DE10106341B4 - Plastic foam sheets of large thickness - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von HFCKW-frei getriebenen, extrudierten Kunststoffschaumplatten mit einer Mindestdicke von 70 mm, insbesondere von Polystyrolschaumplatten, wobei mindestens zwei Ausgangsplatten zu einer dicken Platte miteinander verbunden werden, wobei vor dem Verbinden an allen Verbindungsflächen in einem ersten Schritt die Extrusionshaut an den Ausgangsplatten entfernt wird, so dass auch in folgenden Verbindungsschritten nur extrusionshautlose Plattenflächen miteinander verbunden werden und dass an der Verbindungsfläche dadurch eine ausreichende Diffusionsoffenheit erzeugt wird, dass für die Verbindung bei ganzflächiger Verbindung ein diffusionsoffener Kleber verwendet wird, wobei wahlweise zusätzlich eine mechanische Verbindung mittels Verbindungselementen erfolgt.A process for the production of HCFC-free extruded plastic foam boards with a minimum thickness of 70 mm, in particular of polystyrene foam boards, wherein at least two starting plates are joined together to form a thick plate, wherein prior to bonding to all connecting surfaces in a first step, the extrusion skin on the starting plates is removed, so that in the following connecting steps only extrusion skin-less plate surfaces are connected to each other and that on the connection surface thereby a sufficient diffusion is generated, that for the connection with all-over connection a diffusion-open adhesive is used, wherein optionally additionally a mechanical connection by means of fasteners.
Description
Die Erfindung betrifft eine extrudierte Kunststoffschaumplatte großer Dicke. Neue Energiesparverordnungen verlangen vom Bauherrn immer bessere Wärmedämmungen. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit der nicht erneuerbaren Energieträger (Kohle, Gas, Erdöl) sind alle Verbraucher angewiesen, Energie zu sparen. Dies kann im starken Maße durch eine bessere Hausisolierung geschehen. Vor dem Hintergrund sind in der Vergangenheit Kunststoffschaumplatten mit einer Dicke von mehr als 100 mm, sogar mit einer Dicke von 200 mm und mehr entstanden. Das ist mit den HFCKW-haltigen Treibmitteln für Extruderschaumplatten ohne weiteres möglich. Die HFCKW-haltigen Treibmittel werden jedoch wegen ihrer schädigenden Wirkung auf die Ozonschicht durch alternative Treibmittel ersetzt. Mit dem Einsatz von alternativen Treibmitteln haben sich bei der Herstellung dieser Kunststoffschaumplatten erhebliche Schwierigkeiten ergeben. Ab einer Dicke von 60/70 mm nehmen diese Schwierigkeiten stark zu. Außerdem verschlechtern sich die Isoliereigenschaften mit dem Einsatz der meisten alternativen Treibmittel beim Extrudieren von Dämmplatten (XPS). Die Isoliereigenschaft des XPS hängt sehr stark von der Zellstruktur des Schaums ab. Diese wird auch bestimmt durch das Verhältnis von Dämmstoffdicke zu Düsenspalt. Zugleich muß durch Verengung des Düsenspaltes ein notwendiger Schmelzedruck vor dem Düsenspalt aufgebaut werden. Das zwingt zur Einhaltung bestimmter Düsenspaltgrenzen. Das heißt, der Düsenspalt kann nicht beliebig weit geöffnet werden, da mit seiner Hilfe der Druck in der Düse erzeugt wird, durch den gewährleistet wird, dass das Treibmittel nicht bereits in der Düse zum Aufschäumen der Schmelze führt. Bei größer werdender Plattendicke ergibt sich dadurch eine Vergrößerung des Verhältnisses von Dämmstoffdicke zu Düsenspalt. Je größer dieses Verhältnis wird, um so schlechter wird die Zellstruktur und umso schwieriger ist die Herstellung eines Schaumes mit guten Isoliereigenschaften.The invention relates to an extruded plastic foam sheet of large thickness. New energy-saving regulations demand from the client always better thermal insulation. Due to the limited availability of non-renewable energy sources (coal, gas, oil) all consumers are required to save energy. This can be done to a great extent by better house insulation. Against the background, in the past, plastic foam boards having a thickness of more than 100 mm, even with a thickness of 200 mm and more have been produced. This is readily possible with the HCFC-containing blowing agents for extruder foam boards. However, the propellants containing HCFC are being replaced by alternative propellants because of their damaging effect on the ozone layer. With the use of alternative blowing agents, considerable difficulties have arisen in the production of these plastic foam sheets. From a thickness of 60/70 mm, these difficulties increase greatly. In addition, the insulating properties deteriorate with the use of most alternative blowing agents when extruding insulation boards (XPS). The insulating property of XPS depends very much on the cell structure of the foam. This is also determined by the ratio of insulation thickness to nozzle gap. At the same time, a necessary melt pressure must be built up in front of the nozzle gap by narrowing the nozzle gap. This forces compliance with certain nozzle gap limits. That is, the nozzle gap can not be opened arbitrarily wide, since with its help, the pressure is generated in the nozzle, which is ensured by the fact that the blowing agent does not already in the nozzle for foaming the melt. With increasing plate thickness, this results in an increase in the ratio of insulation thickness to nozzle gap. The larger this ratio becomes, the worse the cell structure becomes, and the more difficult it is to produce a foam having good insulating properties.
In der Vergangenheit ist mit der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, XPS-Platten ausreichender Produktqualität herzustellen. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei wendet sich die Erfindung der nicht aufgenommenen Technik der Doppelung zu. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die bisherigen Negativ-Erfahrungen durch die Sperrschicht zwischen den miteinander verbundenen Platten begründet sind.It is an object of the present invention to produce XPS panels of sufficient product quality. The object is achieved by the features of
Zwar ist die mehrschichtige Verbindung von Schaum aus der
Aus der
Von Vorteil sind bei der erfindungsgemäßen Herstellung völlig plane Berührungsflächen der zu verbindenden Platten. Dazu erfolgt entweder eine Bearbeitung der Ausgangsplatten
- d) an den Berührungsflächen und den gegenüberliegenden Flächen oder
- e) einseitig an den Berührungsflächen und durch zusätzliche Maßnahmen, welche die sich ergebende Plattenkrümmung verhindern oder kompensieren.
