DE2341690A1

DE2341690A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von geformten produkten aus polystyrolschaum

Info

Publication number: DE2341690A1
Application number: DE19732341690
Authority: DE
Inventors: Masahide Yazawa
Original assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Current assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-07
Also published as: JPS4938974A; IT990405B; US3971838A; FR2196237A1; JPS522424B2; FR2196237B1; DE2341690B2; GB1436797A

Description

24 268 Polymer Processing Research Institute Ltd., Tokyo / Japan

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von geformten Produkten aus Polystyrolschaum

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von geformten Produkten aus Polystyrolschaum, bei dem vorexpandierte PolystyrolkUgelchen von wenigstens einem endlos umlaufenden und leicht dampfdurchlässigen Riemen umhüllt, die Kügelchen einer Druckdampfbeheizung unterworfen und anschließend abgekühlt werden. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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Bei bekannten Verfahren zum kontinuierlichen "Herstellen von Tafeln aus geschäumtem Polystyrol mittels Druckdampfbeheizung werden vorexpandierte oder geschäumte Polystyrolkügelchen zwischen zwei Stahlriemen mit kleinen, Dampf durchlassenden Perforationen eingeführt, wobei die Stahlriemen durch feste Seitenwände bestimmter Höhe an ihren beiden Kanten in Abstand gehalten werden. Die so eingehüllten, vorgeschäumt en Kügelchen werden ferner wärmegeformt, indem durch die Perforationen Dampf aus einer, hinter den Riemenoberflächen angeordneten Dampfdruckkammer eingeleitet wird. Alsdann erfolgt eine Abkühlung der geschäumten Masse im eingesetzten Zustand und ein Abtrennen zu einer bestimmten Form.

Bei dieser bekannten Vorgehensweise sind die beiden seitlichen Kantenbereiche der Stahlriemen zur Atmosphäre hin offen, und die Dampfdruckabdichtung erfolgt hinter den Riemenoberflächen. Die Riemen neigen dabei,sich in zick-zack-Porm aufzufalten, wodurch die Dampfdruckabdichtung unterbrochen wird und sehr große Dampfverluste eintreten. Des weiteren basieren die bekannten Verfahren auf dem Umstand, daß sowohl während des Beheizungs- als auch Abkühlungsvorgangs die Kügelchen zwischen den Riemen in konstantem Abstand gehalten werden. Dies ist mit Nachteilen hinsichtlich der Erzielung einer bestimmten Produktdicke als auch der Gleitverhältnisse zwischen den Riemen und den mit ihnen in Berührung stehenden Flächen verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem in wirtschaftlicher Weise vielseitig gestaltete Produkte auf Basis geschäumter Polystyrolkügelchen qualitativ hochwertiger als mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die eingehüllten, vorexpandierten Kügelchen über eine druckabdichtende

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Zone am Einlaß einer Dampfdruckzone durch letztere hindurchgeleitet und mittels des durch die einhüllenden Riemen hindurchdringenden Dampfes in der Druckdampfζone erhitzt, erweicht und weiter expandiert werden; die eingehüllten, erweichten und weiter expandierten Kügelehen unter Verringerung des scheinbaren Volumens im Laufe ihrer Bewegung zum Auslaß der Druckdampfζone zu einer geschäumten Masse fest miteinander verbunden werden; die geschäumte Masse durch eine weitere druckabdichtende Zone am Auslaß der Druckdampfzone geleitet werden, die geschäumte Masse unter Beibehaltung eines begrenzten Volumens abgekühlt und die sich- ergebende geformte und geschäumte Masse vom Riemen abgenommen wird, wobei der Riemen zu der Stelle zurückgeführt wird, wo die vorexpandierten Kügelehen erneut eingehüllt werden. Erfindungsgemäß werden daher die vorexpandierten Kügelehen als Rohmaterial mit wenigstens einem umlaufenden dampfdurchlässigen Riemen, vorzugsweise aus Tuch umhüllt, und die umhüllten Kügelehen durch eine druckabdiehtende Einrichtung am, Einlaß einer Druckdampfkammer geleitet. Die Einrichtung besteht aus einer rohrförmigen,· eine Druckwirkung ausübenden Passage. Nachfolgend werden die eingehüllten Kügelehen in der Druckdampfkammer bei einer Temperatur zwischen 100 und 125°C erhitzt, bzw. durch die Dampfbeheizung weichgemacht und weiter expandiert. Diesem Vorgang schließt sich eine Verringerung des scheinbaren Volumens der eingehüllten, weiter expandierten Kügelehen im Laufe ihrer Bewegung zu einer weiteren druckabdichtenden Einrichtung am Auslaß der Druckdampfkammer an. Hierdurch werden die erweichten und weiter expandierten Kügelehen zur festen Verbindung miteinander gebracht, so daß eine kontinuierlich geschäumte Masse vorliegt. Die geschäumte Masse kann zusätzlich, wie später noch beschrieben wird, mit einem Beschiehtungsmaterial bedeckt worden. Die Abkühlung der eingehüllten, geschäumten Masse erfolgt unter Beibehaltung eines begrenzten Volumens der Masse. Abschließend werden die.aus den weiter expandierten Kügelehen gebildeten geformten Produkte von dem Riemen durch einen Satz Walzen am Ende der Produktionskette abgenommen.

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Die umhüllte Masse liegt während der Bearbeitungsschritte im allgemeinen in Form einer kontinuierlichen flachen Platte oder Stange vor. Bei Abkühlung der umhüllten Masse unter Beibehaltung eines begrenzten Volumens ist bei Produkten mit einer geringen Dicke von beispielsweise 10 mm oder weniger die Expansionskraft der Kugelehen auf den Riemen gering und damit auch der Gleitwiderstand in der Riemenpassage; Da sich die Kühlung sehr schnell vornehmen läßt, kann sie unter diesen Umständen in der Atmosphäre erfolgen. Bei Produkten mit einer erhöhten Dicke von 15 bis 100 mm erfolgt die Kühlung proportional zum Quadrat der Dicke langsamer, so daß für die Kühlung ein verlängerter Weg erforderlich ist. Des weiteren wird hierbei der Riemen fester auf die Wandoberfläche der Passage durch den Aufschäumdruck gepreßt und der Gleitwiderstand des Riemens übertrifft manchmal die Belastungsgrenze des Riemens. Um selbst unter derartigen Umständen eine wirksame Kühlung vorzunehmen, wird erfindungsgemäß die druckabdichtende Einrichtung am Auslaß der Dampfdruckkammer mit einer druckbeaufschlagten Kühlkammer unmittelbar verbunden, wobei dem Aufschäumdruck mittels eines unter Druck gesetzten Kühlmediums wie Wasser oder Luft in der Kühlkammer entgegengewirkt wird. Dadurch läßt sich der Gleitwiderstand des Riemens soweit steuern, daß dieser den Beanspruchungen standhalten kann. Erfindungsgemäß ist weiter auch am Auslaß der Druckkühlkammer eine druckabdichtende Einrichtung vorgesehen. Ferner lassen sich eine Vielzahl von flexiblen Mutterformen aus einem Elastomer parallel zueinander und längs eines der beiden Tuchriemen zum Einhüllen der vorexpandierten Kügelchen auf dem betreffenden Riemen anordnen, so daß kontinuierlich individuell unabhängig gestaltete Artikel in den betreffenden Mutterformen hergestellten werden können. Als Rohmaterial für die kontinuierliche Herstellung geformter Produkte aus Polystyrolschaum können vorexpandierte Kügelchen aus Polystyrol oder eine Mischung derselben mit wiedergewonnenen geschäumten Polystyrolteilchen verwendet werden.

