DE1809577A1

DE1809577A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen von thermoplastischen,expandierfaehigen bzw.schaeumbaren Materialien

Info

Publication number: DE1809577A1
Application number: DE19681809577
Authority: DE
Inventors: Rivat-Lahousse
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1967-12-06
Filing date: 1968-11-18
Publication date: 1969-10-16
Also published as: FR93792E; BE725012A; AT308384B; NL6817332A; NL164505C; NL164505B; SE349773B; FI51442B; FI51442C; DE1809577B2; GB1241306A

Description

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FreillgrathttraBe 1ί DInI. Ina 1} U Ruhr H»en»cher StraB· 17

wipi.-ing. κ. η. nanr

DIpl.-PhyS. Eduard Β·ΙζΙ·Γ Fernsprecher:»«»

Farnjprecher: 50930 _-, . . _M, .. _ . . S»«012

515« Dlpl.-Ing. W. Herrmann-Tr«nt«pohl »*>»

Tele_eramman.chrltt: PATENTANWÄLTE llb^Z™?!™

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(J^MPaG-..ill·; DK üaI'.i-^-GOjAH/, A<enill,r-aar-oeine-, frankreich

Terfahren und Vorrichtung zum !''ortnen von thermoplastischen, expandierfähicen u^w. sciiilumbaren Materialien.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Jlöcken, blatten und '.Teilen unterschiedlichster Form, wobei ausgehend von Granulaten oder Perlen aus thermoplastischem Hat er i al, beispielsweise aus Pol/'o'Gyrol, welches durch i Anwesenheit eines ireiotnittels expandiericUiig baw. sch-Vuuibar £.^-eoia.cht wurde, diese Granulate oder Perlen unter der iiinwirkung einer Erwärmung mittels eines gasförmigen warmen Mediums, oeispielsweise Dampf, expandiert oder geschäumt werden, wobei der Vorgang entweder diskontinuierlich in einer geschlossenen !form oder kontinuierlich in einer Vorrichtung aDläuft, in der parallele I'ör der bänder vorgese ^.en sind.

Im lalle der Herstellung in gescalossener Form wird die zur Expansion der Granulate oder Perlen und zu deren Formen vorgenommene Erwärmung meist durch gesättigten Dampf bei einem Druck

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£rüi"er als der atmosphärische .urucl·: oder du.rc"! eine l-üac-mn;? von Dampf und Luft sicherrestellt. lira all evüeineii kaiin man feststellen, daß die naca diesera Verfs/uren er·. u.ltenen blöcke, i^Jlatten oder üormteile ^ sw. lorcakörper eine vo~ einem xunkt zum nächsten äußerst variable Dichte aufweisen, vooei die den Wandungen benachbarten Zonen dicater alc die zentralen Zonen sind. So kann die Di ο lit e in den den '..andun~en .. enachoarten Zonen etwa gleicü dem 1,1 uis t-fäcuen der Dichte in den zentralen -Ionen oetragen. Diese heterogenität der Dichte bringt zahlreiche Nachteile, insbesondere bei der Herstellung von Partien gleicher Diente und gleicher thermischer und mechanischer Qualität mit sich.

Erfindunesgemäß soll ein Verfahren gefunden werden, durch das man insbesondere Produkte mit im wesentlichen homogener Dichte erhält, wobei diese Dichte im übrigen kleiner als die der nach dem genannten Verfahren erhaltenen Produkte sein kann. Im übrigen erlaubt es das Verfahren nach der Erfindung eine bessere Verschweißung zwischen den expandierten Perlen zu erhalten und den hergestellten Produkten eine bessere Abmessungsstabilität zu verleihen.

Im Gegensatz zum bekannten Verfahren, nachdem man die expandierfähigen Granulate oder Perlen kalt in die S'orm einführt und dann diese Granulate/oder Perlen sowie die Form mit Hilfe gesättigten Dampfes erwärmt, ist das erfindungsgemäße Verfahren darin zu sehen, daß die Granulate oder Perlen in die Form eingeführt werden, nachdem sie vorher auf eine Temperatur nahe ihrem Erweichungspunkt erwärmt wurden, wobei die Expansion der Granulate oder Perlen und deren formung dann unter Dampf in der beheizten Porm erfolgt.

Handelt es sich bei dem eingesetzten thermoplastischen Material um Polystyrol, so beträgt die Temperatur, auf die man die ex-

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®A© ORlCaSNAL

pandierfähigen Granulate ο tier Perlen Orr.net, vor ihrem Mnfuhren in die Form etwa 113 - 113°-.

Der in die ]?orm eingeführte Jcxipf trifft auf v/arme ü-ranulate oder Perlen und hesitrr; riebt mofa? fio neigung, in so starkem Ausmaß wie nach dein ocliunnton Verfahren hu kondensieren und unausgeglichene Temperaturverteilungen in den verschiedenen Teilen des Haterialc während des Formens hervorzurufen, führt vielmehr zu einer wesentlich regelmäßigeren !,sponsion und zu einem geformten Produkt wesentlich homogenerer Dichte.

Vorzugsweise nimmt man eine Jiirwärcmng der SOrG vor, wobei diese Erwärmung vorteilhaft vor aem Eintritt des Dampfes in die Form erfolgt. 3~ie lirv;armun_::;· kann, beispielsweise über einen Doppelmantel erfolgen, der durcli unter Druck stehenden Dampf oder durch überstreichen mit warmer Luft erwärmt wird, welche auch dazu dienen kann, die Perlen in die Form einzuführen.

