DE1905313A1 - Gegenstand aus aufgeschaeumtem Kunststoffmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

HANS-JOACHIM KANTNER

P.PLOM-INOEN.EUR 6 FRANKFURT AM MAIN DEN 1 .2 1₉69

QEORG-VOIQT-STRASSE 17 /i

(UNMITTFLSAR ΝΛΗΕ UND UNIVERSITÄT)

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EESINE GRANULATE OiERMOPLASTICHE S.p.A. Via ReOiPUgUa₁ 9/11-

I 21052 BUSTO ARSIZIO (Italien)

Gegenstand aus aufgeschäumtem Kunststoffmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere im Spritzgußverfahren hergestellten Gegenstand aus ^ Kunststoffmaterial, insbesondere Polyvinylchloriden Material als Ausgangsmaterial, der eine porenartige

ω Innenstruktur aufweist, und betrifft ferner auch ^ ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gegen- -¹ Standes.

Zur Zeit werden Gegenstände aus aufgeschäumtem Kunststoffmaterial für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke aus unterschiedlichen Arten syn-

thetischer Harze hergestellt.

Das Verfahren, auf das die Erfindung gerichtet ist, ist im wesentlichen auf die Schaffung eines aufgeschäumten Materials hoher Dichte mit Polyvinylchlorid als Ausgangsmaterial gezielt. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf.ein Verfahren zur Erzielung von aus diesem Material mit Hilfe der bekannten Spritzgußtechnik gegossenen Gegenständen. Solche Gegenstände (Gießlinge) zeigen einerseits die charakteristische Schwammigkeit und das geringe Gewicht aufgeschäumter Materialien und andererseits eine vergrößerte Dichte und demgemäß eine verringerte Nachgiebigkeit sowie eine gegenüber Abrieb sehr widerstandsfähige Oberfläche und verbinden somit die günstigen Eigenschaften eines aufgeschäumten Materials mit denen eines Mässivmat erial s.

Bekanntlich wird zur Seit Polyvinylchlorid in weitverbreitetem Omfang für die Herstellung von Verbundschichten aus mehreren dünnen blättchenartigen. Latein oder von dünnen Pilmen sowie für die Herstellung von Gießlingen im Spritzgußverfahren verwandt.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden_s Polyvinylchlorid-Schieliten auf biegsame Üaterlag-Scbieh<ten, wie beispielsweise Stoffe* Textilien anderer Art oder dergleichen, aufzubringen, um weich® und biegbare plattenfönaige Gegenstände zu erkalten, g diese Art der Aufbringung erfolgt mittels der unter dem Begriff "Streichausbreiten¹* (spreading) bekannten Technik, bei der eine dünne Lage zubereiteter Polyvinylchlörid-Pasfe® abgetragen und bei Umgebungsdruck der Einwirkung erhöhter

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ratur ausgesetzt wird, um ein freies Expandieren au bewirken.

Dieses Expandieren des Polyvinylchlorids wird dadurch erreicht, daß in eine Polyvinylchlorid-Paste Weichmacher und Hart s "bekannter Art und ein BlMhmitt el zusatz im Verhältnis von zwischen, J bis 4-Gewichtsteilen auf 100 Gewichteteile Polyvinylchlorid eingebracht werden.

wrde schließlich ein Versuch unternommen. Gegenstände aus aufgeschäumtem Material jauch im Spritzgußverfahren zu erzeugen, ohne dabei jedoch irgendwelche positiven Ergebnisse zu erzielen. Beim Spritzgußverfahren wird gegenwärtig die Polyvinylchlorid-Paste bei einem Druck von etwa 500 bis 600 kp/cm in die Form gespritzt _t tmd es wurde gefunden, daß bei solchen Drücken die Sbcpansionseigenschaften vollkommen beseitigt werden· Selbst durch Erhöhung des Prozentsatzes an Blähmittel ist es nicht möglich gewesen, ein positives Ergebnis zu erzielen, da lediglich große Hohlräume gebildet wurden, die ungleichmäßig in der Struktur des fertiggestellten Gegenstandes verteilt angeordnet waren, der damit nur von minderer Qualität war.

