DE102014105093B4

DE102014105093B4 - Verfahren und Mehrkammeranlage zur Herstellung von Keramikschäumen auf Basis von wässrigen Keramiksuspensionen und von harzbasierten Schaumstoffen

Info

Publication number: DE102014105093B4
Application number: DE102014105093.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Püschner
Original assignee: Pueschner & Co KG GmbH
Current assignee: Pueschner & Co KG GmbH
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: DE102014105093A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Keramikschäumen auf Basis von wässrigen Keramiksuspensionen und von harzbasierten Schaumstoffen durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials (28) in Form einer Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält, umfassend: – Auftragen des Materials (28) auf eine Bahn, – Erwärmen des Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufschäumen während des Bewegens der Bahn durch eine erste Mikrowellenkammer (12), – Erwärmen des aufgeschäumten Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Fixieren der beim Aufschäumen entstandenen Zellstruktur des Materials während des Bewegens der Bahn durch eine der ersten Mikrowellenkammer (12) nachgeschaltete zweite Mikrowellenkammer (16), – Erwärmen des fixierten Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufbrechen der Zellstruktur des Materials und Erzeugen eines Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der zweiten Mikrowellenkammer (16) nachgeschaltete dritte Mikrowellenkammer (20) und – Erwärmen oder Warmhalten des Schaumstoffes unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter finalem Aushärten des Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der dritten Mikrowellenkammer (20) nachgeschaltete weitere Kammer oder einen dieser nachgeschalteten Auslaufkanal (22), wobei in der weiteren Kammer oder in dem Auslaufkanal (22) in Transportrichtung in zwei beabstandeten Positionen mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben (156, 158; 160, 162) bereitgestellt werden und durch Bilanzierung der absorbierten Leistungen an den beiden Positionen entlang der Transportrichtung auf den verbleibenden Wasseranteil im Material (28) geschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Mehrkammeranlage zur Herstellung von Keramikschäumen auf Basis von wässrigen Keramiksuspensionen und von harzbasierten Schaumstoffen, insbesondere Schaumstoffen auf Basis von Melaminharz, durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials in Form einer insbesondere wässrigen oder alkoholischen Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält.
Es sind Ausführungen von Mikrowellensystemen und Mikrowellenprozessen bekannt, die zur Schaumherstellung harzbasierter reaktiver Gemische, insbesondere auf Basis von Melaminharz, eingesetzt werden.
Die US 3 216 849 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff unter Einsatz von Mikrowellenenergie nach Auftragen eines Materials auf eine sich bewegende Bahn.
Beispielsweise aus der DE 10 2005 027 552 A1 sind thermoformbare Melamin/Formaldehyd-Schaumstoffe mit geringer Formaldehydemission bekannt. Diese werden durch Erwärmen unter Aufschäumen und Vernetzen einer Mischung, enthaltend ein Melamin/Formaldehyd(MF)-Vorkondensat, einen Harter und ein Treibmittel, hergestellt, wobei vor dem Erwärmen ein Formaldehydfänger zugegeben wird. Das Erwärmen der treibmittelhaltigen Lösung oder Dispersion kann dabei durch Mikrowellenbestrahlung erfolgen. Die Mikrowellenbestrahlung der zu verschäumenden Mischung erfolgt unmittelbar, nachdem sie aus einer Schaumdüse ausgetreten ist. Die dafür verwendeten bzw. verwendbaren existierenden Mikrowellensysteme haben den Nachteil, dass das Erwärmen und reaktive Aufschäumen in einer Multimode-Mikrowellenkammer erfolgt. Das heißt, dass die Wellenlänge der eingekoppelten Mikrowellenleistung ein Vielfaches kleiner als die Abmessungen der Mikrowellenkammer ist. Somit entsteht eine elektrische Feldstärkeverteilung aus unterschiedlichen Feldminima und -maxima. Durch geeignete Anordnungen von Mikrowelleneinkopplungen kann zwar die Verteilung der Feldminima und -maxima verbessert werden, aber können Inhomogenitäten nicht (ganz) vermieden werden.
Insbesondere das in die Mikrowellenkammer einfahrende reaktive Harzgemisch muss sehr gleichmäßig von der Umgebungstemperatur auf eine Temperatur, wie z. B. Siedetemperatur oder Reaktionstemperatur, von z. B. 100°C erwärmt werden. Durch die inhomogene Feldverteilung in einer Multimode-Mikrowellenkammer ist dies nur eingeschränkt möglich. Dadurch kann sich ein sehr unterschiedliches Temperaturprofil entlang einer Transportrichtung in der Mikrowellenkammer ergeben. Diese Temperatur- und Energieunterschiede können große negative Auswirkungen auf die Schaumbildung und die ablaufende Reaktion des Harzgemisches haben. Gewünscht sind eine sehr gleichmäßige Erwärmung und energetische Beladung des Harzgemisches.
Aus diesem Grund wird in der DE 10 2012 015 128 A1 eine Mikrowellenvorwärmung auf Basis eines Single-Mode-Flowheaters zum möglichst gleichmäßigen reaktiven Vorwärmen vorgeschlagen. Man braucht dafür eine Durchlaufanlage, in der der Schaum aufschäumt und aushärtet.
