DE102022117527A1

DE102022117527A1 - System und Verfahren zur Herstellung von brandhemmendem Schaumstoff

Info

Publication number: DE102022117527A1
Application number: DE102022117527.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Übelacker; Joachim Baldauf; Heinrich Hammer
Original assignee: Grammer AG
Current assignee: Grammer AG
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2024-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes, insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, umfassend eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit, die dazu ausgebildet ist mindestens eine Flammschutzkomponente bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit, die dazu ausgebildet ist zumindest eine erste und eine zweite Schaumstoffkomponente bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit, die dazu ausgebildet ist, Bedingungen zu gewährleisten, unter denen zumindest die erste und zweite Schaumstoffkomponente unter Bildung des Schaumstoffes reagieren, und eine Komponentenbearbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die bereitgestellten Flammschutzkomponenten und mindestens eine der Schaumstoffkomponenten zu einer homogenen Mischung zu vermengen und der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitzustellen, wobei die Komponentenbearbeitungseinheit zumindest einen ersten und einen zweiten Arbeitsbehälter umfasst, die unabhängig voneinander ausgebildet sind, wobei wechselnd einstellbar jeweils nur durch einen der Arbeitsbehälter die Mischung der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitgestellt ist und wobei zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsbehälter eine bidirektionale fluidische Verbindung vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes sowie einen brandhemmenden Schaumstoff.
Schaumstoffe, insbesondere auf Polyurethanbasis und solche, die zur Herstellung von Sitzpolsterteilen für Fahrzeuge verwendet werden, müssen bestimmten Anforderungen gerecht werden. Hierbei sind die Brandeigenschaften herauszustellen, wobei einzuhaltende Richtwerte unter anderem für die Wärmefreisetzung, die gesamte Rauchgasdichte und die brennende Höhe vorgegeben sind. Folglich muss ein Schaumstoff, der als Fahrzeugsitzpolsterteil verwendet soll, diese Anforderungen erfüllen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Schaumstoffen Flammschutzkomponenten zugegeben werden, die die Brandeigenschaften vorteilhaft beeinflussen. Eine häufig eingesetzte Flammschutzkomponente ist Blähgraphit, wobei es sich um eine Interkalationsverbindung des Graphits handelt, bei der hauptsächlich Säuren, üblicherweise Schwefelsäure, zwischen die Graphitschichten eingelagert werden. Bei Hitzeeinwirkung expandiert das Blähgraphit (Intumeszenz) und bildet eine Schicht auf der Materialoberfläche, sodass die Brandausweitung verlangsamt wird.
Aus der WO 90/11318 ist weiterhin bekannt, dass sich die Größe und Form der Blähgraphit-Teilchen auf die brandhemmenden Eigenschaften auswirken. So ist die Expansionsfähigkeit bei zu großen Teilchen erheblich behindert. Ebenfalls beeinflussen zu kleine Teilchen, die brandhemmenden Eigenschaften negativ. Blähgraphit, dass in Form von unregelmäßigen Plättchen vorliegt, kann sich besonders vorteilhaft in den Schaumstoff einlagern, wobei diese Plättchen im Zuge der Schaumstoffherstellung oftmals ungewollt zerbrochen und zerkleinert werden.
Schaumstoffe, die aus Polyurethan bestehen, werden über eine Reaktion von Polyolen und Polyisocyanaten erhalten. Dabei ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, die Flammschutzkomponente der Polyolkomponente zuzufügen und mit diesem zu homogen zu vermengen und im Anschluss mit der Polyisocyanatkomponente zur Reaktion zu bringen, wobei sich die Flammschutzkomponente in den Schaumstoff einlagert. Die Vermengung der Polyolkomponente und der Flammschutzkomponente findet üblicherweise in einem einzelnen Arbeitsbehälter bzw. -tank statt, welcher eine Rühreinrichtung aufweist. Während der Vermengung der Polyolkomponente und der Flammschutzkomponente kommt es in Abhängigkeit von der Rührstärke, dem Rührer selbst und der Rührdauer zu einer Zerkleinerung der als Feststoff vorliegenden Flammschutzkomponente. Dies hat vor allem im Falle des Einsatzes von Blähgraphit eine erheblich negative Auswirkung auf die Flammschutzeigenschaften des erhaltenen Schaumstoffs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System und ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffes bereitzustellen, welche es ermöglichen, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu beheben.
Diese Aufgabe wird gelöst von einem System zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes, insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, umfassend eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit, die dazu ausgebildet ist mindestens eine Flammschutzkomponente bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit, die dazu ausgebildet ist zumindest eine erste und eine zweite Schaumstoffkomponente bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit, die dazu ausgebildet ist, Bedingungen zu gewährleisten, unter denen zumindest die erste und zweite Schaumstoffkomponente unter Bildung des Schaumstoffes reagieren, und eine Komponentenbearbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die bereitgestellten Flammschutzkomponenten und mindestens eine der Schaumstoffkomponenten zu einer homogenen Mischung zu vermengen und der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitzustellen, wobei die Komponentenbearbeitungseinheit zumindest einen ersten und einen zweiten Arbeitsbehälter umfasst, die unabhängig voneinander ausgebildet sind, wobei wechselnd einstellbar jeweils nur durch einen der Arbeitsbehälter die Mischung der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitgestellt ist und wobei zumindest zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsbehälter eine bidirektionale fluidische Verbindung vorhanden ist.
Die erfindungsgemäße Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit ist dazu ausgebildet, mindestens eine (erste) Flammschutzkomponente bereitzustellen, wobei die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit eine bestimmbare bzw. einstellbare Menge, bezogen auf eine Masse oder ein Volumen, der mindestens einen Flammschutzkomponente bereitzustellen. Bei der Flammschutzkomponente handelt es sich bevorzugt um einen Feststoff, insbesondere einen pulverförmigen Feststoff. Bevorzugt umfasst die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit für jeden der Flammschutzkomponenten jeweils eine Zuführungseinrichtung, insbesondere eine Schütte, um die Feststoffe möglichst staubfrei einbringen zu können.
