DE1504718A1

DE1504718A1 - Process for producing rigid foam bodies with low dynamic stiffness

Info

Publication number: DE1504718A1
Application number: DE19641504718
Authority: DE
Inventors: Rolf Schlueter
Original assignee: Poron Werke & Co GmbH
Current assignee: Poron Werke & Co GmbH
Priority date: 1964-10-09
Filing date: 1964-10-09
Publication date: 1969-10-09

Description

Sogenannte Hartschaumstoffe, die beispielsweise aus Polystyrol hergestellt werden, sind schon seit längerer Zeit als wärme- und schalldämmende Mittel bekannt. Die verhältnismäßig große Gerüststeifigkeit von Polystyrolschaumstoffen setzt ihre Schalldämmfähigkeit in unerwünschter Weise herab, weshalb es auch nicht an Versuchen gefehlt hat, die Schall-Leitfähigkeit von Hartschaumstoffen zu verringern.So-called rigid foams, which are made from polystyrene, for example, have been known for a long time as heat and sound insulating agents. The relatively high structural rigidity of polystyrene foams undesirably reduces their sound insulation properties, which is why there has been no lack of attempts to reduce the sound conductivity of rigid foams.

Die Polystyrolschaumstoffe werden in Deutschland bekanntlich aus unter dem Warenzeichen "STYROPOR" bekannten Polystyrolkörnern hergestellt, die ein geeignetes Treibmittel enthalten. Das Herstellen von Dämmplatten aus diesem Styroporrohstoff erfolgt im allgemeinen in wenigstens zwei Schritten:As is known in Germany, the polystyrene foams are produced from polystyrene grains known under the trademark "STYROPOR", which contain a suitable blowing agent. The production of insulation boards from this Styrofoam raw material generally takes place in at least two steps:

Zunächst werden die etwa die Dichte 1 besitzenden Styroporkörner durch Einwirkung von Dampf vorgeschäumt. Hierbei bilden sich mehr oder minder expandierte oder vorgeblähte große Perlen mit etwa dem 20- bis 50-fachen Volumen des Ausgangsproduktes. Der beim Abkühlen der vorgeblähten Perlen in ihrem Innern entstehende Unterdruck kann durch in sie hineindiffundierende Luft ausgeglichen werden, zu welchem Zwecke eine sogenannte Zwischenlagerzeit eingeschaltet wird. Zwecks Herstellens von Porenform- körpern aus den vorgeblähten Perlen werden letztere in vorzugsweise aus perforiertem Blech bestehende Formen eingebracht, in denen sie durch eine zweite Hitzebehandlung - vorzugsweise mittels entsprechend heißen Dampfes - ausgeschäumt oder ausgebläht werden und den Innenhohlraum der Form vollständig ausfüllen, wobei die einzelnen Perlen mit starkem Druck aneinandergepreßt und die Häute benachbarter Perlen miteinander verschweißt werden, so daß ein verhältnismäßig steifes Gerüst entsteht.First of all, the styrofoam grains, which have a density of approximately 1, are pre-foamed by the action of steam. In this way, more or less expanded or pre-expanded pearls are formed with about 20 to 50 times the volume of the starting product. The negative pressure that occurs inside the pre-expanded pearls when they cool down can be compensated for by air diffusing into them, for which purpose a so-called intermediate storage time is switched on. For the purpose of producing pore shape Bodies made from the pre-expanded beads, the latter are placed in molds, preferably made of perforated sheet metal, in which they are foamed or expanded by a second heat treatment - preferably using appropriately hot steam - and completely fill the inner cavity of the mold, the individual beads being pressed together with strong pressure and the skins of adjacent beads are welded together so that a relatively rigid framework is formed.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen derartiger Porenformkörper aus Polystrol oder ähnlichen Stoffen, deren als möglichst niedrig erwünschte dynamische Steifigkeit auf drei Komponenten zurückgeführt werden kann, nämlich auf die Steifigkeit des Polystrolgerüstes, die Steifigkeit des eingeschlossenen Luftpolsters und die Konstaktsteifigkeit, welch letztere davon herrührt, daß bei einem schwimmenden Estrich die elastische Zwischenschicht nur punktförmig auf der Rohdecke aufliegt und analog die Estrichplatte auf der elastischen Zwischenschicht.The present invention relates to a method for producing such pore shaped bodies from polystyrene or similar substances, the dynamic stiffness of which is as low as possible, which is desired, can be attributed to three components, namely the stiffness of the polystyrene structure, the stiffness of the enclosed air cushion and the contact stiffness, which is the latter The result is that in the case of a floating screed, the elastic intermediate layer only rests punctually on the raw ceiling and, analogously, the screed slab on the elastic intermediate layer.

