DE2142855C3

DE2142855C3 - Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2142855C3
Application number: DE19712142855
Authority: DE
Inventors: Kirokuro Yokohama Kanagawa Hosoda; Yoshio Tokyo Kadowaki; Naohiko Funabashi Chiba Suzuki
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1970-08-26
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1981-04-16
Also published as: DE2142855A1; DE2142855B2; GB1353041A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff, welche einen gut geschäumten Kern bzw. eine gut geschäumte Schicht und eine nicht oder nur wenig geschäumte Oberfläche aufweisen.

Formkörper aus Kunststoffen mit Schaumstruktur werden in letzter Zeit in großem Ausmaß als Baumaterialien, als Verpackungsmaterial und für andere Anwendungszwecke eingesetzt, weil diese Kunststoffe nicht nur leicht sind und einen niedrigen Gestehungspreis haben, sondern weil sie außerdem ausgezeichnete wärmeisolierende Eigenschaften aufweisen und zudem stark stoßdämpfend und schalldämpfend wirken.

Formkörper aus derartigen Kunststoffen weisen jedoch die Nachteile einer niedrigeren mechanischen Festigkeit gegenüber nichtgeschäumten Kunststoff-Formkörpern auf. Um diesen Nachteil zu überwinden und dadurch den Anwendungsbereich von Formkörpern aus Schaumkunststoffen zu erweitern, hat man bereits mehrfach versucht, die mechanischen Eigenschaften derartiger Formkörper aus Schaumkunststoffen zu erhöhen. Dies gelingt beispielsweise dadurch, daß man die geschäumten Formkörper mit einer dicken und festen Oberflächenschicht versieht, wodurch nicht nur die mechanische Festigkeit verbessert wird, sondern derartige Verbund-Formkörper auch alle diejenigen günstigen Eigenschaften beibehalten, welche Schaumstoff-Formkörper aufweisen. In der US-Patentschrift 3 455 483 und in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung 46-10316 wird die Herstellung solcher Verbund-Formkörper aus Schaumkunststoffen mit einer oder mehreren Oberflächenschichten beschrieben. Diese bekannte Arbeitsweise besteht darin, daß man zunächst auf der Innenwand eines Formwerkzeuges eine nichtgeschäumte Oberflächenschicht herstellt und dann erst einen schäumbaren Kunststoff einfüllt, worauf das Formwerkzeug zwecks Durchführung des Schäumungsprozesses erhitzt wird. Obwohl sich auf diese Weise Formkörper aus Schaumstoff mit einer gesonderten Oberflächenschicht erzeugen lassen, ist es doch von Nachteil, daß man das Formwerkzeug in zwei Verfahrensstufen mit dem betreffenden Kunststoffmaterial beschicken muß und daß auch das Formwerkzeug zweimal erhitzt werden muß, wodurch sich die Herstellungskosten wesentlich erhöhen. Außerdem ist es bei dieser Arbeitsweise schwierig, eine innige und vollständige Bindung zwischen der nichtgeschäumten Oberflächenschicht und der geschäumten Innenschicht herzustellen.

Aus der US-Patentschrift 3052927 ist auch schon ein einstufiges Verfahren zur Herstellung von Verbund-Formkörpern aus Schaumkunststoffen mit speziellen Oberflächenschichten bekannt. Dabei wird ein rotierendes Formwerkzeug verwendet, das mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert wird, bei der Zentrifugalkräfte auftreten. Als schäumbares Material wird beispielsweise Polyurethan eingesetzt. Bei diesem Verfahren beginnt die Schaumbildung an denjenigen Stellen des Formwerkzeuges, die von der Drehachse weiter entfernt liegen. Die Dichte in dem erhaltenen Formteil unterscheidet sich daher stufenweise je nach der Richtung in dem Formkörper. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß für die Erzeugung der erforderliehen hohen Drehgeschwindigkeit kostspielige Vorrichtungen erforderlich sind, und außerdem ist die Visko-Elastizität der eingesetzten Kunststoffe zur Zeit des Aufschäumens sehr hoch, insbesondere wenn man ein schäumbares thermoplastisches Harz einsetzt.

5» Gemäß einer anderen bekannten Arbeitsweise, welche in der US-Patentschrift 3 542912 beschrieben wird, verarbeitet man in dem Formwerkzeug eine Formmasse, welche aus Polymeren mit niedrigem und mit hohem Schmelzpunkt bestehen. Beim Rotieren des Formwerkzeuges bilden die Polymeren mit niedrigem Schmelzpunkt die äußere Schicht, während diejenigen Polymere mit hohem Schmelzpunkt die innere oder Kernschicht bilden. Diese Arbeitsweise ist demgemäß auf den Einsatz solcher polymeren Stoffe be-

ho schränkt, welche an sich nicht miteinander verträglich sind, wobei außerdem noch der Nachteil besteht, daß die äußere Schicht des Formkörpers aus dem Polymeren mit niederem Schmelzpunkt besteht und daher nicht ausreichend wärmebeständig ist.

μ Nach einem älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten Vorschlag gemäß DE-PS 2061112 sollen zum Herstellen geformter Gegenstände aus thermoplastischem Kunststoff, die über einer Schicht mit Schaum-

struktur eine ungeschäumte Schicht aufweisen, treibmittelhaltige und treibmittelfreie, thermoplastische Harzteilchen unterschiedlicher Wärmekapazitäten verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwierigkeiten bei den bekannten Verfahren zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen aus Kunststoff in einer Verfahrensstufe zur Verfügung zu stellen, bei dem Kunststoffteilchen unterschiedlicher Teilchengröße Verwendung finden, wobei die geformten Gegenstände im Innern eine Schaumstruktur und als Oberfläche eine gleichmäßig dicke und feste Schicht aufweisen, welch letztere nicht oder nur wenig geschäumt und gut mit dem inneren, geschäumten Kern verbunden ist.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff, die über einem Kern oder einer Schicht mit Schaumstruktur eine nicht oder nur wenig geschäumte Schicht aufweisen, bei dem thermoplastische Kunststoffteilchen unterschiedlicher Größe, von denen zumindest die größeren Teilchen ein Treibmittel enthalten und vorzugsweise in Form eines Granulats vorliegen und die kleineren Kunststoffteilchen vorzugsweise als Pulver vorliegen, in eine Form eingebracht werden, die Form erhitzt und die gemischten Teilchen in der Form bewegt werden, bis die Teilchen in der Hitze schmelzen und sich das Treibmittel zersetzt. Dieses Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen mit deutlich größerer Teilchengröße ein Vernetzungsmittel enthalten.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren soll das Werkzeug mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert werden, daß praktisch noch keine Zentrifugalkräfte erzeugt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren haftet der Kunststoff in Pulverform, das heißt mit kleiner Teilchengröße, als erster auf der Innenwandung des Formwerkzeuges und bildet dadurch die Oberflächenschicht, und der Kunststoff mit größerer Teilchengröße, das heißt in Granulatform, haftet auf der so gebildeten Oberflächenschicht. Da eine relativ große Menge an Treibmittel zweckmäßigerweise vorher in den Kunststoff in Granulatform eingearbeitet wird, schäumt dieser in einem solchen Maß auf, daß das Formwerkzeug vollständig ausgefüllt wird. Auf diese Weise wird ein Formkörper erhalten, welches eine dicke und feste Oberflächenschicht sowie einen gut geschäumten Kern aufweist, wie es aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist.

