DE1952753B2 - Verfahren zum herstellen eines langgestreckten schaumstofformlings mit einer ungeschaeumten aussenschicht und einem geschaeumten kern - Google Patents

Description

in die einzelnen Durchlässe oder die Länge oder die Querschnittsbereiche der einzelnen Durchlässe verändert, auch wenn die Querschnittsbereiche der Durchlässe 4 und 5 am Auslaß und am Einlaß eine bestimmte Größe aufweisen.

F i g. 3 zeigt, daß das Ziel der Erfindung auch erreicht werden kann, wenn am Ende eines Durchlasses Sc ähnlich wie bei der in Fig. 2 dargestellten Gießvorrichtung kleine Löcher 8 a vorgesehen sind, ohne daß der in Fig. 2 gezeigte Einlaß 8 für das Polymere vorhanden ist.

In diesem Fall werden die Teile mit unterschiedlichem Aufschäumungsgrad nicht auf Grund unterschiedlichen inneren Drucks in den Durchlässen 4 a nnd Sa gebildet, sondern die Teile mit unterschiedlichem Aufschäumungsgrad entstehen direkt an der Außenseite der Auslässe der Durchlässe 4 a und 5 σ tlurch Schaffung eines Unterschieds in der Aufschäumungsfähigkeit zwischen dem durch den Durchlaß 4a und dem durch den Durchlaß 5 a fließenden Polymeren, und zwar befindet sich das den Durchlaß 4 α durchfließende Polymere in zusammengepreßtem Zustand und wird von außen gekühlt, wodurch es seine Aufschäumungsfähigkeit verliert oder eine geringere Aufschäumungsfähigkeil erhält. Andererseits befindet sich das den Durchlaß 5 α durchfließende Polymere ebenfalls in zusammengedrücktem Zustand, ist jedoch nicht aufgeschäumt und ist trotzdem fließfähig, und zwar besitzt es noch eine genügende Aufschäumungsfähigkeit. Deshalb beginnt es Blasen zu bilden, nachdem es die kleinen Löcher 8a passiert hat, und wird so in einen Abschnitt mit einem höheren Aufschäumungsgrad als dem des aus dem Durchlaß 4« austretenden Polymeren verwandelt.

Die Kühlung des Durchlasses für das Polymere, das in einen Abschnitt höherer Dichte verwandelt werden soll, bewirkt die Ausbildung eines nicht aufgeschäumten Teils bzw. eines Teils größerer Dichte als der übrige Teil an der Oberflächenschicht des Formlinge. In diesem Fall muß die Kühlung in der Nähe des Auslasses und nicht in der Nähe des Einlasses der Gießvorrichtung erfolgen, da das in die Gießvorrichtung eingeführte Polymere in einer gewissen Fließfähigkeit gehalten werden muß, damit die durch die Träger zum Halten der den Durchlaß bildenden Wände in der Gießvorrichtung gebildete Nahtlinie vollständig verschwindet. Wenn die Umgebung des Ausgangs des Durchlasse? für das einen Teil großer Dichte bildende Polymere so weit abgekühlt wird, daß das Polymere an dieser Stelle seine Fließfähigkeit verliert und eine formbildende Eigenschaft erhall, kann der Druckverlust in diesem Durchlaß durch Verändern der Austrittsgeschwindigkeit des Formlinge verändert werden. Infolgedessen kann der Innendruck eingestellt werden. Demnach werden der Grad der Aufschäumung bei dem Teil, der aus dem den jeweiligen Durchlaß durchfließenden Polymeren hergestellt wird, lediglich durch Einstellen der Austrittsgeschwindigkeit des Formlings eingestellt werden. Dies ist eine sehr zweckmäßige Maßnahme. Zum Verringern der Aufschäumungsfähigkeit des Polymeren im Durchlaß kann der Gasgehalt im Vergleich zum anderen Durchlaß verringert werden, indem durch eine beliebige Maßnahme das durch den Durchlaß fließende Polymere zur Bildung eines Teils großer Dichte entgast wird.

