DE6603321U

DE6603321U - Verfahren zur herstellung von pulverbedecktem schaumstoff

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Publication number: DE6603321U
Application number: DE19666603321U
Authority: DE
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Priority date: 1964-05-07
Filing date: 1965-05-07
Publication date: 1969-09-11
Also published as: US3353994A; GB1109439A; DE1569416B1; MY6900166A

Description

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Scott Paper Company

Philadelphia, Pa., USA 1 P

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Schaumstoffkörper mit Netζstruktur

Die Neuerung betrifft einen netzstrukturierten Schaumstoff, insbesondere einen membranfreien Schaumstoff, dessen Oberfläche mit anorganischen pulverförmigen Stoffen wie Graphit, Metall oder Metallegierung, verschiedenen Oxyden_iP oder höherschmelzenden organischen Polymeren wie Polyiluorkohlenstoff (Teflon) oder Polyamiden (Nylon) überzogen ist.

Bisher bekannte Schaumstoffe mit Netzstruktur wurden üblicherweise aus Polyurethanen, ζ,Ββ Polyester-**- oder PoIyätherurethanen und Vinylmonomeren und -copolymeren, z.B. ,Vinylchloriden, Vinylacetaten oder deren Verbindungen hergestellt« Dabei wurden die nach dem Aufschäumen bestehenden Zellwände,beispielsweise durch eine Mischung aus Brenngas und Sauerstoff,entfernt.

Bisher bekannte Schaumstoffe mit Oberflächenüberzügen haben den Nachteil, daß die z.B. anorganischen Materialien nur ungenügend auf dem Schaumstoffgrundkörper haften. Insbesondere bei Verwendung von Aluminium in Pulver- oder Plättchenform war eine dauerhafte Bindung zwischen dem Aluminium und dem zum Auftragen benutzten Klebemittel njdtit herstellbar* Aus ähnlichen Gründen, nämlich wegen der geringen Zahl von Klebemitteln,welche sich gleichzeitig mit

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dem auftragenden Stoff als auch mit dem Schaumstoffkörper verbinden, finden entsprechend überzogene Schaumstoffkörper

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Hlnwdsi Diese unterlage (ÜescTiräbung und Öohutzonspr.) Ist dls zulptil elrvjr ·V.M-; jlo weich* von dor Vtart» fassung der ursprOngMoa «ingsreicihhMi Urrtertot & ob. DIs rs·:" r .ο Γ> ·ι · <.g .'·> A «■„ * r.q _tl. r,^ geprüft Die urspräingllch Gfrgarciv-Rten U.Trtiii.jtn bcftr -;o siih Im t>^r ·.*%·<«·· ».. ·, t fi^ß-, «^.a;-«" .>■„ ä Nd eines roöhÜIchwt lnt*<?;«s gabüfi, -AIm ei-g«.v» η wsrden. αί! Λ , .* · .- . . ·. »■ „>■ fvif*„,ii_f:j ocsf U negotiva zu den übltetien Preisen gellei*i, · DvutjchöS Pcurilotni, Ui!xci«<iiniufif5rtrollili

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"bisher nur "begrenzt Anwendung· Insbesondere ist dabei auch, hervorzuheben, daß gleichmäßig beschichtete Schaumstoff·* körper bis jetzt nicht bekannt sind«

Es wurde gefunden, daß man an das Gitterwerk von polymeren organischen Schaumstoffen anorganische Peinteilchen gleicher oder ungleicher Natur in einem bzw«, mehreren Gängen festhaftend anlagern und dadurch ein Produkt erzeugen kann, welches die Eigenschaften beider Ausgangsmaterialien in sich vereinigt· Die Bindung ist dabei ohne Klebemittel erzielbar·