Es ist im Rahmen der Erfindung von Bedeutung, daß mindestens zwei Kunststoffe unterschiedlicher Teilchengröße in der Formmasse vorliegen. Um diesen Unterschied klar zu kennzeichnen, wird nachstehend im allgemeinen von Kunststoff in Pulverform bei der Komponente mit kleinerer Teilchengröße und von Kunststoff in Granulatform bei der Komponente mit größerer Teilchengröße, welche auch das Treibmittel enthält, gesprochen. Dies bedeutet jedoch nicht, daß bezüglich der Gestalt der \ui ,totoffteilchen irgendein Unterschied zu bestehen braucht. Vielmehr beziehen sich diese Angaben nur auf den relativen Größenunterschied der Kunststoffteilchen.

Die Gestalt der einzelnen Kunststoffteilchen ist dabei nicht von Bedeutung. Es kann sich in jedem Fall um Pulverteilchen, Granulate, Pellets, kubisch oder kugelförmig gestaltete Teilchen handeln. Wichtig ist nur der Größenunterschied. Die Kuoitstoffteilchen sollen sich bezüglich ihrer Größe im allgemeinen um den Faktor drei und vorzugsweise um den Faktor zehn voneinander unterscheiden, wobei sich diese Größenangaben bei Kugelform auf den Durchmesser beziehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bildet sich infolge des Größenunterschiedes des Kunststoffes in Pulverform und des Kunststoffes in Granulatform und

ίο außerdem infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeit, mit welcher sich die Kunststoffteilchen in dem rotierenden Formwerkzeug bewegen, sehr leicht eine Oberflächenschicht und eine gesonderte, gut geschäumte Innen- oder Kernschicht aus. Da dieser Trennvorgang stattfindet, während die Kunststoffe aufschmelzen, ist die Schmelzviskosität der eingesetzten Kunststoffkomponenten ohne Einfluß.

Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, nur für die Oberflächenschicht weitere Zusatzstoffe einzusetzen, beispielsweise feuerhemmende Mittel, Antioxydationsmittel, UV-Strahlen absorbierende Mittel, antistatische Mittel, sowie Verstärkungsmittel in Pulver- oder Faserform. Auf diese Weise ergibt sich eine beachtliche Kostenersparnis in bezug auf die meistens sehr kostspieligen Zusatzstoffe.

Beispielsweise ist es möglich, leichte aber doch sehr feste Maschinenunterlagen und andere Formkörper herzustellen, welche eine Oberflächenschicht aus zum Beispiel Polyäthylen oder Polypropylen hoher Dichte, aus ABS-Harzen (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymere), aus Polyamiden oder aus Polycarbonaten, und mit einem inneren Kern aus vernetzbarem Polyäthylen mit guten Schaumeigenschaften herzustellen.

Den eingesetzten Formmassen können jedoch auch noch größere Mengen anderer, kleinteiliger Stoffe zugesetzt werden, beispielsweise hohle Glaskügelchen oder andere Leichtstoffe, wodurch Formkörper erhalten werden, welche in der geschäumten Kernschicht Glaskugeln oder entsprechende Leichtstoffe enthalten und außerdem die gewünschte harte Oberflächenschicht aufweisen. Derartige Formkörper zeigen eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und eignen sich daher sehr gut als Wärmeisolationsmaterial.

Es ist außerdem möglich, Kunststoffabfälle in die innere Kernschicht mit einzuverarbeiten, wobei man die Kunststoffabfälle zweckmäßig bis zu einer Größe zerkleinert, welche etwa dem schäumbaren Kunststoff granulat entspricht.

Weiterhin ist es möglich, auch Formkörper herzustellen, welche drei oder mehr verschiedene Schichten aufweisen, und beispielsweise aus einem gut geschäumten Innenkern, einer nicht geschäumten Schicht und einer nur leicht geschäumten Schicht bestehen. Zu diesem Zweck verwendet man eine Formmasse, weiche Kunststoffteilchen von drei verschiedenen Abmessungen enthält. Diese Formmasse besteht zum Beispiel aus einem sehr fein gepulverten Kunst-

bo stoff, der nur wenig schäumbar ist, aus einem granulatförmigen, gut schäumbaren Kunststoff und aus einem Grobpulver eines Kunststoffes, dessen Teilchengröße zwischen derjenigen des feinen Kunststoffpulvers und des Kunststoffgranulates liegt. Durch

_b5 geeignete Auswahl eines solchen Kunststoffes in Grobpulverform läßt sich außerdem eine außerordentlich starke Bindung zwischen der Oberflächenschicht und der inneren Kernschicht erzeugen.

Als Kunststoffkomponente in Pulverform eignet sich jeder beliebige thermoplastische Kunststoff, der vernetzbar ist. Selbstverständlich können auch Mischungen dieser Kunststofftypen eingesetzt werden. Bei dem vorstehend erwähnten vernetzbaren Kunststoff kann es sich um Polymere handeln, denen Vernetzungsmittel zugesetzt worden sind, beispielsweise organische Peroxide oder als Vernetzungsmittel wirkende Azide. Außerdem können auch thermoplastische Kunststoffe verwendet werden, welche vorher durch einen Zusatz chemischer Verbindungen oder durch entsprechende Bestrahlungsmaßnahmen bis zu einem solchen Ausmaß vernetzt worden sind, daß dadurch die Fließfähigkeit noch nicht beeinträchtigt wird.

Es ist wesentlich, daß die in der Formmasse vorliegenden Kunststoffe kleiner Teilchengröße soweit zerkleinert sind, im Verhältnis zu den granulatförmigen Kunststoffen, daß sie leicht aufschmelzen und während der Umdrehungsbewegung des Formwerkzeuges eher an die Innenwandung desselben gelangen als der granulatförmige Kunststoff. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Teilchengröße des pulverförmigen Kunststoffes nicht zu klein gewählt wird, da sich sonst diese feinen Teilchen während der Drehbewegung des Formwerkzeuges koagulieren können, wodurch ihre Beweglichkeit innerhalb des Formwerkzeuges herabgesetzt wird. Dadurch wird dann der erforderliche Trennvorgang zwischen den pulverförmigen und granulatförmigen Kunststoffteilchen gestört und es bereitet Schwierigkeiten, Oberflächenschichten gleichmäßiger Dicke herzustellen.

Die Größe der Teilchen der pulverförmigen Kunststoffkomponente muß daher unter Berücksichtigung der Art der betreffenden Kunststoffe, der Größe und Formgebung des Formwerkzeuges und der Teilchengröße des granulatförmigen Kunststoffes ausgewählt werden. Im allgemeinen sollen die Teilchen des pulverförmigen Kunststoffes kleiner sein als einem Zehn-Maschensieb entspricht und vorzugsweise soll die Teilchengröße kleiner sein als einem Dreißig-Maschensieb entspricht. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Teilchen des pulverförmigen Kunststoffes schneller und leichter weich werden als diejenigen des granulatförmigen Kunststoffes, da auf diese Weise die Haftung an der Innenwandung des Formwerkzeuges erleichtert wird.

