DE2118572A1

DE2118572A1 - Verfahren zur Herstellung von Platten aus Expansionsschaum

Info

Publication number: DE2118572A1
Application number: DE19712118572
Authority: DE
Inventors: Jacques Lyon(Frankreich) Auge
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1970-04-16
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1971-11-04
Also published as: US3775522A; DE2118572B2; FR2085391A1; NL169701B; DE2118572C3; JPS5392073U; FR2085391B1; BE765814A; GB1301606A; JPS5629133Y2; NL7104784A; LU63005A1; NL169701C

Description

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RHONE-POULENC S.A., Paris, Prankreich

Verfahren zur Herstellung von Platten aus Expansionsschaum

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus expandiertem Schaum. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Arbeitsweisen, bei denen man die Ausbreitung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemischs und die Höheneinstellung desselben zwischen zwei Mantelfolien vor der Expansion der Flüssigkeit und gleichzeitig mit der Verbindung der Ränder der Folien vornimmt .

Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 525 046 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das flüssige Gemisch auf eine Mantelfolie gegossen und sogleich mit einer zweiten Folie bedeckt, und das Ganze wird vor der Expansion mittels einer Förder- und Formiervorrichtung durch eine Ausbreitvorrichtung für die Flüssigkeit gezogen, in der der Abstand der Folien bis zur Erreichung einer vorbestimmten Höhe der Flüssigkeit fortschreitend verringert wird. Gleichzeitig mit der Ausbreitung der Flüssigkeit verbindet man die Ränder der . Folien zur Bildung eines dichten Schlauchs.

In gewissen Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Platten grosser Breiten und grosser Dicken mit dünnen und biegsamen

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Mantelfolien, beobachtet man häufig in der Expansionszone eine Tendenz der Mantelfolien» sich im wesentlichen in Längsrichtung zu wellen. Diese Wellungen haben die Neigung, den Schaum im Verlaufe der Expansion seitlich zu verschieben, was die Verteilung des den Schaum bildenden flüssigen Gemische, die beim Austritt aus der Ausbreitvorrichtung völlig gleichförmig ist, zu verändern. Beim Durchgang durch die Fördervorrichtung verschwinden diese Wellungen zwar wieder, jedoch auf Kosten einer Neuverteilung des Schaums in der letzten Expansionsphase, d.h.'auf Kosten seiner Homogenität und seiner mechanischen Eigenschaften, eventuell unter teilweiser Zerstörung der Zellstruktur und Freisetzung von Gas.
Gleichgültig, welche Vorsieiitsmassnahmen getroffen und welche Einstellungen vorgenommen werden, kann man die Gefahr des Auftretens dieses Phänomens nur herabsetzen oder dessen AuGmass vermindern, doch gelingt es nlehfc, es mit Sicherheit auszuschalten, insbesondere im Falle der Herstellung von Platten mit grossen Breiten und grossen Dicken, die mit dünnen und biegsamen Folien bedeckt sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung, die sich nicht nur für das zuvor beschriebene Verfahren sondern allgemein für Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus expandiertem Schaum eignet, bei denen man das Ausbreiten und die Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemischs zwischen zwei Mantelfolien vor der Expansion der Flüssigkeit und gleichzeitig mit der Verbindung der Ränder der Folien zur Bildung eines Schlauchs vornimmt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es_s Längs wellungen, die bei der Herstellung von Platten aus expandiertem Material auftreten können, auszuschalten«,

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ermöglichen, die obere und untere Oberfläche des Schlauchs, der durch die Folien gebildet Ist, die die dan Schaum erzeugende Flüssigkeit umgeben, Im Verlaufe der Expansion als regelmässlge Oberflächen au halten, die durch horizontale

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Erzeugende, senkrecht zur Richtung des Vorschubs der Mantelfolien, gebildet werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus expandiertem Schaum, bei welchem man das Ausbreiten und die Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemische zwischen zwei Mantelfolien vor der Expansion der Flüssigkeit und gleichzeitig mit dem Verbinden der Ränder der Folien durchführt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einer* Längszone, die zwischen 50 und 95 % der Expansionszone der den Schaum erzeugenden Flüssigkeit ausmacht, auf die obere Oberfläche des Schlauche im Verlaufe der Expansion einen kontinuierlichen Druck ausübt, der gerade dazu ausreicht, dass diese Oberfläche in jedem Augenblick eine regelmässige Oberfläche bleibt, die durch die horizontalen Erzeugenden, senkrecht zur Vorschubrichtunj der Folien, gebildet wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte, sowie die Vorrichtungen, die dessen Durchführung erlauben.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert v/erden» die eine beispielsweise Arbeitsweise, die an ein bekanntes Verfahren angepasst ist, darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bekannten Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus Expansionsschaum,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Abschnitts des das Pz'odukt enthaltenden Schläuche im Verlaufe der Expansion, genommen längs der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht der Expansionszone, genommen längs der Längssymmetrieebene der Maschine, die mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestattet ist, und

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Fig. 4 eine Schnittansicht eines Abschnitts des das Produkt enthaltenden Schlauchs, genommen längs der Linie B-3 der Fig. 3.

