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WO2002007949A1 - Verfahren und treibmittel zur herstellung von geschäumten kunststoffgegenständen - Google Patents

Verfahren und treibmittel zur herstellung von geschäumten kunststoffgegenständen Download PDF

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Publication number
WO2002007949A1
WO2002007949A1 PCT/EP2001/008510 EP0108510W WO0207949A1 WO 2002007949 A1 WO2002007949 A1 WO 2002007949A1 EP 0108510 W EP0108510 W EP 0108510W WO 0207949 A1 WO0207949 A1 WO 0207949A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
plastic
blowing agent
generating
plastic objects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2001/008510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Heppert
Rudi Fance
Jürgen KEILERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP01958006A priority Critical patent/EP1212186A1/de
Priority to AU2001279778A priority patent/AU2001279778A1/en
Publication of WO2002007949A1 publication Critical patent/WO2002007949A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/58—Moulds
    • B29C44/588—Moulds with means for venting, e.g. releasing foaming gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3403—Foaming under special conditions, e.g. in sub-atmospheric pressure, in or on a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/02—Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
    • B29C49/04—Extrusion blow-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/006—Using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing foamed plastic objects, a thermoplastic material being mixed with a CO 2 -generating blowing agent and the mixture being shaped in a shaping tool, and the use of this method for producing plastic objects, in particular in the automotive and packaging industries , Electrical appliance industry.
  • plastics as materials is largely due to the many advantages that plastic offers in contrast to other competing materials such as glass or metal. Examples include the high resistance to corrosion, high insulating ability, thermal protection and insulation, as well as the ease of coloring. But above all the wide range of inexpensive raw materials and the economic processability make plastics the ideal material, which is also well suited for mass production.
  • plastic is increasingly replacing the products normally used in these areas due to its advantages.
  • the triumphal march of plastic packaging such as the plastic beverage bottle
  • Components made of plastic such as spray water tanks, fuel plastic tanks, and media-carrying parts are also increasingly being used in automobiles. puts.
  • the main advantage over the products conventionally used for this purpose, such as the glass bottle or the metal container, is their reduced weight.
  • this reduces the weight of commercial vehicles that are equipped with plastic engine compartment parts.
  • the payload can be increased with a fixed total weight.
  • the lower weight of packaging means e.g. Drinks in plastic bottles so that the fuel consumption during transportation can be reduced.
  • industry is particularly interested in reducing the weight of the plastic products that can be used.
  • One way to reduce the weight of plastic products is to simply reduce the amount of plastic used in the manufacture of a product.
  • the first foamed plastic is converted back into a compact form in many processes in a later process step by using excessively high pressures, for example in the shaping, with extensive destruction of its cell structure. This reduces its wall thickness and, at the same time, its mechanical resilience.
  • CFCs chlorofluorocarbons
  • the present invention is based on the object of providing a method for producing foamed plastic products which, due to their reduced weight, in contrast to compact plastic products, combine all the advantages mentioned above with regard to the weight-reduced plastics.
  • the present invention is intended to provide a blowing agent for the production of foamed plastics which does not represent an environmental impact comparable to that of the chlorofluorocarbons.
  • Another object of the invention is the use of the method according to the invention for the production of plastic containers.
  • Another object of the invention is the use of the blowing agent according to the invention in the production of plastic foams.
  • the present invention relates to a method for producing foamed plastic objects, wherein a thermoplastic material is mixed with a CO-generating blowing agent and the mixture is molded in a shaping tool, characterized in that the molding in the tool while applying a vacuum in the tool and compressed air is carried out inside the tool, and a CO 2 -generating propellant, characterized in that it contains at least the components sodium bicarbonate, monosodium citrate and a nucleic acid comprises solid agent, wherein the particle size of the individual components is less than or equal to 40 microns.
  • the inventive production of the foamed plastic objects is based on a plastic which is mixed together with a blowing agent in an extruder and subsequently molded into the desired object in a shaping tool by applying an external vacuum and compressed air.
  • the invention relates to a method for producing said plastic objects, wherein the mixing of the thermoplastic material with the CO 2 -generating blowing agent takes place in an extruder.
  • Foamed plastic objects are usually partially or completely made of foamed plastic. Their material properties are characterized in that the plastic is in a kind of cell structure due to their manufacturing process. As a result, its weight can be reduced by up to 20%, preferably up to 30% and in particular up to 50% compared to the same plastic objects, but made up of compact structures, with the rigidity often remaining the same.
  • Low-density polyethylene LDPE
  • high-density polyethylene HDPE
  • linear low-density polyethylene LLDPE
  • polyisobutylene PAB
  • polybutadiene polyethylene terephthalate
  • PE copolymers polypropylene
  • PP polyamide
  • PA polyamide
  • LDPA low density polyamide
  • PS polystyrene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
  • ABS styrene-acrylonitrile copolymers
  • PVC polyvinyl chloride
  • PUR polyurethanes
  • polyisocyanurates polycarbodiimides, polymethacrylimides, and also phenol and. Urea resins are used.
  • the thermoplastic materials preferably used in the context of the invention belong to the group of polyolefins, polyesters and polyamides.
  • thermoplastic materials high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polyamide (PA), thermoplastic elastomers (TPE), such as e.g. Polyesters, particularly preferably polyamide 6 (PA 6), polyamide 11 (PA 11), polyamide 12 (PA 12) and thermoplastic elastomers (TPE) are used.
  • HDPE high density polyethylene
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • TPE thermoplastic elastomers
  • Polyesters particularly preferably polyamide 6 (PA 6), polyamide 11 (PA 11), polyamide 12 (PA 12) and thermoplastic elastomers (TPE) are used.
  • a blowing agent is required to create the cell structure of the plastic.