Die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit stellt erfindungsgemäß mindestens eine erste und eine zweite Schaumstoffkomponente bereit, wobei die Schaumstoffkomponenten getrennt voneinander vorliegen. Die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit ist dabei dazu geeignet, bestimmte Mengen, bezogen auf die Masse oder das Volumen, jeder Schaumstoffkomponente bestimmbar bzw. einstellbar bereitzustellen. Auf diese Weise ist auch das Verhältnis zwischen den Schaumstoffkomponenten, das für die Reaktion in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit entscheidend ist, einstellbar.
Die Schaumstoffkomponentenmischeinheit ist gemäß der vorliegenden Erfindung dazu ausgebildet, solche Reaktionsbedingungen bereitzustellen, dass die Schaumstoffkomponenten unter Erhalt des Schaumstoffs, bevorzugt im Werkzeug, reagieren können. Dazu gehört bevorzugt ein Vermischen der Schaumstoffkomponenten, derart dass die Schaumstoff-bildende Reaktion, besonders bevorzugt im Wesentlichen stöchiometrisch, ablaufen kann. Dabei sind auch bevorzugt solche Bedingungen, wie Temperatur, Druck und Reaktionszeit gemeint, wobei dies nicht als beschränkend verstanden werden soll. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Schaumstoffkomponentenmischeinheit Katalysatoren, Vernetzer oder andere Zusatzkomponenten bereitstellt, die die Reaktion initiieren und/oder beschleunigen. Bevorzugt umfasst die Schaumstoffkomponentenmischeinheit eine Pumpeneinrichtung, insbesondere eine Plungerpumpe, mit der die Schaumstoffkomponenten unter Druck zusammengespritzt werden können. Weiterhin bevorzugt ist die Pumpeneinrichtung so fluidisch mit jedem der vorhandenen Arbeitsbehälter verbunden, dass ein Kreislauf ausgebildet ist, wobei die Mischung aus einem Arbeitsbehälter über die Pumpeneinrichtung wieder in den jeweiligen Arbeitsbehälter zurückführbar ist. Die Kreislaufanordnung dient bevorzugt dazu, dass die entsprechende Mischung auf eine bestimmte einstellbare Temperatur (Reaktionstemperatur) gebracht werden kann.
Die erfindungsgemäße Komponentenbearbeitungseinheit ist dazu ausgebildet, die vorhandenen Flammschutzkomponenten und mindestens eine Schaumstoffkomponente, insbesondere die erste Schaumstoffkomponente, homogen zu vermengen bzw. zu vermischen, sodass eine homogene Mischung erhalten wird. Die Komponentenbearbeitungseinheit umfasst zumindest einen ersten und einen zweiten Arbeitsbehälter, wobei die Vermengung der Komponenten in den vorhandenen Arbeitsbehältern erfolgt, sodass die Mischung in dem jeweiligen Arbeitsbehälter vorliegt, wobei in jedem Arbeitsbehälter jeweils eine separate Mischung erzeugbar ist. Die Arbeitsbehälter sind unabhängig voneinander ausgebildet, d.h. jeder der Arbeitsbehälter ist für sich genommen funktionsfähig, sodass das System auch mit nur einem Arbeitsbehälter funktionsfähig wäre. Die Arbeitsbehälter sind so ausgebildet, dass wechselnd einstellbar jeweils nur durch einen der Arbeitsbehälter die Mischung der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitgestellt wird. Folglich verfügt jeder Arbeitsbehälter über eine separate fluidische Verbindung mit der Schaumstoffkomponentenmischeinheit, wobei die fluidische Verbindung jeweils einstellbar schließbar bzw. öffenbar ist. Die Arbeitsbehälter sind über eine bidirektionale fluidische Verbindung miteinander verbunden, wobei die Verbindung einstellbar schließbar bzw. öffenbar ist. Die Verbindung ist nur dann geöffnet, wenn ein Austausch der darin vorliegenden Komponenten bzw. Mischungen erfolgen soll, ansonsten ist die fluidische Verbindung geschlossen, insbesondere dann, wenn ein Arbeitsbehälter der Schaumstoffkomponentenmischeinheit die Mischung bereitstellt. Bevorzugt ist die bidirektionale fluidische Verbindung in Form von zwei unidirektionalen fluidischen Verbindungen ausgebildet, die jeweils zwischen zwei Arbeitsbehältern vorhanden sind. Die Arbeitsbehälter verfügen ferner jeweils über eine Rühreinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Flammschutzkomponenten und die Schaumstoffkomponenten homogen zu vermengen bzw. zu vermischen. Bevorzugt verfügt die Rühreinrichtung über einen Rührer, der eine besonders schonende Durchmischung erreichen kann, insbesondere dadurch, dass nur eine lamellare Strömung erzeugt wird. Ferner bevorzugt verfügt jeder Arbeitsbehälter über eine Temperiereinheit, mit der die Komponenten bzw. die Mischung innerhalb des jeweiligen Arbeitsbehälters auf eine vorbestimmbare Temperatur bringbar ist. Bevorzugt umfasst die Komponentenbearbeitungseinheit eine Entsorgungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Komponenten und/oder Mischungen aus den Arbeitsbehältern, die nicht weiter zur Herstellung des Schaumstoffs verwendet werden, aufzunehmen. Weiter bevorzugt ist die Entsorgungseinrichtung mit jedem der Arbeitsbehälter fluidisch verbunden, wobei die fluidische Verbindung einstellbar schließbar bzw. öffenbar ist.
Durch das erfindungsgemäße System ist es möglich, die für den Tag benötigten Flammschutzkomponenten und die Schaumstoffkomponenten auf mehrere Arbeitsbehälter aufzuteilen, anstatt einen einzigen Arbeitsbehälter zu benutzen. So kann in jedem Arbeitsbehälter eine separate Mischung hergestellt werden, die dann zeitnah der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise wird die Zeit, die die Mischung in dem jeweiligen Arbeitsbehälter bis zur Weiterverarbeitung gerührt wird, erheblich verringert, da die Mischungen bevorzugt versetzt voneinander angesetzt werden, jedoch immer so, dass wenn ein Arbeitsbehälter keine Mischung mehr vorhanden hat, die Mischung in einem anderen Arbeitsbehälter bereitstellungsfähig ist. Weiterhin wird auch die Standzeit der Flammschutzkomponenten und der Schaumstoffkomponenten in den Arbeitsbehältern verringert, da mehrere kleinere Mischungen erzeugt werden, anstelle von einer großen Mischung. Durch die Verteilung der benötigten Mengen an Flammschutz- und Schaumstoffkomponenten auf mehrere Arbeitsbehälter können auch Reste der Mischung, die wegen eines Überschusses zur Gewährleistung einer ausreichenden Menge vorhanden sind, über die fluidische Verbindung von einem Arbeitsbehälter in einen anderen Arbeitsbehälter, der als nächstes eine Mischung anrührt, überführt werden, sodass der Rest der ersten Mischung für die nächste Mischung verwendbar ist. Ebenso kann über die fluidische Verbindung zwischen den Arbeitsbehältern eine übrig gebliebene Mischung (Rest), z.B. vom Vortag oder von vor dem Wochenende, auf alle vorhandenen Arbeitsbehälter aufgeteilt werden, sodass der Anteil der alten, schlechten Mischung gleichmäßig geringfügig auf alle Arbeitsbehälter und damit herzustellenden Mischungen verteilt wird. Zusammenfassend gewährleistet die vorliegende Erfindung, eine schonendere Verarbeitung der Komponenten durch verkürzte Stand- und Rührzeiten als auch einen geringen Materialverschleiß, da Reste von Mischungen aus den Arbeitsbehältern in andere Arbeitsbehälter überführt werden können. Ferner führt der Ausfall eines Arbeitsbehälters aufgrund eines Defekts nicht zum Stillstand des Systems.