DE1504679A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Platten aus Polyvinylchlorid-Zellstoff - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dipping. H. LEINWEBER dipping. H. ZIMMERMANN

Ppitichedc-Konto: Bank-Konto: Telefon Tel.-Adr. München 22045 Dresdner Bank AS. MOnchm (0111) 2119It Ulnpat München Mündien 2, Marlenplalr, Klo.-Nr. »27» Unser Zeichen: P 31 023 150467 9

Lw/Kg 8 Mönchen 2, Rosental 7, z.Autg.

(Kustermann-Paisoge)

^d·" 30. Okt. 1968

PNEUMATIQUES, CAOUTCHOUC MANUFACTURE ET PLASTIyUES KISBER COLOMBES, Sog.An., Colombes (Seine) /Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Platten aus

Polyvinylchlorid-Zellstoff

Die Erfindung betrifft die an sich bekannte Technik, nach der ein Zellmaterial in zwei Arbeitsgängen erzielt -wird:

1. Formung unter Druck eines Gemisches auf der Basis von Polyvinylchlorid, das ausserdem Isocyanat (oder ein Polyisocyanat) enthält, ein Quellmittel, das sich während des Formvorganges aufgrund der Hitze zersetzt, wobei ein Ausgangs-Zellniaterlal-Gegenstand gebildet wird,

2. Dieser Gegenstand wird in einer wasserdampfreichen Atmosphäre erhitzt, wodurch sich die Abmessungen des Gegenstandes vergrössern und gleichzeitig eine mehr oder weniger grosse Erhärtung der Masse herbeigeführt wird.

Diese Technik wurde in den letzten Jahren sehr ausgewertet; die Gegenstände aus Schaumkunststoff auf der Basis von Polyvinylchlorid dienten für sehr unterschiedlidae Verwendungs-

Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 SaSz 3 des Ändcrungsnes. V. 4.9.1W?J. "^~

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zwecke, wie z.B. zur Schallabdichtung, Wärmeisolierung, Erteilung der Schwimmfähigkeit od.dgl.

Bei der industriellen Ausbeute dieses Verfahrens dauert
die zweite, der Expansion und der Erhärtung des Werkstoffes entsprechende Phase normalerweise 5 bis β Stunden und kann manchmal sogar 15 bis 20 Stunden betragen.

Die Langwierigkeit dieses Vorganges bildet das Haupthindernis für die Entwicklung dieser Herstellungsverfahren, weil
sie viele Üfen erfordert, um die Behandlung der gefertigten Produkte zu gewährleisten.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen. Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen von Platten aus Polyvinylchlorid-Zellstoff aus, bei dem eine Mischung von Polyvinylchlorid, Isocyanat und einem yuell-ittel unter Druck zu einer Ausgangszellplatte geformt und dann zur Ausdehnung und Erhärtung durch Vfasser erhitzt wird. Ein wesentliches Merkmal
des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass während
des Ausdehnvorganges die Platte mittels einer Formflache, die
sich dem hydrostatischen Druck der Zellstoffplatte entgegensetzt,, bis zur Erhärtung in heisses Wasser getaucht wird. Das .^uellnjittel wird während der Formung durch die Hitze zersetzt, während
das Isocyanat -während des Au sdehnungsv or ganges mit dem Wasser
reagiert, um sowohl das Anschwellen der Zellen als auch die Ab- · härtung des Materials herbeizuführen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch ~aus, dass der hydrostatische Auftrieb, dem der Artikel I im Expansionsbad ausgesetzt wird, nutzbar gemacht wird, um dieser) Artikeln an einer Fläche geeigneter Ausbildung, die sich diesem' Druck entgegensetzt, zu formen, wodurch spätere Formvorgänge ver-f meidbar sind. \

Die Erfindung betrifft auch besonders ausgebildete Vor- j richtungen zur Durchführung des genannten oder eines ähnlichen j Verfahrens. j

