DE102007051089A1

DE102007051089A1 - Verfahren zum Herstellen eines veredelten Schaumes und Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102007051089A1
Application number: DE102007051089A
Authority: DE
Inventors: Peter KÖHLER
Original assignee: Koehler und Krafft & Co K GmbH; Kohler und Krafft & Co KG GmbH
Current assignee: Koehler und Krafft & Co K GmbH; Kohler und Krafft & Co KG GmbH
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Schaumes beschrieben, wobei dieses Verfahren vorsieht, dass zunächst aus bekannten schwer oder normal entflammbaren Schäumen ein Schaum ausgewählt wird, der eine geringe Rußbildung aufweist. Dieser Schaum wird dann nachträglich durch Retikulieren und/oder mechanische Bearbeitung in seiner Dichte verringert, so dass er eine gegenüber seinem Normalzustand vergrößerte Luft- und Wasserdurchlässigkeit aufweist. Derartig veredelte Schäume eignen sich vorteilhafterweise besonders gut als Stoff für Füllkissen im Bergbau oder als Filtermaterial für Luft- oder Wasserfilter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines veredelten Schaumes und Verwendungsmöglichen für denselben.
Im Stand der Technik sind spezielle Schäume, welche schwer-entflammbar oder normal-entflammbar sind, grundsätzlich bekannt. Der Begriff "Schwerentflammbarkeit" ist in der deutschen Klasse B1 nach DIN 4102-B1 normiert, wobei diese Klasse der europäischen Klasse B entspricht. Analog sind sogenannte normal-entflammbare Schäume in der deutschen Klasse B2 nach DIN 4102-B2 normiert, wobei die deutsche Klasse B2 der europäischen Klasse C entspricht. In den genannten Normen sind die Anforderungen genau spezifiziert, damit ein Material, insbesondere ein Schaum, entweder als schwer-entflammbar, oder als normal-entflammbar bezeichnet werden darf.
Neben einem besonderen Schweregrad für die Entflammbarkeit werden oftmals noch weitere Anforderungen an ein Material gestellt, wenn dieses für bestimmte Zwecke verwendet werden soll.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines veredelten Schaumes und Verwendungen für einen derartigen Schaum anzugeben, wobei dieser veredelte Schaum nicht nur normal- oder schwer-entflammbar sein muß, sondern zusätzlich auch noch eine geringe Rußbildung, sowie eine große Wasser- oder Luftdurchlässigkeit aufweisen muß.
Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaumes wird in Patentanspruch 1 beansprucht. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst aus der Menge der bekannten normal- oder schwer-entflammbaren Schäume ein Schaum, vorzugsweise ein combustion modified high-resilience CMHR-Schaum ausgewählt, welcher nur eine geringe Rußbildung gemäß DIN 22100-7 in Verbindung mit DIN EN ISO 6941 aufweist. Diese DIN-Normen gewährleisten, dass der Schaum dem sogenannten Selbstrettertest genügt. Der Grad der Rußbildung wird wesentlich durch die Materialzusammensetzung des Schaumes bestimmt, weshalb die besagte Auswahl entweder auf Basis der Inhaltsstoffe des Schaumes oder durch Experiment bestimmt werden kann.
Zum Realisieren einer geforderten hohen Wasser- und/oder Luftdurchlässigkeit wird bei dem ausgewählten Schaum mit geringer Rußbildung die Dichte auf unter 33 kg/m³ verringert, entweder durch das Verfahren der Retikulation und/oder durch mechanische Bearbeitung, d. h. durch mechanische Substanzentfernung.
Die sogenannte Retikulierung ist ein Verfahren, mit dem die Zellhäute eines Schaumstoffes nahezu vollständig entfernt werden, so dass der Schaumstoff eine fast perfekte Offenzelligkeit erhält. Die Retikulierung wird in einer Stahlkammer durchgeführt, wo entweder ganze Schaumstoffblöcke oder – in speziellen Rollenreaktoren – Rollen mit ca. 1 m Durchmesser eingeschlossen werden. Dann wird die Luft abgepumpt und durch ein Brenngasgemisch ersetzt. Durch die Zündung des Gasgemisches bewirkt die entstehende Hitze- und Druckwelle, dass die dünnsten Gebilde im Schaum, also die Zellhäute, zerreißen und auf die Zellstege aufschmelzen, so dass diese dicker werden. Durch die Retikulierung wird die Stauchhärte des Schaumblockes um ca. 20% vermindert, die Zugfestigkeits- und Dehnungswerte steigen dagegen an.
