DE2058240A1 - Verfahren zum Herbeifuehren und Steuern eines Schaeumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswaerme - Google Patents

Verfahren zum Herbeifuehren und Steuern eines Schaeumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswaerme

Info

Publication number
DE2058240A1
DE2058240A1 DE19702058240 DE2058240A DE2058240A1 DE 2058240 A1 DE2058240 A1 DE 2058240A1 DE 19702058240 DE19702058240 DE 19702058240 DE 2058240 A DE2058240 A DE 2058240A DE 2058240 A1 DE2058240 A1 DE 2058240A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
particles
heat
sensitive particles
sensitive
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702058240
Other languages
English (en)
Inventor
Heller Jun William Charles
Leatherman Alfred Fuller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HELLER JUN WILLIAM CHARLES
Original Assignee
HELLER JUN WILLIAM CHARLES
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HELLER JUN WILLIAM CHARLES filed Critical HELLER JUN WILLIAM CHARLES
Publication of DE2058240A1 publication Critical patent/DE2058240A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066Use of inorganic compounding ingredients
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/14Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements the preformed part being a lining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3415Heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/1403Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation characterised by the type of electromagnetic or particle radiation
    • B29C65/1425Microwave radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3668Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the means for supplying heat to said heated elements which remain in the join, e.g. special induction coils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/727General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being porous, e.g. foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/04Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements
    • B29C73/06Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements using plugs sealing in the hole
    • B29C73/063Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements using plugs sealing in the hole expandable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2025/00Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/06PVC, i.e. polyvinylchloride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2075/00Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

Verfahren zum Herbeiführen und Steuern eines Schäumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswärme.
Die Erfindung betrifft das weite Gebiet der Schaumstoffe und schafft insbesondere ein neues und höchst leistungsfähiges Verfahren.zum Hervorrufen, Auslösen (triggering) und genauen Steuern der Erwärmung sowie der sich ergebenden Schaumentwioklung von unter Wärmeeinfluß schäumbaren Kunststoffen und anderen Massen.
Unter Wärmeeinwirkung schäurnbare Kunststoffe u.dgl. wurden in letzter Zeit in weitem Umfang verwendet, und zwar für Zwecke der Isolation, der Akustik, der iJohwimmfUhigkeitründ ähnliches. Dabei, erzeugte man den wärrneabhängigen Schäumvorgang sowie die
— 1 —
109824/2052
volumetrischen Veränderungen der Materialien durch Wärmequellen, wie beispielsweise öfen, Brenner und offene Flammeinwirkungen. In den letzten Jahren bestand eine erwähnenswerte Verbesserung darin, daß man in einigen Fällen die elektrische Erwärmung sowie eine Behandlung des Materials mit Mikrowellen anwendete, um Wärme in polaren Materialien mittels bekannter elektrischer Polarisationsmechanismen zu erzeugen.
Soweit bekannt, waren die Verfahren nach dem Stand der Technik, wenn sie auch in einigen wenigen Fällen zufriedenstellend arbeiteten, im wesentlichen unbefriedigend, da sie es nicht gestatteten, den Schäumvorgang gleichförmig zu steuern und in gleichförmiger Weise Endprodukte mit der erwünschten geschlossenen Zellstruktur zu erzeugen.
Die z.Zt. bei den bekannten Verfahren bestehenden Probleme umfassen Fehlproduktionen der fertigen,Schaumstoffgegenstände, die häufig als "bread molding", "skin effect", ungleichförmige Erhebungen und ungleichförmige Zellgrößen im Endprodukt bezeichnet werden.
Versuche der letzten Jahre zur Verminderung eini£^v dieser ins Auge fallenden Nachteile bestanden darin, die Verwendung von Dampf und Wasser während des Verfahrens zu vermeiden, den Bedarf an Druckluft zu vermindern sowie die Kosten aufwendiger Formen und Pressen herabzusetzen.