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BAD ORIGINAL

Bei einer Vorrichtung -mit einem aus mehreren im Abstand voneinander etwa horizontal angeordneten Formflächen bestehenden Tauchgerüst besteht die Erfindung darin, dass der Abstand benachbarter Formflächen geringer ist als er der Ausdehnungsfähigkeit der zwischen den Formflächen angeordneten Platte entspricht. Es ist auf diese Weise möglich, durch die Formflachen eine bestimmte Formung der Oberflächen der Platten herzustellen, wofür grade das Verfahren nach der Erfindung geeignet ist, weil die Platten bis zur Erhärtung in das Bad getaucht werden.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Tauchgerüst durch einen als Deckel für das Ausdehnungsbad ausgebildeten Wasserbehälter abgedeckt. Dieser Wasserbehälter dient nicht nur der Wärmeisolierung, sondern zugleich der Belastung des Tauch· gerüstes, damit die Platten ausreichend tief in das Bad einge- \ taucht werden. Dabei können erfindungsgeMss die Formflächen gewölbt sein.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und nicht einschränkend dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht im Vertikalschnitt, die eine Vorrichtung für die Expansion von Zellartikeln in Form von Platten darstellt,

Fig. 2 einen Grundriss der Vorrichtung nach Fig. I,

Fig. 3 eine von links betrachtete Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsforui, und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren, erfindungsgemässen Äusführungsform.

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BAD

Die in den Fig. 1,2 und 3 dargestellte Vorrichtung umfasst einen im allgemeinen rechteckigen Behälter 1 mit wärmeisolierten Wänden für die Aufnahme eines Expansionsbades 2; dieses besteht im allgemeinen aus Wasser, das vermittels eines Schlan-' genrohres 3 aufgeheizt wird. Das Rohr 3 verläuft in Horizontalrichtung am Boden des Behälters und in seinem Innern fliesst über hitzter Dampf. Der Wasserstand des Bades 2 wird durch einen Pegelstandsanzeiger 4 kontrolliert, während eine Pumpe 5 sowohl das Umwälzen des Bades durch ständiges Zirkulierenlassen als auch dessen teilweisen oder völligen Abfluss zu einem nicht dargestell ten Eückgewinnungsbehälter ermöglicht. Ein Hahn 6 dient zum Entleeren des Behälters 1.

Im Innern des Behälters 1 liegt unter Wasser ein Gitterrost system versenkt; dieses besteht aus einer Vertikalverstrebung 7, die mehrere Horizontalplatten 8-|, 82» 82, 84, 85 trägt. Diese Platten sind aus perforiertem Blech gefertigt und lassen untereinander einen Zwischenraum frei, der entsprechend den Abmessungen der zu erzielenden Zellartikel gewählt ist. Die Vertikalverstrebung. 7 dieses Gitterrostsystems ist am unteren Teil der Abdeckhaube 9 festgelegt, die ein beinahe hermetisches Verschliessen der oberen Behälteröffnung ermöglicht. Diese Abdeckhaube 9 ist in dieser Ausführungsform als Trog ausgebildet, der eine bestimmte Wassermenge 10 fassen kann; diese Wassermenge 10 wird durch einen Pegelstandsanzeiger kontrolliert und dient einerseits zur Belastung des Gitterrostsystems und andererseits zur Wärmeisolierung des Behälters, weil sie ein Abströmen des Wasserdampfe verhindert. Anstelle des Wassers 10 ist auch ein anderes BeIastungs-r und Isolierungsprodukt, wie z.B. Sund verwendbar. Die Einheit aus Abdeckhaube 9 und Gitterrostsysteiu ist völlig starr und wird z.B. durch ein Hebezeug und mit Hilfe von Seilen 1-2 betätigt.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wird wie folgt gehandhabt:

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Der Behälter 1, dessen Abdeckhaube 9 entfernt ist, wird "bis zu einem bestimmten Stand mit Wasser angefüllt, damit es das auszudehnende Zellmaterial untertauchen kann; dieses Wasser wird vermittels des Schlangenrohres 3 erhitzt. Viienn das Expansionsbad 3 zubereitet ist, werden die Ausgangs-Zellmaterial-Artikel auf die Platten 82, 8*, Qa, 8c des Gitterrostsystems aufgebracht. In Fig. 2 stellt die strichpunktierte linie 13 die ungefähre Grosse eines Ausgangs-Eellmaterial-Artikels dar, so wie er nach dem ersten Fertigungsgang aus der Form kommt. Anschliessend wird die Abdeckhaube und das Gitterrostsysftem in bezug auf den Behälter an Ort und Stelle aufgebracht, wobei das Gitterrostsystem in das Expansionsbad 2 eintaucht. Die Einwirkung des Wassers und der Wärme auf die auf den Platten angeordneten Zellartikel 13 bewirkt durch die Entwicklung von Mikrozellen die Expansion. Dies hat zur Folge dass die Dichte der Artikel bedeutend geringer wird als diejenige des Wassers und dass diese Artikel einen hydrostatischen Vertikal· druck von zunehmder Stärke erfahren, der dazu neigt, sie an den Unterseiten der Platten 8·^, 82» 8*, 8* in Anlage zu bringen. Diese Platten dienen demnach als Halteorgan für die Zellplatten, wenn diese im Bad 2 versenkt sind. Weiterhin bewirken sie durch den Anlagedruck aufgrund des hydrostatischen Druckes ein Formen der Zellplatten während der Expansion. Im Falle der Fig. 1, wo die. Platten ebene Unterseiten aufweisen, liefern sie Zellplatten mit ebenmässigen Seiten und stabiler Form. In diesen, besonderen Fall ermöglicht das Verfahren den völligen Fortfall oder zumindest eine sehr grosse Verminderung der Verwendung von Planierungspressen, die bis jetzt zum Begradigen der Zellplatten dienten.

Während der Expansion steigt der Wasserspiegel im Behälter

1 an. Die Pumpe 5 ermöglicht das Abfliessen eines Teils des Bades

2 in einen Bereitstellungsbehälter, in dem es für den nachfolgenden Arbeitsgang wiedergewonnen wird. Dieser Bereitstellungsbehälter kann übrigens aus der Abdeckhaube 9 selbst gebildet werden; in diesem Falle ist in der unteren Wand der Abdeckhaube eine Qff-

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I nung vorgesehen für den Rückfluss dieser lassermenge 10 in den Behälter 1. Wie dem auch immer sei, das in die als Trog ausgebil- I dete Abdeckhaube gebrachte Wasser 10 ermöglicht ein Beschweren des! gesamten Gitterrostsystems, damit dieses dem hydrostatischen Druck standhalten kann, der während der Expansion der Zellplatten entsteht.

j Auch vermittels des Pegelstandsanzeigers 4 ist die Expanjsion der Zellplatten kontrollierbar, um Platten gewünschter Stärke j zu erhalten. Die Volumenvergrösserung der Platten bewirkt nämlich ein Ansteigen des Wasserspiegels im Behälter, so dass mit dem Pegelstandsanzeiger 4 leicht eine Wechselbeziehung zwischen der Dich? I te der Platten und der Höhe des Wasserspiegels aufstellbar ist. j Wenn die, einer solchen. Dichte des Zellproduktes entsprechende Höhe bekannt ist, brauchen nur die Platten aus dem Behälter herausjgenommen werden, sobald die vorbestimmte Höhe erreicht ist. Auf diese Weise ist die Dichte während der Expansionsphase leicht kon-Itrollierbar, was bei einem Arbeiten im Ofen praktisch unmöglich j ist. Folglich sind durch beträchtliches Vermindern der Abmessung j derjenigen Artikel, die ausserhalb vorgeschriebener Toleranzen liegen, Zellartikel konstanter Qualität herstellbar.

Wie vorstehend bereits erwähnt, dienen die den Halt der Zellplatten während des E^pansionsvorganges gewährleistenden Plat-, ten auch zum Formen des Zellmaterials während seiner Behandlung. Demnach kann diesen Platten eine geeignete, unebene Ausbildung erteilt werden zum entsprechenden Formen der Zellplatten. In Fig. 4 ist ein Expansionsbehälter schematisch dargestellt, dessen im Innerm angeordnetes Gitterrostsystem nach oben gewölbte Platten umfasst, wodurch gewölbte Zellplatten von gewünschter Form unmittelbar erzielbar sind.