Die Heuerung bezieht sich dabei sowohl auf Polymerschaumkörper in Netzstruktur als auch auf Polymerschaumträger, welche sich netzstrukturieren lassen* Hierzu gehören Schaum-. stoffe aus Polyurethanen mit einem Earzsystem aus Polyäther, Polyester, Polycarbonate Rizinusöl usw., wobei Polyäther- und Polyesterpolyurethane bevorzugt werden, ferner welche -auf Polyvinylbasis,.wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylschaumstoffe aus verschiedenen Copolymeren und polyäthylenbeschichtete Polyurethanschaumstoffe· Die Poren·=» größen liegen zwischen 2 und 32 und vorzugsweise zwischen 2 und 24 Poren je Zentimeter·

Erfindungsgemäß können fernerhin alle in Pulverform zur Yer« fügung stehenden anorganischen Substanzen mit Ausnahme solcher, welche sich unter EinfluB von Heißluft leicht zersetzen, Anwendung finden» Hierzu gehören "beispielsweise Pulver oder_ Peinteilchenmaterialien aus Stoffen wie Eisen, Bronze, Alu· minium, Kupfer, Nickel, iEitan, Beryllium -und weitere Stoffe dieser Art· ¥eiter- können in ähnlicher ¥eise such. Ge» mische derartiger Pulver zur Anwendung feossaeii., zumal sich

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viele solche Gemische für kontaktkatälytische Anwendungszweeke eignen· Su den neue« Gebilden gehören also solche mit Anlagerungen aus Nickel und Platin, Komplexe aus Titan und f Vanadium und dergleichen. Andere geeignete Anlagerungsmaterialien sind solche aus Graphit, Titanoxyd, Tonerde, Kieselgur, Astest, Glas und die verschiedenen Pulver auf Siliziumoxyd« oder auf Silikatbasis. Weiter können auch feinverteilte oder pulverisierte anorganische Polymere mit höherem Schmelzpunkt als die Polyurethansubstanz,, vie z«B« Polyamide (Nylon), Polyfluorkohlenstoffe (Teflon), Polytrifluormonochloräthylen (Kel—P) und höherschmelzende Polymere von 1-Olefinen wis 1=Butenen Anwendung finden· Ganz allgemein eignen sich für den neuerungsgemäßen Schaumstoffkörper pulverförmige Materialien, welche sich nicht unter dem Einfluß von Heißluft zersetzen. Als Grundmaterial für den

! ' Sehäumstoffkörper eignet sich "besonders organisches Material mit einem Schmelzpunkt welcher niedriger als Polyurethan ist, wo"bei der aufzutragende Oberflächenbelag besonders gut haftet bzw» dispergiert.

Die Teilchengröße des aufzutragenden Peinteilchenmaterials hängt im allgemeinen von der gewünschten Porengröße des Schaumstoffprodukts sowie dem -Durchmesser der die Netzstruktur bildenden Rippen ab· Die maximale Teilchengröße liegt dabei im allgemeinen bei einfacherer Rippenstärke· Die besten Ex'gebnisse werden allerdings bei einer Teilchengröße unter etwa halber Rippenstärke,und im allgemeinen von 1/4 bis etwa 1/100 Rippenstärke erzielt· Nach untenhin ist die Teilchengröße kaum begrenzt und selbst sehr feine Pulversorten sind je nach Anwendungszweck gut verwendbar und oftmals für Katalysatorzwecke hervorragend geeignet·

Das Aufbringen dei entsprechenden Teilchen auf dem Grund-

schaumstoff körper wird "bei der Neuerung so durchgeführt, daß daB aufzubringende Material in flüchtige Verbindung mit dem Grundkörper gebracht wird und sodann das Ganze einer beispielsweise durch eine Explosion hervorgerufene Flammen*» und Heißluftfront ausgesetzt wird» wobei die Peinteilchen fest mit dem Grundkörper verschmelzen·

Die Neuerung ist im folgenden anhand von Ausführungshei·=· spielen und der Zeichnungen näher erläutert· Es zeigen:

Pig· 1 einen neuerungsgemäß mit Kohlenstoff beschichteten großen Schaumstoffkörper,

Pig· 2 eine 'Einzelzelle des Schaumstoffs mit dem groben Umriß eines Dodekaeders, und

Pig· 3 einen Querschnitt durch eine der Hippen des Schaumstoff körpers gemäß den Pig· 1 und 2, wobei die Ziff. 10 ein den Schaumstoff bildendes Polyurethan-Material und die Ziff· 12 eine auf der Außenfläche des Schaumstoffs befindliche Kohlenstoff schicht be« zeichnet«

■ Noch weitergehend wird die Neuerung in folgenden Arbeitsstufen durchgeführt: a) man beschichtet die Rippen und Knotenpunkte eines organischen polymeren Schaumstoffs mit einem feinverteilten anorganischen Material, b) füllt diesen netzstrukturierten Schaumstoff mit explosiblem Brenngas ■und einer im Gas enthaltenden explosionser-haltenden Menge Sauerstoff an, c) löst die Portpflanzung einer Sxplosionsflamme innerhalb des gesamten Schäumstoffkörpers aus, und unterwirft dann den Schaumstoff wiederum den Behandlungs« schritten a) und b), um weitere Mengen des Pulvermaterials

festhaftend abzulagern, wodurch das neue Endprodukt ent-,steht·

Eine weitere Ausführungsform der Neuerung "besteht darin, daß man die Rippen und Knotenpunkte eines netjsfcrukturierten . Polyurethanschaumstoffs mit einem Metallpulver be schichtet, diesen so "beschichteten Polyurethanschaumstoff mit einem explosiblen Stoff als Gas oder in flüssiger Form im Kontakt mit einem sauerstoffhaltigen Gas anfüllt, innerhalb des gesamten Schaumstoffkörpers die Portpflanzung einer Explosionsramme auslöst und diese Arbeitsschritte wiederholt, um weitere Mengen desselben oder eines anderen Metallpxilvers oder deren Gemische abzulagern, wobei das neue Endpro« dukt entsteht·

Zum vorübergehenden Anheften der Teilchen an den Schaum·;· stoff eignet ölen, vor alles Wasser* Falls der Schaumstoff hydrophob ist, nimmt man flüchtige organische Lösungsmittel v?ie Axaajiol oder Bsnsol* Man muß aber für die Beseitigung des überschüssigen Lösungsmittels sorgen. Eine bloße Befeuchtung der Schaumstoffoberfläche liefert ausreichende zeitliche Haftung, um den Stoff der Hetzstrukturierung durch Explosion zu unterwerfen. Außerdem absorbiert die Feuchtigkeit des schwach nassen Schaumstoffs etwas von der tiberschußeneig"⁵ e, die manchmal beim Explosionsbeschichtungs— verfahren auftritt· Zum vorübergehenden Anheften eigne:. sich auch solche anderen Flüssigkeiten,, die gegenüber Poly« urethanmaterialien und den Pulverstoffen einen kleinen Kontaktwinkel aufweisen_e

ITeuerungsgemäß aus leitendem Feinteilchenmaterial erzielte -Produkte eignen sich besonders zu verbesserter Wärmeabstrahlung und elektrischer leitfähigkeit·

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Durch. Ablagerung verschiedener Materialschichten lassen sich die Schaumstoffeigenschaften beträchtlich, abwandeln· So erzielt man beispielsweise durch Anwendung variabler Mengenverhältnisse von katalytisch aktiven Materialien wie Platin, Nickel, Tonerde, platinbehandeltes Kieselgur oder dergleichen katalytisch aktive Kontaktkissen mit breitem Wirkungspektrum« in gleichem Siiuie kann *aan durch Ver-Wendung anderer Materialien wie Tonerde, Kieselerde, Holz·- j kohle und dergleichen neuartige Absorptionsmaterialien | insbesondere zum Entzug von Verunreinigungen aus strömenden i Pluiden herstellen. Erfahrungsgemäß läßt sich Schaumstoff, j der mit einem Material gewünschter Leitfähigkeit bedeckt | ist, als elektrostatisches Filter oder als Absorber für hochfrequente elektromagnetische Energie verwenden.