Die Erfindung ist dementsprechend darauf gerichtet, ein wirtschaftliches und höchst zweckmäßiges neues Verfahren zum sofortigen, unter Wärmeeinfluß erfolgenden Schäumen dieser Kunststoffe und anderer Materialien zu schaffen, um gleichförmig gesteuerte Ergebnisse zu erzielen und die mit den bekannten Verfahren verbundenen Probleme auszuschalten.
10 9824/2052
205Ö2A0 S
Weiterhin soll nach der Erfindimg ein Verfahren zur Schaumerzeugung geschaffen werden, bei dem es nicht erforderlich ist, die Wärme durch die gesamte Masse des Gegenstandes bzw. eines Abschnitts des Gegenstandes, der verschäumt werden soll, zu übertragen, sondern bei dem vielmehr die Wärme lokal erzeugt wird, und zwar an den Stellen vieler tausende von empfindlichen Teilchen, die im wesentlichen gleichförmig in das zu verschäumende Material eingestreut oder eingebettet sind. Auf diese V/eise wird die Erzeugung kleiner Zellen hoher Anzahl gefördert, ohne daß die eigentliche Masse insgesamt einer Wärmeanwendung unterworfen werden müßte.
Ein weiteres Merkmal der ErfindungOesteht in der Schaffung eines Schäumverfahrens der oben beschriebenen Art, bei dem man eine Überhitzung des schäumbaren Materials steuern und vermeiden kann und bei dem die Möglichkeit bestellt, eine lokale Gaserzeugung in einem Einkomponentensyste;":i durchzuführen.
Die oben erwähnten sowie weitere besondere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Teilansicht eines vorgeformten Prüfkörpers aus unter Wärmeeinfluß schäumbarem Kunststoffmaterial, in welchem eine Dispersion ausgewählter empfindlicher Teilehen homogen eingebettet oder verteilt ist;
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Masse aus mit empfindlichen Teilchen imprägniertem Material beim Durch-, gang durch eine Heizspule in Form einer offenen Haarnadel;
10982Λ/?052
Fig. "j eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 2, wobei schematisch die bei dom vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiel erzielbare Verschäumung dargestellt ist.
Obwohl die wesentlichen Schritte des Verfahrens oder Vorgehens nach der Erfindung im weitesten Ginne eine "elektronische Aufheizung des schäumbaren Materials" umfassen könnte, stellen die tatsächlichen Schritte dieses Verfahrens sowie die erzielbaren neuen und verbesserten funktioneilen Ergebnisse eine im weiten Ginne neue Lösung sowie ein entsprechendes Konzept dar, auf welches die gegenüber dem bekannten Verfahren neur-n und einmaligen Vorteile und Ergebnisse zurückzuführen sind. Nach dem Konzept der vorliegenden Erfindung werden bevorzugte empfindliche Teilchen, die im weiteren noch näher beschrieben werden und magnetische Hy^-orese-Vorlustoigenschpften oder Wirbelstromverlusteigenschaften aufweisen, in diejenigen Materialien eingefügt, eingebettet, /erteilt bzw. diesen Materialien zugemischt, welche Bestandteile bei der Herstellung unter Wärmeeinfluß schäumbarer Massen oder Gegenstände bilden. Die unter Wärmeeinfluß schäumbaren Materialien können Kunststoffe oder ander», chemische Produkte sein, welche unter den Einfluß von Wärme Gas frei setzen oder andere schaumbildende Prozesse durchführen.
Im Zuge des nächsten Schritts des vorliegenden Verfahrens werden diese Materialien, in denen die empfindlichen Teilchen gleichförmig oder homogen verteilt sind, eine:n intensiven magnetischen Induktionsfeld ausgesetzt. Die durch eine derartige Induktion err.ougbare Wärme kann nach Wunsch sehr genau gesteuert werden. Die empfindlichen Teilchen werden nach dem Gesichtspunkt, Ihrer Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit ausgewählt, wenn man sie r.ur Energiebeaufschlagung der Einwirkung oinos Wechsclstrom-Induktionsfe]des aussetzt.
