DE1196864B - Process for the production of polyurethane foams - Google Patents

Process for the production of polyurethane foams

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DE1196864B
DE1196864B DEP30268A DEP0030268A DE1196864B DE 1196864 B DE1196864 B DE 1196864B DE P30268 A DEP30268 A DE P30268A DE P0030268 A DEP0030268 A DE P0030268A DE 1196864 B DE1196864 B DE 1196864B
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Willow Grove
Russel M Henrickson
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Space Systems Loral LLC
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Philco Ford Corp
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

C08gC08g

Deutsche Kl.: 39 b-22/04 German class: 39 b -22/04

Nummer: 1196 864Number: 1196 864

Aktenzeichen: P 30268IV c/39 bFile number: P 30268IV c / 39 b

Anmeldetag: 1. Oktober 1962 Filing date: October 1, 1962

Auslegetag: 15. Juli 1965Opening day: July 15, 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen in Formen unter Verwendung eines durch die Reaktionswärme aktivierbaren Treibmittels und bezweckt, bei dieser Herstellung auf gewünschten Oberflächenbereichen des Schaumstoffes eine verdichtete Außenschicht zu erzeugen. The invention relates to a method for producing polyurethane foams in molds Use of a blowing agent which can be activated by the heat of reaction and is intended for this production to produce a compacted outer layer on the desired surface areas of the foam.

Schaumstoffe mit einer verdichteten Außenschicht können insbesondere als Formbauteile, z. B. als Wärmeisolierung für Kühlschranktüren, Verwendung finden. Formbauteile aus Schaumstoff werden in steigendem Maße auf verschiedenen Gebieten verwendet. Ihre Verwendung ist andererseits dadurch beschränkt, daß die porenförmige Struktur solcher Körper eine sehr geringe Abriebfestigkeit bedingt. Schaumstoffe werden daher im allgemeinen wegen ihrer geringen mechanischen Widerstandsfähigkeit nur als Füllkörper oder Kernwerkstoff zwischen schon bestehenden Bauteilen verwendet. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit von Schaum-Stoffen hat man zwar z. B. eine wabenförmige oder mit Rippen verstärkte Gestaltung vorgesehen. Die Herstellung solcher Schaumstoffe ist jedoch nicht nur aufwendig und zeitraubend, sondern sie ist in vielen Fällen auch wegen der besonderen Ausgestaltung des betreffenden Schaumstofformteiles oder wegen dessen Verwendungszweck in der Praxis gar nicht ausführbar. Ein anderes, aber ebenfalls nicht befriedigendes Verfahren besteht darin, den Schaumstoff mit einer Verkleidungsschicht aus Metall, Sperrholz od. dgl. zu versehen und den so erhaltenen Verbundkörper als Bauteil zu verwerden. Foams with a compacted outer layer can in particular be used as molded components, e.g. B. as Find thermal insulation for refrigerator doors, use. Molded components made of foam are used in increasingly used in various fields. Their use, on the other hand, is thereby limited that the pore-shaped structure of such bodies causes a very low abrasion resistance. Foams are therefore generally used because of their poor mechanical resistance only used as a filler or core material between existing components. For improvement the mechanical strength of foam materials has z. B. a honeycomb or Reinforced design provided with ribs. However, the production of such foams is not only complex and time-consuming, but in many cases it is also because of the special design of the foam molding in question or because of its intended use in practice not executable at all. Another, but also unsatisfactory, method is to To provide the foam with a cladding layer made of metal, plywood or the like and the composite body obtained in this way to be used as a component.

Im Gegensatz dazu sieht das Verfahren der Erfindung die Herstellung eines Polyurethanschaumstoffes aus mehrere Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen und Polyisocyanaten in Formen unter Verwendung eines durch die Reaktionswärme aktivierbaren Treibmittels mit einer verdichteten Außenschicht vor, bei dem diese Außenschicht während des Schäumvorganges dadurch erzeugt wird, daß die den betreffenden Oberflächenbereichen anliegenden Formteile während des Schäumvorganges auf einer Temperatur gehalten werden, die unterhalb derjenigen liegt, bei der eine Schaumbildung durch Verdampfung des Treibmittels in der anliegenden Außenschicht des Körpers eintreten kann.In contrast, the process of the invention provides for the production of a polyurethane foam of polyhydric compounds and polyisocyanates in forms using a blowing agent that can be activated by the heat of reaction and has a compacted outer layer before, in which this outer layer is generated during the foaming process in that the the relevant surface areas adjacent molded parts during the foaming process on a Maintain temperature below that at which foam formation by evaporation of the propellant can enter the adjacent outer layer of the body.

