DE1504864C - Verfahren zum kontinuierlichen Her stellen flacher Schaumstoffplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen flacher Schaumstoffplatten aus einer aufschäumbaren Kunststoffmasse, bei dem die Kunststoffmasse zwischen zwei als Träger- und Abdeckband dienende Bänder gebracht und anschließend verschäumt und durch Heizzonen geführt wird.

In dieser Weise hergestellte Schaumstoffplatte haben im allgemeinen den Nachteil, daß sie hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschal'ten zu wünschen übrig lassen und daher nur beschränk! Anwendung linden können.

Zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften ist es bekannt, die Schaumstoffplatte in ihrem Inneren mit einer faser- oder fadenförmigen Einlage zu versehen oder die Oberfläche der Schaumstoffplatte mit einem der Verstärkung dienenden Material zu versehen.

So werden bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art die Oberflächen der fertiggeschäumten und zumindest zum Teil ausgehärteten Schaumstoffbahn nach dem Verlassen von Träger- und Abdeckbahn mit einer Stoffbahn beschichtet.

Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung

ίο mehrschichtiger Transportbänder werden einzelne, aus z. B. einem Leinengewebe bestehende Schichten mit Polyurethanschaumstoff, der gegebenenfalls noch Verstärkungsfaden enthalten kann, verbunden. Dabei wird die Schaumstoffzwischenschicht auf das Leinengewebe in völlig ve-rschäumtem aber noch nicht gehärtetem Zustand aufgetragen. Die dem ungehärteten Schaumstoff eigene Klebrigkeit bewirkt bei Einwirkung von Druck das Anhaften des Leinengewebes an dem Schaumstoff.

so Die Herstellung von Schaumstoffbahnen mit einer der Verstärkung dienenden Einlage in ihrem Inneren erfolgte bislang in der Weise, daß die aufschäumbare Kunststoffmasse einfach über die Einlage gegossen oder die Einlage in die verschäumte Kunststoffmasse eingebracht wird. In beiden Fällen wird die Einlage selbst von dem Schaumstoff nicht durchsetzt. Bei dem ersten Verfahren vermag die aufschäumbare Kunststoffmasse in die Einlage nicht vollkommen einzudringen, beim zweiten Verfahren erfolgt das Einbringen der Einlage in die verschäumte Kunststoffmasse in der Weise, daß auf die Oberfläche einer fertigen Schaumstoffbahn eine verstärkende Einlage aufgeklebt und auf der Einlage eine zweite fertige Schaumstoffbahn durch Kleben befestigt wird.

Die nach dem vorbekannten Verfahren herstellbaren Schaumstoffplatten haben somit mehr oder weniger den Charakter von Schichtstoffen, da die Einlage von dem Schaumstoff nicht völlig durchsetzt wird und der Schaumstoff im Bereich der Einlage eine unregelmäßige Porengröße aufweist. Die Folge davon ist, daß auch bei- den in dieser Weise verstärkten Schaumstoffplatten die Festigkeitseigenschaften nicht befriedigen und die Platten bei Beanspruchung dazu neigen, sich insbesondere in Längsrichtung entlang der Verstärkung zu spalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer in ihrem Inneren mit einer Einlage verstärkten Schaumstoffplatte zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und bei dem der Schaumstoff die Einlage gleichmäßig durchsetzt, ohne daß dabei Lufteinschlüsse oder andere, die Festigkeit beeinträchtigende Nebenerscheinungen auftreten. Insbesondere soll das Verfahren zu Schaumstoffplatten mit einem einheitlichen Porengefüge führen, das sich auch durch die Einlage hindurch gleichmäßig und ohne Veränderung der Zellstruktur fortsetzt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß in die sich zwischen Träger- und Abdeckband befindende, in an sich bekannter Weise auf eine die Verschäumung nicht zulassende Temperatur vorgekühlte, noch flüssige Kunststoffmasse eine verstärkende Einlage eingebracht und die Kunststoffmasse in noch nicht reaktionsfähigem Zustand fest gegen die Einlage gepreßt wird, worauf zur Verschäumung und Aushärtung bzw. Vorhärtung der Preßdruck wieder aufgehoben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausfülirungsform wird