- η -109824/?0S2 BAD
Die empfindlichen Teilchen können /on sehr geringer Größe sein und sich in einem Bereich bewegen, der von unter einem Mikron bis zu 2o Mikron geht, sofern sie aus ferromagnetischem Oxyd oder dessen chemischem Äquivalent bestehen. Empfindliche Teilchen, die aus Substanzen hergestellt sind, welche Metalle und Metalllegierungen umfassen, können in zufriedenstellender Weise zur erfolgreichen Durchführung des neuen und verbesserten Verfahrens Verwendung finden. Vorzugsweise liegt die Größe derartiger Teilchen aus Metall oder Metallegierungen ihrer Hauptausdehnung nach in einem Bereich von 2o bis 215 Mikron. Die empfindlichen Teile können natürlich Zumischungen der feinen ferromagnetischen Oxydteilchen darstellen, und zwar mit Abmessungen der Metall- oder Metallegierungsteilchen.
Die ferromagnetischen empfindlichen Teilchen mit den oben erwähnten kleinen Abmaßen werden bevorzugt, um eine Handhabung und Zumischung mittels vorhandener Einrichtungen zu erleichtern und dementsprechend zur Wirtschaftlichkeit und Billigkeit des Verfahrens beizutragen.
Bei der alternativen Art von empfindlichen Teilchen, die zur Wirbelstrominduktion Verwendung finden, nimmt man vorzugsweise Größen, die wesentlich über denen der pigmentartigen ferromagnetischen Teilchen liegen, da eine Induktionserwärmung durch Wirbelstrom dabei wirtschaftlicher verläuft, sofern man die Betriebskosten und die Intensität des angewendeten magnetischen Feldes betrachtet.
V/ird der Induktionserzeuger eingeschaltet, so durchdringt das von der Arbeitsspule erzeugte hochfrequente magnetische Feld vollständig chemische Mischung und erzeugt Hysterese Verluste und/oder Wirbelstromeffekte in den empfindlichen
- 5 -109824/7062
205024Ü
Teilchen. Jedes Teilchen wird einzeln erwärmt, und die so erzeugte Wärme wird sofort in die anliegende und umgebende chemische Masse übertragen.
Das magnetische Feld übt im Normalfalle eine, wenn überhaupt vorhandene, vernachlässigbar kleine Wirkung auf die zwischenliegende chemische Masse 6 aus, da kein wirksamer Mechanismus vorhanden ist, über den Wärme in derartigem organischen Material unter der Einwirkung eines magnetischen Feldes erzeugt werden könnte. Dementsprechend bleibt das Hauptvolumen der chemischen Masse kalt, während eine ausreichende lokale Temperaturerhöhung in jedem Teilchen stattfindet, um eine lokale Freigabe von Gas in Gang zu setzen. Wenn die Intensität des magnetischen Feldes groß genug ist, so kann in dieser Weise eine beachtliche Schaumentwicklung stattfinden, während im Gesamtkörper des schäumenden chemischen Materials eine vergleichsweise geringe Wärmeentwicklung auftritt. Es ergibt sich also, daß dieses einmalige Merkmal einen drastischen Unterschied gegenüber dem Mikrowellenverfahren oder dem dielektrischen Verfahren sowie dem gebräuchlichen Ofenverfahren darstellt, bei denen es keine andere Möglichkeit gibt, als Wärme in der gesamten Masse zu erzeugen.