Da jedoch gemäß der Lehre der Erfindung stets zwei Kunststoff arte η mit unterschiedlicher Teilchengröße in der Formmasse verwendet werden, ist es nicht unbedingt erforderlich, als pulverförmige Kunststoffkomponente einen solchen Typ auszuwählen, der leichter weich wird als der granulatförmige Kunststoff. Beispielsweise kann man mit gutem Ergebnis als pulverförmigen Kunststoff ein Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von 160° C und als granulatförmigen Kunststoff ein Polyäthylen hoher Dichte einsetzen. Damit der pulverförmige Kunststoff eine gute Beweglichkeit aufweist und sich gut innerhalb des Formwerkzeuges dispergiert, werden vorzugsweise-solche Kunststoffpulver eingesetzt, welche durch Sedimentation aus einem Lösungsmittel erhalten worden sind. Diese Pulver werden gegenüber den durch mechanische Zerkleinerung erhaltenen Kunststoffpulvern bevorzugt. Um eine gut ausgeglichene Beweglichkeit und ein leichtes Aufschmelzen innerhalb des Formwerkzeuges sicherzustellen, ist es in manchen Fällen zweckmäßig, zwei verschiedene Pulverarten zu verwenden, beispielsweise Mischungen eines Pulvers mit Teilchen entsprechend einem Zweihundert-Maschensieb und eines Pulvers mit Teilchen entsprechend einem Dreißig- bis Fünfzig-Maschensieb. Gemaß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Beweglichkeit innerhalb des Formwerkzeuges auch dadurch verbessert werden, daß man zusätzlich pulverförmige, nicht-organische Füllstoffe oder Metallpulver mit guter Wärmeleitfähigkeit und höherer Dichte als das Kunststoffpulver mitverwendet. Diese Pulver von derartigen Stoffen können einfach mechanisch mittels einer geeigneten Mischvorrichtung eingemischt werden. Für diesen Zweck eignen sich beispielsweise Pulver von Calciumcarbonat, Magnesiumsulfat, Zinkweiß, Ton, Talkum oder Aluminium.

Da gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vor allen Dingen Formkörper mit einer sehr festen Oberflächenschicht hergestept werden sollen, werden als Kunststoff in Pulverform vor allem hart eingestellte Polymere verwendet, beispielsweise Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polyamide, ABS-Harze, hart eingestelltes Polyvinylchloridharz und/oder Polycarbonate. Erfindungsgemäß hergestellte Formkörper, deren Oberflächenschicht aus einem Polyvinylchloridharz besteht, haben flammhemmende Eigenschaften und eignen sich daher besonders gut als Baumaterial und für Transportvorrichtungen. Um die feuerhemmenden Eigenschaften noch zu fördern, kann in die Oberflächenschicht ein relativ großer Anteil eines nicht-organischen Materials in Pulver- oder Faserform eingebaut werden. Da die Oberflächenschichten der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper eine möglichst hohe mechanische Festigkeit aufweisen sollen, werden sie nur sehr schwach geschäumt, und selbst wenn eine starke Schaumbildung stattfindet, wird diese so gelenkt, daß die Schaumzellen eine Kugelform beibehalten. Falls derartige Formkörper für Transportvorrichtungen verwendet werden sollen, ist es jedoch oft erwünscht, daß sie eine weichere Oberfläche aufweisen, und in diesem Fall kann dem pulverförmigen Kunststoff ein größerer Anteil an Treibmittel zugesetzt werden, so daß vielflächige Zellen in der Oberflächenschicht gebildet werden. Für derartige Anwendungszwecke wird vorzugsweise als pulverförmige Komponente ein vernetzbarer Kunststoff eingesetzt, wobei man das Vernetzungsmittel oder Treibmittel zweckmäßig mittels einer Walze oder einer Extrudiervorrichtung in den Kunststoff einarbeitet und dieses Gemisch anschließend zu einem feinen Pulver zerkleinert. Wenn man als pulverförmige Kunststoffkomponente einen vernetzbaren thermoplastischen Kunststoff einsetzt, wird dadurch die Stoßdämpfung der Formkörper verbessert und die

Menge des aus dem Formwerkzeug ausfließenden Materials verringert. Falls ein Formwerkzeug verwendet wird, dessen innere Oberfläche ein Muster aufweist, lassen sich außerdem auf der Oberfläche des -Formkörpers sehr schöne Musterungen erzielen. Die

Dicke der Oberflächenschicht bei den erfindungsgemäßen Formkörpern beträgt etwa 0,5 bis 15 mm, wobei Dicken von 2 bis 7 mm bevorzugt sind.

Die in den eingesetzten Formmassen vorliegende granulatförmige Kunststoffkomponente kann ein be-

liebiges thermoplastisches Polymer sein, das eine ausreichende Fließfähigkeit aufweist, wenn das Treibmittel sich zersetzt oder verdampft. Außerdem können Mischungen aus solchen Kunststoffen und natürli-

chem oder synthetischem Kautschuk verwendet werden. Auf jeden Fall ist es jedoch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wichtig, daß der granulatförmige Kunststoff eine größere Teilchengröße aufweist als der pulverförmige Kunststoff und daß er außerdem über 5 Gewichtsteile eines Treibmittels, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kunststoffes, aufweist, und daß er ferner ein Vernetzungsmittel enthält. Im allgemeinen soll die Teilchengröße einem Zehn-Maschensieb oder einem gröberen Sieb entsprechen, vorzugsweise einem Fünf-Maschensieb oder einem noch gröberen Sieb. Im Hinblick auf eine gute Trennung der Granulate von den Pulverteilchen während des Drehvorganges des Formwerkzeuges sollen die Granulate vorzugsweise Kugelform oder eine ähnliche Gestalt aufweisen, doch kann man auch kleine Würfelchen oder kleine Parallelepipede, die rechteckig sind, verwenden. Außerdem ist für das Granulat jede beliebige Gestalt brauchbar, wie sie durch ein einfaches mechanisches Zerkleinern oder Pulverisieren von Kunststoffen erhalten wird. Das Mengenverhältnis von pulverförmigem zu granulatförmigem Material kann an sich beliebig gewählt werden, doch liegt das Gewichtsverhältnis von pulverförmigem zu granulatförmigem Kunststoff im allgemeinen im Bereich von 2:8 bis 9:1.

Die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper sollen einen gut geschäumten Kern aufweisen, und daher werden vernetzbare Kunststoffe eingesetzt. Wenn die Formmasse aus einem nicht vernetzbaren Kunststoffpulver und einem vernetzbaren Kunststoffgranulat besteht, schmilzt das pulverförmige Material beim Erhitzen des Formwerkzeuges auf und bildet die Außenschicht, und gleichzeitig findet dann eine Vernetzung und Aufschäumung des vernetzbaren; granulatförmigen Kunststoffes statt, wodurch die Schaumzellen außerordentlich stabil werden und das durch das Treibmittel erzeugte Gas nur schwierig entweichen kann. Auf diese Weise wird ein ausreichender innerer Druck innerhalb des Formwerkzeuges eingestellt und dadurch werden Formkörper mit gutem Aussehen erzeugt, welche eine hohe Formbeständigkeit haben und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweisen. Außerdem sind die Oberflächen-Schichten dieser Formkörper sehr gleichmäßig in bezug auf ihre Dicke und sind gut mit der Kernschicht im Inneren verbunden.