Die CN 2817281 Y offenbart eine Anordnung von kleineren Magnetrons bzw. Mikrowelleneinkopplungen, die in einer reihenförmigen Anordnung an den Seiten- bzw. Bodenblechen einer Mikrowellenkammer installiert sind und ein gleichmäßiges Modengemisch erzeugen sollen. Eine derartige Anordnung ist sehr problematisch, insbesondere wenn die Magnetrons nicht über Zirkulatoren leerlaufgeschützt und ohne Tuner ausgestattet sind, um auf die unterschiedlichen Lastverhältnisse im Applikator optimal angepasst zu sein. Es stellt sich ein dreidimensionales Mikrowellenmodengemisch in der Mikrowellenkammer ein, was stark von der eingebrachten Beladung abhängt. Entsprechend dem Betrag des Stehwellenverhältnisses der Feldstärke am Ort der Magnetroneinkopplung werden die Magnetrons mit unterschiedlichen Ankopplungsverhältnissen bzw. unterschiedlichen Reflexionen belastet. Dadurch ist die tatsächlich abgegebene Leistung des Magnetrons stark beeinträchtigt sowie wird seine Lebensdauer drastisch herabgesetzt, wenn kein Zirkulator (Leerlaufschutz) und Tuner eingesetzt werden. Demzufolge ist die tatsächlich abgegebene Mikrowellenleistung für den Prozess umdefinierten Schwankungen unterworfen, welches sich in einem nichtreproduzierbaren Prozess niederschlägt. Es können Betriebszustände (Moding) entstehen, in denen die Magnetrons höheren Anodenstrom ziehen, als die Stromversorgungen in der Lage sind, zu liefern. Somit können in diesen undefinierten Betriebszuständen nicht nur die Magnetrons Schaden nehmen, sondern auch die Netzteile beschädigt werden.
Aus der CN 101214716 B ist ein Mikrowellen-Schäumungsprozess bekannt. Ausgangsmaterial ist ein Melaminharzgemisch, das auf ein kontinuierlich laufendes Förderband aufgetragen wird, welches durch zwei seitliche Förderbänder sowie ein oberes Förderband begrenzt wird, um das Material beim Aufschäumen zu kalibrieren. Zudem werden dort auch Mikrowellenenergiedichten pro Kilogramm Melaminharzgemisch angegeben.
Die CN 201165038 beschreibt ein Förderbandsystem, das aus einem oberen und einem unteren Förderband sowie zwei seitlichen Förderbändern besteht, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden.
Die CN 102585272 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten hochelastischen Melaminschäumen mit besonders geringer Dichte, das die folgenden Schritte umfasst: Verwendung von Melaminformaldehydharz oder modifiziertem Melaminformaldehydharz als ein Basismaterial und Hinzufügen eines Emulgators, eines Aufschäummittels, eines Härters und von Molekülen mit einem verbesserten Marangoni-Effekt und nach gleichförmiger Emulgierung Erwärmen in einem Mikrowellenofen, eine Zeit lang, das heißt 3–5 Stunden, Aushärten und Formen. Als Marangoni-Effekt-Moleküle werden Silikonöl L-580, Silikonöl L-600, Silikonöl B-8110. Silikonöl B-8123, etc. verwendet. Mittels des Verfahrens soll die Treibmittelmenge reduziert werden, um das Verhältnis von Porendurchmesser zu Schaumkante anzupassen und somit die Qualität des Schaumes zu verbessern.
Die DE 197 38 882 C1 offenbart einen Mikrowellen-Durchlaufofen, bei dem Heizzonen bildende Ofenmodule in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei jeder Ofenmodul ein Gehäuse mit einem Gehäusemantel aufweist, wobei am jeweiligen Gehäusemantel mindestens eine Mikrowellen-Strahlenquelle vorgesehen ist, und wobei sich durch den Mikrowellen-Durchlaufofen ein Transportband hindurch erstreckt.
Die DE 34 32 341 C2 offenbart eine kontinuierlich arbeitende Mikrowellenanlage, durch die ein endloses Transportband geführt wird, wobei die Temperatur des zu behandelnden Gutes berührungslos gemessen und in Abhängigkeit von den gemessenen Werten die Zufuhr der Mikrowellenenergiemenge variiert wird, wobei drei aufeinanderfolgenden Stufen jeweils eine oder mehrere hintereinander geschaltete Mikrowellenkammern zugeordnet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in jeder Phase der Schaumherstellung für eine adäquate Mikrowellenenergiezufuhr zu sorgen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Keramikschäumen auf Basis von wässrigen Keramiksuspensionen und von harzbasierten Schaumstoffen durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials in Form einer Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält, umfassend: Auftragen des Materials auf eine Bahn, Erwärmen des Materials unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufschäumen während des Bewegens der Bahn durch eine erste Mikrowellenkammer, Erwärmen des aufgeschäumten Materials unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Fixieren der beim Aufschäumen entstandenen Zellstruktur des Materials während des Bewegens der Bahn durch eine der ersten Mikrowellenkammer nachgeschaltete zweite Mikrowellenkammer, Erwärmen des fixierten Materials unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufbrechen der Zellstruktur des Materials und Erzeugen eines Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der zweiten Mikrowellenkammer nachgeschaltete dritte Mikrowellenkammer und Erwärmen oder Warmhalten des Schaumstoffes unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter finalem Aushärten des Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der dritten Mikrowellenkammer nachgeschaltete weitere Kammer oder einen dieser nachgeschalteten Auslaufkanal, wobei in der weiteren Kammer oder in dem Auslaufkanal in Transportrichtung in zwei beabstandeten Positionen mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben bereitgestellt werden und durch Bilanzierung der absorbierten Leistungen an den beiden Positionen entlang der Transportrichtung auf den verbleibenden Wasseranteil im Material geschlossen wird. Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Mehrkammeranlage zur Herstellung von Keramikschaum sowie harzbasierten Schaumstoffen durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials in Form von einer Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend: eine erste Mikrowellenkammer, eine der ersten Mikrowellenkammer nachgeschaltete zweite Mikrowellenkammer, eine der zweiten Mikrowellenkammer nachgeschaltete dritte Mikrowellenkammer, eine der dritten Mikrowellenkammer nachgeschaltete weitere Kammer oder einen nachgeschalteten Auslaufkanal, ein Förderband, das sich durch die drei Mikrowellenkammern und die weitere Kammer oder den Auslaufkanal erstreckt, und eine Einrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen des Materials auf das Förderband vor oder in der ersten Mikrowellenkammer, wobei jeder der ersten bis dritten Mikrowellenkammern ein unabhängig voneinander betriebenes Mikrowellensystem aus jeweils mindestens einer Mikrowellenquelle und einer Mikrowelleneinkopplungseinrichtung zugeordnet ist und die weitere Kammer oder der Auslaufkanal zur Bilanzierung und zum Vergleich der absorbierten Mikrowellenleistung mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben aufweist. Die Mikrowellenquelle kann zum Beispiel ein Mikrowellen-Generator sein und die Mikrowelleneinkopplungseinrichtung dient zum Einkoppeln der Mikrowellen in die jeweilige Mikrowellenkammer bzw. weitere Kammer.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird als mindestens eine der Mikrowellenkammern eine Multimode-Mikrowellenkammer eingesetzt. Das heißt, dass die Wellenlänge der eingekoppelten Mikrowellenleistung ein Vielfaches kleiner als die Abmessungen der Kammer ist.