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Gegenüber der konventionellen Vorgehensweise ist die Dicke der Kügelchen innerhalb der rohrförmigen Passagen der diuckabdichtenden Einrichtungen am Einlaß und am Auslaß der Druckbehandlungskammemals auch der Abstand der beiden Riemen innerhalb derDampfdruckkammer und der Dampfkühlkammer nicht durchwegs konstant. Erfindungsgemäß wird vielmehr die Dicke der zwischen den beiden Riemen eingeschlossenen, geschäumten Kügelchen und insbesondere der Abstand der beiden Riemen bei jeder Behandlungsstation eingestellt, sofern nicht die Dicke und die Dichte des fertiggeformten Produktes hierdurch negativ beeinflußt wird. Insbesondere erfolgt? dies mit dem Ziel, die. Spannung der Tuchriemen so klein wie möglich zu halten und den Gleitwiderstand der Tuchriemen zu verringern. Die Verwendung von Druckwasser als Kühlmittel bei der Erfindung erhöht ferner beträchtlich de Verarbeitungsgeschwindigkeit, und die Vorsehung einer Vielzahl von Mutterformen auf den Riemen gewährleistet eine kontinuierliche Produktion individuell unabhängig voneinander gestalteter Artikel. Erfindungswesentlich ist weiter die Verwendung flexibler Tuchriemen.

Werden parallel zueinander angeordnete, geworfene Garne oder grobe Fliese aus Spaltfaserbahnen, parallelen Garnen, parallelen Bändern kreuzweise aufeinandergelegt als Besdichtungsmaterial zusammen mit den vorexpandierten Kügelchen verwendet, so werden die erhitzten und weiter expandierten Kügelchen auf das Beschichtungsmaterial laminiert, so daß die Fasern, Garne oder Bänder der Bekleidungsmaterialien in den Oberflächenbereich der geschäumten Produkte eingebettet werden. Die feste Haftung der geschäumten Masse am Bekleidungsmaterial wird dadurch erheblich verbessert. Bekleidungsmaterialien wie Papier, Film und dgl. mit schlechter Dampfdurchlässigkeit oder im Fall von Papier geringer Wasserfestigkeit, werden auf eine oder beide Seiten der Produkte in bekannter Weise nach erfolgter Formung auflaminiert.

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AusfUhrungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. la, Ib, lc, Id schematische Ansichten einer Ausführungsform

der Erfindung,

Pig. 2a, 2b schematische Ansichten weiterer Ausführungsformen der Erfindung zur kontinuierlichen Formung einer Vielzahl von unabhängig gestalteten Artikeln, und

Fig. 25a* J5b und 25c schematische Ansichten einer Druckdichtung

für die zu bearbeitenden Materialien und zur Verwendung bei der Erfindung.

Speziell zeigen:

Fig. la einen LMngsquerschnitt durch eine Vorrichtung

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ,

Flg. Ib Riemenausbildungen zum Einhüllen vorgeschäumter

Kügelchen in Kreis- oder Plattenform,

Fig. Ic einen Querschnitt durch denjenigen Teil,

in dem der Druckdampf durch eine kreisförmige stangenartige Umhüllung geleitet wird.

Fig. Id einen Querschnitt des Druckdampf- oder Kühl

wasserbehandlungsteils bei der Herstellung von Artikeln in Plattenform,

Fig. 2a eine schematische Ansicht einer Rohmaterial-

bestückungs- und einer Abzugsstation bei

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Herstellung von bausch- oder pufferartigen Materialien, wobei die kleinen, unabhängig geschäumten, auf einem Einlegematerial haftenden Artikel kontinuierlich im Abstand zueinander hergestellt werden,

Fig. 2b eine sehematische Ansicht einer Rohmaterial-

bestückungs- und Artikelabzugsstation zur kontinuierlichen Formung von etwas größeren Artikeln innerhalb von Mutterformen auf einem umlaufenden Riemen,

Fig. 5a einen Längsschnitt durch die Druckdicht

vorrichtung,

Fig. 5b einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach

Fig. 5a, mit einer flachen, rohrförmigen Durchlaßpassage geringer Dicke und mit der Möglichkeit, ein Zusammendrücken vorzunehmen, und

Fig. 5c einen Querschnitt durch eine Dichtvorrichtung

mit Ausbildung der Durchlaßpassage nach Art eines Schiebeventils.

In Fig. la ist schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines flachen, plattenförmigen Produktes aus umhüllten Rohmaterialien mittels umlaufender Riemen aus Baumwolltuch gezeigt. Das Flächengewicht der Riemen beträgt bei Artikeln geringer Dicke I50 bis g/m oder bei Artikeln größerer Dicke von 500 bis 400 g/m . Die umhüllten Rohmaterialien werden durch eine Druckdampf-Heizkammer, eine Druckkühlkammer (bei Artikeln geringer Dicke liegt Atmosphärendruck vor) zu einem Bereich geführt, wo der Riemen von

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den geformten Produkten abgenommen und das Produkt selbst durch einen am Ende der Anlage angeordneten Satz Abzugswalzen abgezogen wird. In den Pig. Ib, Ic und Id sind Querschnittsansichten der für die Durchführung des Verfahrens gemäß Fig. 1 verwendeten Teile dargestellt.

Als Rohmaterial können vorgeschäumte Kügelchen verwendet werden, die aus schäumbaren Polystyrolkügelchen bereitet werden. Dies erfolgt im allgemeinen durch Einfügen einer niedrigsiedenden Fraktion von Mineralöl-Kohlenwasserstoffen als Schäumagenz in die kleinen Partikel aus Styrolpolymeren, die durch Polymerisation des Styrols erhalten werden. Danach erfolgt eine Erhitzung mit Dampf bei etwa 100⁰C, wonach die Partikel einen Durchmesser von 3 bis 8 mm und eine scheinbare Dichte von 0,1 bis 0,015 (entsprechend einem sogenannten Schäumverhältnis von 10:66) einnehmen. Als Rohmaterial kann auch eine Mischung der zuvor genannten Polystyrolkügelchen mit regenerierten expandierten Körnern verwendet werden. Die vorgeschäumten oder vo.rexpandierten Kügelchen 1 als Rohmaterial werden pneumatisch durch ein Rohr 2 und einen Trichter 3> zu einer Unterdruckbeschickungskammer 4 geführt. Längs des äußeren Umfangs des Trichters werden ferner die beiden Tuchriemen 5 und 6 ebenfalls in die Unterdruckkammer 4 eingeleitet. Die Riemen laufen längs der Innenoberfläche von perforierten Wänden in der Unterdruckkammer und berühren dieselben. Die vorgeschäumten, vom Trichter ]5 abgegebenen Kügelchen werden zwischen den Riemen durch Filtrierung mittels der perforierten Wände akkumuliert. Die akkumulierten Kügelchen werden alsdann zwischen Quetschwalzen 8 und 8' gepreßt, wobei durch Kantenführungsplatten eine gewünschte Breite eingehalten ist. Nachfolgend gelangen sie durch eine druckabdichtende Einrichtung 9 zu einer Dampfdruckkammer 10. Innerhalb der Kammer IO wird eine Expansion der Kügelchen bis zu einer Höhe, die in Beziehung zur Dicke des gewünschten Produktes steht, vorgenommen. Dies erfolgt mittels Distanzstücke IJ und 14, die an beiden Kantenbereichen

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der perforierten Platten 11 und 12 gemäß Fig. la und Id angeordnet sind. Die untere, perforierte Platte 12 ist an der Unterseite der Kammerwand mittels Stützen 15 und 15' gehalten, während die obere, perforierte Platte 11 auf die Distanzstücke durch eine Preßwelle 16 niedergedrückt wird. Die Preßwelle 16 läßt sich von außerhalb entsprechend der Dicke des gewünschten Produktes heben oder absenken. Der Druckdampf wird in einen unter der unteren perforierten Platte 12 vorgesehenen Dampfkasten 18 durch ein Rohr 17 eingeleitet und gelangt durch die Perforationen in den Platten 12 und durch den Riemen zu den vorgeschäumten Kügelchen. Danach gelangt der Dampf durch einen

oberen Kasten 19 oberhalb der oberen Platte 11 und wird in der Druckdampfkammer 10 zurückgehalten. In der Druckdampfkammer 10 wird durch ein Druckregulierventil 20 die Temperatur konstant gehalten. Sich ergebender Niederschlag wird durch ein Rohr 21 nach außen abgeführt.

