DE102012003039A1 - Processing foam film useful for producing composite, comprises introducing several uniformly distributed sections into film, heating film until it exhibits condition of plastic deformability and mechanically expanding film and opening slits - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Schaumfolie sowie eine Schaumfolie.The invention relates to a method for processing a foam sheet and a foam sheet.
Schaumfolien beispielsweise aus extrudiertem Polysterol (XPS) finden industriell vielfache Anwendung, beispielsweise im Bereich der Schalldämmung und Wärmeisolierung, wie auch zur Herstellung von Verpackungsmaterialien. Es ist hierbei verfahrenstechnisch bekannt, extrudiertes Polysterol (XPS) in einem ersten Verfahrensschritt durch Erhitzen vorzuschäumen und diese vorgeschäumte Schaumfolie in einem zweiten Verfahrensschritt nachzuerhitzen und so abschließend zu schäumen.Foamed foils, for example, extruded polystyrene (XPS) find industrial applications, for example in the field of sound insulation and thermal insulation, as well as for the production of packaging materials. In this case, it is known from the process engineering point of view to pre-foam extruded polystyrene (XPS) by heating in a first process step and to subsequently reheat this prefoamed foam film in a second process step and thus to foam it.
Grundsätzlich ist hierbei festzustellen, dass derart hergestellte Schaumfolien nur eine begrenzte Flexibilität im Bezug auf Ihre Verformbarkeit aufweisen. Zudem ist der Materialverbrauch im Bereich von vollflächig verlegten Schaumfolien, beispielsweise in der Trittschalldämmung, hoch.Basically, it should be noted here that foams produced in this way have only limited flexibility in terms of their deformability. In addition, the material consumption in the area of foams laid over the entire surface, for example in the impact sound insulation, is high.
Aus der deutsche Patentschrift
Es wird in diesem Sinne ebenfalls in der europäischen Veröffentlichung
Es stellt sich vor diesem Hintergrund grundsätzlich die Frage, inwiefern eine Schaumfolie modifiziert werden kann, wobei sowohl eine Oberflächenvergrösserung als auch eine Verbesserung der Flexibilität der Schaumfolie erreicht werden kann. Zudem würde die Schaumfolie durch eine diffusionsoffene Ausbildung neuen Anwendungen zugänglich sein.In this context, it is fundamentally a question of how far a foam film can be modified, wherein both a surface enlargement and an improvement in the flexibility of the foam film can be achieved. In addition, the foam film would be accessible to new applications by a diffusion-open training.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bearbeitung einer Schaumfolie sowie eine neuartige Schaumfolie zu schaffen, wobei gelichzeitig sowohl die Oberfläche der Schaumfolie gegenüber dem Ausgangsmaterial wesentlich vergrößert als auch dessen Flexibilität signifikant erhöht werden soll. Es soll zudem ermöglicht werden, die derart modifizierte Schaumfolie diffusionsoffen oder alternativ als diffusionsoffenen oder geschlossenen Verbundwerkstoff zu gestalten.Therefore, it is the object of the present invention to provide a method for processing a foam sheet and a novel foam sheet, which gelichzeitig both the surface of the foam sheet compared to the starting material substantially increased and its flexibility should be significantly increased. It should also be possible to make the thus modified foam film permeable or alternatively as a vapor-open or closed composite material.
Erreicht wird dies durch das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 1.This is achieved by the method according to the invention characterized by the features of
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zum Gegenstand.The dependent claims have advantageous embodiments of the method of the subject.
Ansprüche 13 und 14 betreffen die neuartige Schaumfolie.Claims 13 and 14 relate to the novel foam sheet.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zur Bearbeitung einer Schaumfolie sieht hierbei vor, das ausgehend von bereits aufgeschäumten Schaumfolien diese zumindest einer thermischen und mechanischen Nachbehandlung unterzogen werden.The production process according to the invention for processing a foam film provides in this case, starting from already foamed foam films, that these are subjected to at least one thermal and mechanical aftertreatment.