- d) at the contact surfaces and the opposite surfaces or
- e) one-sided to the contact surfaces and by additional measures which prevent or compensate for the resulting plate curvature.
Nach der Erfindung werden bessere XPS-Platten mit den Merkmalen des Hauptanspruches und in vorteilhaften Ausführungen mit den Merkmalen der Unteransprüche erreicht. Dabei ist wesentlich, dass
- a) extrudierte Ausgangsplatten verwendet werden, die spätestens unmittelbar vor der Verbindung an der Berührungsfläche durch Bearbeitung von der Extrusionshaut befreit werden und
- b) eine Klebung mit einem diffusionsoffenen Kleber erfolgt.
- a) extruded starting plates are used, which are released from the extrusion skin at the latest immediately before the connection at the contact surface and
- b) bonding with a diffusion-open adhesive takes place.
Das Herstellen einer planen Oberflläche vor dem Verbinden der Platten verhindert, dass an der Verbindungsstelle Hohlräume oder Kanäle entstehen, in die Wasser eindringen kann. Das Wasser würde die Isoliereigenschaften des Dämmstoffes herabsetzen. Wenn eine gleichmäßige Bearbeitung an beiden gegenüberliegenden Flächen der Ausgangsplatten erfolgt, wird eine Plattenkrümmung verhindert. Die Plattenkrümmung kann bei nur einseitiger Bearbeitung der Ausgangsplatten auch durch Wärmebehandlung der nicht bearbeiteten, gegenüberliegenden Fläche ausgeglichen werden. Denkbar ist auch eine Verbindung der Ausgangsplatten mit ausreichendem Druck, der eine Krümmung aufhebt. Nach der Verbindung halten sich die einseitig bearbeiteten Ausgangsplatten insbesondere bei gleicher Dicke gegenseitig in der gewünschten ebenen Form.Producing a flat surface before joining the plates prevents on the Junction cavities or channels arise, can penetrate into the water. The water would minimize the insulating properties of the insulating material. When uniform machining is performed on both opposite surfaces of the output plates, plate curvature is prevented. The plate curvature can also be compensated by heat treatment of the unprocessed, opposing surface with only one-sided processing of the output plates. It is also conceivable to connect the output plates with sufficient pressure, which eliminates a curvature. After connection, the one-sided processed starting plates keep each other in the desired planar shape, in particular at the same thickness.
Eine Plattenkrümmung läßt sich auch verhindern, indem zwei extrudierte Schaumstränge einseitig an den Berührungsflächen im erfindungsgemäßen Sinne oberflächenbearbeitet werden und anschließend, vorzugsweise sofort miteinander verbunden werden. Aufgrund ihrer Länge legen sich die Schaumstränge leicht aneinander an und kann ein ebener Verlauf der Stränge gewahrt werden. Nach ihrer erfindungsgemäßen Verbindung werden die Schaumstränge zu den gewünschten Platten abgelängt.A plate curvature can also be prevented by two extruded foam strands are surface-treated on one side on the contact surfaces in the sense of the invention and then, preferably immediately connected to each other. Due to their length, the foam strands are easily attached to each other and a smooth course of the strands can be maintained. After their inventive compound, the foam strands are cut to the desired plates.
Durch die Oberflächen-Bearbeitung werden je nach Qualität der Ausgangsplatten 1 bis 10 mm der Plattendicke entfernt.Depending on the quality of the output plates, the surface finish removes 1 to 10 mm of the plate thickness.
Als Bearbeitung eignet sich zum Beispiel ein Schneiden durch Fräsen, Hobeln, Schneiden oder Sägen.For example, cutting can be done by milling, planing, cutting or sawing.
Der diffusionsoffene Kleber soll die Diffusionsfähigkeit der Platte nicht mehr als um 50% herabsetzen, vorzugsweise nicht mehr als 20% verändert. Noch weiter bevorzugt wird ein Kleber verwendet, der die Diffusionsfähigkeit der Platte gar nicht beeinträchtigt. Die Diffusionsfähigkeit der Platten läßt sich leicht messen. Danach kann der Kleber aus den am Markt verfügbaren Klebern ausgewählt werden.The diffusion-open adhesive should reduce the diffusibility of the plate no more than 50%, preferably not more than 20%. Even more preferably, an adhesive is used that does not affect the diffusibility of the plate at all. The diffusibility of the plates is easy to measure. Then the adhesive can be selected from the adhesives available on the market.
Bei teilflächiger Verbindung der Ausgangsplatten ist die Diffusionsfähigkeit des Verbindungsmaterials nicht ausschlaggebend. Es kann mit nicht diffusionsfähigem Kleber gearbeitet werden. Es kann auch stellenweise geschweißt werden. Die einzelnen Verbindungsstellen sollen möglichst gleichmäßig über der Gesamtfläche verteilt sein und klein sein, so dass die ausdiffundierenden bzw. durchdiffundierenden Gase möglichst geringe Wege vorbei an den nicht diffusionsfähigen Verbindungsstellen zurücklegen müssen. In dem Sinne sollen die Verbindungsstellen bei punktweiser oder fleckenweiser Ausbildung einzeln eine Ausdehnung besitzen, die vorzugsweise nicht größer als 25 Quadratzentimeter, vorzugsweise nicht größer als 2,5 Quadratzentimeter und noch weiter bevorzugt nicht größer als 0,25 Quadratzentimeter besitzen. Bei streifenförmigen Verbindungsstellen werden die Streifen so gestaltet, dass sie in Ihrer Fläche und Ihrem Abstand die gleichen Verhältnisse wie die punktweisen bzw. fleckenweisen Verbindungsstellen wiedergeben.In partial connection of the starting plates, the diffusibility of the connecting material is not decisive. It can be worked with non-diffusible adhesive. It can also be welded in places. The individual connection points should be distributed as evenly as possible over the entire surface and be small, so that the out-diffusing or Durchiffundierenden gases must traverse the smallest possible paths past the non-diffusive connection points. In the sense, the junctions should, when punctiform or patchy, individually have an extension that is preferably no greater than 25 square centimeters, preferably no greater than 2.5 square centimeters and even more preferably no greater than 0.25 square centimeters. In the case of strip-shaped joints, the stripes are designed in such a way that they reproduce the same conditions in terms of area and spacing as the pointwise or patchwise joints.