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die Einlagescliicht unter einem variierbaren Winkel wiedergegebenen Vorrichtung eingefüllt wird, der mit

in die unverschäumte Kunststoffmasse eingeführt. der Pumpe 12 in Verbindung steht. Dann wird eine

Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Er- Katalysatormischung hergestellt und in den Vorratsfindung erfolgt in einer Vorrichtung mit zwei über behälter 13 abgefüllt, welcher mit der Pumpe 14 geWalzen angetriebenen, übereinander bewegbaren fle- 5 koppelt ist. Diese Katalysatormischung besteht aus xiblen Förderbändern, einer quer zur Förderband- 0,5 Gewichtsteilcn Triäthylendiamin, gelöst in längsrichtung hin- und herbewegbaren Misch- bzw. 1,3 Gewichtsteilen N,N,N,Tetramethyldiaminobutan, Auftragsvorrichtung für die Kunststoffmasse sowie und 2,0 Gewichtsteilen destilliertem Wasser,
die Förderbänder umgebenden Heizzonen, die erfin- Die Pumpen 12 und 14 fördern ihr jeweiliges Madungsgemäß gegeneinander verstellbare, hinter dem io terial mit genau festgelegten Fördermengen kontinu-Mischkopf angeordnete Walzen mit elastischen Um- ierlich in den konventionellen Mischer 16. Die Förfangsflächen und eine an sich bekannte Kühlvorrich- derleistung der Pumpe 12 ist so eingestellt, daß sie tung für die Misch- und Auftragsvorrichtung auf- gerade etwas weniger fördert, als der gesamte Ausweist, stoß an flüssiger Schaumstoffmischung aus dem Mi-

Vorzugswcise sind die Förderbänder in Förder- 15 scher 16 betragen soll. Die Leistung der Katalysatorrichtung hinter den Walzen lediglich auf der Unter- pumpe 14 wird dementsprechend so eingestellt, daß seite des unteren Förderbandes abgestützt. sie 3,8% von der Menge fördert, die von Pumpe 12

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, geliefert wird.

wenn die das Einlagematerial aufnehmende Rolle in Diese Handhabung der schaumbildenden Reak-

ihrer Höhe verstellbar ist. 20 tionspartner in der geschilderten Weise ist nicht

Vorzugsweise wird die Heizzone aus mehreren hin- neu.

tereinander angeordneten Wärmekammern gebildet Diebeiden Behälter Il und 13 sind mit geeigneten

und die Temperatur von Wärmekammer zu Wärme- Kühlschlangen versehen, ebenso wird auch der Mi-

kammer gesteigert. scher 16 gekühlt, um sicherzustellen, daß die Tempe-

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung her- 25 ratur der Mischung unter Zimmertemperatur liegt,

stellbaren Schaumstoffplatteii neigen infolge der wodurch ein vorzeitiges Aufschäumen unterbunden

gleichmäßigen Durchdringung der Einlage mit Kunst- wird. Die beiden Bestandteile der Mischung werden

stoffschaum im Gegensatz zu den vorbekannten in den Behältern am besten jeweils auf ungefähr

Schaumstoffplatten nicht dazu, sich längs der Einlage -6,5° C abgekühlt; die Temperatur der den Mischer

unter der Einwirkung von senkrecht zur Einlage wir- 30 16 verlassenden Mischung soll KV C nicht überstei-

kenden Kräften zu zerteilen und weisen auch in allen gen.

übrigen Richtungen eine größere Zugfestigkeit auf. Der Mischer 16 ruht auf einer geeigneten Vorrich-

Infolge der kleineren Porengröße an den Oberflächen tung zum Hin- und Herbewegen, die z. B. aus den

der Platten ist ein Eindringen von Flüssigkeit in den Rollen 18 und den Führungsschienen 19 bestehen

Schaumstoff weitgehend verhindert und der Ver- 35 kann, die so angeordnet ist, daß der Mischer langsam

schleiß nur gering. in einer zur Zeichenebene der F i g. 1 senkrechten

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher Richtung, d. h. vor- und zurückbewegt werden kann,

erläutert. Es zeigt Während sich der Mischer 16 hin- und herbewegt.