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind durch die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit die Flammschutzkomponente und durch die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit die erste Schaumstoffkomponente mindestens in den ersten und den zweiten Arbeitsbehälter einbringbar. Auf diese Weise können die insgesamt benötigten Mengen der Flammschutzkomponenten und der Schaumstoffkomponenten zum Erzeugen der Mischung auf die vorhandenen Arbeitsbehälter aufgeteilt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Flammschutzkomponente Blähgraphit. Weiter bevorzugt wird das Blähgraphit in Form von Plättchen eingesetzt, welche eine besonders gute Brandschutzwirkung gewährleisten. Bevorzugt ist die erste Schaumstoffkomponente ein Polyol und die zweite Schaumstoffkomponente ein Polyisocyanat. Bei Reaktion des Polyols und des Polyisocyanats in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit wird bevorzugt ein Polyurethanschaumstoff erhalten. Blähgraphit ist ein besonders vorteilhaft eingesetzter Flammschutz, wobei durch die schonende Verarbeitung der Flammschutzkomponente, welche das vorliegende System gewährleistet, die Blähgraphit-Plättchen erhalten bleiben und kaum zerkleinert werden, sodass die Flammschutzwirkung vorteilhaft erhalten bleibt.
Es ist denkbar, dass die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit dazu ausgebildet ist, mindestens eine weitere Flammschutzkomponente bereitzustellen. Die weitere Flammschutzkomponente kann der Komponentenbearbeitungseinheit unabhängig von der ersten Flammschutzkomponente bereitgestellt werden und dies auch in jeden der Arbeitsbehälter. Bei der weiteren Flammschutzkomponente handelt es sich bevorzugt um Melamin, wobei jede bekannte geeignete Flammschutzkomponente verwendet werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mischung von dem ersten Arbeitsbehälter über die bidirektionale fluidische Verbindung in den zweiten Arbeitsbehälter und umgekehrt einstellbar überführbar. Bevorzugt ist die Mischung einstellbar nur in den Arbeitsbehälter überführbar, der die Mischung der Schaumstoffkomponentenmischeinheit bereitstellt. Über die bidirektionale fluidische Verbindung, die zwischen allen vorhandenen Arbeitsbehältern vorliegt, kann ein Rest einer Mischung aus einem Arbeitsbehälter in einen anderen Arbeitsbehälter befördert werden und/oder Reste in einem Arbeitsbehälter gleichmäßig auf alle Arbeitsbehälter aufgeteilt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuereinheit vorgesehen, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, zumindest das Einbringen der Flammschutzkomponenten und Schaumstoffkomponenten in die Arbeitsbehälter und das Überführen der Mischung zwischen den Arbeitsbehältern in Abhängigkeit von einem Füllstand der Arbeitsbehälter und/oder einer vorbestimmbaren Menge an herzustellender Mischung einstellbar zu steuern. Über die Steuereinheit ist der entsprechende Füllstand für jeden Arbeitsbehälter und/oder die Menge der herzustellenden Mischung einstellbar bzw. vorgebbar. Ferner bevorzugt steuert die Steuereinheit das Bereitstellen der Mischung aus den Arbeitsbehältern in die Schaumstoffkomponentenmischeinheit in Abhängigkeit von einer Rührdauer und/oder Temperatur der jeweiligen Mischung. Bevorzugt ist die Steuereinheit zumindest signaltechnisch mit den zu steuernden Einheiten verbunden. Weiter bevorzugt ist der Füllstand innerhalb der Arbeitsbehälter jeweils durch einen Sensor messbar, wobei der Sensor signaltechnisch mit der Steuereinheit verbunden ist. Füllstandssensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt und sollen hier nicht weiter beschrieben werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit mindestens eine Mengenbestimmungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine vorbestimmbare Menge der Flammschutzkomponente einstellbar teilweise in den ersten und zweiten Arbeitsbehälter einzubringen. Durch die Mengenbestimmungseinrichtung kann die insgesamte Menge an benötigter Flammschutzkomponente vorgegeben bzw. vorbestimmt werden, wobei diese gesamte Menge auf die vorhandenen Arbeitsbehälter aufteilbar ist. Die Aufteilung kann gleichmäßig oder unterschiedlich erfolgen, wobei dies von der jeweils herzustellenden Menge an Schaumstoff abhängt. Bevorzugt erfolgt die Aufteilung der Gesamtmenge an Flammschutzkomponenten auf die Arbeitsbehälter einstellbar gesteuert durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von der benötigten Gesamtmenge und/oder der benötigten Menge für den herzustellenden Schaumstoff.
Bevorzugt umfasst die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit für jede bereitzustellende Flammschutzkomponente jeweils eine Mengenbestimmungseinrichtung, sodass jede Flammschutzkomponente mit einer bestimmbaren bzw. einstellbaren Menge unabhängig voneinander bereitstellbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit einen ersten Vorratsbehälter für die erste Schaumstoffkomponente und einen zweiten Vorratsbehälter für die zweite Schaumstoffkomponente. Bevorzugt ist die erste Schaumstoffkomponente aus dem ersten Vorratsbehälter über eine fluidische Verbindung einstellbar in den ersten und/oder den zweiten Arbeitsbehälter einbringbar. Weiter bevorzugt ist die zweite Schaumstoffkomponente aus dem zweiten Vorratsbehälter über eine fluidische Verbindung einstellbar in die Schaumstoffkomponentenmischeinheit einbringbar. Das Einbringen der Schaumstoffkomponenten aus den Vorratsbehältern in die Arbeitsbehälter bzw. die Schaumstoffkomponentenmischeinheit erfolgt bevorzugt einstellbar durch die Steuereinheit. Bevorzugt weist der Vorratsbehälter mindestens einer Schaumstoffkomponente, insbesondere der ersten Schaumstoffkomponente, eine fluidische Verbindung mit der Komponentenbearbeitungseinheit, insbesondere dem ersten und zweiten Arbeitsbehälter, auf. Weiter bevorzugt weist der Vorratsbehälter mindestens einer Schaumstoffkomponente, insbesondere der zweiten Schaumstoffkomponente, eine fluidische Verbindung mit der Schaumstoffkomponentenmischeinheit auf. Bevorzugt sind die Vorratsbehälter als IBC Behälter („Intermediate Bulk Container“) ausgebildet.
Es ist denkbar, dass zwischen dem jeweiligen Vorratsbehälter und der Komponentenbearbeitungseinheit bzw. der Schaumstoffkomponentenmischeinheit jeweils eine Konditionierungseinrichtung, als Teil der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit, vorgesehen ist. Bevorzugt ist die jeweilige Schaumstoffkomponente von dem Vorratsbehälter zunächst in die entsprechende Konditionierungseinrichtung und von dort in die Komponentenbearbeitungseinheit bzw. die Schaumstoffkomponentenmischeinheit einbringbar. Bevorzugt sind die Konditionierungseinrichtungen dazu ausgebildet, die jeweilige Schaumstoffkomponente zu homogenisieren und zu temperieren.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst von einem Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes, insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, bevorzugt unter Verwendung eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:

a. Bereitstellen einer bestimmten Menge mindestens einer Flammschutzkomponente durch eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit und mindestens einer ersten und zweiten Schaumstoffkomponente durch eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit;
b. Einbringen der bestimmten Menge der Flammschutzkomponente teilweise in einen ersten und einen zweiten Arbeitsbehälter einer Komponentenbearbeitungseinheit;
c. Einbringen der ersten Schaumstoffkomponente in den ersten Arbeitsbehälter;
d. Vermengen der Flammschutzkomponente und der ersten Schaumstoffkomponente in dem ersten Arbeitsbehälter unter Erhalt einer homogenen ersten Mischung;
e. Überführen der ersten Mischung aus dem ersten Arbeitsbehälter in eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit zusammen mit der zweiten Schaumstoffkomponente aus der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit;
f. Erhalt des die Flammschutzkomponente beinhaltenden Schaumstoffs durch Reaktion der ersten mit der zweiten Schaumstoffkomponente in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit; und
g. Wiederholen der Schritte c. bis f. mit dem Teil der bestimmten Menge der Flammschutzkomponente in dem zweiten Arbeitsbehälter unter Erhalt einer zweiten Mischung.

Erfindungsgemäß werden die Schritte c. bis f. für die Flammschutzkomponente in dem zweiten Behälter wiederholt durchgeführt, d.h. die wiederholten Schritte lauten ausformuliert wie folgt:

c'. Einbringen der ersten Schaumstoffkomponente in den zweiten Arbeitsbehälter;
d'. Vermengen der Flammschutzkomponente und der ersten Schaumstoffkomponente in dem zweiten Arbeitsbehälter unter Erhalt einer homogenen zweiten Mischung;
e'. Überführen der zweiten Mischung aus dem zweiten Arbeitsbehälter in eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit zusammen mit der zweiten Schaumstoffkomponente aus der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit;
f'. Erhalt des die Flammschutzkomponente beinhaltenden Schaumstoffs durch Reaktion der ersten mit der zweiten Schaumstoffkomponente in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit.

Somit wird jeweils ein Schaumstoff aus der ersten Mischung und ein Schaumstoff aus der zweiten Mischung erhalten. Bevorzugt werden die Schritte c. bis f. für jeden der vorhandenen Arbeitsbehälter, in die in Schritt b. ein Teil der Flammschutzkomponente eingebracht wird, wiederholt, sodass aus jeder in den Arbeitsbehältern erzeugten Mischung ein Schaumstoff hergestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Rest der ersten Mischung aus dem ersten Arbeitsbehälter, der nach dem Schritt e. zurückbleibt, über die bidirektionale fluidische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsbehälter, vor dem Wiederholen des Schrittes c. oder f. in den zweiten Arbeitsbehälter überführt, sodass die zweite Mischung den Rest der ersten Mischung enthält. Auf diese Weise werden Reste in einem Arbeitsbehälter, die z.B. aufgrund eines eingesetzten Überschusses zurückbleiben, vollständig entnommen und in den Arbeitsbehälter überführt, in der die nächste (zweite) Mischung hergestellt wird, sodass der Rest der ersten Mischung, Teil der zweiten Mischung wird. Somit wird kein Material verschwendet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Rest der ersten und/oder zweiten Mischung, der vor dem Schritt a. in dem ersten oder zweiten Arbeitsbehälter aus einer vorangegangenen Durchführung des Verfahrens enthalten ist, über die bidirektionale fluidische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsbehälter, zu gleichen Teilen auf den ersten und den zweiten Arbeitsbehälter aufgeteilt. Mit dieser Ausführung des Verfahrens wird gewährleistet, das ein Rest einer Mischung, der z.B. vom Vortag oder von vor dem Wochenende, noch in einem der Arbeitsbehälter vorhanden ist, gleichmäßig auf die vorhandenen Arbeitsbehälter aufgeteilt wird. Diese Reste der Mischungen werden im Sinne der Erfindung als altes Material bezeichnet, das im Vergleich zu einer frischen Mischung nicht mehr vollständig die vorteilhaften Brandschutzeigenschaften gewährleisten kann.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale sowie deren Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst von einem brandhemmenden Schaumstoff hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Schaumstoff mindestens eine Flammschutzkomponente, insbesondere Blähgraphit, mit einem Massenanteil zwischen 1 % und 35 % enthält. Durch diesen Anteil an Blähgraphit können die benötigten Brandschutzeigenschaften vorteilhaft erreicht werden.
Bevorzugt enthält der brandhemmende Schaumstoff mindestens eine weitere Flammschutzkomponente, insbesondere Melamin, mit einem Massenanteil zwischen 1 % und 35 %.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeugsitzpolsterteil hergestellt aus dem erfindungsgemäßen brandhemmenden Schaumstoff.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung des erfindungsgemäßen brandhemmenden Schaumstoffs zur Herstellung eines Produkts, insbesondere eines Fahrzeugsitzpolsterteils. Durch die Verwendung des brandhemmenden Schaumstoffs zur Herstellung eines Fahrzeugsitzpolsterteils können vorteilhaft die geforderten Richtwerte für die Brandeigenschaften gewährleistet werden.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch einen Fahrzeugsitz umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsitzpolsterteil. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Sitzpolsterteil für einen Fahrzeugsitz können die Vorgaben an die Brandschutzeigenschaften, die insbesondere im Fahrzeugbereich sehr hoch sind, vorteilhaft eingehalten werden. Bevorzugt können das Sitzkissenpolsterteil, das Rückenlehnenpolsterteil und das Kopfstützenpolsterteil zumindest teilweise aus dem erfindungsgemäßen brandhemmenden Schaumstoff hergestellt sein.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale sowie deren Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Fahrzeugsitzpolsterteil, die Verwendung sowie den Fahrzeugsitz und umgekehrt.
Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.

