DE1183236B - Vorrichtung zum Herstellen von poroesen Formkoerpern geringen Raumgewichtes aus stark vorgeschaeumtem, noch treibfaehigem Polystyrol - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B29d

Deutsche Kl.: 39 a3-27/00

Nummer: 1183 236

Aktenzeichen: E 17369 X/39 a3

Anmeldetag: 25. Juni 1956

Auslegetag: 10. Dezember 1964

Beim Verarbeiten von treibfähigem Polystyrol zu kompakten Formkörpern haben sich bei den bisherigen Behandlungsverfahren verschiedene Nachteile ergeben.

Für die Verarbeitung von blähfähigem Polystyrol zu kompakten Formkörpern ist es technisch bedeutungsvoll, daß man nicht nur den Rohstoff direkt, sondern auch die Einzelteilchen nach teilweiser, mehr oder weniger weit vorgetriebener Porenausbildung zu Formkörpern verarbeiten kann. Dieses primäre Aufblähen der Styroporteilchen wird als Vorschäumung bezeichnet. Es ergeben sich dabei Vorteile durch Abkürzung des Schäumvorganges in den Formen und Herabsetzung des Raumgewichtes der Formkörper. Zum Vorschäumen wird das Rohprodukt z. B. in Wasser von 95° C lose eingeschüttet. Die Styroporpartikeln schwimmen nach wenigen Sekunden auf dem Wasser und werden dann, damit sich die einzelnen Teilchen nicht miteinander verschweißen können, mechanisch von Hand oder mittels einer in einem Rohr laufenden Förderschnecke, das zur Hälfte in Wasser eintaucht, laufend bewegt. Nach fortschreitender Lagerung im Wasser findet eine entsprechende Volumenvergrößerung der Einzelteilchen statt. Das vorgeschäumte Material, das beim Herausnehmen feucht ist, wird anschließend getrocknet, da in diesem Fall der Schäumungsprozeß zur Herstellung von Formkörpern kürzer ist.

Zur eigentlichen Herstellung von Formkörpern aus vorgeschäumtem, blähfähigem Polystyrol verwendet man meistens Formen aus Stahl oder Aluminiumguß, die auf den Breitseiten mit gelochten oder geschlitzten Blechen verkleidet sind, wobei diese Durchbohrungen im Abstand von etwa 1 cm voneinander liegen und 1 bis 2 mm stark sind. Die Verschweißung der in loser Schüttung in der Form liegenden Styroporteilchen zu einem Formkörper erfolgt durch Zuführung von etwa 110 bis 115° C heißem Dampf. Der Dampf strömt aus kasten- oder glockenförmigen Dampfzuleitungskammern, sogenannten Dampfglocken, welche an den Breitseiten der Form angeordnet sind, durch die gelochten Bleche in die Schüttung hinein. Die Zuführung des Dampfes durch die Löcher der Deckbleche an die einzelnen Teilchen der Schüttung und die Verteilung desselben innerhalb der Schüttung geht schnell genug vor sich und macht keine Schwierigkeiten, wenn die Schüttung, die der Dampf durchdringen muß, nicht zu dick und die Hohlräume innerhalb der Schüttung nicht zu klein sind. Die größtmögliche Dicke der Formkörper ist daher beschränkt. Die größte Schichtdicke beträgt in der Regel 20 cm und übersteigt nicht 25 bis 30 cm.

Vorrichtung zum Herstellen von porösen
Formkörpern geringen Raumgewichtes aus
stark vorgeschäumtem, noch treibfähigem
Polystyrol

Anmelder:

Etablissement Plastitect,
Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
und Dipl.-Ing. K.-H. Eissei; Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Als Erfinder benannt:

Wilhelm Muhm t, Ascona, Tessin (Schweiz),

Frederik Brockhues, Vaduz (Liechtenstein)

Das ist darauf zurückzuführen, daß bei Verwendung von Formen, bei denen die gelochten Bleche mehr als 20 bis 25 cm auseinanderliegen oder, falls man die Form mit feinkörnigem oder gar feinperligem Styropor, welches wegen seiner einfacheren Herstellung und seines billigeren Preises hauptsächlich verarbeitet wird, füllt, die schnelle, gleichmäßige und ausreichende Zuführung von Dampf an den einzelnen, besonders an die im Innern der Form liegenden Teilchen Schwierigkeiten bereitet.