Die nach der Erfindung geschaffene einmalige Möglichkeit zur lokalen Wärmeerzeugung bereitet den Weg zur Verwendung völlig neuer Arten schäumbarer Materialien, welche aufgrund übermäßiger Wärmebeschädigung, welehe-aHfgFHHä bisher nicht verwendet werden konnten. Tatsächlich ist es denkbar, daß der Fachmann eine Anzahl offensichtlich einzelner Bestandteile oder Einkomponentensubstanzen auswählen kann, in welche Wärme erzeugende Teilchen eingemischt werden können, um ein neues Produkt zu ergeben. Bei diesem neuen Produkt wird die lokale Wärmeerzeugung aufgrund der Teilchen derart durchgeführt, daß lediglich lokale Dampftaschen aus
- 6 -109824/2052
verdampfter Substanz gebildet werden, die bestehen bleiben -und bei diesem Einkomponentenschaum zu den Zellen werden, Alternatiy kann eine lokale Wärraezersetzung Dampf- oder Gastasehen in einer Einkoraponentenmasse ausbilden, um die Hasse in Schaum umzuwandeln.'
Aus den einmaligen Merkmalen des Induktions-Schäumverfahrens nach der Erfindung ergeben sich zusätzliche Verbesserungen und Vorteile, Versucht man, die bekannten Dielektrik- und Mikrowellen-Schäumverfahren zum Verschäumen einer Mischung zu verwenden, die einen bestimmten Anteil an Ionisierter Flüssigkeit enthält, so ergibt sich, daß die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit einen Kurzschluß des angewendeten elektrischen Feldes hervorrufen kann, mit dem Erfolg, daß die Erwärmung der Flüssigkeit ernsthaft reduziert wird. Andererseits bemerkt man bei dem Verfahren nach der Erfindung, daß die zu verschäumende flüssige Masse tatsächlich elektrisch vollständig leitfähig werden kann, ohne daß dabei die Durchdringung des magnetischen Feldes ernsthaft beeinträchtigt würde.
Unter Verwendung einer Induktionsarbeitsspule nach der Erfindung kann die Hitzeeinwirkung genau so gut auf lokale Bereiche, wie auf ausgedehnte Bereiche des behandelnden Körpers gerichtet werden. Da das magnetische Feld der Arbeitsspule bei einigen Spulenkonstruktionen in der Nähe der Leiter stark konzentriert ist, läßt sich eine lokale Aufheizung in der Nahe der Leiter sehr viel stärker durchführen, als es beispielsweise in Mikrowellenkammern der Fall ist.
Diese Möglichkeit zur lokalen Aufheizung kann von besonders großen Wert sein, wenn es darum geht, Hohlräume·
7 —
in Schaumstoffplatten zu reparieren. Der beschädigte Bereich und die direkt angrenzenden Teile werden mittels eines gleichförmigen Werkzeugs herausgeschnitten. Ein Schaumstoffeinsatz, der die gleiche Form wie das Werkzeug aufweist, kann dann eingefügt werden, um den ausgeschnittenen Bereich auszufüllen. Wird ein gebräuchlicher Klebstoff verwendet, um diesen Einsatz an seinem Platz festzuhalten, so erzielt man unzureichende Ergebnisse, da die Zellen des Schaumstoffs die vorhandene Kontaktfläche zur Herstellung einer Verbindung vermindern. Wird jedoch anstelle dessen der Einsatz vorher mit einem schaumerzeugenden Klebstoff gemäß der Erfindung an mindestens einer der ineinander greifenden Flächen versehen und darauf eingesetzt, so bringt eine nachfolgende Behandlung mittels einer Indiiktionsheizspule den Klebstoff zum Schäumen und Expandieren, wobei sich eine viel dichtere Ausbesserungsverbindung ergibt, als es mit gebräuchlichen Klebstoffen möglich wäre.
