DE2061121A1

DE2061121A1 - Fluessigkeitsdurchlaessige Polyolefinschaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2061121A1
Application number: DE19702061121
Authority: DE
Inventors: Hirokuni Naito; Masayuki Takayama; Hisao Tashiro; Isao Yoshimura
Original assignee: Asahi Dow Ltd
Current assignee: Asahi Dow Ltd
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: JPS54944B1; GB1308488A; FR2130762A5; US4384032A

Description

Flüssigkeitsdurchlässige Polyolefinscliaumstoffe und Verfahren zu ihrer. Herstellung

Die Erfindung betrifft Polyolefinschaumstoffe und insbesondere flüssigkeitsdurchlässige Polyolefinschaumstoffe sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Bislang waren nur Polyolefinschaumstoffe mit groben bzw. relativ groi3en geschlossenen Zellen verfügbar. Flüssigkeit sdurchlassige Polyolefinschaumstoffe mit einheitlichen und feinen offenen Zellen sind bislang hingegen nicht bekannt.

Es gibt einige Anwenduiigsmögli chkei ten für herkömmliche Polyolefinschaumstoffe, zum Beispiel als Wärmeisoliermaterial oder als Puffer- bzw. Dampfungsmaterial, für die sie aufgrund der Polyolefine von Haus aus eigenen Festigkeit, Weichheit, Elastizität und chemischen Beständi{j,K;o.i.i; bzw. geringen chemischen Reaktionsfähigkeit

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6AOORlQfNAl.

eingesetzt werden können. Aufgrund der geschlossenzelligen Struktur herkömmlicher Polyolefinschaumstoffe ist ihre Verwendbarkeit Jedoch beschränkt. So kann man sie beispielsweise nicht als in der chemischen Industrie vielseitig verwendbares Filtermaterial, als Diaphragma für elektrolytische Zellen oder als Scheider für Sammlerbatterien verwenden. Außerdem eignen sich herkömmliche Polyolefinschaumctoffe nicht als Verpackungsmaterialien, Kunstleder und Papier, da bzw. soweit diese Materialien die Eigenschaft besitzen müssen, flüssigkeitsdurchlässig zu sein. Es wäre da für viele Anwendungsζwecke außerordentlich wünschenswert, einen Polyolefinschaumstoff zur Verfügung zu haben, der im Gegensatz zu den herkömmlichen Polyolefinschaumstoffen die Eigenschaft besitzt, flüssigkeitsdurchlässig zu sein.

Auf herkömmliche V/eise werden Polyolefinschaumstoffe bislang beispielsweise nach folgenden Verfahren hergestellt:

1) Ein Polyolefin wird mit einem organischen chemischen Treibmittel gemischt und dann durch Erhitzen zu einem Formkörper verschäumt.

2) Polyolefin wird mit einem organischen flüchtigen Treibmittel imprägniert und damr durch Erhitzen zu einem Formkörper verschäumt.

3) Mit einem organischen flüchtigen Treibmittel imprägniertes Polyolefin wird mit einem organischen chemischen Treibmittel gemischt und dann durch Erhitzen zu einem Formkörper verschäumt.

Die nach diesen herkömmlichen Methoden hergestellten Produkto besitzen größtenteils geschlossene Zellen. Hit

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Gf

BAOORIGiNAL

- 3- ■ ■ 2Qo 1121

diesen herkömmlichen. Verfahren kann raan somit- keine Polyolefins chaumstoffe mit einheitlicher und /.'einer offenzelliger Struktur erhalten und somit die gewünschte Flüssigkeitsdurchlässigkeit nicht ersielen.

Es sei darauf hingewiesen, daß auch bei derartigen herkömmlichen Verfahren gelegentlich Polyolefinschaumstoffe entstehen, die bis zu eineia gewissen Grad flüssigkeitsdurchlässig sind. Wenn beispielsweise Polyolefinschaunstoffe unter Verwendung eines flüchtigen .Treibmittels hergestellt werden, so brechen unter bestimmten Verschäumungsbedingungen, z.B. beim Extrudieren bei hoher Temperatur manchmal einige der geschlossenen Zellen zusammen bzw. vereinigen sich unter Ausbildung einer groben bzw. großporigen Zellstruktur, wobei sich zum Teil sichtbare offene Zellen und/oder Risse im Produkt bilden, die zwar dem Endprodukt eine gewisse Flüssigkeitsdurchlässigkeit verleihen, seine Qualität jedoch erheblich verschlechtern. Die auf diese Weise erhaltenen Polyolefinschaumstoffe besitzen jedoch verhältnismäßig große offene Zellen von uneinheitlicher Größe und in ungleichmäßiger Verteilung, die zu einem unansehnlichen Produkt mit geringer Festigkeit führen. Kan kann somit nach den herkömmlichen Verfahren keine qualitativ hochwertigen Polyolefinschaumstoffe erhalten, die für die vorstehend erwähnten Anwendungszwecke, für die Flüssigkeitsdurehlässigkeit erforderlich ist, verwendet werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen flüssigkeitsdurchlässigen Polyolefinschaumstoff, der fest, elastisch und weich bzw. geschmeidig ist und sich für eine Verwendung als Filtermaterial, Diaphragmamaterial für elektrol3^rtische Zellen, Scheidermaterial für Sammlerbatterien, Verpackungsmaterial, Kunstleder oder syntheti-