Es 1st schließlich auch der Vorschlag gemacht worden, eine Form zur Verwendung zu bringen, die ein einstellbares bzw. regelbares Volumen aufweist· In diesem Falle wird die Kunststoffpaste in die auf Minimalvolumen gebrachte Form eingespritzt und nach Beendigung des Eineprit»Vorganges die Form bis auf ihr Maximalvolumen vergrößert * vw das Expandieren des Polyvinylchloride zu gestatten. Abgesehen von der Kompl«%tät einer solchen Spritz-909837/1405

gußvorrichtung und der mit dieser auftretenden Probleme und der (Tatsache, daß eine solche Vorrichtung nicht für $ed© Gießformausgestaltung bzw. -formgebung anwendbar erscheint, waren die erzielten Ergebnisse auch nicht befriedigend.

Es wurde nun gans überraschenderweise gefunden, daß es möglich ist, im Spritzgußverfahren Gießlinge ausjauigeschäumtem Material mit ausgezeichneten Eigenschaften gleichmäßiger Porosität, geringen Gewichtes, Nachgiebigkeit und Festigkeit dadurch herzustellen, daß nach der Erfindung ganz einfach eine Polyvinylchlorid-Paste mit einer minimalen Menge Blähmittel zur Verwendung kömmt.

Insbesondere wurde gefunden, daß die besten Ergebnisse erzielbar sind, wenn der Prozentsatz des Blähmittels auf ein Verhältnis reduziert wird, das unterhalb 1,5 Gewichtsteilen und vorzugsweise zwischen o,2 und 1,0 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid liegt.

Hit diesem Kunstgriff ist es möglich, an das Spritzgießen von Gegenständen aller Art heranzugehen, ohne dabei spezielle Veränderungen am oder besondere Maßnahmen mit Bezug auf den Spritzgußvorgang vorsehen zu müssen. Es ergibt sich, daß die Blähwirkung leicht verzögert und behindert wird, sojdaß gegen Ende der Einspritzung des Materials in die form die Expansion zu einem sehr dicken Schaum mit Zellen sehr geringer Abmessungen, und zwar im aligemeinen weniger als 1 mm Durchmesser, führt.

Ein weiterer überraschender Effekt, der durch das Verfahren nach der Erfindung erzielt wird, liegt

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in der Tatsache, daß die Expansion oder Schaumbildung praktisch auf den inneren Teil des erzeugten Gegenstandes beschränkt ist« während die den Wandungen der Form benachbarten Teile aus praktisch vollwandigem Material bestehen. Solches vollwsndiges Material bildet insbesondere in Form einer Lage mit der Sicke etwa weniger Millimeter eine Art äußerer Kruste oder Schale für den Gießling, die in hohem Maße widerstandsfähig gegenüber mechanischer Beanspruchung oder Abrieb ist.

Es ist festzustellen, daß die Nachgiebigkeit von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenständen im Gegensatz zu bekannten Gegenständen aus aufgeschäumtem Material immer mehr abnimmt, wenn der auf dieses Material selbst aufgebrachte Druck ansteigt. Das liegt einerseits daran, daß das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Volumen des Kunststoffmaterials (Polyvinylchlorids) und dem Volumen der Zellen erheblich größer ist als die Verhältnisse, die gewöhnlich bei bekannten Gegenständen aus aufgeschäumtem Material zu finden sind. Andererseits liegt eine weitere Ursache darin, daß die Zellen dicht voneinander getrennt bzw. gegeneinander hermetisch abgeschlossen sind, so daß als Folge davon jede von ihnen bis zu dem Grad zusammendrückbar ist, in dem das in ihr eingeschlossen gehaltene Gas kompressibel ist.

Die prozentualen Anteile der anderen gewöhnlich benutzten Komponenten der einzuspritzenden Polyvinylchlorid-Paste sind nicht kritisch. Ee werden im allgemeinen unter Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten des Einzelfalls die folgenden Verhältnisse Anwendung finden»
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1.00 'Gewichtsteile Polyvinylchlorid,

50 bis 100 Gewichtsteile Weichmacher,

4· bis 8 Gewichtsteile Härter|

lediglich die Menge des Blähmittels sollte, wie

durch die Erfindimg vorgeschrieben, unterhalb von

1,5 Gewichtsteilen und vorzugsweise innerhalb äev

Grenzen von o,2 bis 1,o Gewicht steilen gehalten

werden.