  • a CO 2 -generating mixture is used as a blowing agent in the context of the present invention, which comprises at least the components sodium hydrogen carbonate, monosodium citrate and a solid acting as a nucleating agent, the particle size of the individual components preferably being ⁇ 40 ⁇ m, more preferably ⁇ 30 ⁇ m , is particularly preferably ⁇ 25 ⁇ m.
  • the present invention relates to a process for the production of foamed plastic objects, wherein the CO 2 -generating blowing agent comprises at least the components sodium hydrogen carbonate, monosodium citrate and a solid acting as a nucleating agent, the particle size of the individual components being less than or equal to 40 ⁇ m.
  • nucleating agents in principle, all the solids which fulfill the property of a nucleating agent can be used as nucleating agents.
  • Talc, chalk, metal oxides, silicon dioxide or color pigments are preferably used individually or in combinations with one another in the process according to the invention as nucleating agents in the fuel mixture according to the invention.
  • talc of the desired particle size is particularly preferably used as the nucleating agent.
  • the blowing agent components are in a weight ratio of sodium bicarbonate to monosodium citrate to nucleating agent of 1 to 0.5 to 5 to 3 to 13.5% by weight, preferably in a weight ratio of 1 to 0.5 to 2.5 to 3 to 6% by weight. 0% by weight, particularly preferably 1 to 0.5 to 2.0 to 3 to 4.0% by weight.
  • the blowing agent is decomposed at a certain processing temperature (reaction temperature) with elimination of its propellant gas CO 2 and thus ensures the formation of the desired cell structure.
  • the blowing agent used in the context of the present invention is a relatively little gas-generating blowing agent with a generation degree in the range from about 12 to 35 ml per gram of blowing agent, preferably in a range from 20 to 30 ml per gram of blowing agent, particularly preferably in the range from 20 up to 24 ml per gram of blowing agent.
  • an object produced by the method according to the invention can absorb a shock better than a comparably shaped object made of compact material.
  • the plastic compound to be processed in each case is subjected to a melt mixing process together with the CO 2 -generating blowing agent in an extruder.
  • Under an extruder in the context of this invention is a continuous, continuously operating conveyor, which can not only convey and melt plastic molding compounds under pressure and heat, but also compress and homogenize.
  • An extruder usually consists of from one or more worm spindles arranged in parallel (“worms"), which rotate in a mostly horizontally arranged cylindrical, 8-shaped housing or otherwise adapted to the number of worms.
  • worms worm spindles arranged in parallel
  • shear and mixing parts which, among other things, break up agglomerates and possibly not yet fully melted plastic residues and distribute the components evenly in order to improve the homogenization of the mixture.
  • these shearing and mixing parts are selected and arranged in such a way that the generation of excessive frictional heat is largely avoided.
  • the decomposition of CO 2 -generating blowing agent is counteracted in this processing stage and a largely perfect degree of foaming is promoted in the subsequent processing stage.
  • an extruder of the type in question here can contain all the additives known and customary to those skilled in the art, such as additional heating and cooling units, feed openings, degassing shafts, melting filters etc. included if required.
  • the plastic When extruding the plastic mass, the plastic can be fed to the extruder in molten form, but also as a solid. As a solid, it can be in the form of granules, powder, crumbs or regrind.
  • the plastic is preferably used as granules or regrind, individually or as a mixture of the two, but it is particularly preferably used as granules.
  • the blowing agent can be supplied at the same time as the plastic mass or can be metered into the plastic mass in the further course through suitable entry openings in the extruder.
  • the blowing agent is supplied simultaneously with the plastic.
  • a gravimetric or volumetric metering technique is used to meter the blowing agent in the context of the present invention. Gravimetric dosing technology is preferred for the manufacture of thin-walled objects.
  • the accuracy in the metering of the blowing agent used in the context of the invention is in a range between 1 and 3%, preferably between 1, 5 and 3%.
  • the insertion of the plastic mass and, if applicable, the added blowing agent is usually completed after a few screw flights.
  • the plastic then enters the melting and mixing zone when it has been used as a solid.
  • the temperature of the plastic mass to be added, or the temperature which is present in the extruder, is largely dependent on the plastic used and the reaction temperature of the blowing agent.
  • the temperature of the mass fed to the extruder is in the range from 180 to 250 ° C., preferably in the range from 200 to 230 ° C., particularly preferably in the range from 210 to 220 ° C.
  • the temperature is set depending on the material.
  • the selected temperature is maintained with a deviation of + 2 ° C over the entire distance through the extruder up to the discharge zone.
  • the blowing agent used in the context of the invention consequently acts at a melt temperature of the molten plastic material of about 180 to 250 ° C.
  • a preferred melt temperature of the molten plastic material within the scope of the invention, at which the largely optimal decomposition of the blowing agent used is achieved after emerging from the extruder, is in the range from 200 to 220 ° C., the range from 206 to 212 ° C. being particularly preferred
  • This temperature is reached by the mass as it emerges from the extruder, so that the tubular material emerging from the extruder via an outlet nozzle of a blow head foams and is introduced into the shaping tool in this state.
  • the design of the outlet nozzle opening can be adapted to the particular material to be carried out and the desired shape requirements. They differ in the shape of their flow channel. Examples include PWDS nozzles (partial wall thickness control nozzles), ovalizing or round nozzles.
  • the extruder outlet opening and the shaping tool can be connected via a connecting element.
  • the extruder outlet opening is largely designed so that it does not hinder the foaming process.
  • the foaming process can already be largely, preferably completely, completed.
  • the captured piece of tubing can be squeezed out and further shaped in the tool.
  • the squeezing can also be carried out during or after the molding process.
  • the inner walls of the shaping tool are shaped in accordance with the shape requirements of the end product.
  • the foamed tubular mass introduced is brought into the desired shape by being pressed against the inner walls of the tool.
  • the tool can be opened and the finished product removed.