In 1 ist schematisch ein System 100 zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes 1, hier eines Polyurethanschaumstoffes, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die durchgehenden Pfeile bzw. Striche zwischen den Einheiten und Einrichtungen stellen grundsätzlich Verbindungen dar, wobei es sich um eine fluidische oder eine Feststofftransportierende Verbindung handeln kann. Pfeile geben ebenfalls eine (Bereitstellungs-)Richtung an. Es sind nicht alle Verbindungen erwähnt oder explizit mit Bezugszeichen versehen, werden aber ausgehend von den Figuren als offenbart angesehen.
Das System 100 umfasst eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit 2, die dazu ausgebildet ist eine erste 3a und eine zweite Flammschutzkomponente 3b bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit 4, die dazu ausgebildet ist zumindest eine erste 5a und eine zweite Schaumstoffkomponente 5b bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6, die dazu ausgebildet ist, Bedingungen zu gewährleisten, unter denen die erste 5a und zweite Schaumstoffkomponente 5b unter Bildung des Schaumstoffes 1 reagieren, und eine Komponentenbearbeitungseinheit 7, die dazu ausgebildet ist, die bereitgestellten Flammschutzkomponenten 3a, 3b und die erste Schaumstoffkomponenten 5a zu einer homogenen Mischung 8a, 8b zu vermengen und der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 bereitzustellen. Die Komponentenbearbeitungseinheit 7 umfasst einen ersten 9a und einen zweiten Arbeitsbehälter 9b, die unabhängig voneinander ausgebildet sind, wobei wechselnd einstellbar jeweils nur durch einen der Arbeitsbehälter 9a, 9b die Mischung 8a, 8b der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 bereitgestellt ist. Zwischen dem ersten 9a und dem zweiten Arbeitsbehälter 9b ist eine bidirektionale fluidische Verbindung 10 vorhanden, wobei die fluidische Verbindung 10 gemäß der hier gezeigten Ausführungsform als zwei unidirektionale fluidische Verbindungen ausgebildet sind, die insgesamt die bidirektionale fluidische Verbindung 10 ausbilden. Die fluidische Verbindungen 10 gewährleisten jeweils eine Überführung vom Boden des einen Arbeitsbehälters in den oberen Bereich des anderen Arbeitsbehälters.
Ferner umfasst das System 100 eine Steuereinheit 11, die zumindest signaltechnisch mit den jeweiligen zu steuernden bzw. einzustellenden Einheiten und/oder Einrichtungen verbunden ist. Die signaltechnische Verbindung ist nur schematisch angedeutet.
Die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit 2 ist dazu ausgebildet eine erste 3a und eine zweite Flammschutzkomponente 3b bereitzustellen. Hierzu umfasst die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit 2 eine erste 13a und eine zweite Zuführungseinrichtung 13b sowie eine erste 12a und zweite Mengenbestimmungseinrichtung 12b. Die erste Zuführungseinrichtung 13a ist mit der ersten Mengenbestimmungseinrichtung 12a und die zweite Zuführungseinrichtung 13b ist mit der zweiten Mengenbestimmungseinrichtung 12b verbunden und zwar derart, dass ein bevorzugt pulverförmiger Feststoff von den Zuführungseinrichtungen 13a, 13b zu den Mengenbestimmungseinrichtung 12a, 12b übertragbar ist. Die Mengenbestimmungseinrichtungen 12a, 12b sind ausgebildet, eine vorbestimmbare Menge der Flammschutzkomponenten 3a, 3b einstellbar teilweise in den ersten 9a und zweiten Arbeitsbehälter 9b einzubringen. Die Zuführungseinrichtungen 13a, 13b sind hier als Schütten ausgebildet, um die Flammschutzkomponenten 3a, 3b möglichst staubfrei einbringen zu können.
Eine erste Flammschutzkomponente 3a, hier Blähgraphit, ist über die erste Zuführungseinrichtung 13a in die erste Mengenbestimmungseinrichtung 12a einbringbar, wobei eine zweite Flammschutzkomponente 3b, hier Melamin, über die zweite Zuführungseinrichtung 13b in die zweite Mengenbestimmungseinrichtung 12b einbringbar ist. Durch die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit 2 bzw. die Mengenbestimmungseinrichtung 12a, 12b sind die Flammschutzkomponenten 3a, 3b der Komponentenbearbeitungseinheit 7 bzw. dem ersten 9a und dem zweiten Arbeitsbehälter 9b bereitstellbar.
Die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit 4 umfasst einen ersten 14a und einen zweiten Vorratsbehälter 14b sowie eine erste Konditionierungseinrichtung 16a und eine zweite Konditionierungseinrichtung 16b. Der erste Vorratsbehälter 14a ist fluidisch mit der ersten Konditionierungseinrichtung 16a verbunden und der zweite Vorratsbehälter ist fluidisch mit der zweiten Konditionierungseinrichtung 16b verbunden. Die erste Konditionierungseinrichtung 16a ist fluidisch mit dem ersten 9a und zweiten Arbeitsbehälter 9b verbunden und die zweite Konditionierungseinrichtung 16b ist fluidisch mit der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 verbunden. Die Konditionierungseinrichtungen sind dazu ausgebildet, die jeweilige Schaumstoffkomponente 5a, 5b zu homogenisieren und zu temperieren. Die Vorratsbehälter 14a, 14b sind als IBC Behälter ausgebildet.
In dem ersten Vorratsbehälter 14a befindet sich die erste Schaumstoffkomponente 5a, wobei sich in dem zweiten Vorratsbehälter 14b die zweite Schaumstoffkomponente 14b befindet. Die erste Schaumstoffkomponente 5a ist hier ein Polyol und die zweite Schaumstoffkomponente 5b ein Polyisocyanat. Aus dem ersten Vorratsbehälter 14a ist die erste Schaumstoffkomponente 5a über eine fluidische Verbindung 15a und die erste Konditionierungseinheit 14a in den ersten 9a und den zweiten Arbeitsbehälter 9b einbringbar. Aus dem zweiten Vorratsbehälter 14b ist die zweite Schaumstoffkomponente 5b über eine fluidische Verbindung 15b die zweite Konditionierungseinheit 14b in die Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 einbringbar. Die Vorratsbehälter 14a, 14b und die Konditionierungseinrichtungen 16a, 16b verfügen jeweils über eine Rühreinrichtung 17.
Die Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Pumpeneinrichtung 19 und eine Reaktionsmischeinrichtung 20. Die Pumpeneinrichtung 19 ist dazu ausgebildet, die Mischung 8a, 8b aus dem ersten und/oder zweiten Arbeitsbehälter 9a, 9b in die Reaktionsmischeinrichtung 20 zu pumpen bzw. zu befördern. Des Weiteren ist die Pumpeneinrichtung 19 derart mit dem ersten 9a und dem zweiten Arbeitsbehälter 9b fluidisch verbunden, dass ein Kreislauf ausgebildet ist, wonach die Mischung 8a, 8b aus dem ersten Arbeitsbehälter 8a bzw. aus dem zweiten Arbeitsbehälter 9b über die Pumpeneinrichtung 19 wieder zurück in den entsprechenden Arbeitsbehälter 9a, 9b überführbar ist. Diese Kreislauf-Anordnung dient dazu, die Mischung 8a, 8b zu temperieren bzw. auf die entsprechende Reaktionstemperatur vorzuheizen. Die Reaktionsmischeinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, die Mischung 8a, 8b und die zweite Schaumstoffkomponente unter den Reaktionsbedingungen zusammenzubringen und dadurch die Reaktion zum Schaumstoff 1 einzuleiten.
Die Komponentenbearbeitungseinheit 7 umfasst den ersten 9a und den zweiten Arbeitsbehälter 9b. Die Arbeitsbehälter 9a, 9b verfügen jeweils über eine Rühreinrichtung 17. In jedem Arbeitsbehälter 9a, 9b ist jeweils eine Mischung 8a, 8b aus den Flammschutzkomponenten 3a, 3b und der ersten Schaumstoffkomponente 5a herstellbar. Im ersten Arbeitsbehälter 9a ist die erste Mischung 8a herstellbar und im zweiten Arbeitsbehälter 9b ist die zweite Mischung 8b herstellbar. Die erste Mischungen 8a ist von dem ersten Arbeitsbehälter 9a über die bidirektionale fluidische Verbindung 10 bzw. die eine der zwei unidirektionalen Verbindungen 10 in den zweiten Arbeitsbehälter 9b und die zweite Mischungen 8b von dem zweiten Arbeitsbehälter 9b über die bidirektionale fluidische Verbindung 10 bzw. die eine der zwei unidirektionalen Verbindungen 10 in den ersten Arbeitsbehälter 9b einstellbar überführbar. Die Mischungen 8a, 8b sind dabei einstellbar nur in den Arbeitsbehälter 9a, 9b überführbar, der die Mischung 8a, 8b momentan der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 bereitstellt.
Die 2 zeigt einen Verlauf gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens 1000 zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes 1, insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, bevorzugt unter Verwendung des Systems 100 gemäß 1, umfassend die Schritte:

a. Bereitstellen einer bestimmten Menge einer ersten Flammschutzkomponente 3a und einer zweiten Flammschutzkomponente 3b durch eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit 2 und einer ersten Schaumstoffkomponente 5a und zweiten Schaumstoffkomponente 5b durch eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit 4;
b. Einbringen der bestimmten Menge der Flammschutzkomponenten 3a, 3b teilweise in einen ersten Arbeitsbehälter 9a und einen zweiten Arbeitsbehälter 9b einer Komponentenbearbeitungseinheit 7;
c. Einbringen der ersten Schaumstoffkomponente 5a in den ersten Arbeitsbehälter 9a;
d. Vermengen der Flammschutzkomponenten 3a, 3b und der ersten Schaumstoffkomponente 5a in dem ersten Arbeitsbehälter 9a unter Erhalt einer homogenen ersten Mischung 8a;
e. Überführen der ersten Mischung 8a aus dem ersten Arbeitsbehälter 9a in eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 zusammen mit der zweiten Schaumstoffkomponente 5b aus der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit 4;
f. Erhalt des die Flammschutzkomponenten 3a, 3b beinhaltenden Schaumstoffs 1 durch Reaktion der ersten Schaumstoffkomponente 5a mit der zweiten Schaumstoffkomponente 5b in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6; und
g. Wiederholen der Schritte c. bis f. mit dem Teil der bestimmten Menge der Flammschutzkomponenten 3a, 3b in dem zweiten Arbeitsbehälter 9b unter Erhalt einer zweiten Mischung 8b.

Der Schritt g. des dargestellten Verfahrens 1000 umfasst die folgenden Schritte:

c'. Einbringen der ersten Schaumstoffkomponente 5a in den zweiten Arbeitsbehälter 9b;
d'. Vermengen der Flammschutzkomponenten 3a, 3b und der ersten Schaumstoffkomponente 5a in dem zweiten Arbeitsbehälter 9b unter Erhalt einer homogenen zweiten Mischung 8b;
e'. Überführen der zweiten Mischung 8b aus dem zweiten Arbeitsbehälter 9b in eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6 zusammen mit der zweiten Schaumstoffkomponente 5b aus der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit 4;
f'. Erhalt des die Flammschutzkomponenten 3a, 3b beinhaltenden Schaumstoffs 1 durch Reaktion der ersten Schaumstoffkomponente 5a mit der zweiten Schaumstoffkomponente 5b in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit 6.