Zur Verminderung der Kontaktsteifigkeit sind bereits Polystrolschaumstoffplatten, beispielsweise mit einem Wellenprofil, entwickelt worden. Andere Verfahren zur Verminderung der dynamischen Steifigkeit von Polystrolschaumstoffplatten zielen darauf ab, die Gerüststeifigkeit dadurch zu verringern, daß die fertig ausgeschäumten Platten durch Stauchen, Pressen oder Walzen bis herab zu 30 % ihrer ursprünglichen Dicke komprimiert werden. Ein anderer Vorschlag zielt darauf ab, die fertigen Polystrolschaumstoffplatten nachträglich beispielsweise in einem entsprechend großen Autoklaven zu überexpandieren, wodurch bei einem entsprechend verminderten Raumgewicht und einer erheblich verminderten Gerüststeifigkeit die dynamische Steifigkeit der gesamten Schaumstoffplatte im wesentlichen durch die kompressible, in den einzelnen miteinander verschweißten Schaumperlen befindliche Luft bestimmt wird.Polystyrene foam sheets, for example with a corrugated profile, have already been developed to reduce the contact stiffness. Other methods of reducing the dynamic rigidity of polystyrene foam panels aim to reduce the frame rigidity by compressing the finished foamed panels by upsetting, pressing or rolling down to 30% of their original thickness. Another proposal aims to subsequently overexpand the finished polystyrene foam sheets, for example in an appropriately large autoclave, whereby the dynamic rigidity of the entire foam sheet is essentially due to the compressible foam beads that are located in the individual welded foam beads with a correspondingly reduced volume weight and a significantly reduced framework rigidity Air is determined.

Die vorgenannten Verfahren zum Vermindern der dynamischen Steifigkeit von Hartschaumstoffplatten haben jedoch bisher keineswegs befriedigt, da entweder das Verfahren zu teuer und/oder das Endprodukt in der Form nicht gleichmäßig war oder die weitere Verarbeitung der Platten im Bauwesen auf Schwierigkeiten stieß.However, the aforementioned methods for reducing the dynamic rigidity of rigid foam boards have so far in no way been satisfactory, since either the method was too expensive and / or the end product was not uniform in shape or the further processing of the boards in construction encountered difficulties.

Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein, die darin besteht, daß die vorgeschäumten Perlen gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Zwischenlagerung, bei welcher der im Innern der Perlen herrschende Unterdruck durch hineindiffundierende Luft mehr oder minder vollständig ausgeglichen wird, nun nicht etwa - wie dies bisher bei dem Herstellen von Polystyrolhartschaumplatten der Fall war - zum Zwecke des Ausschäumens in eine an sich bekannte Ausschäumform gebracht werden, sondern sie werden vorher zwecks Überexpandierens einer erneuten Hitzebehandlung unterworfen, bei welcher sie - unbehindert durch das Fassungsvermögen einer Form - unter Einwirkung von Hitze auf ein Schüttgewicht von etwa 5 bis 8 g pro Liter gebracht werden, was durch entsprechende Wahl von Temperatur und Behandlungsdauer sehr genau festgelegt werden kann.This is where the present invention comes into play, which consists in the fact that the pre-expanded pearls, if necessary after an interim storage known per se, in which the underpressure prevailing inside the pearls is more or less completely compensated by air diffusing into them, not - as has been the case up to now was the case in the manufacture of polystyrene foam sheets - for the purpose of foaming in a known foaming form, but they are previously subjected to a renewed heat treatment for the purpose of overexpanding, in which they - unhindered by the capacity of a form - under the action of heat Bulk weight of about 5 to 8 g per liter can be brought, which can be determined very precisely by appropriate choice of temperature and treatment duration.

Die auf diese Weise auf ein bestimmtes Schüttgewicht überexpandierten Schaumperlen werden - vorzugsweise nach einer zwischengeschalteten geeignet bemessenen Lagerzeit - in eine Form eingebracht und in ihr ausgeschäumt, wobei das effektive Hohlraumvolumen der Ausschäumform um mindestens 10 % oder gar mindestens 20 % kleiner ist als das Schüttvolumen der überexpandierten Schaumperlen, deren Schüttvolumen das Hohlraumvolumen der Ausschäumform erheblich überschreiten kann.The foam beads overexpanded to a certain bulk density in this way are placed in a mold and foamed in it - preferably after a suitable storage time in between - the effective cavity volume of the foaming mold being at least 10% or even at least 20% smaller than the bulk volume of the overexpanded foam beads, the bulk volume of which can considerably exceed the cavity volume of the foaming mold.