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sches Papiermaterial eignet, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher flüssigkeitsdurchlässiger Folyolefinschaumstoffe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch flüssigkeitsdurchlässige Polyolefinschaumstoffe mit wenigstens teilweise offenzelliger Struktur, enthaltend mindestens ein Olefinhomo- und/oder -mischpolymeres (Polyolefin) und mindestens ein anderes, mit dem bzw. den Polyolefinen) vorzugsweise nicht mischbares, Polymer, gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist, anders gesagt, somit ein flüssigkeitsdurchlässiger Polyolefinschaumstoff, der ein Polyolefin und mindestens ein anderes Polymer enthält und Zellen aufweist, die sämtlich oder teilweise Wände mit öffnungen besitzen, die miteinander so zusammenwirken, daß von Öffnungen in einer Oberfläche des Schaumstoffs zu öffnungen in der anderen bzw. gegenüberliegenden Oberfläche des Schaumstoff3 führende Kanäle bzw. Durchtritte gebildet werden, die dem Gesamtschaumstoff die Eigenschaft verleihen, Flüssigkeiten durchtreten zu lassen.

Die erfindungsgemäßen flüssigkeitsdurchlässigen Polyolefinschaumstoffe können nach einem Verfahren hergestellt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man mindestens ein Polyolefin (Komponente A) mit mindestens einem anderen Polymer (Komponente B) mischt, wobei mindestens eine der Komponenten A und B mindestens ein thermisch zersetzbares Treibmittel enthält und/oder mindestens ein derartigen Treibmittel dem Gemisch einverleibt wird, und das dabei erhaltene verschäumbare Polymergemisch durch Extrudieren ausformt.

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BAD ORJQINAU

Die vorstehend^ erwähnten, sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Die figuren der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine mikrofotografische Aufnahme eins» Ansicht eines herkömmlichen Polyäthylenschaumstoffes in 100-facher Vergrößerung;

' ■ I

Fig. 2 eine mikrofotografische Aufnahme einer Ansicht eines erfindungsgemäßen Polyäthylenschaumstoffs in 100-facher Vergrößerung;

Pig. 3 eine mikrofotografische Ansicht des in Fig.2 wiedergegebenen Schaumstoffs, jedoch in 300-facher Vergrößerung;

Fig. 4 eine mikrofotografische Aufnahme des in Richtung der Dicke geschnittenen Schaumstoffs von Fig. 2 in 250-facher Vergrößerung;

■l Fig. 5 eine graphische erläuternde Kopie von Fig. 3i ^

Fig. 6 eine graphische erläuternde Kop^e von Fig. 4-;

Fig. 7 ein Diagramm, in dem die Beziehungen zwischen der Luftdurchlässigkeit und dem Filtrationsdruck von Filtern aus erfindungsgemäßen PoIyolefinschaumstoffen im Vergleich zu denjenigen herkömmlicher Filter dargestellt sind; und

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BAD 0RlGJNAl.

Fig. 8 eine schematic ehe, Darstellung der zur jiemittlung der in Fig. 7 ''-Is Diagr; '..in dargestellten Meßwerte.

Die erfindungsßemäßc Polyolefinschauinstoffe kennzeichnenden Merkmale sind darin zu sehen, daß die PoIyolefinschaumstoffe mindestens ein Polyolefin, mindestens ein weiteres, nicht als Polyolefin im Sinne der Erfindung anzusehendes Polymeres und Zellen enthalten, die alle oder zumindest teilweise Wände mit Öffnungen besitzen, die miteinander so zusammenwirken, daß Durchlässe gebildet werden, die von einer öffnung in einer Oberflache des Schaumstoffs zu öffnungen in der anderen bzw. der gegenüberliegenden Oberfläche des Schaumstoffs führen und dadurch dem Gesamtschaumstoffkörper die Eigenschaft verleihen, flüssigkeitsdurchlässig zu sein.

Fig. 1 zeigt den Zustand bzw. die Ausbildung von Zellen eines Films bzw. einer Folie aus herkömmlichem Polyäthylenschaumstoff. Diese Folie wird hergestellt, indem man 100 Teile Polyäthylen, die mit 7 Teilen Pentan imprägniert sind, mit einem Hilfstreibmittel'mischt, das aus 0,1 Teilen Azobisbutyronitril, 0,2 Teilen Zitronensäure und 0,4 Teilen Natriumdicarbonat besteht und dieses Gemisch dann kontinuierlich mittels eines Extruders mit einer Einblas- bzw. Einspritzdüse ausformt, der dem in den nachstehenden Beispielen verwendeten Extruder gleicht. Das auf diese Weise erhaltene Produkt besitzt nur geschlossene Zellen und ist nicht flüssigkeitsdurchlassig.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann man bereits bei 100-facher Vergößerung klar erkennen, daß ein erfindungs-

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BAD

^r'

gemäßer Polyolefinschaumstoff (es handelt sich hierbei inn eine Aufnahme des gemäß den nachstehend aufgeführten Beispiel 1 hergestellten Schaurastoffs) einheitliche und feine öffnungen aufViGist. Die öffnungen sind bei öierser Abbildung in den weißen bzw. hellen Ellipsen zu erkennen.

Betrachtet man nun Fig. 3, die eine Aufnahme des in ' Fig. 2 wiedergegebenen erfindungsgemäßen Polyolefinschauinstoffs, jedoch in 300-facher Vergrößerung,ist, so erkennt man deutlich an der Oberfläche des Polyolefinschaumstoffssitzende Zellen mit Öffnungen. Unterhalb dieser Zelle ist eine weitere Zelle zu sehen, die eine mit der erstgenannten Zelle gemeinsame öffnung besitzt. Durch Wiederholung dieser durch das Schema Öffnung-Zelle-Öffnung wiedergegebenen Kombination steht die öffnung auf einer Seite des Schaumstoffkörpers mit.einer anderen Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite des Schaumstoffkörpers durch einen Durchlaß in Verbindung, durch den eine Flüssigkeit fließen kann.