Beispiel
Die Erfindung wurde in die Praxis umgesetzt mittels eines einfachen Polysterensystems. Einige Platten aus Polysterenmaterial (Monsanto's Folyflex^ ') wurden erweicht, und zwar durch Berührung mit den erwärmten Rollen eines Mischvierkes. Wenn das Polysteren erweicht ist und zu einer flexiblen Masse auf den Hollen verarbeitet werden könnte, werden magnetische Eisenoxydteilchen zugefügt und gleichmäßig in das Polysteren eingewalzt. Zwar werden bei diesem Ausführungsbeispiel Eisenoxydpartikelchen verwendet, jedoch sind, wie für den Fachmann klar ersichtlich, anstelle dessen auch andere Materialien ge-
- 8
eignet, die einen hohen Hysterese-Verlust aufweisen. Es sind dies bestimmte Ferrite, magnetische Kobaltstähle, magnetische Chromoxyde u.dgl.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde schwarzes magnetisches Eisenoxyd zu dem Polysteren hinzugefügt, und zwar in einer Menge von 5° Gewichtsanteilen Oxyd auf loo Anteile Polysteren. Als Oxyd wurde ^M0-42J2 verwendet, und zwar von der Minerals and Pigments Division of Chas. Pfizer & Co. Das Oxyd liegt in einer Partikelgröße vor, die sich im Bereich des Pigments bewegt, wobei der Durchmesser kleiner als Mikron ist. Das Oxyd kann dementsprechend in gebräuchlichen Mahlvorrichtungen einfach gehandhabt werden.
tlach gleichförmiger Verteilung des Eisenoxyds in dem erweichten Polysteren wurde die Mischung zwischen die aufgeheizten Platten einer Presse eingebracht und in einen blattförmigen, flachen Prüfkörper verwandelt, dessen mittlere Dicke etwa 0,18 mm (0,oo7 inch) betrug. Einige Zeit nach der Abkühlung dieser Platte wurde eine Induktionserwärmung gemäß der Erfindung durchgeführt, um in folgender Weise einen geschäumten Polysteren-Prüfkörper zu erzeugen. Das Verfahren bestand zum Ersten daraus, daß man die Platte bei Raumtemperatur mit einem niedrig siedenden Kohlenwasserstoff ("Petroleum Ether") imprägnierte. Eine Menge von Kohlenwasserstoff bis zu etwa Io Gewichts;» läßt sich auf diese Weise in die Polysterenplatte einführen. Eine anschließende Wärmebehandlung läßt den eingeschlossenen Kohlenwasserstoff verdampfen. Wenn das Polysteren so warm wird, daß es erweicht, expandieren die eingeschlossenen Dämpfe und erzeugen Schaum. Das Verschäumen von Polysteren unter Verdampfen einge-
- 9 109824/205?
2 O 5 S 2 Λ Ο JO
schlossener Flüssigkeiten ist bekannt, und viele andere Arten von Schaumerzeugungsverfahren hätten zur Verwendung im Zusammenhang mit diesem Beispiel ausgewählt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Der spezielle Kohlenwasserstoff, der im Zusammenhang mit dieser Polysterenprobe verwendet wurde, bestand aus Petroleum Ether#927J von der pirma J.T. Baker Chemical Co. und wies einen Siedebereich zwischen 00 und HO0C auf. Die Polysterenplatte wurde in dem Kohlenwasserstoff einige Halbdutzendmale gewaschen, und zwar, teilweise untergetaucht, mehrere Tage lang, wobei die Probe abwechselnd befeuchtet und getrocknet wurde. (Kohlenwasserstoff hat die Tendenz, sich festzusetzen, wenn er in Polysteren eintritt). Der Probekörper wurde flexibel und dehnte sich in seiner Dicke auf etwa 0,j5 mm (0,012 inch) aus.