Um daher zu einer Schaumstoffplatte mit geringer dynamischer Steifigkeit und einem vorgegebenen Volumen zu gelangen, müssen die überexpandierten Schaumperlen während oder nach dem Einbringen in die Form komprimiert werden, was beispielsweise in der Weise geschehen kann, das nach dem Einfüllen der überexpandierten Schaumperlen das erforderliche Komprimieren der Schaumperlen durch ein oder mehr bewegliche Teile der Form, wie z.B. Boden, Deckel oder Seitenwand bewirkt werden kann.In order to achieve a foam sheet with low dynamic stiffness and a given volume, the overexpanded foam beads must be compressed during or after being introduced into the mold, which can be done, for example, in such a way that the required compression of the foam beads after the overexpanded foam beads have been filled Foam beads can be produced by one or more moving parts of the mold, such as the bottom, lid or side wall.

Da schon die überexpandierten Schaumperlen eine verhältnismäßig dünne Außenhaut besitzen, so werden auch die durch das Verschweißen der dünnen Häute der einander berührenden Schaumperlen entstehenden Zwischenhäute entsprechend dünn und elastisch, so daß die dynamische Steifigkeit der nach diesem Verfahren der Erfindung hergestellten Schaumstoffkörper im wesentlichen durch die Steifigkeit des eingeschlossenen Luftpolsters bestimmt wird.Since the overexpanded foam beads already have a relatively thin outer skin, the intermediate skins resulting from the welding of the thin skins of the foam beads touching one another are correspondingly thin and elastic, so that the dynamic rigidity of the foam bodies produced by this method of the invention is essentially due to the rigidity of the enclosed air cushion is determined.

Wenn es auch möglich ist, den körnigen Ausgangsstoff in einem Arbeitsgang auf ein Schüttgewicht von etwa 5 bis 8 g/l, so empfiehlt es sich, das Ausblähen der Schaumperlen in zwei Schritten vorzunehmen, wodurch die gelegentlich auch bei wegfälligem Arbeiten auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden können.If it is also possible to bring the granular starting material to a bulk density of about 5 to 8 g / l in one operation, it is advisable to expand the foam beads in two steps, which can avoid the difficulties that occasionally arise even when work is omitted .

Claims

1.) Process for the production of elastic porous bodies of low dynamic stiffness from a microporous polystyrene mixed with a blowing agent, for example under the protected name "STYROPOR" known polystyrene in granular form -fold volume, characterized in that these beads are subjected to renewed heat treatment for the purpose of overexpanding and that these overexpanded beads - preferably after a suitable long storage time in between - are placed in a foaming mold and foamed in it, the effective void volume of which is at least 10% smaller is than the bulk volume of the overexpanded hollow beads.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the overexpanding of the foam beads is carried out in one operation.

3.) The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that the overexpanding of the pre-expanded polystyrene beads is driven so far that the overexpanded foam beads have a bulk density of about 5 to 8 g per liter.

4.) The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the effective cavity volume of the foaming mold is at least 20% smaller than the bulk volume of the overexpanded foam beads.

5.) The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the prefoaming is effected in the usual way by hot air and / or steam between 95 ° and 107 ° C or by water at a temperature of preferably at least 95 ° C.

6.) The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate storage of the pre-expanded and / or the overexpanded beads takes place at least temporarily under overpressure.

7.) The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the overexpanded foam beads are introduced into the foaming mold with appropriate compression.

8.) The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the compression of the overexpanded polystyrene beads in the foaming mold takes place during the introduction of steam into the foaming mold.

9.) The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the compression of the expanded polystyrene beads introduced into the correspondingly larger foaming form by moving a wall, the bottom or the lid of the preferably off during or after the foaming under pressure perforated metal sheet existing foaming mold, the decreasing final volume of the mold being dimensioned according to the dimensions of the molded body to be produced.

10.) The method according to at least one of claims 1 to 9, characterized

characterized in that the foaming of the molded body is preferred

takes place under pressure at a temperature of about 120 ° C.