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung fließt die oben beschriebene flüssige Polyurethan-

zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfin- 40 Schaumstoff-Mischung aus seinem Auslauf durch ein

dung, gebogenes Rohr 20 auf die obere Seite des Förder-

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß (Träger-)Bandes 21, welches über einen Tisch 22

Fig. 1 in Teildarstellung und in größerem Maßstab weggezogen wird, und zwar quer zu der Bewegung

als in Fig. 1 und des Mischers 16. Die Oberfläche des Förderbandes

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in größerem 45 21 ist mit einer Formentrennschicht (z.B. Silikon-Maßstab als Fig. 2. kautschuk, Polyäthylen, Paraffin oder Polytctrafluor-

Ein gebräuchlicher Typ von gegenwärtig kommer- äthylen) belegt, während das unter dieser Schicht be-

ziell hergestelltem Kunststoffschaum ist der Polyure- findlichc Grundmaterial des Förderbandes gewirkter

than-Schaum, der aus einen Polyisocyanat (speziell Stoff, ein dünnes Metallband oder irgendein anderes

Toluylendiisocyanat) und einer Hydroxylgruppen 50 geeignetes flexibles Band sein kann. Wie in F i g. 1 zu

enthaltenden Verbindung (z. B. Glykole, Polyole, Po- erkennen ist, ist das Förderband 21 endlos; es führt

lyester oder Polyäther) gewonnen wird. Die genaue über eine Reihe von Trägerwalzen 23, von welchen

Zusammensetzung eines Polyurethan-Schaumes mindestens einige angetrieben werden, so daß sich

hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaf- das Förderband mit gleichmäßiger Geschwindigkeit

ten ab, z, B. von der Dichte, der Zug- und Zerreißfe- 55 in Richtung der Pfeile bewegt.

stigkeit, der Einreißfestigkeit, der Flexibilität oder In Fig. 2 ist mit 25 ein Strom der Schaumstol'fmi-

der Zellengröße. - schung bezeichnet, der vom Mischer 16 kommt und

Bei der Durchführung des hier beschriebenen Aus- auf das Förderband 21 gelangt, das sich über den

führungsbeispiels wurde ein vorgemischtes Harz ver- Tisch 22 bewegt. Der Mischer 16 wird mit ausrei-

wendet, das aus zwei Vorpolymerisaten auf Polyäther- 60 chender Geschwindigkeit (etwa 360° je Minute) hin-

Basis besteht, z. B. ein Vorpolymerisat von Toluylen- und herbewegt, so daß auf.das Förderband 21 eine

diisocyanat mit einer organischen Verbindung, die genügend dicke Schicht der Schaumstofl'miselnmg

solche Gruppen enthält, die mit Isocyanat-Gruppen aufgetragen wird. Das Förderband 22 gelangt nach

reagieren können, und überschüssigem Toluylendii- dem Verlassen des Tisches 22 zur Einstellung der

socyanat. Zu 100 Gewichtsteilcn dieses vorgemisch- 65 Schichtdicke des Auftrags in den Spalt zwischen den

ten Harzes werden 0,5 Gewichtsteile Silikonöl gege- beiden einander gegenüberliegenden Walzen 28 und

ben, worauf diese Vorpolymerisatmischung in den 29, die ihrerseits vorteilhafteiweise mit den Überzug-

niit 11 bezeichneten Vorratsbehälter der in Fig. 1 schichten 30 bzw. 31 aus Gummi oder einem anderen

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elastisch nachgebenden Material versehen sind. Wie ßig geformten verstärkenden Material 39 anliegen,

aus Fig. I hervorgeht, ist die obere Walze 28 an sich dessen Oberfläche entsprechend etwas verfor-

einer verstellbaren Halterung 33 befestigt, welche men, was zur Folge hat, daß nur sehr wenig der flüs-

jede beliebige Einstellung des Achsenabstandes der sigen Schaumstoffmischung zwischen den Bändern

beiden Walzen ermöglicht. 5 verbleibt, was zugleich aber auch sicherstellt, daß die

In dem Augenblick, in dem das Förderband 21 geringe verbleibende Menge die Fasern des verstär-

zwischen die Walzen 28 und 29 gelangt, befindet es kenden Materials 39 vollständig umhüllt,

sich in Gegenüberstellung zu der Unterseite eines Es wurde gefunden, daß die endgültige Lage der

Abdeckbandes 35, welches um die obere Walze verstärkenden Schicht innerhalb der gebildeten