Von der gesamten Berührungsfläche zwischen den zu verbindenden Ausgangsplatten soll höchstens 80%, vorzugsweise höchstens 50% und noch weiter bevorzugt höchstens 20% durch Schweißflächen oder Klebeflächen verschlossen sein.Of the total contact surface between the output plates to be joined, at most 80%, preferably at most 50% and even more preferably at most 20% should be closed by welding surfaces or adhesive surfaces.
Wahlweise können auch nicht oder schlecht diffusionsfähige Reaktionskleber bzw. Hot-Melt-Kleber, die sofort haften, und hoch diffusionsfähige Kleber kombiniert werden, die erst mit der Zeit eine Klebekraft entwickeln. Die Kombination erfolgt dann vorzugsweise durch Auftrag der verschiedenen Kleber an unterschiedlichen Klebeflächen. Mit der Kombination kann eine sehr schnelle Verbindung der Ausgangsplatten erreicht werden. Eine schnelle Verbindung ist von Vorteil, wenn z. B. zwei Ausgangsplatten parallel zueinander und übereinander extrudiert werden, um sie nach einseitiger Oberflächenbearbeitung als Endlos-Stränge miteinander zu verbinden.Optionally, even non-diffusible or poorly diffusible reaction adhesives or hot-melt adhesives that adhere immediately, and highly diffusible adhesives can be combined that only develop an adhesive power over time. The combination is then preferably carried out by applying the various adhesives to different adhesive surfaces. With the combination, a very fast connection of the output plates can be achieved. A fast connection is advantageous if z. B. two output plates are extruded parallel to each other and one above the other, to connect them to each other after one-sided surface processing as endless strands.
Zum Auftragen von Kleber eignen sich Klebewalzen oder Düsen, aus denen der Kleber gesprüht wird. Mit den Walzen läßt sich jede gewünschte Verteilung (sowohl hinsichtlich der flächenmäßigen Ausdehnung als auch hinsichtlich der Dicke des Auftrages) des Klebers auf die Berührungsflächen herbeiführen. Der Kleberauftrag kann dabei wie ein Farbauftrag gehandhabt werden. In dem Sinne sind anstelle der Walzen auch Auftragsplatten nach dem Vorbild von Druckplatten geeignet. Düsen sind als Klebewerkzeug besonders für Hot-Meltkleber geeignet. In der beheizten Düse ist der Kleber bei entsprechender Erwärmung so dünnflüssig, dass er als Flüssigkeit aufgesprüht werden kann. Der Kleber kann dabei in der Form von Tröpfchen oder als Strahl gesprüht werden. Zur Erreichung eines teilflächigen Kleberauftrages können die Kleberstrahlen in Abständen voneinander und die Tröpfchen in entsprechender Streuung aufgetragen werden. Für den Auftrag eines diffusionsoffenen Klebers ist gleichfalls ein tropfenförmiger oder streifenförmiger Auftrag geeignet. Es kann auch ein Aufstrich mittels Quast oder dergleichen erfolgen.To apply adhesive, adhesive rollers or nozzles from which the adhesive is sprayed are suitable. With the rollers can be any desired distribution (both in terms of areal extent as well as with respect to the thickness of the order) of the adhesive on the contact surfaces cause. The adhesive application can be handled like a paint job. In the sense, instead of the rollers and order plates are suitable for the model of printing plates. Nozzles are suitable as a glue tool especially for hot-melt adhesive. When heated, the adhesive in the heated nozzle is so thin that it can be sprayed on as a liquid. The adhesive can be sprayed in the form of droplets or as a jet. To achieve a partial adhesive application, the adhesive jets can be applied at intervals from each other and the droplets in a corresponding scattering. For the application of a diffusion-open adhesive, a drop-shaped or strip-like application is also suitable. It can also be a spread by means of tassel or the like.
Alternativ oder zusätzlich ist eine weitere Methode zur Bewirkung ausreichender Wasserdampfdiffusion vorgesehen. Diese Variante setzt auf eine mechanische Verbindung der Platten. Die aneinanderliegenden bzw. sich berührenden Platten werden durch mechanische Verbindung aneinander gehalten. Die Verbindung kann durch den oben beschriebenen teilweisen Kleberauftrag und/oder durch diffusionsoffenen Kleber an den Berührungsfllächen unterstützt werden. Wahlweise kann auch eine mechanische Verbindung ohne Kleber an den Berührungsflächen bewirkt werden. In der zuletzt beschriebenen Situation kann die Diffusion nicht durch Kleber behindert werden.Alternatively or additionally, a further method for effecting sufficient water vapor diffusion is provided. This variant relies on a mechanical connection of the plates. The juxtaposed or contacting plates are held together by mechanical connection. The compound can by the partial adhesive application described above and / or by diffusion-open adhesive can be supported on the contact surfaces. Optionally, a mechanical connection without adhesive on the contact surfaces can be effected. In the situation last described, the diffusion can not be hindered by adhesive.
Die mechanische Verbindung wird durch Verbindungselemente bewirkt, die an den Plattenseiten in die Platten greifen und/oder die Platten umgreifen. Diese Verbindung kann punktförmig und/oder linienförmig und/oder flächenweise erfolgen. Die Befestigungsmöglichen mit Verbindungselementen können den Verbindungsmöglichkeiten mit dem Kleber nachgebildet werden und umgekehrt.The mechanical connection is effected by connecting elements which engage in the plates on the sides of the plates and / or engage around the plates. This connection can be point-shaped and / or linear and / or surface-wise. The fastening possible with connecting elements can be modeled on the connection possibilities with the adhesive and vice versa.
