DE1809577B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffteilchen aus thermoplastischen, schäumbaren Teilchen - Google Patents

Description

bänder in einer Richtung hindurchgeführte Heißluft auf eine Temperatur knapp unterhalb der Erweichungstemperatur erwärmt werden.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu behandelnden expandierfähigen Granulate oder Perlen in wenigstens zwei Schichten angeordnet, wobei sich die Granulate oder Perlen von einer Schicht zur folgenden insbesondere durch ihre Dichte und/oder ihre Korngrößenverteilung unterscheiden. _!0

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Granulate oder Perlen behandelt werden, die zwei Oberschichten und eine Mittelschicht bilden, wobei die Granulate oder Perlen der Oberflächenschichten feiner als die der Mittelschicht sind.

In weiterer Ausbildung des erfindungs-jemäßen Verfahrens vvird eine Schicht aus Polystyrolgranulaten oder -perlen und die benachbarte Schicht aus Polysulfongranulaten oder -perlen gebildet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn selbstlöschende Perlen zur Herstellung der einen Oberflächenschicht oder von beiden verwendet werden, wobei diese Granulate oder Perlen insbesondere Brom- oder Chlorkohlenwasserstoffderivate oder organische Phosphor enthaltende Zusammensetzungen, beispielsweise organisehe chlorierte oder bromierte Phosphate aufweisen können.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsger.iiißen kontinuierlichen Verfahrens ist mit einem Vorratskasten und mit wenigstens einem Förderer zur kontiniiierlichen Zufuhr thermoplastischer, schäumbarer Teilchen zu einer von einander gegenüberliegenden endlosen Förderbändern gebildeten Förderstrecke versehen, die eingangs eine Erwärmungs- und ausgangs eine Kühlzone aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungszone einander gegenüberliegende Kästen aufweist, von denen der eine die auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmte Heißluft dem zu behandelnden Gut zuführt, während der andere Kasten die zugeführte Heißluft senkrecht zu den Förderbändem und dem zwischen diesem vorrückenden Gut ab-

saugi.

Bei der kontinuierlichen Herstellung von Schaumstoffbahnen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Granulate oder Perlen durch senkrecht durch die beiden Förderbänder hindurchgeführte Heißluft vorgewärmt, wobei die Lufttemperatur bei der Behandlung von Polystyrol etwa 115⁰C oder mehr beträgt, wenn die Granulate oder Perlen nich» zu lange in Kontakt mit der Warmluft verbleiben. Diese Vorwärmung ermöglicht es, eine homogene Temperatur über die Gesamtdicke des aus Granulaten oder Perlen bestehenden Bettes zu erhalten und so an jeder Stelle das Material in seine Erweichungsphase zu überführen. Werden anschließend die Granulate oder Perlen der Wirkung von Dampf oder überhitztem Dampf während eines sehr knizen Zeitraumes ausgesetzt, so wird eine homogene Expansion in der gesamten Masse während der Behandlung hervorgerufen. Auf diese Weise vermeidet man sämtliche Nachteile, die aus einer bevorzugten Erwärmung derjenigen Zonen resultieren, die vom eintretenden Dampf zuerst überstrichen werden, und man erhält Schaumstoffbahnen mit besonders guten Homogenitätseigenschaften.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden an Hand der Zeichnungen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfjndungsgemäßen Verfahrens und in

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens werden die thermoplastischen, schäumbaren Perlen oder Granulate 1 in einen Aufgabetrichter 2 eingefüllt und senken sich unter der Wirkung der Schwerkraft auf ein perforiertes Transportband 3 ab, beispielsweise ein Stahlband, das von kleinen Löchern durchbohrt ist, die den Durchtritt von gasförmigen Medien ermöglichen, die Perlen jedoch nicht durchlassen. Auf dem Förderband 3 bildet sich ein Perlenbett 13, das unter einem zweiten Transportband 4 in Eingriff mit diesem hindurchläuft. Die beiden einander gegenüberliegenden Flächen der Förderbänder 3 und 4 sind parallel und werden zweckmäßigerweise durch entsprechende Rollen 5 und 5a gehalten.

Die erste Behandlung der Perlen 1 wird zwischen einer ersten Anordnung aus Kästen 6 und 7 vorgenommen; in einen dieser Kästen tritt auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmte Luft ein, während eine im anderen Kasten angeordnete Ansaugvorrichtung den Durchgang von Warmluft durch das Perlenbett 13 unterstützt und den Abzug und die Rückführung der Heißluft in den Kreislauf ermöglicht. Sehr wichtig ist es, daß auf beiden Seiten des Perlenbettes 13 ein Luftzufiihrkastcn und ein Luftabsaugkasten angeordnet ist. damit die Luft senkrecht zur Vorschubrichtung des Materials strömt. Auf diese Weise kann man in gewünschter Weise die Erwärmung der Perlen einstellen und eine sehr homogene Temperatur der Perlen über die Dicke des Perlenbettes erhalten. Diese erste Behandlung ruft lediglich eine geringfügige Expansion der Perlen hervor, während die Zwischenräume zwischen den Perlen weiter bestehen.