Die Formteile werden also auf einer Temperatur gehalten, die unterhalb derjenigen liegt, bei der das Treibmittel nicht mehr als schaumbildendes Mittel unter Bildung von Poren in der weichen bzw. ungehärteten Kunststoffmasse wirksam ist, selbst wenn Verfahren zur Herstellung
von PolyurethanschaumstoffenThe molded parts are therefore kept at a temperature below that at which the blowing agent is no longer effective as a foam-forming agent with the formation of pores in the soft or uncured plastic mass, even when processes are used for production
of polyurethane foams

Anmelder:Applicant:

Philco Corporation,Philco Corporation,

eine Gesellschaft nach den Gesetzena society according to the law

des Staates Delaware, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)of Delaware State, Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,Dipl.-Ing. C. Wallach, patent attorney,

München 2, Kaufingerstr. 8Munich 2, Kaufingerstr. 8th

Als Erfinder benannt:
Rüssel M. Henrickson,
Willow Grove, Pa. (V. St. A.)Named as inventor:
Proboscis M. Henrickson,
Willow Grove, Pa. (V. St. A.)

es vom technischen Standpunkt aus bei dieser Temperatur noch verdampfbar wäre.from a technical point of view it would still be vaporizable at this temperature.

Dadurch, daß man gemäß der Erfindung die in Schäumung befindliche Masse in Berührung mit einer verhältnismäßig kalten Formoberfläche bringt, gelingt es, auf dem Schaumformkörper einen harten und dauerhaften Überzug zu erzeugen, dessen mechanische Eigenschaften, wie z. B. spezifisches Gewicht, Abriebfestigkeit und Stoßfestigkeit, durch Regelung der Temperatur der gekühlten Formteile in gewünschter Weise innerhalb eines verhältnismäßig weiten Bereiches gewählt werden können.Characterized in that, according to the invention, the foaming mass in contact with brings a relatively cold mold surface, it is possible to create a hard one on the foam molding and to produce permanent coating whose mechanical properties, such as e.g. B. specific weight, Abrasion resistance and impact resistance, by regulating the temperature of the cooled molded parts in desired way can be selected within a relatively wide range.

Die Bedeutung dieses Vorteils ergibt sich schon daraus, daß sich mit dem Verfahren der Erfindung eine verdichtete Außenschicht des Schaumkörpers erzielen läßt, deren spezifisches Gewicht 6mal und deren allgemeine mechanische Festigkeit etwa 15mal größer ist als die des Schaumstoffes. Durch die einfache, aber sinnreiche Maßnahme des Kühlens gewisser Formteile kann also für viele praktische Bedürfnisse Formschaumstoff in einem einzigen, ununterbrochenen Arbeitsgang hergestellt werden, ohne daß ein Zusammenbauen von vorgeformten Bauteilen erforderlich wäre.The importance of this advantage arises from the fact that with the method of the invention can achieve a compacted outer layer of the foam body, the specific weight of which 6 times and whose general mechanical strength is about 15 times greater than that of the foam. By the simple, but ingenious measure of cooling certain moldings can be practical for many Needs molded foam to be produced in a single, uninterrupted operation, without that an assembly of preformed components would be required.

Der so erzielte Vorteil wirkt sich insbesondere für die Zwecke der Kältetechnik aus. Bei der Herstellung von Bauteilen mit Wärmeisolierung, wie z. B. Kühlschranktüren, wird bisher meist eine äußere Metallverkleidung mit einer vorgeformten Kunststoffauskleidung versehen, wobei zwischen diese beiden Schichten von Hand Teile aus Isoliermaterial eingesetzt werden.The advantage achieved in this way is particularly effective for the purposes of refrigeration technology. In the preparation of of components with thermal insulation, such as B. refrigerator doors, so far is mostly an external one Metal cladding provided with a preformed plastic lining, with between these two Layers of hand parts made of insulating material are inserted.

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Diese Arbeitsweise ist nicht nur zeitraubend, sondern besonders bei komplizierter geformten Auskleidungen insofern unbefriedigend, als das Isoliermaterial nicht genau mit den Umrißformen der Auskleidung übereinstimmt, so daß Lücken und Ausschnitte verbleiben, in denen die Wärmeisolierung schlechter ist. Überdies ergeben sich Schwierigkeiten wegen der benötigten Lagennöglichkeit für die bei der Herstellung des Fertigteiles erforderlichen Bestandteile. This way of working is not only time consuming, but unsatisfactory insofar as the insulating material is particularly unsatisfactory in the case of linings with a more complex shape does not exactly match the outline of the lining, leaving gaps and cutouts remain in which the thermal insulation is poor. In addition, difficulties arise because of the necessary positional possibilities for the components required in the manufacture of the prefabricated part.

Für die Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung insbesondere die an sich bekannte Verwendung eines Fluorkohlenstofftreibmittels vor.For the implementation of the method, the invention provides in particular the use which is known per se a fluorocarbon propellant.