Es kann leicht vorkommen, daß der Dampf nicht schnell genug die im Innern der Schüttung liegenden Teilchen erreicht, weil er, durch die vorzeitige Verschweißung der in der Nähe der Deckbleche liegenden Teilchen, am Weiterströmen gehindert wird. Die Folge davon ist, daß dann nur die Außenseiten des Formkörpers in einer gewissen Stärke verschweißt und fest sind, im Innern dagegen sich noch lose nebeneinanderliegende Styroporteilchen befinden.

Um Fehlstellen in Formkörpern zu verhindern, ist es notwendig, Vorkehrungen zu treffen, daß der Dampf möglichst schnell und in ausreichender Menge an sämtlichen Teilchen herangeführt wird. Denn nur, wenn jedes Einzelteilchen von Dampf umspült wird, bläht es sich auf und verschweißt sich mit seinen Nachbarteilchen zu einem-festen Block.

Man hat schon versucht, die Dampfführung durch den Einbau von Schlitzdüsen in die Deckbleche zu verbessern. Die Schlitzdüsen gewährleisten zwar eine

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schnellere und gleichmäßigere Dampfzuleitung als die vorerwähnten Löcher in den Deckblechen, sie haben aber den Nachteil, daß sie sich leicht in den Blechen lockern und dann herausfallen. Außerdem verlieren großformatige Bleche beim Einbau von Schlitzdüsen ihre planebene Form und verziehen sich.

Wenn sich die vorgeschäumten Styroporteilchen zu einem Formkörper verschweißt haben, muß dieser gekühlt werden, damit die bei der Formung erweichten Porenwände der porösen Styroporteilchen wieder ίο erhärten und den Formkörper verfestigen. Sofern man grobe Teilchen verwendet, in deren Poren sich, nach der Formung, noch Lösungsmittel bzw. Gas befindet, das noch einen gewissen Druck auf die weichen und elastischen Porenwände ausübt, kann sofort mit Wasser gekühlt werden. Formkörper aus feinkörnigem oder gar feinperligem Styropor dagegen können nach der Formung nicht sofort mit Wasser gekühlt werden, denn, bei den feinperligen Teilchen ist der Gas- oder Luftdruck in den Poren, sofern diese überhaupt noch unter Druck stehen, nicht mehr stark genug, um den bei zu schneller Abkühlung mit Wasser eintretenden Zusammenfall (Schrumpfung) der dünnen Porenwände ausgleichen zu können. Daher schwindet ein zu früh mit Wasser gekühlter Formkörper aus feinperligem Styropor und deformiert sich, was zu Verlusten in der Ausbeute führt. Man versucht, die Schwindung oder Schrumpfung von Formkörpern aus feinperligem Styropor durch langsame Auskühlung in der Form oder durch Beblasen mit kalter Luft zu verhindern. Eine solche Kühlung erfordert natürlich viel mehr Zeit als eine Wasserkühlung und setzt dadurch die Leistung der Form herab.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung soll nun erreicht werden, Formkörper aus Styropor herzustellen, deren Schichtdicke die bisher möglichen Schichtdicken übersteigt, und andererseits auch Wasserkühlung anzuwenden.

Erfindungsgemäß hat die Vorrichtung zum Herstellen von porösen Formkörpern geringen Raumgewichtes aus noch treibfähigem, jedoch stark vorgeschäumtem und gasarmem Polystyrol, die aus einem versteiften, doppelwandigen Behälter besteht, bei dem zwei gegenüberliegende senkrechte Wände die größte Flächenausdehnung besitzen und deren innere Wandungen nach Art von Siebelementen perforiert sind, die Kennzeichen, daß die sich gegenüberstehenden Innenwandungen des Behälters einen Abstand von mehr als 25 bis 30 cm voneinander haben, und daß die Innenwandungen in Form von Siebelementen ausgebildet sind, welche eine Durchlässigkeit wie Spaltsiebe besitzen.

Bevorzugt werden als Siebelemente Spaltsiebe benutzt, die durch Aneinanderreihung von Profilstäben gebildet sind. Es können aber auch Siebelemente aus geschlitzten und gegebenenfalls gestreckten Blechen bestehen.

