DE1504864A1

DE1504864A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Schaumstoffplatten

Info

Publication number: DE1504864A1
Application number: DE19621504864
Authority: DE
Inventors: John Willy
Original assignee: Specialty Converters Inc
Current assignee: Specialty Converters Inc
Priority date: 1961-04-25
Filing date: 1962-04-21
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE1504864B2; US3172072A; LU41603A1; GB947958A; BE616787A; CH413348A; NL277610A; SE310256B

Description

Specialty Converters Inc*» Bast Braintree, Mass·, U.S.A.·

Verfahren und Einrichtung sur He^afce&ung von S.chauastoffr. platten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren tür Seretellung flaeher, insbesondere fortlaufender Sehauqstoffplatten. aus einer aufsehluabaren Kunststoffteasse, und einer.der.Verstärkung dienenden faser· oder, fadenförmigen Einlage, bei dem die Kunststofftusse auf einen Trfiger .aufgelyrmcht, die Einlage in die lunatatqfftjasate,. eingebracht und die letstere dannrinit einer Abdecicung abgedeckt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung sur BurchfQhrung dieses Verfahrens.. , .,,.

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Ee sind schon derartige Yerfaluren bekanntgeworden, die jedoch sSetlieh den Bachteii aufweisen, daB die aufschauabare Kunetetofftaaftse über die Einlegt gegossen oder die Einlage einfach in die vergossen« Kunststoff «aeie eingelegt »#irdj e\if dif«^i*t bilihm »iclj in einer gewebe- oder geflecht«r£lgeq Cialage se und der Schaumstoff durchseist diese. Bl*l*g» nicht

gleichförmig, was die Festigfceifenften der «it

80Te dieser TOrbek&nnten Verfahren, hergestellte* 3ohau»~ stoffplatten nachteilig beeisfluit· A*ier4*siiplpt 4te\ ■it Hilfe der TorbefcanBtan Terjahrtn hergesteUten Schau»- #tftffffl nttea eine fiber Hires QMeredinitt isonetente M» grdie auf, was für die «brlebfe*Mgk«it dieser Schausetoffplatten nachteilig let und ein Undr^ngen von Π-tlesigkeiten in die (!!»erfllcihensepichteei dieser ?cheveetoff|>latt«n er- »Oglicht, was häufig ebenfalle als pachteiUg esjpfunden HiWl.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe «ugnmde, eine in 0»* brauch widerstandsfähigere 3cjKaft*toff£Latte se schaffen·

Sie« wird bei eine» ^erfahreii der eingang» erwähnten Art

gealS der Erfindung dadurch ersielt, daß de? Irtger und

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die Abdeckung vor der Aufachflueung der. Kunatatoffnaeee *unäcb*t suseaneotgeprefit und dann wieder.freigegeben wer-, des. Auf diese Heise vird erreicht, daß die aufschfiumbare Kunatetaffiaasae die Einlage ohne. .Einschlüsse .von Luft oder dergX. völlig durchaetst und .die Porenbildung ist Innern der so er«eugten SchauMttoffplatt^ gleidpifiig erfolgt» wÄhrend die Ob«i^Ic*enechichifeen,.der Schauestoffplatte , Poren geringer Größe aufweise^. Die sit Ulfe de* erfin*· dungsgetifißen Verfahrene hergeetftllteß Schauestoff platten neigen infolge aar gleichaftBigen Durchdringung der. HnIa-.. ge »it Cunatetoffecbstai in Qegensm^t tu den Tortekannten Schauttttcffplfitteo nicht dasu₉ »ich lings der, Einlage, unter der Einwirkang von eenkrecftt «ur .Hniage wirkenden ._.. Irlftes KU «erteileil und veieen, auch in allen, übrigen Sichtungen eine grSfiere Zugfeetigkelt auf· AuBerdea a^nd ihre OberflAchen tolderatandafehiger_rala diejenigen Torbekannter SchauHetoffplatten· da diese Oberfliehen lediglich Poren geringer QröBe anfweiaen und infolgedees.^ nur geringe fer- , scfileißerscbeinungec «eigen· SehliepUch laeeen sich, dia ait des erfindupgagiiiiBtii Terfahreja hergesteilten Schau»e^offplatten infolge ihrer geringen. Porengrqße an .den Oberf liehen

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leicht vom Träger sowie der Abdeckung losen und durch die besondere Ausbildung ihrer Oberflächenschicht©]! wird das Eindringen von Flüssigkeiten in den Schaumstoff weit ge-, bend verhindert» .....

Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale sind in den. Patentansprüchen enthalten und / oder Susannen mit Einzelheiten der Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung anhand einer..Zeichnung eines. Aueführungsbeispieles der erfindimgegemfiöen Einrichtung erläutert; es «eigen:

fig* 1 eine Bctawtatische Ansieht der Einrichtung;

Fig· 2 einen Schnitt durch di« Einrichtung gemf a Fig« I in Teildarstellung und %n größerem Maßstab als in *ig. 1, und ^*..

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig* 2 in größerem Maßstab ale

Sin gebräuchlicher Tfp von gegenwärtig koseerhiell hergeatelltwa iunetstoffschäum ist der Pölyurethan-Schauaiy der.aus «ine« Polyieocya»at («peflell Toluylendiisocyanat) und einer

ygruppen enthaltenden Verbindung(t.B.Glykole, Po^Lyole,

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Polyester oder Polyether) gewonnen wird. Die genaue Zusammensetzung eines Polyurethan-Schaumes hängt weltgehend von , den gewünschten BigenBchaften ab_f wie z.B. you der Sichte, ^&r J5ug~ und Zerreisafeetlgfceit, der Einreisafestigkeit, der Flexibilität» der Zellengrösse usw. Als Beispiel wurde in der vorliegenden Beschreibung ein bestimmter flexibler Schaum gewählt.

FUr diesen Beispiel wurde ein vorgemieohtea Hara verwendet, das ans ewei Vorpolysierieate» auf Polyäther-Bagis besteht, z.B. ein Yorpolynterlsat von Toluylendiieocyanat mit einer organischen Verbindung, die solche Gruppen enthält, die nit Iaooyanat-Gruppen reagieren können, und überschüssigem Toltjflendiieooyanat· Ju 100 9ewiohtsteUen dieeea vorgeaieoh-» ten Haraee werden 0,5 Gewlohtateile ßilikcnöl gegeben, worauf diese Torpoljraerlsatalsohiwg In Um »it 1t bezeichneten vorratsbehälter der In Abb,1 wledergegebenen Torrichtung eingefüllt wird, der mit dtr Puepe \Z in T»rbin4uBg steht· Bann wird eine Katalyaatormischung hergestellt und in den Torratabehälter 13 abgeftOlt, welcher alt der Pu*pe 14 gekoppelt 1st» Diese Katalysatorslsohnng besteht aus 0,5 GewiohtsteiXen Iriäthylendiamin, gelöet in 1,3 aewiohtateilep X, I₉ X, Tetraeethyldiaainobutan, und 2,0 Gewiohtattilen destillierte« fässer.

Pumpen 12 und 14 fördern Ihr Jeweiliges Material «it

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genau festgelegten lurderaengen kontinuierlich in den konventionellen Mleoher 16* SjLe Förderleistung der Pumpe 12 tat bo eingestellt» dass ate gerade etwas weniger fördert, als der gesamte Ausstoea aa flüssiger Sehaumstofftoieefcung ana des Mischer 16 betragen soll· Die Leietung der Katalysatorpumpe 14 wird dementsprechend ao eingestellt, dass ale 3,8 % -von der Menge fördert, die Ton Pumpe 12 geliefert wird·

Diese Handhabung der aohauaiblldenden BeaJct£onsjpartner in der geschilderten Weise ist nicht neui sie wird von der Erfindung nicht betroffen·

Sie beiden Behälter 11 und 1? sind Bit geeigneten Küblaehloagen Tersöhen, ebenso wird avoh der Mischer 16 gekohlt, um s&oitersiiatelleB, daes die Seo^eratur 4er lüsohung unter ZIa- »ertemperatur liegt, wodurch ein roreeitiges Aufsohäuaen unterbunden wird. Pie neiden Bestandteile der Miechuus werden in den Behältern aa beaten jeweils auf ungefähr -6,5 ⁰C ab** gekühlt! die Te*p»ratur der den Btteoher 16 Terlaeacnden Xlaohung soll 10 ⁰O nioht ttbersteigen.

Der »scher 16 ruht auf einer geeigneten Vprriohtuig sum Sin- und Herbewegen, die «*B. aus den Bollen 16 und den tührungasohienen 19 beetehen kann· die so angeordnet 1st, das· übt Mischer lange» in einer *ur Zeiohenebene der Abbildung 1 s«nkreohten Hiohtung, d.h. ror- und «urück-bewfgt «erden kann.