28 geführt ist. Dieses Abdeckband ist ebenfalls io Schaumstoffplatte dadurch willkürlich beeinflußt

endlos und, iii ähnlicher Weise wie das För- werden kann, daß man den Winkel variiert, mit wel-

derband 21, gleichfalls mit einer Formentrenn- chem die Bahn des verstärkenden Materials in den

schicht versehen. Es wird auch von mehreren Wal- Spalt zwischen den Bändern über den Walzen 28 und

zen, mit 36 bezeichnet, unterstützt und angetrieben. 29 eingeführt wird. Wird dieser Winkel vergrößert, so

Diese Konstruktion ermöglicht eine gemeinsame Be- 15 daß das verstärkende Material zunächst dem Ab-

wegung des Förderbandes 21 und des Abdeckbändes deckband 35 näher kommt und vom Förderband 21

35 in der Weise, daß beide Bänder die präparierten weiter entfernt bleibt, so liegt die Schicht des verstär-

Obcrflächen einander zukehren. kenden Materials in der fertigen Schaumstoffplatte

Die Formentrennschicht und das Unterlagemate- der Oberseite näher als der Unterseite. Damit rial der Bänder 21 und 35 sind vorteilhafterweise ela- ao solche Einstellungen vorgenommen werden können, stisch nachgebend und kompressibel, so daß diese ist die in F i g. 1 mit 41 bezeichnete Justiereinrichtung Bänder gegeneinander gequetscht werden und zwi- zum Heben und Senken der Vorratsrolle 40 des verschen den Walzen 28 und 29 hindurchbewegt werden stärkenden Materials 39 vorgesehen,
können, selbst wenn sich zwischen den Walzen keine Gleich nach dem Verlassen der Walzen 28 und 29 Spaltöffnung mehr befindet, d. h., wenn sich deren as beginnt die Schaumstoffmischung aufzugehen und Oberflächen berühren. Je nach der gewünschten eine Schaumstruktur zu bilden, wie in F i g. 2 durch Dicke der Schaumstoffplatte wird aber die Walze 28 43 angedeutet ist. Die Bänder 21 und 35 können sich mit Hilfe der einstellbaren Halterung 33 mehr oder an dieser Stelle frei voneinander entfernen, so daß weniger angehoben, wodurch der Spalt zwischen den dem Aufschäumen kein großer Widerstand entgegen-Walzen entsprechend verändert wird, was eine Steige- 30 steht. Typisch für die vorliegende Erfindung ist, daß, rung oder Verminderung der Dicke der sich ergeben- wenn die Mischung aufzuschäumen beginnt, die ZeI-den Platte bewirkt. Selbst zur Erzielung einer Platte lenstruktur sich an Ort und Stelle in den offenen Mavon erheblicher Dicke ist nur sehr wenig Mischung sehen des verstärkenden Gitters sowie über und unter zwischen den Bändern erforderlich. So ergibt sich der verstärkenden Schicht ausbildet, so daß um die z. B. bei einem Spalt zwischen den Walzen von nur 35 verstärkenden Strukturelemente herum eine vollstänungefähr 0,4 mm eine Platte von ungefähr 10 mm dig einheitliche Schaumstbffschicht zustande Stärke, wenn die oben beschriebene Schaumstoffmi- kommt.

schung verwendet wird. Aus Fi g. 2 ist zu erkennen, Die sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von

daß auf der Vorderseite der Walzen 28 und 29 konti- z. B. ungefähr 6 m je Minute bewegenden Bänder

nuierlich ein Wulst 38 von überschüssiger Schaum- 40 J.\ und 35 überführen dann den frisch gebildeten

Stoffmischung herausgequetscht wird, so daß gerade Schaum in eine erste Warmhärtungszone mit drei se-

die vorgesehene Menge dieser Mischung zwischen den paraten Erhitzern. Diese bestehen aus drei Umklei-

Bändern verbleibt und zu der Platte mit der ge- düngen 45, 46 und 47, die einen Raum bis ungefähr

wünschten Dicke aufgeschäumt wird. " 15 cm über den Bändern abgrenzen und in welchen

