DE1629322C - Verfahren zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung von geschäumten Perlen aus einem treibmittelhaltigen Polystyrolgranulat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellen von geschäumten Perlen aus einem treibmittelhaltigen Polystyrolgranulat, bei dem das Granulat mit strömendem Dampf bzw. strömender Warmluft unter Umgebungsdruck behandelt wird.

Nach einem bekannten Verfahren werden treibmittelhaltige thermoplastische Kunststoffpartikel durch Behandeln mit strömenden heißen Gasen oder Dämpfen aufgeschäumt, wobei die aufzuschäumenden Partikel einen Behälter unter dauernder zwangsweiser Bewegung und unter Aufrechterhaltung ihrer losen Form durchwandern (deutsche Patentschrift 134 504).

Es ist auch bereits bekannt, treibmittelhaltiges Polystyrolgranulat in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen mit gesättigtem Dampf zu behandeln (französische Patentschrift 1 339 303).

Ferner gehört zum Stande der Technik ein Verfahren, gemäß dem treibmittelhaltiges Polystyrolgranulat mit Heißgas behandelt wird, wobei es sich entweder um eine Warmluft- oder um eine Wasserdampfbehandlung handeln kann (französische Patentschrift 1 172 912).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, außerordentlich leichte Polystyrolperlen mit einer scheinbaren Dichte von etwa 4 kg/m³ herzustellen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch selöst. daß das Granulat zuerst mit der Warmluft auf eine Temperatur von über 90° C, vorzugsweise von etwa 103° C bis 104° C, erwärmt und dann mit dem Dampf weiterbehandelt wird.

Weiche Vorteile sich mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten erzielen lassen, zeigen folgende Überlegungen:

Führt man eine Isolation mit einem Material mit einem spezifischen Gewicht von 12 kg/m³ durch und soll der Wärmeverlust q pro Oberflächeneinheit und pro Zeiteinheit einer Wärmedurchgangszahl von 1 Kcal/m³· h · ⁰C entsprechen, so liegt das Gewicht des Isolationsmaterials bei 420 Gramm.

Bei einem spezifischen Gewicht von 8 kg/m³ liegt bei der gleichen Wärmedurchgangszahl das Gewicht des Isolationsmaterials bei 320 Gramm, das sind 23 % weniger als im erstgenannten Fall.

Bei einem spezifischen Gewicht von 6 kg/m³ liegt bei gleicher Wärmedurchgangszahl das Gewicht des Isolationsmaterials bei 275 Gramm, das sind 34% weniger als im ersten Fall. Diese Beispiele zeigen die Materialersparnis, die durch die Verwendung sehr leichter Materialien erreicht werden kann.

Um Isolationsmaterial mit dem spezifischen Gewicht von 8 kg/m³ zu erhalten, genügt es, Perlen mit einem spezifischen Gewicht von etwa 4 kg/m³ zu verwenden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird das Granulat vor der Wärmebehandlung mit der Warmluft vorgeschäumt, woran sich ein Konditionierungs- oder Reifungszeitraum anschließt.

Man kann aber auch so verfahren, daß das Granulat mit Dampf vorgeschäumt wird, wobei sich dann in weiterer Ausbildung der Erfindung auf die Dampfvorbehandlung ein Konditionierungs- oder Reifungszeitraum anschließt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung mehrere periodische Behandlungsvorgänge mit Warmluft, an die sich Dampfbehandlungen anschließen, vorgenommen werden, wobei die Behandlungsvorgänge durch Reifungszeiträume getrennt werden.

Das folgende Beispiel erläutert das Verfahren. Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens.

Man arbeitet bei Expansion unter Umgebungsdruck mit heißer Luft und mit Dampf.

1. Das Ausgangsprodukt ist ein treibmittelhaltiges Polystyrolgranulat mit einer scheinbaren spezifischen Dichte von etwa 650 kg/m³.

Das Granulat wird bei Umgebungsdruck durch Dampf mit einem Anfangsdruck von 500 g/cm² für etwa 5 bis 6 Minuten erwärmt, um eine Überhitzung des Granulats zu verhindern.

Dann folgt eine Konditionierung oder Reifung von einigen Stunden, beispielsweise 3 Stunden bei 40° C in einem Speicher, in den etwas Warmluft eingeblasen wird. Die spezifische scheinbare Dichte der erhaltenen Perlen liegt bei etwa 13 kg/m³.

2. Die erhaltenen Perlen werden durch Warmluft auf eine Temperatur von 103 bis 104° C erwärmt. Zu hohe Temperaturen sind zu meiden, weil sonst möglicherweise die Perlen miteinander verkleben.