Der Krümmungsradius und die Form der Platten 8 selbst kann in grossen Grenzen schwanken.-

Gemäss einer Abwandlung des vorstehend beschriebenen Plattenformverfahrens wurde der Abstand der Platten 8-j, 82, 8^, 84, 8_C

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BAD OBIGSHAL

derart gewählt, dass zumindest bei Beendigung der Expansion die Zellplatten nicht nur an den unteren Seiten der Platten, sondern auch an deren Oberseiten anliegen, wobei jede Zellplatte auf die-i se Weise zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten eingeschlos- i sen ist. Dieses Verfahren weist mehrere Vorteile auf: es erinög- ; licht das Formen der beiden Hauptseiten der Zellplatten und zwar \ sowohl die Formung ebener oder unebener z.B. gekrümmter Flächen, _: wobei diese Flächen nicht parallel zu sein brauchen; es gestattet j ein Erhöhen des Anlagedruckes fler Zellplatten an diesen Platten, ! wobei dieser Druck höher wird als der blosse vom Druck des Wasser^ herrührende Druck; es erlaubt ein Begrenzen der Expansion der | Zellplatten in bezug auf deren Stärke und auch das Zustandekommen j von rege!massigeren Dicken der Platten untereinander.

In allen vorstehenden Fällen können die Platten 8 als Lattenrost ausgebildet werden (eine Art Gitter, das aus felderartig angeordneten Metallamellen besteht),anstatt aus perforiertem Blech zu bestehen, um die Biegefestigkeit dieser Platten zu erhöhen .

In einer derartigen Vorrichtung können die Ealteplatten für die Zellplatten starr oder auch beweglich ausgebildet sein, um entweder die Einstellung ihres Abstandes vor der Expansion zu ermöglichen oder um bis zu einem gewissen Grad an der Anschwellung der Platten bei der Expansion teilzunehmen (die Platten werden dabei z.B. der Wirkung von Federn unterworfen, so dass sie elastisch zurückgestossen werden können, oder der Einwirkung von Stellschrauben) oder aber auch, um das Entnehmen der ausgedehnten Platten, die zwischen ihren Seiten eingeschlossen sind, zu erleichten

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindung gemässen Vorrichtung dargestellt. Hier ist mit 1 der Behälter für das Expansionsbad 2 bezeichnet. Dieser rechteckig ausgebildete Behälter ist vermittels vertikaler Querwände 23 in Räume unterteilt die in einem gewissen Abstand vom Behälterboden enden, um eine un-

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gehinderte Verbindung zwischen den verschiedenen Bäumen zu ermöglichen. Diese Trennwände 23 können gegebenenfalls auch perforiert sein, um die Zirkulation der Strömungen zum Zeitpunkt des Badaufheizend zu erleichtern. Am oberen Teil des Behälters 2 ist ein Ablauf rohr 24 vorgesehen, das oberhalb eines Eückgewinnungsbehälter 25 mündet. Am unteren Teil des Behälters ist andererseits ein Ablaufhahn 6 vorgesehen, der oberhalb eines anderen, nicht dargestellten Rückgewinnungsbehälters angeordnet ist. Mittel, wie z.B. j eine Pumpe 27, ermöglichen einen Rücklauf der in den Rückgewinnungsbehältern aufgefangenen Flüssigkeit in den Behandlungsbehälter 1.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wird wie folgt gehandhabt: anfangs ist der Behälter 1 leer oder zumindest enthält er nur Wasser bis zu einem die Linie A nicht übersteigenden Spiegel. In jedem Raum des Behälters werden Äusgangs-Zellplatten 28 eingebracht; diese wurden vorher hergestellt, indem ein Gemisch auf der Basis von Polyvinylchlorid, das ausserdem Isocyänat oder ein Polyisocyanat enthält, und ein Quellmittel, das sich während des Formens unter der Wärmeeinwirkung zersetzt, unter Druck geform wurden, zur Bildung einer Ausgangs-Zellstruktur.

Nach dem Anordnen der Platten 28 mit kleinen Abmessungen in jedem Raum des Behälters 1, wird in dessen Wände eine Arretierstan ge 29 eingesteckt. Diese Stange durchsetzt vorzugsweise die Trennwände 23, um auf diesen aufzuliegen. Die Wanddurchführungen des Behälters 1 sind mit herkömmlichen Abdichtungsmitteln versehen.