Günstigerweise wird in mindestens einer der Mikrowellenkammern mindestens ein Feldrührer (Modestirrer) zur Vergleichmäßigung der Mikrowellenenergieverteilung eingesetzt.
Zweckmäßigerweise werden die Mikrowellenenergieverteilungen der Mikrowellenkammern vorab in einem Einfahrschritt eingemessen und/oder werden sogenannte Referenz-Temperaturspuren auf der Oberfläche des Materials überwacht. Dies soll sicherstellen, dass die zuvor eingemessenen Mikrowellenergieverteilungen auch in Produktvolumen erhalten bleiben. Das Einmessen in einem Einfahrschritt kann auch als Teaching bezeichnet werden.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird/werden die Moden-Verteilung(en) in den Mikrowellenkammern so eingestellt, dass die entlang der Bewegungsrichtung der Bahn aufgenommenen Mikrowellenenergien in allen Schaumstoffebenen am Auslauf der jeweiligen Mikrowellenkammer und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals nahezu gleichgroß sind. Mit „nahezu gleichgroß” soll eine Schwankung von ±10 Prozent gemeint sein.
Vorteilhafterweise wird mindestens eine der Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Konzentration eines Treibmittelgases, fremdbelüftet, insbesondere wobei die Fremdbelüftung unter Unterdruck durchgeführt wird. Dies ist insbesondere für einen Explosionsschutz sinnvoll.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei der Mikrowellenkammern über einen Zwischentunnel miteinander verbunden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass als Bahn ein Förderband oder eine Trennfolie auf einem Förderband eingesetzt wird. Wenn die Bahn ein Förderband ist, sollte letzteres aus einem nicht an dem Material bzw. dem Schaumstoff anhaftenden Material bestehen.
Günstigerweise wird das Material während des Bewegens durch die erste Mikrowellenkammer und durch zumindest einen Teil der zweiten Mikrowellenkammer mittels mitgeschleppter, vorzugsweise atmungsaktiver, Trennfolien seitlich und/oder oben stabilisiert, insbesondere wobei die Trennfolien aufgrund von Haftung an dem Material mitgeschleppt. Dadurch kann von einem aktiven Antrieb der Trennfolie abgesehen werden. Dadurch kann von einem aktiven Antrieb der Trennfolie abgesehen werden. Zudem kann es durch die Trennfolie und/oder einen mikrowellendurchlässigen Kanal auch kalibriert werden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Material kontinuierlich durch die Mikrowellenkammern und die weitere Kammer oder den Auslaufkanal bewegt.
Günstigerweise werden die Eigenschaften, insbesondere der verbleibende Wasseranteil, des Schaumstoffes vor der weiteren Kammer oder dem Auslaufkanal so eingestellt, dass über die Länge der Kammer oder des Auflaufkanals eine ausreichende Mikrowellenabsorption stattfindet. Eine ausreichende Mikrowellenabsorption liegt üblicherweise vor, wenn die gesetzlichen Vorschriften für die Leckage von Mikrowellen erfüllt sind. Der derzeitige internationale Richtwert beträgt ≤ 5 mW/cm².
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in der weiteren Kammer oder in dem Auslaufkanal in Transportrichtung in beabstandeten Positionen mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben bereit gestellt werden und durch Bilanzierung der absorbierten Leistungen an den beiden Positionen entlang der Transportrichtung auf den verbleibenden Wasseranteil im Material geschlossen wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Auftragen des Materials auf die Bahn vor oder in der ersten Mikrowellenkammer erfolgt.
Günstigerweise wird das Material vor oder nach dem Auftragen auf die Bahn durch Zufuhr einer vorab festgelegten Energiemenge durch Mikrowellenbestrahlung vorgewärmt.
Günstigerweise weist bei der Mehrkammeranlage mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern mindestens einen Feldrührer (Modestirrer) auf.
Vorteilhafterweise weist mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals eine Einrichtung zur Messung der Mikrowellenenergieverteilungen auf und/oder mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals eine Einrichtung zur Überwachung von Referenz-Temperaturspuren an der Oberfläche des Materials auf und/oder mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals eine vorzugsweise unabhängige Fremdbelüftungseinrichtung vorzugsweise unter Unterdruck auf.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sie zusätzlich eine Einrichtung zur Messung der Konzentration von mindestens einem Prozessgas im Abluftstrom der Fremdbelüftungseinrichtung aufweist. Das Prozessgas kann z. B. Pentan (Treibmittel), Formaldehyd (Weichmacher) und Ameisensäure (zum Aushärten) sein.
Vorteilhafterweise weist die weitere Kammer oder der Auslaufkanal mindestens eine Mikrowellenabsorberhaube oder zur Bilanzierung und zum Vergleich der absorbierten Mikrowellenleistung mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben auf.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn die weitere Kammer/der Auslaufkanal eine mikrowellendichte Tür, vorzugsweise eine Klapptür, am Ausgang aufweist.
Günstigerweise weist die Mehrkammeranlage einen der ersten Mikrowellenkammer vorgeschalteten Einlaufkanal vorzugsweise mit einem Einlaufchoke und/oder eine Mikrowellenvorwärmeinrichtung in oder vor der ersten Mikrowellenkammer, vorzugsweise in dem Einlaufkanal, auf.
Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei der Mikrowellenkammern über einen Zwischentunnel miteinander verbunden.
