DE1268819B

DE1268819B - Process for the production of lightweight molded parts from hardenable plastic foams

Info

Publication number: DE1268819B
Application number: DEP1268A
Authority: DE
Inventors: Peter Kisteneich; Rolf Moroni
Original assignee: Collo Rheincollodium Koeln GmbH
Current assignee: Collo Rheincollodium Koeln GmbH
Priority date: 1962-08-07
Filing date: 1963-01-22
Publication date: 1968-05-22

Description

Verfahren zur Herstellung leichter Formpreßteile aus härtbaren Kunststoff-Schaumstoffen Zusatz zum Patent: 1 245 102 Gegenstand des Patents 1 245 102 ist ein Verfahren zur Herstellung leichter Formpreßteile mit Dichten von 0,2 bis 0,9 aus härtbaren Kunststoff-Schaumstoffen, insbesondere auf Basis von Polyurethanen, bei welchem das Reaktionsgemisch in warmem Zustand in eine unter die Raumtemperatur gekühlte Form eingebracht wird und der so gebildete Vorformling, dessen Dichte vorzugsweise 10 bis 20°/o unter der endgültigen Dichte liegt, anschließend in gekühltem, aber noch nicht ausreagiertem Zustand einer Endverformung unterworfen wird, bei der der Schaumstoff-Formling exotherm ausreagiert und unter Anwendung von Druck bei gleichzeitiger Verdichtung der Randgebiete fertiggeformt wird.Process for the production of lightweight molded parts from curable plastic foams Addendum to patent: 1,245,102 The subject of patent 1,245,102 is a process for the production of lightweight molded parts with densities of 0.2 to 0.9 from curable Plastic foams, in particular based on polyurethanes, in which the reaction mixture in the warm state in a cooled below room temperature Mold is introduced and the preform thus formed, its density preferably 10 to 20% below the final density, then in chilled, but not yet fully reacted state is subjected to a final deformation, in which the Foam molding reacted exothermically and applying pressure at the same time Compaction of the peripheral areas is finished.

Bei dem Verfahren gemäß dem Patent 1 245 102 erfolgt die Herstellung der Formpreßteile mithin in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen, nämlich in einer Vorform, in welche das Reaktionsgemisch eingebracht wird, und anschließend in einer Fertigform, in welcher die Reaktion beendet und die Endverformung und Verdichtung des Schaumstoffkörpers unter Ausnutzung der bei der Herstellung des Vorformlings entstandenen Reaktionswärme durchgeführt wird. Bei dem Verfahren wird im Gegensatz zu den vorbekannten Verfahren auf eine Inhomogenität des Schaumstoffkörpers hingearbeitet, um einen verdichteten Schaumstoff mit ausgezeichneter Oberflächenhärte, guter Formbeständigkeit und nicht zu hoher Elastizität zu erzielen. Diese für die technische Anwendung häufig erwünschten Eigenschaften in Verbindung mit einem niedrigen spezifischen Gewicht und der Ausbildung einer dichten Oberfläche des Schaumstoffkörpers lassen sich mit dem Verfahren gemäß dem Patent 1 245 102 mit der genannten zweistufigen Arbeitsweise erreichen. Production takes place in the method according to patent 1,245,102 the molded parts in two successive operations, namely in a preform into which the reaction mixture is introduced, and then in a finished form, in which the reaction ends and the final deformation and compaction of the foam body utilizing the processes used in the manufacture of the preform resulting heat of reaction is carried out. The procedure is in contrast worked towards an inhomogeneity of the foam body in relation to the previously known methods, a compacted foam with excellent surface hardness and good dimensional stability and not to achieve high elasticity. This is common for technical applications desirable properties in connection with a low specific weight and the formation of a dense surface of the foam body can be with the method according to patent 1,245,102 with the two-stage procedure mentioned reach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Patent 1 245 102 einfacher und wirtschaftlicher zu gestalten. The invention is based on the object, the method according to Patent 1,245,102 simpler and more economical.