Es wurde vorstehend bereits darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäß verarbeiteten Formmassen auch hohle Glaskügelchen, Aggregate leichten Gewichtes, Holzspäne oder nicht-schäumbaren Kunststoff enthalten können, wodurch sich Formkörper modifizierter Art herstellen lassen. Insbesondere kann den Formköpern auf diese Weise eine hohe Wärmebeständigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit oder die Eigenschaft der Schwimmfähigkeit verliehen werden. Insbesondere Kunststoffabfälle enthalten üblicherweise Holzspäne, Metallspäne, Sand oder andere Füllstoffe, und es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß man derartige Kunststoffabfälle in die innere Kernschicht der Formkörper einbauen kann und diesen damit sehr wünschenswerte und vorteilhafte Eigenschaften verleihen kann. Diese weiteren Zusatzstoffe sollen dabei eine Teilchengröße derart aufweisen, daß diese zwischen der Größe des Kunststoffes in Pulverform und zwischen derjenigen des Kunststoffes in Granulatform liegt. Wenn man ein Formwerkzeug mit einer solchen aus mindestens drei verschiedenen Kunststoffkomponenten bestehenden Formmasse beschickt und dann in der vorstehend beschriebenen Weise die Formmasse unter Rotieren des Formwerkzeuges zum Schäumen bringt,«o erhält man Formkörper, welche aus drei verschiedenen Schichten bestehen, wobei der Kern sehr stark geschäumt ist, dann folgt eine nichtgeschäumte Schicht und schließlich folgt eine nur leicht geschäumte Oberflächenschicht. Derartige Formkörper weisen trotz des leichten Gewichtes eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Stoßdämpfung auf, so daß sie sich insbesondere als Auskleidungsmaterial für das Innere von Automobilen eignen. Durch geeignete Auswahl des Kunststofftyps mit der mittleren Teilchengröße kann auch die Haftung zwischen der inneren geschäumten Schicht und der Oberflächenschicht verbessert werden, da der für die äußere Schicht verwendete Kunststofftyp im allgemeinen keine besonders gute Verträglichkeit mit dem für die geschäumte Kernschicht verwendeten Typ aufweist.

Das in den Formmassen verwendete Treibmittel hat eine über dem Erweichungspunkt der Kunststoffe liegende Zersetzungstemperatur, wobei es sich sowohl um ein organisches als auch um ein anorganisches Treibmittel handeln kann.

Für manche Anwendungszwecke verwendet man auch ein flüchtiges Treibmittel. Das dem pulverförmigen Kunststoff zugesetzte Treibmittel wird üblicherweise mittels einer Mischvorrichtung eingemischt.

Dem granulatförmigen Kunststoff wird das Treibmittel dagegen im allgemeinen mittels eines Walzwerkes oder eines Extruders einverleibt.

Auf Grund der Mitverwendung eines Vernetzungsmittels soll der Vernetzungsvorgang zwecks Erhöhung der Fließfähigkeit vor dem Schäumen stattfinden, und daher liegt die Zersetzungstemperatur des Treibmittels üblicherweise höher als die Zersetzungstemperatur des Vernetzungsmittels.

Die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper weisen im allgemeinen Oberflächenschichten auf, welche auf das Ein- bis Dreifache volummäßig ausgedehnt sind, während die innere oder Kernschicht um das Fünf- bis Dreißigfache Volumen ausgedehnt ist. Der gesamte Formkörper weist eine Volumenvergrößerung um etwa das Zwei- bis Zehnfache auf.

Als Formwerkzeug werden üblicherweise verschließbare Formen verwendet, die aber nicht unbedingt luftdicht sein müssen. Um jedoch Formkörper mit gut aussehender Oberfläche herzustellen, während doch die Dichte des Formkörpers an sich niedrig ist, muß der Innendruck im Formwerkzeug während des Schäumvorganges möglichst hoch sein. Es kann ein Formwerkzeug aus einem üblichen Gußmetall verwendet werden, doch kann man auch Formen aus gebogenen Stahlplatten oder durch einen Schweißvorgang erzeugte Formen verwenden. Da die Oberfläche der Formkörper durch die Wärmeübertragung von der Außenseite des Formwerkzeuges her durch Wärmeleitung in das Innere der Form erzeugt wird, schmilzt auch der Kunststoff in Pulverform zuerst auf. Falls daher eine möglichst gleichmäßige Oberflächenschicht erzeugt werden soll, muß auch das Formwerkzeug gleichmäßig erhitzt werden. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, daß bestimmte Teile des Formkörpers eine besonders hohe Festigkeit aufweisen und daß diese daher eine besondere Dicke der Oberflächenschicht haben sollen. Diejenigen Teile des Formwerkzeuges, welche den betreffenden Stellen