Hierfür wird die aufgeschäumte Folie zum einen mit Schnitten versehen, die die Schaumfolie im Bereich dieser Schnitte komplett durchtrennen. Die derartig vorbehandelte Schaumfolie wird dann einer Nacherhitzung zugeführt, wodurch eine Verformbarkeit der Schaumfolie erreicht wird. Schließlich wird diese nun verformbare und vorgeschnittene Schaumfolie entgegen ihrer Schnittrichtung gedehnt, das heißt, die zuvor in der Folie platzierten Längsschnitte werden nun durch eine Zugbewegung in die Breite gezogen oder bei einem Schnitt quer zur Längserstreckung der Folie zum Aufdehnen der Schnitte in die Länge gezogen. Ergebnis ist eine Schaumfolie, die eine stark vergrößerte Oberfläche aufweist, da nun die Schaumfolie eine netzartige Struktur aufweist. Es ist hierdurch je nach Aufweitung der Folie möglich, eine Oberflächenvergrösserung bis hin zum Doppelten der ursprünglichen Schaumfolie zu erreichen.For this purpose, the foamed film is provided on the one hand with cuts that completely cut through the foam sheet in the area of these cuts. The thus pretreated foam sheet is then fed to a reheating, whereby a deformability of the foam sheet is achieved. Finally, this now deformable and precut foam sheet is stretched contrary to their cutting direction, that is, the longitudinal cuts previously placed in the film are now pulled by a pulling movement in the width or pulled in a section transverse to the longitudinal extent of the film to expand the cuts in the length. The result is a foam film which has a greatly increased surface, since now the foam sheet has a net-like structure. As a result, depending on the expansion of the film, it is possible to achieve a surface enlargement of up to twice the original foam film.
Es ergibt sich hieraus eine Reihe von vorteilhaften Anwendungsmöglichkeiten mit der derart modifizierten Schaumfolie. Zum einen ergeben sich verbesserte Werte im Bereich der Schalldämmeigenschaften bei gleichzeitig geringerem Materialaufwand, da deutlich weniger Rohmaterial pro Quadratmeter eingesetzt werden muss.This results in a number of advantageous applications with the thus modified foam sheet. On the one hand, there are improved values in the area of sound insulation properties and, at the same time, lower material costs, since significantly less raw material per square meter has to be used.
Gleichzeitig hat die Folie durch die nun vorhandenen Aufweitungen im Bereich der Schnitte eine verbesserte Flexibilität, wobei diese Biegsamkeit der Folie durch die Anordnung bzw. Ausrichtung der aufgeweiteten Schlitze steuerbar ist und so je nach technischer Anwendung eingestellt werden kann. Die Parameter der Einstellung der Flexibilität sind hierbei neben der Schlitzausrichtung auch deren Dichte, Anordnungsmuster sowie der Grad der Aufweitung dieser Schlitze und somit die Gestaltung der zwischen den aufgeweiteten Schlitzen verbleibenden Materialbrücken.At the same time, the foil has improved flexibility due to the widenings now present in the area of the cuts, and this flexibility of the foil can be controlled by the arrangement or orientation of the widened slots and can thus be adjusted depending on the technical application. The parameters of the adjustment of the flexibility in this case, in addition to the slot alignment and their density, arrangement pattern and the degree of widening of these slots and thus the design of the remaining between the expanded slots material bridges.