Gemäß der Erfindung werden der Vorgang des Vorschäumens in der unter die Raumtemperatur, zweckmäßig unter 100 C gekühlten Form und die anschließende Endverformung in derselben Form vollzogen. According to the invention, the process of prefoaming in the below the room temperature, expediently cooled below 100 C and the subsequent mold Final deformation completed in the same shape.

Es ist bekannt, in geschlossenen Formen mit Endmaßen die Rohstoffkomponenten zur Herstellung von Schäumen einzubringen und dann diese unter dem von der Reaktion erzeugten Gasdruck aufschäumen zu lassen. Bei diesen Verfahren geht man beispielsweise von einem Ansatz aus, der freigeschäumt eine Dichte von 0,5 hat. Man erzeugt hierbei einen Schaumstoffkörper mit einer Dichte von 0,6. Ein Nachteil dieser Verfahren besteht unter anderem darin, daß lange Formstandzeiten notwendig sind, da die Reaktion unter hohem Druck sehr langsam abläuft. Die erzeugten Schaumstoffkörper sind überdies hinsichtlich ihrer Dichte homogen. It is known that the raw material components are in closed molds with gauge blocks for the production of foams and then these under that of the reaction to foam generated gas pressure. For example, one goes with these procedures based on an approach that has a density of 0.5 when foamed. One creates here a foam body with a density of 0.6. A disadvantage of this method is, among other things, that long mold standing times are necessary because the reaction runs very slowly under high pressure. The foam bodies produced are moreover homogeneous in terms of their density.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird z. B. ein auf eine Dichte von 0,2 berechneter Rohstoffansatz in eine Form eingefüllt, deren Füllraum auf eine Dichte von 0,3 eingestellt ist. Der Schaumstoffkörper wird nach einer von der Reaktionsgeschwindigkeit abhängigen Zeit durch Schließen der Form auf eine Dichte von 0,8 gebracht. Durch diese Arbeitsweise wird erreicht, daß die Reaktion der Rohstoffkomponenten ohne den die Reaktion hemmenden Überdruck im Formkörper sehr schnell ablaufen kann, was Voraussetzung für eine wirtschaftliche Herstellung der Formpreßteile ist. In the method according to the invention, for. B. one on a density of 0.2 calculated raw material batch is poured into a mold, the filling space of which on a Density of 0.3 is set. The foam body is according to one of the reaction rate depending on time brought to a density of 0.8 by closing the mold. By this procedure is achieved that the reaction of the raw material components without the overpressure inhibiting the reaction in the molding can run off very quickly, which A prerequisite for an economical production of the molded parts is.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, die Vorschäumung und die Endverformung kontinuierlich in einer an sich bekannten Form mit sich fortbewegenden und im Abstand regelbaren Begrenzungswänden durchzuführen. Hierdurch ist es möglich, endlose Formteile in Form von Halb- oder Fertigfabrikaten, wie Platten und Bänder, mit einer inhomogenen Struktur, insbesondere einer von dem Kern nach der Außenhaut zunehmenden Dichte, in kontinuierlicher Arbeitsweise zu erzeugen. In a further embodiment of the method according to the invention, it is proposed that the pre-expansion and the final deformation continuously in a per se known Perform the form with moving and adjustable spacing walls. This makes it possible to produce endless molded parts in the form of semi-finished or finished products, like plates and tapes, with an inhomogeneous structure, especially one of that Core after the outer skin increasing density, in continuous operation produce.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei mit Vorteil eine an sich bekannte Vorrichtung Verwendung finden, die aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, einen parallelen Formraum zwischen sich einschließenden und an der dem Formraum zugewandten Bandseite abgestützten endlosen Transportbändern besteht. Vorzugsweise hat hierbei die an der Aufgabeseite für das Reaktionsgemisch liegende Umlenkrolle des oberen Transportbandes zur Bildung der Vorform einen größeren Abstand von dem unteren Transportband als die Umlenkrolle an der Austragsseite. Zur Abstützung des dem Formraum zugewandten Bandtrums der beiden Transportbänder sind hierbei Rollen vorgesehen, die das Untertrum des oberen Transportbandes über einen Teil der Bandlänge parallel zu dem Obertrum des unteren Transportbandes führen und im Bereich der Aufgabeseite des Bandes entsprechend der oberen Begrenzug der Vorform einen größeren Abstand von dem unteren Transportband haben als die Rollen im Bereich der parallelen Bandführung. Um ein Kleben der Masse an den Transportbändern zu verhindern, sind zweckmäßig zwischen der Masse und den Transportbändern endlose Trägerbänder aus dichtem Werkstoff angeordnet, die mit der Schaumstoffmasse mitlaufen und mit einem Trenmittel beschichtet sind. Die Trägerbänder können eine glatte, mattierte oder profilierte Oberfläche aufweisen. To carry out the method according to the invention, it is possible to use Advantageously, a device known per se can be used, which consists of two at a distance arranged from one another, enclosing a parallel mold space between them and endless conveyor belts supported on the belt side facing the molding space consists. Preferably, the one on the feed side for the reaction mixture lying deflection roller of the upper conveyor belt to form the preform a larger one Distance from the lower conveyor belt as the pulley on the discharge side. To support the belt run of the two conveyor belts facing the mold space roles are provided here that cover the lower run of the upper conveyor belt run part of the belt length parallel to the upper run of the lower conveyor belt and in the area of the feed side of the belt according to the upper limit of the Preform have a greater distance from the lower conveyor belt than the rollers in the area of the parallel tape guide. About sticking the mass to the conveyor belts to prevent, are expediently endless between the mass and the conveyor belts Carrier strips made of dense material are arranged, which run with the foam mass and coated with a release agent. The carrier tapes can have a smooth, have a matt or profiled surface.