™ Bein beispielsweise sei angegeben_? daß sich mit einem Polyvinylchlorid-Puder, wie zum Beispiel einem derjenigen, die im Handel unter der Bezeichnung "Vipla", "Sicron", "Solvic", "Quirvil" und "Ravinil" erhältlich sind, folgende Weichmacher als sehr zweckmäßig erwiesen haben: Dioctylphthalat, Bibutylphthalat, und ferner die folgenden Härter; bibasisches Blei-Stearat, tribasisches Blei-Sulphat, organische Verbindungen von Barium-Cadmium.

Als Blähmittel wurden die unter dem Namen "Genitron" und "Porofor-ADCM" bekannten Mittel als besonders vorteilhaft gefunden.

Es sind bereits unterschiedliche Arten von Gegenständen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt worden. Als besonders interessant hat sich die Anwendung dieses Verfahrens auf dem Gebiet der Bäder? insbesondere der Fahrrad-Hader,, Kinderwagenräde^ und dergleichen, herausgestellt. Derartige Hader werden in Hingformen mit jeder beliebig gewählten Außenkontur sowohl bezüglich d@s Laufflächenprofils als auch bezüglich des inneren Profils hergestellt, das auf die Radnabe aufzubringen ist. Die inner® Schwammigkeit solcher Volliaaterial-Häder e^zeisgt einen Grad an Nachgiebigkeit, der dem won pneumatischen Helfen ganz ähnlich ist, während die

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vollwandige Oberfläche eich al & vollkommen geeignet erweist, tun Abriebbeanepruchungen infolge des Hollens auf der Straßenoberfläehe wirkungsvollen Widerstand entgegenzusetzen.

Ein anderes interessaixlts Anwendungsgebiet wurde bei Bippen gefunden. Bei den normalen Körpergrößen von Puppen vermittelt der Nachgiebigkeitsgrad des nach der Erfindung erzeugten aufgeschäumten Materials eine Weichheit, die der des menschlichen Körpers sehr ähnlich ist.

Es ist hervorzuheben* daß das Anwendungsgebiet der Erfindung beliebig ist und daß die einzelnen Verfahrensschritte beim Spritzgießen oder die Zubereitung der Polyvinylchlorid-Faete an die jeweiligen Gegebenheiten des Einself alls imd insbesondere an die bekannte und zur Anwendung kommende Technik angepaßt oder Abwandlungen unterzogen werden können» ohne dadurch den Bahnen der Erfindung zu verlassen, indem nämlich der Fachmann den Produktionserfordernissen für den jeweiligen Artikel oder Gegenstand folgt.

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Claims (9)

1.) Spritzgießling aus Bolyvinylchlorid-Haterial, dadurch gekennzeichnet, daß er außer den üblichen Zusätzen an Weichmachern und Hartem einen Blähmittelzusatz in einem Verhältnis von bis zu 1,5 Gewicht et eilen auf 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid aufweist.

2.) Spritzgießling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daS er eine porSse Innenstruktur mit Zellen der Größe von im allgemeinen unterhalb 1 mm Durchmesser aufweist.

3·) Spritzgießling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet »daß die einzelnen Zellen seiner poröeen Innenstruktur dicht voneinander getrennt sind.

) Spritzgießling nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet« daßr er eine AuBenoberflache aufweist, die auf einer Sicke von etwa wenigen Millimetern vollwsndig und praktisch jdeichmaSig let. 909f37/1

5.) Spritsgießling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ffekenngeichnet« daß er als feigenkrans für ein Bad in form eines Bingsohlauohes ausgebildet ist.

6·) Spritsgießling nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekenniieiohnet. daß er die äußere formgebung einer Puppe aufweist»

7· Λ Verfahren sur Herstellung von aufgeschäumtem ^y Polyrinyloiilorid. insbesondere im Spritsgußvorgang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß eine su spritzende Polyvinylchlorid-Paste sur Anwendung kommt, die außer den üblichen Zustttsen von Weichmachern und Härtern einen Blähmittelsusats in einem Verhältnis von bis su 1,5 fiewichtsteilen auf 100 Gewichteteile Polyvinylchlorid aufweist.

8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge&ennseiehnet. daß das Verhältnis des Blähmittels swisohen 0,2 und 1,0 Gewichtsteilen auf 100 Gewiohtsteile Polyvinylchlorid liegt. ;

9.) Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekannsaiohnet. daß die Polyvinylchlorid-Paste ferner einen Zusats eines Expansion»-Versögerungs-Hittels aufweist.

Patentanwalt

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