DE2061121A1 - Fluessigkeitsdurchlaessige Polyolefinschaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Fluessigkeitsdurchlaessige Polyolefinschaumstoffe und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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- DE2061121A1 DE2061121A1 DE19702061121 DE2061121A DE2061121A1 DE 2061121 A1 DE2061121 A1 DE 2061121A1 DE 19702061121 DE19702061121 DE 19702061121 DE 2061121 A DE2061121 A DE 2061121A DE 2061121 A1 DE2061121 A1 DE 2061121A1
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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
- 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 elektrol3rtische 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.
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
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
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
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
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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BAD ORiGINAt
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.
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. ·
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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- 18 - " 20G1121
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.
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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- 20 - 20G1
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 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 Talk 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.
Analog Beispiel 1 wird unter Verwendung eines Gemisches aus 100 Teilen eines verschäumbaren Polyäthylens (Polyäthylen
von Vergleichsversuch 1v 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.
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\uj.
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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BADORIQfNAt
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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BAD
Claims (1)
- 20G1121Patentanspruch οilüssigkeitsdurchlässige 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 verschäumbare109825/2121BAD OWd(NALPolymergemisch 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, bezogenj auf das Gesamtgewicht des Polymergemischs 0,1 bis ί Gew.-% thermisch zersetzbares Treibmittel verwendet werden.109825/2121BAD Oi10. 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.109825/2121Lee rs e i teLi.
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