Schließlich weist die Mehrkammeranlage vorteilhafterweise eine Einrichtung zum vorzugsweise kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie von einer Rolle, Auflegen derselben auf das Förderband vor der Einrichtung zum Auftragen des Materials und vorzugsweise kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle in der Nähe der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals, aber außerhalb derselben/desselben auf und/oder auf jeder Seite des Förderbandes eine Einrichtung zum vorzugsweise kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie von einer Rolle, seitlichen Anlegen der Trennfolie an die vertikalen Ränder des Materials im Bereich der ersten Mikrowellenkammer und vorzugsweise kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle in der Nähe der zweiten Mikrowellenkammer, aber außerhalb derselben auf und/oder eine Einrichtung zum vorzugsweise kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie von einer Rolle, Auflegen derselben auf das Material auf dem Förderband hinter der Einrichtung zum Auftragen des Materials und vorzugsweise kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle hinter der dritten Mikrowellenkammer auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch mehrere hintereinandergeschaltete Mikrowellenkammern und ggf. auch noch eine weitere Kammer, die unabhängig voneinander betreibbar sind, in jeder Phase der Schaumherstellung eine jeweilige adäquate Mikrowellenenergiezufuhr ermöglicht wird. Anders gesagt, erlaubt die vorliegende Erfindung die gezielte Beaufschlagung des zur Schaumherstellung verwendeten Materials mit der jeweils optimalen Energie für jede Prozessphase.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert wird. Dabei zeigt:
1 eine Seitenansicht von einer Mehrkammeranlage zur Herstellung von harzbasierten Schaumstoffen gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht auf einen Teil der Mehrkammeranlage von 1 von oben; und
3 eine perspektivische Ansicht von der Mehrkammeranlage von 1 von schräg vorne links.
Wie sich am besten anhand der 1 ergibt, weist die Mehrkammeranlage 10 eine erste Mikrowellenkammer 12, eine der ersten Mikrowellenkammer 12 nachgeschaltete und über einen Zwischentunnel 14 verbundene zweite Mikrowellenkammer 16, eine der zweiten Mikrowellenkammer 16 nachgeschaltete und über einen Zwischentunnel 18 verbundene dritte Mikrowellenkammer 20, einen der dritten Mikrowellenkammer 20 nachgeschalteten, sich direkt anschließend Auslaufkanal 22, beispielsweise ein geschlossener metallischer Kanal, ein kontinuierlich laufendes beziehungsweise betreibbares Förderband 24, das sich durch die drei Mikrowellenkammern 12, 16 und 20 und die dazwischen befindlichen Zwischentunnel 14 und 16 sowie den Auslaufkanal 22 erstreckt, und eine Einrichtung 26 zum Auftragen eines Materials 28 auf das Förderband 24 am Eingang eines zur Mehrkammeranlage 10 gehörenden der ersten Mikrowellenkammer 12 vorgeschalteten Einlaufkanals 30 auf, durch den sich das Förderband 24 auch erstreckt. Das schaumbildende Material 28 kann ganz allgemein eine insbesondere wässrige oder alkoholische Lösung oder eine Dispersion, welche ein Treibmittel und/oder eine chemische Verbindung, die unter Gasbildung reagiert oder sich zersetzt, enthält, sein. Im vorliegenden Beispiel basiert das Material 28 auf Melaminharz.
Die Einrichtung 26 zum Auftragen des Materials kann beispielsweise eine Entspannungseinrichtung (wie zum Beispiel eine Düse, zum, vorzugsweise zeilenweisen, Auftragen des Materials) sein oder umfassen.
Der Einlaufkanal 30 ist mit einem unabhängigen Mikrowellensystem 32 versehen, das eine Mikrowellenquelle in Form eines Magnetrons 34 sowie eine Mikrowelleneinkopplungseinrichtung 36 mit einem Zirkulator 38 und einem Tuner 40 aufweist.
Jede der ersten bis dritten Mikrowellenkammern 12, 16 und 20 weist ebenfalls ein eigenes unabhängiges Mikrowellensystem 42 beziehungsweise 52 beziehungsweise 62 mit jeweils einem Magnetron 44 bzw. 54 bzw. 64, einer Mikrowelleneinkopplungseinrichtung 46 bzw. 56 bzw. 66, einem Zirkulator 48 bzw. 58 bzw. 68 und einem Tuner 50 bzw. 60 bzw. 70 auf. Zudem weist jede der ersten bis dritten Mikrowellenkammern 12, 16 und 20 jeweils eine unabhängige Fremdbelüftungseinrichtung 72 bzw. 82 bzw. 92 auf, die jeweils ein Einlaufgebläse 74 bzw. 84 bzw. 94, dem jeweils ein Wärmetauscher 76 bzw. 86 bzw. 96 vorgeschaltet ist, ein Auslaufgebläse 78 bzw. 88 bzw. 98 und eine Einrichtung 80 bzw. 90 bzw. 100 zur Messung der Konzentration eines Treibmittels aufweist.
Zudem weist jede der drei Mikrowellenkammern 12, 16, 20 eine Druckmesseinrichtung 79 bzw. 89 bzw. 99 auf.
Der Auslaufkanal 22 weist in diesem Beispiel zwei in seiner Längsrichtung hintereinander angeordnete Fremdbelüftungseinrichtungen 102 und 112 auf, die jeweils ein Einlaufgebläse 104 bzw. 114, einen dem jeweiligen Einlaufgebläse vorgeschalteten Wärmetauscher 106 bzw. 116, ein Auslaufgebläse 108 bzw. 118 und eine Einrichtung 110 beziehungsweise 120 zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases aufweisen. Die Wärmetauscher 76, 86, 96 und 106 sowie 116 dienen jeweils zur Vorwärmung der zugeführten Luft. Zudem sind auch noch zwei Druckmesseinrichtungen 109 und 119 vorgesehen.
Ohne darauf beschränkt zu sein, kann/können die Mikrowellenkammern und/oder die Zwischentunnel und/oder der Auslaufkanal aus elektrisch leitendem Stahl hergestellt sein. Vorteilhafterweise besteht das Förderband aus einem hochtemperaturbeständigem Kunststoff (z. B. bis maximal 240°C).