Sobald die Temperatur 103 bis 104° C erreicht hat, erfolgt eine Dampfbehandlung von 30 bis 40 Sekunden Dauer. Dann wird Kaltluft eingeblasen, bis die Temperatur der Perlen auf etwa 70° C gesunken ist, oder man läßt sie allmählich abkühlen bzw. bläst Luft langsam abnehmender Temperatur ein.

Nunmehr wird durch Einblasen von Luft mit 20° C oder mit auf 40° C erwärmter Luft 1 bis 24 Stunden lang konditioniert.

Man erhält Perlen mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 5 bis 8 kg/m³. 3. Die unter 2. genannten Behandlungsvorgänge werden an den erhaltenen Perlen wiederholt, und am Ende dieser Behandlungen erhält man — nach Reifung — Perlen mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 3,5 bis 5 kg/m³, im allgemeinen von 4 kg/m³.

Die verschiedenen Behandlungsvorgänge für das Granulat und die Perlen können diskontinuierlich ausgeführt werden, wobei Granulat und Perlen an einer stationären Arbeitsstelle behandelt werden.

Es ist jedoch auch ein kontinuierliches Arbeiten möglich, wobei die Perlen dann in einer Vorrichtung zur Erwärmung mit Luft behandelt werden, woran sich die Dampfbehandlung anschließt.

Das kontinuierliche Verfahren hat den Vorteil einer größeren Gleichmäßigkeit der Aufwärmbedingungen unter Vermeidung der thermischen Trägheit von metallischen, in Berührung mit den Perlen befindlichen Teilen.

Durch das kontinuierliche Verfahren mit Behändlung durch Luft und dann mit Dampf kann der Arbeitszyklus auf zwei anstatt drei Arbeitsperioden vermindert werden.

Beispielsweise wandelt man in einer ersten Stufe Ausgangsgranulat mit 650 kg/m³ in Perlen mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 14 kg/m³ durch Dampfbehandlung um.

In einer zweiten Stufe werden die Perlen durch Luft auf eine Temperatur auf 103 bis 104° C während etwa 65 Sekunden wieder erwärmt, dann wird etwa 35 Sekunden lang eine Dampfbehandlung vorgenommen. Die Perlen werden dann in Schachtoder Zellenspeichern unter Aufblasen von Warmluft von etwa 60° C während einiger Stunden gespeichert, bis man Perlen mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht von 4 kg/m³ erhält.

Das vorher einer ersten Behandlung, z. B. durch Wärme, ausgesetzte Granulat, das dann, wie oben beschrieben, konditioniert wird, wird in einen Trichter 1 gefüllt, aus dem es durch eine Förderschnecke 2 zwischen zwei durch Ketten angetriebene Maschenbänder 3 und 4 abgefördert wird. Der Abstand zwischen den beiden Bändern nimmt vom Granulateintritt bis zum Austritt zu.

Die Bänder 3 und 4 bilden jeweils Boden- und Oberteil zweier Kästen, nämlich eines oberen Kastens A und eines unteren Kastens B. Die beiden Kästen sind durch Querwände unterteilt in einzelne Abteile 5, 6, 7, in denen Warmluft eingeblasen wird, und Abteile 8, 9, in denen Dampf quer durch die Perlen umgewälzt wird. Das letzte Abteil 10 dient der beginnenden Abkühlung. In der Zeichnung ist der Umlauf von Luft und Dampf durch Pfeile angedeutet.

Die geschäumten Perlen treten bei 11 aus und gelangen über eine Brechwalzenanordnung 12 ins Freie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansp rüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellen von geschäumten Perlen aus einem treibmittelhaltigen Polystyrolgranulat, bei dem das Granulat mit strömendem Dampf bzw. strömender Warmluft unter Umgebungsdruck behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat zuerst mit der Warmluft auf eine Temperatur von über 90° C, vorzugsweise von etwa 103⁰C bis 104° C, erwärmt und dann mit dem Dampf weiterbehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat vor der Wärmebehandlung mit der Warmluft vorgeschäumt wird, woran sich ein Konditionierungs- oder Reifungszeitraum anschließt. '

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat mit Dampf vorgeschäumt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf die Dampfvorbehandlung ein Konditionierungs- oder Reifungszeitraum anschließt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere periodische Behandlungsvorgänge mit Warmluft, an die sich Dampfbehandlungen anschließen, vorgenommen werden, wobei die Behandlungsvorgänge durch Reifungszeiträume getrennt werden.