  • the inner walls of the shaping tool prefferably lined with a material prior to the introduction of the foamed tubular mass which does not permanently bond to the inner wall of the shaping tool or to the introduced product mass, e.g. fine-grained binder-free sand.
  • the shaping tool is equipped with both compressed air technology and vacuum technology. In the context of the invention, both techniques are used side by side, whereby the molding process is largely optimized.
  • the vacuum is generated with the usual vacuum pumps and is in contact with the tool via the vacuum holes located at suitable points on the tool.
  • Suitable places are always where, after inserting the tubular foam mass or pressing it against the molded inner wall of the tool, air pockets remain, such as in the shoulder or bottom area of a bottle. These air pockets could lead to defects, such as indentations in the boundary surfaces of the end product, if they remained during the molding process. The air located there is removed by the targeted application of a vacuum at these points. The formation of such defects is thus largely avoided and the contact pressure of the mass against the inner wall of the tool is further improved.
  • the vacuum present in the tool during the shaping process is in a range from ⁇ 0.6 to ⁇ 0.8 bar.
  • the invention relates to a method for producing foamed plastic objects, the vacuum applied in the tool being in a range from -0.6 to -0.8 bar.
  • the contact pressure during the molding process can be decisively supported by injecting compressed air into the mold via a correspondingly fitted blowing channel, for example a blowing mandrel.
  • the blow mandrel is attached in such a way that it inflates the hose made of foamed plastic into the shaping tool from the inside and thus presses against the inner walls of the tool.
  • the invention relates to a method for producing foamed plastic objects, the internal pressure generated in the mold by the compressed air being kept largely constant using a proportional valve technique.
  • the proportional valve technology differs essentially from the simple pneumatic techniques previously used in that the pressure control valves used enable the continuous adjustment of a pneumatic pressure. Another advantage of this technique is that possible pressure fluctuations in the outside area cannot affect the blowing pressure, but, as described above, this can be kept largely constant.
  • the compressed air present in the context of the present invention is set to a value selected from the range from 0.5 to 2 bar, preferably from 0.5 to 1.5 bar. In this pressure range there is also largely no danger of destroying the advantageous cell structure of the boundary surfaces of the end product.
  • the invention relates to a method for producing foamed plastic objects, the internal pressure generated in the tool being regulated to a value selected from the range from 0.5 to 1.5 bar.
  • the cooling can be achieved on the one hand by the compressed air lying inside the mold.
  • the removal of heat and thus the cooling process can also be accelerated by the applied vacuum. This can reduce the cycle time, ie the time it takes to manufacture a product (see also table). This in turn can increase the number of products manufactured per unit of time and thus largely cheaper utilization of plant capacities can be achieved.
  • Table 1 Shortening of some typical cycle times when processing various plastics with the method according to the invention.
  • the end product has largely optimally foamed and evenly designed boundary surfaces. Due to their cell structure, the finished product is typically not only up to 50% lighter, but also also largely insensitive to shock than the products that were manufactured by the previously used processes.
  • the present invention also relates to foamed plastic objects, in particular hollow plastic articles, which are produced by the method according to the invention, and their preferred use in the automotive industry, as well as in the packaging industry and in the electrical appliance industry.
  • the present invention also relates to the use of the CO 2 -generating blowing agent described in the context of this patent application in the production of plastic foams via a manufacturing process other than that claimed in this patent application.
  • the invention relates to the use of the method according to the invention claimed with this patent application for the production of all kinds of plastic containers.

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei ein thermoplastischer Werkstoff mit einem CO2-generierenden Treibmittel vermischt wird und die Mischung in einem formgebenden Werkzeug ausgeformt wird, wobei das Ausformen im Werkzeug unter Anlegen eines im Werkzeug anliegenden Vakuums und Druckluft im Inneren des Werkzeugs durchgeführt wird, sowie ein CO2-generierendes Treibmittel, welche wenigstens die Bestandteile Natriumhydrogencarbonat, Mononatriumcitrat und einen als Nukleierungsmittel wirkenden Feststoff umfasst, wobei die Teilchengrösse der einzelnen Bestandteile kleiner oder gleich 40 mu m beträgt.

Description

VERFAHREN UND TREIBMITTEL ZUR HERSTELLUNG VON GESCHÄUMTEN KUNSTSTOFFGEGENSTÄNDEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei ein thermoplastischer Werkstoff mit einem CO2-generierenden Treibmittel vermischt wird und die Mischung in einem formgebenden Werkzeug ausgeformt wird, sowie die Verwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Kunststoffgegenständen insbesondere in der Automobilbranche, Verpackungsbranche, Elektrogerätebranche.
Aufgrund der ernormen Vielseitigkeit in Ihren Anwendungsmöglichkeiten haben Kunststoffe seit der Einführung des Celluloid 1868 ihren heutigen gewaltigen und immer weiter anwachsenden Marktanteil erlangt.
Die Vielseitigkeit von Kunststoffen als Werkstoffe beruht zum großen Teil auf den mannigfaltigen Vorteilen, welche Kunststoff im Gegensatz zu anderen mit ihm konkurrierenden Werkstoffen wie Glas oder Metall bietet. Beispielhaft sind hier die hohe Beständigkeit gegen Korrosion, hohe Isolierfähigkeit, Wärmeschutz und Dämmwirkung, ebenso wie die problemlose Einfärbbarkeit zu nennen. Aber vor allem das breite Angebot preiswerter Rohstoffe und die wirtschaftliche Verar- beitbarkeit machen Kunststoffe zum idealen Werkstoff, welcher sich auch für die Massenfertigung gut eignet.