Die Befestigungspunkte haben eine der flächigen Ausdehnung der Befestigungselemente entsprechende Ausdehnung. Die Bezeichnung als Punkte entspricht der Fachsprache, obwohl es sich um Flächen handelt. Vorzugsweise sind die Befestigungspunkte gleichmäßig über der Berührungsfläche verteilt. Wahlweise verteilen sich die Befestigungspunkte auch entsprechend der Verteilung der Zugkräfte in den Platten. Die erwarteten Zugkräfte resultieren aus der Belastung der Platten und/oder aus den belastungsunabhängigen Plattenverformungen.The fastening points have a dimension corresponding to the areal extent of the fastening elements. The designation as points corresponds to the technical language, although it concerns surfaces. Preferably, the attachment points are evenly distributed over the interface. Optionally, the attachment points also distribute according to the distribution of tensile forces in the plates. The expected tensile forces result from the loading of the plates and / or from the load-independent plate deformations.
Die Befestigungslinien haben eine der flächigen Ausdehnung der Befestigungselemente entsprechende Ausdehnung. Die Bezeichnung als Linien entspricht der Fachsprache, obwohl es sich um Flächen handelt. Die linienförmige Befestigung kann geradlinig und/oder gekrümmt verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die Befestigungslinien geradlinig und quer über die gesamte Berührungsfläche. Die Befestigungslinien können entsprechend den oben beschriebenen Befestigungspunkte verteilt sein. Für die Verteilung der Befestigungslinien gilt das gleiche wie für die Verteilung der Befestigungspunkte.The fastening lines have a dimension corresponding to the areal extent of the fastening elements. The designation as lines corresponds to the technical language, although it concerns surfaces. The linear attachment may be rectilinear and / or curved. Preferably, the attachment lines are straight and across the entire contact surface. The attachment lines may be distributed according to the attachment points described above. The same applies to the distribution of the fastening lines as for the distribution of the fastening points.
Wahlweise haben die Verbindungselemente die Form von Ankern. Dabei finden sich an den Verbindungselementen verdickte Stellen, die den Verbindungselementen die notwendige Ausreißfestigkeit im Schaum geben. Die Ausreißfestigkeit kann auch auf andere Weise als durch Verdickung erzielt werden. Z. B. besitzen verschiedene gegensätzlich geneigte Verbindungselemente aufgrund ihrer gegensätzlichen Neigung bereits eine vorteilhafte Ausreißfestigkeit. Vorzugsweise finden lang gestreckte, auf ihrer Länge unprofilierte Verbindungselemente für die Verbindungsvariante mit gegensätzlicher Neigung Anwendung. Dabei können die Verbindungselemente aus durch Ablängen einfacher Profilstränge oder durch Ausschneiden aus Platten gewonnen werden. Wahlweise werden die Verbindungselemente außerdem in den Platten verklebt. Das erhöht die Ausreißfestigkeit. Für die Verbindungselemente werden Ausnehmungen in die Platten eingearbeitet. Die Ausnehmungen werden den Verbindungselemente angepaßt oder umgekehrt. Günstig ist die Verwendung von Fräsern für die Herstellung von Ausnehmungen. Geeignet sind sowohl Scheibenfräser als auch Fingerfräser und Stirnfräser.Optionally, the fasteners have the form of anchors. Therein are found on the connecting elements thickened areas that give the fasteners the necessary tear resistance in the foam. The pull-out strength can also be achieved in other ways than by thickening. For example, various oppositely inclined fasteners already have an advantageous pull-out strength due to their opposing inclination. Preferably find elongated, unprofiled on their length connecting elements for the connection variant with opposite slope application. The connecting elements can be obtained by cutting to length simple profile strands or by cutting out of plates. Alternatively, the fasteners are also glued in the plates. This increases the pull-out strength. For the fasteners recesses are incorporated into the plates. The recesses are adapted to the connecting elements or vice versa. Conveniently, the use of milling cutters for the production of recesses. Disc milling cutters as well as end mills and face milling cutters are suitable.
Mit Fräsern kann seitlich in kürzester Zeit eine Ausnehmung hergestellt werden. Die Fräserbewegung kann CNC-gesteuert oder mittels Schablonen gesteuert sein. Einfache Bewegungen lassen sich auch mit Endschaltern steuern.With cutters can laterally in the shortest time a recess can be made. The milling movement can be CNC controlled or controlled by templates. Simple movements can also be controlled with limit switches.
Mit dem Fräser lassen sich auch flache Ausnehmungen für Verbindungselemente in den Schaum einarbeiten, in welche die Verbindungselemente seitlich eingelegt werden. Hier kann die Form der Verbindungselemente und der Ausnehmungen noch weiter variieren. Wahlweise werden sogar seitliche Formen mit seitlichen Kurven und/oder Geraden mit solchen Formen zur Plattenmitte hin an den Verbindungselementen kombiniert.With the cutter can also be incorporated shallow recesses for fasteners in the foam, in which the fasteners are inserted laterally. Here, the shape of the connecting elements and the recesses may vary even further. Optionally, even lateral shapes with lateral curves and / or straight lines with such shapes are combined towards the center of the plate at the connecting elements.
Die verschiedenen Fräser haben in Bezug auf die Platte unterschiedliche Arbeitshaltungen, zum Teil aber auch charakterische Arbeitshaltungen. Der Fingerfräser kann unterschiedlich stehen. Der Scheibenfräser verläuft mit seiner Arbeitsebene/Richtung entsprechend den Ausnehmungen regelmäßig quer zur Plattenlängsrichtung und geneigt zur Plattenebene, gegebenenfalls auch geneigt zur Plattenlängsrichtung. Der Stirnfräser steht mit seiner Arbeitsrichtung wie der Scheibenfräser.The different cutters have different working postures with respect to the plate, but in some cases also characteristic working postures. The end mill can stand different. The side milling cutter runs with its working plane / direction corresponding to the recesses regularly transversely to the longitudinal direction of the plate and inclined to the plane of the plate, possibly also inclined to the plate longitudinal direction. The end mill stands with its working direction like the side milling cutter.
Neben der spanabhebenden Bearbeitung durch Fräser besteht die Möglichkeit Nuten, Ausnehmungen usw. durch CNC gesteuerte Glühdratschneidetechnik herzustellen.In addition to the machining by milling cutters, it is also possible to produce grooves, recesses, etc. by means of CNC-controlled glow-wire cutting technology.
Wahlweise werden die Ausgangsplatten einzeln (vor Aufeinanderlegen) bearbeitet oder werden die Kunststoffschaumplatten mit aufeinander gelegten Ausgangsplatten bearbeitet.Optionally, the output plates are processed individually (before stacking) or the plastic foam plates are processed with superimposed output plates.
