DE2547549C3

DE2547549C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Polyisocyanatschaumes

Info

Publication number: DE2547549C3
Application number: DE2547549A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kobe Komada; Ryochi Kobe Miyagaki; Kuniyasu Nara Nakamura
Original assignee: NIHON SOFLAN CHEMICAL AND ENGINEERING Co Ltd OSAKA (JAPAN)
Current assignee: NIHON SOFLAN CHEMICAL AND ENGINEERING Co Ltd OSAKA (JAPAN)
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1979-05-10
Also published as: IT1043738B; DE2547549A1; CA1048699A; DE2547549B2; FR2323518A1; JPS5235296A; AU8596475A; JPS5848338B2; FR2323518B1; GB1505286A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Polyisocyanatschaumes gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die meisten Verfahren zur Bildung von Polyisocyanatschäumen, insbesondere Polyurethanschäumen, führen zu Produkten mit anisotroper, gewöhnlich elliptischer Zellstruktur, wobei die längere Achse der Zellen in Schäumrichtung weist Infolge der anisotropen ZeII- struktur haben die Schäume in den verschiedenen Richtungen unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Man hat daher schon zahlreiche Versuche unternommen, um eine isotrope Zellstruktur zu erhalten. Insbesondere wird auf die US-Patentschrift 32 49 286 hingewiesen, bei der das Schäumen in einer Form mit einem Deckel oder einer flachen Platte erfolgt, um auf die obere Fläche der schäumbaren Masse einen Druck auszuüben. Durch den Druck wird die aufschäumende Masse auch in seitlicher Richtung der

bo · Form ausgebreitet, so daß sich isotrope Zellen bilden. Der auf die gesamte Form einwirkende Schäumdruck ist relativ hoch, so daß Probleme sowohl hinsichtlich der Kprmkonstruktion als auch der Trennung des fertigen Produktes aus der Form eintreten. Aus der zur

f>5 ι Abgrenzung des Schutzbegehrens verwendeten DE-OS 16 550 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung von kontinuierlichen Polyurethanschaumstoffblöcken mit ebenen Oberflächen bekannt, bei dem die schäumbare

Masse in eine oben offene Formrinne eingegeben und während des freien Aufschäumens einer gezielten Ausbreitung senkrecht zur Schaumaufsteigrichtung bzw. Längsrichtung der Formrinne unterwarfen wird, indem man die Seitenwände der Form entsprechend auseinanderfährt oder von einer nach innen gedrehten Stellung nach außen schwenkt Damit läßt sich zwar die ansonsten übliche Kuppenbildung an Polyurethanschaumstoffblöcken vermeiden, nicht jedoch eine isotrope Zellstruktur erzielen, da das Ausbreiten der schäumbaren Masse in nur einer Normalrichtung zur Aufsteigrichtung, und zwar ausschließlich abgestellt auf den Erhalt kuppenfreier Oberflächen erfolgt, während in Längsrichtung der Formrinne der Schäumprozeß keinen Einschränkungen unterworfen ist In der is ebenfalls auf die Herstellung endloser Schaumstoffblökke gerichteten DE-OS 23 44 309 wird eine Vorrichtung mit einer Förderbahn mit hinsichtlich ihres gegenseitigen Abstandes einstellbaren Seitenwänden b-schrieben, um die Breite der Schaumstoffblöcke entsprechend verändern zu können. Diese Breiteneinstellung steht jedoch nicht in Beziehung zum Aufschäumverhalten der aufgegebenen Masse und damit nicht zu einer Beeinflussung von deren Zellstruktur.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. 7 genannten Art zu schaffen, mit denen sich Polyisocyanatschäume von im wesentlichen isotroper Zellstruktur und isotropen physikalischen Eigenschaften in einer einfach aufgebau- Jo ten Form herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahme im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst Bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird auf den Patentan- J^ spruch 7 verwiesen.