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eioh der lftsoner 16 hin- und herbewegt, flieset

die oben be*chriet)ene flüssige :Polyiiretban~Sehairastoff~)Ii~ sohting aas seines Auslauf durch ein gebogenes Rohr 20 auf die obere Seite de» forder- (Träger-)Bandeβ 21, welohee über einen Tisch 22 weggeeogen wird, und «war quer su der Bewegung des Mischers 16. Sie Oberfläche des Förderbandes 21 ist ei* einer fonentrennsonloht (e»B. Silikonkautechuk, Polyäthylen, Paraffin oder my te trifluorethylen) belegt, wätirend da# unter dieser Schioht befindliohe grundmaterial des

gewirkter Stoff, ein dünnes Metallband oder ein anderes geeiguetee flexibles Band sein kann. Wie

in Abbildung 1 SQ erkennen, ist das förderband 21 endlosf es führt fiber eine Beute von SrVgerwalsen 23, τοη welohen mindestene einige angetrieben werden, so dass sieh das fürderband »it gleiiÄMäesiger öeeohwinuigkeit in Eiohtung ^v Pfeile bewegt,

Iki Abb* 2 ist «it 05 ein Stros der Schauaaetoffsieohung beaeiohnet, der top Äisoher 16 koent und auf das förderband CI gelangt, das eio» ttbsr den fieoh 22 bewegt. Der «ieoher 16 wird sAt SKsrsionender Geaohwindigkeit (etwa 360 ° je Minute) hin* and herbewegt, sodsss auf das förderband 21 eine genügend dioke Sohioht der Bohaumetoffnischtmg aufgetragen wird« Bs* förderband 21 gelangt η*«« de* Verlassen iss fisenes 22 sur ünetelltmg 0mr Schlchtdioke des Auftrags in den Spalt

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zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Walzen 28 und 29, die ihrerseits vorteilhafterweise alt den Oberzugeohiohten 30 bzw. 31 ans Gummi oder einem anderen elaetiaoh nachgebenden Material versehen sind. Wie sjns Abb.1 hervorgeht, let die obere Waise 28 an einer verstellbaren Halterung 33 befestigt, welehe jede beliebige Einstellung des Achsenabstandes der beiden Walzen ermöglicht.

In da« Augenblick, in de· das Krderband 21 zwischen die Walzen 28 und 29 gelangt, befindet es sioh in Gegenüberstellung en der Unterseite eines Abdeokbandes 35» welches üb die obere Waise 28 geführt ist. Dieses Abdeekband ist ebenfalls endlos und, in ähnlicher Waise wie das Förderband 21, gleichfalls alt einer formentrenneohioht versehen. Is wird auch von mehreren Waisen, alt 36 bezeichnet, unterstützt und angetrieben. Diese Konstruktion ermöglicht eine gemeinsame Bewegung des verderbendes 21 und des Abdeckendes 35 In dar Weise, dass beide Bänder dl« präparierten Oberflächen einander zukehren.

Sie iormentrennachioht und das Unterlagematerial der Bander 21 und 35 sind vorteilhafterweise elastisch nachgebend und koapresslbel, ao4ase diese Bander gegeneinander gequetscht werden und zwischen den Waisen 28 und 29 hindurchbewegt werden können, selbst wenn sioh zwischen den Walzen keine Spalt-Öffnung mehr befindet, d,h, wenn sich deren Oberflächen be-

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rühren. Je nach der gewünschten Dicke der Schaumstoffplatte wird aber die Walze 28 mit Hilfe der eineteilbaren Halterung 33 mehr oder weniger angehoben, woduroh der Spalt zwischen den Waisen entsprechend verändert wird, waa eine Steigerung oder Verminderung der Dicke der eich ergebenden Platte bewirkt. Selbst aur Erzielung einer Platte von erheblicher Dioke ist nur aehr wenig Mischung zwischen den Bändern erfordern oh. So ergibt sich s.B. bei einem Spalt zwischen den Walzen von nur ungefähr 0,4 mm eine Platte von ungefähr 10 Stärke, wenn die oben beschriebene Schaumstoffmischung verwendet wird. Aus Abb.2 let zu erkennen, dass auf der Vorderseite der Waisen 28 und 29 kontinuierlich ein Wulst 38 von überschüssiger Sohaumatoffmiaohmig herausgequetscht wird, sodass gerade die vorgesehene Menge dieser Mischung ewisohen den Bändern verbleibt und mi der Platte mit der gewünschten Dioke aufgeschäumt wird.