In der Druckdampfkammer erfolgt eine Erhitzung der vorgeschäumten Kügelchen zur weiteren Expansion derselben, und wenn die obere, perforierte Platte 11 und die untere, perforierte Platte 12 unter einem zweckmäßigen Abstand voneinander gehalten werden, so daß zwischen den einzelnen Kügelchen,selbst bei Vergrößerung deren Durchmesser,ein freier Abstand vorliegt, können sämtliche Kügelchen gleichmäßig und vollständig innerhalb sehr kurzer Zeit, beispielsweise 5 bis 10 see,unabhängig von der Dicke der Füllschicht, erwärmt werden. Die Dicke der Füllschicht steht in Beziehung zur Dicke des geformten Produktes und die Erhitzungszeit ist diejenige Zeit, die zur Erwärmung der einzelnen Kügelchen notwendig ist. Bei gegenseitiger Annäherung der oberen und unteren perforierten Platten in Richtung auf eine druckabdichtende Einrichtung an der Auslaßseite der Druckdampfkammer werden die einzelnen erwärmten, weichen und erneut expandierten Kügelchen zusammengepreßt, so daß sie aufeinander haften und

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der freie Raum zwischen den Kügelchen beseitigt wird. Folglich, läßt sich eine kontinuierlich geschäumte, aus Kügelchen bestehende Masse schaffen, in der die Kügelchen eng aneinander anhaften.

Die oberen und unteren Wände der druckdichtenden Einrichtung gemäß Fig. 5a und j5b sind unter einem solchen Abstand angeordnet, daß ein Leckaustritt von Dampf aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Außen und Innen unterdrückt wird. Die Dicke und Dichte der geformten Produkte hängt hauptsächlich von der Kühlung bei vermindertem Volumen im nachfolgenden Kühlschritt ab. Wird das Kühlmedium für die Kühlkammer mit Druck beaufschlagt und werden die geformten Produkte bei Austritt aus der Kühlkammer Atmosphärendruck ausgesetzt, so neigen sie insbesondere in Dickenrichtung zur Ausdehnung. Daher wird der Druck des Kühlmediums in der Kühlkammer so gesteuert, daß die geformten Artikel nach Ausdehnung unter Atmosphärenbedingungen die gewünschte Dicke einnehmen.

Bei Artikeln mit geringer Dicke, beispielsweise 4 bis 6 mm läßt sich die Kühlung In einfacher Weise vornehmen. Nach Verlassen der Druckdampf kammer wird die geschäumte Masse in der Atmosphäre gekühlt, wobei die oberen und unteren Wände der Durchlaßpassage in der Atmosphäre unter einem konstanten Abstand zueinander gehalten werden. In diesem Fall ist der Gleitwiderstand der Passage für die Tuchriemen nicht so hoch, daß die geschäumte Masse, wie sie ist, in der Atmosphäre abgekühlt werden kann, um sie bei der gewünschten Dicke zu halten. Bei zunehmender Dicke von beispielsweise 15 bis 50 mm jedoch nimmt der Preßdruck der geschäumten Masse auf die Wände der Passage aufgrund des höheren Expansionsdruckes der Masse unmittelbar nach Austritt aus der Druckdampfkammer zu, und dies bedeutet, daß sich die Kühlzeit ebenfalls verlängert. D.h. der Weg bis zur vollständigen

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Kühlung der Masse wird verlängert. In diesem Fall ist der Gleitwiderstand für den Riemen innerhalb der Passage erhöh^ und demzufolge wird die druckabdichtende Einrichtung 22 am Auslaß der Druckdampfkarmner unmittelbar mit der Druckkühlkammer 25 gemäß Fig. la verbunden. Die geschäumte Masse gelangt durch die Passage 24 mit begrenztem Volumen in die Kühlkammer. Der Druck des Kühlmediums (in vielen Fällen handelt es sich um Wasser) entspricht etwa dem Expansionsdruck oder ist etwas geringer als dieser, wodurch vermieden wird, daß sich der Riemen fest auf die Wände der Passage aufdrückt. Der Gleitwiderstand des Riemens kann auf diese Weise verringert werden. Der Expansionsdruck nimmt im Laufe der Kühlung ab und aus diesem Grunde weist die obere Wand der Passage eine Neigung auf, so daß der Abstand zwischen den oberen und unteren Wänden zum Auslaßende der Kühlkammer hin sich verringert. Eine derartige Anordnung erweist sich als wirksam zur-Kühlung von geschäumten Massen mit großer Dicke. Die oberen und unteren Wände der Passage der Kühlkammer besitzen eine Querschnittsgestalt, die annähernd der Querschnittsgestalt der Passage der Druckdampfkammer gemäß Pig. Id entspricht, jedoch wird das Kühlmedium von den Rohren 25 und 25' zugeführt und gelangt in gleicher und entgegengesetzter Richtung zur sich bewegenden, geschäumten Masse laufend durch einen oberen Kasten 26' und einen unteren Kasten 26, die sandwichartig die durchlaufenden Artikel bedecken. Von den Kästen wird das Kühlmedium alsdann in den leeren Raum in der Kühlkammer geführt. Das Kühlmedium wird in der Kühlkammer aufgestaut und unter konstantem Druck abgeführt .

Die geformte, geschäumte Masse gelangt durch die druckabdichtende Einrichtung am Auslaß der Kühlkammer zur Atmosphäre, sobald der äußere Schichtbereich der Masse erstarrt ist, wobei jedoch in deren innerem Bereich eine gewisse Expansionskraft weiterhin vorliegt. Durch eine Anzahl von Walzen wird der

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obere Riemen nach Umlauf um die Walze 27 abgezogen. In gleicher Weise wird der untere Riemen durch eine Anzahl von Walzen nach Umlauf um die Walze 28 abgezogen, und die geformten Artikel sind auf diese Weise von den oberen und unteren Riemen befreit. Das von den Riemen befreite, geformte und geschäumte Produkt wird durch Abzugswalzen 29 und 29' abgezogen. Durch ein Messer 30 wird das geformte Produkt mit einer großen Dicke auf eine endliche Länge abgeschnitten. Produkte mit einer geringen Dicke werden auf nicht dargestellte Weise aufgewickelt. Der obere Riemen kehrt zur Einlaßseite über die Walzen 51 und der untere Riemen zur Einlaßseite über die Walzen J2 zurück.

In Fig. Ic ist die Querschnittsgestalt der Passage durch die Dampfkammer für einen kreisförmigen, stangenartigen Gegenstand dargestellt. Der Dampf gelangt vom Rohr 33 durch die Kammer 34 nach oben, so daß sich die Luft In einfacher Weise verdrängen läßt. Die in der Dampfdruckkammer eingeschlossene Luft wird mittels des Rohres 35 abgeleitet.

Nach Pig. Ib (r). dient zur Umhüllung der geschäumten Masse eine Schicht des umlaufenden Riemens 36. Die Umhüllung erfolgt mit mehr als einem Umschlag, d.h. überlappend. Diese Vorgehensweise erfolgt bei der Herstellung von kreisförmigen, stangenartig geformten Artikeln.

Nach Fig. Ib (p) sind ein oberer und ein unterer Riemen (37) bzw. (38) an ihren seitlichen Kantenbereichen rechtwinklig abgebogen, so daß sie einander überlappen und eine Riemenumhüllung zur Herstellung plattenförmiger, geschäumter Massen gebildet wird.

