DE2118572C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus expandiertem Schaum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus zwischen zwei biegsamen Mantelfolien expandiertem Schaum, die zwischen einer Anordnung zur Ausbreitung und Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemischs einerseits und einer Formiereinrichtung für die Einstellung der endgültigen Dicke der Schaumplatte andererseits angeordnet ist, und eine feste horizontale Auflageplatte aufweist, über welcher eine die Dicke des expandierenden Schaumbettes steuernde Druckplattenanordnung vorgesehen ist.

Es ist eine Maschine zum kontinuierlichen Herstellen derartiger Platten aus zwischen zwei biegsamen Mantelfolien expandiertem Schaum bekannt (FR-PS 15 25 046), bei der in einer ersten Station die Ausbreitung und Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemischs zwischen den beiden Mantelfolien erfolgt, dann in der nächsten Station die Expansion des Gemischs eingeleitet wird, und dabei die Schichtanordnung zwischen siarren, sich erweiternden Flächen, bis auf die endgültige Dicke geführt wird, worauf die Anordnung in eine Härtestation einläuft, in welcher die endgültige Form der Platte fixiert wird.

Um eine einwandfreie Verbindung zwischen dem Schaum und den Mantell>ahnen sicherzustellen, ist es bekannt (US-PS 32 40 846), in der Aufschäumzone, in welcher die Platte sich zunehmend auf die endgültige Dicke erhöht, mehrere hintereinander nachgiebig angeordnete Druckplatten vorzusehen, die über ihre ganze Fläche, d. h. sowohl in Fortbewegungsrichtung der Schichtbahn, als auch quer zur Bahn unter Federkraft gegen die Oberfläche der Bahn drücken und dadurch die Decklagen in dichter Anlage am Schaumbett halten.

In einer Anzahl von Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Platten großer Breite und großer Dicke mit dünnen, sehr biegsamen Mantelfolien besteht die Gefahr, daß in der Expansionszone sicn in den s Mantelfolien Längswellen ausbilden. Durch diese Wellungen wird der Schaum während der Expansion seitlich verschoben, wodurch die Verteilung des den Schaum bildenden flüssigen Gemischs, die beim Austritt aus der Verteilvorrichtung für das Gemisch völlig gleichförmig ist, verändert wird. Beim Durchgang durch die Fördereinrichtung in der Härtestation verschwinden diese Wellen zwar wieder, jedoch wird in der letzten Expansionsphase der Schaum dann wieder neu verteilt, wodurch die Homogenität der gesamten Schaumschicht is und deren mechanische Eigenschaften, gegebenenfalls unter teilweiser Zerstörung der Zellstruktur und Freisetzung von Gas vermindert wird.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe,

eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche diese

Bildung von Längswellen in den Mantelfolien und die

dadurch bedingte ungleichförmige Verteilung des

Schaumes in der Expansionsphase verhindert, und eine

völlig gleichförmige Expansion über die ganze Breite sichergestellt wird, so daß die Qualität des Endproduktes wesentlich verbessert wird.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß als Druckplatte über der Auflageplatte eine in Längsrichtung nachgiebige und in Querrichtung starre Platte über eine Länge zwischen 50—95% der Expansionszone des Schaumes angeordnet ist, wobei die Vorderkante der Platte um eine Achse schwenkbar an der Auflageplatte gelagert und horizontal über der Auflageplatte in einer Höhe zwischen dem 1— 5fachen der durch die Vorrichtung zur Ausbreitung und Höheneinstellung des Ausgangsgemischs definierten Höhe gehalten ist

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung werden überraschenderweise die Mantelfolien während der Expansion mit Sicherheit völlig eben gehalten, und dadurch Schichtplatten mit wesentlich gleichförmigerer Verteilung der Schaumzwischenlage erzielt, als dies unter sonst gleichen Bedingungen bei bekannten Vorrichtungen möglich ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteran-Sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch in Seitenansicht eine bekannte so Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Schichtplatten,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A -A in Fig. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Expansionszone der Maschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

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

Unter den Ausdrucken »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 Polyethern oder Polyestern,

die Hydroxyl- und Polyisocyanatgruppen aufweisen,

Wasser, Verschäumungsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln und Katalysatoren, wie beispielsweise denjeni-

gen, die zur Herstellung von Platten aus starren, halbharten oder weichen Polyurethanschäumen dienen.

Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Mantelfolie 1 wird horizontal von eirer Rolle 2 abgewickelt Man gießt auf diese Folie ein reaktives flüssiges Gemisch 3 aus einem Gießkopf 4. Man bedeckt die aufgebrachte Flüssigkeit sofort nut einer zweiten Mantelfolie 6, die von einer Rolle 5 abgewickelt wird. Man führt die Folien 1 und 6 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 3 auf. Gleichzeitig verbindet man die Ränder der Folien 1 und 6 in abgedichteter Weise 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 Expansionszojie 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.

Während des Betriebs einer solchen Maschnine kann man unter gewissen Bedingungen, insbesondere im Falle der Herstellung von Platten großer Breiten und großer Dickem, die mit dünnen und biegsamen Folien bedeckt sind, in der Expansionszone Wellungen in den Mantelfolien 1 und 6 beobachten. Der Querschnitt des Schlauchs, genommen längs der Linie A-A, kann die in F i g. 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 (F i g. 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 t>o stark erhöht sein, damit er die Expansion des Schaums nicht behindert oder die Gefahr erzeugt, daß die gesamte in Expansion befindliche Flüssigkeit fließt.

Die Wahl des optimalen Drucks hängt von zahlreichen Faktoren, insbesondere von der Art der sich b3 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 Verfügung, um auf die obere Oberfläche des Schlauchs im Verlaufe der Expansion einen kontinuierlichen Druck auszuüben. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, 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 35% 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 au beiden Seiten der Platte 14 angeordnet und an dieser befestigt sind. Die freie Höhe H zwischen dem vorderen Rand der Platte 15 und der Platte 14 beträgt im allgemeinen zwischen dem 1- und 5fachen 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 2,5fache der Höhe h. Der hintere Rand der Platte 15 ist frei, und diese liegt im Ruhezustand entweder direkt auf der Platt«; 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 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 aes Vorschubs der Folien, gebildet ist. Fig.4 zeigt die Wirkung der Platte 15 auf einen Querschnitt des Schlauchs, genommen längs der Linie B-B. Die Wellungen der oberen Folie und infolgedessen diejenigen der 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 sich 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 5fache ihrer Breite beträgt und deren Dicke für Aluminium zwischen 0,2 und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 mm, liegt Es ist ersichtlicherweise

von Wert, daß die innere Oberfläche der Platte glatt ist und ein poliertes Aussehen aufweist oder mit einem Gleitüberzug überzogen ist.

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 ist, erhalten wird.

Man kann eine Platte verwenden, die aus einem Verbund einer unteren Folien 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 oder Aluminium. 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 oder elektrische Widerstände.

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 Expansionszone 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.
Andere Ausführungsformen sind für einen Techniker

ίο 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 0,5 bis 10 g/cm² und vorzugsweise zwischen 0,6 und 2 g/cm² 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 Expansionszone 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprache:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus zwischen zwei biegsamen Mantelfolien expandiertem Schaum, die zwischen einer Anordnung zur Ausbreitung und Höheneinstellung des den Schaum erzeugenden flüssigen Gemischs einerseits und einer Formiereinrichtung für die Einstellung der endgültigen Dicke der Schaumplatte andererseits angeordnet ist und eine feste horizontale Auflageplatte aufweist*;, über welcher eine die Dicke des expandierenden Schaumbettes steuernde Druckplattenaordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckplatte Ober der Auflageplatte (14) eine in Längsrichtung nachgiebige und >n Querrichtung starre Platte (15) über eine Länge zwischen 50—95% der Expansionszene des Schaumes angeordnet ist, wobei die Vorderkante der Platte um eine Achse (7) schwenkbar an der Auflageplatte (14) gelagert und horizontal Ober der Auflageplatte (14) in einer Höhe (H) zwischen dem 1 — 5fachen der durch die Vorrichtung zur Ausbreitung und Höheneinstellung definierten Höhe (h) gehalten ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (15) rechteckig und homogen ist, aus Metall besteht, eine Dicke zwischen 0,2 und 5,0 mm aufweist und eine glatte Unterseite besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (15) aus Aluminium besteht.