Der Teil von Fig. 4-, durch den Licht fällt, ist jeweils eine Öffnung. Aus dieser Tatsache ist ersichtlich, daß von vorn nach hinten im Verhältnis zum Bild eine Verbindung gemacht wird bzw. besteht. Es ist eine Zelle zu sehen, die auch in Richtung der Dicke mit einer anderen Zelle eine gemeinsame Öffnung besitzt.

Aus den Fig. 2 bis 4- ergibt sich, daß bei den erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoffen zwischen zwei Oberflächen verschiedene Durchlässe ausgebildet sind, z.B. kurze Durchlässe, verwickelt gewundene oder mäanderartig verlaufende Durchlässe und auch Sackgassen. Dies ist auch den Fig. 5 und 6 zu entnehmen, die verdeutlichende graphi-

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sehe Darstellungen der mikrofotografischen Bilder von Pig. 3 bzw. Pig. 4 sind.

In Fig. 4 ist jeweils eine Oberflächenhaut bzw. -schicht 1, die Peripherie 2 einer Zelle mit einer Öffnung 3 zu sehen. Die Öffnung 3 liegt nicht immer parallel zur Oberfläche 1, sondern kann auch schräg oder senkrecht zur Oberfläche liegen. Mit 4 ist eine im Innern des Schaumstoffkörpers liegende Zelle bezeichnet.

Wenn ein erfindungsgemäßer Polyolefinschaumstoff nur in einer Richtung sehr stark gezogen wird, so erhalten dadurch die öffnungen der Zellen eine längliche Form, die fast einem engen Spalt gleicht, wodurch der Schaumstoff eine faserartige Struktur, wie wenn die Gesamtstruktur in einer Richtung angeordnet bzw. ausgerichtet ist, erhält.

D.ie Form der öffnungen in erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoffen ändert sich nicht nur in Abhängigkeit von Ziehverfahren, sondern ändert sich auch bezüglich der Abmessungen in Abhängigkeit vom jeweils verwendeten Treibmittel und Eeimbildungsmittel. Eine Erhöhung der Menge an thermisch zersetzbarem Treibmittel führt dazu, daß die Anzahl der öffnungen wächst. Das Keimbildungsmittel ist für die" "Bildung feiner Zellen und ""Öffnungen zweckmäßig und Vorteilhaft.. Eine Erhöhung des Anteils an anderen Polymeren als Polyolefinen im Sinne der Erfindung, d.h. eine Erhöhung des Anteils an Komponente B ergibt eine Erhöhung der Anzahl der Öffnungen.

Die Ausdehnung beim Verschäumen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,2 bis 5,0 und insbesondere in einem Bereich von 1,5 bis 3>0, da, falls die Ausdehnung unter

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BAD

1,2 liegt, die Große der Zellen im Produkt -zwar.abnimmt, die Flüssigkeitsdurchlässigkeit jedoch, geringer wird, während bei einer Ausdehnung von mehr als 5> die Flüssigkeitsdurchlässigkeit zwar hoch, wird, jedoch auch die Größe der Zellen zunimmt.

Aus Hg. 7 sind, wie bereits erwähnt, die Beziehungen zwischen dem Luftdurchgang und dem Piltrationsdruck von filmen bzw. Sollen aus erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoffen im Vergleich zu denjenigen herkömmlicher Filter zu ersehen. Die Meßwerte für diese Kurven werden mit Hilfe der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung ermittelt, der Druckluft durch ein Regelventil 16 zugeführt wird, wobei man gleichzeitig den Druckunterschied (in Torr) zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck der Druckluft mittels eines Differenzialmanometers 17 mißt, das mit Quecksilber gefüllt ist. Die Druckluft fließt durch einen Prüfkörper 19» der von Hohlkegeln 18 und 20, die Flanschstücke aufweisen, gehaltert wird, indem er zwischen die Flanschstücke der beiden Hohlkegel eingeklemmt ist. Schließlich wird noch das Luftvolumen (das pro Zeiteinheit fließt) mittels eines Rotameters 21 gemessen.

In Fig. 7 ist aus der Ordinate jeweils die mit Hilfe des Rotameters 21 gemessene LuftduTabgang/cm Filtrationaflache des Probekörpers 19 in Ltr/Min aufgetragen, während auf der Abszisse der zugehörige, durch das Differenzialmanometer 17 angezeigte Piltratianedruck in Torr abzulesen ist. Die Bedeutung und Bezifferung der einzelnen Kurven von Fig. 7 sind aus der nachstehenden Tabelle zu ersehen. .

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BAD Qpp!?^o Cltä

20Gi

Kurve Kr. Probekörper Dicke

mm

6 Filter Nr. 1 (hergestellt
und vertrieben von der

Toyo Roshi Co., Ltd., Japan) 0,210

7 Filter Nr. 5A ( " ) 0,200

8 Filter N-. 2· ( " ) 0,260 t 9 Filter von Beispiel 3 0,290

11 Tilter Nr.5B (hergestellt
und vertrieben von der
Toyo Roshi Co.,Ltd.,Japan) 0,200

12 Filter von Beispiel 2 0,350

13 Filter von Beispiel 1 0,300

14 Filter Nr.5G (hergestellt
und vertrieben von der
.•.Toyo Roshi Co. ,Ltd. ,Japan) 0,200

15 Probekörper von Fig. 1 0,200

Aus der Fig. 7 ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoffe eine ebenso hohe Flüssigkeitsdurchlässigkeit wie herkömmliche Filterpapiere besitzen. Außerdem ist zu bemerken, daß sich die erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoffe leicht herstellen lassen.