Da der Dampf zwischen den einzelnen vorgeschäumten Kügelchen hindurchgelangt, erfolgt deren Aufheizung in sehr kurzer Zeit, wie dies zuvor beschrieben wurde. Die Druckdampfkammer weist

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eine kurze Länge auf, während die Kühlkammer eine größere Länge hat, da die Kühlung vom äußeren Umfang der geschäumten Masse aus fortschreitet und diese eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die Kühlung erfordert daher eine lange Zeitdauer. Bei einer geformten, geschäumten Masse mit einer Dicke von gewöhnlich 20 bis 50 mm ist die Kühlkammer über dreimal so lang wie die Druckdampfkammer, selbst dann, wenn die Kühlung mit Wasser erfolgt. Falls die Länge der Kühlkammer festgelegt ist, wird daher die Bewegungsgeschwindigkeit für geschäumte Massen mit größerer Dicke niedriger als die veranschlagte Geschwindigkeit eIngeste11t, und umgekehrt wird die Bewegungsgeschwindigkeit bei geformten Massen mit geringerer Dicke relativ zur vorgegebenen Geschwindigkeit erhöht. Die Kühlsteuerung läßt sich selbstverständlich manchmal durch Einstellung der Temperatur oder der Zufuhrrate an Kühlwasser durchführen.

Zur Abdichtung eines Nominaldruckes von 1 kp/cm reicht es aus, daß die Länge des zusammendrückenden Bereichs der Abdichteinrichtung gemäß Fig. Ja etwa 10 bis 20 cm beträgt. Die Länge wird jedoch vergrößert, wenn geformte, geschäumte Massen größerer Dicke vorliegen.

Wird zusammen mit den vorgeschäumten Kügelchen längs der Innenoberflächen der oberen und unteren Riemen bei der Herstellung einer flachen, plattenartigen, geschäumten Masse ein Beschichtungsmaterial zugeführt, so setzt sich die geschäumte Masse in die Zwischenräume des Beschichtungsmaterials und umhüllt die Fasern oder Garne, so daß diese fest auf der geschäumten Masse anhaften. Als Beschichtungsmaterial können beispielsweise parallel zueinander mit einem Abstand von j5 bis 20 mm angeordnete, geworfene und geleimte Garne, aus längs- und quer zueinander parallel verlaufenden Garnen gebildete Faservliese mit einem Quadratraster von 3 bis 10 mm Länge, Faservliese

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aus in überkreuzender Weise aufeinandergelegten, groben Spaltfaserbahnen etc. verwendet werden. Hierdurch wird eine faser- oder garnverstärkte, geschäumte Masse erhalten.

Bei Auflaminieren eines Glasfaservlieses auf die geschäumte Masse weist das resultierende Produkt eine gute Formstabilität auf und läßt sich daher als leichtes Baumaterial verwenden. Die faserverstärkten Artikel mit einer Dicke von etwa 10 mm sind beispielsweise als Materialien für schiebbare Schutztüren im Bauwesen geeignet. Faserverstärkte Artikel mit einer Dicke von etwa 50 mm eignen sich als Kernmaterial für eine Art von Strohmatten im japanischen Bauwesen oder für Möbel und Zimmerausstattungen.

Bei Behandlung der aus einem groben Faservlies aus Glasgarn laminierten Artikel mit einer Temperatur von 150⁰C oder mehr mit einer Prägewalze, fließt die geschäumte Masse in den, durch die vorstehenden Bereiche der Prägewalze beaufschlagten Teilen, während in diesen Teilen das Glasgarn keine Änderung erfährt. Somit läßt sieh Gips oder Mörtel leicht an diesen konkaven Teilen durch das Glasgarnraster festhalten und eine steife Beschichtung erzielen. Somit eigenen sich geprägte Artikel nicht nur als Baumaterial als Substituent für leichte Gipsborde oder Tafel sondern auch für die feuer- oder flammhemmende Behandlung des Baumaterials aus glasfaserverstärkter, geschäumter Masse.

Die mit dem erfindungsgemäßen, beschriebenen Verfahren erhaltenen Artikel sind stangenförmig mit kreisförmigem Querschnitt oder flachplattenartig. Die stangenförmigen Artikel oder Tafelplatten können jeden beliebigen Durchmesser oder Dicke im Bereich von 10 bis 100 mm aufweisen. Wenn weiter eine einpartikuläre Lage aus vorge schäumt en Polystyrolkügelchen mit einem Durchmesser von 3 bis 8 mm zwischen den oberen und unteren Riemen eingeführt und einer Druckdampfbehandlung unterworfen

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wird, läßt sich ein flaches Schichtmaterial mit einer Dicke von 3 bis 5 mm erzielen. Die Kügelchen können dem Riemen zugeführt und In Form einer einzigen Schicht auf den Riemen dadurch gelegt werden, daß (i) die KUgelchen elektrostatisch auf die Oberfläche eines trockenen Riemens aufgezogen werden oder (ii) an der Oberfläche eines nassen Tuchriemens infolge der Oberflächenspannung des Wassers in einschichtiger Weise anhaften.

Werden auf irgendeinem der Riemen "Vorsprünge vorgesehen', beispielsweise VorsprUnge in Form von kreisförmigen Fleekenmustern auf dem Elastomer des unteren Riemens, so ergibt, selbst wenn die geformte Schicht nicht vollständig mit geschäumter Masse ausgefüllt ist, die resultierende, geschäumte Masse eine Schicht mit einem Muster von kreisförmigen Konkavitäten oder Perforationen, die die Vorderseite der geschäumten Schicht in Dickenrichtung mit der Rückseite verbinden. Wenn die geschäumte Schicht einen Volumenprozentigen Anteil von Konkavitäten oder Perforationen von etwa 50$ aufweist, läßt sich ein Puffermaterial gleicher Dicke wie eine Schicht ohne Konkavitäten oder Per-' forationen mit der Hälfte der Rohmaterialmenge herstellen. Derartige Produkte zeichnen sich daher durch ein leichteres Gewicht und durch geringere Kosten aus.

Wird ein rauhes Gewebe, das durch kreuzweise Aufeinanderlegung von Glasfasern hergestellt ist, auf beide Seiten der plattenförmig geschäumten Masse geeigneter Dicke, die die Konkavitäten oder Perforationen aufweist, auflaminiert und mit Zement, Mörtel,· Gips oder dgl. beschichtet und so ausgehärtet, daß die Konkavitäten oder Perforationen ausgefüllt und die Plattenoberfläche bedeckt wird, so findet die Aushärtung integral an beiden Seiten der Platte durch die Konkavitäten oder Perforationen statt. Das so gebildete Baumaterial ist steif, leicht und zeichnet sich durch eine wirksame Wärmeisolierung und Geräuschdämpfung aus.

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Die Mörtelbeschiehtung und -füllung kann ebenso an der Baustelle durchgeführt werden. Die geschäumten, 3 bis 6 mm dicken Schichten mit Perforationen sind geeignete Puffermaterialien aufgrund der niedrigen Kosten* des leichten Gewichts und ihrer Flexibilität.

Durch das zuvor beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren lassen sich somit gänzlich durchgehende, d.h. endlose Produkte, unabhängig davon, ob in diesen Perforationen ausgebildet sind oder nicht, herstellen.

Die kontinuierliche Produktion von diskontinuierlichen, d.h. einzelnen, unabhängig voneinander geformten Artikeln aus geschäumter Masse nach der erfindungsgemäßen Weise, wird nachfolgend beschrieben.

