DE1805873A1

DE1805873A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von geschaeumten Polystyrolperlen

Info

Publication number: DE1805873A1
Application number: DE19681805873
Authority: DE
Inventors: Jean Battigelli
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1965-04-14
Filing date: 1968-10-29
Publication date: 1969-06-26
Also published as: AT310432B; IE33105L; BE723722R; NL6813256A; LU57299A1; NL149521B; GB1245447A; ES360272A2; CH491974A; US3723362A; FR93618E; IE33105B1

Description

Yerfahren unä Vorrichtung zum Herstellen von geschäumten Polystyrolperlen.

Zusatz zu Patent

(Patentanmeldung P 16 29 322.4)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Yerfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von geschäumten Polystyrolperlen sowie auf hergestellte Polystyrolperlen seihst nach Patent (Patentanmeldung P 16 29 322.4).

Im Hauptpatent ist ein Verfahren zum Herstellen von Perlen aus geschäumtem hzw. expandiertem Polystyrol aus Polystyrolgranulaten "beschrieben, die ein Treibmittel enthalten und die unter Dampf behandelt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens werden die G-ranulate durch luft auf eine temperatur in der G-rößenordnung von 90 - 100 C oder darüber.

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erwärmt,- bevor'die Dampfbehandlung vorgenommen wird. Lach einem anderen, besonders wichtigen Merkmal dieses Verfahrens werden die Granulate vorgeschäumt bzw. vorexpandiert, bevor sie der Behandlung in warmer Luft ausgesetzt werden, wobei diese "Vorschäumung insbesondere dadurch erhalten werden kann, daß man die Ausgangsgranulate mittels Dampf behandelt. An den Vorschäumvorgang schließt sich vorzugsweise eine Konditionierungs- oder lieifungsperiode für die Granulate an, bevor sie der Warmluftbehandlung ausgesetzt v/erden.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun dieses Verfahren dahingehend verbessert werden, daß man besonders vorteilhafte Ergebnisse erhält.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß - nach der vorliegenden Zusatzanmeldung - im wesentlichen dadurch, da3 überhitzter Dampf bei atmosphärischem Druck entweder zur Vornahme der Vorexpansion der Granulate oder zur abschließenden Dampfbehandlung oder auch iür beide Vorgänge herangezogen wird.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß die Verwendung überhitzten Dampfes es ermöglicht, i'erlen geringeren ochüttgewichtes zu erha.lten und somit leichtere, d.h. preiswertere x'rodukte herzustellen. Im übrigen kann man bei einer Dampfbehandlung unter atmosphärischem Druck mit einer einfacheren Anlage arbeiten. Insbesondere kann man mit einem einfachen Förderer arbeiten, der konditioniert ist, um diesen Vorgang vorzunehmen, wogegen, wenn man mit Dampf unter Druck arbeitet, es notwendig wird, in geschlossenen Räumen, beispielsweise in Autoklaven, zu arbeiten, die sich für kontinuierlichen Betrieb schlecht eignen.

Die Kurven nach Figur 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigen·

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den erheblichen EinxluiB, den die Verwendung überhitzten Dampfes auf die Herstellung leichter Peilen aus Polystyrol hat. Im betrachteten iall handelt es sich um Behandlungen bei atmosphärischem Druck von Granulaten aus geschäumtem Polystyrol, die vor der Behandlung eine Schüttdichte von 12 kg/m aufweisen. In diese Kurve hat man auf den Ordinaten die Expansions verhältnis se bzw. den Schäuinungsgrad aufgetragen, das ist das Verhältnis der scheinbaren Schüttdichten vor und nach der Behandlung, auf der Abszisse ist die ,ieweiline Verweilzeit der. Granulate im Dampf aufgetragen.