Das Entgasen kann dadurch bewirkt werden, daß feine Poren in den den Durchlaß für das Vermindern der Aufschäumungsfähigkeit umgebenden Wänden vorgesehen sind, durch die das Gas, jedoch nicht die Polymere austreten können, und daß diese Poren mit einem Bereich niedrigeren Drucks als im Durchlaß in Verbindung stehen. Solche Poren können durch gesintertes Metall erzielt werden.

Die Größe bzw. Anordnung der Vielzahl durch Trennwände abgeteilter Durchlässe der Gießvorrichtung hängt von der gewünschten Querschnittsform

ίο des Schaumstofformlings oder von der Form oder Lage des nicht aufgeschäumten Teils bzw. des Teils mit großer Dichte im Querschnitt des Schaumstoffformlings ab. Jedoch darf der Auslaß einer Gruppe von Durchlässen der Gießvorrichtung nicht größer, aber auch nicht wesentlich kleiner sein als die Querschnittsform des gewünschten Formlings, sondern er soll im wesentlichen etwa mit der Querschnittsform des Schaumstofformlings übereinstimmen. Wenn der unaufgeschäumte Teil bzw. der Teil größerer Dichte

ao an der Oberfläche des Formlings liegen soll, sind zwei Durchlässe erforderlich: In F i g 1 ist beispielsweise der eine ein Durchlaß mit ein m sehr engen Auslaß, der nicht über den Umfang der Querschnittsform des Formlings hinausragt, und der amicie Durchlaß hat einen Auslaß in einer Form, die man erhält, wenn der sehr enge Auslaß und die ihn bildenden Wände in der Querschnittsgestalt des Formlings weggelassen werden. Das aus dem ersten Durchlaß austretende Polymere bildet einen Teil größerer Dichte als der aufgeschäumte Teil aus dem aus dem zweiten Durchlaß austretenden Polymeren.

F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht eines gemäß der

Erfindung hergestellten Schaumstofformlings, bei dem ein Abschnitt 10 eine größere Dichte aufweist als die Abschnitte 9 und 11.

Fig. 5 zeigt einen Auslaß einer Gruppe von Durchlässen zum Herstellen eines Schaumstofformlings mit dem in F ι g. 4 dargestellten Querschnitt. Die aus den Ausgängen von Durchlässen 12 und 14 austretenden Polymere bilden die Abschnitte 9 und 11 in Fi g. 4. Der Ausgang des Durchlasses 13 liefert das Polymere, das den Abschnitt 10 in F i g. 4 bildet. Wände 15. 16 und 17 begrenzen die betreffenden Durchlässe.

Hs ist notwendig, daß der größte Teil der Begrenzungen der einzelnen Durchlässe der Gießvorrichtung für den Extruder durch Trennwände gebildet werden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, daß die einzelnen Durchlässe durch vollständig durchgehende

Trennwände voneinander getrennt sind. Manchmal kann die Trennwand teilweise weggeschnitten sein, damit ein Durchlaß mit einem anderen in Verbindung steht, wie in F i g. 6 dargestellt. Die den einen Durchlaß vom anderen trennenden Wände werden durch Träger 3 gehalten, die in der Nähe des Durchlasses vorgesehen sind, wie F i g. 1 zeigt, oder durch cin> durchlöcherte Platte 6, wie in Fi g. 2 dargestellt. Die ' I'rager sind so angeordnet, daß sie so nahe wie möglich am Durchlaßeingang der Gießvorrichtung

liegen, um zu verhindern, daß der Formling auf Grund der Träger bleibende Nahtlinien aufweist. Die Länge der Durchlässe muß im Hinblick auf die Art des Polymeren, die Temperatur des Polymeren bzw. die hohe Dichte oder den Grad der Expansion des Formlings experimentell festgestellt werden. Es genügt jedoch ein Durchlaß, der nur so lang ist, daß die Aufschäumungsfähigkeit bzw. der Aufschäumungsgrad des einen ihn durchfließenden Polymeren

von dem übrigen Teil unterschiedlich gemacht wird. Längere Durchlässe sind jedoch auch zulässig.