Für die Verbindungselemente ist vorzugsweise der gleiche Kunststoff wie für die Ausgangsplatten vorgesehen, bei XPS-Platten also XPS. Durch unterschiedliche Extrusion können unterschiedliche Raumgewichte anfallen. Vorzugsweise soll das Raumgewicht der Verbindungselemente und der Platten nicht mehr als 20 kg pro Kubikmeter, besser nicht mehr als 5 kg pro Kubikmeter voneinander abweichen.For the connecting elements is preferably the same plastic as provided for the output plates, in XPS plates so XPS. Different extrusion can result in different volume weights. Preferably, the density of the fasteners and plates should not differ more than 20 kg per cubic meter, more preferably not more than 5 kg per cubic meter.
Die Verbindungselemente werden wahlweise nach seitlicher Bearbeitung der Platten eingesetzt. Dann ist eine ausreichende Maßhaltigkeit vorgesehen. Wahlweise werden die Verbindungselemente nach der Bearbeitung eingesetzt. Dann ist ein Übermaß der Verbindungselemente vorgesehen, so dass die Verbindungselemente von der seitlichen Bearbeitung erfaßt werden.The fasteners are optionally used after lateral processing of the plates. Then a sufficient dimensional stability is provided. Optionally, the fasteners are inserted after machining. Then, an excess of the connecting elements is provided, so that the connecting elements are detected by the lateral processing.
Die Verbindung ist oben an zwei Ausgangsplatten beschrieben. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aber auch 3 und mehr Platten miteinander verbinden. The connection is described above on two output panels. However, according to the method of the invention, 3 and more plates can also be connected to one another.
Das erfindungsgemäße Verbinden hat überraschender Weise noch weitere Vorteile, denn es reduziert sich die Anzahl der zu extrudierenden Dickenformate. Z. B. lassen sich aus 60iger Platten (die Zahl bezeichnet im folgenden die Dicke in mm) eine 120iger Platte oder eine 180iger Platte oder eine 240iger Platte herstellen; aus einer 50iger Platte eine 100eter Platte, eine 150iger Platte, eine 200eter Platte oder eine 250iger Platte. In den beschriebenen Fällen ergeben sich aus einem einzigen Dickenformat durch Doppelung/Verbindung bereits drei bzw. vier weitere handelsübliche Dickenformate. Es können auch unterschiedlich dicke Platten miteinander kombiniert werden, z. B. 50iger und 60iger Platen oder 40iger und 50iger Platten, wenn keine Gefahr eine Plattenkrümmung verursacht wird. Vorzugsweise beschränkt sich in dem Sinne die erfindungsgemäße Herstellung auf die Verwendung 30iger bis 70iger Platten. Noch weiter bevorzugt beschränkt sich die Plattenherstellung auf die Verwendung von 40iger, 50iger und 60iger Ausgangsplatten. Bis zu der 60iger Plattendicke lassen sich zudem noch bessere Lambdawerte zuverlässig erreichen. Dadurch ergibt sich an der erfindungsgemäß hergestellten Platte noch eine weitere Verbesserung.The bonding according to the invention surprisingly has other advantages, because it reduces the number of thicknesses to be extruded. For example, 60-inch plates (the number hereinafter referred to as the thickness in mm) can be used to make a 120-plate or a 180-plate or a 240-plate; From a 50's plate a 100eter plate, a 150iger plate, a 200eter plate or a 250iger plate. In the cases described, from a single thickness format by duplication / connection already three or four more commercially available thickness formats. It can also be combined with different thickness plates, z. 50's and 60's plates or 40's and 50's plates if there is no danger of plate curvature. The production according to the invention is preferably restricted to the use of plates from the 30th to the 70th. Still more preferably, plate making is limited to the use of 40's, 50's and 60's starting plates. Up to the 60's plate thickness can also achieve even better lambda values reliably. This results in a further improvement of the plate produced according to the invention.
Vorzugsweise entsteht durch die erfindungsgemäße Verbindung eine neue Platte mit einer Mindestdicke von 70 mm.Preferably, by the compound of the invention, a new plate with a minimum thickness of 70 mm.
Wahlweise werden zur Herstellung von Platten mit Nut und Feder drei Ausgangs-Platten im erfindungsgemäßen Sinne gedoppelt, wobei die mittlere Ausgangs-Platte gegenüber den beiden anderen Ausgangs-Platten (die in liegender Anordnung oben und unten liegen) so versetzt wird, dass sie an zwei Plattenseiten zurückspringt und eine Nut bildet und an den beiden Plattenseiten vorspringt und eine Feder bildet. So hergestellte Platten können schließend verlegt werden, wobei Federn der einen Platte in die Nuten angrenzender anderer Platten greifen.Alternatively, for the production of plates with tongue and groove three output plates are doubled in the sense of the invention, the middle output plate relative to the other two output plates (lying in a horizontal position above and below) is offset so that they are connected to two Recovers plate sides and forms a groove and protrudes on the two sides of the plate and forms a spring. Plates made in this way can be laid in a closed position, wherein springs of one plate engage in the grooves of adjacent other plates.
Wahlweise werden zur Herstellung von Platten mit Stufenfalz zwei Ausgangs-Platten erfindungsgemäß gedoppelt, wobei die eine Ausgangs-Platte gegenüber der anderen Ausgangs-Platte versetzt ist. Das heißt, die eine Ausgangsplatte springt an zwei Seiten zurück und an den verbleibenden anderen Seiten vor. Dadurch können die entstandenen Platten gleichfalls schließend verlegt werden, indem sich die Platte an allen Seiten mit dem Stufenfalz der angrenzenden anderen Platten überlappt.Optionally, for the production of plates with shiplap, two output plates are doubled according to the invention, wherein one output plate is offset from the other output plate. That is, the one output plate jumps back on two sides and on the remaining other sides. As a result, the resulting panels can also be laid closing by overlapping the panel on all sides with the shiplap of the adjacent other panels.