Wach einem anderen Kerktaal der ijriindun,·: nimmt man die i'ormunf; vor, indem man überhitzten Daupi hei atmosphärischem Druck bei einer !Temperatur in der liähe des Jirweiclningspunktes des thermoplastischen materials, άε.α ist etv/a 11^⁰C bei x^Jolystyrol^ verwendet. Die Anwendung überhitsten Dampfes bei atmosphärischem Jruclc erlaubt es, auf die Vsrvrendun^ von Autoklaven oder dichten ϊ-'ormen zu verzichten, wodurch scmit in erheblichem Ausmaß die Anlage vereinfacht virü. Dariioerhinaus wird es möglich, den Dampfverbrauch zu verringern.

Die Erwärmung der Granulate oder Perlen vor ihrem Einführen in die 3?orm kann man erhalten, indem man Warmluft unten an einem erwärmten bzw. beheizten Speichertrichter oder -behälter einbläst.

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Aach einer anderen noch vorteilhafteren Anordnung erhält man die Erwärmung der Granulate oder Perlen, indem man sie durch Warmluft in einen Kanal zweckmäßigen Durchmessers befördert. Die Erwärmung der Granulate oder Perlen erfolgt dann in äußerst einfacher Weise während ihrer Übetführung in die Form. Die Zirkulationsgeschwinc-igkeit der Warmluft wird ausreichend niedrig

zu ihrer,Erwärmung gewählt, damit die Granulate oder Perlen über eineny'ausreichenden Zeitraum MxxhxexxSriritxBmHg in dieser Weise transportiert werden, wobei die Geschwindigkeit jedoch ausreicht, um ihren Transport sicherzustellen. Diese Geschwindigkeit kann im allgemeinen zwischen 2 und 20 m/sek. liegen.

Im Falle der kontinuierlichen Fabrikation unter Verwendung von Banden oder Transportbändern, ist erfindungsgemäß vor der Einrichtung ein zusätzlicher Abschnitt für die Vorwärmung der . Granulate oder Perlen und der Trägerbahnen oder Transportbänder mittels erwärmter Luft vorgesehen, die im Fall von Polystyrol auf eine Temperatur von 115⁰C oder mehr erwärmt ist, wenn die Granulate oder Perlen nicht zu lange in Kontakt mit der Warmluft verbleiben. Diese Vorwärmung ermöglicht es, eine homogene Temperatur über die Gesamtdicke des Bettes aus Granulaten oder Perlen zu erhalten und so an ,jeder Stelle das Max terial in seine Erweichungsphase zu überführen. Wenn man dann die Granulate oder Perlen der Wirkung des Dampfes während eines sehr kurzen Zeitraumes aussetzt, ruft man eine homogene Expansion in der gesamten Masse während der Behandlung hervor. Auf diese Weise vermeidet man sämtliche der Nachteile, die aus einer bevorzugten Erwärmung der Zonen resultieren, die vom eintretenden Dampf zuerst überstrichen werden; und man erhält Produkte, die die besten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Homogenität aufweisen.

An die Expansionsphase der Perlen kann sich eine Kompression

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des erhaltenen Produktes anschließen, sei es, daß die Transportbänder aneinander angenähert v/erden, sei es, daß man ein zweites Paar von Transportbändern zur Anwendung bringt, deren Abstand auf einen Wert kleiner als der clcs ersten Paares geregelt wird.

Anstatt gesättigten Dampfes kann man vorteilhaft wiederum bei der kontinuierlichen Arbeitsweise mit Dampf arbeiten, der auf eine Temperatur überhitzt ist, die im Bereich von etwa 115⁰C für Polystyrol liegt.

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Platten oder SOrmteilen nach dem Erwärmungs- und Preßverfahren, bei dem die Granulate oder Perlen nicht zu expandieren brauchen, um miteinander verschweißt zu werden, kann es - aufgrund der Tatsache, daß das Granulat- oder Perlenbett, welches in die Vorrichtung eingeführt wurde - am Eintritt in die Kompressionszone eine Verminderung in der Dicke in der Größenordnung der Hälfte der ursprünglichen Dicke erleidet, vorteilhaft sein, erfindungsgemäß auf das Stadium der ^Erwärmung der Granulate oder Perlen mit Warmluft ein Stadium der Umspülung der Granulate oder Perlen mit überhitztem Dampf folgen lassen oder sogar die Erwärmung mittels Warmluft durch eine Erwärmung mittels überhitztem Dampfes ersetzen. Man erhält so eine schnellere Erwärmung der Granulate oder Perlen und andererseits für bestimmte Materialien eine bessere Verschweißbarkeit der Perlen im Augenblick des Zusammenpressens bzw. der Zusammendrückung.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich aber noch weiter verbessern.

So kann man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung "Blöcke,

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Platten oder ]?ormteile in verschiedenen Schichten herstellen, indem man Granulate oder teilen aus thermoplastischem eucpandierfähi^em Laterial dem IPormunjsvorgang aus. set at, indem diese in wenigstens zwei Schichten angeordnet v/erden, iii velelen. -wiederum die G-ranulate oder Perlen sich unterscaeiden, insbe- - sondere hinsica-clich ihrer Dichte und/oder ihrer .Lorngröüenver teilung.

Zweckmäßig stellt man "beispielsweise Platten her, die auf jeder Seite bzw. Oberfläche expandierfähige Granulate oder Perlen aufweisen, die feiner, d.h. dichter an der Oberfläche als im Mittelteil sind, was bewirkt, daß insbesondere diesen Platten verbesserte mechanische Eigenschaften sowie ein verbessertes Aussehen verliehen wird, wobei gleichzeitig ein günstiges Isoliervermögen erreichbar ist.