Es empfiehlt sich, die Transportbänder bzw. die Trägerbänder im Aufschäum- und Verdichtungsbereich zu kühlen, wobei diese Kühlung vorzugsweise über die Kühlung der Stütz- und Umlenkrollen bewirkt wird. Zur Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen sind die die Aufschäumhöhe und damit die Dichte bestimmenden Rollen in der Höhe einstellbar. It is recommended to use the conveyor belts or the carrier belts in the foaming and compression area to cool, this cooling preferably via cooling the support and deflection rollers is effected. To adapt to the respective operating conditions are the roles in height that determine the foam height and thus the density adjustable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. In the drawing is an embodiment of a device for Implementation of the method according to the invention shown schematically. It shows 1 shows a vertical longitudinal section through the device, FIG. 2 a cross section according to the line II-II of FIG. 1.

Die reaktionsfähige Masse M gelangt aus der fahrbaren Verschäumungsmaschine 1 durch freien Fluß auf das untere Trägerband 2, welches über die Umlenkrollen 3 geführt und von dem Transportband 4, das innerhalb dieses Trägerbandes umläuft, angetrieben und getragen wird. Als Transportband dient zweckmäßig ein Gliederplattenband. Das um die Umlenkrollen 5 geführt endlose Transportband 4 ist auf seiner ganzen im Bereich der Schaumstoffmasse liegenden Länge von den dicht nebeneinander angeordneten verstellbaren Druckrollen 6 a abgestützt. The reactive mass M comes from the mobile foaming machine 1 by free flow onto the lower carrier tape 2, which passes over the pulleys 3 guided and by the conveyor belt 4, which circulates within this carrier belt, is driven and carried. A link plate conveyor is expediently used as the conveyor belt. The endless conveyor belt 4 guided around the pulleys 5 is on its whole length lying in the area of the foam mass of those arranged close to one another adjustable pressure rollers 6 a supported.