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bad original'

Die erfindungsgemäßen PolyolefinschauWiitoffe v;orden entweder

A) nach einem Verfahren hergestellt, bei -dem man mindestens, -ein- Polyolefin mit mindestens einen anderen Polymeren, dar, kein Polyolefin im Sinne der Erfindung ist, mischt, webei mindestens eine der beiden Polymerkomponenten ein thermisch zersetsbares Treibmittel enthält und/oder dem Gemisch mindestens ein derartiges Treibmittel einverleibt wird, und das auf diese Weise erhaltene verschäumbare Polymergemisch durch Extrudieren ausformt, oder

B) nach einem Verfahren, bei dem mindestens ein Polyolefin mit mindestens einem weiteren, nicht unter den Begriff Polyolefin im erfindungsgemäßen Sinn fallenden Polymeren gemischt wird, wobei entweder das Polyolefin oder das andere Polymere oder beide Polymerkomponenten ein flüchtiges Treibmittel einverleibt und außerdem ein thermisch zersetzbares Treibmittel einverleibt oder zugesetzt enthalten, und das auf diese Weise erhaltene verschäumbare Polymergemisch extrudiert.

Der Ausdruck "Polyolefin" soll im Sinne der Erfindung Homopolymere von Olefinen, wie Polyäthylene mit niedriger Dichte, Polyäthylene mit hoher Dichte, Polypropylen und dergl., sowie Mischpolymere von Olefinen mit anderen Monomeren, wie Äthylen-Vinylacetat-Kischpolymere, Ithylen-Propylen-Mischpolymere, Athylen-Acrylsäureester-Mischpolymere und dergl. umfassen. Die Olefinhomopolymeren können teilweine, oder ganz durch Mischpolymere ersetzt werden. Beispielsweise kann man mit Vorteil ein Gemisch aus Äthylen-

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BAD ORIGINAL

Vinylacetat-Mischpolymeren und mindestens einem weiteren Polyolefin zur Herstellung von erfindungrjgemMßcn Polyolefinschaumctoffen verirrenden, die sowohl Weichheit als auch hohe Festigkeit besitzen.

Beispiele anderer, nicht zu den Polyolefinen entsprechend der vorstehenden Definition gehörender Polymerer sind u.a. Styro !.polymere,' wie Polystyrol, kautschukmodifiziertes Polystyrol, Acrylnitril-Styrol-Kischpolymerisa-I-te und dergl., und Me ^acrylsäurepolymere, wie Polymethyl- ψ methacrylat. Diese Polymeren zeichnen sich dadurch aus, daß sie mit den vorstehend erwähnten Polyolefinen wenig verträglich bzw. schlecht oder nicht mischbar sind. Diese Eigenschaft bzw. dieses Merkmal hat vermutlich Einfluß auf die öffnung der Zellen im Polyolefinschaumstoff.

Das Mischungsverhältnis zwischen Polymeren (Komponente B) und Polyolefin (en) (Komponente A) schwankt stark in einem Bereich von 1 bis 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgevri-cht des Gemisches, jedoch beträgt der Anteil an Komponente B vorzugsweise weniger als 50 Gew.-% und insbesondere ■ 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, H um ein Endprodukt zu erhalten, in dem die überlegenen Eigenschäften von Polyolefinen, insbesondere Polypropylen, erhalten bleiben und vorherrschen.

Beispiele für die Zwecke der Erfindung verwendbarer thermisch zersetzbarer Treibmittel sind Azoverbindung, wie Azodicarbonamid, Bariumazodicarboxylat, Diazoaminobenzol und dergl., Sulfohydrazidverbindungen, wie 4,4'-Hydroxybis-benzolsulfonylhydrazid, p-Toluolsulfonylhydrazid und dergl., Nitrosoverbindungen, wie Dinitrosopentamethylentetramin und dergleichen. Das im Einzelfall zu verwenden-

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BAD

de thermisch zersetzbare Treibmittel wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften des verwendeten Polyolefins aus den vorstehend genannten Verbindungen entsprechend ausgewählt. Man kann ein einzelnes thermisch zersetzba- ,. res Treibmittel oder Gemische solcher Treibmittel in Mengen von etwa 0,1 bis 5₅O, vorzugsweise 0,3 bis 3,0 Gew.-Teilen/Gew.-Teil der Gesamtmenge an Polymeren verwenden. Beispiele geeigneter Hilfstreibmittel, die in Kombination mit den vorstehend erwähnten Treibmitteln verwendet werden können, sind u.a. Zinkstearat und Kaiziumstearat. .Beispiele geeigneter; Keimbildungsmittel sind u.a. Kalk und Siliziumdioxyd. Diese Hilfstreibmittel uiicL Keimbildungsmittel werden zweckmäßig verwendet, um gleichmäßige bzw. einheitliche Verschäumung zu erzielen. Beispiele von für die Zwecke der Erfindung geeigneten flüchtigen Treibmitteln sind u.a. aliphatische Cp__f--Kohlenwasserstoffe, die im Normalzustand gasförmig oder flüssig sind, Derivate solcher Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Diese aliphatischen. Kohlenwasserstoffe umfassen Äthan, Äthylen, Propan, Propylen, Buten, Butan, Pefttan, Hexan, Petroläther und dergl. Geeignete Derivate solcher Kohlenwasserstoffe sind u.a. die Ketone, Alkohole und Ester. Die geeigneten Halogenkohlenwasserstoffe umfassen u.a. Methyl-"chlorid, Methylenchlorid^Trichloffluormethanj Trichlorfluoräthan, Dichlorfluormethan, Dichlortetrafluorathan und dergi. Beispiele von Polymeren, denen die genannten flüchtigen Treibmittel einverleibt werden können, sind u.a. Styi?o!polymere, wie Polystyrol, käutschukmodifiziertes Polystyrol, Acrylnitril-Styrolmischpolymere, Aerylnitril-Butadien-Styrolmischpolyraere und dergl., Methacrylsäurepolymere, wie Polymethylmethacrylat und dergl,j