Nach sinem weiteren Merkmal der Erfindung sind die expandierfähigen, in die Verbundschichten eintretenden Granulate oder Perlen von unterschiedlicher Art, von einer Schicht zur nächsten, wobei sie jedoch untereinander verträglich bzw. passend sind. So kann man expandierfähige Granulate oder Perlen aus Polystyrol verwenden, um eine Schicht zu bilden und expan-r dierfähige Granulate oder Perlen aus Polysulfone*!, um die benachbarte Schicht zu bilden.

Ebenfalls kann man, und hierin ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zu sehen, Granulate oder Perlen

Ober der selbstlöschenden Art verwenden, um eine oder beide der Schichten zu bilden, wobei die Perlen insbesondere Brom¹-: oder i*x Chlorkohlenwasserstoffe⁶?!?:? 8rganische Zusammensetzungen, die Phosphor enthalten, aufweisen können, beispielsweise organische chlorierte oder bromierte Phosphenate.

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1A© OFÜQIMAL

liach einem anderen ilerktual der lirfindun^ kann man das Ilaterial- :and jav.^r. den Katerialstreiien \.'anrend oder nac; der Herstellung einer Formgebung insbesondere mit Wellungen, Kannelierungen, Eindrücken etc. versehen.

Im folgenden soll ein Beispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfalirens in Anwendung auf die kontinuierliche Herstellung geformter Produkte aus geschäumtem Polystyrol üblicher Qualität gegeben werden, dessen Erweichungstemperatur nahe 115⁰O liegt. (

Die Form und Sxpandierfähige Granulate oder Perlen werden auf eine Temperatur von 110 - 115°0 vorgewärmt. Die Vorwärmung der Granulate oder Perlen wird vorzugsweise während ihres Transportes zwischen einem Speichertrichter und der Form erhalten. Die Vorwärmung der Form wird aufgrund von Warmluft erreicht, die dazu gedient hat, die Granulate oder Perlen zu transportieren; diese umspült nun die Innenwandungen der Form, bevor sie nach -außen abgezogen und ggf. nach Erwärmung durch ein geeignetes luittel im Kreislauf rückgeführt wird. Falls dies notwendig sein sollte, kann man die Zufuhr von Warmluft nach Füllen der Form fortsetzen, indem die Einführung von Granulaten λ oder Perlen in den Kreislauf unterbrochen wird; so kann man die Granulate oder Perlen in der Form bis auf die Temperatur von etwa 4"£θ 115⁰G erwärmen, Wach den aerodynamischen Charakteristiken des Kreises und nach dem Wärmeinhalt kann die zum Transport der Granulate oder Perlen dienende Luft zunächst auf eine Temperatur gebracht werden, die erheblich oberhalb 115⁰C, beispielsweise 130 oder 15O⁰C liegt, unter der Bedingungen, daß die Granulate oder Perlen nur sehr kurze Zeit in Kontakt mit der Luft bei dieser Temperatur verbleiben. Man unterbricht die Zufuhr von Luft in die Form und führt dann in diese unmittelbar danach überhitzten Dampf bei solcher Temperatur ein, daß diese bei 115 - 117°C in Eontakt mit den Granulaten oder Perlen

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liegt. Die Sinlaßzeit für den Dampf liegt in der Größenordnung von 30 Sekunden oder 1 "bis 2 Minuten etwa. Der Dampf muß duroh öffnungen, Gitter oder nicht-dichte Verbindungen der Form austreten können oder muß durch einen Ventilator ansaug-"bar sein. Der in der Form herrschende Dampfdruck ist "bis auf die Druckverluste gleich dem atmosphärischen Druck.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der "beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Figur 1 ein Ausführungsheispiel für den kontinuierlichen Betrieb wiedergibt; die

Figuren 2 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele für den diskontinuierlichen Betrieb;

Figur 6 ist ein Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Banden oder Platten nach der Erfindung;

Figur 7 ist ein Schnitt durch ein erhaltenes Produkt;

Figur 8 ist eine Darstellung im Schnitt durch eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Blöcken nach der Erfindung;

Figur 9 ist eine Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Bändern, Bahnen oder Streifen mit Querwellungen;

Figur 10 ist eine Darstellung einer Vorrichtung am Austritt aus der Maschine, die in das Band Querr-Wellungen einformt ; die

Figuren 11 und 12 zeigen eine Darstellung und einen Schnitt längs der Linie VII-VII durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Längswellungen; und

Figur 13 ist eine Darstellung einer Vorrichtung, die es erlaubt, bereits hergestellte Platten umzuformen, die man hierzu erwärmt.

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In Figur 1 der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Maschine zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens dargestellt.

Die expandierfähigen "bzw. schäumbaren in einem Aufgabetrichter 2 enthaltenen Perlen 1 senken sich durch Schwerkraft auf ein perforiertes Transportband 3 ab, beispielsweise ein Stahlband, das von kleinen löchern durchbohrt ist, die den Durchtritt von Medien ermöglichen, die Perlen jedoch nicht durchlassen. Es bildet sich auf dem Förderband ein Perlenbett, das unter ein zweites Transportband 4 ähnlich dem vorhergehenden greift. Die den beiden Förderbändern gegenüberliegenden Flächen sind parallel, siw werden zweckmäßig durch angeordnete Rollen 5 - 5a gehalten.