Zwischen die Walzen 28 und 29 führt außerdem 45 Dampf-Heizschlangen 48 bzw. 49 bzw. 50 ange-

eine Bahn des diskontinuierlichen verstärkenden Ma- bracht sind, mit deren Hilfe die Temperatur in den

terials 39, welche von einer Vorratsrolle 40 zugeführt Erhitzern auf verschiedener Höhe gehalten werden

wird. Die Art dieses verstärkenden Materials kann, kann. Bei den speziellen hier beschriebenen Schaum-

wie weiter unten beschrieben wird, sehr verschieden stoffplatten sind diese Umkleidungen jeweils unge-

sein; als Beispiel für die vorliegende Beschreibung 50 fähr 6 m lang; die darin eingeregelten Temperaturen

soll ein weitmaschiges Gitter aus Saranfasern die- liegen bei 53, 82 bzw. 119° C. Ist der Vorschub der

nen. Dieses Gitter wird durch die Bänder 21 und 35 ■ Bänder 21 und 35 ungefähr 6 m je Minute, so verläßt

zwischen die Walzen 28 und 29 gezogen, unter deren der Polyurethanschaum bei den genannten Temperatu-

Druck die zwischen den Bändern verbliebene flüssige ren und Längen der Erhitzungszonen den letzten Er-

Schaumstoffmischung in die offenen Maschen des 55 hitzer 47 in einem halbgehärteten, aber bereits selbst-

Gilters gequetscht und in wirksamen Kontakt mit den tragenden Zustand.

einzelnen Fasern gebracht wird. Auf diese Weise wird An dieser Stelle lösen sich die endlosen Bänder 21

erreicht, daß das verstärkende Material schließlich und 35 von der teilgchärtetcn Schaumstoffplatte (in

vollständig in die Schaumstoffmischung eingebettet Fig. 1 mit 52 bezeichnet) ab. Die Platte wird dann

ist. 60 über eine Umlenkwalze 53 geführt und gelangt in

In F i g. 3 sind die verschiedenen zwischen den einen Aushärteofen 54. Bei dieser letzten Warmhär-

Walzen befindlichen Teile in der typischen dichten hing wird die verstärkte Schaumstoffplatte 52 über

Kompression wiedergegeben. Es ist darauf hinzuwei- eine Reihe von Girlandenwalzcn 55 geführt, bis sie

sen, daß bei einem derart hohen Druck zwischen den völlig durcligchärtet ist. Nach dem Verlassen des

Walzen die Bänder 21 und 35 so stark gequetscht 65 Aushärteofens 54 wird die fertige Platte auf eine

werden, daß sich die Flächen, die an dem unrcgclmä- IZndproduklwalzc 56 aufgewickelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen flacher Schaumstoffplatten aus einer aufschäumbaren Kunststoffmasse, bei dem die Kunststoffmasse zwischen zwei als Träger- und Abdeckband dienende Bänder gebracht und anschließend yerschäumt und durch Heizzonen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die sich zwischen Träger- und Abdeckband befindende, in an sich bekannter Weise auf eine die Verschäumung nicht zulassende Temperatur vorgekühlte, noch flüssige Kunststoffmasse eine verstärkende Einlage eingebracht und die Kunststoffmasse in noch nicht reaktionsfähigem Zustand fest gegen die Einlage gepreßt wird, worauf zur Verschäumung und Aushärtung bzw. Vorhärtung der Preßdruck wieder aufgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlageschicht unter einem variierbaren Winkel in die Kunststoffmasse eingeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, mit zwei über Walzen angetriebenen, übereinander bewegbaren flexiblen Förderbändern, einer quer zur Förderbandlängsrichtung hin- und herbewegbaren Misch- bzw.

Auftragsvorrichtung für die Kunststoffmasse sowie die Förderbänder umgebenden Heizzonen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gegeneinander verstellbare, hinter dem Mischkopf (16) angeordnete Walzen (28, 29) mit elastischen Umfangsflächen und eine an sich bekannte Kühlvorrichtung für die Misch- und Auftragsvorrichtung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbänder in Förderrichtung hinter den Walzen (28, 29) lediglich auf der Unterseite des unteren Förderbandes abgestützt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Einlagematerial aufnehmende Rolle (40) in ihrer Höhe verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzone aus mehreren hintereinander angeordneten Wärmekammern gebildet wird und die Temperatur von Wärmekammer zu Wärmekammer gesteigert wird.