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Äthylenpolymere, wie Polyäthylen mit niederer Dichte, Polyäthylen mit hoher Dichte, Äthylen-Vinylacetatmischpolymere und dergl., Propylenpolymere, wie Polypropylen und dergl. und entsprechend ausgewählte Gemische der vorstehend genannten Polymeren. Die flüchtigen Treibmittel können den Polymeren mittels beliebiger geeigneter Methoden, z.B. durch Impregnieren, Extrudieren oder dergl, einverleibt werden. Die Styrolpolynieren besitzen die Eigenschaft, daß sich ihnen die flüchtigen Treibmittel besondeis gut einverleiben lassen und sind zudem billig. Außerdem können sich flüchtige Treibmittel, wenn sie einmal in ein Styrolpolymeres eingearbeitet sind, daraus nicht mehr leicht verflüchtigen. Deshalb ist die Verwendung von Styrolpolymeren für die Zwecke der Erfindung besonders vorteilhaft.Das flüchtige Treibmittel kann in beliebigen, vom Fachmann . einfach zu ermittelnden Mengen verwendet werden, wobei mindestens diejenige Menge verwendet werden soll, die erforderlich ist, um das mit dem flüchtigen Treibmittel zu imprägnierende Polymere damit zu sättigen/"

Beim Verfahren der Erfindung wird das vorstehend erwähnte verschäumbare Polymergemisch unter gleichzeitgem ψ Verschäumen zu einem flüssigkeitsdurchlässigen Kunststoffschaum mit einheitlicher feinporiger offenzelliger Struktur extrudiert. Zur Erläuterung wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Ein Polyolefin, z.B. Polyäthylen in. form von Plättchen oder pulverförmiges Polyäthylen, wiret mit ein§r ■bestimmten Menge eines anderen Polymeren, z,B. Polystyrol* clem ein flüchtiges Treibmittel einverleibt, das aber noch

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nicht verschäumt ist, einer bestimmten l-kinge eii-er; thormisch 2, ersetzbar en Treibmittels, z.B. A?.odicarbonair:id und/oder einer bestimmten Menge eines !Polymeren, das ein thermisch zersetzbares Treibmittel enthält, ,jedoch noch nicht verschäumt ist, souie, gewüjufuhteni'alls, einem Hilfstreibmitbei und einem Keimbildungsmittel gemischt. Die dabei■erhaltene Mischung wird, mittels einer Kegelmühle, gleichmäßig bzw. homogen vermählen. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann man diese Ausführungsfoim des Verfahrens der Erfindung auch ohne die Verwendung eines flüchtigen Treibmittels durchführen. Dann wird das auf diese Weise erhaltene Gemisch in einem Extruder erhitzt und plastifiziert und unter Verwendung einer entsprechenden Düse zu einem erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstofflcörper der gewünschten Form, z.B. zu einem Schlauch, einer Folie oder einem Rohr, extrudiert.

Wie bereits erwähnt, besitzen die Polyolefinschaum-,stoffe der Erfindung überlegene Eigenschaften. Aufgrund dieser Eigenschaften können sie für eine Vielzahl verschiedener Anwendungszwecke, z.B. als Kunstleder, synthetische Filtertücher, Diaphragmen für elektrolytische Zellen, Scheider von Sammlerbatterien, synthetisches Papier usv/., Verwendung finden. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß man den erfindungsgemäßen Polyolefinschaumstoff en, je nach dem ins Auge gefaßten Verwendungszweck, verschiedene Arten von Pigmenten und Füllstoffen einverleiben kann.

Die Beispiele erläutern die Erfindung, sollen sie jedoch nicht beschränken.

In den Beispielen beziehen sieh, wenn nicht besonders andere angegeben, Angaben in % und Teilen stets auf das Gewicht.