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des Formkörpers entsprechen, werden daher aus ei- Dampf verhindert auch, daß sich der Kunststoff oder Ί nem Metall mit besonders guter Wärmeleitfähigkeit das Material des Formwerkzeuges zersetzt. Um die hergestellt, oder die Form ist an dieser Stelle beson- Trennung des pulverförmigen Kunststoffes von dem ders dünn. Es ist auch möglich, die Innenwandung des Kunststoffgranulat innerhalb des Formwerkzeuges zu Formwerkzeuges mit Unebenheiten zu versehen, so 5 ermöglichen, ist es erforderlich, die Temperatur des daß sich der pulverförmige Kunststoff an diesen Stel- Formwerkzeuges selbst zu erhöhen, ohne daß jedoch len ansammelt. Außerdem kann man Metallnetze die Formmasse wesentlich erhitzt wird. Auf diese oder Holzlatten an der Innenwand des Formwerkzeu- Weise wird nämlich sichergestellt, daß zunächst der ges anbringen, um so die mechanische Festigkeit der pulverförmige Kunststoff an der Innenwandung des Oberfläche des Formkörpers an diesen Stellen zu er- ι ο Formwerkzeuges haftet. Auch aus diesem Grand ist höhen und gleichzeitig die Ausbildung einer dickeren ein schnelles Erhitzen des Formwerkzeuges sehr Oberflächenschicht zu ermöglichen. Da sich die zweckmäßig. Falls man das erfindungsgemäße Ver-Formmasse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fahren dazu verwendet, um rohrförmige Formkörper vor dem Schäumen innerhalb des Formwerkzeuges herzustellen, und dabei in üblicher Weise das Form-, bewegen muß, soll etwa ein Anteil von 10 Volumen- 15 werkzeug mittels Heißluft erhitzt, so bildet sich zwar » prozent des inneren Hohlraumes des Formwerkzeuges an der Oberfläche des Rohrs eine dicke Schicht aus, * nicht von der Formmasse ausgefüllt sein. Wenn dage- doch ist es schwierig, eine gut geschäumte Kernschicht gen der verbliebene Leerraum in der Form mehr als im Inneren des Rohres herzustellen. Um diesen 50 Prozent beträgt und das Formwerkzeug nur um Schwierigkeiten zu begegnen, kann man beispielseine Achse rotiert wird, dann bereitet es Schwierig- 20 weise trompetenförmig sich ausweitende Verbinkeiten, in dem zentral gelegenen Anteil des Form- dungsstücke an beiden Enden der Form anbringen, Werkzeuges eine gute Oberflächenschicht auszubil- wodurch es dann möglich ist, dem inneren Rohrteil den. des Formwerkzeuges eine größere Menge an Heißluft Es ist beim Verfahren nach der Erfindung darauf zuzuführen. Andererseits ist es möglich, diesen Abzu achten, daß das Formwerkzeug während des Erhit- 25 schnitt des Formwerkzeuges besonders dünn auszugezens nur mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert stalten oder hierfür ein besonders gut wärmeleitendes wird, daß sich keine Zentrifugalkräfte ausbilden, da Material, wie Aluminium, zu verwenden. Das Formsonst die Trennung zwischen dem Kunststoff in Pul- werkzeug wird üblicherweise auf Temperaturen von verform und dem Kunststoff in Granulatform nicht 160 bis 400° C erhitzt und die Erhitzungszeit beträgt vollständig ist. Die geeignete Rotationsgeschwindig- 30 im allgemeinen 15 bis 120 Minuten. Die erfindungskeit hängt jedoch von der Art, der Teilchengröße und gemäßen Formkörper werden im allgemeinen rasch dem spezifischen Gewicht sowohl des pulverförmigen abgekühlt und zu diesem Zweck wird das Formwerkals auch des granulatförmigen Kunststoffes und wei- zeug üblicherweise in einen Wassertank eingetaucht terhin von der absoluten Größe des Formwerkzeuges oder mit einer Kühlflüssigkeit abgespritzt. Da die ab. Vorzugsweise wird jedoch die Umdrehungsge- 35 Struktur des geschäumten Kunststoffes bzw. des schwindigkeit derart gewählt, daß die am schnellsten Kunststoffes in der Oberflächenschicht durch rasches rotierenden Teile des Formwerkzeuges sich mit einer Kühlen sehr feinkristallin wird und außerdem das Geschwindigkeit von höchstens 15 m/Minute und Entweichen des während des Schäumungsvorganges niedriger, vorzugsweise von 5 m/Minute bis 0,1 m/ entstehenden Gases verhindert werden kann, lassen Minute bewegen. Diese Drehbewegung kann nur um 40 sich auf diese Weise Formkörper hoher Festigkeit eine Achse stattfinden, doch kann es in manchen Fäl- herstellen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die len zweckmäßig sein, auch eine Drehbewegung um mechanische Festigkeit der erfindungsgemäß hergemehrere Achsen des Formwerkzeuges zu ermögli- stellten Formkörper infolge der festen und relativ dikchen. Durch eine solche mehrachsige Drehbewegung ken Oberflächenschicht ausreichend groß ist, während kann man nämlich erreichen, daß sich der Kunststoff 45 der Kompressionswiderstand im Inneren des Formganz gleichmäßig auf der inneren Oberfläche des körpers infolge der ungeschäumten Kernschicht rela-Formwerkzeuges verteilt, so daß man auch besonders tiv klein ist. Falls eine solche geringere Kompressionsgleichmäßige Oberflächenschichten erhält. Im Rah- beständigkeit nicht erwünscht ist, kann man Formkörmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es aber per mit Hohlräumen, Einschnitten oder Kerben nicht unbedingt nötig, für die Bewegung des Form- 50 beliebiger Form, beispielsweise rander oder rechtekwerkzeuges eine Rotationsbewegung zu wählen, son- kiger Form, herstellen. Bei dem erfindungsgemäßen dem man kann statt dessen oder zusammen mit der Verfahren bildet sich dann nämlich auch auf diesen Rotationsbewemng auch eine Vibration durchführen, Hohlräumen oder Einschnitten eine mechanisch feste um mittels einer solchen vibrierenden Bewegung das und dicke Oberflächenschicht aus. Auch kann man Kunststoffpulver innerhalb des Formwerkzeuges von 55 in die so erhaltenen Hohlräume oder Einschnitte ein dem Kunststoffgranulat zu trennen. Falls man das steifes Material einführen, beispielsweise einen BeFormwerkzeug nur einer solchen Vibrationsbewegung tonblock oder Holzstücke. Als weitere Verstärkungsaussetzt, erhält man Formkörper, die auf der einen materialien, welche in die nicht-geschäumte oder nur Seite eine gut geschäumte Schicht und auf der anderen schwach geschäumte Oberflächenschicht eingebaut Seite eine überhaupt nicht geschäumte Schicht auf- to werden können, eignen sich Metallplatten, Profile aus weisen. Derartige Formkörper eignen sich beispiels- Stahl, Rohre, Draht, Metallgaze, Holzlatten und ähnweise als Rückenstütze für Sitzgelegenheiten in liches. Auf diese Weise läßt sich die mechanische Fe-Transport- oder Verkehrseinrichtungen. stigkeit der Formkörper ganz wesentlich verbessern. Das Erhitzen des Formwerkzeuges erfolgt übli- Es wurde vorstehend bereits darauf hingewiesen, cherweise mittels heißer Luft oder mittels Dampf. Bei _b5 daß eine weitere Möglichkeit zur Verbesserang der Anwendung von Dampf ist es möglich, die Tempera- mechanischen Festigkeit der erfindungsgemäß hergetur relativ niedrig und die Erhitzungszeit kurz zu hai- stellten Formkörper darin besteht, der Formmasse ten. Daher wird Dampf bevorzugt. Ein Beheizen mit auch noch Granulate eines nicht-schäumbaren oder

nur wenig schäumbaren Kunststoffes zuzusetzen. Wenn man so verfährt, verbleibt dieser als Verstärkung dienende Kunststoff in der geschäumten Kernschicht und verbindet sich gleichzeitig mit der festen Oberflächenschicht, welche die gesamte Oberfläche des Formkörpers überzieht. Auf diese Weise wird demgemäß die mechanische Festigkeit wesentlich verbessert. Bei manchen Ausführungsformen kann auch dieser verstärkende Kunststoff vor Zumischen zu der Fonnmasse nichttrennbar mit dem schäumbaren Kunststoffmaterial verbunden werden. Beispielsweise kann man zwei Platten oder Folien aus den betreffenden Kunststoffen miteinander verbinden und dann dieses Laminat zu einem Pulver zerkleinern und dieses Pulver der Formmasse einverleiben. Gemäß einer anderen Ausführungsweise kann man den schäumbaren Kunststoff, der in Granulatform in der Formmasse verwendet wird, auch zunächst zu einem dünnen Stab extrudieren, der dann mit einer nichtschäumbaren Schicht aus dem verstärkenden Kunststoff überzogen wird. Dieser Verbundstab wird anschließend in kleine Granulatteilchen unterteilt und der Formmasse einverleibt.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich wird weisen die erfindungsgemäß herstellbaren Formkörper ein sehr geringes Gewicht auf, zeigen aber trotzdem ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Sie können daher auch zur Herstellung von Formkörpern mit großen Abmessungen eingesetzt werden, beispielsweise als Maschinenunterlagen. Die erfindungsgemäß herstellbaren Formkörper sind daher von großer Bedeutung für viele industrielle Anwendungszwecke.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

lOOGewichtsteüe Polyäthylen niedriger Dichte, 10 Gewichtsteile Azodicarbonamid und 0,8 Gewichtsteile Dicumylperoxid werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verknetet und dann zu kubischen Pellets mit einer Kantenlänge von etwa