Die nachstehenden Beispiele sollen »ur Erläuterung der verschiedenen Erfindungsaspekte im Rahmen von Beschreibung und Ansprüchen dienen, aber keinesfalls schutzumfangabe« ■grenzend wirken»

Beispiel 1:

Ein Block aus Adipinpolyester^-Polyurethanschaumstoff, der zuvor mittels Heißflammenfront netzstrukturiert worden war und eine Porengröße entsprechend 5 Poren/ein und einen elektrischen Widerstand von 10 - 10 -^*-/cm aufwies, wurde mit Graphitpulver eingestaubt und innig imprägniert· Das überschüssige Pulver wurde durch Ausseuütteln ent= _μ fernto Danach wurde der Block in einen Polyäthylensack _ I eingebracht, der dann zunächst evakuaa:t und danach mit | einer Gasmischung aus 16,7 VoI % Propan und 83»5 % Sauer- ' stoff gefüllt wurdeo Dieses Gasgemisch wurde dann mittels | geeignetem Zünder zu harter Explosion gebracht^ Die Un- | tersuchung des Schaumblocks ergab eine gleichmäßige Ab« |

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deckung sämtlicher Rippen mit einer zähhaftenden und wasch« festen Graphitschichte Die Gewichtszunahme des Blocks "betrug auf den netzstrukturierten Ausgangsschaumstoff he« zogen 76 fi. Das Produkt zeigte einen Widerstand von etwa 20 χ 10⁶⁵

Beispiel 2:

Ein in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gewonnener, d.h. zuvor durch Heißflammenbehandlung netztstrukiurierter Polyäther-Polyurethanschaum wurde in Wasser getaucht und dann durch gründliches Ausschütteln und Ausquetschen von überschüssigem Wasser befreit· Anschließend wurde der Block mit einem Nickelpulver eingestäubt und imprägniert, wobei der Überschuß durch Ausschütteln beseitigt wurde· Die Weiterbehandlung erfolgte dann wie beim Beispiel 1· Das Fertigprodukt erwies sich als ein 3?olyurethanblock, der mit einem gleichförmigen, festhaftenden und waschfesten Nickelpulverüberzug versehen war·

In der vorstehend beschriebener seise wurden Produkte un·=· ter Verwendung anderer Pulvenaaterialien, wie Titanerde, Eisen, Kieselgur, Tonerde, Aluminium in Pulver- und Blättchenform und verschiedener sonstiger Metalloxyde hergestellt i diejbesonders günstige Eigenschaften aufwiesen* Bei allen Produkten war eine zähhaftende Bindung zwischen dem 3?einteilchenmaterial und der Trägersubstanz vorhanden, deren Hippen und Knotenpunkte durchweg mit Material bedeckt waren»

Claims

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Schutzansprüche

1» Netzstrukturierter Schaumstoffkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Adipatpolyesterpolyurethan-Schaumgebilde mit einer Porengröße von etwa 2-24 Poren je cm und einem elektrischen Widerstand von etwa 10¹²- 10¹⁴Xi- /cm⁵ bestehend daß das Gebilde durch ein Netzwerk von Rippen und Knotenpunkten gebildet ist, welches auf seiner Oberfläche einen Niederschlag aus festem Graphit aufweist und einen Widerstand von etwa 20 χ 10 JTL/cm⁵ besitzt«,

2« Schaumstoffkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Porengröße von etwa 5 Poren je cm besitzt und auf Schaumstoffgewicht bezogen etwa 76 # Graphit als Oberflächenbedeckung trägt·