Die erste Behandlung der Perlen wird unterhalb einer ersten Anordnung aus Kästen 6 und 7 vorgenommen; in einen dieser Kästen tritt vorher auf eine gewünschte Temperatur erwärmte Luft ein, im anderen Kasten erleichtert eine Ansaugung den Durchgang von Warmluft durch das Perlenbett und erlaubt deren Abzug und Rückführung im Kreislauf. Sehr wichtig ist es, daß auf beiden Seiten des Perlenbettes 13 ein LuftzuführKSsten und ein Luftabsaugkasten angeordnet ist, damit die luft senkrecht zur Yorschubrichtung des Materials strömt. Auf diese Weise kann man korrekt das Erwärmen der Perlen regeln und eine sehr homogene Temperatur der Perlen über die Dicke des Perlenbettes erhalten. Die Behandlung führt zu keiner Expansion bzw. ruft nur eine geringe Expansion der Perlen hervor, zwischen denen Zwischenräume weiter bestehen.

Die zweite Behandlung "bei gesättigtem oder überhitztem Dampf kann dann sehr Kurz sein und eine plötzliche Expansion an samtliehen Punkten über die Dicke des Perlenbettes hervorrufen. Die-

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se Behandlung wird zwischen den "beiden Transportbändern 3-4 in Höhe der Kästen 9 und 10 "bewirkt. Günstig ist es, daß der durch Verteilereinrichtungen 8 in einem Kasten 9 sugeführte Dampf quer zum Bett der expandierten jferlen 14 ctircli einen Unterdruck gesaugt wird, der im Kasten "IO mit KiIfe eines Ventilators aufrecht erhalten wird. Ant diese Weise ist die Damp::'-verteilung ausgezeichnet und man vermeidet so #datnpfeintrittsseitig die Bildung von störenden Krusten, die sich anschließend an eine zu lokalisierte Expansion der Perlen "bilden würden.

In einer dritten Anordnung von Kästen 11 und 12 beschleunigt man gewünschtenfalls die Abkühlung des Produktes 15 durch Zirkulation von !frischluft zwischen dem einen und anderen iiinde der Kästen.

Der Abstand zwischen den beiden fransporteinrichtungen 16 -17 kann kleiner als der der Transportbänder 4 -ö sein, um eine zusätzliche Zusammendrückung der Perlen zu erhalten.

Gegebenenfalls kann die Anordnung der [Transportelemente durch einen einzigen Satz von Bändern gebildet sein, die nacheinander das Material in die drei Eehandlungszonen führen.

Die Figuren 2 bis 5 zeigen Ausführungsformen der Erfindung für das diskontinuierliche Formen in Blockformen, insbesondere für Polystyrol.

In den Figuren ist eine Form im Schnitt dargestellt, wobei diese Form von im wesentlichen prismatischer Gestalt in Längsrichtung mehrere gleiche Kästen aufweisen kann.

Die seitlichen Wände 18 der Form werden durch ein perforiertes Blech gebildet, welches durch Versteifungen verstärkt ist, die eich gegen die innere Seitenwand des Mantels der Form abstützen,

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vrelche durch eine Mantelwandung 19 mit äußerer Wärmeisolierung 20 gebildet ist. Der ^oden der Form selbst wird duroh ein perforiertes in zweckmäßiger Weise verstärktes Blech 21 gebildet. Auf den oberen !Deilwtt der Form ist eine Einführvorrichtung für die Perlen 22 aifgesetst, die au3 Fülltrichtern 23 gebildet sein kann, wobei diese Einführung mittels einer Warmluftzirkulation erhalten werden kann. Diese Warmluft wird quer durch die erweichten Perlen in der Form mittels eines Ventilators 28 abgezogen, der die Warmluft durch einen Diffusor 29 ansaugt und sie in eine Leitung 30 drückt. I

Der Hüllmantel 19 wird durch Dampf erwärmt, der über Leitungen 24 eingeführt wird; Reinigungseinrichtungen 2b sind im unteren -Deil vorgesehen. Leitungen 26, über die Dampf zugeführt wird, münden in der Kammer 27, die zwischen den Seitenwandungen 18 der Form und den Innenwandungen des Mantels 19 freigelassen ist. Die Kammer 27 erlaubt die Verteilung des durch die Leitung 26 zugefülirten Dampfes und dessen Durchgang durch die Öffnungen der perforierten, die "Wandungen 18 bildenden Bleche, um zur Anwendung auf die in die Form eingeführten Perlen zu kommen.

Ist die Form mit der gewünschten Perlenmenge gefüllt, so wird der Fülltrichter 23 zurückgezogen und dieser %fird durch einen Deckel (Figur 3) ersetzt, welcher durch einen nach außen hin wärmeisolierten Mantel 31 gebildet wird und in den man Dampf über die Leitung 32 einführt. Dieser Mantel ist mit niehtdargestellten geeigneten Reinigungseinrichtungen versehen. Andererseits ersetzt man den Diffusor 29 durch einen dichten Boden 33, der normalerweise nicht erwärmt zu werden braucht. Dann führt man Dampf unter Druck durch die Leitungen 26; dieser tritt in das Innere der Form und ruft die Expansion der Perlen und dadurch ihre Formung hervor.

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Anschlleßend läßt man den geformten Polystyrolblock sich abkühlen; diese Abkühlung kann durch ein Blasen von Kaltluft beschleunigt werden« die über öffnungen 34 in die Kammer 27 eingeführt wird*

Bei dieser Aueführungsform, bei der Dampf unter Druck zur Expansion der Perlen und zur Formung verwendet wird, ist es SSI* mx**8¥x*asxi*sx*0*ttxi*oli*xitf** möglich, die Hüllenwandung wegzulassen·

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungeform, bei der man mit überhitztem Dampf von atmosphärischem Druck arbeitet, benutzt man diesen Mantel.