3 mm verformt. 18 g dieser Pellets werden mit 72 g eines pulveifönnigen Polyäthylens hoher Dichte (Teilchengröße entsprechend einem 100- bis 200-Maschensieb) und 0,7 g Azodicarbonamid in einem Mischer gut vermischt und dann gibt man diese Formmasse in eine Stahlform der Abmessung 220 mm X 50 mm x 25 mm. Die gefüllte Stahlform wird dann, während man sie mit einer Geschwindigkeit von 4 Umdrehungen pro Minute rotieren läßt, erhitzt und mittels Heißluft 45 Minuten lang auf einer Temperatur von 300° C gehalten. Der so hergestellte Formkörper weist eine nur wenig geschäumte feste Oberfläche mit einer gleichförmigen Dicke von etwa

4 mm und einen gut geschäumten Kernteil auf. Der Formkörper zeigt eine ausgezeichnete Kompressionsfestigkeit und Biegefestigkeit.

Beispiel 2

Man verwendet die in Beispiel 1 beschriebenen Kunststoffe in Granulat- und Pulverform sowie auch die gleiche Stahlform. Das Gewichtsverhältnis von pulverförmigem zu granulatfönnigem Kunststoff wird jedoch verändert und auf diese Weise können Formkörper erzeugt werden, deren Volumen durch das Aufschäumen um etwa das Dreifache vergrößert ist, wobei gleichzeitig die Dicke der Oberflächenschicht variiert werden kann. Die so hergestellten Formkörper weisen außerdem eine gute Biegeelastizität auf.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Dicke der Oberflächenschicht und die Werte für die Biegeelastizität der so hergestellten Formkörper. Aus den Zahlenwerten ist ersichtlich, daß die Biegeelastizität um so größer ist, je größer die Dicke der Oberflächenschicht ist, und hieraus ergibt sich, daß die Haftung oder Bindung zwischen der Oberflachenschicht und dem geschäumten Kern außerordentlich fest ist.

	Dicke der Ober	Tabelle I
10	flächenschicht
mm	Biegeelastizität
is 0,5
1,0	kg/cm²
1,5	1100
2,0	1630
2,5 20	240Ö
3260
4130

Beispiel 3

100 Gewichtsteile eines Polyäthylens mittlerer Dichte, 10 Gewichtsteile Azodicarbonamid und 0,3 Gewichtsteile Dicumylperoxid werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verknetet und aus dieser Masse formt man dann kubische Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 5 mm (Komponente A). Außerdem vermischt man 100 Gewichtsteile eines im Handel erhältlichen Epoxyharzes, 29 Gewichtsteile Dipropylenglycol, 44 Gewichtsteile Pyromellitsäureanhydrid und 20 Gewichtsteile eines Polyäthylenglycols mit einem Molekulargewicht von 3000 etwa drei Stunden lang bei einer Temperatur von 60° C.

Das dabei entstandene Kunststoffprodukt wird abgekühlt und zu einem Pulver mit einer Teilchengröße entsprechend einem 100-Maschensieb oder kleiner verarbeitet (Komponente B).

25 g der Komponente A und 75 g der Komponente B werden in eine Form mit den Abmessungen 220 mm X 50 mm X 25 mm eingefüllt, dann erhitzt und 60 Minuten lang geschäumt, wobei mittels Heißluft auf 320° C erhitzt und gleichzeitig die Form mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute rotiert wird. Man erhält so einen Formkörper mit einer etwa 3 mm dicken Oberflächenschicht, welche ganz gleichmäßig ist, wobei diese Schicht eine höhere mechanische Festigkeit und eine bessere Biegefestigkeit aufweist als entsprechende Formkörper aus Schaumkunststoff, welche nur aus dem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Die Formkörper zeigen außerdem bei einer Temperatur von 100° C eine ausreichende Deformationsbesiändigken bei Belastung.

Beispiel 4

Pellets mit einem Durchmesser von etwa 3 mm aus Polyäthylen niederer Dichte, welche außerdem ein Vernetzungsmittel und ein Treibmittel enthalten, sowie ein Pulver aus Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindex 5) mit einer Teilchengröße, die kleiner als ein 100-Maschensieb ist, und ein drei Stunden lang bei 4GO ° C getrockneter Asbest (kanadischer Gütegrad 7M) werden in den in Tabelle Π angegebenen Mengenverhältnissen miteinander vermischt. Diese Formmasse wird dann in eine Form, welche ein rechtwinkliges Parallelepiped mit den folgenden Abmessungen darstellt: Höhe 25 mm, Breite 50 mm, Länge 215 mm, eingefüllt und diese Form wird 30 Minuten

lang mittels Heißluft auf 290° C erhitzt, wobei man sie mit einer Geschwindigkeit von 5 Umdrehungen pro Minuten rotieren läßt. Anschließend kühlt man das Formwerkzeug njttels Wasser und erhält so geschäumte Formkörper, deren Volumen durch den Schäumungsprozeß um etwa den Faktor 3 zugenommen hat und welche eine Oberflächenschicht von gleichförmiger Dicke aufweisen. In der Kernschicht betrug die Volumenvergrößerung durch Schäumen etwa das Elffache und eine große Menge der zugesetzten Asbestteilchen befindet sich in der Oberflächenschicht mit einer Stärke von etwa 2 mm, welche nicht geschäumt ist Die Eigenschaften dieser Formkörper sind nachstehend in Tabelle Π wiedergegeben. Tabelle Π

	Polyäthylen	Poly	Asbest	7,4	Biege
	niedriger Dichte	äthylen		14,7	elasti
	(Vernetzungs	hoher		zität*
	mittel u. Schäu	Dichte
	mer enthaltend)
	Granulat	Pulver
	g	g	g	kg/cm²
Nr. 1	18,4	66,2	3100
Nr. 2	18,4	58,9	4000

* Gemessen bei Dreipunktauflage mit einer Spannweite von 200 mm.

Vergleichsversuch

Es wird eine Formmasse entsprechend der vorstehend angegebenen Zusammensetzung hergestellt, wobei jedoch die Pellets aus Polyäthylen niedriger Dichte durch ein entsprechendes Polyäthylen in Pulverform ersetzt werden, wobei die Pulverteilchen durch ein 100-Maschensieb hindurchgehen. Aus dieser Formmasse wird in der vorstehend beschriebenen Weise ein Formkörper hergestellt, der jedoch eine völlig gleichförmige Struktur aufweist. Die Eigenschaften dieser Formkörper sind nachstehend in Tabelle ΠΙ wiedergegeben.