Bei der Erfindung wird somit die schäumbare, in eine einfach aufgebaute leichte Form eingegebene Masse während des freien Aufschäumens gezielt in zwei zur Aufschäumrichtung und untereinander senkrechten ίο Richtungen so ausgebreitet, daß der fertige Schaumstoff eine im wesentlichen isotrope Zellstruktur erhält Da der Aufschäumvorgang ohne Druckeinwirkung durch z. B. aufgelegte Platten od. dgl. erfolgt, können isotrope Polyisocyanatschäume mit relativ geringem spezifisehen Gewicht und hoher Dimensionsstabilität in jeder Richtung hergestellt werden. So haben beispielsweise erfindungsgemäß gefertigte isotrope steife Polyisocyanatschäume typisch ein spezifisches Gewicht von 0,025 bis 0,015 g/cm³ und zeigen eine Dimensionsänderung in jeder Richtung nach einer Konditionierung bei 7O⁰C, 95% relative Luftfeuchtigkeit und 48 Stunden von nur 5% und bei -20⁰C, 48 Stunden von nur 1,5%. Der hier verwendete Ausdruck »Polyisocyanatschaum« bezeichnet dabei ein eine reaktive Isocyanatgruppe enthalten- des Ausgangsmaterial und umfaßt z. B. Polyurethanschäume, Polyisocyanuratschäume und Polycarbodiimidschäume als auch Mischungen von zwei oder mehreren derartigen Schäumen. Aus diesen Materialien wird eine schäumbare Masse zur Herstellung steifer «> oder halbsteifer Schaumstoffe gemischt, die innerhalb weniger Sekunden bis weniger Minuten in einen cremigen Zustand aufschäumt Die Mischung erfährt allmählich eine Viskositätszunahme, bis sie in den sogenannten klebfreien Zustand gelangt, bei der der bs Schaum nicht mehr an der Hand anhaftet. Innerhalb einer Zeitdauer von weniger Sekunden bis wenigen Minuten ist der Schäumprozeß danach beendet. Die Form der Zellen im Schaumstoff wird während der Zeitdauer zwischen der Bildung des cremigen Zustandes, d. h. dem Beginn des Aufschäumens, und dem Erreichen des klebfreien Zustandes bestimmt Dagegen hat die Zeitdauer zwischen klebrigem Zustand und Vorliegen des fertig geschäumten Produktes praktisch keinen Einfluß mehr auf die Gestalt der Zellen, da das Volumen des Schaumstoffes während diener Zeitdauer nur um wenige Prozent ansteigt Daher ist es wichtig, daß auf die Gestalt der Zellen während der Zeit eingewirkt wird, bei der die schäumbare Masse noch eine ausreichende Fließfähigkeit hat, d.h. bevor sie klebfrei wird Da, wie erwähnt, während des Aufschäumens der Masse und deren Ausbreitens in den beiden Richtungen von außen keine Kräfte auf die in Schäumung befindliche Masse einwirken, wird bei der Erfindung der weitere Vorteil erzielt, daß mangels im fertigen Produkt verbleibender Restspannungen der Formtrennvorgang besonders einfach erfolgen kann und damit die Gefahr eines Abreißens von Schaumstoffteilen, die an den Formwänden anhaften, vermieden wird. Ein erfindungsgemäß hergestellter Schaumstoff mit isotroper Zellstruktur hat weiter ein Aussehen, das weitgehend dem bekannter Schaumstoffe entspricht Neben seinen isotropen physikalischen Eigenschaften läßt er sich jedoch in wesentlich kürzerer Zeit herstellen, so daß eine Produktion mit hohem Ausstoß möglich ist

Bezüglich Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Zelle eines konventionellen Schaums in frei aufsteigender Richtung,

Fig.2 einen Schnitt durch eine Zelle eines erfindungsgemäßen Schaums in frei aufsteigender Richtung,

Fig.3 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Außenform für einen Schäumbehälter gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig.4 und 5 perspektivische Ansichten von Teilen einer Innenform, wobei F i g. 4 die Innenform und F i g. 5 eine Bodenplatte dafür darstellt,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht der Innenform nach Beendigung des Auf schäumens,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht bezüglich des Zustandes der Innenform vor Eingießen der schäumbaren Verbindung,

F i g. 8 eine Draufsicht auf die Schäumvorrichtung, bei der die Innenform im nicht geöffneten oder zusammengezogenen Zustand vorliegt und in der Außenform angeordnet ist,

F i g. 9 einen fragmentarischen Schnitt bezüglich des Zustandes der Innen- und Außenform unmittelbar vor Eingießen der schäumbaren Verbindung,

Fig. 10, 11 und 12 Ansichten bezüglich einzelner Verfahrensstufen zur Herstellung des Schaumes,

Fig. 13 und 14 perspektivische Ansichten von weiteren Ausfuhrungsbeispielen für die verwendete Form und

F i g. 15 eine schematische Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Form.

Bei den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird auf eine Doppelform Bezug genommen, bei der außerhalb der eigentlichen Form eine äußere Form verwendet wird. Die äußere Form braucht jedoch nicht notwendigerweise vorgesehen werden; sie ist vielmehr unwesentlich.

Wie in Fig. 1 gezeigt, stellt das Profil einer

konventionellen Zelle eine Ellipse mit einer Hauptachse in Z-Richtung auf Grund der unzureichenden Expansion in X- und X-Richtungen im Vergleich zur Z-Richtung dar. F i g. 2 zeigt das Profil einer isotropen Schaumzelle, bei der die Fxpansion in X- und V-Richtungen in der ; gleichen Höhe vorliegt wie in Z-Richtung.