Nach dieser Ausführungsform bleibt der Diffusor 29 mit seinem Ventilator 28 an seinem Ort und es wird lediglich der Fülltrichter 23 durch einen aus perforiertem Blech 35 gebildeten Deckel ersetzt, welcher die "Decke" der Form bildet und eine Verteilerkammer 36 freiläßt. Der überhitzte Dampf wird durch die Leitungen 37 eingeführt, gleichzeitig arbeitet der Ventilator 28. Der Dampf wird so sehr schnell und gleichmäßig an allen üben Stellen der vorher in die Form eingeführten Perlenmasse zugeführt.

Während des Vorganges des Formens und des Füllens wird der Hüllmantel 19 durch bei 24 eingeführten Dampf erwärmt. Nach dem Formen wird die Heiζdampfzufuhr unterbrochen und der !Expansions- und Formungsdampf wird in den Leitungen 37 und 26 abgeschnürt, gegebenenfalls wird der geformte Block durch Kaltluftzirkulation in der Kammer 27 gekühlt.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Anlage mit Formanordnung 38 mit Ventilator 28. Die auf Umgebungstemperatur befindlichen oder gegebenenfalls auf beispielsweise 6O⁰C erwärmten Perlen werden in einem Aufgabetrichter 40 gespeichert.

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Transport zwischen diesem Aufgabetrichter und der Form 38 erfolgt durch eine Zirkulation yon Warmluft, die über eine Düse 41 unten am Aufgabetriehter zugeführt wird. Die vom Aufgabetrichter abgehende Leitung 42 mündet in die Form und ist ausreichend lang ausgestaltet, damit während der Transportdauer der Perlen in dieser Leitung diese auf eine !Temperatur nahe ihrem Erweichungspunkt, das ist 115⁰O bei Polystyrol, erwärmt werden kann.

Die in der Düse 41 zugeführte Warmluft stammt zum großen Teil aus dem Ventilator 28 und aum kleineren Seil aus heißen, von einem Brenner 43 erzeugten Gasen, die durch ein Venturirohr 44 angesaugt wn (induaiert) werden.

Um einen einwandfreien Betrieb der Vorrichtung sicherzustellen, sorgt man zweckmäßigerweise_f beispielsweise bei 45, für eine gewisse Extraktion der Luft aus dem Kreis.

Nach dem !füllen der form über die in figur 5 dargestellte Anordnung kann geformt werden, entweder in der mit Bezug auf Figur 3 beschriebenen ¥eise oder vie mit Bezug auf Jigur 4 erläutert wurde. Im ersten Fall erhält man die Expansion der Perlen und deren Formen duroh unter Druck stehenden Dampf. Ia zweiten Pail erhalt man Erpsaeion und Formen duroh ein Einführen Überhitzten Dampfes bei atmosphärischem Draok, der Hber die Leitung 37 (Figur f) und notwendigenfalls über die leitungen 26 eingeführt wurde. Dieser Dampf wird duroh den Ventilator in Zirkulation versetzt /tg$& kann aus der Austrittsleitung 46 Über tine Leitung 47 abgeeogen werden* de*«n lias?* tritt durch ein Sehiebexvezitll 4Ö gesteuert ist.

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lich läßt sich dieses Verfahren mit jedem beliebigen expandierfähigen plastischen Material durchführen; die Temperaturen müssen als Funktion der thermischen Eigenschaften des Materials eingestellt werden. Die Luftvorwärmung muß die Granulate oder Perlen auf deren Erweichungstemperatur "bringen, d.h. die Temperatur der Luft kann höher als die Erweichungstemperatur des Materials liegen, wenn der thermische Austausch zwischen Warmluft und dem Material nicht zu lange dauert. Die Temperatur des überhitztem Dampfes muß vorzugsweise sehr nahe der Erweichungstemperatur des Materials liegen? sie kann auch geringfügig unter dieser Temperatur liegen.

In Figur 6 der Zeichnungen nun arbeitet man mit einer Vorrichtung analog der in Figur 1 dprgestellten. Der Fülltrichter 102, durch den die expand!erfähigen Granulate oder Perlen in die Maschine eingeführt werden, ist in drei Abteilungen durch zwei Trennwände 102a - 102b unterteilt. Die äußeren Abteilungen werden mit expandierfähigen Granulaten oder Perlen 101a

- 1Q1£ gespeist, die von anderer Art als die 101b sind, mit welchen die mittlere Abteilung gespeist ist, wobei dieser Unterschied hinsichtlich der Schutt gewi'ebAfer Perlen, deren Korngrößenverteilung oder deren Art gelten kann. Die Trennwände 102a - 102b können beweglich sein, derart, daß die relativen Dicken der Außenachichten und der Mittelschicht geregelt werden können.