Das durch den Ausgang der voneinander getrennten Durchlässe der Gießvorrichtung austretende Polymere wird unmittelbar in eine Form eingeführt, die die gleiche Querschnittsgestalt wie der gewünschte Formling hat und die an einem Ende offen ist. Ferner xvird die Form von außen gekühlt, jedoch sind die Temperatur oder die Länge der Form nicht begrenzt. Es genügt, xvenn die Oberfläche so xveit verfestigt werden kann, daß der Formling seine Gestalt beibehalten kann. Infolgedessen ist es nicht immer notwendig, daß der Formling die Form durchläuft, wenn sich der die getrennten Durchlässe der Gießvorrichtung verlassende Formling bereits in einem die Form haltenden Zustand befindet. Die die Durchlässe verlassenden Polymere xveisen, xvenn sie die Form passieren, durch die Wände der abgeteilten Durchlässe gebildete Zxvischcnräume auf. Diese Zwischenräume werden mit den Polymeren ausgefüllt, die sich noch in fließfähigem Zustand befinden und den Abschnitt geringer Dichte bilden, wodurch ein einheitlicher Formling erzielt werden kann.

Zu den Schaumstofformlingen, die gemäß der Erfindung hergestellt werden können, gehören Zylinder, die an ihrer Oberfläche eine erößere Dichte aufweisen als im Inneren. Sie xverden unter Verwendung einer Gießvorrichtung mit einer Gruppe von Durchlässen hergestellt, xvie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Ferner können rohrförmige oder hohle Formlinge hergestellt werden, die an der Innen- oder an der Außenseite eine Schicht großer Dichte aufweisen, sowie Formlinge mit ringförmigen Abschnitten großer Dichte in ihrem Inneren, xvie in F i g. 4 dargestellt. Ferner können mit Durchlässen eines Quer-Schnitts, xvie ihn F i g. 6 zeigt, plattenarligc Formlinge hergestellt xverden. die oben und an den Seitenflächen Abschnitte hoher Dichte aufxveiscn. Ferner kann man Formlinge mit schichtariigem Aufbau erzielen, die. wie F i g. 7 zeigt, im Querschnitt xerschiedencr Dichte aufweisen. Außerdem können Formlinge mit rinnenförmigem Querschnitt und einer Oberflächenschicht mit hoher Dichte hergestellt xverden. xvie in F i g. 8 dargestellt. In den F i g. 4. 7 und S bezeichnen die schraffierten Teile die Abschnitte mit hoher Dichte. Gemäß der Erfindung kann auch jeder beliebige Formling mit kompliziertem Querschnitt hergestellt xverden.

Die Erfindung wird noch an Hand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

100 Gcxvichtsteile im Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylentabletten (MI = 0.5; Dichte = 0.958) wurden mit 0.5 Gewichtstcilen Azodikarbonamid als blasenbildendes Mittel in einem Mischgerät gemischt und dann einem 40-mm-Extruder und weiter bei 180° C einer am Auslaß des Extruders vorgesehenen und in Fig. 2 dargestellten Gießvorrichtung zugeführt. Die Breite des Durchlasses 4 der Gießvorrichtung betrug 3 mm, und der Innendurchmesser des Durchlasses 5 betrug 35 mm. Die Gießvorrichtung hatte eine Gesamtlänge von 10 cm, und ein 5 cm langer Abschnitt des Auslasses der Gießvorrichtung wurde von außen mit Wasser gekühlt. Der so erhaltene Formling war ein Zylinder mit einem Durchmesser von 4,8 cm, dessen Oberfläche sehr glänzend war. Ein 2.5 mm tief von der Oberfläche nach innen reichender Abschnitt wies überhaupt keine Aufschäumung auf. Die Dichte betrug 0,5i g/cin'^!.