Insbesondere in der Automobil- und Verpackungsindustrie verdrängt der Kunststoff aufgrund seiner Vorteile immer mehr die sonst in diesen Breichen üblicherweise eingesetzten Produkte. Beispielsweise ist der Siegeszug der Kunststoffverpackungen, wie z.B. die Kunststoffgetränkeflasche nicht mehr aufzuhalten. Auch in Automobilen werden vermehrt Komponenten aus Kunststoff, wie z.B. Spritzwasserbehälter, Kraftstoff-Kunstsofftanks, sowie medienführende Teile einge- setzt. Der Hauptvorteil gegenüber den zu diesem Zweck herkömmlich eingesetzten Produkten, wie z.B. der Glasflasche oder dem Behälter aus Metall liegt in ihrem reduzierten Gewicht.
Dadurch wird einerseits das Eigengewicht der Nutzfahrzeuge verringert, die mit Motorraumteilen aus Kunststoff ausgestattet sind. Dadurch kann die Zulast bei festgelegtem Gesamtgewicht erhöht werden. Andererseits bedeutet das geringere Gewicht von Verpackungen z.B. Getränke in Kunststoffflaschen, daß dadurch der Treibstoffverbrauch bei ihrem Transport gesenkt werden kann. Um diesen Vorteil noch weiter auszubauen ist vor allem die Industrie daran interessiert, das Gewicht der einsetzbaren Kunststoffprodukte noch weiter zu reduzieren.
Ein weiterer Anstoß für eine Gewichtsreduzierung bei Kunststoffprodukten stellen die aus der Gewichtsreduzierung resultierenden Einsparungen an Wiederverwer- tungskosten dar. Heutzutage muß der größte Teil der Kunststoffprodukte wiederverwertet werden. Da jedoch die Kosten für die Wiederverwertung anhand des Einsatzgewichtes des Kunststoffprodukts errechnet werden, wird vermehrt an einer weiteren Reduzierung des Massengehalts an Kunststoff im Produkt gearbeitet, jedoch unter gleichbleibenden Eigenschaften.
Eine Möglichkeit das Gewicht der Kunststoffprodukte zu verringern stellt eine simple Reduzierung der eingesetzten Kunststoffmenge bei der Herstellung eines Produkts dar.
Gerade aber unter Verwendung der herkömmlichen Herstellungsmethoden für diese Produkte wirkt sich diese Art der Reduzierung der eingesetzten Masse nachteilig auf z.B. άie mechanische Belastbarkeit der Produkte aus; die gefertigten Kunststoffbehälter werden z.B. dünnwandiger und brechen damit häufig schon bei geringer mechanischer Belastung. Eine weitere Möglichkeit der Gewichtsreduzierung kann durch den Einsatz von geschäumten Kunststoffen für die Fertigung dieser Produkte erreicht werden.
Diese Möglichkeit macht zum einen den Zusatz von Treibmitteln zur Schäumung der Kunststoff notwendig. Zum anderen führt die Verarbeitung von geschäumten Kunststoffmassen in den ursprünglich verwendeten Produktionsanlagen häufig zu bisher noch nicht behobenen technischen Problemen.
So wird beispielweise der zuerst aufgeschäumte Kunststoff in vielen Verfahren in einem späteren Verfahrensschritt durch die Verwendung zu hoher Drücke, beispielsweise bei der Formgebung, unter weitgehender Zerstörung seiner Zellstruktur wieder in eine kompakte Form zurückgewandelt. Damit nimmt seine Wandstärke und gleichzeitig seine mechanische Belastbarkeit wieder ab.
Ein weiterer bisher nur unbefriedigend gelöster Nachteil stellt die Wahl des geeigneten Treibmittels zum Aufschäumen des Kunststoffs dar. In den letzten Jahrzehnten wurden aus fertigungstechnischen Gründen immer noch ein großer Teil Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) als Treibmittel zur Herstellung von Kunststoffschäumen eingesetzt.
Da sich jedoch der Verdacht, daß sie zur Vergrößerung des Ozonlochs beitragen in den letzten Jahren erhärtet hat, ist es aus Gründen des Umweltschutzes geboten Treibmittel einzusetzen, deren Beitrag zum Treibhauseffekt möglichst gering ist. Jedoch wirft schon der weitgehende Ersatz von chlorhaltigen Treibmitteln techni- sehe Probleme auf. Beispielsweise ist es notwendig, beim Einsatz von Cyclopen- tan oder Cyclohexan oder Gemischen aus beiden als Treibmittel auch ihre erhöhte Brennbarkeit zu berücksichtigen. Nicht zuletzt ist der im Gegensatz zu FCKWs meist erhöhte Preis für ein geeignetes "umweltfreundlicheres" Treibmittel ein weiterer Punkt, welcher den Bedarf an FCKW-freien Treibmitteln bei der Her- Stellung von Kunststoffschäumen weiter erhöht. Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung zum einen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffprodukten bereitzustellen, welche durch ihr verringertes Gewicht im Gegensatz zu kompakten Kunststoffprodukten alle oben genannten Vorteil bezüglich der gewichtsredu- zierten Kunststoffe auf sich vereinen.
Zum anderen soll durch die vorliegende Erfindung ein Treibmittel für die Herstellung von geschäumten Kunststoffen bereitgestellt werden, welches keine mit den Fluorchlorkohlenwasserstoffen vergleichbare Umweltbelastung darstellt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Kunststoffbehältern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Verwendung des erfindungsge- mäßen Treibmittels bei der Herstellung von Kunststoffschäumen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich unter Verwendung eines CO2- generierenden Treibmittels in einem Verfahren zur Herstellung geschäumter Kunststoffprodukte, gewichtsreduzierte Kunststoffgegenstände, beispielsweise Kunststoffhohlkörper, unter weitgehender Beibehaltung ihrer gewünschten Eigenschaften produzieren lassen.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei ein thermoplastischer Werkstoff mit einem CO -generierenden Treibmittel vermischt wird und die Mischung in einem formgebenden Werkzeug ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen im Werkzeug unter Anlegen eines im Werkzeug anliegenden Vakuums und Druckluft im Inneren des Werkzeugs durchgeführt wird, sowie ein CO2-generierendes Treibmittel dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens die Bestandteile Natriumhydrogencarbonat, Mononatriumcitrat und einen als Nuklei- erungsmittel wirkenden Feststoff umfaßt, wobei die Teilchengröße der einzelnen Bestandteile kleiner oder gleich 40 μm beträgt.