Zwischen die Waisen 28 und 29 führt auoserdem «ine Bahn des diskontinuierlichen verstärkenden Materials 39» welohe von einer Vorratsrolle 40 eugefUhrt wird. Di« Art dieses verstärkenden Material» kann, »1« welter unten beschrieben wird, sehr verschieden Mini als Beispiel für dia vorliegende Beschreibung soll «in weitmaschiges Sitter aus 8aran-jrasem dienen. Dieses Gitter wird durch die Bänder 21 und 35 awisohen dl· Waisen 28 und 2$ gesogen, unter deren Druck die «wischen den Bändern verbliebene flüssige 8ohaumstoffmisohung in die off*-*

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nen Haschen des Gitters gequetscht und in wirksamen Kontakt mit den einzelnen Pasern gebracht wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass das verstärkende Material schliesslich vollständig in die Schaumstoffmischung eingebettet ist.

In Abb.3 sind die verschiedenen !zwischen den Walzen befindlichen Teile in der typischen dichten Kompression wiedergegeben. Bs ist darauf hinzuweisen, dass bei einem derart hohen Druck zwischen den Walzen die Bänder 21 und 35 so stark gequetscht werden, dass sich die Flächen, die an dem unregelmässig geformten verstärkenden Material 39 anliegen, sich dessen Oberfläche entsprechend etwas verformen, was zur Folge hat, dass nur sehr wenig der flüssigen Schäumstoffmischung zwischen den Bändern verbleibt, was zugleich aber auch sicherstellt, dass die geringe verbleibende Menge die Fasern des verstärkenden Materials 39 vollständig umhüllt.

Se wurde gefunden, dass die endgültige Lage der verstärkenden Schicht innerhalb der gebildeten Schaumstoffplatte dadurch willkürlich beeinflusst werden kann, dass man den Winkel variiert, mit welchem die Bahn des verstärkenden Materials in den Spalt zwischen den Bändern über den Walzen 28 und 29 eingeführt wird. Wird dieser Winkel vergröaeert, sodass das verstärkende Material zunächst dem Abdeckband 35 näher kommt und vom Förderband 21 weiter entfernt bleibt, so liegt die Schicht des verstärkenden Materials in der fertigen Schaumstoffplatte dtr

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Oberseite näher ale der Unterseite. Damit β ο lohe Einstellungen vorgenommen werden kennen, ist die in Abb.1 mit 41 bezeichnete Justiereinrichtung sun Eeben und Benken der Torraterolle 40 des verstärkenden Materials 39 vorgesehen.

Oleioh naoh dem Terlaaeen der Waisen 28 und 29 beginnt die Sohauastoffnlsohung aufsugehen und eine Schaumetruktur su bilden· wie in Abb,2 duroh 43 angedeutet 1st. Sie Bänder

und 35 kennen eich an dieser Stelle frei voneinander entfer- * nen, sodass den Aufsohftuaea kein groeser »iderstand entgegenstellt» Tjrpisoh für die rorliegende Erfindung 1st, dass, wenn die Mischung anfeusohaumen beginnt, die Zellenstruktur eich an Ort und Stelle in den offenen Maeohen dee yerstärkenden Gittere sowie Über und unter der verstärkenden Bohioht ausbildet, sodass im die yerettrkenden etmkturelenente herum eine rolletandig einheitliohe aohaueetoffeohioht anstände

Sie sich alt gleiohsäaeiger Oesohwlndlgkelt von s.B. ungeftthr 6 a je Minute bewegenden Bander 21 und 35 überführen dann den frisch gebildeten Sehana in eine erste warahSrtungesone alt drei separaten Srhltsero. Biese bestehen aus drei Oakleldungen 45» 46 und 47, die einen Sana bis ungefähr 15 oa über den Bfindern abgrensen und in welchen Dampf-Heiesohlangen 48 baw. 49 ssw» 50 angebracht sind, iU alt deren Hilfe dl· temperatur in den Xrhltsern auf verschiedener Höhe ge-

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halten werden kann. Bei den speziellen hier beschriebenen Schaumetoffplatten sind diese Omkleidungen jeweils ungefähr 6 a lang; die darin eingeregelten !Temperaturen liegen bei