Desweiteren ist vorteilhaft, dass auf diese Art und Weise eine Schaumfolie herstellbar ist, die in erforderlichen technischen Anwendungen auch diffusionsoffen verwendet werden kann, wobei zudem die Möglichkeit besteht, die nun in der Schaumfolie vorhandenen aufgeweiteten Schlitze in einem weiteren Verfahrensschritt zu verfüllen. Auch hier kann eine Vielzahl von möglichen Materialien mit der geweiteten Schaumfolie zu einem Verbundwerkstoff mit neuen Materialeigenschaften kombiniert werden, der diffusionsoffen oder -geschlossen ausgebildet sein kann.Furthermore, it is advantageous that a foam film can be produced in this way, in required technical applications can also be used in a diffusion-open manner, wherein it is also possible to fill the now existing in the foam sheet expanded slots in a further process step. Again, a variety of possible materials with the expanded foam sheet can be combined to form a composite material with new material properties, which can be designed to be open or closed diffusion.
Aufgrund dieser veränderten technischen Eigenschaften ist die derart behandelte Schaumfolie beispielsweise als Verpackungsstoff wie auch für bauphysikalische Anwendungen wie Trittschalldämmplatten für Parkett- oder Laminatböden verwendbar. Als Verbundwerkstoff sind zudem weitere Anwendungen möglich bedingt durch die Kombination der Werkstoffe und deren sich ergänzenden Eigenschaften.Due to these altered technical properties, the foamed sheet treated in this way can be used, for example, as packaging material as well as for structural-physical applications such as impact sound insulation panels for parquet or laminate floors. As a composite material also other applications are possible due to the combination of materials and their complementary properties.
Bei einer vorteilhaften Anwendung der Erfindung wird als Ausgangsmaterial extrudiertes Polystyrol (XPS) verwendet, welches als aufgeschäumte Folie zwischen Schnittwalzen hindurch gefördert wird. Diese mit Schneidmessern besetzten gegenläufig rotierenden Walzen fügen in einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens parallele Schnitte von etwa 30 mm in einem Abstand von etwa 1–5 mm in die Schaumfolie ein. Es ist hierbei zweckmäßig, die parallelen Schnittreihen in einem definierten Versatz zueinander anzuordnen, der zweckmäßigerweise 50% betragen kann, sodass die Schnitte alternierend um die Hälfte ihrer Länge zueinander versetzt angeordnet sind.In an advantageous application of the invention extruded polystyrene (XPS) is used as the starting material, which is conveyed as a foamed film between cutting rollers. These counter-rotating rollers, which are equipped with cutting knives, insert parallel cuts of about 30 mm at a distance of about 1-5 mm into the foam sheet in an expedient embodiment of the method. It is expedient here to arrange the parallel rows of cut in a defined offset from each other, which can expediently be 50%, so that the cuts are alternately offset by half their length from each other.
Die derart vorbehandelte Schaumfolie wird nun einem Erhitzungsprozess unterzogen. Zeckmäßigerweise wird hierbei die Schaumfolie zwischen einer ober- und unterseitig angeordneten Heizvorrichtung, beispielsweise Heizstrahlern, hindurch kontinuierlich gefördert, wodurch die Folie einen konstanten Bearbeitungsprozess unterworfen sein kann. Die Erhitzung der Schaumfolie erfolgt nach der Schneidbehandlung bei etwa 100°C bis 130°C. Das heißt, die Schaumfolie kann von einer Rolle erst durch die Walzen geführt und die Schlitze geschnitten werden, um dann kontinuierlich durch die Heizvorrichtung weitergefördert zu werden.The thus pretreated foam sheet is now subjected to a heating process. Zeckmäßigerweise this case, the foam sheet between a top and bottom side arranged heating device, such as radiant heaters, continuously conveyed through, whereby the film can be subjected to a constant machining process. The heating of the foam sheet takes place after the cutting treatment at about 100 ° C to 130 ° C. That is, the foam sheet can be passed from a roll first through the rollers and the slots are cut, to then be continuously conveyed through the heater further.