Die Zuführungsleitungen für das Kühlwasser, die in den Zwischenräumen zwischen den beiden Wandüngen einmünden, liegen am oberen Teil der Zwischenräume so, daß das Wasser längs der Siebwände herabrieseln kann. Es ist vorteilhaft, in den Spaltsieben vorhandene Spalte vom Behälterinnern aus nach außen schräg nach abwärts verlaufen zu lassen.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus Polystyrol mit großer Schichtdicke ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt 'Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Deckblech und Spaltsieb,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Ausführung nach der Linie4-4 der Fig. 1;

F i g. 3 und 4 zeigen Details von Profilstäben tat Schnitt, aus denen Spaltsiebe hergestellt werden.

Das Spaltsieb 11 wird an dem Deckblech 12 befestigt, welches den, bei der Formung bzw. Verschweißung der Styroporteilchen entstehenden Druck aufnimmt und auf den Fonnrahmen überträgt. Zwischen den Spiralen 13, welche die Profilstäbe 14 zusammenhalten und versteifen, entstehen Kammern 15 —ähnlich den bisher gebräuchlichen Dampfglocken— in denen sich der Dampf, welcher durch die öffnungen 18 der Deckbleche 12 eingeführt wird, entspannen und entwässern kann, ehe er durch die Spaltsiebe 11 in die Schüttung 16 eindringt, und in deaea, dann das Kühlwasser 17 zwischen Spaltsieb und Deckblech herunterrieselt. '

Während der Durchmesser der Löcher in des Deckblechen im allgemeinen 1 bis 2 mm groß ist, beträgt die Spaltbreite 19 der Spaltsiebe nur 0,05 bis 0,25 mm.

Die Löcher für den Dampfdurchtritt werden bei den Deckblechen in Abstanden von etwa 20 bis 25 mm gebohrt. Die Spalte der Spaltsiebe dagegea liegen nur 2 bis 4 mm auseinander und reichen tfeef die ganze Breite der Form.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteilet Man ist nunmehr in der Lage, die für viele Zwecke erwünschten dicken Schichten zusamtnenhängKt§ herzustellen; außerdem ist die Herstellung schnei und einfach, insbesondere lassen sich die senkreeüt stehenden Formen gemäß der Erfindung sehr schneB füllen. Die Verwendung von Siebeleroenten, die wie Spaltsiebe und Streckrnetallsiebe sehr nahe beieinanderliegende Durchlässe haben, bringt auch de» Vorteil, daß die Fremdkörper glatte Oberflächen erhalten und nicht, wie bei gelochten DeckblecfneS, Warzen aufweisen, also Erhöhungen in der Ober»* fläche des Formkörpers, welche in die Löcher der Lochbleche hineinragen, und bei stehenden Formet vor der Herausnahme des Formkörpers aus der Fona abgeschert werden müssen. Auch ist die Adhäsion des feuchten und glatten Fonnkörpers weseoilick geringer als an den feuchten und glatten DeckWectai der bisherigen Vorrichtungen.

Auch bei der Kühlung sind die erfindungsgera8S vorgesehenen Siebelemente vorteilhaft, so daß die Kühlzeit erheblich gekürzt werden kann. Das über die Siebe, Spaltsiebe oder Streckmetallsiebe herunterrieselnde Wasser führt die aus dem Formkörper aus*- steigende Wärme ab, ohne mit dem Formkörper selbst in Berührung zu kommen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von porösen Fonnkörpern geringen Raumgewichtes aus noch treibfäbigem, jedoch stark vorgeschäumtem und gasarmem Polystyrol, bestehend aus einem versteiften, doppelwandigen Behälter, bei dem zwei gegenüberliegende senkrechte Wände die größte Flächenausdehnung besitzen und deren 'wsssm Wandungen nach Art von Siebelementen· perforiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberstehenden Innenwandungen des

Behälters einen Abstand von mehr als 25 bis 30 cm voneinander haben und daß die Innenwandungen in Form von Siebelementen ausgebildet sind, welche eine Durchlässigkeit wie Spaltsiebe besitzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebelemente aus durch Aneinanderreihung von Profilstäben (14) gebildeten Spaltsieben bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Siebelemente aus geschlitzten und gegebenenfalls gestreckten Blechen bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in den Zwischenräumen zwisehen den beiden Wandungen Zuführungsleitungen für Kühlwasser einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (17) für längs der Siebwände (14) herabrieselndes Wasser am oberen Teil der Zwischenräume (15) einmünden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spaltsieben vorhandenen Spalte vom Behalterinneren aus nach außen schräg nach abwärts verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Kunststoffe«, 1954, Heft 4, S. 173 bis 180;
»Der Plastverarbeiter«, 1954, Heft 9, S. 260 bis 271.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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