Die Retikulierung erzeugt eine hohe Blockinnentemperatur, ähnlich wie nach der Schäumung. Es ist daher auch nach dem Retikulieren eine Abkühlzeit notwendig. Retikulierte Schäume weisen eine nahezu 100%ige Offenzelligkeit auf und haben daher einen minimalen Durchströmungswiderstand für Gase oder Flüssigkeiten. Die häufigste Anwendung sind Filter aller Art. Mit Hilfe des Verfahrens der Retikulation wird der ausgewählte Schaum bei der vorliegenden Erfindung dadurch veredelt, dass dessen Poren auf eine Größe von pores per inch ppi 20-40 aufgeweitet werden.
Alternativ oder zusätzlich zum Verfahren der Retikulation besteht die Möglichkeit, die Dichte des Schaumes dadurch zu verringern, daß durch die mechanische Bearbeitung neben den ohnehin in dem Schaum vorhandenen Poren zusätzliche Löcher oder Aussparungen in den Schaum eingebracht werden.
Der erfindungsgemäß hergestellte veredelte Schaum kombiniert vorteilhafterweise eine nur normale- oder schwere Entflammbarkeit und eine nur geringere Rußbildung mit der Eigenschaft einer guten Wasser- und Luftdurchlässigkeit.
Vorteilhafterweise wird der Schaum bzw. das Schaummaterial im Hinblick auf seine spätere Verwendung zugeschnitten und konfektioniert.
Der zugeschnittene Schaum wird nachfolgend auf seiner Oberfläche mit einer Polyurethan PUR-Flüssigkeit behautet, in welche Graphitpartikel eingebunden sind. Die Haut verleiht dem Schaum weitere vorteilhafte Eigenschaften, nämlich dass Schmutz nicht so schnell in das Innere des Schaumes eindringen kann und dass – aufgrund der Graphitpartikel – eine statische Aufladung des Schaumes zumindest weitgehend verhindert wird.
Die nach dem erfindungsgemäß beanspruchten Verfahren hergestellten bzw. veredelten Schäume, insbesondere die CMHR-Schäume eignen sich aufgrund ihrer drei genannten Eigenschaften besonderes gut als Füllstoff für Füllkissen im Bergbau oder als Filtermaterial für Luft- oder Flüssigkeits-, insbesondere Wasserfilter.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines veredelten Schaums, umfassend folgende Schritte: Auswählen eines Schaums mit nur einer Rußbildung unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes aus der Menge der bekannten schwer- oder normalentflammbaren Schäume; und Herstellen des veredelten Schaums durch Verringern der Dichte des ausgewählten Schaums gegenüber dessen Normaldichte durch Retikulieren und/oder durch mechanische Bearbeitung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Retikulieren die Poren in dem Schaum auf eine Größe von pores per inch ppi 20-40 aufgeweitet werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der mechanischen Bearbeitung neben den ohnehin in dem Schaum vorhandenen Poren, zusätzliche Löcher oder Aussparungen in den Schaum eingebracht werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der retikulierte Schaum im Hinblick auf seine spätere An wendung in eine vorgegebene Form zugeschnitten und konfektioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dass der Schaum bei der späteren Anwendung z. B. als Füllkissen im Bergbau, als Luftfilter oder als Wasserfilter eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeschnittene Schaum nachfolgend auf seiner Oberfläche mit einer PUR-Flüssigkeit, in welche Graphitpartikel eingebunden sind, behautet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem schwerentflammbaren Schaum um einen Schaum gemäß der deutschen Klase B1 nach DIN 4102-B1, entsprechend der europäischen Klasse B, oder um einen combusition modified high resilince CMHR-Schaum handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem normalentflammbaren Schaum um einen Schaum gemäß der deutschen Klasse B2 nach DIN 4102-B2, entsprechend der europäischen Klasse C handelt.
Verwendung eines Schaumes, welcher inhärent nur schwer- oder normal-entflammbar ist, zu nur geringer Rußbildung neigt und aufgrund seiner Veredelung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zusätzlich auch eine hohe Luft- und Wasserdurchlässigkeit aufweist, insbesondere eines CMHR-Schaums, als Füllung für Füllkissen insbesondere im Bergbau oder als Filtermaterial für Luft- oder Flüssigkeitsfilter.