Beispiel 2

Ein aus 100 Gewichtsteilen Polystyrol. 20 Gewichtsteilen 8 Gewichtsprozent n-Penian enthaltendem Polystyrolkügelchcn und 0.5 Gcwichtsteilen Talkum bestehendes Gemisch wurde aus der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 bei einer Polymertemperatur von 150" C an einer Stelle genau vor der Gießvorrichtung herausgepreßt, wodurch man einen zylinderartigen Formung mit einem Durchmesser von 5 cm erhielt, der eine nicht aufgeschäumte Oberflächenschicht von 3 mm Tiefe und einen guten Glanz an der Oberfläche aufwies. Die Dichte des Formlings betrug 0.43 g cm^;i.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile Polyäthylen croßcr Dichte (Ml =- 3.6: Dichte --· 0.954)'und 1>« Gewichtsteil 4,4'-oxy-bis-bcnzol-suilon\ i-hydvaziu w urüe-n miteinander vermischt und einem -iO-mm-Extruder und dann einer am Auslaß des Extruders xorgesehciun Gießvorrichtung der in F i g. 3 gezeigten Art bei einer Poiymertcmperalur von 1 SO C zugeführt. Die Gesamtlänge der Gießvorrichtung betrug S cm. der Durchlaß 4λ war J mm breit, und der Außendurchmess^r dieses Durchlasses betrug ή tm. ΓΊη 3 cm !.,π gcr Bereich vom Auslaß der Gießvorrichtung wurde mit Wasser gekühlt, jedoch war das au* der Gießvorrichtung durch den Durchlaß 4«· austretende Polymere noch nicht so weit verfestigt, daß es seine Form genügend halten konnte. Deshalb war am Auslaß der Gießvorrichtung eine zylindrische Fonn vorgesehen, deren Außenseite mit Wasser gekühlt wurde und die einen Innendurchmesser von 6 cm und eint Gesamtlänge von 10 cm aufwies. Das aus der Gießvorrichtung austretende PoKmere wurde durch dies*. Torrn geführt. Der aiii diese Weise hergestellte Form ling hatte einen Durchmesser \on 5.S cm und cm« nicht aufgeschäumte Oberflächenschicht von 1.0 mn Tiefe. Die Dichte betrug 0.4S g cm¹.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι 2

   mittels eines einzigen Extruders und unter Verwen-

   Patentanspruch: dung eines einzigen aufschäumfähigen Harzes einen

   eine harte Außenschicht und einen geschäumten

   Verfahren zum Herstellen eines langgestreck- Kern aufweisenden langgestreckten Schaumstofften Schaumstofformlings mit einer ungeschäum- 5 formling kontinuierlich herzustellen, ten Außenschicht und einem geschäumten Kern, Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit

   wobei ein geschmolzenes aufschäumfähiges Harz einem Verfahren der eingangs genannten Art dain mehreren Strängen extrudiert wird, welche so- durch gelöst, daß die Stränge unter einem das Aufdann miteinander vereinigt werden, dadurch schäumen verhindernden Druck bewegt werden, die gekennzeichnet, daß die Stränge unter io die Deckschicht bildenden Stränge von außen her einem das Aufschäumen verhindernden Druck bis zur vollständigen oder nahezu vollständigen Verbewegt werden, die die Deckschicht bildenden festigung abgekühlt werden und anschließend der Stränge von außen her bis zur vollständigen oder den geschäumten Kern bildende Strang in einer nahezu vollständigen Verfestigung abgekühlt wer- Zone verringerten Druckes aufgeschäumt wird und den und anschließend der den geschäumten Kern i₅ sodann sämtliche Stränge miteinander vereinigt bildende Strang in einer Zone verringerten Druk- werden.

   kes aufgeschäumt wird und sodann sämtliche Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erziel-

   Stränge miteinander vereinigt werden. bare Fortschritt besteht darin, daß zur Herstellung

   eines eine ungeschäumte harte Deckschicht und einen 2o geschäumten Kern aufweisenden Schaumstoff >rm-

   lings lediglich ein Extruder und nur ein einziges auf-

   schäumfähiges Harz erforderlich sind. Die Ausbildung des geschäumten Kerns und der ungeschäumten Deckschicht kann dabei durch entspre-