Gemäß Fig. 2a werden die vorgeschäumten Kügelchen erwärmt, wieder aufgeschäumt und in Einheiten von einzelnen Partikeln oder mehreren Partikeln oder in Einheiten von parallelen Reihen von einzelnen -Partikeln behandelt. Die sich ergebenden Artikel weisen eine sehr schmale oder schlanke Form auf und werden mittels eines Bekleidungsmaterials miteinander verbunden. Sie können als Puffermaterial in Form einer mit Sicken versehenen Tafel verwendet werden.

Schlanke, zahnartig geschäumte Massen mit Querschnitten von

3 bis 10 mm , die mittels in Querrichtung auf dem Riemen angeordneten Zahnformen geformt werden, dienen als Puffermaterial. Bei der Gesta3lgebung werden parallel mit einem Teilungsabstand von 10 bis 30 mm angeordnete Garne auf die geschäumte Masse in Längsrichtung als Beschichtungswerkstoff auflaminiert/und das Produkt gebildet aus auf den parallelen Garnen reihenweise anhaftenden und die Garne in konstanten Abständen überbrückenden geschäumten Artikeln läßt sich am Ende der Bearbeitungskette

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wie in Fig. 2a gezeigt, abnehmen.

Hierzu sind rechteckige Vorsprünge 42 aus Elastomer mit einer

Querschnittsabmessung von 5 bis 10 mm unter fast gleichen Abständen querlaufend auf dem unteren dampfdurchlässigen Tuchriemen 41 vorgesehen, so daß ein -zahnartiger Mutterriemen gebildet ist. Während sich der Riemen in'Horizontalrichtung nach Umlauf um eine Führungswalze 43 bewegt, werden vorgeschäumte oder vorexpandierte Kügelchen 46 mit einer scheinbaren spezifischen Dichte von etwa 0,02 bis 0,o5 und einem geringeren Durch- \ messer als der Abstand zwischen benachbarten Zähnen der elastomeren Mutterform in den Formraum zwischen zwei Zähnen eingefüllt. In den meisten Fällen erfolgt dies in Form einer Reihe aus einzelnen Kügelchen quer zum Riemen, d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene, wobei jedes Kügelchen im Formraum das benachbarte berührt und das untere Ende des Silos 44 zum unteren Riemen hin offen ist, wobei eine Saugkammer 45 unter dem unteren Riemen vorgesehen ist. Selbstverständlich läßt sich auch eine Reihe aus zwei oder mehreren Partikeln in einen Formraum in Längsrichtung des Riemens, insbesondere bei Vorliegen von Kügelchen mit geringerem Durchmesser einfüllen. · "

Die vorgeschäumten oder vorgedehnten Kügelchen sind handelsüblich erhältliche, aufschäumbare Polystyrolkügelchen mit annähernd gleichförmigem Durchmesser im Bereich von 3 bis 8 mm je nach dem Vorschäumzustand, so daß sich bei Auswahl eines geeigneten Durchmessers für die KUgelchen eine einzelne Partikelreihe quer zum Riemen in einen Hohlraum (Mutterform) zwischen zwei Zähne einfüllen läßt. Bei Kügelchen geringeren Durchmessers können selbstverständlich auch etwa zwei Reihen in einen solchen Hohlraum eingegeben werden. Dabei erweist sich eine Vibrationsbewegung des Riemens als wirksames Mittel zur Erzielung einer gleichmäßigen Füllung.

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Die das Rohmaterial darstellenden vorgedehnten Kügelchen werden über ein pneumatisches Förderrohr 48 in das Silo/eingeführt. Die obere Oberfläche des unteren Riemens wird durch ein Wandende des Silos abgestreift, so daß die Kügelchen in einreihiger Form jeweils in einen Hohlraum der Mutterform so eingefüllt werden, daß sich die Füllhöhe geringfügig über das obere Ende der Form erstreckt. Ein oberer, umlaufender Riemen 50 aus dampfdurchlässigem Tuch wird alsdann über die Walze 49^f zugeführt}, und auf diese Weise werden die Kügelchen auf dem unteren Riemen sandwichartig zwischen den beiden Riemen eingeschlossen. Die von den beiden Riemen bedeckten Kügelchen werden von den Quetschwalzen 49 und 49' zusammengedrückt und in eine druckabdichtende Einrichtung an der Einlaßseite einer Dampfkammer eingeführt. Die druckabdiehtende Einrichtung ist nahe bei den Quetschwalzen 49 und 49' angeordnet.

Als Beschichtungswerkstoff werden parallele Fasermaterialieri 51, die unter einem Teilungsabstand von 10 bis 30 mm in Querrichtung geworfen und geleimt sind, auf den oberen Riemen von einer Rolle 52 unter den oberen Riemen jedoch längs und über die Kügelchen an der Anordnungsstelle der Quetschwalzen 49 und 49' zugeführt, und dann zusammen ntt dem Riemen und den Kügelchen weiterbewegt.

Die Kügelchen gelangen durch die druckabdichtende Einrichtung am Einlaß in die Dampfdruckkammer ^K, werden darin 5 bis 10 Sekunden lang erhitzt, aus der Dampfdruckkammer über die druckabdiehtende Einrichtung 55 zur Atmosphäre hin herausgeführt und zwischen einem Paar Quetschwalzen 56 und 56' und einem weiteren Paar Quetschwalzen 57 und 57' abgekühlt. Auf die expandierende geschäumte Masse wird dabei mittels der Druckplatten 58 und 58' ein erneuter Druck ausgeübt. Nach Abziehen des unteren Riemens mittels der Quetschwalzen 59 und 59' und des oberen Riemens

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mittels der Quetschwalzen 6o und 60', die mit gleicher Geschwindigkeit laufen, erfahren die vorgeschäumten Kügelchen beim Durchlauf durch die Druckdampfkammer in den Formen eine erneute Expansion", so daß sie fest aufeinander anhaften und zur gleichen Zeit die Form im wesentlichen vollständig ausfüllen. Gleichzeitig schließt die geschäumte Masse die parallelen Garne auf ihrer Oberseite ein und stellt mit diesen eine feste Verbindung her. Demzufolge werden am Ende der Verarbeitungskette geformte Produkte 6l abgezogen, bei denen jeder rechteckige, stangenartig geschäumte Artikel fest an den parallelen Garnen diese überbrückend anhaftet. Die sich ergebenden Artikel aus geschäumter Masse sind in Längsrichtung nur durch die parallelen Garne untereinander verbunden und daher sehr flexibel und problemlos aufzuwickeln.

Um zu vermeiden, daß Bindemittel für die parallelen Garne am oberen Riemen anhaftet, muß der obere Riemen aus Fasermaterialien mit geringem Haftvermögen für das Bindemittel hergestellt oder mit einem Trennmittel beschichtet werden, ohne daß die Dampfdurchlässigkeit dabei verlorengeht.

Werden die parallelen Garne als Beschichtungsmaterial nicht längs der Oberseiten der Mutterformen sondern längs deren Unterseiten geführt, lassen sich die geformten Artikel 61 einfacher von den Formen abziehen. Zu diesem Zweck sind an den Zahnvorsprüngen schmale Schlitze unten an den Bodenflächen der Formen mit Teilungsabständen von 20 bis JO mm quer zum Riemen angebracht und die parallelen Garne werden den geschützen Böden tangential über die Führungswalze k~$ zugeführt. Die Artikel 6l, bei denen die parallelen Garne an der Unterseite der zahnförmig geschäumten Massen anhaften, d.h. gegenüber der in Fig. 2a gezeigten Seite, lassen sich kontinuierlich in einfacher Weise von den Formen lösen.

Selbst wem ejnlblyviaylacetatbindemittel als Haftstoff für die Garne verwendet wird, können diese fest an der Unterseite der

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zahnförmig geschäumten Massen über deren Oberflächenschichtbereiche anhaften, ohne daß irgendeine Bindung der parallelen Garne mit dem Tuchriemen vorliegt,.