53 ⁰O, 82 ⁰O bzw. 119 ⁰O. Ist der Yorsehub der Bänder 21 und 35 ungefähr 6 β je Minute» so verlässt der Polyurethanschaum bei den genannten Temperaturen und Längen der Erhit- »ungseonen den leteten Erhitzer 4? in einem halbgehärteten, aber bereite selbsttragenden Zustand,

An dieser 8telle lösen sioh die endlosen Bänder 21 und 35 von ύΛΤ teilgehärteten Schaunetoffplatte (in Abb.1 mit 52 bezeichnet) ab, Di· Platte wird dann über eine umlenkwalze 53 geführt und gelangt In einen Auahärte-Ofen 54· Bei dieser leteten Warmhartung wird die reretärkte Schaumstoffplatte 52 tttor «Ine Reih· τοη ßirlandenwaleen 55 geführt, bis sie völlig durchgehärtet 1st. »ach dem Verlassen des Auehärteofens

54 wird dl· fertig· Blatte auf eine Sndprodukt-falee 56 aufgewickelt.

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Patentansprüche

1« Verfahren sur Herstellung flacher, insbesondere fort- ......' I laufender Schaumstoff platten aus,einer aufschäumbaren Kunststoffmasse und einer, der, .Verstärkung dienenden faser- oder fadenförmigen Einlage,, bei dem die Kunststoffmasse auf einen Träger aufgebracht, die Einlage ,in die Kunststoffmasse eingebracht und die letztere ,dann mit einer Abdeckung abgedeckt wird, dadurch

daß der Träger und die Abdeckjung vor ,der .Aufschäumung

und

der Kunststoffmasse sunächst jrosammengepreflt dann wieder freigegeben werden·

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Träger und Abdeckung swei die Einlage in Form eines fortlaufenden Einlagebandes «wischen sich aufnehmende Förderbänder ▼erwendet werden, dadurch gekennzeichnet*« daß die Förderbänder sum Zusammenpressen swisqhen, einem elastisch gegeneinander anliegenden Waisenpaar hindurchgeführt; werden·

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3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, unter dem das.Einlageband bezüglich der. * Förderbänder zwischen das Walzenpaar eingeführt wird, entsprechend der gewünschten.Lage des Einlagebandes in der Schaumstoffplatte willkürlich eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die .aufschäumbare .Kunststoffmasse vor dem Aufbringen.auf den Träger unter. Raumtemperatur, insbesondere auf mindestens ungefähr,minus 4° Celsius abgekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die .aufschäumbare Kunststoffmasse durch eine quer zur Trägerlängsrichtung hin- und herbewegte Ausgabevorrichtung auf den Träger aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbänder im Abstand von der Ausgabevorrichtung mehrere Warmhärtezonen durchlaufen, deren Temperaturen von Zone zu Zone zunehmen, und daß

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die fortlaufende Schaumstoffplatte nach dem Ablösen. der Förderbander eine weitere Warmhärteeone passiert·

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den ^

vorstehenden Ansprüchen, mit swei übereinander., bewegbaren, flexiblen Förderbändern,, dadurch, gekenneeichnet, ..,^

die einander sugekehrten.Oberflachen der beiden Förderbänder mit einer Formentrejmscbicht versehen sind und daß die beide förderbänder swischen swei gegeneinander.. gepreßten Walzen ," ^astiscöi IMfangaflachen, hindurchgeführt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 7> gekennieichnet durch.eine quer tür Förderbandlängsrichtung hin-, und herb.ewegbare Ausgabevorrichtung flir die aufscihäuobare Kunststoffmasse.

9· Einrichtung nach ispruch 7 oder 8, dadurch gekennseichnet, daß die Förderbänder in Förderrichtung hinter ,den Walten lediglich auf der Unterseite des unteren Förderbandes abgestütst sind·

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Io. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9.» gekennzeichnet durch eine bezüglich der Ebene der Förderbänder einstellbare Ausgabevorrichtung für das Einlageband·

11.Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Walzenachsen voneinander einstellbar ist.

12.Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung sur Kühlung der aufschäumbaren Kunststoffmasse vor deren Ausgabe·

13.Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch hintereinander angeordnete Warmekaiawrn, durch die die Förderbänder hindurchgeftJhrt sind, und deren Temperatur von Wärmekammer zu WBrmekaaraer zunimnt.

lh»Einrichtung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine in Forderrichtung hinter den endlosen. Förderbändern an« geordnete Wärmekammer. . ,., ,,„_.„.

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