Zwar hat man auch bisher bei Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff die dabei verwendeten Formteile nicht beheizt. Da es sich bei dem Schäumvorgang um eine exotherme Reaktion handelt, wurden jedoch dabei die nichtgekühlten Formteile durch die sie berührende und wärmeabgebende Schaumschicht erwärmt. Selbst wenn dabei ein Temperaturabfall von der Mitte des Schaumkernes bis zur Wand der Form eintreten würde, reicht die Temperatur einer ungekühlten Formwand im allgemeinen nicht aus, um die Verdampfung des Treibmittels in erfindungsgemäßer Weise zu beeinflussen. Insbesondere hat das bei 24° C siedende Fluortrichlormethan schon bei Raumtemperatur einen ganz erheblichen Dampfdruck. Bei Verwendung dieses Treibmittels wäre daher eine Beeinflussung der Oberfläche des Schaumes im Sinne der Erfindung ohne entsprechende Kühlung der Formteile ausgeschlossen.It is true that the ones used in the production of molded parts from foam have also been used so far Moldings not heated. Since the foaming process is an exothermic reaction, However, the non-cooled moldings were affected by the contact with them and the heat emitting Heated foam layer. Even if there is a temperature drop from the center of the foam core to would enter the wall of the mold, the temperature of an uncooled mold wall is generally sufficient not enough to influence the evaporation of the propellant in the manner according to the invention. In particular, the fluorotrichloromethane boiling at 24 ° C already has a very good temperature at room temperature considerable vapor pressure. Using this propellant would therefore affect the surface of the foam excluded in the context of the invention without appropriate cooling of the molded parts.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments on the basis of the drawing. In the drawing shows

F i g. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,F i g. 1 shows a view of an embodiment of a device for carrying out the invention Procedure,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer weiteten und veremfachten Ausführußgsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrais,Fig. 2 is a perspective view of a further and expanded embodiment of a device to carry out the process according to the invention,

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht eines Gegenstandes, der erfindungsgemäß unter Verwendung der ia Fig. 1 dargestellten Vorrichtung hergestellt ist,3 is a sectional view of an object, which is produced according to the invention using the device shown generally in FIG. 1,

Fig. 4 eiae teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines Gegenstandes, der unter Verwendung der in Fig. 2 hergestellten Vorrichtung hergestellt ist,4 is a partially broken away perspective View of an object made using the device made in FIG is made

Fig. 5 ein Scfaaubild, das den beherrschbaren Bereich einiger wichtiger physikalischer Eigenschaften eines erfmdungsgemäß hergestellten Schaumstoffes darstellt.Fig. 5 is a diagram showing the controllable Range of some important physical properties of a foam produced according to the invention represents.

In Fig. 1 ist als Beispiel eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, die «ir Anwendung der Erfindung auf die Herstellung einer Künlschranktür dieat und bei der solche Probleme, wie sie oben kürz geschildert wurden, vermieden sind. Das erfradungsgemäße Verfahren zur Herstellung z. B. einer Tür besteht darin, die gesamte Tür in einem einzigen Arbeitsgang herzustellen, indem man eine Beschickungsmenge von schaumbildendea Reaktionsteilnehmera in einer Form einschließt, die entsprechende Umrisse aufweist und dann eine harte dauerhafte Schicht auf dafür vorgesehenen Abschnitten der Oberfläche des fertig ausgebüieteii Schaujastofies erzeugt, indem man diejenigen Teile der Form, die zur Ausbildung von solchen Oberflächenabschnitten bestimmt sind, während der Ausdehnung des Kernes auf einer erniedrigten Temperatur hält. Ein derartiges örtlich begrenztes Kühlen läßt die Polykondensation der Schaumreaktionsteilnehmer an oder nahe an der Kühlfläche zu, während es ein wirksames Verdampfen des verwendeten besonderen Treibmittels verhindert und dadurch die Bildung einer glatten Oberflächenschicht ermöglicht, die mit der darunterliegenden porenhaltigen Masse zu einem Stück vereinigt ist.In Fig. 1, an embodiment of a device according to the invention is shown as an example, the “Ir application of the invention to manufacture a Künlschrankranktüreat and with such problems, as briefly described above are avoided. The erfradungsgemeinschaft procedure for Manufacture e.g. B. a door consists in manufacturing the entire door in a single operation, by placing a charge of foaming reactants in a Includes shape that has appropriate outline and then a hard permanent layer on top Sections of the surface of the ready-made show fabric provided for this purpose are produced by those parts of the mold that are intended for the formation of such surface sections, maintains a lowered temperature during expansion of the core. Such a local one Limited cooling leaves the polycondensation of the foam reactants at or near that Cooling surface, while it prevents effective evaporation of the particular propellant used and thereby enables the formation of a smooth surface layer with the underlying porous mass is combined into one piece.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist eine trennbare Form-Einrichtung 10 mit einem oberen und einem unteren Formteil 12 bzw. 14 auf. Das untere Formteil 14 ist mit Rollen 16 versehen, um eine Bewegung dieses Formteiles zwecks Ausrichtung mit der zur Beschickung mit Schaum dienenden Einrichtung 22 zu ermöglichen. Das Formteil 14 ist auf der rechten Seite der Fig. 1 in seiner Beschickungsstellung gezeigt. Das obere Formteil 12 der Form 10 wird von einer Platte 24 getragen; diese Platte 24 und das Formteil 12 können mittels eines Kolben-Zylinder-Aggregates 26 in senkrechter Richtung hin- und herbewegt werden. Um die Bewegung des oberen Formteiles zu erleichtern, ist dieses mit Gegengewichten 28 versehen und wird bei seiner Bewegung mittels der von den Rahmenkanälen 32 gebildeten Führungen 30 geführt.The apparatus shown in Fig. 1 includes a separable molding device 10 with an upper and a lower mold part 12 and 14, respectively. The lower mold part 14 is provided with rollers 16 to a movement of this molded part for the purpose of alignment with the one used for loading foam Facility 22 to enable. The molded part 14 is on the right-hand side of FIG. 1 in its loading position shown. The upper mold part 12 of the mold 10 is carried by a plate 24; these Plate 24 and the molded part 12 can by means of a piston-cylinder unit 26 in the vertical direction be moved back and forth. In order to facilitate the movement of the upper molding, this is with Counterweights 28 are provided and are moved by means of the frame channels 32 formed Guided tours 30 guided.