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- 25 chende Regelung der A'ikühlgcschwindigkeit frei stellen eines langgestreckten Schaumstofformlings gewählt werden, so daß mil der Erfindung ein äußerst mit einer ungeschüumlcn Außenschicht und einem zufriedenstellendes und wirtschaftlich arbeitende!) geschäumten Kern, wobei ein geschmolzenes auf- Verfahren geschaffen wird. Dieses Verfahren ermögschäumfähiges Harz in mehreren Strängen extrudiert licht somit die fortlaufende Herstellung eines wird, welche sodann miteinander vereinigt werden. 30 Schaumstofformlings heterogener Struktur, dessen Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der deut- Oberfläche aus nicht geschäumtem Material bestellt sehen Auslegeschrift I 269 333 bekannt. Bei diesem oder eine größere Dichte als der übrige Teil de bekannten Verfahren wird aber nur die Oberfläche Formlings aufweist, oder eines Schaumstofformlings. des Schaumslofformlings nach erfolgter Vereinigung der als innere Schicht einen nicht aufgeschäumten der bereits aufgeschäumten Stränge gekühlt, um die 35 Abschnitt bzw. einen Abschnitt mit anderer Dichte Zellenwandungen des Schaumes teilweise zum Zu- als der übrige Teil aufweist, beispielsweise eines sainmeniallen zu bringen und dadurch eine glatte ringförmigen oder kernartigcn oder eines aus Schich-Oberfläche zu erhalten. Auf diese Weise läßt sich ten bestehenden Formlings oder selbst eines Schaumjedoch nur eine verhältnismäßig dünne unge- stofformlings mit beliebig kompliziertem oder beschäumte hautartigc Außenschicht erzielen. ₄₀ liebig großem Querschnitt.

   Es ist auch bereits versucht worden, die Ober- I_n den Zeichnungen sind einige Ausführungsfor-

   llaclic eines Schaumstofformlings mit einer unge- men von zur Durchführung des Verfahrens gemäß schäumten Masse zu beschichten, um das Aussehen der Erfindung geeigneten Gießvorrichtungen darzu verschönern oder um die mechanische Festigkeit gestellt, welche im folgenden näher erläutert werden. zu erhöhen. Ein solches Beschichten wurde mit einem ₄₅ Die Vorrichtung ist nicht Gegenstand des Schutz-Verfahren durchgeführt, bei dem die Oberfläche begehrens. Es zeigen

   eines bereits fertigen Schaumstofformlings mit einer Fig. 1, 2 und 3 Schnitt- und Stirnansichten von

   vorher gefertigten Schicht aus nicht aufgeschäumtem verschiedenen Ausführungsformen der am Extruder Material durch Aufkleben od. dgl. abgedeckt wird, befestigten Gießvorrichtung,

   oder mit einem Verfahren, bei dem aufgeschäumtes 50 Fig"4 eine Schniltansicht eines gemäß der Frfin-Material in einen von einem nicht aufgeschäumten dung erhaltenen Schaumstofformlings,
   plattenartigen Material umgebenen Raum eingefüllt Fig. 5 eine Stirnansicht des Auslaßteils der Gießwird. Diese bekannten Verfahren erfordern jedoch vorrichtung zur I lerstellung des in F i g. 4 dargestelleine große Zahl von Verfahrensschritten, und es ist ten Formlings,

   schwierig, mit diesen bekannten Verfahren einen ₅₅ Fig. 6 eine Schnittansichl quer zur Slrangpreß-Fonnling komplizierter Gestalt herzustellen. richtung einer Strangpreß-Gießvorrichtung.

   Aus der deutschen Auslcgeschrift 1154 264 ist F i g. 7 und 8 Schnittansichten von erfindungs-

   auch bereits eine Vorrichtung bekannt, welche zwei gemäß hergestellten Schaumstofformlingen.
   Extruder aufweist, wobei ein aufschäumfähiges Harz Fig. "I zeigt, daß ein Druck in einem Durchlaß 1

   und ein nicht aufschäumfähiges Harz für die Deck- 60 höher gemacht werden kann als in einem Durchlaß 2, schicht aus den beiden gelrennten Extrudern extru- indem der Querschnittsbereich des Durchlasses 1 diert wird, um einen eine harte Deckschicht und zum Auslaß dieses Durchlasses hin verkleinert wird, einen geschäumten Kern aufweisenden Schaumstoff- während der Querschnillsbcreich des Durchlasses 2 formling herzustellen. Zur Durchführung dieses bc- zum Auslaß dieses Durchlasses hin vergrößert wird, kannten Verfahrens werden demzufolge zwei Extru- 65 Fig. 2 zeigt ferner, daß der Polymerdruck in der und zwei verschiedene Harze benötigt. Durchlässen 4 und 5 dadurch verschieden gemacht

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, werden kann, daß man die Größe und die Anzahl ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht. von Einlassen 7 und 8 zum Einführen des Polymeren