Die sich ergebenden, geformten Produkte lassen sich wie vorliegend als Puffermaterial einsetzen. Wird jedoch ein Klebstoff auf eine oder beide Seiten der Artikel aufgegeben und getrocknet und wird ferner eine Papierverkleidung oder -beschichtung auf eine oder beide .Seiten der Artikel durch Heißpressen befestigt, läßt sich ein Substituent für Wellpapier oder Pappe mit einer ein-oder zweiseitigen Abdeckschicht erhalten.

Falls weiter ein Faservlies aus Stapelfasern als zweiseitiges Verkleidungsmaterial benutzt wird, kann ein gutes Filtermedium geschaffen-werden. Dabei ist es wünschenswert, daß das Filtermedium eine voluminöse dipkere Kuchenlage anstelle einer ebenen, dünnen und kompakten Kuchenlage zurückzuhalten vermag. Für das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Filtermedium werden zwei Filtermedien aus Faservlies durch elastische, geschäumte Materialien in Abstand voneinander vorgesehen. Auf diese Weise wirkt das Filtermedium der-gestalt, daß es zu voluminösen Filterkuchen führt. Das bedeutet, Filtermedien mit geringer Neigung zum Verstopfen werden erhalten. Das Filtermedium kann durch Verwendung eines Faservlieses als Beschichtungsmaterial anstelle der parallelen Garne nach Fig. 2a hergestellt werden,und das Faservlies kann an die geschäumten Massen während des Wiederaufschäumvorgangs und des Zusammendrückens der geschäumten Massen fest darauf anhaften.

Bei Verwendung eines unteren Riemens_/ der durch Aufkleben einer Elastomerschicht mit kreisförmigen Fleckenperforationen auf einem Träger aus Tuch hergestellt wird, und eines Bekleidungsmaterials aus einem, durch kreuzweise Anordnung von Spaltfasern oder Garnen gebildeten Vlieses aus einem V'lies aus Stapelfasern,

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aus Papier, aus einer Folie und dgl. können Puffermaterialien am Ende der Bearbeitungskette erhalten werden, bei der die erneut aufgeschäumten Kügelchen fest in einer kreisförmigen Fleckenmusterung auf einer Seite des Bekleidungsmaterials anhaften. In diesem Fall ist die Dicke der Elastomerschicht annähernd gleich dem Durchmesser der vorgeschäumten Kügelchen, während der Perforationsdurchmesser ausreichend größer als der Durchmesser der vorgeschäumten Kügelchen gebildet wird. Bei Verwendung einer Elastomerschicht, die sich auf weniger als die Hälfte ihrer ursprünglichen Dicke zusammendrücken läßt, beispielsweise eine Schicht aus Schaumgummi, bilden sich die Kügelchen zu abgeflachten,, kreisförmig erneut aufgeschäumten Körpern mit einem Durchmesser aus, der etwa das Doppelte des Ursprungsdurchmessers beträgt. Die Haftfläche auf das Bekleidungsmaterial wird hierdurch vergrößert, was zu einer festen, stabilen Verbindung führt. Die so geschaffenen Produkte weisen an einer Seite kreisförmige, abgeflachte, aufgeschäumte Kügelchen auf. Wenn notwendig, sind bei Produkten mit beidseitiger Beschichtung durch Auflaminieren eines anderen Bekleidungs- oder Beschichtungsmaterials auf die andere Seite der geschäumten Massen mit einer Dicke von 1/2 bis 1/3 des Durchmessers der vorgeschäumten Kügelchen erzielbar, wobei die betreffenden, abgeflachten, geschäumten, kleinen Massen unabhängig voneinander auf den Beschichtungsmaterialien selbst nach der Formgebung verteilt sind. Aus diesem Grunde weisen die Produkte eine sehr gute, zweidimensionale Flexibilität auf und lassen sich als dünne Puffermaterialien, wärmeisolierende Materialien oder als Filterwerkstoffe verwenden.

In Fig. 2b ist die kontinuierliche Herstellung von einzelnen, unabhängig geformten Artikeln mit einer größeren Abmessung als die Artikel nach Fig. 2a gezeigt. Diese Artikel lassen sich unabhängig voneinander verwenden. Der untere Riemen wird durch Aufkleben eines dicken Elastomerriemens mit zahlreichen konkaven oder perforierten Teilen geschaffen, die die gewünschten Formhohlräume der Mutterformen bilden und eng nebeneinander auf einem

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Tuchriemen angeordnet sind. Die vorgeschäumten Kügelehen werden in die Mutterformen eingefüllt, einer Dampfbeheizung unterworfen, erneut aufgeschäumt und geformt, wodurch einzelne, unabhängig in den einzelnen Mutterformen geformte Artikel entstehen. In Fig. 2b sind die Rohmaterialeinfüllstation und die Station zum Abziehen der geformten Artikel in vergrößertem Maßstab wiedergegeben. Nach dem in Fig. 2b dargestellten Verfahren lassen sich rechteckige oder kreisförmige Kästen mit einer Höhe von etwa 10 bis 100 mm oder individuell gestaltete Artikel mit einem konkaven oder konvexen Teil unterschiedlicher Formen sukzessive bei geringen Kosten in Massenproduktion herstellen.

Nach Fig. 2b wird eine Elastomerplatte mit einer Anzahl von Formhohlräumen in den Mutterformen auf den unteren Riemen 71 aufgeklebt, wobei die Mutterformen mit Vorsprüngen 73 aus einem Elastomer versehen sind. Somit ist die Mutterform aus dem Tuchriemen 71* den Seitenwänden 72 und dem Vorsprung 75 gebildet. Nach Umlauf um die Führungswalze 24 bewegt sich der untere Riemen horizontal weiter und gelangt unter das offene untere Ende des Silos 75, in welchem das aus vorgeschäumten Polystyrolkügelchen gebildete Rohmaterial gespeichert ist. Die Kügelehen 77 füllen die Mutterformen vollständig aus, indem sie aus dem Silo infolge ihres Gewichtes frei herausfallen und können, falls erforderlich, auch durch Saugwirkung mittels einer, unterhalb des Riemens angeordneten Saugkammer 76 aufgesogen werden. Überschüssige Kügel- -chen werden ferner durch die Siloendwände abgestreift. Der obere, umlaufende Tuchriemen 78 wird auf die gefüllten Formen mittels der Führungswalze 79 auf gebracht,- und anschließend gelangen die vom oberen und unteren Riemen beidseitig bedeckten KUgelchen über die Quetschwalzen 80 und 80' und die druckabdichtende Einrichtung 8l in die Druckdampfkammer 82, wo sie etwa 10 Sekunden lang erwärmt werden. Die Kügelehen schäumen dadurch erneut bis zum begrenzten Volumen der jeweiligen Form auf und gelangen durch die druckabdichtende Einrichtung 83 am Auslaß der Kammer 82 in die Kühlkammer 84. In einer Durchlaßpassage begrenzten Volumen:·

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in der Kühlkammer 84 erfolgt eine Luftkühlung bei Artikeln geringer Wanddicke und eine Druckwasserkühlung bei Artikeln größerer Wanddicke. Danach werden die geschäumten Massen durch die druckabdichtende Einrichtung 86 am Auslaß der Kühlkammer 84 und nachfolgend zwischen die Führungswalzen 87 und 87' geführt und die so geschaffenen, geformten Artikel 88, die am oberen "Tuchriemen anhaften* von der Rlernenoberfläche mittels eines sich drehenden Schabers 89 abgestreift, so daß sie auf eine Aufnahmeeinrichtung 90 herabfallen. Sofern die geformten Artikel in den Mutterformen auf dem unteren Elastomerriemen festgehalten werden, lassen sich die Artikel einzeln von den Mutterformen durch einen Schaber ähnlich dem mit 89 bezeichneten oder einem von der Rückseite des Riemens wirkenden, nicht dargestellten Stößels entfernen. Dabei ist der Stößel an einer Stelle angebracht, wo der Riemen seine Bewegungsrichtung längs der Walze 87 ändert und sich die öffnungen der Mutterformen an der Oberseite erweitern. Die geformten Artikel fallen ebenfalls auf eine Aufnähmeeinrichtung, während der obere und der untere Riemen zurücklaufen.