Die zweite Behandlung der Perlen kann bei gesättigtem oder überhitztem Dampf dann sehr kurz sein und eine plötzliche Expansion an sämtlichen Stellen über die gesamte Dicke des Perlenbettes hervorrufen. Diese Behandlung wird zwischen den beiden Transportbändern 3 und 4 in Höhe der Kästen 9 und 10 bewirkt. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der durch Vertcilereinrichtungen 8 einem Kasten 9 zugeführte Dampf quer zum Bett der expandierten Perlen 14 durch einen Unterdruck angesaugt wird, der im Kasten 10 mit Hilfe eines Ventilators aufrechterhalten wird. Auf diese Weise erzielt man eine ausgezeichnete Dampfverteilung und vermeidet so dampfeintrittscitig die Bildung von störenden Krusten, die sich anschließend an eine allzu 'okalisierte Expansion der Perlen bilden würden.

In einer dritten Anordnung von Kästen 11 und kann man erforderlichenfalls die Abkühlung des Produktes 15 durch Zirkulation von Frischluft zwischen dem einen und dem anderen Ende der Kästen beschleunigen.

Der Abstand zwischen den beiden Transporteinrichtungen 16 und 17 kann kleiner als der der Transportbänder 4 und 5 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 Behandlungszonen führen.

Selbstverständlich läßt sich das vorgeschlagene Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffbahnen bei beliebigen thermoplastischen, schaum-

baren Materialien durchführen, wobei die Temperaturen von Heißluft und Dampf lediglich als Funktion der thermischen Eigenschaften des jeweiligen Materials eingestellt werden müssen. Die Luftvorwärmung muß die Granulate oder Perlen knapp unterhalb 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 Dampfes bzw. des überhitzten Dampfes sollte dabei sehr nahe der Erweichungstemperatur des Materials liegen.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform zeigt eine ähnliche Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens. Der Fülltrichter 102, durch den die schäumbaren, thermoplastischen Granulate oder Perlen in die Vorrichtung eingeführt werden, ist durch zwei Trennwände 102a und 102£> in drei Abteilungen unterteilt. Die äußeren Abteilungen werden mit schäumbaren Granulaten oder Perlen 101a und 101c gespeist, welche andere Eigenschaften als die der mittleren Abteilung zugeführten Perlen oder Granulate 101 b aufweisen, wobei diese Unterschiede hinsichtlich der Schüttgewichte der Perlen, deren Korngrößenverteilung oder deren Sorte sein kann. Die Trennwände 102a und 1026 können beweglich angeordnet sein, so daß die relativen Dicken der Außenschichten und der Mittelschichten eingestellt werden können.

Die Anordnung der drei so hergestellten Granulatoder Perlenbetten wird durch das Transportband 103 mitgenommen, das mit einem hierzu parallel angeordneten Transportband 104 zusammenwirkt. Diese Anordnung aus schäumbaren Granulat- oder Perlenbellen wird dann in ähnlicher Weise, wie oben erläutert, einer ersten Behandlung bei Eintritt zwischen die Kästen 106 und 107 unterworfen, wobei ihre Erwärmung durch senkrechtes Hindurchführen von Heißluft sichergestellt wird, woran sich eine zweite Behandlung bei gesättigtem oder überhitztem Dampf anschließt, die zwischen den Kästen 109 und 110 durchgeführt wird. Das erhaltene und zwischen den Förderbändern 116 und 117 transportierte Produkt 115 läuft dann zwischen den Kästen 111 und 112 hindurch, zwischen denen Luft zur Kühlung zirkuliert. Wie oben bereits erwähnt, könner die Förderbänder 116 und 117 einen geringeren Ab stand als die Förderbänder 103 und 104 aufweisen, urr einc zusätzliche Zusammenpressung der Perlen zu er reichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffbahnen aus thermoplastischen, schäumbaren Teilchen, insbesondere aus Polystyrol, bei dem die Teilchen kontinuierlich zwischen Förderbänder eingeführt, durch senkrecht durch die Förderbänder geführten Dampf unter Erwärmen über die Erweichungstemperatur aufgeschäumt und versintert und dann beim Weitertransport ebenfalls zwischen Förderbändern gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen direkt vor der Dampfbehandlung zwischen kontinuierlich umlaufenden Förderbändern durch senkrecht durch die beiden Förderbänder in einer Richtung fcindurchgeführte Heißluft auf eine Temperatur knapp unterhalb der Erweichungstemperatur erwärmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennreichnet, daß auch bei der Dampfbehandlung der Dampf senkrecht durch den Granulatstrom hindurchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden, expandierfähigen Granulate oder Perlen in wenigstens zwei Schichten angeordnet werden, wobei sich die Granulate oder Perlen von einer Schicht zur folgenden insbesondere durch ihre Dichte und/oder ihre Korngrößenverteilung unterscheiden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Granulate oder Perlen behandelt werden, die zwei Oberschichten und eine Mittelschicht bilden, wobei die Granulate oder Perlen der Oberflächenschichten feiner als die der Mittelschicht sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus Polystyrolgranulaten oder -perlen und die benachbarte Schicht aus Polysulfongranulaten oder -perlen gebildet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß selbstlöschende Perlen zur Herstellung der einen Oberflächenschicht oder von beiden verwendet werden, wobei diese Granulate oder Perlen insbesondere Brom- oder Chlorkohlenwasserstoffderivate oder organische Phosphor enthaltende Zusammensetzungen, beispielsweise organische, chlorierte oder bromierte Phosphate aufweisen können.

7. Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Vorratskasten, mit wenigstens einem Förderer zur kontinuierlichen Zufuhr thermoplastischer, schäumbarer Teilchen zu einer von einander gegenüberliegenden endlosen Förderbändern gebildeten Förderstrecke, die eingangs eine Erwärmungs- und ausgangs eine Kühlzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungszone einander gegenüberliegende Kästen (6, 7) aufweist, von denen der eine die auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmte Heißluft dem zu behandelnden Gut zuführt, während der andere Kasten die zugeführte Heißluft senkrecht zu den Förderbändern (3, 4) und dem zwischen diesen vorrückenden Gut absaugt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffbahnen aus thermoplastischen, schäumbaren Teilchen, insbesonde-S re aus Polystyrol, bei dem die Teilchen kontinuierlich zwischen Förderbänder eingeführt, durch senkrecht durch die Förderbänder geführte Dampf unter Erwärmen über die Erweichungstemperatur aufgeschäumt und versintert und dann beim Weitertransport eben- :o falls zwischen Förderbändern gekühlt werden.

In der DT-PS 11 60 604 ist bereits ein kontinuierliches Verfahren zum Formen eines Schaumstoffkörpers aus aufschäumbaren Kunststoffkörpern bekannt, bei dem die zur Expandierung der Granulate oder Perlen und zu deren Formen vorgenommene Erwärmung mit Dampf oder überhitztem Dampf bei einem Druck durchgeführt wird, der höher als der atmosphärische Druck ist. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird ein zwischen zwei Förderbänder eingeführtes Kunst-

jo Stoffgranulat im Zuge der Transportbewegung zwischen den beiden Förderbändern mit Dampf behandelt und anschließend abgekühlt.

Im allgemeinen weisen jedoch nach dem dort beschriebenen Verfahren hergestellte Blöcke, Platten oder Formteile oder bzw. Formkörper eine von einem Punkt zum nächsten äußerst variable Dichte auf, wobei die den Wandungen benachbarten Zonen dichter als die zentralen Zonen sind. So kann die Dichte in den den Wandungen benachbarten Zonen etwa gleich dem 1,1-bis 2fachen der Dichte in den zentralen Zonen betragen. Diese Heterogenität der Dichte bringt zahlreiche Nachteile mit sich, insbesondere wenn Formteile gleicher thermischer und mechanischer Qualität hergestellt werden sollen.

In der GB-PS 10 60 908 ist ein diskontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus expandierfähigen, thermoplastischen Kunststoffen beschrieben, bei dem die Granulate unter Verwendung von Warmluft in den Formkörper eingefüllt und dort unter der Wirkung eines hochfrequenten elektrischen Feldes erhitzt und in die gewünschte Form gebracht werden. Anschließend wird zur Kühlung des Formkörpers Kaltluft in das den Formkörper einschließende Volumen eingelassen und dadurch das Formteil mit abgekühlt, welches dann aus der Form herausgenommen werden kann.

Das dort beschriebene diskontinuierliche Verfahren erfordert zwar jeweils nur kurze Einschaltzeiten des hochfrequenten elektrischen Feldes, jedoch geht die zur Herstellung des Formteiles erforderliche Energie beim nachfolgenden Kühlvorgang wieder verloren, so daß die dort beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des diskontinuierlichen Verfahrens sehr viel Energie verbraucht. Ferner ist mit der dort erwähnten Zuführung von Kunststoffgranulaten unter Verwendung von Warmluft keinerlei gleichmäßige Erwärmung der Granulate möglich, so daß im Blähzeitpunkt keine Vorerwärmung bis annähernd unter dem Erweichungspunkt vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sicherzustellen, daß die Struktur von kontinuierlich hergestellten Schaumstoffbahnen aus thermoplastischen, schäumbaren Teilchen extrem gleichförmig wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein

⁶S Verfahren der im Oberbegriff bezeichneten Art so durchzuführen, daß die Teilchen direkt vor der Dampfbehandlung zwischen kontinuierlich umlaufenden Förderbändern durch senk-echt durch die beiden Förder-