Eine Arbeitsweise zur Herstellung einer Kühlschranktür aus Kunststoffschaumstoff besteht darin, daß eine vorgeformte Verkleidungsplatte 34 aus Metall, die schließlich die nach außen frei liegende Oberfläche der Tür des Lebensmittelbehälters eines Kühlschrankes darstellen soll, in den Hohlraum 36 des unteren Formteiles 14 gelegt wird. Es wird jedoch betont, daß die Verwendung einer Verkleidung nur nach Wahl erfolgt, da die Tür auch unabhängig von einer solchen Verkleidung hergestellt werden kann, und daß Verkleidungsplatten aus mit emailliertem Stahl, Kunststoff oder anderem Werkstoff auch nach endgültiger Fertigstellung des Schaumstoffkernes auf dessen Stirnseite angeklebt oder befestigt werden können. Wahlweise kann auch die Oberflächenhaut selbst als die frei liegende Außenfläche der Tür verwendet werden.One way of making a refrigerator door made of plastic foam consists in that a preformed trim panel 34 is made of Metal that eventually becomes the exposed surface of the door of a food container Is intended to represent a refrigerator, is placed in the cavity 36 of the lower molded part 14. It will stresses, however, that the use of a cladding is only optional, since the door is also independent from such a cladding can be made, and that cladding panels made with enamelled steel, plastic or other material even after the final completion of the Foam core can be glued or attached to the front side. Optionally can also the surface skin itself can be used as the exposed exterior surface of the door.

Kantenabschnitte der äußeren Verkleidung 34 sind —■ wie dies bei 38 gezeigt ist — nach innen umgebördelt, um einen mechanischen Abschluß für den Schaum während des Aufschäumens zu bilden.Edge portions of the outer panel 34 are - as shown at 38 - inward crimped to form a mechanical seal for the foam during foaming.

Nachdem die Verkleidung 34 in ihre Stellung gebracht ist, wird das untere Formteil 14 in seine Stellung unterhalb des Mischkopfes 40 gefahren, um abgemessene Anteile der schaumbildenden Reaktionsteilnehmer aufzunehmen. Die zwei Hauptbestandteile des Schaumes befinden sich in getrennten Mischbehältern 42 und 44, wobei die Flüssigkeitsstrahlen unabhängig voneinander mittels biegsamer isolierter Rohrleitungen 45 dem Mischkopf 40 zufließen können.After the panel 34 is in place, the lower molding 14 is in place Driven below the mixing head 40 to measure proportions of the foam-forming reactants to record. The two main components of the foam are in separate ones Mixing containers 42 and 44, the liquid jets independently of one another by means of flexible isolated pipes 45 can flow to the mixing head 40.

Damit der Mischkopf 40 frei beweglich ist, hängt er mittels eines Rahmens 46 von einer zweiachsigen Laufkatze 48 herab. Diese Anordnung ermöglicht eine ungehinderte biaxiale Bewegung des Mischkopfes und erlaubt eine vollständige Beschickung der Form in kürzester Zeit.So that the mixing head 40 is freely movable, it hangs by means of a frame 46 from a biaxial one Trolley 48 down. This arrangement enables unimpeded biaxial movement of the mixing head and allows the mold to be fully loaded in the shortest possible time.