Der Behälter 1 wird nun bis zur Höhe des Ablaufrohres 24 mit Wasser angefüllt, das durch ein beliebiges Mittel, z.B. durch Brenner 30 erhitzt wird. Dieses Aufheizen soll die Grössenausdehnung der Ausgangszellplatten 28 bewirken. Diese aus geschlossenen Zellen bestehenden Platten haben natürlich das Bestreben, nach obe zu steigen, werden jedoch durch die Arretierstangen 29 in ihrem Raum fest eingeschlossen. In Fig. 5 sind die von den Platten 28

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während der Expansion fortlaufend eingenommenen Lagen dargestellt. Es ist offensichtlich., dass in der Praxis alle Platten 28 gleichmässig an Volumen zunehmen.

Gleichlaufend mit der Expansion wird das Behandlungsbad 2 aus dem Behälter 1 verdrängt und fliesst durch das Ablaufrohr 24 in den Rückgewinnungsbehälter 25.

Nach Beendigung der Behandlung werden die vollständig ausgedehnten Zellplatten aus dem Behälter 1 entfernt.

Dies kann auf,zwei Arten geschehen:

- entweder werden die Stangen 29 zurückgezogen und die Räume des Behälters 1 nacheinander freigegeben; in diesem Falle treten die ausgedehnten Platten aufgrund ihrer Schwimmfähigkeit von selbst aus dem Behälter aus und brauchen nur entfernt zu werden. Wenn mehrere Stangen 29 parallel zueinander angeordnet sind, können auch nur die auf einer Seite des Behälters angeordneten Stangen zurückgezogen werden, um die Platten sich schwenken zu lassen, damit sie austreten, indem sie eine ihrer oberen Ecken freigeben.

- oder aber der Behälter 1 wird durch den Hahn 6 vorher teilweise oder völlig entleert, so dass die ausgedehnten Platten in ihrem jeweiligen Raum verbleiben.

Nach Einbringen eines neuen Satzes Ausgangs-Zellplatten in den Behälter 1 für einen erneuten Arbeitsgang, wird das während der Expansion in den Behälter 25 verdrängte und gegebenenfalls das nach der Behandlung abgelassene Wasser in den Behälter 1 zurÜGkgeführt. Diese Rückgewinnungsbehälter können wärmeisoliert sein, um den Wärmeverlust zu vermindern.

Gemäss der Erfindung kann auch der Ablauf des Flüssigkeitsübersohusses aus dem Behälter 1 dazu verwendet werden, das Ende der Expansionsphase zu überwachen und den Bedienungsmann durch ein geeignetes Signal aufmerksam zu machen. So kann beispielsweise in das Ablaufrohr eine kleine Turbine mit volume tr i scheu] Zähler oder

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mit Durohflussfflesser eingebracht sein, deren Stillstand bei Beendigung der Expansion der Platten und folglich des Ablaufs eine j visuelle oder akustische Warnanlage auslöst. j

Wie oben aufgeführt, ist der Wasserstand im Rückgewinnungs-j behälter 25 beispielsweise auch vermittels eines Schauglases ei- ; nes .Pegelstandanzeigers oder auch durch eine Schwiimnvorrichtung
kontrollierbar, die eine Warnvorrichtung auslöst. i

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BAD

Claims (4)

Patentansprüche: ■ i

1. Verfahren zum Herstellen von Platten aus Polyvinylchlorid-Zellstoff , bei dem eine Mischung von Polyvinylchlorid, Isocyaj nat und einem Quellmittel unter Druck zu einer Ausgangszellplatte j geformt und dann zur Ausdehnung und Erhärtung durch Wasser erhitz! wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ausdehnvorganges
Platte mittels einer Fornif lache (8), die sich dem hydrostatischen j Druck der Zellstoffplatte entgegensetzt, bis zur Erhärtung in ^; heisses Wasser getaucht wird. \

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem aus mehreren im Abstand voneinander etwa horizontal ] angeordneten Formflächen bestehenden Tauchgerüst, dadurch gekenn- \ zeichnet, dass der Abstand benachbarter Formflächen geringer ist ] als er der Ausdehnungsfähigkeit der zwischen den Formflächen an- j geordneten Platte entspricht. \

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Tauchgerüst durch einen als Deckel für das Ausdehnungsbad ausgebildeten Wasserbehälter abgedeckt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formflächen gewölbt sind.

Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 Satz S des AndDrimssjjej. V. 4.9. V

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