Die Anordnung der drei Granulat- oder Perlenbetten, die so hergestellt sind, wird durch das Transportband 103 mitgenommen, das mit einem oberen hierzu parallelen Transportband 104 zusammenwirkt. Diese Anordnung aus expandierfähigen Granulatoder Perlenbetten wird dann, wie vorher mit Bezug auf die anderen Ausführungeformen bereits erwähnt, der ersten Behandlung bei Eintritt zwischen die Kästen 106 - 107 unterworfen, wodurch

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ihre Erwärmung sichergestellt wird, dann einer zweiten Behandlung bei gesättigtem oder überhitztem Dampf ausgesetzt, in dem sie zwischen den Kästen 109 - 110 geführt wird. Bas

erhaltene twauf»qart±«tte: und zwischen den förderbändern 116 transportierte

- 117/erhaltene Produkt 115 läuft dann zwischen den Kästen

111 - 112 durch, zwischen denen Luft zu ihrer Kühlung zirkuliert. Wie vorher bereits erwähnt, können die !Förderbänder

- 117 einen Abstand aufweisen, der geringer als der der Γ03>· derbänder 103 - 104 ist, um eine zusätzliche Zusammenpressung der Perlen im erreichen.

Figur 7 zeigt im Schnitt einen Seil des so erhaltenen Produktes, das aus zwei äußeren Seilen 115a - 115o. besteht, die aus Perlen mit eine» Sohütitfiwjjdtefc höher als die der Perlen des inneren Teiles 115b gebildet sind.

Figur 8 zeigt eine Vorrichtung analog der in Figur 3 zur diskontinuierlichen Herstellung von Platten oder Blöcken, Die Form, deren Wandungen bei 118 und 121 dargestellt 1st, wurde gefüllt, indem man mit der Einführvorrichtung arbeitet, wie sie beispielsweise in Figur 2 dargestellt wurde und indem man die Granulate oder Perlen der Wirkung von Warmimft aussetzte, die ihre JBrwiichung sicherstellt. Das Füllen der Form wird nach dieser weiter verbesserten Ausführungsform erreicht, indem drei Betten 1*2a, 122b, 122£ aus expandierfähigen Granulaten oder Perlen gebildet werden, die von einem Bett zum anderen unterschiedliche Korngrößenverteilungen, Schüttgewiohten oder Art zeigen.

Das Formen erfolgt wie vorher bereits erwähnt, indem man Dampf unter Druck in die Kammer427 über die Leitungen426 einführt. Der Dampf dringt in das Innere der Form in die Anordnung von Perlen ein und ruft die Erpansion der letzteren sowie deren

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Formen hervor.

Nach dem Abkühlen, das durch Einführen von Kaltluft in die Kammer 127 über Üffnungen134 beschleunigt werden kann, erhält man ein zusammengesetztes Produkt, dessen beide untere und obere Schichten unterschiedlich zur Mittelschicht sind.

' Figur 9 zeigt eine Vorrichtung zur Umformung eines aus Perlen, beispielsweise Polystyrol, geformten Bandes 115» wobei dieses Band homogen sein kann oder aus einer Vielzahl unterschiedlicher Schichten wie vorher erwähnt, aufgebaut sein kann. Diese Vorrichtung erlaubt es, ein Produkt herzustellen, das in Querrichtung Iiannelierungen beliebiger abgerundeter oder dreieckiger Form aufweist.

Die Vorrichtung weist zwei Förderbänder 150 - 151 auf, die aus Lamellen 152 - 153 gebildet sind, die jeweils vorspringende Teile 154 und rlickspringende Teile 155 bilden. Diese Lamellen sind auf an Hollen 157 gelenkigen Kettengliedern 156 gelagert, die Rollen setzen sich in Zellen 158 der Räder 159 - 160. Sämtliche Lamellen 152 - 153 befinden eich miteinander längs einer Linie in Kontakt, die durch die Achse der Rollen 157 verläuft, derart, daß die Lammellen im Augenblick ihres Durchganges über die Räder 159 - 160 sich nicht voneinander entfernen. V/urden die Lamellen 152 - 153 sich voneinander entfernen bzw. gegeneinander sprijezen, so erhielte man Einquet schlingen am Produkt zwischen den Lamellen im Augenblick, wo das Material zwischen die Förderbänder 150 - 151 tritt.

Erfindungsgemäß erhält man nun ein Produkt, das in Querrichtung Kanellierungen 161 aufweist.

Entsprechend der Darstellung kann man Infrarotstrahlenröhren

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- 163 voreehen, um die Lamellenbänder 150 - 151 zu erwärmen.

Die Lamellen des oder der Lamellenbänder können mit jedem gewünschten Profil unabhängig von der gerade beschrieben/geregelten Oberfläche versehen sein. Die Lamellen können reliefartige Teile aufweisen, die es ermöglichen, in das Produkt Zellen gewünsohter Sorm einzudrucken. So kann man Produkte zur Verpackung zerbreohlicher Gegenstände, beispielsweise von Eiern oder irüchten erhalten, wobei diese in die Zellen eingesetzt werden.

Gleichzeitig mit der !Formung der Produkte kann man diese einer ihrer Dicke vermindernden Zusammenpreesung aussetzen. Den Pro« dukten kann man ebenfalls eine Dichte verleihen, die an den Rändern wiflflfij^uMMjl ist _t indem man diese stärker als die Mittelteile beispielsweise zueammendriiolct. Man erhält so eine Verstärkung der Händer des Produktes, die abgeschnitten werden können, um Platten mit starren Randkanten zu formen, welche sioh übereinander stapeln lassen.

Diese Erhöhung der örtlichen Dichte des Produktes kann ganz allgemein für die Produktion sehr unterßohiedlioher Gegenstände ausgenutzt werden. Insbesondere kann hierdurch den Gegenständen eine ewackmäßige Steifigkeit bei minimaler Materialmenge verliehen werden.