Eine beispielsmäßige Zusammensetzung der Reaktionsteilnehmer für die Herstellung eiaes Kühlschrankbauteiles enthält als einen Bestandteil 332 gAn exemplary composition of the reactants for the production of a refrigerator component contains as one component 332 g

eines aus einer Polyhydroxylverbindung durch Reaktion mit einem kurzkettigen organischen Alkylenoxyd erhaltenen Verbindung. Ein besonderes Beispiel hierfür ist ein durch Reaktion von Sorbit mit Propylenoxyd erhaltener Polyäther, der eine Hydroxylzahl von 500 aufweist. Hierzu werden 8 g Dibutylzinndilaurat als Katalysator und 3 g eines oberflächenaktiven Silikons zugesetzt. Der zweite Bestandteil ist ein Präpolymeres, das in bekannter Weise aus 535 g des oben beschriebenen Harzes hergestellt ist und ein NCO/OH-Verhältnis von 3,0 bis 4,5 aufweist, zu welchem 133 g Monofluortrichlormethan als Schäummittel zugesetzt werden, wobei das Verschäumen durch die während der Schaumerzeugung frei werdende exotherme Reaktionswärme in Gang gesetzt wird. Die Reaktionsteilnehmer werden vor ihrer Verwendung in den mit (in der Figur nicht gezeigten) Dosierpumpen ausgerüsteten Behältern 42 und 44 getrennt gehalten. Das Präpolymere wird bei etwa 10,0° C gehalten, die polyalkoxylierte Polyhydroxylverbindung bei 32,2 bis 37,8° C. Unmittelbar vor ihrer Verwendung werden die Reaktionsteilnehmer mittels (nicht gezeigter) Ventile in eine gemeinsame, innerhalb des Mischkopfes 40 befindliche Mischkammer geleitet, wo die Flüssigkeiten mittels eines motorgetriebenen Teiles zu einer homogenen Masse vermischt werden, die als ein gemeinsamer Strahl aus der Düse 50 entleert werden kann.one made from a polyhydroxyl compound by reaction with a short-chain organic alkylene oxide obtained connection. A particular example of this is one produced by the reaction of sorbitol with propylene oxide obtained polyether which has a hydroxyl number of 500. 8 g of dibutyltin dilaurate are used for this purpose added as a catalyst and 3 g of a surface-active silicone. The second component is a prepolymer which is produced in a known manner from 535 g of the resin described above and a Has NCO / OH ratio of 3.0 to 4.5, to which 133 g of monofluorotrichloromethane as a foaming agent can be added, the foaming being released during the foam generation exothermic heat of reaction is set in motion. Respondents are informed prior to their use in containers 42 and 44 equipped with metering pumps (not shown in the figure) kept separate. The prepolymer is kept at about 10.0 ° C, the polyalkoxylated polyhydroxyl compound at 32.2 to 37.8 ° C. Immediately prior to use, the reactants by means of valves (not shown) into a common mixing chamber located within the mixing head 40 where the liquids by means of a motor-driven part to a homogeneous mass which can be emptied from the nozzle 50 as a common jet.

Sobald der Hohlraum 36 beschickt ist, wird das Formteil 14 sofort zur Ausrichtung mit dem oberen Formteil 12 gebracht. Bei der oben besonders angegebenen Zusammensetzung besteht vor dem Einsetzen der Reaktion eine Latenzzeit von etwa 30 Sekunden. Da der Beschickungsverlauf normalerweise im wesentlichen weniger als 30 Sekunden beansprucht, ist hinreichend Zeit vorhanden, um das untere Formteil in seine richtige Stellung zu bringen, bevor die Schaumbildung in irgendeinem merklichen Ausmaß fortgeschritten ist. Wenn das Formteil 14 in der in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Stellung angelangt ist, wird das obere Formteil zum schließenden Eingriff mit ihm nach unten gesenkt. Zur Durchführung der auf dem oberen Formteil erforderlichen Temperaturregelung kann dieses Teil mit einer Motor-Kompressor-Einheit 52 sowie einem Rippenrohrkondensator 54 ausgerüstet sein, der im Kühlmittelstromkreislauf mit einem Verdampferabschnitt 56 verbunden ist, der eine Mehrzahl von untereinander verbundenen, das obere Formteil 12 durchquerenden Rohrleitungen 57 umfaßt. Um eine richtige Kühlung der Oberfläche der Form zu sichern, ist das Formteil 12 vorzugsweise aus einem Werkstoff von hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium, hergestellt. Eine zweckentsprechende Art zur Bildung des gewünschten Musters für den Kühlmitteldurchfluß besteht in der Verwendung einer üblichen Walzverbundkonstruktion. Um das Auslegen des Kühlsystems zu vereinfachen, wird die gesamte obere Seite der Einheit von dem oberen Formteil getragen, wodurch die sonst erforderliche biegsame Verbindung zwischen der unteren und der oberen Seite des Kühlsystems überflüssig gemacht ist.Once the cavity 36 is loaded, the molding 14 is immediately aligned with the upper one Molding 12 brought. With the composition specified above, there is prior to onset the response has a latency of about 30 seconds. Since the loading process is normally essentially takes less than 30 seconds, there is sufficient time to complete the Bring the lower molding in its correct position before the foam formation in any noticeable Extent has progressed. When the molded part 14 is in the form shown in FIG. 1 position indicated by dashed lines is reached, the upper mold part is lowered for locking engagement with him. To carry out the temperature control required on the upper molded part, this part be equipped with a motor-compressor unit 52 and a finned tube condenser 54, which is in Coolant flow circuit is connected to an evaporator section 56, which has a plurality of interconnected, the upper molding 12 traversing pipelines 57 comprises. To a To ensure proper cooling of the surface of the mold, the molded part 12 is preferably made of a material of high thermal conductivity, e.g. B. aluminum. A purposeful way of education the desired pattern for the coolant flow is to use a conventional roller composite structure. To simplify the design of the cooling system, the entire upper side of the unit is supported by the upper molding, thereby eliminating the flexible connection between the lower and the upper side of the Cooling system is made superfluous.