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SAD ORIGiNAt

_ ir, . 2OG 1121

Beispiel 1

100 Teile Hochdruckpolyäthylen (Schraelziridex: 0,3 , Dichte: 0,917) werden gleichmäßig mit 7 Teilen verschäumbar em Polystyrol (STYfiOU 6o3 (Handelsname für ein von der ASAlJI DOW, LTD. hergestelltes und vertriebenes Polystyrol), dem, bezogen auf das Gesamtgewicht des verschäurabaren Polystyrols, 6 % Pentan als organisches, flüchtiges Treibmittel einverleibt sind), 0,75 Teilen CELLI-IEG (Handelsname für von der Sankyo Kasei Co., Ltd. hergestelltes und vertriebenes Azobisformamid) als chemisches Treibmittel, und 0,6 Teilen Zinkst earat- als Hilfstreibmittel und 1,0 Teilen TaDk als Eeimbildungsmittel bei'Normaltemperatur in einem Wischer gemischt. Die dabei erhaltene Mischung wird geschmolzen, gemahlen bzw. geknetet und mittels eines Extruders mit 45 mm Durchmesser, der mit einer ringförmigen Düse mit einem Durchmesser von~75 mm und einer Schlitzbreite von 0,6 mm ausgerüstet int, bei einer Temperatur von 130 bis 200° C extrudiert und dann zwischen der Extruderdüse und einer Klemmrolle bzw. Schneidwalze gekühlt, wobei man einen geschäumten,0,30 mm starken und 350 mm breiten Kunststoff-Film erhält.

Der auf diese Weise erhaltene PolyolefinschauinstoJ'ffilm ist einheitlich geschäumt und besitzt eine Zellehgröße von 0,1 mm so\^ie eine Dichte von 0,48 g/cm . Er ist opack und besitzt eine glatte und schimmernde Oberfläche. Der auf diese Weise erhaltene Film ist sehr weiß. Der Film fühlt sich angenehm an.

Der EiIm bzw, die Folie läßt sich mit Hilfe eines gewöhnlichen Heißsieglers bzw. Wnrmschweißgcräts leicht

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siegeln bzw, schweißen» Der durch Heißsiegeln der Folie erhaltene Sack bzw. Beutel läßt durch seine gesamte Oberfläche leicht Luft oder Tabakrauch durchgehen und läßt Wasser
mehr durch.

läßt Wasser unter einem Druck von etx\ra 1,23' kp/cm oder

Wenn eine wäßrige, trübe Dispersion von Diatomeenerde unter Verwendung der,\cLe vorstehend beschrieben, hergestellten Folie filtriert wird, so läßt sich die Diatomeen— erde nahezu vollständig ohne Schwierigkeiten und Störungen, wie Verstopfen bzw. Zusetzen des Filters, leicht vom Wasser abfiltrieren.

Die Luftdurchlässigkeit der auf diese Weise erhaltenen Folie wird in Fig. 7 erläutert und mit derjenigen herkömmlicher Filter verglichen. ·

Beispiel 2

100 Teile HIEASOH ACE-30Π (Handelsname eines von der Mitsui Polychemical Co.., Ltd. hergestellten und vertriebenen ; Äthylenvinylacetat-liischpolymeren) werden innig und gleichmäßig mit 5 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten verschaumbaren Polystyrols, 0,70 Teilen Azobisformamid als chemisches Treibmittel, 0,5 Teilen Zinkstearat, 1,50 Teilen Kaiziumstearat und 0,5 Teilen Talk mit Hilfe der gleichen Vorrichtung und unter den gleichen Bedingungen wie· in Beispiel 1 vermischt und dann extrudiert, wobei man einen 0,35 mm starken und 360 mm breiten geschäumten Kunststofffilm erhält. · ■

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Der auf diese Weise erhaltene Kunststoffschaumfilm ist einheitlich geschäumt und besitzt eine Zellengröße von 0,07 mm sowie eine Dichte von 0,53 g/cm . Er v/eist eine glatte und gliramerartig glänzende Oberfläche auf. Der Film ist sehr weiß. Der Film fühlt sich angenehm bzw. schmeichelnd an. Außerdem besitzt er eine ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit und eignet sich, wie die Folie von Beispiel 1, gut zum Filtrieren einer wäßrigen trüben Diatomeenerdedispersion.

Die Luftdurchlässigkeitseigenschaften dieses Films sind in Fig. 7 im Vergleich zu denjenigen herkömmlicher Filter wiedergegeben.

Beispiel 3 ■

50 Teile Polyäthylen (Schmelzindex: 0,2, Dichte: 0,919) werden mit 50 Teilen EVAFLEX 560 (Handelsname eines von der Mitsui Polychemical Ca., Ltd. hergestellten und vertriebenen Ithylen-Vinylac'etat-Mischpolymeren), 30 Teilen verschäumbarem Polystyrol» das, bezogen auf das Gesamtgewicht des verschäumbaren Polystyrols, 2 % Pentan enthält, 0,70 Teilen Azobisformamid als chemisches Treibmittel, Öj4 Teilen Zinkstearat, 1,0 Teilen Kalziumstearat und 2,0 Teilen Talk analog Beispiel 1 gemischt und zu einem' geschäumten, 0,29 mm starken uftd 350 mm breiten Kunststoff-Film verarbeitet.

Der auf diese Weise hergestellte Polyolefinschaum stoff-Film ist gleichmäßig geschäumt undwsist' eine Zellen ■größe von 0,05 mm oder weniger und eine Sichte von Q₄J?? S pro cur auf. Die Weißheit dieses'Filas^: ist.

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hoch. Der Film fühlt sich geschmeidig "bzw. angenehm, wenn auch etwas härter, wie Papier an. Er besitzt weiterhin eine hervorragende Luftdurchlässigkeit und eignet sich ebenso gut wie Filterpapier zur« Filtrieren einer .wäßrigen trüben Dispersion.

Die Luftdurchlässigkeitseigenschaften dieses Films sind aus der Fig. 7 'au ersehen, in der sie mit denjenigen herkömmlicher Filter verglichen werden.