In jeder der ersten bis dritten Mikrowellenkammer 12, 16, 20 ist unterhalb der Mikrowelleneinkopplung auch jeweils ein oder mehrere ansteuerbare(r) Modestirrer 122 beziehungsweise 124 beziehungsweise 126 angeordnet.
Wie zumindest in Kombinationen mit den 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Mehrkammeranlage 10 auch eine Einrichtung 128 zum kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie 130 von einer Rolle 132 über eine Umlenkrolle 134, Auflegen der Trennfolie 130 auf das Förderband 24 in dem Einlaufkanal 30 und kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie über eine Umlenkrolle 136 auf eine Rolle 138 hinter dem Ausgang des Auslaufkanals 22 auf.
Zusätzlich ist auf beiden Seiten des Förderbandes 24 jeweils eine Einrichtung 140 zum kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie 142 von einer Rolle 144 und führen derselben durch einen seitlichen Schlitz basierend auf einem Mikrowellenfilter 145 in die erste Mikrowellenkammer 12 seitlich von der ersten Mikrowellenkammer 12, seitlichen Anlegen der Trennfolie 142 an die vertikalen Ränder des Materials 28 in der ersten Mikrowellenkammer 12 und Führen derselben durch einen seitlichen Schlitz 147 in der zweiten Mikrowellenkammer 16 sowie kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle 146 seitlich von der zweiten Mikrowellenkammer 16 vorgesehen. Der Schlitz 147 könnte sich auch in der dritten Mikrowellenkammer 20 befinden.
Die Mehrkammeranlage 10 weist auch eine Einrichtung 148 zum kontinuierlichen Abrollen einer Trennfolie 150 von einer Rolle 152, Auflegen der Trennfolie 150 auf das Material 28 und kontinuierlichen Aufrollen der Trennfolie 150 auf eine Rolle 154 hinter der dritten Mikrowellenkammer 20 auf.
Die Rollen können zum Beispiel aus Stahl (außen) sowie zum Beispiel aus Kunststoff (dielektrisch nahezu verlustfrei) bzw. zum Beispiel Stahl innen bestehen.
Nachfolgend soll anhand eines Beispiels erläutert werden, wie die Mehrkammeranlage zur Herstellung von harzbasierten Schaumstoffen verwendet werden kann.
Am Eingang des Einlaufkanals 30 wird Material 28 mittels der Einrichtung 26 zum Auftragen des Materials auf die Trennfolie 130 auf dem Förderband 24 aufgetragen und mittels einer Mikrowellenvorwärmeinrichtung, die das Mikrowellensystem 32 umfasst, vorgewärmt. Beim nachfolgenden Eintreten des Materials 28 in die erste Mikrowellenkammer 12 wird das viskose Reaktionsgemisch dort mittels des Mikrowellensystems 42 während des Bewegens durch die erste Mikrowellenkammer erwärmt beziehungsweise erhitzt und schäumt dann langsam auf, wobei das Treibmittel in der geschlossenen und viskosen Zellstruktur des Melaminharzschaumes verdampft und im Gasvolumen expandiert.
Nachfolgend wird die Zellstruktur des aufgeschäumten Materials 28 in der zweiten Mikrowellenkammer 16 mittels des Mikrowellensystems 52 fixiert und bekommt es durch den beigefügten Harter mechanisch stabile Eigenschaften. In der dritten Mikrowellenkammer 20 wird dann mittels Mikrowellenbestrahlung durch das Mikrowellensystem 62 das Treibmittel dazu gebracht, sich weiter in der Gasphase auszudehnen und so hohe Partialdrücke in den Zellstrukturen zu erzeugen, dass diese letztendlich aufbrechen, was zum Entweichen des Treibmittels führt.
In dem Auslaufkanal 22 wird danach durch weitere Energiezufuhr die endgültige Aushärtung der Schaumstruktur des Materials erreicht, bei der der Schaumstoff seine finalen physikalischen Eigenschaften erhält. In jeder der Phasen der Schaumherstellung bzw. in jeder der drei Mikrowellenkammern und dem Auslaufkanal erhält der Schaumstoff bzw. das Material gezielt unterschiedliche Energiemengen, da er bzw. es in den unterschiedlichen Phasen auch unterschiedliche Energiezufuhr benötigt.
Im vorliegenden Beispiel weist der resultierende Schaumstoff eine Breite von ca. 1,3 m und eine Höhe von ca. 0,5 m auf. Davon werden üblicherweise Schaumstoffe mit einer Länge von ca. 3 m abgeschnitten. Ganz allgemein kann die Breite vorzugsweise im Bereich von ca. 0,8 m bis ca. 1,5 m liegen und kann die Höhe vorzugsweise im Bereich von 0,3 m bis 0,6 m liegen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das aufzuschäumende Material mit circa 300 kg/h dosiert und/oder wird eine Mikrowellenleistung von circa 50–180 kW verwendet. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können davon circa 20–60 kW Mikrowellenleistung in der ersten Mikrowellenkammer, circa 20–60 kW in der zweiten Mikrowellenkammer und circa 10–60 kW Mikrowellenleistung in der dritten Mikrowellenkammer verwendet werden. Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Gebläsetemperaturen in den ersten bis dritten Mikrowellenkammern im Bereich zwischen circa 60–130°C liegen. Vorteilhafterweise liegen die Gebläsetemperaturen im Auslaufkanal bei maximal circa 200°C.
Vorteilhafterweise laufen die Zu- und Abluftgebläse im Bereich von circa 2000–10000 qm/h.
Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Produktinput von einem Melaminharzgemisch mit zum Beispiel Pentan, Ameisensäure und Formaldehyd sich im Bereich von circa 50–500 kg/h bewegt. Vorteilhafterweise beträgt die Durchlaufgeschwindigkeit des Förderbandes circa 1 m/min.