Bei der Herstellung von Nut und Feder bzw. Herstellung von Stufenfalz mit der erfindungsgemäßen Dopplung ergibt sich zusätzlich eine Einsparung an Schaum, weil die herkömmliche Konfektionierung des Schaumstranges ein Ausfräsen von Nut/Feder und Stufenfalz vorsieht, verbunden mit einem entsprechend hohen Verzehr des Schaumstrangrandes.In the production of tongue and groove or production of stepped rabbet with the duplication according to the invention also results in a savings of foam, because the conventional assembly of the foam strand milling out of tongue / groove and Stufenfalz provides, combined with a correspondingly high consumption of Schaumstrangrandes.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann auf verschiedene Kunststoffe Anwendung finden. Dazu gehören Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, und Propylencopolymere.The compound of the invention can be applied to various plastics. These include polystyrene, polyethylene, polypropylene, and propylene copolymers.
In dem Schema gemäß
Ausgangsplatten für das Ausführungsbeispiel sind herkömmlich hergestellte Polystyrolschaum-Platten mit einem Raumgewicht von 30 bis 45 kg pro Kubikmeter. Dabei ist im Ausführungsbeispiel zunächst mittels einer Tandem-Extrusionsanlage ein Endlos-Schaumstrang erzeugt worden. Die Tandem-Extrusionsanlage besteht aus einem Primärextruder und einem Sekundärextruder. In dem Primärextruder wird das Kunststoffgranulat mit den üblichen verschiedenen Additiven und Verarbeitungshilfen aufgeschmolzen und zu einer homogenen Schmelze vermischt. Die entstehende Schmelze wird mit Kohlendioxid als Treibmittel versetzt und das Gemisch auf dem weiteren Weg durch den Extruder weiter homogenisiert. Daran schließt sich eine Abkühlung der Schmelze auf Extrusionstemperatur im Sekundärextruder. Im Sekundärextruder herrscht ein erheblicher Druck. Beim Austragen der Schmelze durch die Düse des Extruders findet eine Entspannung der Schmelze statt. Infolgedessen expandiert das Treibmittel und bildet in der Schmelze entsprechend seiner feinen Verteilung eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Blasen/Zellen.Starting plates for the embodiment are conventionally made polystyrene foam sheets having a density of 30 to 45 kg per cubic meter. In this case, an endless foam strand has been produced in the first embodiment by means of a tandem extrusion plant. The tandem extrusion line consists of a primary extruder and a secondary extruder. In the primary extruder, the plastic granules are melted with the usual various additives and processing aids and mixed to form a homogeneous melt. The resulting melt is mixed with carbon dioxide as blowing agent and the mixture further homogenized on the way through the extruder. This is followed by a cooling of the melt to the extrusion temperature in the secondary extruder. There is considerable pressure in the secondary extruder. When discharging the melt through the nozzle of the extruder, a relaxation of the melt takes place. As a result, the blowing agent expands and forms a plurality of uniformly distributed bubbles / cells in the melt according to its fine distribution.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird der anstelle einer Tandemanlage eine Extrusionsanlage mit einem einzigen Extruder eingesetzt. Es kann sich um Extruder verschiedener Bauart handelt, z. B. Einschneckenextruder oder Doppelschneckenextruder.In another embodiment, instead of a tandem plant, an extrusion plant with a single extruder is used. It may be extruder of different design, for. B. single screw extruder or twin screw extruder.
Die Schmelze wird in einen sogenannten Kalibrator geschäumt. Es handelt sich um Metallplatten, welche dem entstehenden Schaumstrang seine Dicke geben.The melt is foamed in a so-called calibrator. These are metal plates which give the resulting foam strand its thickness.
Nach ausreichender Abkühlung wird der entstehende Schaumstrang an einer Seite oder an beiden Flachseiten durch Oberflächenbearbeitung von der Extrusionshaut befreit. Das kann inline mit der Schaumherstellung oder nach Ablängen des Schaumstranges zu Platten ohne vorhergehende Oberflächenbearbeitung erfolgen. Es können auch Platten verwendet werden, die in bekannter Weise aus einem Schaumstrang abgelängt werden, der vor dem Ablängen an beiden gegenüberliegenden Flachseiten bearbeitet worden ist. Die bearbeiteten und abgelängten Platten können ohne Zwischenlagerung oder nach vorheriger Lagerung weiterverwendet werden, d. h. in erfindungsgemäßer Weise verbunden werden.After sufficient cooling, the resulting foam strand is freed on one side or on both flat sides by surface treatment of the extrusion skin. This can be done inline with the foam production or after cutting the foam strand to sheets without previous surface treatment. It can too Plates are used, which are cut in a known manner from a foam strand which has been processed before cutting to length on both opposite flat sides. The machined and cut plates can be used without intermediate storage or after prior storage, ie connected in accordance with the invention.
Die Oberflächenbearbeitung erfolgt im Ausführungsbeispiel mittels Fräsen. In anderen Ausführungsbeispielen kann eine andere Oberflächenbearbeitung Anwendung finden.The surface treatment takes place in the embodiment by means of milling. In other embodiments, another surface treatment may find application.
Die Oberflächenbearbeitung nur einer Flachseite und inline findet vorzugsweise Anwendung, wenn parallel ein gleicher Schaumstrang hergestellt und an der Oberfläche bearbeitet wird, so dass diese Schaumstränge miteinander verbunden werden können.The surface treatment of only one flat side and inline is preferably used when a similar foam strand is produced in parallel and processed on the surface, so that these foam strands can be joined together.