Tabelle III

	Polyäthylen	Poly	Asbest	7,4	Biege
	niedriger Dichte	äthylen		14,7	elasti
	(Vernetzungs	hoher		zität*
	mittel u. Schäu	Dichte
	mer enthaltend)
	Pulver	Pulver
	g	g	g	kg/cm²'
Nr. 1	18,4	66,2	1100
Nr. 2.	18,4	58,9	1200

* Gemessen bei Dreipunktauflage mit einer Spannweite von 200 mm.

Aus einem Vergleich der Zahlenwerte der Tabellen Π und ΠΙ ergibt sich, daß die erfindungsgemiiß hergestellten Formkörper eine wesentlich bessere Biegeelastizität aufweisen.

Dies dürfte auch mit davon herrühren, daß sich der als Verstärkungsmaterial eingesetzte Asbest vor allem in der Oberflächenschicht anreichert.

Beispiel 5 Aus den schäumbaren Pellets von Beispiel 1 werden mittels eines Extruders Platten von 2 mm Dicke hergestellt. Anschließend erhitzt man eine 1 mm dicke Platte aus einem Polyäthylen hoher Dichte und verbindet dieses durch Laminiening mit der zuerst genannten Platte von 2 mm Dicke. Dieses Verbundmaterial wird dann zu würfelförmigen Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 3 mm zerkleinert. Wenn man diese Pellets zusammen mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Kunststoffpulver unter den dort angegebenen Bedingungen verarbeitet, so erhält man Formkörper mit sehr hoher Kompressionsfestigkeit, da sich im Inneren des geschäumten Kerns eine Art Gerüst aus dem nichtschäumbaren Polyäthylen hoher Dichte gebildet hat.

Beispiel 6

Zu der in Beispiel 1 beschriebenen Formmasse werden 20 g Granulat aus einem Mischpolymerisat von Äthylen und Vinylacetat mit einer Kantenlänge von etwa 1 mm zugesetzt. Diese Formmasse wird dann unter den Bedingungen von Beispiel 1 zu Fonnkörpern verarbeitet. Man erhält so einen aus drei Schichten bestehenden Formkörper, wobei die eine Schicht aus Polyäthyler die andere Schicht aus dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer und die dritte Schicht aus vernetztem Polyäthylen besteht.

Beispiel 7

100 Gewichtsteile eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymers, 5 Gewichtsteile Azodicarbonamid und 1,2 Gewichtsteile Dicumylperoxid werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet und dann stellt man aus dieser Masse ein Pulver mit einer Teilchengröße kleiner als einem 50-Maschensieb entspricht her. 100 g dieses Pulvers werden mit 100 g der in Beispiel 1 beschriebenen Kunststoffpellets vermischt und diese Formmasse wird in eine Form aus Stahlplatten mit den Abmessungen 100 mm X 300 mm X 50 mm eingefüllt, wobei die innere Oberfläche der Form Unebenheiten bzw. mit Ausnehmungen versehene Stellen aufweist. Die gefüllte Form wird 30 Minuten lang mittels Dampf mit einem Druck von 12 kg/cm² erhitzt und dabei rotiert. Auf diese Weise erhält man Formkörper, deren VoIumen durch den Schäumungsprozeß um etwa das Siebenfache zugenommen hat und welche auf der Oberfläche Unebenheiten oder Einkerbungen aufweisen, welche dem Muster auf der Innenfläche der Form entsprechen. Infolgedessen weisen die Formkörper einen

großen Reibungswiderstand auf.

Beispiel 8

Zu der Formmasse von Beispiel 1 werden jeweils 5 g hart eingestelltes Polyvinylchlorid, Polystyrol und

Polyamid in Form von Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 3 mm zugesetzt. Dann wird die Formmasse unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen weiterverarbeitet. Man erhält so Formkörper mit einer glatten Oberflächenschicht, deren innerer ge-

schäumter Kernteil das hart eingestellte Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polyamid enthält.

Beispiel 9

Eine Formmasse der nachstehend angegebenen Zusammensetzung wird in einer Form zur Herstellung

von Maschinenunterlagen 70 Minuten lang mittels Heißluft auf 350° C erhitzt, wobei das Formwerkzeug mil: einer Geschwindigkeit von 0,5 Umdrehungen pro

Minute rotiert. Nach Beendigung des Schäumungsvorganges wird die Form mittels Abspritzen mit Wasser rasch abgekühlt und auf diese Weise wird eine Maschinenunterlage mit einer Dichte von 0,3 g/cm³ und dem in Fi g. 1 wiedergegebenen Aussehen hergestellt:

Zusammensetzung der Formmasse:

Polyäthylen hoher Dichte

(Schmelzindex: 2, 100 bis 200 Maschen) 15,3 kg Polyäthylen niedriger Dichte

(Schmelzindex: 1, 30 bis 50 Maschen) 4,0 kg

Azodicarbonamid 0,2 kg

Schäumbare Pellets

(Durchmesser 6 mm, Länge 6 mm) 2,1 kg

Zusammensetzung der schäumbaren Pellets: Polyäthylen hoher Dichte 50 Gewichtsteile

Polyäthylen niedriger Dichte 50 Gewichtsteile Azodicarbonamid 10 Gewichtsteile

Dicumyiperoxid 0,8 Gewichtsteile

Diese Maschinenunterlage weist eine mechanisch feste Oberflächenschicht auf und zeigt eine gemäß JIS-Z-0602 gemessene Durchbiegung, wie sie in Fig. 2 Kurve A wiedergegeben ist. Diese Meßwerte bestätigen die hohe mechanische Festigkeil. Außerdem genügte die Maschinenunterlage dem Falltest und wies eine Kompressionsfestigkeit entsprechend den Bestimmungen von JIS-Z-0602 auf (Japanese Industrial Standard).

Vergleichsversuch

Wenn man eine Formmasse der vorstehend angegebenen stofflichen Zusammensetzung herstellt, aber aus dem pulverförmigen Polyäthylen hoher Dichte, dem pulverförmigen Polyäthylen niedriger Dichte und dem Azodicarbonamid zunächst mittels eines Extruders Pellets der Abmessungen 6 mm X 6 mm herstellt und diese mit den schäumbaren Pellets gleicher Abmessungen zu einer Formmasse kombiniert und diese Formmasse in gleicher W eise verarbeitet, so erhält man Maschinenunterlagen, deren Oberflächenschicht nicht ausreichend ausgebildet ist, wie sich aus der geringeren Festigkeit ergibt (vergleiche Fig. 2 Kurve B).

Beispiel 10

Verstärkungseinlagen aus Stahlplatten mit der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung werden an beiden Enden eines Formwerkzeuges zur Herstellung einer Maschinenunterlage gemäß Fig. 1 eingelegt, und dann stellt man den Formkörper unter den in Beispiel 9 angegebenen Bedingungen her. Die Verstärkungseinlage aus Stahl wird dabei derart in das Formwerkzeug eingelegt, daß die Enden etwa 3 mm von der Oberflächenschicht der Maschinenunterlage entfernt sind. Der größere Anteil der Verstärkungsanlage befindet sich daher innerhalb der Oberflächenschicht. Bei dieser Maschinenunterlage ist daher derjenige Teil, in welchen die Greifer eines Gabelstaplers eingreifen, durch die Metalleinlage wesentlich verstärkt und diese Maschinenunterlage zeigt daher eine gute Schockbeständigkeit und eine sehr geringe Durchbiegung (vergleiche Fig. 2 Kurve C).