Zur Herstellung geschäumten Polysterens wurde der Probekörper 11 gemäß Fig. 1, der die Eisenoxydteilchen 12 enthielt, in den offenen Zwischenraum zwischen den Leitern I5 einer haarnadelförmlgen Induktionsheizspule 16 gemäß Fig. 2 eingebracht. Die Leiter bestanden aus einem j5/16" -Rohr und schlossen einen Abstand von 3/16" zwischen sich ein. Die Spule stand mit einer Io kw-Heizung 18 in Verbindung, welche mit 3,5 MHz betrieben wurde. Die Induktionsvorrichtung wurde für etwa eine Sekunde eingeschaltet. Der Polysteren-Probekörper wurde sofort in eine unregelmäßig geschäumte Masse 2o gemäß Fig. 5 umgewandelt, deren Dicke etwa 1,5 mm (1/16") betrug. Es wurde kein Versuch unternommen, das Polysteren in einer bestimmten Gestalt rmsr.uformen. Das Experiment wurde mit gleichwertigen Ergebnissen wiederholt, indem man einen Probekörper einer Spulenschleife anstelle des
- Io -
109824/2052
205Ü240
Zwischenraums zwischen den Leitern aussetzte. Auch wurde ein dickeres Stück aus Polysteren, welches in ähnlicher Weise vorbereitet, jedoch ursprünglich nicht zu einer Platte verpreßt worden war, nach dem erfindungsgemaßen Verfahren expandiert. Es dehnte sich von etwa 1,8 mm ■Ό,ο7 inch) auf etwa 4 mm (0,16 inch) aus, jedoch dürfte in einem gesteuerten System auch ein größerer Grad von Ausdehnung möglich sein.
Zusätzlich zu den direkt vorstehend beschriebenen Materialien der empfindlichen Teilchen können zum Durchführen eines Schaumvorgangs mit gutem Erfolg auch Teilchen aus Metall oder Metallegierungen verwendet werden, und zwar u.a. auch aus Eisen, Kupfer und Aluminium, wobei die mittlere Größe im wesentlichen zwischen 2o und 2oo Mikron liegt.
Eine genaue Untersuchung der Induktionshysteresetechnik hat einige Punkte von wesentlicher Bedeutung erbracht . So ist es wünschenswert, daß das magnetische Feld der Induktionsheizspule loo oder 2oo Oersted übersteigt, un eine möglichst schnelle Erwärmung zu erzielen. Eine dickere Masse, die die wärmeerzeugenden Teilchen enthält, erwärmt sich schneller als eine dünnere Masse, und zwar wahrscheinlich einfach deshalb, weil in einer dickeren Masse mehr wärmeerzeugendes Material vorhanden ist. Auch beschleunigt eine höhere Konzentration der Teilchen in der Masse die Erwärmung. In der Praxis scheint die verwendbare Mindestfrequen2 bei etwa 2 MIIz zu liegen, während.die verwendbare obere Frequenzgrenze von den physikalischen Einschränkungen der Spulenausbild.un/3 und -größe beim Betrieb geeigneter Einrichtungen bestimmt wird. Demnach mag eine obere Begrenzung bei etwa, jo MHz liegen, wenn gebräuchliche schraubengangförmig
-H-.
109824/7052
gewickelte Induktionsspulen verwendet werden. Dies stellt jedoch sicherlich keine theoretische Begrenzung für den Hysteresevorgang dar, und es ergeben sich andere Verluste bei höheren Frequenzen in und durch Mikrowellen.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß nach der1 Erfindung ein wirtschaftliches und zweckmäßiges neues Verfahren zum sofortigen und steuerbaren, unter Wärmeeinwirkung erfolgenden Verschäumen verschiedener Materialien geschaffen wird, welches ohne eine Wärmeübertragung durch die gesamte Masse oder durch Abschnitte des zu verschäumenden Gegenstandes auskommt, sondern bei dem vielmehr die Wärme lokal erzeugt wird, und zwar an den Stellen vieler tausender von empfindlichen Teilchen, welche im wesentlichen gleichförmig in dem zu ve j'schäumenden Materiel bzw. lediglich'in den Bereichen und Abschnitten des Materials, welche verformt werden sollen, eingebettet und verteilt sind.
- 12 -
109824/705?