Unter den Ausdrücken "reaktives flüssiges Gemisch" oder "den Schaum erzeugendes flüssiges Gemisch" oder einfach "flüssiges Gemisch" ist hier jedes übliche flüssige Gemisch zu verstehen, das einen Hartschaum, halbharten Schaum oder Weichschaum durch Reaktion seiner Bestandteile bilden kann, und insbesondere die Gemische auf der Basis von Polyäthern oder Polyestern, die Hydroxyl- und Polyisocyanatgruppen aufweisen, Wasser, Verschäumungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln und Katalysatoren, wie beispielsweise denjenigen, die zur Herstellung von Platten aus starren, halbharten oder weichen Polyurethanschaumen dienen.

Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Mantelfolie 1 wird horizontal von einer Rolle 2 abgewickelt. Man giesst auf diese Folie ein reaktives flüssiges Gemisch J> aus einem Giesskopf 4. Man bedeckt die aufgebrachte Flüssigkeit sofort mit einer zweiten Mantelfolie 6, die von einer Rolle 5 abgewickelt wird. Man führt die Folien 1 und β mit gleicher Geschwindigkeit durch eine Vorrichtung zur fortschreitenden und kontinuierlichen Ausbreitung des flüssigen Gemischs zwischen den Folien und zur Einstellung der Höhe dieser Flüssigkeit. Diese Vorrichtung weist zwei feste, konvergente Oberflächen 8 und 9 auf. Gleichzeitig verbindet man die Ränder der Folien 1 und 6 in abgedichteter V/eise durch zwei dünne Klebstoffbänder 12, die sehr schnell nach Austritt aus den Verteilern 11 härten. Auf diese Bänder presst man die Folie 6 mittels eines Drückers 10. Man bildet so einen dichten Schlauch, der eine gleichförmig verteilte Flüssigkeitsschicht eingestellter Höhe enthält. Dieser Schlauch wird dann in eine Sxpansionszone 13 für das flüssige reaktive Gemisch geführt, wobei die Folie 1 auf einer festen horizontalen Platte 14 gleitet. Der Schlauch wird mittels der Förder-Formier-Vorrichtung 18 gefördert und auf die gewünschte Dicke gebracht, in derem Inneren die Expansion beendet wird,

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Während des Betriebs einer solchen Maschine kann man unter gewissen Bedingungen, insbesondere im Falle der Herstellung von Platten grosser Breiten und grosser Dicken, die mit dünnen und biegsamen Folien bedeckt sind, in der Sxpansionszone Wellungen in den Mantelfolien 1 und 6 beobachten. Der Querschnitt, des Schlauchs, genommen längs der Linie A-A, kann die in Fig. 2 dargestellte Form haben. Es ist ersichtlich, dass die Deformation der oberen Folie im allgemeinen eine vergleichbare, jedoch weniger ausgeprägte Deformation der unteren Folie mit sich bringt.

Es wurde nun gefunden, dass man diese Wellungen vollständig ausschalten kann, wenn man in einer Längszone, die zwischen 50 und 95 % der Expansionszone ausmacht, auf die obere Oberfläche des Schlauchs im Verlaufe der Expansion einen kontinuierlichen Druck ausübt, der dafür ausreicht, dass diese Oberfläche in jedem Augenblick eine regelmässige Oberfläche bleibt, die durch die horizontalen Erzeugenden, senkrecht zur Vorschubrichtung der Folien, gebildet wird.

Unter Expansionszone ist die Zone zwischen der Zone der Höheneinstellung der gleichförmig ausgebreiteten Flüssigkeit und der Grenze zu verstehen, an der die Platte ihre endgültige Höhe im Inneren der Förder-Formier-Vorrichtung erreicht. Im allgemeinen wird die Expansion am Eingang der Förder-Formier-Vorrichtung beendet (Fig. 1 und 3)* was ermöglicht, die Einrichtung maximal auszuwerten.

Der auf den Schlauch auszuübende Druck sollte ausreichend sein, damit die obere Oberfläche des Schlauchs im Verlaufe der Expansion in jedem Augenblick eine solche Oberfläche, wie sie zuvor definiert wurde, bleibt. Der Druck sollte jedoch nicht zu stark erhöht sein, damit er die Expansion des Schaums nicht behindert oder die Gefahr erzeugt, dass die gesamte in Expansion befindliche Flüssigkeit fliesst.