Es wurde gefunden, daß dann, wenn die obere Formplatte auf einer Temperatur gehalten wird, die im Vergleich zu der für das wirksame Verdampfen des Treibmittels erforderlichen Temperatur verhältnismäßig niedrig ist, an denjenigen Oberflächenabschnitten des Schaumes, welche diesen gekühlten Bezirken unmittelbar anliegen, eine glatte, harte dauerhafte Haut 60 von der beispielsmäßig in F i g. 3 gezeigten Art gebildet wird. Dieses Verfahren kann gewünschtenfalls dazu dienen, eine sonst erforder-S liehe besondere Auskleidung überflüssig zu machen, so daß in einem einstufigen Arbeitsgang eine fertige Kühlschranktür hergestellt wird, die eine zugleich mit dem Schaumstoffkern gebildete harte und dauerhafte Oberflächenschicht bzw. Haut aufweist. Außerdem können durch Abänderung der Temperatur der Form die physikalischen Kennzahlen der selbsterzeugten Haut in weiten Grenzen verändert werden; gewisse typische Kennzahlen und deren zulässiger Änderungsbereich sind in F i g. 5 gezeigt.It has been found that when the upper mold plate is held at a temperature that relative to the temperature required for effective evaporation of the propellant is low, on those surface portions of the foam which cooled it A smooth, hard, permanent skin 60 of the type exemplified in FIG. 3 type shown is formed. If desired, this procedure can be used to resolve an otherwise required Borrowed to make special lining superfluous, so that a finished one in a one-step operation Refrigerator door is made, which is a hard and durable one formed at the same time with the foam core Has surface layer or skin. In addition, by changing the temperature of the Form the physical characteristics of the self-produced skin can be changed within wide limits; certain typical key figures and their permissible range of change are shown in FIG. 5 shown.

is Ein Teilabschnitt eines nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gegenstandes ist in F i g. 3 gezeigt; dieser weist eine abriebfeste Haut 60 von hohem spezifischem Gewicht auf, die mit einem Poren enthaltenden Kern 62 von niedrigem spezifisehen Gewicht ein Stück bildet. Es sei bemerkt, daß das Porengefüge des Kernes in der Nähe der äußeren gekühlten Fläche eine Größenabstufung aufweist. In einer bestimmten Lage innerhalb des Schaumes, die hier als Fläche 64 bezeichnet wird und die von der Temperatur abhängt, bei der die Form während der Bildung des betreffenden Teiles gehalten wird, besteht ein ziemlich schroffer Übergang von porenförmiger Beschaffenheit zu einer festen Haut. Wird das Formteil 12 auf eine Anfangstemperatur von 7° C gebracht und die oben beschriebene Rohstoffzusammensetzung verwendet, so wird eine Hautstärke von etwa 3,6 mm erhalten.is a subsection of one after the one described Process produced object is in F i g. 3 shown; this has an abrasion-resistant skin 60 of high specific gravity with a void-containing core 62 of low specific gravity Weight forms one piece. It should be noted that the pore structure of the core in the vicinity of the outer cooled surface has a size gradation. In a certain position within the foam, which is referred to here as area 64 and which depends on the temperature at which the shape is during the formation of the part in question is maintained, there is a fairly sharp transition from pore-shaped Texture to a firm skin. If the molded part 12 to an initial temperature of Bringing 7 ° C and using the raw material composition described above, it becomes a skin thickness of about 3.6 mm.