Beispiel M-

80 Teile Polyäthylen (Schmelzindex: 0,3, Dichte: 0,919) und 20 Teile des in Beispiel 3 verwendeten Xthylen-Vinylacetat-Mischpolymeren werden mit 8 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten verschäumbaren Polystyrols, 0,70 Teilen CELLMEO S (Handelsname für von der Sankyo Kasei Co., Ltd, hergestelltem und vertriebenem ^-,A-'-Hydroxy-bisbenzolsulfonylhydrazid) als chemisches Treibmittel, 0,5 Teilen Zinkstearat, 1,0 Teilen Kalziumstearat und 0,5 Teilen "Talk, analog Beispiel 1 gemischt und zu einer geschäumten Plastikfolie verarbeitet.

Die auf diese Weise erhältene^Tlastikschaumstofffolie ist gleichmäßig geschäumt und weist eine Zellengröße von 0,12 mm sowie eine Dichte von 0,61 g/cnr auf. Der Weißheitsgrad dieser Folie ist hoch. Die Folie ist weich Und fühlt sich geschmeidig an, Sie besitzt weiterhin eine ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit und eignet sich gut als Filter zum Filtrieren wäßriger trüber Dispersionen.

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Beispiel 5 '

Beispiel 1 wird unter Verwendung eines Gemisches aus 100 Teilen Polyäthylen (Schmelzindex: 0,5, Dichte: 0,917 g/cnr),5 Teilen verschäumbarem Polymethylmethacrylat (DELPET 70H, Handelsname eines von der ASAHl KASEl KOGYO KABUSHIKI.KAISHA hergestellten und vertriebenen Polymethyl methacrylate, das, bezogen auf das Gesamtgewicht des verschäumbaren Polymethylmethacrylats, 5 % Pentan enthält), 0,75 Teilen Azobisformamid als chemisches Treibmittel, 0,5 Teilen Zinkstearat, 1,0 Teilen Kalziumstearat und 0,5 Teilen Talk wiederholt. Die dabei erhaltene Plastikschaumstoff-Folie ist einheitlich bzxir. gleichmäßig geschäumt und besitzt eine Zellengröße von 0,15 mm sowie eine Dichte von 0,68 g/cnr. Sie besitzt Zellen bzw. Poren, die gewundene bzw. mäanderartig verlaufende Durchlässe bilden. Der Weißheitsgrad dieser Folie ist hoch und die Folie ist gasdurchlässig.

Beispiel 6

Beispiel 1 wird unter Verwendung eines Gemisches aus Teilen Polyäthylen (Schmelzindex: o,3> Dichte: 0,917)? --20 ^Teilen des in Beispiel -J- verwendeten Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeren, 6 Teilen STYEOlJ 666 (Handelsname für' ein von der ASAKL DOW, Ltd. hergestelltes und vertriebenes Polystyrol), 0,7 Teilen Azobisformamid, 0,50 Teilen Zinptearat, 1,5 Teilen Kalziumstearat und 0,5 Teilen Talk wiederholt.

Die dabei erhaltene Kunststoff-Folie besitzt eine Zellengröße von 0,1 mm oder weniger und eine Dichte von 0,5 g/cm . Der Weißheitsgrad dieser Folie ist hoch und

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die Folie fühlt sich geschmeidig an, Diese Poli-e weist auch eine ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit auf und ergibt eine höhere Filtrationsgeschwindigkeit als die Folie von Beispiel 3, wobei Jedoch eine geringfügige Trübung des Filtrats festzustellen ist.

Vergleichsversuch 1

Analog Beispiel 1 wird aus einem Gemisch aus 100 Teilen Polyäthylen mit niederer Dichte (Dichte: 0,917, Schmelzindex: 0,3) 0,75 Teilen Azobisformamid als zersetzbares Treibmittel, 0,5 Teiler! Kalziumstearat als Ililfstreibmittel und 0,5 Teilen T_alk als Keimbildungsmittel eine Schaumstoff-Folie hergestellt.

Die auf diese Weise erhaltene, nicht erfindungsgemäße Schaumstoff-Folie besitzt eine Zellengröße von 0,10 mm und eine Dichte von 0,59 g/cm , Sie weist eine glatte und schimmernde Oberfläche, eine einheitliche Schaumporenbzw. Zellenverteilen und eine einheitliche Zellengröße auf, und sieht gut aus. Jedoch ist keine meßbare Luftdurchlässigkeit festzustellen und in den Wänden der Zellen sind keine feinen öffnungen feststellbar.

Vergleichsversuch 2

Analog Beispiel 1 wird unter Verwendung eines Gemisches aus 100 Teilen eines verschäumbaren Polyäthylens (Polyäthylen von Vergleichsversuch 1_v dem, bezogen auf das Gewicht des Polyäthylens, etv/a 7 % Pentan einverleibt v/erden bzw. sind) 0,5 Teilen Zinkstearat und 1,0 Teilen Talk eine Schaumstoff-Folie hergestellt.

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Die auf diese Weise erhaltene Folie ist nicht einheitlich bzw. gleichmäßig geschäumt und weist cine ZeI-lengröße von 0,8 bis 2,0 min sowie eine Dichte von 0,67 g/cirr auf. Die Folie ist opnck und sieht aufgrund ihrer unebenen bzw. ungleichmäßigen Oberfläche nicht (vut aus. Diese Folie läßt keine Luft durch. In den Wänden der Zellen dieser Folie sind keine Öffnungen festzustellen.