Die erfindungsgemäße Herstellung der geschäumten Kunststoffgegenstände, bei- spielsweise Kunststoffhohlkörpern geht von einem Kunststoff aus, welcher zusammen mit einem Treibmittel in einem Extruder vermischt und nachfolgend in einem formgebenden Werkzeug durch Anlegen eines äußeren Vakuums und Druckluft im Inneren zum gewünschten Gegenstand ausgeformt wird.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung besagter Kunststoffgegenstände, wobei das Vermischen des thermoplastischen Werkstoffs mit dem CO2-generierenden Treibmittel in einem Extruder erfolgt.
Geschäumte Kunststoffgegenstände sind in der Regel teilweise oder vollständig aus geschäumten Kunststoff hergestellt. Ihre Materialbeschaffenheit ist dadurch gekennzeichnet, daß durch ihren Herstellungsprozess der Kunststoff in einer Art Zellstruktur vorliegt. Dadurch kann sein Gewicht bis zu 20 %, vorzugsweise bis zu 30 % und insbesondere bis zu 50 % gegenüber den gleichen, aber aus kompakten Strukturen aufgebauten Kunststoffgegenständen bei häufig gleichbleiben- der Steifheit reduziert werden.
Bezüglich der zur Herstellung der geschäumten Kunststoffgegenstände eingesetzte Kunststoffe existieren im Rahmen der Erfindung keine besonderen Beschränkungen. Grundsätzlich sind alle blasfähigen Kunststoffe, die schäumbar sind, insbesondere Thermoplaste einsetzbar.
Als thermoplastische Werkstoffe im erfindungsgemäß beanspruchten Verfahren können u.a. Low Density Polyethylen (LDPE), High Density Polyethylen (HDPE), Linear Low Density Polyethylen (LLDPE), Polyisobutylen (PUB), Poly- butadien, Polyethylenterephthalat (PET), PE-Copolymere, Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Low Density Polyamid (LDPA), Polystyrol (PS), Styrol- Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitril- Copolymere, aber auch Polyvinylchlorid (PVC) hart oder weich, Polyurethane (PUR) oder Polyisocyanurate, Polycarbodiimide, Polymethacrylimide, sowie auch Phenol- u. Harnstoffharze eingesetzt werden. Die im Rahmen der Erfindung bevorzugt eingesetzten thermoplastischen Werkstoffe gehören der Gruppe der Polyolefine, der Polyester und der Polyamide an.
Besonders bevorzugt werden daher die thermoplastischen Werkstoffe High Density Polyethylen (HDPE), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), termoplastische Elastomere (TPE), wie z.B. Polyester, besonders bevorzugt werden Polyamid 6 (PA 6), Polyamid 11 (PA 11), Polyamid 12 (PA 12) sowie termoplastische E- lastomere (TPE) eingesetzt.
Zur Erzeugung der Zellstruktur des Kunststoffs ist ein Treibmittel erforderlich. Als Treibmittel findet im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine CO2- generierende Mischung ihren Einsatz, welche wenigstens die Bestandteile Natri- umhydrogencarbonat, Mononatriumcitrat und einem als Nukleierungsmittel wirkenden Feststoffe umfaßt, wobei die Teilchengröße der einzelnen Bestandteile vorzugsweise < 40 μm, weiter bevorzugt < 30 μm, besonders bevorzugt < 25 μm beträgt.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei das CO2-generierende Treibmittel wenigstens die Bestandteile Natriumhydrogencarbonat, Mononatriumcitrat und einem als Nukleierungsmittel wirkenden Feststoffe umfaßt, wobei die Teilchengröße der einzelnen Bestandteile kleiner oder gleich 40 μm beträgt.
Als Nucleierungsmittel können im Prinzip alle die Feststoffe, welche die Eigenschaft eines Keimbildners erfüllenden verwendet werden. Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren als Nucleierungsmittel im erfindungsgemäßen Treibstoffgemisch Talkum, Kreide, Metalloxide, Siliziumdioxid oder Farbpigmente, einzeln oder in Kombinationen miteinander eingesetzt.
Besonders bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Nukleierungsmittel Talkum der gewünschten Teilchengröße eingesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Treibmittelbestandteile im Gewichtsverhältnis Natriumhydrogencarbonat zu Mononatriumcitrat zu Nucleierungsmittel von 1 zu 0,5 - 5 zu 3 - 13,5 Gew.%, bevorzugt im Gewichtsverhältnis 1 zu 0,5 - 2,5 zu 3 - 6,0 Gew.%, besonders bevorzugt 1 zu 0,5 - 2,0 zu 3 - 4,0 Gew.% eingesetzt.
Das Treibmittel wird bei einer bestimmten Verarbeitungstemperatur (Reaktionstemperatur) unter Abspaltung seines Treibgases CO2 zersetzt und sorgt somit für die Entstehung der gewünschten Zellstruktur.
Vorteilhafter Weise ist das im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte Treibmittel ein relativ wenig gaserzeugendes Treibmittel mit einem Generierungsgrad im Bereich von etwa 12 bis 35 ml pro Gramm Treibmittel, bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 30 ml pro Gramm Treibmittel, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 24 ml pro Gramm Treibmittel.