Die Mikrowellensysteme 42, 52 und 62 lassen sich genau auf den jeweiligen Herstellungsabschnitt abstimmen (tunen), womit der energetische Wirkungsgrad ebenfalls maximiert wird. Dies lässt sich mit mehreren Magnetrons in einer einzigen Mikrowellenkammer nicht ausreichend erzielen.
Da die Abmessungen der Mikrowellenkammern 12, 16 und 20 viel größer als die Grundwellenlänge der eingekoppelten Mikrowellenenergie sind, werden Modestirrer (Feldrührer) 122, 124 und 126 zur Vergleichmäßigung der Mikrowellenenergieverteilung verwendet. Die Mikrowellenenergieverteilungen können beim Einfahren der Mehrkammeranlage bzw. Anlage eingemessen werden, d. h. geteached werden. Über sogenannte Referenz-Temperaturpunkte auf der Oberfläche des sich vorbeibewegenden Materials werden dann Temperaturen überwacht, die sicherstellen, dass die zuvor eingemessenen Mikrowellenenergieverteilungen auch im Produktvolumen erhalten bleiben, weil es keine sprunghaften Änderungen von Temperaturen im Produktvolumen gibt und daher die Produktoberflächentemperatur auch repräsentativ für die darunterliegende Produkttemperatur im Inneren ist.
In dem hier beschriebenen Beispiel wird eine Modenverteilung angestrebt, in der die aufgenommenen Mikrowellenenergien in allen Schaumebenen entlang der Transportrichtung in der Summe am Auslauf der jeweiligen Mikrowellenkammer nahezu gleiche Werte aufweisen.
Da die verwendeten Treibmittel meist aus brennbaren Lösungsmitteln bestehen, werden die Fremdbelüftungseinrichtungen 72, 82 und 92 sowie 102 und 112 eingesetzt, um eine untere Explosionsgrenze sicher zu unterschreiten. Im jeweiligen Abluftstrom befindet sich jeweils eine Einrichtung 90 bzw. 100 bzw. 110 bzw. 120 zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Treibgasvolumen in jedem Prozessschritt individuell eingestellt. Zum Beispiel treten beim Aufbrechen der Zellstruktur erhöhte Treibmittelgaskonzentrationen auf, so dass hier gezielt mit höheren Gebläseleistungen die Explosionsgrenze sicher eingehalten wird. Da die Zwischentunnel zwischen den Mikrowellenkammern nahezu vollständig mit dem Schaumteppich ausgefüllt sind, findet auch nahezu keine Beeinflussung der benachbarten Mikrowellenkammern durch Mikrowellen und Quer-Luftaustausch statt, so dass sich die einzelnen Mikrowellenkammern und der Auslaufkanal sowohl von der Belüftung als auch von der eingetragenen Mikrowellenleistung sehr gut bilanzieren lassen, was dem Explosionsschutzkonzept entgegenkommt.
Aufgrund der vielen Öffnungen, wie z. B. Einlauf und Auslauf etc., ist es von Vorteil, wenn die Fremdbelüftungseinrichtungen unter Unterdruck gefahren werden, damit keine explosionsfähige Atmosphäre aus den Mikrowellenkammern und dem Auslaufkanal in die Umgebung gelangen kann.
Da üblicherweise der Schaumteppich sehr klebrig ist und sowohl seitlich als auch von oben stabilisiert und kalibriert werden sollte, sind die Trennfolien 142 und 150 vorgesehen.
Diese müssen nicht aktiv gefördert werden, d. h. ohne Zugspannung gefördert werden, sondern können mitlaufen bzw. mitgeschleppt werden, wobei sie vorteilhafterweise durch eine äußere mikrowellentransparente Stützstruktur geführt werden. Vorteilhafterweise sind die Trennfolien atmungsaktiv. Sie üben keine aktive Förderfunktion aus, d. h., dass sie keine Zugkräfte übertragen, sondern laufen durch den Transportvorschub des Förderbandes 24 einfach mit und werden wieder aufgerollt. Sie werden also nur – getrieben durch das Förderband 24 – mitgeschleppt.
Da der Schaumstoff am Auslauf des Auslaufkanals 22 komplett ausgebildet ist und somit seine Querschnittsabmessungen ein Mehrfaches der Grundwellenlänge der Mikrowellen aufweisen, können Choke- und Filterstrukturen zur Reflexion der Mikrowellenenergie nur schwerlich eingesetzt werden. Auch sind normale Mikrowellenabsorber nur bedingt einsetzbar. Dies gelingt jedoch über einen langen Auslaufkanal erreicht, wobei die Produkteigenschaften, insbesondere der verbleibende Wasseranteil im Schaumteppich, so eingestellt werden, dass über die Länge des Auslaufkanals ausreichend Mikrowellenabsorption auftritt. Die Länge der Auslaufkanals liegt vorteilhafterweise im Bereich von mehr als das Fünfzehnfache der Grundwellenlänge der Mikrowellen.
Zusätzlich sind noch Mikrowellenabsorberhauben 156, 158, 160 und 162 (siehe 1), wobei davon jeweils zwei gegenüberliegend angeordnet sind, im Auslaufkanal installiert, die die Aufgabe haben, das Mikrowellenfeld auseinanderzuziehen und den ausgezogenen Anteil der Mikrowellenleistung in einer Mikrowellenabsorberhaube dann thermisch über Absorbermaterial zu vernichten.
Hierzu zeigt die 1 auch den Feldstärkeverlauf, das heißt, den Betrag des elektrischen Feldes |E|. Die gestrichelte Linie zeigt den Fall für ein trockenes Produkt (keine oder nur geringe Dämpfung der Feldstärke), während die durchgezogene Linie den Normalfall der Dämpfung in Förderrichtung im Auslaufkanal zeigt. Die Mikrowellenabsorberhauben überwachen die absorbierende Wirkung des Produkts, Im Normalfall soll das Produkt im Auslauf der dritten Mikrowellenkammer noch 10% Restfeuchte aufweisen. Wenn es aber komplett trocken ist, also eine Restfeuchte von 0% aufweist, dann ergibt sich eine andere absorbierende Wirkung im Auslaufkanal. Durch die geänderten absorbierenden Bedingungen würden in den Mikrowellenabsorberhauben andere Leistungen umgesetzt werden. Wenn man die absorbierte Leistung in den Mikrowellenabsorberhauben zum Beispiel kalorimetrisch misst, können dadurch Rückschlüsse durch die beiden umgesetzten Leistungen der Absorber auf die absorbierenden Eigenschaften des Produktes gewonnen werden. Somit kann man auf die Eigenschaften des Produktes (zumindest den Wasseranteil) rückschließen und durch Änderung der Mikrowellenleistung den Wasseranteil auf einem Sollwert von zum Beispiel 10% halten.