Nach der vollständigen Durchführung des Verfahrens 1000 erhält man somit mindestens zwei Schaumstoffe 1 bzw. Schaumstoffteile. Es versteht sich, dass aus jeder der Mischungen 8a, 8b mindestens ein Schaumstoff 1 hergestellt wird. Die bestimmte Menge der Flammschutzkomponenten 3a, 3b richtet sich nach der Menge an Schaumstoff 1, die hergestellt werden soll bzw. wieviel Flammschutzkomponente 3a, 3b hierfür benötigt wird. Die Aufteilung der bestimmten Menge an Flammschutzkomponenten 3a, 3b auf den ersten Arbeitsbehälter 9a und den zweiten Arbeitsbehälter 9b richtet sich danach, wieviel Mischung zur Herstellung des entsprechenden Schaumstoffs 1 auf einmal benötigt wird. Die bestimmte Menge an Flammschutzkomponenten 3a, 3b kann auch gleichmäßig auf die Arbeitsbehälter 9a, 9b aufgeteilt werden, um eine möglichst geringe Stand- und Rührzeit der Flammschutzkomponente 3a, hier dem Blähgraphit, gewährleisten zu können.
Vor dem Wiederholen des Schrittes c., also des Schrittes c'. (oben), wird überprüft, beispielsweise über einen Sensor, ob sich noch ein Rest der ersten Mischung 8a in dem ersten Arbeitsbehälter 9a, der nach dem Schritt e. zurückgeblieben ist, befindet. Die Überprüfung ist auch vor dem Wiederholen des Schrittes f., also dem Schritt f`., möglich. Ein solcher Rest, der ersten Mischung 8a kann sich dadurch ergeben, dass geringe Überschüsse verwendet werden, um zu geringe Mengen an Mischung für die Reaktion zum Schaumstoff zu vermeiden. Ist noch ein Rest der ersten Mischung 8a in dem ersten Arbeitsbehälter 9a vorhanden wird, über die bidirektionale fluidische Verbindung 10 zwischen dem ersten Arbeitsbehälter 9a und dem zweiten Arbeitsbehälter 9b, der Rest der ersten Mischung 8a aus dem ersten Arbeitsbehälter 9a in den zweiten Arbeitsbehälter 9b überführt, sodass die zweite Mischung 8b, die in Schritt d'. erhalten wird, den Rest der ersten Mischung 8a enthält. Auf diese Weise wird eine Material Verschwendung vermieden. Die dargestellte Überführung des Restes der ersten Mischung 8a aus dem ersten 9a in den zweiten Arbeitsbehälter 9b funktioniert in analoger Weise hinsichtlich der Überführung eines Rests der zweiten Mischung 8b aus dem zweiten Arbeitsbehälter 9b in den ersten Arbeitsbehälter 9a.
Weiterhin wird vor dem Ausführen des Schrittes a., also vor Beginn des Verfahrens 1000, überprüft, ob ein Rest der ersten Mischung 8a und/oder der zweiten Mischung 8b in dem ersten Arbeitsbehälter 9a oder zweiten Arbeitsbehälter 9b aus einer vorangegangenen Durchführung des Verfahrens 1000 enthalten ist. Ist dies der Fall, wird über die bidirektionale fluidische Verbindung 10 zwischen dem ersten Arbeitsbehälter 9a und dem zweiten Arbeitsbehälter 9b, der gesamte Rest der Mischungen 8a, 8b aus den Arbeitsbehältern 9a, 9b zu gleichen Teilen auf den ersten Arbeitsbehälter 9a und den zweiten Arbeitsbehälter 9b aufgeteilt wird. Die Bestimmung der Menge des Restes in den Arbeitsbehältern 9a, 9b kann über Sensoren in/an den Arbeitsbehältern 9a, 9b erfolgen, wie z.B. Füllstandssensoren, die optisch ausgebildet sein können oder mit einem Schwimmer. Auf diese Weise werden alte Mischungen mit verschlechterten Brandschutzeigenschaften auf alle Arbeitsbehälter 9a, 9b und damit alle als nächstes hergestellten Mischungen aufgeteilt, sodass die Reste der alten Mischungen nicht entsorgt werden müssen.
Die dargestellte Ausführungsform des Verfahrens 1000 bezieht sich auf ein System 100 mit zwei Arbeitsbehältern 9a, 9b. Es versteht sich, dass der Schritt g. bzw. die Schritte c'. bis f'. für jeden weiteren Arbeitsbehälter nacheinander wiederholt werden.
In 3 ist ein Fahrzeugsitz 750 schematisch dargestellt, welcher drei erfindungsgemäße Fahrzeugsitzpolsterteile 750 umfasst. Die Fahrzeugsitzpolsterteile 500 sind aus einem erfindungsgemäßen brandhemmenden Schaumstoff 1 hergestellt, wobei der brandhemmende Schaumstoff 1 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 1000 erhalten wurde.
Die Fahrzeugsitzpolsterteile 500 sind schematisch als Sitzkissenpolsterteil 500a, Rückenlehnenpolsterteil 500b und Kopfstützenpolsterteil 500c dargestellt. Die Form und Dimension ist rein exemplarisch zu verstehen und soll nicht einschränkend sein.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

100: System
1000: Verfahren
500: Fahrzeugsitzpolsterteil
750: Fahrzeugsitz
1: Schaumstoff
2: Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit
3a, 3b: Flammschutzkomponente
4: Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit
5a, 5b: Schaumstoffkomponente
6: Schaumstoffkomponentenmischeinheit
7: Komponentenbearbeitungseinheit
8a, 8b: Mischung
9a, 9b: Arbeitsbehälter
10: fluidische Verbindung
11: Steuereinheit
12a, 12b: Mengenbestimmungseinrichtung
13a, 13b: Zuführungseinrichtung
14a, 14b: Vorratsbehälter
15a, 15b: fluidische Verbindung
16a, 16b: Konditionierungseinrichtung
17: Rühreinrichtung
18: Entsorgungseinrichtung
19: Pumpeneinrichtung
20: Reaktionsmischeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 9011318 [0004]