Dieser Generierungsgrad macht es relativ unempfindlich gegenüber mechanische Belastungen. Ein weitere Vorteil des geringen Generierungsgrades ist die daraus resultierende weitgehende Gleichförmigkeit der Blasen selbst und ihre gleichmäßige Verteilung in der Masse, was wiederum die Stabilität, d.h. die Bruchfestigkeit des Endprodukts erhöht. So kann ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellter Gegenstand einen Stoß besser abfedern kann als ein aus kompakten Material hergestellter vergleichbar geformter Gegenstand. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die jeweils zu verarbeitende Kunst- stoffmasse zusammen mit dem CO2-generierenden Treibmittel in einem Extruder einem Schmelzmischprozess unterworfen.
Unter einem Extruder im Rahmen dieser Erfindung wird eine kontinuierlich, fortlaufend arbeitende Fördermaschine, welche unter Druck und Wärme Kunststoffformmassen nicht nur fördern und aufschmelzen, sondern auch verdichten und homogenisieren kann.
Ein Extruder besteht in der Regel u.a. aus einer oder mehreren parallel angeordneten Schneckenspindeln ("Schnecken"), welche in einem meist horizontal angeordneten zylindrischen, 8-förmigen oder andersartig an die Schneckenzahl ange- passten Gehäuse umlaufen.
Schematisch ist er aus einer Einzugszone in der ein Kunststoff und gegebenenfalls weitere Zusätze wie ein Treibmittel aufgenommen werden, einer Umwandlungszone, in welcher der eingesetzte Kunststoff u.a. aufgeschmolzen wird und einer Austragszone in welcher u.a. die Homogenisierung der Ausgangsmischung ver- voUständigt, diese gegebenenfalls verdichtet und mit der richtigen Temperatur ausgestoßen wird, aufgebaut. Alle drei Bereiche können sowohl einzeln als auch zusammen oder auch nur streckenweise durch die üblichen dazu bekannten Methoden sowohl geheizt als auch bei Bedarf gekühlt werden.
Um den Mischvorgang im Extruder zu optimieren, enthält er in der Regel zusätzlich zu seinen oben genannten Bestandteilen sogenannte Scher- und Mischteile, welche u.a. Agglomerate und gegebenenfalls noch nicht vollständig aufgeschmolzene Kunststoffreste zerteilen und die Komponenten gleichmäßig verteilen um so die Homogenisierung der Mischung zu verbessern. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden diese Scher- und Mischteile so gewählt und angeordnet, daß die Entstehung einer zu hohen Friktionswärme weitgehend vermieden wird. Somit wird der Zersetzung CO2-generierenden Treibmittels in dieser Verarbeitungsstufe entgegengewirkt und ein weitgehend einwandfreier Schäumungsgrad in der nachfolgenden Verarbeitungsstufe gefördert.
Weiterhin kann ein Extruder der hier in Rede stehenden Art alle dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten und üblichen Zusätze wie z.B. weitere Heiz- und Kühlaggregate, Einspeisöffhungen, Entgasungsschächte, Schmelzfilter usw. bei Bedarf enthalten.
Um eine weitgehend zufriedenstellende Homogenisierung der Masse zu erreichen, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt mit > 20-D Extrudern, besonders bevorzug j edoch mit 24-D Extruder gearbeitet.
Bei der Extrusion der Kunststoffmasse kann der Kunststoff dem Extruder in geschmolzener Form, aber auch als Feststoff zugeführt werden. Als Feststoff kann er als Granulat, Pulver, Krümel oder Mahlgut vorliegen.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kunststoff bevorzugt als Granulat oder Mahlgut, einzeln oder als eine Mischung aus beiden eingesetzt, besonders bevorzugt wird er jedoch als Granulat eingesetzt.
Das Treibmittel kann gleichzeitig mit der Kunststoffmasse zugeführt werden oder im weiteren Verlauf durch geeignete Eintragsöff ungen im Extruder der Kunststoffmasse zudosiert werden.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird das Treibmittel gleich- zeitig mit dem Kunststoff zugeführt. Zur Dosierung des Treibmittels wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit einer gravimetrischen oder volumetrischen Dosiertechnik gearbeitet. Die gravi- metrische Dosiertechnik wird bevorzugt bei der Herstellung dünnwandiger Gegenstände eingesetzt. Die im Rahmen der Erfindung angesetzte Genauigkeit bei der Dosierung des Treibmittels liegt in einem Bereich zwischen 1 und 3 %, bevorzugt zwischen 1, 5 und 3%.
Der Einzug der Kunststoffmasse und gegebenenfalls des zugesetzten Treibmittels ist meist nach wenigen Schneckengängen abgeschlossen. Dann tritt der Kunst- stoff, wenn er als Feststoff eingesetzt wurde in die Aufschmelz- und Mischzone ein.
Die Temperatur der zuzugebenden Kunststoffmasse, bzw. die Temperatur welche im Extruder vorliegt ist weitgehend abhängig von dem eingesetzte Kunststoff und der Reaktionstemperatur des Treibmittels.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt die Temperatur der dem Extruder zugeführten Masse, bzw. die im Extruder vorliegende Temperatur der eingesetztem Kunststoffmasse bei einem Wert im Bereich von 180 bis 250°C, bevorzugt im Bereich von 200 bis 230°C, besonders bevorzugt im Bereich von 210 bis 220°C. Dabei wird die Temperatur materialabhängig eingestellt. Bei Verwendung von PA werden beispielsweise Temperaturen bis 250°C, bei PP typischerweise 210 bis 225°C und bei HDPE 180 bis 215°C gefahren. Die jeweils gewählte Temperatur wird mit einer Abweichung von + 2°C über die gesamte Strecke durch den Extru- der bis hin zur Austragszone beibehalten.