Idealerweise sind jedoch zwei Mikrowellenabsorberhauben (oben und unten) an einer jeweiligen Position entlang der Transportrichtung angeordnet, die mit wasserdurchströmten Spiralen die Mikrowellenleistung in thermische Energie umwandeln. Der Durchfluss des Wassers als auch die Einlauf- und Auslauftemperatur werden gemessen, so dass sich die thermisch umgesetzte Leistung als Summe der oben und unten absorbierten Leistungen je Position bilanzieren lässt. Der relative Vergleich der absorbierten Mikrowellenleistung in den beiden Mikrowellenabsorberhaubenpositionen entlang der Transportrichtung lässt Rückschlüsse auf das Absorptionsverhalten des Schaumes zu. Insbesondere kann bei ähnlich hohen Werten der thermischen Leistung in beiden Positionen auf bereits zu trockenes Material geschlossen werden. Bei einer Eingangsfeuchte in den Auslaufkanal von ca. 10% Restfeuchte ergeben sich charakteristische Werte, insbesondere durch die Eigenabsorption des Materials, so dass sich in dieser Kombination die gesetzlichen Grenzwerte von 5 mW/cm² am Auslauf auch einhalten lassen.
Für den Zustand des Anfahrens der Mehrkammeranlage, in dem der Auslaufkanal noch nicht mit Produkt (Schaumstoff) gefüllt ist, ist in diesem Beispiel eine mikrowellendichte Klapptür vorgesehen, die sich erst kurz vor Erreichen des Schaumteppichs öffnet. In dem Auslaufkanal findet durch erhöhte Gebläsetemperaturzufuhr die finale Aushärtung des Schaumteppichs statt.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Mehrkammeranlage
12: erste Mikrowellenkammer
14: Zwischentunnel
16: zweite Mikrowellenkammer
18: Zwischentunnel
20: dritte Mikrowellenkammer
22: Auslaufkanal
24: Förderband
26: Einrichtung zum Auftragen des Materials
28: Material
30: Einlaufkanal
32: Mikrowellensystem
34: Magnetron
36: Mikrowellensystem
34: Magnotron
36: Mikrowelleneinkopplungseinrichtung
38: Zirkulator
40: Tuner
42: Mikrowellensystem
44: Magnetron
46: Mikrowelleneinkopplungseinrichtug
48: Zirkulator
50: Tuner
52: Mikrowellensystem
54: Magnetron
56: Mikrowelleneinkopplungseinrichtung
58: Zirkulator
60: Tuner
62: Mikrowellensystem
64: Magnetron
66: Mikrowelleneinkopplungseinrichtung
68: Zirkulator
70: Tuner
72: Fremdbelüftungseinrichtung
74: Einlaufgebläse
76: Wärmetauscher
78: Auslaufgebläse
79: Druckmesseinrichtung
80: Einrichtung zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases
82: Fremdbelüftungseinrichtung
84: Einlaufgebläse
86: Wärmetauscher
88: Auslaufgebläse
89: Druckmesseinrichtung
90: Einrichtung zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases
92: Fremdbelüftungseinrichtung
94: Einlaufgebläse
96: Wärmetauscher
98: Auslaufgebläse
99: Druckmesseinrichtung
100: Einrichtung zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases
102: Fremdbelüftungseinrichtung
104: Einlaufgebläse
106: Wärmetauscher
108: Auslaufgebläse
109: Druckmesseinrichtung
110: Einrichtung zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases
112: Fremdbelüftungseinrichtung
114: Einlaufgebläse
116: Wärmetauscher
118: Auslaufgebläse
119: Druckmesseinrichtung
120: Einrichtung zur Messung der Konzentration eines Treibmittelgases
122, 124, 126: Modestirrer
128: Einreichung zum kontinuierlichen Abrollen
130: Trennfolie
132: Rolle
134, 136: Umlenkrollen
138: Rolle
140: Einrichtung
142: Trennfolie
144: Rolle
145: Schlitz
146: Rolle
147: Schlitz
148: Einrichtung
150: Trennfolie
152: Rolle
154: Rolle
156, 158, 160, 162: Mikrowellenabsorberhauben

Claims

Verfahren zur Herstellung von Keramikschäumen auf Basis von wässrigen Keramiksuspensionen und von harzbasierten Schaumstoffen durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials (28) in Form einer Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält, umfassend: – Auftragen des Materials (28) auf eine Bahn, – Erwärmen des Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufschäumen während des Bewegens der Bahn durch eine erste Mikrowellenkammer (12), – Erwärmen des aufgeschäumten Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Fixieren der beim Aufschäumen entstandenen Zellstruktur des Materials während des Bewegens der Bahn durch eine der ersten Mikrowellenkammer (12) nachgeschaltete zweite Mikrowellenkammer (16), – Erwärmen des fixierten Materials (28) unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter Aufbrechen der Zellstruktur des Materials und Erzeugen eines Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der zweiten Mikrowellenkammer (16) nachgeschaltete dritte Mikrowellenkammer (20) und – Erwärmen oder Warmhalten des Schaumstoffes unter zumindest zeitweiliger Bestrahlung mit Mikrowellen unter finalem Aushärten des Schaumstoffes während des Bewegens der Bahn durch eine der dritten Mikrowellenkammer (20) nachgeschaltete weitere Kammer oder einen dieser nachgeschalteten Auslaufkanal (22), wobei in der weiteren Kammer oder in dem Auslaufkanal (22) in Transportrichtung in zwei beabstandeten Positionen mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben (156, 158; 160, 162) bereitgestellt werden und durch Bilanzierung der absorbierten Leistungen an den beiden Positionen entlang der Transportrichtung auf den verbleibenden Wasseranteil im Material (28) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine der Mikrowellenkammern eine Multimode-Mikrowellenkammer eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Mikrowellenkammern (12; 16; 20) mindestens ein Feldrührer (122; 124; 126) zur Vergleichmäßigung der Mikrowellenenergieverteilung eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenenergieverteilungen der Mikrowellenkammern (12; 16; 20) vorab in einem Einfahrschritt eingemessen werden und/oder dass Referenz-Temperaturspuren auf der Oberfläche des Materials (28) überwacht werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Moden-Verteilung(en) in den Mikrowellenkammern (12; 16; 20) so eingestellt wird/werden, dass die entlang der Bewegungsrichtung der Bahn aufgenommenen Mikrowellenenergien in allen Schaumstoffebenen am Auslauf der jeweiligen Mikrowellenkammer (12, 16 oder 20) und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals (22) nahezu gleich groß sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Mikrowellenkammern (12; 16; 20) und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals (22), vorzugsweise in Abhängigkeit von der Konzentration eines Treibmittelgases, fremdbelüftet wird, insbesondere wobei die Fremdbelüftung unter Unterdruck durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Bahn ein Förderband oder eine Trennfolie (130) auf einem Förderband (24) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material während des Bewegens durch die erste Mikrowellenkammer und durch zumindest einen Teil der zweiten Mikrowellenkammer mittels mitgeschleppter Trennfolien (142; 150) seitlich und/oder oben stabilisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften, insbesondere der verbleibende Wasseranteil, des Schaumstoffes vor der weiteren Kammer oder dem Auslaufkanal (22) so eingestellt werden, dass über die Länge der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals (22) eine ausreichende Mikrowellenabsorption stattfindet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (28) vor oder nach dem Auftragen auf die Bahn durch Zufuhr einer vorab festgelegten Energiemenge durch Mikrowellenbestrahlung vorgewärmt wird.
Mehrkammeranlage (10) zur Herstellung von Keramikschaum sowie harzbasierten Schaumstoffen durch Erwärmen mittels Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen eines schaumbildenden Materials (28) in Form von einer Lösung oder einer Dispersion, welche ein Treibmittel enthält, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: – eine erste Mikrowellenkammer (12), – eine der ersten Mikrowellenkammer (12) nachgeschaltete zweite Mikrowellenkammer (16), – eine der zweiten Mikrowellenkammer (16) nachgeschaltete dritte Mikrowellenkammer (20), – eine der dritten Mikrowellenkammer (20) nachgeschaltete weitere Kammer oder einen nachgeschalteten Auslaufkanal (22), – ein Förderband (24), das sich durch die drei Mikrowellenkammern (12; 16; 20) und die weitere Kammer oder den Auslaufkanal (22) erstreckt, und – eine Einrichtung (26) zum direkten oder indirekten Auftragen des Materials (28) auf das Förderband (24) vor oder in der ersten Mikrowellenkammer (12), wobei jeder der ersten bis dritten Mikrowellenkammern (12; 16; 20) ein unabhängig voneinander betriebenes Mikrowellensystem (32, 42, 52 oder 62) aus jeweils mindestens einer Mikrowellenquelle und einer Mikrowelleneinkopplungseinrichtung (36, 46, 56 oder 66) zugeordnet ist und die weitere Kammer oder der Auslaufkanal zur Bilanzierung und zum Vergleich der absorbierten Mikrowellenleistung mindestens zwei Mikrowellenabsorberhauben (156, 158 oder 160 und 162) aufweist.
Mehrkammeranlage (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern (12; 16; 20) mindestens einen Feldrührer (122 oder 124 oder 126) aufweist.
Mehrkammeranlage (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals eine Einrichtung zur Messung der Mikrowellenenergieverteilungen aufweist und/oder mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals eine Einrichtung zur Überwachung von Referenz-Temperaturspuren in der Oberfläche des Materials aufweist und/oder mindestens eine der ersten bis dritten Mikrowellenkammern (12; 16; 20) und der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals (22) eine Fremdbelüftungseinrichtung (72; 82; 92; 102; 112) aufweist.
Mehrkammeranlage (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Einrichtung (80 oder 90 oder 100 oder 110 oder 120) zur Messung der Konzentration von mindestens einem Prozessgas im Abluftstrom der Fremdbelüftungseinrichtung (72 oder 82 oder 92 oder 102 oder 112) aufweist.
Mehrkammeranlage (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen der ersten Mikrowellenkammer vorgeschalteten Einlaufkanal (30) und/oder eine Mikrowellenvorwärmeinrichtung in oder vor der ersten Mikrowellenkammer (12), aufweist.
Mehrkammeranlage (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (128) zum Abrollen einer Trennfolie (130) von einer Rolle (132), Auflegen derselben auf das Förderband (24) vor der Einrichtung (26) zum Auftragen des Materials und Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle (138) in der Nähe der weiteren Kammer oder des Auslaufkanals (22), aber außerhalb derselben/desselben aufweist und/oder dass sie auf jeder Seite des Förderbandes eine Einrichtung (140) zum Abrollen einer Trennfolie (142) von einer Rolle (144), seitlichen Anlegen der Trennfolie an die vertikalen Ränder des Materials (28) im Bereich der ersten Mikrowellenkammer (12) und Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle (146) in der Nähe der zweiten Mikrowellenkammer (16), aber außerhalb derselben aufweist und/oder dass sie eine Einrichtung (148) zum Abrollen einer Trennfolie (150) von einer Rolle (152), Auflegen derselben auf das Material (28) auf dem Förderband (24) hinter der Einrichtung (26) zum Auftragen des Materials und Aufrollen der Trennfolie auf eine Rolle (154) hinter der dritten Mikrowellenkammer (20) aufweist.