DE102014008621A1 - Method for producing a particle foam component - Google Patents

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Abstract

Zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils wird ein Partikelschaum-Strang in zumindest einem Oberflächenbereich erwärmt und anschließend in einer Verdichtungsstation zumindest in dem erwärmten Oberflächenbereich unter Bildung einer verdichteten Oberflächenschicht mit Druck beaufschlagt. Mit der Druckbeaufschlagung wird in oder auf dem erwärmten Oberflächenbereich eine Versteifungslage angeordnet, die durch die Druckbeaufschlagung mit der verdichteten Oberflächenschicht formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird.To produce a particle foam component, a particle foam strand is heated in at least one surface area and then subjected to pressure in a compression station at least in the heated surface area to form a compacted surface layer. With the pressurization, a stiffening layer is arranged in or on the heated surface region, which is connected by the pressurization with the compacted surface layer positively and / or cohesively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils.The invention relates to a method for producing a particle foam component.

Partikelschaum-Bauteile sind in vielen Bereichen der industriellen Fertigung, beispielsweise der Automobilindustrie, sehr beliebt. Weitere Anwendungsgebiete finden sich beispielsweise im Flugzeugbau, im Möbelbau, im Verpackungswesen, im Verkehrswesen oder im Bereich der thermischen Isolierung. Die Partikelschaum-Bauteile weisen ein geringes spezifisches Gewicht und gute Isolationseigenschaften auf. Nachteilig ist jedoch, dass die Oberflächenstruktur häufig nicht den ästhetischen Ansprüchen genügt und das punktuell einwirkende Lasten häufig zu einer zumindest oberflächlichen Beschädigung des Partikelschaum-Bauteils führen.Particle foam components are very popular in many areas of industrial manufacturing, such as the automotive industry. Further fields of application are, for example, in aircraft construction, in furniture construction, in packaging, in transport or in the field of thermal insulation. The particle foam components have a low specific weight and good insulation properties. The disadvantage, however, is that the surface structure often does not meet the aesthetic requirements and the punctually acting loads often lead to at least superficial damage to the particle foam component.

Der ästhetische Nachteil kann dadurch überwunden werden, dass das Partikelschaum-Bauteil mit einer Dekorschicht oder -folie überzogen wird. Die Dekorschicht oder -folie verbessert jedoch die lastabtragende Wirkung nur in geringem Maße, so dass weiterhin die Gefahr besteht, dass eine punktuell einwirkende Last zu einer Beschädigung des Partikelschaum-Bauteils führt.The aesthetic disadvantage can be overcome by covering the particle foam component with a decorative layer or film. However, the decorative layer or film improves the load-bearing effect only to a small extent, so that there is still the risk that a point-acting load leads to damage of the particle foam component.

Es ist bekannt, die Oberfläche des Partikelschaum-Bauteils zumindest in einem Oberflächenbereich zu erwärmen und das erwärmte Partikelschaum-Material durch Aufbringung von äußeren Druckkräften zu verdichten, wodurch zumindest bereichsweise eine stabilisierende Außenschicht gebildet ist. Nachteilig dabei ist jedoch, dass die auf diese Weise erreichbare Schichtdicke der verdichteten Oberflächenschicht relativ gering ist und somit die Erhöhung der Festigkeit des Partikelschaum-Bauteils begrenzt ist.It is known to heat the surface of the particle foam component at least in a surface region and to densify the heated particle foam material by applying external compressive forces, whereby at least partially a stabilizing outer layer is formed. The disadvantage here, however, is that the achievable in this way layer thickness of the compacted surface layer is relatively low and thus the increase in the strength of the particle foam component is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils zu schaffen, mit dem in einfacher Weise ein Partikelschaum-Bauteil hoher Festigkeit hergestellt werden kann.The invention has for its object to provide a method for producing a particle foam component, with which a particle foam component high strength can be produced in a simple manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist in bekannter Weise vorgesehen, dass zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils zunächst ein Partikelschaum-Strang in zumindest einem Oberflächenbereich erwärmt und anschließend zumindest in dem erwärmten Oberflächenbereich in einer Verdichtungsstation unter Bildung einer verdichteten Oberflächenschicht mit Druck beaufschlagt wird. Mit der Druckbeaufschlagung wird in oder auf dem erwärmten Oberflächenbereich eine Versteifungslage angeordnet, die durch die Druckbeauschlagung mit der verdichteten Oberflächenschicht formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird. Die Versteifungslage ist vorzugsweise von einem Bahnmaterial gebildet und kann beispielsweise von einem Vlies und/oder einem Gewebe und/oder von Glasfasern und/oder von Kohlefasern gebildet sein. Die Versteifungslage ermöglicht es, die Gesamt-Stabilität des Partikelschaum-Bauteils wesentlich zu erhöhen, da außenseitig einwirkende Kräfte von der Versteifungslage aufgenommen und großflächig verteilt werden.This object is achieved by a method having the features of claim 1. In this case, it is provided in a known manner that initially heated to a particle foam strand in at least one surface area and then subjected to pressure at least in the heated surface area in a compression station to form a compacted surface layer to produce a particle foam component. With the pressurization, a stiffening layer is arranged in or on the heated surface region, which is connected in a form-fitting and / or material-locking manner by the pressure buttocking with the compacted surface layer. The stiffening layer is preferably formed by a web material and may for example be formed by a nonwoven and / or a woven fabric and / or glass fibers and / or carbon fibers. The stiffening position makes it possible to substantially increase the overall stability of the particle foam component, since outside acting forces are absorbed by the stiffening layer and distributed over a large area.