Das im Rahmen der Erfindung eingesetzte Treibmittel wirkt folgerichtig bei einer Massetemperatur des geschmolzenen Kunststoffmaterials von etwa 180 bis 250°C. Eine im Rahmen der Erfindung bevorzugte Massetemperatur des geschmolzenen Kunststoffmaterials, bei welcher nach Austritt aus dem Extruder die weitgehend optimale Zersetzung des eingesetzten Treibmittels erreicht wird, liegt im Bereich von 200 bis 220 °C, besonders bevorzugt ist der Bereich von 206 bis 212 °C
Diese Temperatur wird von der Masse unmittelbar beim Austritt aus dem Extruder erreicht, so daß das aus dem Extruder über eine Auslassdüse eines Blaskopfes austretende schlauchförmige Material aufschäumt und in diesem Zustand in das formgebende Werkzeug eingeführt wird.
Die Konstruktion der Auslassdüsenöffnung kann dem jeweilig durchzuführenden Material und den gewünschten Formerfordernissen angepaßt werden. Sie unterscheiden sich durch die Gestalt ihres Fließkanals. Beispielhaft sind hier zu nennen PWDS-Düsen (Partielle-Wanddicken-Steuerungs-Düsen), ovalisierende oder run- de Düsen.
Die Extruderauslassöffnung und das formgebende Werkzeug können über ein Verbindungselement verbunden sein. Die Extruderauslassöffnung ist weitgehend so gestaltet, daß es den Aufschäumvorgang nicht behindert. Der Aufschäumvor- gang kann bei Eintritt der extrudierten schlauchförmigen Masse in ein formgebendes Werkzeug schon weitgehend, bevorzugter Weise schon vollständig abgeschlossen sein.
Wird die schlauchförmige Masse vollständig von dem formgebenden Werkzeug umschlossen, kann das gefangene Schlauchstück abgequetscht und im Werkzeug weiter ausgeformt werden. Das Abquetschen kann jedoch auch noch während oder nach dem Ausformungsvorgang vorgenommen werden.
Nach Beendigung des Ausformungsvorgangs und Abkühlung des hergestellten Kunststoffgegenstandes kann der sich noch vom Abquetschvorgang vorhanden Rest (Butzen) am Kunststoffgegenstand mit Hilfe einer Stanzvorrichtung abgetrennt werden.
Die Innenwände des formgebenden Werkzeugs sind entsprechend den Formerfor- dernissen des Endprodukts ausgeformt. Durch die während des Ausformungsvorgangs im Inneren des Werkzeugs herrschenden Bedingungen wird die eingebrachte geschäumte schlauchförmige Masse durch das Anpressen an die Innenwände des Werkzeugs in die gewünschte Form gebracht.
Ist der Formungsvorgang abgeschlossen kann das Werkzeug geöffnet und das fertige Produkt entnommen werden.
In diesem Verfahren können sowohl nur einmal zu benutzende Werkzeugformen als auch Dauerformen genutzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Dauerformen, welche häufig keinem nennenswerten Verschleiß unterliegen, eingesetzt, so daß sie sich zur Serienproduktion des gewünschten Gegenstandes eignen.
Sie werden aus den dafür üblichen und dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Materialien hergestellt.
Ebenfalls möglich ist es, daß das die Innenwände des formgebenden Werkzeugs vor dem Einbringen der geschäumten schlauchförmigen Masse mit einem Materi- al ausgekleidet werden, welches sich weder mit der Innenwand des formgebenden Werkzeugs, noch mit der eingeführten Produktmasse dauerhaft verbindet, z.B. feinkörniger binderfreier Sand.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird jedoch bevorzugt ohne vorheriges Auskleiden der Werkzeuginnenwand gearbeitet. Zusätzlich zu der üblichen und dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufigen Ausstattungen, wie Kühl- oder Heizvorrichtungen ist das formgebende Werkzeug sowohl mit einer Drucklufttechnik als auch mit einer Vakuumtechnik ausgestattet. Im Rahmen der Erfindung werden beide Techniken nebeneinander eingesetzt, wodurch der Ausformungsvorgang weitgehend optimiert wird.
Das Vakuum wird mit den dafür üblichen Vakuumpumpen erzeugt und liegt über die sich an geeigneten Stellen des Werkzeugs befindlichen Vakuumbohrungen am Werkzeug an.
Geeignete Stellen befinden sich immer da, wo nach Einbringen der schlauchförmigen geschäumten Masse bzw. beim Anpressen dieser an die ausgeformte Innenwand des Werkzeugs Lufteinschlüsse bleiben, wie beispielsweise im Schulteroder Bodenbereich einer Flasche. Diese Lufteinschlüsse könnten bei ihrem Verbleib während des Ausformvorgangs zu Fehlstellen, wie Eindellungen in den Begrenzungsflächen des Endprodukts führen. Durch das gezielte Anlegen eines Vakuums an diesen Stellen wird die dort befindliche Luft abgeführt. Somit wird die Bildung derartiger Fehlstellen weitgehend vermieden und auch der Anpressdruck der Masse an die Innenwand des Werkzeugs weiter verbessert.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das während des Ausformungsvorgangs im Werkzeug anliegende Vakuum in einem Bereich von - 0,6 bis - 0,8 bar.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei das in dem Werkzeug anliegende Vakuum in einem Bereich von - 0,6 bis - 0,8 bar liegt.
Weiterhin kann der Anpressdruck während des Ausformungsvorgang durch Ein- pressen von Druckluft über einen entsprechend angebrachten Blaskanal, beispielsweise eines Blasdorns, in die Form maßgebend unterstützt. Der Blasdorn ist so angebracht, daß er den in das formgebende Werkzeug eingeführten Schlauch aus aufgeschäumten Kunststoff von innen aufbläst und so gegen die Innenwände des Werkzeugs presst.
Für eine weitgehend vollständige Anpressung der aufgeschäumten Masse an die Innenwand des Werkzeugs, durch welche eine weitgehend fehlerfreie Formung der Masse zum gewünschten Gegenstand erst möglich wird, ist es notwendig, daß die Druckluft während des gesamten Ausformungsvorgang im Inneren des Werk- zeuges anliegen.