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Die Wahl des optimalen Drucks hangt von zahlreichen Faktoren, insbesondere von der Art der sich expandierenden Flüssigkeit und der Biegsamkeit der den Schlauch bildenden Folien ab.

Man stellt den Druck experimentell auf den Wert ein, der gerade dafür ausreicht, dass die Deformationen des Schlauchs nicht mehr auftreten.

Es stehen verschiedene Mittel zur Verfugung, um auf die obere Oberfläche des Schlauchs im Verlaufe der Expansion einen kontinuierlichen Druck auszuüben» In Fig. 3> ist eine Ausführungsform gezeigt ₃ die bevorzugt verwendet wird. Die Vorrichtung weist oberhalb der festen und horizontalen Platte 14 eine Platte 15 auf, die in Längsrichtung biegsam und in Querrichtung starr ist. Die Breite dieser Platte ist zumindest der Breite der Mantelfolien 1 und 6 gleich. Die Länge dieser Platte beträgt im allgemeinen zwischen 50 und 95 % der Länge der Expansionszone. Der vordere Rand der Platte wird beispielsweise mittels einer Achse 7 gehalten, die im Inneren von zwei Lagerkonsolen 16 frei schwenkbar ist, die zu beiden Seiten der Platte 14 angeordnet und an dieser befestigt sind. Die freie Höhe H zxiischen dem vorderen Rand der Platte 1.5 und der Platte 14 beträgt im allgemeinen zwischen dem 1- und 5-fachen der freien Höhe h, die zwischen den Platten 8 und 9 der Ausbreit- und Kalibrier-Vorrichtung vorhanden ist. Vorzugsweise beträgt sie das 1,1- bis 2,5-fache der Höhe h. Der hintere Rand der Platte 15 ist frei', und diese liegt im Ruhezustand entweder direkt auf der Platte 14 oder vorzugsweise auf seitlichen Distanzstücken 17, die parallel zu der Platte 14 angeordnet sind, auf.

Die Betriebsweise dieser Vorrichtung ist die folgende. Zu Beginn spannt man die Mantelfolien 1 und 6 zwischen der Platte 14 und der Platte 15 ein. Das reaktive flüssige Gemisch tritt in die Expansionszone ein, nachdem es gleichförmig ausgebreitet und auf eine vorbestimmte Höhe h eingestellt ist. Die Expansion beginnt langsam. Das reaktive Gemisch hebt vorzugsweise gleichzeitig die

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obere Folie 6 und die Platte 15 an, Es kann sie auch nacheinander anheben. Die Expansion entwickelt sich anschliessend rascher, der durch den in Expansion befindlichen Schaum entwickelte Druck gleicht das Gewicht der Platte 15 aus, und diese bewegt sich fortschreitend nach oben. Da das reaktive Gemisch vor der Expansion gleichförmig ausgebreitet ist, entwickelt sich die Expansion vertikal in gleichförmiger Weise. Auch die Platte 15* die transversal starr ist und- auf dem Produkt im Verlaufe der Expansion ruht, behält eine regelmässige untere Oberfläche bei, die durch die ,horizontalen Erzeugenden, senkrecht zur Richtung des Vorschubs der Folien, gebildet ist. Pig. k- zeigt die V/irkung der Platte 15 auf einen Querschnitt des Schlauchs, genommen * längs der Linie B-B. Die Wellungen der oberen Folie und infolgedessen diejenigen dei* unteren Folie sind verschwunden. Ausserdem steigen die verklebten Ränder der Folien 1 und 6 fortschreitend an und nähern sich nur sehr leicht.

Die Expansion vervollständigt sich nach und nach, und die Platte 15 bedeckt infolge ihrer Biegsamkeit in Längsrichtung in kontinuierlicher und gleichförmiger Weise die Folie 6 in dem Hauptteil der Expansionszone, wobei sie das Längsprofil dieser Expansionszone annimmt, ohne dieses in merklicher Weise zu verändern .

Die Platte 15 übt so auf das Produkt im Verlaufe der Expansion einen kontinuierlichen Druck infolge ihres Eigengewichts aus. Es hat sieh als besonders wichtig erwiesen, dass die Platte in Längsrichtung biegsam ist. Zur Herstellung von Platten aus PoIyurethanschaum, die von dünnen Folien bedeckt sind, verwendet man im allgemeinen eine rechteckige Metallplatte, deren Länge das 2- bis 5-fache ihrer Breite beträgt und deren Dicke für Aluminium zwischen 0,2 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und j5 mm, liegt. Es ist ersichtlieherweise von Wert, dass die innere Oberfläche der Platte glatt ist und ein poliertes Aussehen aufweist oder mit einem Gleitüberzug überzogen ist.