Der erfindungsgemäße Prozess bewirkt, dass die Herstellung eines Materialverbundes beispielsweise durch Vernetzen infolge thermischen Verschmelzens in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann. Auf diese Weise kann auf eine nachträgliche Stabilisierung durch separate nachgeschaltete Fügeprozesse mit weiteren Materialien bzw. durch Kleben oder Laminieren verzichtet werden.The process according to the invention has the effect that the production of a composite material, for example by crosslinking as a result of thermal fusion, can take place in a single operation. In this way can be dispensed with a subsequent stabilization by separate downstream joining processes with other materials or by gluing or laminating.

Vorzugsweise wird der Partikelschaum-Strang auf zwei entgegengesetzten Seiten vorzugsweise großflächig oder vollflächig erwärmt und verdichtet, wobei vorzugsweise auf dem Partikelschaum-Strang auf diesen beiden erwärmten entgegengesetzten Seite jeweils eine Versteifungslage angeordnet wird.Preferably, the particle foam strand is preferably heated and compacted on two opposite sides over a large area or over the entire area, wherein preferably a stiffening layer is respectively arranged on the particle foam strand on these two heated opposite sides.

Bei der Versteifungslage kann es sich um eine ein- oder mehrschichtige Kunststoff-Folie oder Metall-Folie oder um eine Dämmfilz-Lage handeln. Auf diese Weise ist es möglich, zusätzlich zu der Funktion der Stabilisierung und gegebenenfalls des Dekorierens auch die Funktion einer Dampfsperre oder Dampfbremse oder einer Dämmschicht zu erfüllen. Zu diesem Zweck kann die Versteifungslage auch aus mehreren unterschiedlichen Schichten, beispielsweise einer aus Kunststoff-Folie bestehenden Schicht und einer aus Metall-Folie bestehenden Schicht aufgebaut sein.The stiffening layer may be a single-layer or multi-layer plastic film or metal foil or an insulating felt layer. In this way it is possible, in addition to the function of stabilization and, where appropriate, decorating to fulfill the function of a vapor barrier or vapor barrier or an insulating layer. For this purpose, the stiffening layer may also be composed of several different layers, for example a layer consisting of plastic film and a layer consisting of metal foil.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Druckbeaufschlagung und Verdichtung des Partikelschaum-Stranges erfolgt, indem der Partikelschaum-Strang durch den Walzenspalt eines Walzenpaares hindurchgeführt wird. Die Versteifungslage wird vorzugsweise als endloses Bahnmaterial unmittelbar stromauf des Walzenpaares auf die erwärmten Oberflächenbereiche des Partikelschaum-Stranges aufgelegt und durch die vom Walzenpaar ausgeübte Druckkraft in den Partikelschaum-Strang hineingedrückt. Das erwärmte Material durchdringt und umgreift die beispielsweise netzartige Versteifungslage, so dass diese nach Abkühlen der erwärmten Bereiche des Partikelschaum-Stranges sicher in diesem gehalten ist.In a possible embodiment of the invention can be provided that the pressurization and compression of the particle foam strand is carried out by the particle foam strand is passed through the nip of a pair of rollers. The stiffening layer is preferably placed as an endless web material immediately upstream of the pair of rollers on the heated surface areas of the particle foam strand and pressed by the force exerted by the pair of rollers pressure force in the particle foam strand. The heated material penetrates and embraces the reticular layer, for example, so that it is held securely in this after cooling of the heated areas of the particle foam strand.