Um weiterhin auch eine weitgehend gleichmäßige Stärke der einzelnen Begrenzungsflächen im Endprodukts zu erreichen ist es notwendig, das die anliegende Druckluft über den gesamten Ausformungsvorgang im Werkzeug weitgehend konstant ist. Dieses wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch den Einsatz einer Proportionalventiltechnik erreicht. Diese ermöglicht es beispielsweise einen auf z.B. 0,7 bar eingestellten Blasdruck über die gesamte Dauer des Ausformungsvorgangs weitgehend konstant zu halten.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei der im Werkzeug durch die Druckluft erzeugte Innendruck unter Verwendung einer Proportionalventiltechnik weitgehend konstant gehalten wird.
Die Proportionalventiltechnik unterscheidet sich im Wesentlichen von den bisher üblicher Weise eingesetzten einfachen Pneumatiktechniken dadurch, daß die zum Einsatz kommenden Druckregelventile die stufenlose Verstellung eines pneumatischen Drucks ermöglichen. Ein weiterer Vorteil dieser Technik liegt darin, daß sich mögliche Druckschwankungen im Außenbereich nicht auf den Blasdruck auswirken können, sondern dieser, wie oben beschrieben, weitgehend konstant gehalten werden kann. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung anliegende Druckluft wird je nach verwendeten Kunststoff auf einen Wert, ausgewählt aus dem Bereich von 0,5 bis 2 bar, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 bar eingestellt. In diesem Druckbereich be- steht auch weitgehend keine Gefahr, die vorteilhafte Zellstruktur der Begrenzungsflächen des Endprodukts zu zerstören.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei der im Werkzeug erzeugte Innendruck auf einen Wert, ausgewählt aus dem Bereich von 0,5 bis 1,5 bar, eingeregelt wird.
Nach Beendigung des Ausformungsvorgangs und Erreichen der Formstabilität durch Abkühlen des Produkts kann dieses dem Werkzeug entnommen werden.
Das Abkühlen kann zum einen durch die im Inneren der Form anliegende Drucklufterreicht werden. Zum anderen kann auch durch das anliegende Vakuum das Abfuhren der Wärme und damit der Abkühlungsvorgang beschleunigt werden. Dadurch kann die Zykluszeit, d.h. die Zeit die zur Herstellung eines Produktes aufgewendet werden muß herabgesetzt werden (siehe auch Tabellel). Hierdurch wiederum kann die Anzahl der gefertigten Produkte pro Zeiteinheit erhöht und somit eine weitgehend günstigere Ausnutzung Anlagenkapazitäten erreicht werden.
Tabelle 1: Verkürzung einiger typischer Zykluszeiten bei der Verarbeitung verschiedener Kunststoffe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Figure imgf000017_0001
Das Endprodukt verfügt durch den parallelen Einsatz der Vakuum- und Proportionalventiltechnik während des Ausformungsvorgangs über weitgehend optimal geschäumte und gleichmäßig ausgebildete Begrenzungsflächen. Durch deren Zell- slruktur ist das fertige Produkt typischerweise nicht nur bis zu 50 % leichter, sondern u.a. auch weitgehend stoßunempfindlicher als die Produkte welche durch die bisher eingesetzte Verfahren hergestellt wurden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch geschäumte Kunststoffgegenstände, insbesondere Kunststoffhohlkörper, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, sowie ihre bevorzugte Verwendung in der Automobilbranche, als auch in der Verpackungsbranche und in die Elektrogerätebranche.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung des im Rahmen dieser Patentanmeldung beschriebenen CO2-generierenden Treibmittels bei der Herstellung von Kunststoffschäumen über andere als das mit dieser Patentanmeldung beanspruchte Herstellungsverfahren.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung des mit dieser Patenanmeldung beanspruchten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Kunst- stoffbehältern aller Art.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffgegenständen, wobei ein thermoplastischer Werkstoff mit einem CO2-generierenden Treibmittel vermischt wird und die Mischung in einem formgebenden Werkzeug ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen im Werkzeug unter Anlegen eines im Werkzeug anliegenden Vakuums und Druckluft im Inneren des Werkzeugs durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das CO2- generierende Treibmittel wenigstens die Bestandteile Natriumhydrogen- carbonat, Mononatriumcitrat und einen als Nukleierungsmittel wirkenden Feststoff umfaßt, wobei die Teilchengröße der einzelnen Bestandteile kleiner oder gleich 40 μm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Nukleierungsmittel wirkender Feststoff Kreide, Talkum, Metalloxide, Siliziumdi- oxid und Farbpigmente eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermischen des thermoplastischen Werkstoffs mit dem CO2-generierenden Treibmittel in einem Extruder erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Werkzeug anliegende Vakuum in einem Bereich von - 0,6 bis - 0,8 bar liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Werkzeug durch die Druckluft erzeugte Innendruck unter Verwendung einer Proportionalventiltechnik weitgehend konstant gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im Werk- zeug erzeugte Innendruck auf einen Wert, ausgewählt aus dem Bereich von 0,5 bis 1,5 bar, eingeregelt wird.
8. Geschäumte Kunststoff gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 herstellbar sind.
9. Verwendung der geschäumten Kunststoff gegenstände gemäß Anspruch 8 in der Automobilbranche, Verpackungsbranche, sowie Elektrogerätebranche.
10. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von Kunststoff behältern aller Art.
11. Cθ2-generierendes Treibmittel dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens die Bestandteile Natriumhydrogencarbonat, Mononatriumcitrat und einen als Nukleierungsmittel wirkenden Feststoff umfaßt, wobei die Teilchengröße der einzelnen Bestandteile kleiner oder gleich 40 μm beträgt.
12. Verwendung des CO2-generierenden Treibmittels gemäß Anspruch 11 als Treibmittel bei der Herstellung von Kunststoffschäumen.
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