Die Rollen3, 5 und 6a sind als Kühlkörper ausgebildet, indem sie z. B. von einem regelbar temperierten Kühlmedium beaufschlagt werden. Während die unteren Bänder praktisch eine ebeneFläche bilden, ist das obere Trägerband 7 durch die in der Höhe verstellbaren Umlenkrollen 8 bis 11 und das obere Transportband 12 durch die ebenfalls verstellbaren Umlenkrollen 13 a und 13 b so geführt, daß vom Beginn des Aufschäumens der Masse auf das Träger- band bei A bzw. von der Umlenkrolle 8 an die Bänder von der aufschäumenden Masse angehoben werden, wobei die Höhe der Aufschäumung bei B im höchsten Punkt durch die Lage der Umlenkrolle 13 a bestimmt ist. Im Bereich C hinter dieser Rolle 13a beginnt langsam immer stärker werdend die Kompression der aufgeschäumten Masse, bis bei D die gewünschte Dichte der Platte erreicht ist. Der Kompressionsdruck wird hierbei von den Rollen 6b aufgenommen. Mittels der Rolle 14 wird ein Trennmittel, z. B. Polytetrafluoräthylen, aufgetragen. Das ganze Trägerband kann aber auch aus diesem Kunststoff hergestellt sein. Die Schaber 15 dienen zum Reinigen der Trägerbandoberfläche.The rollers 3, 5 and 6a are designed as heat sinks by z. B. acted upon by a controllable temperature-controlled cooling medium. While the lower Tapes practically form a flat surface, the upper carrier tape 7 is supported by the in the height adjustable pulleys 8 to 11 and the upper conveyor belt 12 by the also adjustable pulleys 13 a and 13 b out so that from the beginning the foaming of the mass onto the carrier tape at A or from the pulley 8 to be lifted to the belts by the intumescent mass, the height of the Foaming at B at the highest point is determined by the position of the pulley 13 a is. In area C behind this roller 13a, it slowly starts to get stronger the compression of the foamed mass until at D the desired density of the plate is reached. The compression pressure is absorbed by the rollers 6b. By means of the roller 14, a release agent, for. B. polytetrafluoroethylene applied. The entire carrier tape can, however, also be made from this plastic. the Scrapers 15 are used to clean the surface of the carrier tape.

Beispiel Das aus der Verschäumungsmaschine auf das Transportband gelangende Schaumstoffgemisch entspricht einem Raumgewicht von 200 kg/m3. Die Umlenkrolle 13 a ist so eingestellt, daß ein Raumgewicht von 300 kg/m3 in etwa 15 Sekunden erreicht wird. Example The one from the foaming machine onto the conveyor belt The resulting foam mixture corresponds to a density of 200 kg / m3. The pulley 13 a is set so that a density of 300 kg / m3 is reached in about 15 seconds will.

Die nachfolgende Kompression auf ein Raumgewicht von 600 bis 800 kg/m3 benötigt etwa 8 Sekunden.The subsequent compression to a density of 600 to 800 kg / m3 takes about 8 seconds.

Damit ist die gewünschte Dichte unter dem Druck der Rollen 6 b erzielt, der noch etwa 120 Sekunden bis zur Standfestigkeit der Platte aufrechterhalten wird. Durch die Kühlung der die Masse berührenden Fortbewegungsmittel wird eine Struktur der Platte erzielt, bei welcher die Dichte vom Kern des Querschnittes aus nach außen zunimmt und sich auf der Oberfläche eine harte, widerstandsfähige und porenfreie Haut bildet.This achieves the desired density under the pressure of the rollers 6 b, which is maintained for about 120 seconds until the plate is stable. The cooling of the means of transport in contact with the mass creates a structure of the plate achieved in which the density from the core of the cross-section outwards increases and becomes hard, resistant and pore-free on the surface Skin forms.

Claims

Claims: 1. A method for producing lightweight molded parts with densities of 0.2 to 0.9 made of curable plastic foams, in particular based on polyurethanes, in which the reaction mixture is in a warm state is placed in a cooled below room temperature mold and the so formed Preform, the density of which is preferably 10 to 200/0 below the final density is then in a cooled, but not yet fully reacted state of final deformation is subjected, in which the foam molding reacts exothermically and under Application of pressure with simultaneous compression of the peripheral areas, finished formed is according to Patent 1,245,102, characterized in that the process of pre-foaming in the form cooled below room temperature, expediently below 100 ° C., and the subsequent form Final deformation can be carried out in the same shape.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pre-expansion and the final deformation is continuous in a form known per se with advancing and in the distance adjustable boundary walls takes place.

Documents considered: German Patent No. 842 267; French patent specification No. 1 280 643.