Zusätzlich oder alternativ dazu können die Materialien einerseits des Partikelschaum-Stranges und andererseits der Versteifungslage so aufeinander abgestimmt sein, dass zwischen diesen Bauteilen eine stoffschlüssige Verbindung entsteht, wenn die Versteifungslage auf den erwärmten Oberflächenbereich des Partikelschaum-Stranges gedrückt wird. Gegebenenfalls kann die Versteifungslage dazu vorgewärmt sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Walzen des Walzenpaares temperiert bzw. erwärmt werden.Additionally or alternatively, the materials on the one hand of the particle foam strand and on the other hand, the stiffening layer may be coordinated so that a cohesive connection between these components, when the stiffening layer is pressed onto the heated surface region of the particle foam strand. Optionally, the stiffening layer may be preheated to. Additionally or alternatively, it can be provided that the rollers of the roller pair are tempered or heated.

Der Partikelschaum-Strang kann einen Profil-Querschnitt aufweisen, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Partikelschaum-Strang plattenförmig ist.The particle foam strand may have a profile cross-section, but it is preferably provided that the particle foam strand is plate-shaped.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Partikelschaum-Strang in einer der Verdichtungsstationen in nachgeschalteten Bearbeitungsstationen mit einer Beschichtung und/oder einer Farbschicht und/oder einer Strukturierung versehen wird. Auf diese Weise ist es möglich, dem Partikelschaum-Strang ein gewünschtes ästhetisches Erscheinungsbild und gegebenenfalls auch eine gewünschte Oberflächenstruktur zu geben.In a development of the invention, provision may be made for the particle foam strand to be provided with a coating and / or a color layer and / or a structuring in one of the compacting stations in downstream processing stations. In this way it is possible to give the particle foam strand a desired aesthetic appearance and optionally also a desired surface structure.

In gewissen Anwendungsfällen kann vorgesehen sein, dass der Partikelschaum-Strang in einer weiteren Verdichtungsstation einer nochmaligen Verdichtung unterzogen wird. Vorzugsweise ist auch die weitere Verdichtungsstation von einem Walzenpaar gebildet, durch dessen Walzenspalt hindurch der Partikelschaum-Strang geführt wird. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bearbeitungsstation zwischen der Verdichtungsstation und der weiteren Verdichtungsstation angeordnet ist.In certain applications, it may be provided that the particle foam strand is subjected to a further compression in a further compression station. Preferably, the further compression station is formed by a pair of rollers, through the nip through the particle foam strand is guided. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the processing station is arranged between the compression station and the further compression station.

Stromab der weiteren Verdichtungsstation kann eine Schneidstation vorgesehen sein, mit der der Partikelschaum-Strang in Abschnitte vorbestimmter Länge geschnitten werden kann.Downstream of the further compression station, a cutting station can be provided with which the particle foam strand can be cut into sections of predetermined length.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur eine schematische Darstellung der einzelnen Stationen zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Partikelschaum-Bauteils zeigt.Further details and features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing, wherein the single figure shows a schematic representation of the individual stations for carrying out the method for producing a particle foam component according to the invention.

Zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils wird ein endloser Partikelschaum-Strang 10 in einer nur angedeuteten Erwärmstation 11 auf seiner Oberseite und seiner Unterseite mit Wärmeenergie beaufschlagt, wie es durch die Pfeile W dargestellt ist. Durch die Wärmeenergie werden die Oberflächenbereiche 10a und 10b des Partikelschaum-Strangs auf entgegengesetzten Seiten vollflächig erwärmt und zumindest teilweise aufgeschmolzen. Der Partikelschaum-Strang 10 wird durch eine Verdichtungsstation 13 geführt, die ein Walzenpaar 14 aufweist, das von zwei parallel angeordneten, gegenläufig angetriebenen Walzen 14a und 14b gebildet ist, die auf eine gewünschte Temperatur erwärmt bzw. temperiert sind. Zwischen den beiden Walzen 14a und 14b des Walzenpaares 14 ist ein Walzenspalt 15 gebildet, durch den der Partikelschaum-Strang 10 unter Druckbeaufschlagung und Verringerung seiner Höhe hindurchgeführt wird.To produce a particle foam component is an endless particle foam strand 10 in an only indicated heating station 11 applied with heat energy on its upper side and its underside, as shown by the arrows W. Due to the heat energy, the surface areas become 10a and 10b the particle foam strand heated on opposite sides of the entire surface and at least partially melted. The particle foam strand 10 is through a compression station 13 passed, which is a pair of rollers 14 that of two parallel, oppositely driven rollers 14a and 14b is formed, which are heated or tempered to a desired temperature. Between the two rollers 14a and 14b of the roller pair 14 is a nip 15 formed by the particle foam strand 10 is passed under pressurization and reducing its height.

Unmittelbar stromauf der Verdichtungsstation 13 bzw. in dieser wird sowohl oberseitig als auch unterseitig eine bahnförmige Versteifungslage 12 zugeführt und auf die erwärmten Oberflächenbereiche 10a, 10b des Partikelschaum-Strangs 10 aufgebracht. Durch die von den Walzen 14a und 14b auf den Partikelschaum-Strang 10 ausgeübte Druckkraft werden einerseits die Versteifungslagen 12 in das erwärmte Material der Oberflächenbereiche 10a und 10b des Partikelschaum-Strangs hineingedrückt und dieser andererseits unter Bildung einer verdichteten Oberflächenschicht außenseitig verdichtet. Somit sind die Versteifungslagen 12 fest mit dem Partikelschaum-Strang 10 verbunden.Immediately upstream of the compression station 13 or in this is both the top side and bottom side a web-shaped stiffening layer 12 fed and on the heated surface areas 10a . 10b of the particle foam strand 10 applied. Through the rolls 14a and 14b on the particle foam strand 10 exerted compressive force on the one hand, the stiffening layers 12 in the heated material of the surface areas 10a and 10b of the particle foam strand and this on the other hand compacted to form a compacted surface layer on the outside. Thus, the stiffening layers 12 firmly with the particle foam strand 10 connected.

Stromab der Verdichtungsstation 13 ist eine Bearbeitungsstation 16 angeordnet, durch die der Partikelschaum-Strang 10 hindurchgeführt wird. In der Bearbeitungsstation 16 kann der Partikelschaum-Strang 10 einseitig oder beidseitig mit einer Beschichtung und/oder einer Farbschicht und/oder einer Strukturierung versehen werden, wie es symbolisch durch die Pfeile S angedeutet ist.Downstream of the compression station 13 is a workstation 16 arranged through which the particle foam strand 10 is passed. In the processing station 16 can the particle foam strand 10 be provided on one side or both sides with a coating and / or a color layer and / or a structuring, as it is symbolically indicated by the arrows S.

Stromab der Bearbeitungsstation 16 ist eine weitere Verdichtungsstation 17 angeordnet, die ebenfalls ein Walzenpaar 18 mit zwei gegenläufig angetriebenen Walzen 18a und 18b aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt 19 gebildet ist, der kleiner als der Walzenspalt 15 der Verdichtungsstation 13 ist. Der Partikelschaum-Strang 10 ist durch den Walzenspalt 19 der weiteren Verdichtungsstation 17 hindurchgeführt und erfährt dort eine nochmalige Verdichtung.Downstream of the processing station 16 is another compression station 17 arranged, which is also a pair of rollers 18 with two counter-rotating rollers 18a and 18b between which a nip 19 is formed, which is smaller than the nip 15 the compression station 13 is. The particle foam strand 10 is through the nip 19 the further compression station 17 passed through there and undergoes a re-compression.