Schließlich kommt es zum Aufdehnungsvorgang, bei dem die geschnittene und erhitze Folie mechanischen Zugkräften ausgesetzt ist. Es sieht hierbei eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens vor, die Folie in ihren Randbereichen zwangszuführen und durch eine Aufweitung dieser Zwangsführung die Dehnung der Folie vorzunehmen. Dieser Verfahrensablauf wäre ebenfalls in eine kontinuierliche Bearbeitung der Schaumfolie beispielsweise von einer Rolle integrierbar, wobei am Ende des Fördermittels der Abstand zwischen den seitlichen Zwangsführungen sich gegenüber dem Anfang der Führung der unbearbeiteten Schaumfolie beispielsweise in etwa verdoppelt hat, wodurch eine entsprechende Aufweitung der Schnitte bis beispielsweise zu einer Verdoppelung der Oberfläche der Schaumfolie verwirklicht ist.Finally, it comes to the expansion process, in which the cut and heated film is subjected to mechanical tensile forces. In this case, an advantageous embodiment of the method provides for force-feeding the film in its edge regions and for expanding the film by expanding this positive guide. This procedure would also be integrated into a continuous processing of the foam sheet, for example, from a roll, wherein at the end of the conveyor, the distance between the lateral forced guides has approximately doubled compared to the beginning of the leadership of the unprocessed foam sheet, for example, whereby a corresponding expansion of the sections to, for example to a doubling of the surface of the foam sheet is realized.
Grundsätzlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Endprodukten der behandelten Schaumfolie, da sowohl die Zahl, Dichte und Form der Schnitte wie auch der Grad der späteren Aufweitung und somit Oberflächenvergrößerung je nach Anwendung eingestellt werden können.In principle, the method according to the invention enables a large number of end products of the treated foam film, since both the number, density and shape of the cuts as well as the degree of subsequent expansion and thus surface enlargement can be adjusted depending on the application.
Die erfindungsgemäßen Schaumfolien sind hierbei durch aufgeweitete Schlitze gekennzeichnet. Das heißt, es handelt sich nicht um Perforationen sondern um Schnitte, die durch eine nachträgliche Aufweitung zu Öffnungen aufgeweitet worden sind. Gegenüber dem Ausgangsprodukt einer unbehandelten Schaumfolie ergibt sich so neben den Öffnungen eine Oberflächenvergrösserung mit den genannten vorteilhaften Aspekten.The foam films according to the invention are characterized by widened slots. That is, it is not about perforations but cuts that have been widened by subsequent expansion to openings. Compared with the starting product of an untreated foam film, this results in a surface enlargement with the mentioned advantageous aspects in addition to the openings.
Zudem öffnet sich durch diese Behandlung ein weites Feld weiterer Produktgestaltungen, da die Öffnungen mit weiteren Werkstoffen verfüllbar sind, wodurch der Schaumfolie variable Eigenschaften zugefügt werden können. Auch hier eröffnet sich eine große Varietät von Gestaltungen, da eine Kombination mit einem oder mehreren anderen Werkstoffen möglich ist, wobei die Öffnungen vollständig oder nur teilweise mit diesen Kombinationswerkstoffen verfüllt werden können und auch Anordnung und Mischung der Werkstoffe variabel ist.In addition, this treatment opens up a wide field of further product designs, since the openings can be filled with other materials, whereby the foam film variable properties can be added. Again, a large variety of designs opens up, since a combination with one or more other materials is possible, the openings can be filled completely or only partially with these combination materials and also arrangement and mixture of materials is variable.
Im Folgenden wird ein Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Zeichnungen verdeutlicht.In the following, a structure for carrying out the method according to the invention is illustrated by means of drawings.
Hierbei zeigenShow here
Wie den
Der nächste Bestandteil der Anlage ist sind die Heizvorrichtungen
Schließlich ist in
Ergebnis ist eine Schaumfolie
In Abweichung vom zuvor beschriebenen Verfahren entfällt nun die Aufweitung in die Breite durch seitliche Führungen, da nun eine zusätzliche Längenausdehnung der quer zur Längserstreckung eingebrachten Schlitze
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Legal Events
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
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Effective date: 20141009 |