Aus dem Schaubild der Fig, 5 ist zu ersehen, daß bei Anwendung einer Formtemperatur von etwa 7° C ein zusammengesetzter Gegenstand erhalten wird, der eine Haut mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,43 g/cm3 aufweist. Das spezifische Gewicht des Schaumstoffkernes (in dem Schaubild nicht gezeigt) beträgt durchschnittlich etwa 0,03 g/cm3; die dabei gebildete Haut hat eine Stoßfestigkeit von etwa 0,25 mm (gemessen an der Eindringungstiefe einer aus 7,5 cm Höhe herabfallenden Kugel von etwa 0,6 kg und einem wirksamen Durchmesser von 15 mm) sowie eine Abriebfestigkeit von 13 mg (bestimmt unter Verwendung eines Tabor Abrader, wobei die Oberfläche der Haut tausend Umdrehungen eines auf jeder Seite mit 1500 g belasteten Cs No 10 Calibraserades unterworfen wird).
Eine weitere, mehr vereinfachte Form einer Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise stellt die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung 66 dar; diese weist zwei mit Rippen versehene Aluminiumplatten 68 auf, die durch Rahmenstangen 70 in Abstand gehalten werden; der Aufbau wird durch die Spannschrauben 72 zusammengehalten. Die Vorrichtung wird zur Vorbereitung auf das Einbringen des Schaumes mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Mittel abgekühlt; dies kann so erfolgen, daß die gesamte Vorrichtung in einen üblichen Kühlschrank während eines Zeitraumes gestellt wird, der zur Abkühlung auf die gewünschte Arbeitstemperatur erforderlich ist. Nach Erreichen dieser Temperatur wird eine der Stangen 70 abgenommen, und es wird der Innenraum der Vorrichtung mit einer geeigneten Mischung der Schaumstoffreaktionsteilnehmer beschickt. Die abgenommene Stange 70 wird wieder in ihrer Stellung festgeschraubt, worauf man die Reaktion bis zu ihrem Ende ablaufen läßt. Mit diesemIt can be seen from the graph in FIG. 5 that when a mold temperature of about 7 ° C. is used, a composite article is obtained which has a skin with a specific gravity of about 0.43 g / cm 3 . The specific gravity of the foam core (not shown in the diagram) averages about 0.03 g / cm 3 ; the resulting skin has an impact resistance of about 0.25 mm (measured at the depth of penetration of a ball falling from a height of 7.5 cm of about 0.6 kg and an effective diameter of 15 mm) and an abrasion resistance of 13 mg (determined under Use of a Tabor Abrader, whereby the surface of the skin is subjected to a thousand revolutions of a Cs No 10 calibration wheel loaded on each side with 1500 g).
Another, more simplified form of a device for performing the method of operation according to the invention is shown in FIG. Figure 2 illustrates device 66; this has two ribbed aluminum plates 68 which are held at a distance by frame bars 70; the assembly is held together by the tensioning screws 72. The apparatus is cooled by any suitable means in preparation for the introduction of the foam; this can be done in such a way that the entire device is placed in a conventional refrigerator for a period of time which is necessary for cooling to the desired working temperature. After this temperature has been reached, one of the rods 70 is removed and the interior of the device is charged with a suitable mixture of the foam reactants. The removed rod 70 is screwed back in place, whereupon the reaction is allowed to proceed to its end. With this

Verfahren kann in bequemer Weise ein Formstück von der in F i g. 4 gezeigten Art hergestellt werden, dessen Aufbau aus einem porenhaltigen Kern 74 besteht, der vollständig von einer selbsterzeugten Umhüllung aus einer harten dauerhaften Haut 76 umschlossen ist. Dieses Formstück kann sofort als belastungsfähiges Bauteil dienen und ist mit Erfolg bei der Herstellung von Isolierteilen für Kühlvorrichtungen verwendet worden. Die mit dem Kern ein Stück bildende Haut und die Art ihrer Herstellung verbessern das Zurückhalten von Treibmitteln in dem porenhaltigen Kern und führen zu einer größeren Beständigkeit des Faktors K der Wärmeleitfähigkeit. Wird ein halogeniertes Kühlmittel, wie z.B. Monofluortrichlormethan als Treibmittel verwendet, so kann leicht ein in Kalorien/m/m2/h/C° gemessener Faktor von 0,0136 bis 0,0174 erzielt werden.Method can conveniently form a molded piece of the type shown in FIG. 4, the structure of which consists of a porous core 74 which is completely enclosed by a self-made covering made of a hard, permanent skin 76. This shaped piece can immediately serve as a load-bearing component and has been used with success in the manufacture of insulating parts for cooling devices. The skin which forms one piece with the core and the manner in which it is manufactured improve the retention of blowing agents in the porous core and lead to greater stability of the factor K of thermal conductivity. If a halogenated coolant such as monofluorotrichloromethane is used as the propellant, a factor of 0.0136 to 0.0174 measured in calories / m / m 2 / h / C ° can easily be achieved.