Claims

System (100) zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes (1), insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, umfassend eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit (2), die dazu ausgebildet ist mindestens eine Flammschutzkomponente (3a, 3b) bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit (4), die dazu ausgebildet ist zumindest eine erste (5a) und eine zweite Schaumstoffkomponente (5b) bereitzustellen, eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6), die dazu ausgebildet ist, Bedingungen zu gewährleisten, unter denen zumindest die erste (5a) und zweite Schaumstoffkomponente (5b) unter Bildung des Schaumstoffes (1) reagieren, und eine Komponentenbearbeitungseinheit (7), die dazu ausgebildet ist, die bereitgestellten Flammschutzkomponenten (3a, 3b) und mindestens eine der Schaumstoffkomponenten (5a, 5b) zu einer homogenen Mischung (8a, 8b) zu vermengen und der Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponentenbearbeitungseinheit (7) zumindest einen ersten (9a) und einen zweiten Arbeitsbehälter (9b) umfasst, die unabhängig voneinander ausgebildet sind, wobei wechselnd einstellbar jeweils nur durch einen der Arbeitsbehälter (9a, 9b) die Mischung (8a, 8b) der Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6) bereitgestellt ist und wobei zumindest zwischen dem ersten (9a) und dem zweiten Arbeitsbehälter (9b) eine bidirektionale fluidische Verbindung (10) vorhanden ist.
System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit (2) die Flammschutzkomponente (3a, 3b) und durch die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit (4) die erste Schaumstoffkomponente (5a) mindestens in den ersten (9a) und den zweiten Arbeitsbehälter (9b) einbringbar sind.
System (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Flammschutzkomponente (3a, 3b) Blähgraphit ist, wobei die erste Schaumstoffkomponente (5a) ein Polyol und die zweite Schaumstoffkomponente (5b) ein Polyisocyanat ist.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (8a, 8b) von dem ersten Arbeitsbehälter (9a) über die bidirektionale fluidische Verbindung (10) in den zweiten Arbeitsbehälter (9b) und umgekehrt einstellbar überführbar ist, wobei die Mischung (8a, 8b) einstellbar nur in den Arbeitsbehälter (9a, 9b) überführbar ist, der die Mischung (8a, 8b) der Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6) bereitstellt.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (11) vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (11) derart ausgebildet ist, zumindest das Einbringen der Flammschutzkomponenten (3a, 3b) und Schaumstoffkomponenten (5a, 5b) in die Arbeitsbehälter (9a, 9b) und das Überführen der Mischung (8a, 8b) zwischen den Arbeitsbehältern (9a, 9b) in Abhängigkeit von einem Füllstand der Arbeitsbehälter (9a, 9b) und/oder einer vorbestimmbaren Menge an herzustellender Mischung (8a, 8b) einstellbar zu steuern.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit (2) mindestens eine Mengenbestimmungseinrichtung (12) umfasst, welche ausgebildet ist, eine vorbestimmbare Menge der Flammschutzkomponente (3a, 3b) einstellbar teilweise in den ersten (9a) und zweiten Arbeitsbehälter (9b) einzubringen.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit (4) einen ersten Vorratsbehälter (14a) für die erste Schaumstoffkomponente (5a) und einen zweiten Vorratsbehälter (14b) für die zweite Schaumstoffkomponente (5b) umfasst, wobei die erste Schaumstoffkomponente (5a) aus dem ersten Vorratsbehälter (14a) über eine fluidische Verbindung (15a) einstellbar in den ersten (9a) und/oder den zweiten Arbeitsbehälter (9b) einbringbar ist und wobei die zweite Schaumstoffkomponente (5b) aus dem zweiten Vorratsbehälter (14b) über eine fluidische Verbindung (15b) einstellbar in die Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6) einbringbar ist.
Verfahren (1000) zur Herstellung eines brandhemmenden Schaumstoffes (1), insbesondere eines Polyurethanschaumstoffes, bevorzugt unter Verwendung eines Systems (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a. Bereitstellen einer bestimmten Menge mindestens einer Flammschutzkomponente (3a, 3b) durch eine Flammschutzkomponentenbereitstellungseinheit (2) und mindestens einer ersten (5a) und zweiten Schaumstoffkomponente (5b) durch eine Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit (4); b. Einbringen der bestimmten Menge der Flammschutzkomponente (3a, 3b) teilweise in einen ersten (9a) und einen zweiten Arbeitsbehälter (9b) einer Komponentenbearbeitungseinheit (7); c. Einbringen der ersten Schaumstoffkomponente (5a) in den ersten Arbeitsbehälter (9a); d. Vermengen der Flammschutzkomponente (3a, 3b) und der ersten Schaumstoffkomponente (5a) in dem ersten Arbeitsbehälter (9a) unter Erhalt einer homogenen ersten Mischung (8a); e. Überführen der ersten Mischung (8a) aus dem ersten Arbeitsbehälter (9a) in eine Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6) zusammen mit der zweiten Schaumstoffkomponente (5b) aus der Schaumstoffkomponentenbereitstellungseinheit (4); f. Erhalt des die Flammschutzkomponente (3a, 3b) beinhaltenden Schaumstoffs (1) durch Reaktion der ersten (5a) mit der zweiten Schaumstoffkomponente (5b) in der Schaumstoffkomponentenmischeinheit (6); und g. Wiederholen der Schritte c. bis f. mit dem Teil der bestimmten Menge der Flammschutzkomponente (3a, 3b) in dem zweiten Arbeitsbehälter (9b) unter Erhalt einer zweiten Mischung (8b).
Verfahren (1000) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rest der ersten Mischung (8a) aus dem ersten Arbeitsbehälter (9a), der nach dem Schritt e. zurückbleibt, über die bidirektionale fluidische Verbindung (10) zwischen dem ersten (9a) und dem zweiten Arbeitsbehälter (9b), vor dem Wiederholen des Schrittes c. oder f. in den zweiten Arbeitsbehälter (9b) überführt wird, sodass die zweite Mischung (8b) den Rest der ersten Mischung (8a) enthält.
Verfahren (1000) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rest der ersten (8a) und/oder zweiten Mischung (8b), der vor dem Schritt a. in dem ersten (9a) oder zweiten Arbeitsbehälter (9b) aus einer vorangegangenen Durchführung des Verfahrens (1000) enthalten ist, über die bidirektionale fluidische Verbindung (10) zwischen dem ersten (9a) und dem zweiten Arbeitsbehälter (9b), zu gleichen Teilen auf den ersten (9a) und den zweiten Arbeitsbehälter (9b) aufgeteilt wird.
Brandhemmender Schaumstoff (1) hergestellt in einem Verfahren (1000) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff (1) mindestens eine Flammschutzkomponente (3a, 3b), insbesondere Blähgraphit, mit einem Massenanteil zwischen 1 % und 35 % enthält.
Fahrzeugsitzpolsterteil (500) hergestellt aus einem brandhemmenden Schaumstoff (1) nach Anspruch 11.
Verwendung eines brandhemmenden Schaumstoffs (1) nach Anspruch 11 zur Herstellung eines Produkts, insbesondere eines Fahrzeugsitzpolsterteils (500).
Fahrzeugsitz (750), umfassend mindestens ein Fahrzeugsitzpolsterteil (500) nach Anspruch 12.