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Andere Metalle, als Aluminium können ebenfalls verwendet werden, wobei ihre Dicke so gewählt wird, dass ein Gewicht in der Grössenordnung desjenigen einer Aluminiumplatte, wie sie zuvor genannt 1st, erhalten wird.

Man kann eine Platte verwenden, die aus einem Verbund einer unteren Folie aus thermoplastischem Material, wie beispielsweise Polyäthylen, und einem oberen Metallblech besteht.

Im allgemeinen verwendet man jedoch eine homogene Platte aus einem Metall oder einer Legierung mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium und dgl.. Eine solche Platte ermöglicht, der Expansionszone leicht Wärme zuzuführen oder Wärme aus dieser abzuleiten.

Es ist ausserdem ersichtlich, dass man mit der Platte 15 jeden beliebigen gegebenenfalls erforderlichen Wärmeaustauscher verbinden kann, wie beispielsweise Schlangen mit Umlauf einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit, elektrische Widerstände und dgl..

Die Platte 15 kann auch aus Querlatten oder -platten geringer Breite gebildet sein, die untereinander biegsam verbunden sind, beispielsweise mittels eines Gelenksystems. Wenn die Latten das gleiche Gewicht aufweisen, kann eine solche Platte 15 einen kontinuierlichen gleichförmigen Druck auf den Hauptabschnitt der Expansionsζone ausüben.

Die Platte 15 kann gegebenenfalls mit Lasten beschwert werden, die lokal verteilt sind, um den ständigen Kontakt der Platte mit dem Schlauch zu begünstigen. Sie soll jedoch ihre Biegsamkeit in Längsrichtung beibehalten.

Man kann auch die Starrheit der Platte in Querrichtung durch Querrippen verbessern.

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Andere AusfUhrungsformen sind für einen Techniker ersichtlich. Das Verfahren kann mit jeder Vorrichtung durchgeführt werden, die eine regelmässige Oberfläche mit horizontalen Erzeugenden, senkrecht zur Vorschubrichtung, aufweist und einen geringen Druck auf das in Expansion befindliche Produkt gewährleistet. Der Wert dieses Drucks kann leicht experimentell eingestellt werden. Als Beispiel sei angeführt, dass ein Druck in der Grössenordnung von

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0,5 bis 10 g/cm und vorzugsweise zwischen 0,6 und 2 g/cm im allgemeinen mit üblichen Zusammensetzungen zur Herstellung von Polyurethanschäumen zufriedenstellend ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren stellt einen beträchtlichen technischen Fortschritt dar. Durch Unterdrückung der Gefahr der Bildung von Wellungen der Mantelfolien ermöglicht es, die gleichförmige Verteilung des Produkts in der Expansionsζone bis zur Polymerisation beizubehalten. Es erlaubt so, Platten aus homogenem expandiertem Schaum zu erhalten, gleichgültig wie deren Breite, deren Dicke und die Art der Mantelfolien ist.

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Claims

Patentansprüche

1.} Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus expandiertem Schaum, bei welchem die Ausbreitung und die Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemische zwischen zwei biegsamen Kantelfolien vor der Expansion der Flüssigkeit und gleichzeitig mit der Verbindung der Ränder der Folien zur Bildung eines Schläuche vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer Längszone, die zwischen 50 und 95 % der Expansionszone ausmacht, auf die obere Oberfläche des die Flüssigkeit enthaltenden Schlauchs während der Expansion einen kontinuierlichen Druck ausübt, der dafür ausreicht, dass diese Oberfläche in jedem Augenblick eine regelmässige Oberfläche bleibt, die durch horizontale Erzeugende, senkrecht zur Vorschubrichtung der Folien, gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Druck ein gleichförmiger Druck ist.

3. Produkte, erhalten nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder

4.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, die zwischen der Vorrichtung zur Ausbreitung und Höheneinstellung der den Schaum erzeugenden Flüssigkeit einerseits und einer Formiervorrichtung andererseits angeordnet ist und eine horizontale feste Platte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Über dieser Platte (14) eine in Längsrichtung biegsame und in Querrichtung starre Platte (15) angeordnet ist, deren Länge 50 bis 95 # der Expansionszone ausmacht und deren vorderer Rand horizontal über der Platte (14) in einer Höhe (H) zwischen dem 1- bis 5-fachen der durch die Kalibrierungsvorrichtung definierten Höhe (h) gehalten ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (15) rechteckig und homogen ist, aus Metall besteht, eine Dicke zwischen 0,2 und 5 mm aufweist und eine glatte Unterseite besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (15) aus Aluminium besteht,

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