Die in figur 10 dargestellte Vorrichtung ermöglicht es, ebenfalls ein Produkt mit Quer- oder !Pranaveyaalkannelierungen zu erhalten. Diese Vorrichtung weist eine iufeinander!olge iron Rollen 164 a®£» die. »elbet Kannelierungen 165 besitzen₉ die eich in aa·

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Nach der in den Figuren 11 und 12 dargestellten abgeänderten Ausführungsform arbeitet man mit einem Satz von Hollen 166 mit konzentrisch zur Achse verlaufenden Kannelierungen 167. Diese Rollen ermöglichen es, ein Brodukt mit Eanellierungen oder Wellungen 168 zu erhalten, die in Längsrichtung verlau- ' fen.

Nach einer anderen Anordnung kann man» um die Produkte mit Längskannelierungen oder Rillen zu versehen, die Förderbänder zum Pormen dea Materials in der Maschine heranziehen. Eines dieser Förderbänder oder beide können über eine bestimmte Brei· te mit ain oder mehreren Bändern aus nachgiebigem Material,

das T)ZW·

beispielsweise Kautschuk, ummantelt sein, £ar eine Dicke entsprechend der Aushöhlung, die man in das Produkt zu drücken wünscht, aufweisrä. Diese Baader können gegenüber einander angeordnet werden, wenn man ein Irofil in Kettenform erhalten will oder dagegen die einen gegenüber den "andern versetzt sein» wenn ein gewelltes Profil hergestellt werden soll.

Bereite hergestellte Platten können im übrigen einer Umformungabehandlung ausgesetzt werden nachdem sie wieder erwärmt sind. Figur 13 zeigt eine Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsfora.

Diese Vorrichtung besteht aus einer Kammer 169, in die ein Transportband nacheinander die Blatten 170 aus expandiertem Harss führt. Diese Platten werden durch Infrarotstratilerlampen 171 und Heizkäaten 172 - 173 erwärmt. Am Austritt aus dieser Kammer laufen die blatten zwlsaiieii Umformungsrollen 174 durch, diese können so ausgebildet sein_s daö Quer- oder Längskannelierungen oder Wellungen erzeugt werden..

öege&enenfalls ist es möglicti« bei der BirsMührung der erfin-

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dungsgemäßen Maßnahme in "bestimmte Schichten de3 Produktes Abfall oder Abschnitte einzuführen, die aus früheren Fabrikat i one vor gangen stammen.

Patentansprüche

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Claims

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1.) Verfahren zum Herstellen von Blöcken, Platten oder Normteilen aus Granulaten oder Perlen thermoplastischen Materials wie Polystyrol, welches durch ein treibmittel expandier- bzw. schäumfähig gemacht wurde und wobei im Augenblick des Formens unter der Einwirkung einer Erwärmung mittels eines heißen gasförmigen Mediums, beispielsweise Dampf, dieses Material expandiert bzw. geschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate oder Perlen auf eine !Temperatur nahe ihrem Erweichungspunkt vor dem Einführen in die Form erwärmt werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate oder Perlen aus thermoplastischem expandierfähigem Material Granulate oder Perlen aus Polystyrol sind, die auf eine Temperatur von etwa 110° - 11i5°ö erwärmt werden,

3.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, .daß die !oma. vor dem llintritt des I)am*- ρίes in diese Form erwärmt wird,

4.) Verfahren nach einem der vorhergefeen#§n Ans^riiehe, dardurch gekennzeichnet, daß mittels überhitzten Ba»pfes bei atmosphärischem Brück bei einer temperatur nah# ßem punkt des therJiopiLastischen Haterialp, las siiMt £*wä 115⁰C bei

5*) Ve??faiEt!en staeh eine» der
geJce^nz^iehJiet, Mß mmh €e
Perlen in Itailttft «ine mm$mwßg

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6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß expandierfähige Granulate oder Perlen behandelt werden, die in wenigstens zwei Schiohten angeordnet sind, wobei sich die Granulate oder Perlen von einer Schicht zur folgenden, insbesondere duroh ihre Dichte und/oder ihre Korngrößenverteilung unterscheiden.

7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Granulate oder Perlen behandelt werden, die zwei Oberflächenschichten und eine Mittelschicht bilden, wobei die Granulate oder Perlen der Oberflächenschichten feiner ala die der Mittelschicht sind.

8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Verbundschichten eintretenden Granulate oder Perlen von unterschiedlicher Art, untereinander jedoch verträglich sind.

u 9.) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus Polystyrolgranulaten oder -perlen, die benaohbarte Schicht aus Polysulfongranulaten oder -perlen gebildet wird.

10.) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß selbstlösohende Perlen zur Herstellung der einen Oberflächenschicht oder von beiden verwendet werden, wobei diese Granulate oder Perlen insbesondere Brom«c : oder Ohlorkohlenwaaserstoff*^βία1? Organische phosphorenthaltende Zusammensetzungen aufweisen können, beispielsweise organische chlorierte oder bromierte Phosphenate.

11.) Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daj während oder nach der Herstellung das Material einem Umformungsvorgang ausgesetat wird, um Produkte au

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erhalten, die Wellungen, Eannelierungen, Eindrücke oder dgl. aufweisen*

12.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 his 5, dadurch gekennzeichnet, daß die expandierfähigen Granulate oder .Perlen vor ihrer Einführung in die Porm (13) erwärmt werden können, indem sie in einen Aufgabetrichter (1) geleitet werden, an desses Basis Warmluft einblasbar ist.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der expandierfähigen Granulate oder Perlen duroh einen Warmluftstront erfolgt, der diese gleichseitig in die SOrrn trägt.