Claims (1)

  1. 205.J24G
    P a t e η t a η s ρ r ü oh e
    ί l.j Verfahren zum Hervorrufen und Steuern eines Versonfiu.-Tiens von .warmeanregbaren, schäumer zeugenden Massen, dadurch g ek e η η ζ e 1 c h η e t, daß kleine empfindliche Teilchen, welche sich schnell erwärmen, wenn sie einem elektrischen Inciuktionsfeld unterworfen sind, im wesentlichen gleichförmig über mindestens einen volumetrischen Abschnitt eines derartigen Materials verteilt werden und daß das Material mit diesen Teilchen anschließend dem magnetischen Feld einer Induktionsheizspule atisgesetzt wird,
    2... Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindlichen Teilchen im wesentlichen über die Gesamtheit der Masse verteilt werden,
    j). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die empfindlichen Teilchen die Masse Verdampfen in Form vieler kleiner Gastaschen bringen.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schaumerzeugende Masse als Klebemittel verwendet wird, welches sich ausdehnt, um eine Verbindungslinie zwischen zwei zu verbindenden Teilen auszufüllen.
    1J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindlichen Teilchen aus ferroriiagneticchen Oxyden, Metallen, Legierungen und aus Mischungen dieser Bestandteile bestehen.
    2 O 5 c) 2 4 U
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Größe der Teilchen zwischen 2o und 2oo Mikron besteht,
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ek e η η zeichnet, daß die empfindlichen Teilchen im wesentlichen aus ferromagnetischen Oxyden bestehen.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g ek e η η ζ e i ch η et, daß die mittlere Größe der Teilchen zwischen unter 1 Mikron und 2o Mikron beträgt.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke der Induktionsheizspule loo Oersted übersteigt und daß die Frequenz in einem Bereich zwischen MHz und Jjo MHz liegt.
    10. Gegenstand aus wärmeanregbarem, schaumerzeugendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Schäumvorgang hervorgerufen und gesteuert werden kann unter Einwirkung eines magnetischen Feldes einer Induktionsheizspule und daß das Material kleine empfindliche Teilchen, welches sich schnell erwärmen, wenn sie einem elektrischen Induktionsfeld ausgesetzt sind, in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung in mindestens einem volumetrischen Abschnitt aufweist.
    11. Gegenstand nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindlichen Teilchen über im wesentlichen die gesamte Masse des Materials verteilt sind.
    - 14 -
    109824/2052
    205Ü240 AS-
    12. Gegenstand nach Anspruch lo, dadurch g e kennzeichnet, daß die Wärme der empfindlichen Teilchen das Material zum Verdampfen in Form vieler kleiner Gastaschen bringt.
    15. Gegenstand nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zwischen zwei Gegenstände eingelegt ist und beim Verschäumen einen Klebstoff bildet, welcher sich ausdehnt, u;n eine Verbindungslinie zwischen den Teilen auszufüllen und letztere zu verbinden.
    14. Gegenstand nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die empfindlichen Teilchen aus ferromagnetischen Oxyden, Metallen, Legierungen und aus Mischungen dieser Bestandteile bestehen.
    15· Gegenstand nach Anspruch 14, dadurch g ek e η η-z e i ch η e t, daß die mittlere Größe der Teilchen zwischen 2o und 2oo Mikron liegt.
    16. Gegenstand nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß de empfindlichen Teilchen im wesentlichen aus ferromagnetischen Oxyden bestehen.
    17. Gegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen eine mittlere Größe zwischen unter einem Mikron und 2o Mikron aufweisen.