Im Ausführungsbeispiel werden Platten, die in der oben beschriebenen bekannten Weise bearbeitet und zwischengelagert worden sind, in einer Station
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung gleicher Einrichtungen und Produkte ein nicht diffusionsoffener Kleber aufgesprüht. Das geschieht mit Tröpfchen von etwa 1 mm Durchmesser. Die aufgesprühte Menge ist so gering bemessen, dass die auftreffenden Klebertröpfchen auf den Platten nicht verlaufen. Zugleich sind die Düsenöffnungen so weit auseinander geschwenkt/gestellt, dass zwischen den auftreffenden Klebertröpfchen ein Abstand besteht, der größer als der vierfache Tröpfchendurchmesser ist. Der beschriebene Abstand kennzeichnet die Streuung der Tröpfchen. Nach erfindungsgemäßer Verbindung der Ausgangsplatten sind die Klebeflächen so gering und besteht so viel Abstand der Klebeflächen, dass der Wasserdampf dazwischen ausreichend durchdiffundieren kann.In another embodiment, a non-permeable adhesive is sprayed using the same equipment and products. This happens with droplets of about 1 mm in diameter. The sprayed amount is so small that the impinging adhesive droplets do not run on the plates. At the same time, the nozzle openings are pivoted / set apart so far that there is a distance between the impinging adhesive droplets which is greater than four times the droplet diameter. The described distance characterizes the scattering of the droplets. After connection of the starting plates according to the invention, the adhesive surfaces are so small and there is so much distance between the adhesive surfaces that the water vapor can sufficiently diffuse therebetween.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden Strahlen eines nicht diffusionsoffenen Klebers in einem Abstand zwischen 1 und 100 mm voneinander mit einer Strahldurchmesser zwischen 0,1 mm und 5 mm auf die Berührungsflächen der Ausgangsplatten aufgetragen. Dadurch entstehen Klebestreifen mit ausreichendem Abstand, so dass wie im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel eine ausreichende Diffusion von Wasserdampf gewährleistet ist.In a further, not shown embodiment, rays of a non-permeable adhesive are applied at a distance between 1 and 100 mm apart with a beam diameter between 0.1 mm and 5 mm on the contact surfaces of the output plates. This results in adhesive strips with sufficient spacing, so that as in the previously described embodiment, a sufficient diffusion of water vapor is ensured.
Im ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel gelangen die Ausgangsplatten nach dem Kleberauftrag in eine Station
In einer Station
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein einziger Strang aus hintereinander liegenden Ausgangsplatten auf einem Rollgang oder einem Transportband erzeugt und mit Kleberauftrag versehen. Die zu verbindenen weiteren Ausgangsplatten werden von Hand oder maschinell von einem Stapel genommen und auf den auf dem Rollgang oder dem Transportband liegenden Ausgangsplatten positioniert. Für die maschinelle Handhabung der Ausgangsplatten eignet sich auch ein Roboter. Der Roboter kann mit einem Greifwerkzeug und/oder einer Vakuumansaugung arbeiten. Die Vakuumansaugung wird auch bei rauher Oberfläche der Ausgangsplatten möglich, wenn die Ansaugköpfe/Flächen sich mit einer breitflächigen und weichen/anschmiegsamen/elastischen Dichtung an die Ausgangsplatten anlegen.In a further embodiment, not shown, a single strand of successive output plates is produced on a roller table or a conveyor belt and provided with adhesive. The additional starting plates to be joined are taken by hand or by machine from a stack and positioned on the output plates located on the roller table or conveyor belt. For the machine handling of the output plates, a robot is also suitable. The robot can work with a gripping tool and / or a vacuum suction. Vacuum suction is possible even when the surface of the base plates is rough when the suction heads / surfaces rest against the base plates with a wide and soft / conformable / elastic seal.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Ausgangsplatten kann in einem anderen Ausführungsbeispiel auch ohne Rollgang oder Transportband mittels eines Roboters erfolgen, indem der Roboter zunächst eine nach dem oben beschriebenen bekannten Verfahren bearbeitete Ausgangsplatte von einem Stapel nimmt, vor einer ortsfesten Düse oder über eine ortsfest angeordnete Walze bewegt und anschließend mit der Seite, auf der sich der Kleberauftrag befindet, auf den Stapel zurücklegt bzw. auf die oben liegende Platte im Stapel drückt. Dadurch entsteht eine Verbindung von zwei Ausgangsplatten zu einer neuen Platte. Die neuen Platten können dann von dem Roboter auf einem anderen Stapel abgelegt werden. Vorteilhafterweise kann der Roboter die Ausgangsplatten beim Verbinden so positionieren, dass nach Wunsch entweder neue Platten mit Nut und Feder oder neue Platten mit Stufenfalz entstehen.In another embodiment, the inventive connection of the starting plates can also take place without a roller table or conveyor belt by means of a robot in that the robot first takes a starting plate processed according to the known method described above from a stack, moves it in front of a fixed nozzle or via a stationarily arranged roller and Then cover with the side on which the adhesive application is on the stack or press on the top plate in the stack. This creates a connection between two output plates to a new plate. The new plates can then be deposited by the robot on another stack. Advantageously, the robot can position the output plates when connecting so that either new plates with tongue and groove or new plates with stepped rabbet are created as desired.
Wahlweise können auch zwei Roboter zusammenarbeiten, indem jeder Roboter eine oben beschriebene, bearbeitete Ausgangsplatte von einem Stapel nimmt. Nach Wunsch können beide Roboter für einen Kleberauftrag an ihrer Ausgangsplatte tätig werden. Wahlweise erhält aber auch nur eine der beiden zu verbindenden Ausgangsplatten einen Kleberauftrag. Die Verbindung erfolgt dann dadurch, dass jeder Roboter seine Ausgangsplatte gegen die Ausgangsplatte des anderen Roboters drückt. Danach ist vorgesehen, dass einer der Roboter seine Ausgangsplatte frei gibt und dass der andere Roboter die entstandene neue Platte auf einen Stapel ablegt. Optionally, two robots may also work together by each robot removing a processed output plate described above from a stack. If desired, both robots can work on their starting plate for an adhesive application. Optionally, however, only one of the two output plates to be joined also receives an adhesive application. The connection then takes place in that each robot presses its output plate against the output plate of the other robot. Thereafter, it is provided that one of the robots releases its output plate and that the other robot places the resulting new plate on a stack.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Roboter mit einem Tisch zusammen verwendet, indem eine oben beschriebene Ausgangsplatte auf dem Tisch abgelegt und dort aus einer bewegten Düse mit dem Kleber versehen wird und anschließend von dem Stapel eine zweite bearbeitete Ausgangsplatte genommen und auf die bereits mit Kleberauftrag versehene Platte gedrückt wird.In another embodiment, a robot is used with a table together by a top plate described above is placed on the table and there is provided from a moving nozzle with the adhesive and then taken from the stack a second processed starting plate and on the already provided with adhesive Plate is pressed.