Die Kurve I entspricht einer Luftvorwärmung der Granulate auf eine Temperatur von 117⁰O, gefolgt von einer Verweilzeit in gesättigtem Dampf von 10O⁰G. Man erhält ein Expansions- oder Schäumungsverhältnis von 2,1 für eine Verweilzeit im Dampf von dreißig Sekunden (Punkt A). Die Kurve II entspricht der Verwendung- einer vorherigen Vorwärmung der Granulate unter Luft bis auf eine Temperatur von 11T⁰O, gefolgt von einer Verweilzeit in überhitztem Dampf, dessen Temperatur in Kontakt mit den Perlen bei 115-117⁰O liegt. Das !,xpansionsverhältnis geht über einen Wert von 3 für eine Verweilzeit von dreißig Sekunden (Punkt B) hinaus, d.h. die Granulate haben eine Schüttdichte kleiner als 4 kg/m erreicht.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Behandlung der Granulate oder der Perlen bei überhitztem Dampf.

Eine beispielsweise Ausführungsform dieser Vorrichtung, die insbesondere für die Behandlung von Perlen geeignet ist, ist in Figur 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Die,Vorrichtung umfaßt einen Aufgabebehälter oder -trichter 1,

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der die Perlen 2 aufnimmt, welche durch das Trägermediuur^Tn einer leitung 3 zugeführt werden,, welche in den Aufgabebehälter mündet. Diese Luft kann gegebenenfalls auf 30 - 60⁰C vorgewärmt sein, um eine vorherige Konditionierung der Perlen während ihres Transportes sicherzustellen» Bei Austritt aus dem Aufgabetrichter werden die Perlen auf ein Transportband 4 verteilt. Das Band wird gebildet durch ein Metallnetz mit ausreichend feinen Maschen, um zu verhindern, daß die Perlen &W&& zwischen "" diesen Maschen eindringen, indem so die Permeabilität des. Bandes gegen Luft und Dampf vermindert würde.

Das Transportband 4 verläuft im Inneren eines aus mehreren Abschnitten bestehenden Tunnels 5.

Im ersten Abschnitt 6 werden die Perlen durch Warmluft aufgeheizt, welche bei geringer Geschwindigkeit zwischen einem unteren Kasten 7 und einem oberen Kasten 8 zirkuliert. Diese Luft wird durch einen Ventilator im Kreislauf rückgeführt und muß erneut erwärmt werden, bevor sie wiederum in den Kasten 7 bei einer Temperatur nahe 130⁰C oder darüber entsprechend den Wärmeverlusten des Kreises und der Kästen eingeführt wird, derart, daß man die Perlen erneut auf eine Temperatur in der Fähe von 110 - 115°C erwärmen kann. Die Durchgangszeit der Perlen im Abschnitt 6, wo sie der Wirkung von Warmluft ausgesetzt sind, kann in der Größenordnung von 30 Sekunden liegen. \

Die Perlen gelangen dann in den zweiten Abschnitt 9 des lunnels. In diesem Abschnitt führen Dampfverteiler 10 den vorher auf atmosphärischen Druck entspannten und auf eine ausreichende Temperatur überhitzten Dampf ein, damit, unter Berücksichtigung der Wärmeverluste des Krei&es, deren'Temperatur 115.- 117⁰C. bei Austritt aus den Verteilern und in Kontakt mit dem oberen Teil des durch das förderband 4 transportierten Perlenbettes er-, '

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reicht, Die Verweildauer der Perlen in diesem Alischnitt kann größenordnungsmäßig bei vierzig Sekunden liegen. Eine Ansaugung durch einen Kasten 11 unterhalb des Bandes nötigt den Dampf, das Perlenbett zu durchsetzten und läßt letzteren am Förderband haften, wodurch die regelmäßige Mitnahme des Materials während der Behandlung "begünstigt wird.

Die Expansion der Perlen wird im allgemeinen von einer leichten Agglomeration "begleitet, deren Nachteile man leicht durch ein Brech- bzw. !Trennsystem 12 umgeht, das auch dazu dient, die geschäumten Perlen auf einen Förderer 13 fallenzulassen, der sie aus der Maschine herausträgt. Die geschäumten Perlen können dann durch eine pneumatische Transporteinrichtung wieder augenomraen werden. Eine Bürste 14 entfernt aus dem Maachen des Förderbandes solche Perlen, die sich dort haben fesetzen können.

Das Transportband 4 wird am Kopf des Tunnels bei Durchgang im Abschnitt 6 erwärmt. Die Gesamtanordnung wird sorgfältig wärmeisoliert, derart, daß die Wärmekalorien der erwärmten Luft möglichst wirtschaftlich ausgenutzt werden und die notwendigen Dampf mengen auf ein Minimum vermindert werden können.