Die nach dem Verfahren nach Pig. 2 erhaltenen Artikel weisen, eine Höhe von etwa 10 bis'100 mm und eine Wanddicke von etwa 3 bis 20 mm auf und eignen sich für verschiedene Gefäße und Gefäßabdeckungen. Des weiteren lassen sich ringförmige Platten aus geschäumter Polystyrolmasse zur Abdeckung der beiden Kanten von Spulen für Kunstfasern oder gesponnene Pasern auf diese Weise kontinuierlich mit geringen Kosten herstellen.

Handelt es sich um Kästen, deren obere und untere Enden flach sind, wird ein Spaltfasergewebe oder ein Vlies aus kreuzweise parallel gelegten Garnen oder Papier auf die oberen und unteren Enden der Kästen als BeSchichtungsmaterial auflaminiert. Werden die Beschichtungsteile der auf die Artikel auflaminierten Beschiehtungsmaterialien ausgeschnitten, so lassen sich kastenförmige Artikel, deren obere und untere Enden mit dem Beschichtungsmaterial verstärkt sind, herstellen. Die so verstärkten Artikel

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können wiederholt verwendet werden.

In den Fig. 3a, 3b und 3c sind die druckabdichtenden Einrichtungen . dargestellt, die am Ein- und Auslaß der Druckdampfkammer oder am Auslaß der unmittelbar mit der Druckdampfkammer verbundenen DruckkUhlkammer bei der Erfindung verwendet werden.

Die in Pig. Ja im Längsschnitt gezeigte druckabdichtende Einrichtung steuert den Querschnittsbereich der Öffnung der rohrförmigen Durchlaßpassage dergestalt, daß der Abstand zwischen den oberen und unteren Wänden verändert wird. In Fig. 3b ist eine druckabdichtende Einrichtung im Querschnitt dargestellt, bei ' der an beiden Kantenbereichen der rohrförmigen Durchlaßpassage Packungsmaterialien mit veränderbarer Querschnittsgestalt eingesetzt werden können. Die in Fig. 3c im Querschnitt dargestellte druckabdichtende Einrichtung ermöglicht das Einsetzen von Packungsmaterialien an beiden Kantenbereichen einer gatterartigen Durchgangspassage ähnlich eines Drosselrohres.

Die vor ge schäumten, mit den umlaufenden Riemen am Einlaß der Druckdampfkammer umhüllten Kügelchen werden durch die Quetschwalzen 91 und 91' zusammengedrückt. Zu dieser Zeit sind an beiden Kantenbereichen Seitenwände 93 vorgesehen, durch die eine Änderung der Breite der geschäumten Masse 92 durch Querausdehnung verhindert wird. Dies ist insbesondere für Produkte mit einer großen Dicke erforderlich. Die Quetschwalzen dienen ferner dazu, daß die Innerhalb der Riemen eingeschlossenen Kügelchen über den Riemen durch den Druckdampfstoß/zuruckströmen können. Im Prinzip läßt sich die Strömung der Kügelchen durch entsprechende Einstellung des Querschnittsbereichs der Öffnung der rohrförmigen Durchlaßpassage vermeiden, jedoch sichert die Anordnung der Quetschwalzen eine vollständige Kontrolle des Flusses der Kügelchen, ohne daß irgendeine Versagensursache in der anfänglichen Steuerstufe eintreten kann.

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Das rechte Ende der rohrförmigen Durchlaßpassage 94 ist fest mit dem rechten Endteil 106 des Schutzrohres IO5 verschweißt, welches an einem Plansch 95 befestigt ist. Die Anschweißstelle sollte weit vom zusammendrückenden Teil der dünnwandigen, rohrförmigen Passage angeordnet werden, so daß sich die rohrförmige Passage frei infolge des Zusammendrückens entsprechend dem eingestellten Abstand zwischen den Quetschplatten verformen kann. Der von der Schweißstelle zu den Quetschplatten sich erstreckende Teil ist so gebaut,daß das Schutzrohr I05 die rohrförmige Durchlaßpassage als druckwiderstandsfähige Hülle trägt.

Die druckabdichtende Einrichtung am Auslaß der Druckdampfkammer entspricht in ihrem Aufbau weitgehend der druckabdichtenden Einrichtung am Einlaß, ist jedoch so angeordnet, daß eine umgekehrte Durchlaßrichtung der geschäumten Masse vorliegt. Wird die Druckdampfkammer unmittelbar mit der Druckkühlkammer verbunden, so weisen diese Kammern in den meisten Anwendungsfällen der Erfindung fast gleiche Drücke auf. Selbst wenn zwischen den Kammern ein Druckunterschied vorliegt, ist dieser sehr gering, wobei die rohrförmige Durchlaßpassage der druckabdichtenden Einrichtung verhindern kann, daß sich der Dampf und das Wasser miteinander vermischen.

Eine erfindungsgemäße druckabdichtende Einrichtung wird auch am Auslaß der Druckkühlkammer verwendet.

Weisen die geformten Artikel eine kreisförmige oder ovale Quer-.schnittsgestalt auf, so läßt sich die geschäumte Masse problemlos entsprechend der Verformung der rohrförmigen Durchlaßpassage der druckabdichtenden Einrichtung verformen. In den meisten Fällen ist es dabei nicht erforderlich, daß an den Kantenbereichen Packungsmaterialien eingesetzt werden. Bei der Herstellung von flachen, plattenartigen Artikeln ist es allerdings absolut notwendig, die Packungsmaterialien an den Kantenbereichen vorzusehen.

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Für die Wände der beiden Kantenbereiche der rohrförmigen Durchlaßpassage wird zweckmäßigerweise ein Blech aus rostfreiem Stahl mit geringer Wanddicke von beispielsweise 0,2 bis 0,5 mm verwendet. Die Wände widerstehen dann einem Arbeitsdruck von 0,5 bis 1,5 kp/cm zum erneuten Aufschäumen der Kügelchen an den Kantenbereichen der Durchlaßpassage bzw. zur Herstellung flacher Platten mit einer Dicke von 100 mm oder weniger.

Die Verwendung einer rohrförmigen Durchlaßpassage mit dünnen Wänden an den Kantenbereichen gewährleistet eine freie, reversible Verformung der dünnen Wände, selbst wenn sich die Dicke des jeweils geformten Artikels ändert. Aus diesem Grund kann mittels nur einer druckabdichtenden Einrichtung die Herstellung geformter Artikel in einem weiten Dickenbereich vorgenommen werden. Selbst wenn die geformten Artikel gleiche Dicke aufweisen, kann hierdurch weiter die Riemenspannung in vorteilhafter Weise auf ein geringstmögliches Maß eingestellt werden.

In Pig. J)C ist eine weitere Ausführungsform einer rohrförmigen Durchlaßpassage nach Art eines Schiebeventils dargestellt. Irr. Gattertor 111 gewünschter Abmessung läßt sich eine Dichtplar~e 112 vertikal mit guter Luftdichtigkeit bewegen, so daß zwischen der Bodenplatte des Gattertors und der Dichtplatte eine flache öffnung gebildet wird. An beiden Kantenbereichen der öffnung sind Packungsmaterialien 113 eingesetzt und die vorderen und hinteren Kanten der Packungsmaterialien sind fixiert. Die so geschaffene Anordnung kann als rohrförmige Durchlaßpassage in gleicher Weise wie die nach Fig. Jo verwendet werden, jedoch ist diese Art der Anordnung mit hohen Ausrüstungskosten verbunden.