Beispiel 11

100 Gewichtsteile Polypropylen mit einem Schmelzindex von 1,3, 5 Gewichtsteile Azodicarbonamid, 5 Gewichtsteile Polybutadien und 5 Gewichtsteile 1,10-Decan-bis-sulfonazid [N₃SO₂(CH₂)J₀SC)₂N₃] werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet, und diese wird dann zu Pellets mit einer Kantenlänge von 3 mm zerkleinert. 90 g einer Formmasse, welche 30 Gewichtsprozent dieser Pellets und 70 Gewichtsprozent eines nur wenig Treibmittel enthaltenden Polypropylenpulvers enthält, werden in eine aus Stahlplatten bestehende Form eingefüllt, welche die Abmessungen 22 cm x 5 cm X 2,5 cm aufweist. Die gefüllte Form wird mittels Heißluft 45 Minuten lang auf 300° C erhitzt und dabei mit einer Geschwindigkeit von Iu Umdrehungen pro Minute rotiert. Auf diese Weise werden Formkörper mit einer mechanisch festen Oberflächenschicht gleichförmiger Dicke von etwa 2 mm erhalten, die außerdem insgesamt eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen (vergleiche Fig. 4).

Beispiel 12

Eine Formmasse aus 72 g pulverförmigem Polyvinylchlorid mit einer Teilchengröße entsprechend einem 100-Maschensieb und kleiner, 1 g Azodicarbonamid und 8 gder in Beispiel 9 beschriebenen vernetzbaren und schäumbaren Pellets wird in eine AIuminiumform eingefüllt, welche ein Innenvolumen von 240 ml aufweist. Man erhitzt mittels Wasserdampf von 10 kg/cnr 15 Minuten lang und läßt dabei die Form mit einer Geschwindigkeit von 8 Umdrehungen pro Minute rotieren. Anschließend kühlt man die

jo Form mittels Wasser ab und erhält dadurch einen Fonnkörper mit einer gleichmäßigen Oberflächenschicht aus Polyvinylchlorid (vergleiche Fig. 5). Diese Oberflächenschicht weist flammhemmende Eigenschaften auf und außerdem ist die Bindung in dem Formteil zwischen dem Polyvinylchlorid und dem vernetzten Polyäthylen recht gut.

Wenn man in der vorstehend angegebenen Formmasse die 72 g pulverförmiges Polyvinylchlorid durch eine Mischung aus 52 g Polyvinylchloridpulver und

AO 20 g granulatförmiges Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer (Teilchengröße mit einer Kantenlänge von etwa 1 mm) ersetzt, so erhält man einen Formkörper bei dem sich das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer im Zentrum der Polyvinylchloridschicht eingelagert hat, und in diesem Fall ist die Bindung zwischen der innerengeschäumten Polyäthylenschicht und der Oberflächenschicht aus Polyvinylchlorid sehr gut.

Beispiel 13

2 kg der in Beispiel 9 beschriebenen vernetzbaren Kunststoffpellets werden mit 18 kg pulverförmigem ABS-Kunststoff (Teilchengröße kleiner als 100-Maschensieb) vermischt und in eine Stahlform eingefüllt, welche derart ausgestaltet ist, daß man damit Formkörper mit Einkerbungen der in Fig. 6 dargestellten Art herstellen kann. Diese Form hat die Abmessungen 1000 mm X 1000 mm X 150 mm und wird 60 Minuten lang auf 330° C erhitzt, wobei man sie mit einer Geschwindigkeit von einer Umdrehung pro Minute rotieren läßt. Anschließend kühlt man die Form rasch ab. Dieser Formkörper zeigt eine gleichförmige Oberflächenschicht aus dem ABS-Kunststoff und er zeigt außerdem ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf die Biegeelastizität. Außerdem hat sich die Oberflä-

b-, chenschicht auch an den Stellen der Einkerbungen ausgebildet und daher werden bei der Prüfung der Durchbiegung und der Kompressionsfestigkeit gleichfalls sehr gute Ergebnisse gemessen.

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Beispiel 14

50 Gewichtsteile Hochdruck-Polyäthylen, 50 Gewichtsteile Mitteldruck-Polyäthylen, 1 Gewichtsteil Dicumylperoxid und 5 Gewichtsteile Azodicarbonamid werden auf einem Walzenwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet und dann zerteilt man diese zu Granulaten mit einer Kantenlänge von etwa 5 mm.

Eine Formmasse aus 40 g eines pulverförmigen Mitteldruck-Polyäthylens und ^AQ g der vorstehend beschriebenen Kunststoffgranulate

werden in eine Form mit den Abmessungen 200 mm X 50 mm X 25 mm eingefüllt. Man erhitzt die gefüllte Form 60 Minuten lang auf 250° C in einem Thermostat, der mit einer Schüttelvorrichtung versehen ist, welche mit einer Hublänge von 50 mm in horizontaler Richtung bei einer Geschwindigkeit von 60 Hublängen je Minute vibriert. Der so hergestellte Formkörper hat eine Dichte von 0,35 g/cm³ und besteht aus einer gut geschäumten Schicht und

ίο einer starren, mechanischen, festen Kunststoffschicht, wobei diese beiden Schichten gut haftend miteinander verbunden sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichrungen

Claims

21 4^855 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff, die über einem Kern oder einer Schicht mit Schaumstruktur eine nicht oder nur wenig geschäumte Schicht aufweisen, bei dem thermoplastische Kunststoffteilchen unterschiedlicher Größe, von denen zumindest die größeren Teilchen ein Treibmittel enthalten und vorzugsweise in Form eines Granulats vorliegen und die kleineren Kunststoffteilchen vorzugsweise als Pulver vorliegen, in eine Form eingebracht werden, die Form erhitzt und die gemischten Teilchen in der Form bewegt werden, bis die Teilchen in der Hitze schmelzen und sich das Trsibmittel zersetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die ,Kunststoffteilchen mit deutlich größerer Teilchengröße ein Vernetzungsmittel enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Kunststoffteilchen mit deutlich kleineren Abmessungen ein Vernetzungsmittel enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kunststoffteilchen mit deutlich größerer Teilchengröße mindestens um den Faktor 3 und vorzugsweise um den Faktor 10 von den Kunststoffteilchen mit deutlich kleineren Abmessungen unterscheiden, jeweils bezogen auf den Durchmesser einer Kugelform.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffteilchen-Mischung mit Verstärkungsmitteln, Füllstoffen oder anderen Zusatzstoffen in Pulver- oder Faserform verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffteilchen-Mischung mit Kunststoffabfällen mit einer Teilchengröße verwendet wird, welche zwischen derjenigen der Teilchen mit deutlich größerer Teilchengröße und der Teilchen mit deutlich kleinerer Teilchengröße liegt.