Die Verwendung einer selbsterzeugten Haut ist in gleicher Weise vorteilhaft bei Anwendungen unter längerer Einwirkung von großer Feuchtigkeit. Obwohl Polyurethanschaumstoffe im allgemeinen nicht hygroskopisch sind, neigen sie doch gelegentlich zum Quellen, wenn sie der Feuchtigkeit ausgesetzt werden.The use of a self-made skin is equally advantageous in applications under prolonged exposure to high levels of moisture. Although polyurethane foams generally do not are hygroscopic, they occasionally tend to swell when exposed to moisture.

Wenn auch eine genaue Theorie als Grundlage der erfindungsgemäßen Arbeitsweise noch nicht auf- as gestellt wurde, so wird doch angenommen, daß dadurch, daß die Oberflächenabschnitte des sich ausdehnenden Schaumes einer erniedrigten Temperatur ausgesetzt werden, die Verdampfung des Treibmittels unterbunden wird. Es wird angenommen, daß diese Wirkung entweder das Ergebnis einer Erhöhung der Viskosität der reagierenden Masse bei Berührung mit einer derartigen kalten Außenseite ist, wodurch die Plastizität vermindert und der Widerstand gegen die vom Schäummittel hervorgerufene Porenbildung erhöht wird, oder daß ein unmittelbarer Einfluß auf das Schäummittel ausgeübt wird, indem die Aufschäumungskraft aufgehoben oder vermindert wird, oder daß schließlich sich diese Einflüsse vereinigen. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Erfindung ebenso auf chemisch aufgeblähte Schaumstoffe angewendet werden kann, z.B. auf Schaumstoffe, bei denen das aus Reaktion zwischen Diisocyanat und Wasser gebildete CO2-GaS verwendet wird, wie auch auf solche Verfahren, bei denen die exotherme Wärme der Schaumbildungsreaktion zur Verdampfung eines eigens zugesetzten Treibmittels ausgenutzt wird, das — wie z.B. die obenerwähnten halogenierten Kühlmittel — nicht an dieser chemischen Reaktion teilnimmt.Even if a precise theory has not yet been established as the basis of the procedure according to the invention, it is assumed that the evaporation of the blowing agent is prevented by exposing the surface sections of the expanding foam to a reduced temperature. It is believed that this effect is either the result of an increase in the viscosity of the reactant on contact with such a cold outside, thereby reducing plasticity and increasing resistance to pore formation caused by the foaming agent, or a direct effect on the foaming agent is exerted in that the foaming force is canceled or reduced, or that these influences finally combine. In this connection it should be noted that the invention can also be applied to chemically inflated foams, for example to foams in which the CO 2 gas formed from the reaction between diisocyanate and water is used, as well as to processes in which the exothermic heat the foaming reaction is used to evaporate a specially added propellant which - like the halogenated coolants mentioned above - does not take part in this chemical reaction.

Zusammenfassend sei festgestellt, daß also ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Schaumkunststoffen gefunden wurde, das während der Synthese des Schaumstoffes die Bildung und Regelung einer selbsterzeugten Haut von vorherbestimmten physikalischen Merkmalen auf ausgewählten Abschnitten des Schaumstoffes ermöglicht. Mit diesem Verfahren werden die bisher bei der Herstellung von zusammengesetzten Aggregaten aus Schaumkunststoffen erforderlichen gesonderten Formteile und verwickelten mehrstufigen Arbeitsgänge überflüssig gemacht.In summary, it should be stated that a method for manufacturing objects from Foam plastics was found to be the formation and during the synthesis of the foam Regulation of a self-produced skin from predetermined physical characteristics on selected ones Sections of the foam allows. This process is used to date in the manufacture Separate molded parts required from assembled units made of foam plastics and made complicated multi-step operations superfluous.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen aus mehrere Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen und Polyisocyanaten in Formen unter Verwendung eines durch die Reaktionswärme aktivierbaren Treibmittels, dadurch gekennzeichnet, daß eine verdichtete Außenschicht auf gewünschten Oberflächenbereichen des Schaumkörpers dadurch erzeugt wird, daß die den betreffenden Oberflächenbereichen anliegenden Formteile während des Schäumvorganges auf einer Temperatur gehalten werden, die unterhalb derjenigen liegt, bei der eine Schaumbildung durch Verdampfung des Treibmittels in der anliegenden Außenschicht des Körpers eintreten kann.Process for the production of polyurethane foams from several hydroxyl groups comprising compounds and polyisocyanates in forms using a by the Heat of reaction activatable blowing agent, characterized in that a compressed Outer layer generated on the desired surface areas of the foam body is that the mold parts in contact with the relevant surface areas during the Foaming are kept at a temperature below that at which foaming through evaporation of the propellant in the adjacent outer layer of the body can occur. In Betracht gezogene Druckschriften:
British Plastics, März 1962, S. 131 bis 135.Considered publications:
British Plastics, March 1962, pp. 131-135. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 600/442 7.65 ® Bundesdruckerei Berlin509 600/442 7.65 ® Bundesdruckerei Berlin
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