So kann man beispielsweise mit der beschttebenen Ausführungsform der Vorrichtung Polystyrolperlen erhalten, deren Schüttdichte nach dem Reifen bei 4 kg/m und weniger liegt, wenn man als Ausgangsprodukt Perlen mit einem Schüttgewicht von 12 kg/m bis 20 kg/m wählt. Das Reifen kann man dann entweder durch einfaches Speichern während 24 Stunden oder durch Temperaturhalten während einiger Stunden bei 20 - 70⁰O erreichen.

Diese Perlen eignen sich ganz besonders zur Herstellung von Bauplatten durch Verdichtung.

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Nach wesentlichen Merkmalen des Hauptpatentes ist vorgesehen, daß, anstatt die G-ranulate direkt der Behandlung durch Warmluft auszusetzen, eine Vorexpansion bzw. Vorscliäumung dieser Granulate vorzunehmen, der sich dann ein "Reifen" anschließen kann. Diese Vorschäumung kann man nach der vorliegenden Zusatzerfindung erhalten, indem man die G-ranulate der Wirkung überhitzten Dampfes bei atmosphärischem Druck und einer Temperatur von 115 - 117 O aussetzt. Die so vorgeschäumten und gereiften Granulate treten in die Abschnitte für die Y.'armluftbehandlung und für die Behandlung mit überhitztem Dampf ein.

Patentansprüche

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Claims

1.) Verfahren zum Herstellen von geschäumten Polystyrolperlen aus ein treibmittel enthaltenden Polystyrolgranulaten, unter Dampfbehandlung, wobei die Granulate durch' luft vor der Dampfbehandlung auf eine Temperatur oberhalb .90⁰G erwärmt

werden, nach Patent

(Patentanmeldung P 16 29 322.4), dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfbehandlung mitlüberhitztem Dampf bei atmosphärischem Druck vorgenommen wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung mit Warmluft die Polystyrolgranulate durch eine Behandlung- mit überhitztem Dampf bei atmosphärischem Druck vorgeschäumt bzw. vorexpandiert werden.

3.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf auf eine Temperatur in der Größenordnung von 115 - 117⁰O überhitzt wird.

4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in Abschnitte (6; 9) unterteilten Tunnel (5), in dem ein Förderband (4) umläuft, auf dem vorne die G-ranulate (2), vorzugsweise Polystyrolperlen, die ein Treibmittel enthalten, eingeführt werden, wobei die G-ranulate oder Perlen im ersten Abschnitt (6) der Wirkung von Warmluft und im folgenden Abschnitt (9) der Wirkung überhitzten Dampfes ausgesetzt sind.

5«) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (6) aus zwei Kästen (7j 8) besteht, die auf beiden Seiten des Transportbandes (4) angeordnet sind, und

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zwischen denen ein Warmluftstrom zirkuliert, der durch einen Ventilator im Kreislauf rückgeführt und vor der erneuten Wiedereinführung erwärmt ist* *^;

6.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der folgende Abschnitt (9) Dampfverteilereinrichtungen (10) umfaßt, die oberhalb der Granulate auf atmosphärischen Druck entspannten und auf eine Temperatur in der Größenordnung von 115 - 117⁰O überhitzten Dampf einführen, wobei eine Ansaugung auf der anderen Seite des .Förderbandes (4) den Dampf veranlaßt, das Granulatbett zu durchsetzen.

7.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 i-^ds 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung mit Warmluft die Granulate einer Vorexpansion mittels überhitzten Dampfes bei atmosphärischem Druck aussetzbar sind, wobei die so vorgeschäumten und vorzugsweise einer Reifung ausgesetzten Granulate dann in den ersten Abschnitt (6) der Vorrichtung geführt werden, wo sie mittels Heißluft behandelt werden, um anschließend die Dampfbehandlung zu erleiden.

8.) Pälystyrolperlen, hergestellt nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 3,

9.) Polystyrolperlen nach Anspruch.8, gekennzeichnet durch eine Schüttdichte von 4 kg/m oder darunter, hergestellt bei einem Expansionsverhältnis größer als drei.

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