Stromab der weiteren Verdichtungsstation 17 ist eine Schneidstation 20 mit einem Messer 21 angeordnet, das senkrecht zur Transportrichtung des Partikelschaum-Strangs 10 verstellbar ist, wie es durch den Pfeil C angedeutet ist. Mittels der Schneidstation 20 können Abschnitte vorbestimmter Länge von dem Partikelschaum-Strang 10 in üblicher Weise abgeschnitten werden.Downstream of the other compression station 17 is a cutting station 20 with a knife 21 arranged perpendicular to the transport direction of the particle foam strand 10 is adjustable, as indicated by the arrow C. By means of the cutting station 20 may portions of predetermined length of the particle foam strand 10 be cut in the usual way.

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils, wobei ein Partikelschaum-Strang (10) in zumindest einem Oberflächenbereich (10a, 10b) erwärmt und anschließend in einer Verdichtungsstation (13) zumindest in dem erwärmten Oberflächenbereich (10a, 10b) unter Bildung einer verdichteten Oberflächenschicht mit Druck beaufschlagt wird, wobei mit der Druckbeaufschlagung in oder auf dem erwärmten Oberflächenbereich eine Versteifungslage (12) angeordnet wird, die durch die Druckbeaufschlagung mit der verdichteten Oberflächenschicht formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird.Method for producing a particle foam component, wherein a particle foam strand ( 10 ) in at least one Surface area ( 10a . 10b ) and then in a compression station ( 13 ) at least in the heated surface area ( 10a . 10b ) is pressurized to form a compacted surface layer, wherein with the pressurization in or on the heated surface area a stiffening layer ( 12 ) is arranged, which is positively connected by the pressurization with the compacted surface layer and / or cohesively. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschaum-Strang (10) auf zwei entgegengesetzten Seiten erwärmt und verdichtet wird.A method according to claim 1, characterized in that the particle foam strand ( 10 ) is heated and compressed on two opposite sides. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Partikelschaum-Strang (10) auf zwei entgegengesetzten Seiten jeweils eine Versteifungslage (12) angeordnet wird.A method according to claim 2, characterized in that on the particle foam strand ( 10 ) on two opposite sides each have a stiffening layer ( 12 ) is arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung und Verdichtung des Partikelschaum-Strangs (10) erfolgt, indem der Partikelschaum-Strang (10) durch den Walzenspalt (15) eines Walzenpaares (14) hindurchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pressurization and compression of the particle foam strand ( 10 ) takes place by the particle foam strand ( 10 ) through the nip ( 15 ) of a roller pair ( 14 ) is passed. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (14a, 14b) des Walzenpaares (14) temperiert sind.Method according to claim 4, characterized in that the rollers ( 14a . 14b ) of the roller pair ( 14 ) are tempered. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungslage (12) von einem Vlies und/oder einem Gewebe und/oder von Glasfasern und/oder von Kohlefasern gebildet ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stiffening layer ( 12 ) is formed by a fleece and / or a fabric and / or glass fibers and / or carbon fibers. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschaum-Strang (10) plattenförmig ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the particle foam strand ( 10 ) is plate-shaped. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschaum-Strang (10) in einer der Verdichtungsstationen (13) nachgeschalteten Bearbeitungsstationen (16) mit einer Beschichtung und/oder einer Farbschicht und/oder einer Strukturierung versehen wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the particle foam strand ( 10 ) in one of the compaction stations ( 13 ) downstream processing stations ( 16 ) is provided with a coating and / or a color layer and / or a structuring. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschaum-Strang (10) in einer der Verdichtungsstationen (13) nachgeschalteten weiteren Verdichtungsstation (17) einer nochmaligen Verdichtung unterzogen wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the particle foam strand ( 10 ) in one of the compaction stations ( 13 ) downstream further compression station ( 17 ) is subjected to a re-compaction. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Verdichtungsstation (17) von einem Walzenpaar (18) gebildet ist.Method according to claim 9, characterized in that the further compression station ( 17 ) of a pair of rollers ( 18 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (16) zwischen der Verdichtungsstation (13) und der weiteren Verdichtungsstation (17) angeordnet ist.Method according to claim 9 or 10, characterized in that the processing station ( 16 ) between the compression station ( 13 ) and the further compression station ( 17 ) is arranged.
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