14«) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspxniche, dadurch gekennzeichnet, daS bei kontinuierlicher Herstellung die Vorrichtung vor dem Forealscteitt einen Vorwärmungsabschnitt (5 - 14) für die expanäierfähigen Granulate oder Per.S.

len aufweist

15·) Vorrichtung nach iteaprach 14, gekennzeichnet durch einen ersten " Yorwärme"tbaa3mi-|t- 'für die Granulate oder Perlenem! MnIn ForaiuigaabBchnit't'-därch/wB'^i'der Dampf insbesondere bei Umgebungsdruck überhitzt ist und ein abschließender Kühlabachnitt vorgesehen ist·

16.) Vorrichtung nach eiaem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eit einziges Paar von Srauepoxtbändern (4i 5) oder förderbändern, zwischen teien die Behandlung vollständig erfolgt.

17») Vorrichtung nach einen der .HBspEilete IS "eis 15, -gekennzeichnet

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5 - 16j 17), welche zwei Abschnitte bilden, einen ersten zur Erwärmung und zum Formen der Perlen und einen zweiten entsprechend einer Abkühlungezone, der darüberhinaus dazu dienen kann_f eine zusätzliche Zusamaenpressung auszuüben.

18.) ^orrichtunr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zur diskontinuierlichen Formung die seitlichen ¥ände der Form sowie ihr Boden aus perforierten Blechen (1£>; 21) bestehen, wobei die Form im unteren Seil mit einer Kammer, insbesondere von Biffusorform (29) versehen ist, die mit einem Saugventilator (23) verbunden ist, wobei im oberen Teil der Porm/aexspielsweise ein Fülltrichter zum Einführen der erwärmten Perlen angeordnet ist.

19.) Torrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Ventilator (28) austretende Luft erwärmt und dazu benutzt wird, die Perlen zu erwärmen und sie in das Organ su führen, das zu ihrer Einführung in die Form dient.

20.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Form von eine» Hillfcantel (19) umgeben ist, in den (über 24) zu deren BrwMrmuig eingeführt wird.

21.) Vorriehtiing nsoh Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den perforierten Seitenwänden der Form und des Mantels (19) eine Kammer (27) vorgesehen ißt» in die ZaItluft zur JMff'lhTtrog des geformten Produktes einführbar ist.

22.) Vorgietefruitg nach Anspruch 20, da&arch daß naefi. Fällen der Form das Einfühxungsorgaji für die Perlen (23) mxttemfofflp imd dsareh einen Deckel (31) ersetzbar ist, welcher mit einem Hlillmantel (19) versehen ist, in den ggl&ifaai; wixä.» wobei der Boden (33) der Fösjsm wühlend des mens selbst geschlossen ist, daj furch die Einwirkung von Dampf

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.erhalten wird, der quer durch die perforierten Bleche der Form Mndurchtritt.

25.) Yorrichtun,'-.; nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

da's nach dem Füllen de:? Form das Verteilerorgan durch einen Deckel mit perforiertem Blech ersetzt wird, wobei das Formen

curch den Durchgang des überhitzten Dampfes bei atmosphärischem

.Druck üurch die perforierten LIeehe des Deckels der seitlichen

Lände und des JJodens der Form erhalten wird und dieser Dampf nur c h den Ventilator angesaugt wird.

24.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Laterialband zwischen Förderbändern (101 - 103) geleitet wird, die aus gelenkigen Lamellen (152 - 153) bestehen und an ihren in Kontakt mit dem Band kommenden Oberflächen Formen errcsj?recnend den diesem zu gebenden aufweisen.

25.) Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch ein Förderband zur Umformung des Produktes, derart, daß das Zusammenpressen des iiaterials sichergestellt ist, v/ob ei die Fördereinrichtungen Län.gsbänder aufweisen, die dem Produkt Hannelierungen und Längsrillen verleihen.

26.) Vorrichtung nach Anspruch 24, derartiger Ausbildung, dsu dem Produkt in bestimmten Bereichen eine höhere Dichte als in anderen Bereichen, insbesondere in seinen Seitenbereichen verliehen wird, indem in diesen Bereichen ein höherer Druck e.usgeübt wird.

27.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dai.J das Produkt zwischen in Längsrichtung kannelierten Rollen geführt ist, derart, daß das Produkt oit ^uerkannelierunßen versehen wird.

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2-3.) Vorrichtung nach ^iisprucli 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt zwischen Hollen mit bezüglich ihrer acIioc konzentrischen Kannelierungen geführt ist, derart, daß das Produkt mit Längskannelierungen versehen wird.

29.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das bereits hergestellte Produkt erwärmt und dem ümlOrmungsvoiyan^ ausgesetzt wird.

30.) Blöcke, Platten oder Formteile, hergestellt nach dem Verfahreiisines der Ansprüche 1 bis 5.

31.) χahnen, Platten oder Normteile auB synthetischem Harz, beispielsweise geschäumtem Polystyrolschaum, gekennzeichnet durch zv/ei Schichten unterschiedlicher Art, insbesondere hinsichtlich der Dichte und/oder der KrongröLienverteilung der sie bildenden Perlen.

52,) Zahnen oder bänder, Platten oder Normteile aus Kunstharz, beispielsweise geschäumtem Polystyrolschaum, gekennzeichnet durch zwei sich insbesondere durch die Art der sie bildenden Perlen unterscheidende Schichten. |

33.) Bänder oder Platten aus Kunstharz nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch Viellungen, Kannelierungen, Einprägungen oder dgl.

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