Vergleichsversuch 3

Beispiel 1 wird unter Verwendung eines Gemische aus 100 Teilen des verschäumbaren Polyäthylens von Vergleichsversuch 2, 0,30 Teilen Azobisformamid als zersetzbares Treibmittel, 0,5 Teilen Zinkstearat und 0,50 Teilen Talk wiederholt.

Die auf diese V/eise erhaltene Folie besitzt eine Zellengröße von 0,2 bis 0,4 mm und eine Dichte von 0,48 q/c\u^j. Sie hat eine schimmernde,jedoch unebene Oberfläche und ist bezüglich der Zellengröße nicht einheitlich. Diese Folie läßt keine Luft durch. In den Zellwänden der Folie sind keine öffnungen festzustellen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Polyolefinschaunstoffe eine ausgezeichnete Flüssigkeitsdurchlässigkeit, eine ebene bzw. glatte Oberfläche, fühlen sich geschmeidig an und weisen weitere vorteilhafte Eigenschaften, wie leichte Verarbeitbarkeit durch Heißsiegeln selbst bei großer Länge und Breite, und Stabilität, die ihnen durch das darin enthaltene Polyolefin verliehen wird, auf, und sind daher vielseitig in der Landwirtschaft und in der

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Industrie sowie zum Verpacken, als synthetisches Papier

k..

usw. verwendbar.

Weiterhin wurden "zuia Vergleich erfindungsgem-äße PIastikschaumKtoi'fe. und die PlastikschauiiifjtoXr-Jolie von Vergleichsversuch J unter, Verv/endung einer ölloslichen Druckfarbe -mit Ifotogravurklischees mit Aufschriften, Fotografien oder Mustern bedruckt und die Haftfestigkeit des Drucks dann mit Hilfe eines IuLehbandqs untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß der Druck von der Plastikschauuistoff-folie von Vergleichsversuch 3 leicht durch den Test abgelöst wurde, wobei die blanke Folie im ursprünglichen Zustand wieder zurückblieb, in deren Zellen keine Drucktarbenspuren festzustellen waren. Im Gegensatz hierzu blieb der erfindungsgemäße Plastikscha.umstoff selbst nachdem er in üblicher Weise gewaschen worden war, bedruckt.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentanspruch ο

ilüssigkeitsdurchlässige Polyolefinschnumstoffe mit wenigstens teilweise offenzelliger Struktur, enthaltend, mindestens ein Olefinhomo- und/oder -Mischpolymeres (Polyolefin) und mindestens ein anderes, mit dem bzw. den Polyolefin(en),vorzugsweise nicht mischbares, Polymer.

2. Polyolefinschaumstoffe nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß sie als Polyolefin(e) mindestens ein Polyäthylen mit hoher oder niederer Dichte, mindestens ein Äthylen-Vinyl-Acetat-IlischpoIymeres, mindestens ein Äthylen-Buten-Mischpolymeres, mindestens ein Polypropylen und/oder mindestens ein Propylen-Äthylen-Mischpolymeres enthalten.

3. Polyolefinschaumstoffe nach Anspruch 2 oder 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie als anderes Polymer mindestens ein Polystyrol, Polymethylmethacrylat und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolyiner enthalten.

4. Verfahren zur Herstellung flüssigkeitsdurchlässiger Polyolefinschaumstoffe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man mindestens ein Polyolefin (Komponente A) mit mindestens einem anderen Polymeren (Komponente B) mischt, wobei mindestens eine der Komponenten A und B mindestens ein thermisch zersetzbares Treibmittel enthält und/oder mindestens ein derartiges Treibmittel dem Gemisch einverleibt wird, und das dabei erhaltene verschäumbare

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Polymergemisch durch Extrudieren ausformt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine der Komponenten A und B zusätzlich ein flüchtiges Treibmittel enthält und/oder dem Polymergemisch mindestens ein

; flüchtiges Treibmittel einverleibt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5_? dadurch g e kennz ei ohne t , daß, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches 1 bis 30 Gew.-% Komponente B verwendet werden.

7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als flüchtiges Lösungsmittel ein aliphatischer, gegebenenfalls halogensub-' stituierter Kohlenwasserstoff mit 2 bis 6 C-Atomen, und/oder mindestens ein von solchen aliphatischen Kohlenwasserstoffen abgeleitetes Keton, ein von diesen aliphatischen Kohlenwasserstoffen abgeleiteter Alkohol und/oder Ester verwendet wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß als thermisch· zersetzbares Treibmittel eine Azoverbindung, ί ■ Sulfohydrazidverbindung und/oder Nitrosoverbindung

• verwendet wird, die sich bei der angewandten Extrudiertemperatur unter Gasentwicklung zersetzt.

• 9· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, : dadurch g ekenn ζ e ichne t , daß, bezogen

j auf das Gesamtgewicht des Polymergemischs 0,1 bis ί Gew.-% thermisch zersetzbares Treibmittel verwendet werden.

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10. Kunstleder, dadurch gekennzeichnet , daß es ganz oder teilweise aus einem flüssi(;keir.sdurchlässigen Polyolefinschaumstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.

11. Synthetisches !Filtertuch, dadurch g e k e η η ζ ei c, hnet, daß es ganz oder teilweise aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Polyolefinschaumstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.

12. Scheider für Sammlerbatterien, dadurch g e k e η nzeich.net , daß er ganz oder teilweise aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Polyolefinschaumstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.

13· Synthetisches Papier, dadurch gekennzeichnet, daß es ganz oder teilweise aus einem flüssigkeitsdurchlässigen Polyolefinschaumstoff nach mindestem einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.

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Lee rs e i te

Li.