Vorteilhafterweise können die Roboter in weiteren Ausführungsbeispielen eine Oberflächenbearbeitung an einer noch mit Extrusionshaut versehenen Platte oder Schaumstrang selbst vornehmen. Dann wird von den Robotern oder dem vorgesehenen einzelnen Roboter z. B. ein Fräswerkzeug bewegt. Alternativ kann auch eine abgelängte, noch mit Extrusionshaut versehene Platte auch mittels eines Roboters an einem ortsfesten Bearbeitungswerkzeug entlang geführt werden. Mehrere Roboter können auch in der Weise zusammenarbeiten, dass der eine Roboter die noch mit einer Extrusionshaut versehene Ausgangsplatte hält und der andere Roboter das Bearbeitungswerkzeug führt. In gleicher Weise kann der Kleber aufgebracht werden.Advantageously, in further embodiments, the robots can perform a surface treatment on a still provided with extrusion skin plate or foam strand itself. Then, by the robots or the provided single robot z. B. a milling tool moves. Alternatively, a cut to length, still provided with an extrusion skin plate can also be guided by a robot along a fixed machining tool along. Several robots can also cooperate in such a way that one robot holds the output plate still provided with an extrusion skin and the other robot guides the processing tool. In the same way, the adhesive can be applied.
In einer anderen Variante ist nur ein Roboter vorgesehen, der mit einem Tisch oder einem ortsfesten Spannfutter oder einer anderen Halteeinrichtung zusammenarbeitet, indem die noch mit einer Extrusionshaut versehene Ausgangsplatte mit der Halteeinrichtung gehalten wird, während der Roboter mit einem Bearbeitungswerkzeug die Extrusionshaut entfernt, anschließend mit einer Düse oder anderen Werkzeugen den Kleber aufträgt und eine Verbindung mit einer zweiten bearbeiteten Ausgangsplatte herbeiführt. Wahlweise können dabei statt eines Roboters auch zwei Roboter Anwendung finden. Als sonstige Werkzeuge können Walzen, Streicheinrichtungen, auch Platten dienen.In another variant, only one robot is provided, which cooperates with a table or a fixed chuck or another holding device by holding the still provided with an extrusion skin starting plate with the holding device, while the robot with a processing tool removes the extrusion skin, then with Apply the adhesive to a nozzle or other tools and connect to a second machined output plate. Optionally, two robots can be used instead of one robot. As other tools rollers, coating devices, and plates can serve.
Für die einseitige Bearbeitung einer Ausgangsplatte ist es von Vorteil, wenn der Roboter bzw. die Halteeinrichtung zugleich eine Krümmung der einseitig bearbeiteten Platte verhindert. Dafür eignen sich Ansaugplatten und bzw. Halteinrichtungen mit mehreren Ansaugköpfen, welche die Ausgangsplatten am Rand und mittig so belasten, dass Biegekräfte in der Ausgangsplatte auftreten, welche die Spannungen kompensieren, die sonst zu einer Krümmung der Ausgangsplatten führen können.For the one-sided processing of an output plate, it is advantageous if the robot or the holding device at the same time prevents a curvature of the single-sided processed plate. Suitable for this purpose are suction plates and / or holding devices with a plurality of suction heads, which load the output plates at the edge and in the middle in such a way that bending forces occur in the output plate which compensate for the stresses which otherwise could lead to a curvature of the output plates.
Die beschriebenen Roboter sind auch von Vorteil, weil sich mit Ihnen Dickentoleranzen vorgefertiger Ausgangsplatten leicht kompensieren lassen. Zum Ausgleich von Dickentoleranzen kann auch der oben beschriebene Tisch in besonderer Weise ausgerüstet werden, z. B. durch eine nachgiebige Anordnung oder eine nachgiebige Ausbildung.The described robots are also advantageous because they allow you to easily compensate for thickness tolerances of prefabricated output plates. To compensate for thickness tolerances and the table described above can be equipped in a special way, for. B. by a resilient arrangement or a compliant training.
In weiteren Ausführungsbeispielen beträgt die Dicke der Ausgangsplatten 40 oder 60 mm, die Dicke der Verbindungselemente 20 bis 50 mm und die Länge der Verbindungselemente 40 bis 80 mm, die Länge der Verbindungselemente ist gleich der Plattenlänge.In further embodiments, the thickness of the output plates is 40 or 60 mm, the thickness of the connecting
Die Verbindungselemente
Im Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente aus 35 mm dicken XPS-Platten geschnitten. Zum Ausschneiden ist eine Säge verwendet worden, in anderen Ausführungsbeispielen werden Stanzen oder Fräser verwendet.In the embodiment, the fasteners are cut from 35 mm thick XPS panels. For cutting a saw has been used, in other embodiments punching or milling cutters are used.
Die zu den Verbindungselementen
Bei der mechanischen Verbindung der Platten über die gesamte Plattenlänge und -breite werden die Platten inline kontinuierlich mit einer Nut versehen dadurch, dass die Platten mit Hilfe einer Rollenbahn unter einer Fräse hindurch geführt werden, wobei die Nuten eingefräst werden.In the mechanical connection of the plates over the entire plate length and width, the plates are inline continuously grooved in that the plates are guided by means of a roller conveyor under a cutter, wherein the grooves are milled.
Im Ausführungsbeispiel entstehen die Platten
Zur Einarbeitung der Ausnehmungen sind Scheibenfräser vorgesehen, die auf beweglichen Schlitten schwenkbeweglich gehalten werden können. Die Schwenkebene liegt parallel zur Fräsebene. D. h. der Fräser tritt durch Schwenken in Funktion. Dabei beschränkt sich sein Tätigwerden auf ein Eintauchen in den Kunststoffschaum und die anschließende Zurückbewegung. Während dieses Vorganges wird der Fräser auf dem Schlitten mit den Platten
Die nach Ablängen der XPS-Stränge entstandenen Platten besitzen an den Schnittflächen keine Verbindungselemente. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden in einem zusätzlichen Arbeitsschritt dort weitere Verbindungselemente gesetzt.The plates produced after cutting the XPS strands have no connecting elements on the cut surfaces. In another embodiment, additional fasteners are set there in an additional step.
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