Obschon die vorhergehende Beschreibung des erfindurgsgemäSen Verfahrens sich im wesentlichen auf die Herstellung geschäumter Polystyrolmassen unter Verwendung eines entsprechenden Rohrrarerials bezieht, können andere Polymere ebenfalls verarbeite*: werden, sofern sie in Form von aufschäumbaren KUgeichen ver-i'U^bar

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sind und sieh oberhalb 100⁰C durch Dampfbeheizung aufschäumen lassen. Als Beispiel werden Styrolcopolymere und andere Monomere wie beispielsweise Acrylnitril, Methylmethacrylat und dgl. genannt.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von geformten Produkten aus Polystyrolschaum, bei dem vorexpandierte oder vorgeschäumte Polystyrolkügelchen mit wenigstens einem endlos umlaufenden, leicht dampfdurchlässigen Riemen umhüllt, die Kügelchen einer Druckdampfbeheizung unterworfen und anschließend abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet , daß die umhüllten, vorexpandierten Kügelchen durch eine druekabdichtende Zone am Einlaß einer Druckdampfζone in letzterer hineingeleitet, in der Druckdampfζone durch den durch die umhüllenden Riemen hindurchdringenden Dampf erhitzt, erweicht und erneut expandiert werden, daß die umhüllten, erweichten und erneut expandierten Kügelchen unter Verringerung des scheinbaren Volumens im Lauf ihrer Bewegung zum Auslaß der Druckdampfzone in eine geschäumte Masse auö. fest miteinander verbundenen Kügelchen gebracht werden, die geschäumte Masse durch eine weitere druckabdichtende Zone ähnlich der am Einlaß aus der Druckdampfζone ausgeleitet, die geschäumte Masse unter Einhaltung eines begrenzten Volumens abgekühlt und vom Riemen abgenommen wird, wobei sich der Riemen zu der Stelle zurückbewegt, wo die vorexpandierten Kügelchen eingehüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabdichtende Zone am Auslaß der Druckdampfζone unmittelbar mit einer Druckkühlzone verbunden wird und die geschäumte Masse durch ein Druckkühlmedium mit einem solchen Druck abgekühlt wird, der dem Expansionsdruck der geschäumten Masse innerhalb des begrenzten Volumens in der Druckkühlzone Widerstand entgegensetzt, so daß der Gleitwiderstand für den längs der Passage gleitenden Riemen verringert wird.

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J5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Beschichtungsmaterial auf wenigstens einen endlos umlaufenden, leicht' dampfdurchlässigen Riemen vor Einhüllung der vorexpandierten Kügelchen aufgegeben wird und das Beschichtungsmaterial zusammen mit den Kügelchen durch die Druckdampfzone hindurchgeleitet wird, so daß sich das Beschichtungsmaterial fest mit der sich ergebenden geschäumten Masse verbindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e .kennzeichnet , daß wenigstens ein endlos umlaufender, leicht dampfdurchlässiger Riemen den oberen und unteren Riemen bildet und eine Vielzahl von Mutterformen aus Elastomer mit Formhohlräumen entsprechend der Gestalt der Produkte auf eineräeite eines umlaufenden Riemens vorgesehen werden, die vorexpandierten KUgelchen in den Formhohlraum jeder Mutterform eingefüllt werden, ein weiterer Riemen auf die gefüllten Mutterformen angeordnet wird, die gefüllten Mutterformen zusammen mit dem oberen und unteren Riemen durch die Druckzone geführt werden und die in den Mutterformen befindlichen, gestalteten Artikel am Ende der Behandlungskette aus den Mutterformen abgezogen werden, um einzelne, unabhängige Artikel zu erzeugen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die druckabdichtende Zone mit einer rohrförmigen Durchlaßpassage mit dünnen Wänden an ihren beiden Kantenbereichen versehen wird, längs jedes Kantenbereiches ein längliches, weiches Dichtungsmaterial angeordnet wird, und die rohrförmige Passage zwischen zwei parallelen druckbeständigen Quetschplatten eingesetzt wird und daß der Querschnittsbereich der öffnung in der rohrförmigen Durchlaßpassage durch Änderung des Abstands zwischen den Quetschplatten eingestellt wird, so daß die durchlaufende, innerhalb des Riemens eingeschlossene geschäumte Masse zusammengedrückt und eine Dichtung für den Druck geschaffen wird.

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β. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

nach Anspruch 1 mit oberen und unteren endlos umlaufenden, leicht dampfdurchlässigen und vorexpandierte KUgelchen aus Polystyrol während ihres Laufes durch die Behandlungskette einhüllenden Riemen, gekennzeichnet durch eine Beschickungseinrichtung (2, 3,* 44, 45, 48; 75,76) zur Eingabe der Kügelchen in den Raum zwischen den sich bewegenden oberen und unteren Riemen (5, 6; 41, 50; 71, 78); eine Druckdampf kammer (18, 5²I-, 82), die an ihrem Einlaß und Auslaß jeweils mit einer die eingehüllten KUgelchen hindurchlassenden, druckabdichtenden Einrichtung (9, 53, 8l, 22, 53, 83) versehen ist; nahe der Einlaßöffnung der einlaßseitigen druckabdichtenden Einrichtung (9, 53, 81) angeordnete Quetschmittel (8, 8',· 49, 49'; 80, 80') für die eingehüllten Kügelchen, wobei jede druckabdichtende Einrichtung mit einer rohrförmigen Durchlaßpassage bestimmten Querschnitts und bestimmter Längenabmessung versehen ist und längs ihrer beiden Kantenbereiche dünne Wände aufweist, wobei innerhalb jedes Kantenbereiches ein weiches, langgestrecktes Packungsmaterial (I03, 104) eingesetzt ist und die rohrförmige Durchlaßpassage von oben und von unten durch zwei parallele druckfeste yuetsehplatten (99, 102; 113, II3) zusammendrückbar ist; eine Einrichtung (101) zum Einstellen des Abstandes zwischen den Quetschplatten; einen in der Druckdampfkammer vorgesehenen Durchlaßweg für die innerhalb der Riemen eingehüllten 'Kügelchen, wobei von einer Seitenwand der Durchlaßpassage in den Durchlaßweg Dampf einführbar ist; eine Einrichtung (11, 12) zur Verringerung des Querschnitts des vorderen Abschnitts des Durchlaßweges nahe dem Auslaß der Druckdampfkammer und damit zur Verringerung der Dicke der hindurchgelangenden eingehüllten Kügelchen; eine Kühleinrichtung (23-26'; 84) für die eingehüllte, geschäumte Masse bei deren Austritt aus der auslaßseitigen, druckabdichtenden Einrichtung; Abzugs- und Umlaufmittel für die oberen und unteren endlosen Riemen und Mittel zum Abnehmen des Produktes aus geschäumtem Polystyrol.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (23-26'j 84) eine druckfeste Kühlkammer aufweist, die unmittelbar mit der Auslaßöffnung der auslaßseitigen , druckabdichtenden Einrichtung an der Druckdampfkammer verbunden ist, in der Kammer, ein Durchlaßweg für eie eingehüllte geschäumte Masse vorgesehen ist, der aus perforierten oberen und unteren Wänden gebildet ist und ein übermäßiges Ausdehnen der geschäumten Masse in Dickenrichtung verhindert; und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Druck innerhalb der Kammer annähernd gleich jedoch nicht höher als den Expansionsdruck der hindürchgelangenden geschäumten Masse hält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die oberen und unteren endlos umlaufenden, leicht dampfdurchlassigen Riemen aus einem Elastomermaterial gebildet sind und eine Konfiguration entsprechend einer Folge von Mutterformen aufweisen.

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