    Le Jb
    rs e
    ite
DE19702058240 1969-12-08 1970-11-26 Verfahren zum Herbeifuehren und Steuern eines Schaeumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswaerme Pending DE2058240A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US88292069A 1969-12-08 1969-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2058240A1 true DE2058240A1 (de) 1971-06-09

Family

ID=25381616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702058240 Pending DE2058240A1 (de) 1969-12-08 1970-11-26 Verfahren zum Herbeifuehren und Steuern eines Schaeumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswaerme

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS4840054B1 (de)
CA (1) CA973321A (de)
DE (1) DE2058240A1 (de)
FR (1) FR2070768B1 (de)
GB (1) GB1312729A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225362A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Karosseriestruktur für ein Fahrzeug

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013207931A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Wobben Properties Gmbh Synchrongenerator-Stator und Synchrongenerator
MX2017000797A (es) * 2014-07-18 2017-08-07 Williams Scotsman Inc Estructura de puerta y paneles de pared entrelazables para unidades de construcción modulares.
CN107260002B (zh) * 2016-04-08 2023-10-13 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种烹饪器皿、电磁加热设备及导磁板
CN116621514B (zh) * 2023-05-26 2024-04-26 珠海绿巢新型建材有限公司 一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1006926A (en) * 1963-06-17 1965-10-06 Haveg Industries Inc Foamed thermoplastic resins

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225362A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Karosseriestruktur für ein Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4840054B1 (de) 1973-11-28
FR2070768A1 (de) 1971-09-17
GB1312729A (en) 1973-04-04
FR2070768B1 (de) 1975-03-21
CA973321A (en) 1975-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0259706B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hartschaumstoffes mittels eines Mikrowellen- oder Hochfrequenzfeldes
DE2837628C2 (de) Vorrichtung zum Formen expandierter Kunststoffe durch Ultrahochfrequenzstrahlung
DE69430914T2 (de) Induktionsheizen von gefuellten materialien
DE948557C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwaermen, insbesondere zum Vorvulkanisieren, Vulkanisieren oder Regenerieren von Kautschukmischungen oder aehnlichen Materialien
DE2914254A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum drucksintern
DE1629283A1 (de) Verfahren zur Bildung eines geformten Schaumartikels
DE3006736A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elastomeren magnetischen gegenstandes
DE1479126A1 (de) Verfahren zur Herstellung von hohlen Gegenstaenden aus Kunststoff
DE2058240A1 (de) Verfahren zum Herbeifuehren und Steuern eines Schaeumvorgangs unter der Einwirkung von Induktionswaerme
DE4424157A1 (de) Poröser metallischer Werkstoff mit anisotropen Eigenschaften
DE2327155B2 (de) Verfahren zum dielektrischen verschweissen von schaumkunststoff-formteilen
DE2652137A1 (de) Verfahren zum formen von zellularem polycarbodiimid, und mit diesem verfahren erhaltenes produkt
DE19921742C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffteils oder Kunststoffverbundteils
DE2535745A1 (de) Verfahren zur herstellung von permanentmagneten
DE69013988T2 (de) Verfahren zum Formen und Vulkanisieren von Kautschuk.
DE715632C (de) Herstellung von Formstuecken aus Pressmasse
DE1621240B1 (de) Vorrichtung zur verdampfung von metallen oder metalloiden
DE19800008C1 (de) Verfahren zum Endformen eines Bauteils mit einer Schicht aus metallischem Schaumwerkstoff
DE1569981A1 (de) Fluessiges elektromagnetisches Klebemittel und Verfahren zum Verbinden von Fuegeflaechen damit
AT236634B (de) Verfahren zur Herstellung form- und wärmestabiler Gebilde aus Polyolefin-Füllstoff-Mischungen
DE858744C (de) Verfahren beim Erhitzen von Gut im Hochfrequenzfeld
DE1949587B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Siliciumnitrid-Formkörpern
DE3218985C3 (de) Verfahren zum Trocknen eines Nassanstriches oder zum Polymerisieren einer Pulverschicht
DE682509C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vereinigen von zwei oder mehreren Werkstoffteilen, insbesondere von Schuhsohlen mit dem Oberleder, durch ein waermeplastisches organisches Klebmittel unter Druck
AT219730B (de) Elektrischer Heizkörper und Verfahren zu seiner Herstellung