In Fig.3 ist ein Beispiel für eine Außenfonn A gezeigt, während in F i g. 4 ein Beispiel für eine Form B (nachfolgend als Innenform bezeichnet) dargestellt ist. Fig.4 und 5 zeigen eine Seitenwand 3 bzw. eine m Bodenplatte 4.

Die Außenform A ist so ausgebildet, daß die Seitenplatten 1 nach außen, z. B. in Pfeilrichtung der Figur geöffnet werden können. Die Innenseite der Außenform ist mit einem Rollenförderer 2 versehen, um ι > die Innenform B in einfacher Weise anzuordnen und zu entfernen, wie dies nachfolgend beschrieben wird.

Die Innenform B besteht aus einem Hauptkörper mit Seitenwänden 3, die sich zusammenfalten und, wie in Fig.3 gezeigt, verkürzen lassen, und aus einer Bodenplatte 4 mit einem Abstandselement S, das davon hervorragt Das Abstandselement entspricht der Bodenöffnung, wenn der Hauptkörper zusammengefaltet und zusammengezogen ist, d. h. wenn er einen Zustand gemäß Fig.2 annimmt und hat zur Aufgabe, ein 2^r> Leckaustreten der Schäumverbindung durch die öffnung zu verhindern. Bei einem Ausführungsbeispiel für einen zusammenfaltbaren und zusammenziehbaren Hauptkörper sind Stücke der Seitenwand miteinander gemäß F i g. 6 durch Gelenke 7 verbunden. j<>

Das Bezugszeichen 8 in Fig.6 betrifft einen Metallbeschlag, mit dessen Hilfe sich die Seitenwände 3 der Innenform B lösen lassen, so daß sie von einem nach Beendigung des Schäumprozesses vorliegenden Schaum entfernt werden können. j^r>

Wenn die so aufgebaute Innenform B in die Außenform A eingelegt wird, wird die Innenform in den Zustand gemäß F i g. 7 zusammengefaltet und verkleinert Die Anordnung der Innenform in der Außenform ist in Fig.8 gezeigt, wobei im mittleren Bereich ein -to Raum a ausgebildet ist in dem eine schäumbare Verbindung eingespritzt und gehalten wird. Längs des Umfangs der Außenfonn liegt ein Raum B mit einem durch den Pfeil in F i g. 8 angedeuteten Abstand vor, der notwendig ist um isotrope Schaumzellen herzustellen. In Verbindung damit besitzt der zentrale Raum a vom Gesichtspunkt der Bildung isotroper Zellen und zur Durchführung des öffnungs- und Kontraktionsvorganges der Innenform fieine Fläche, die etwa ein Drittel bis ein Viertel der in F i g. 6 gezeigten Raumfläche ist so

F i g. 9 zeigt eine Konstruktion für eine Vorrichtung zur Durchführung des Schäumvorganges unter Verwendung sowohl von der Außenform A und der Innenform B gemäß vorausgehender Beschreibung. Hier ist ein Polstermaterial 9 mit einer Dicke von etwa 5 bis 10 mm zuvor auf der Bodenplatte 4 aufgeklebt worden. Auf diesem Polstermaterial 9 befindet sich das Abstandselement 5, und ein formtrennendes Papier 10 wird weiter auf die Seitenwände 3 und die Bodenplatte 4 aufgelegt um die wiederholte Verwendung der Innenform B zu t>o erleichtern.

Ein geeignetes Material, welches für die Seitenwand 3 oder die Bodenplatte 4 verwendet werden kann, ist beispielsweise eine Sperrholztafel mit einer Dicke von ca. 15 mm und eine Metallplatte der gleichen Stärke. Eine Dicke in der Größenordnung von 5 mm für das Abstandselement 5 reicht aus.

Wie in F i g. 9 gezeigt ist ferner eine Halteplatte 12' in

Berührung mit der Außenseite der Seitenwände 3 der Innenform B vorgesehen und mit einer Formverlängerungseinrichtung 12 verbunden, die die Zeitinformation abgibt für das Ausspreizen und Verschieben der Innenform B in Öffnungsrichtung.

Die Formausdehnungseinrichtung 12 ist so angeordnet, daß sie sich durch ein Seitenstück der Außenform A, wie dargestellt, hindurch erstreckt doch kann die Außenform A auch nur ein Seitenrahmen sein, der die Einrichtung zu tragen vermag. Die Einrichtung kann als Öldruck- oder Schraubsystem verwendet werden. Die Arbeitsweise der Formausdehneinrichtung 12 ist mil einer Höhenmeßeinrichtung 11 gekoppelt bei der es sich um einen Bcrührungsfühler wie ein Begrenzungsschalter handeln kann, der die Höhe der Schaumoberfläche erfaßt und an einer speziellen Stellung oberhalb des Gießraumes a angeordnet ist Bei seinem Ansprecher werden die Seitenwände 3 geöffnet und nach außen insbesondere in X- und V-Richtungen aufgefaltet.

Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung 11 se aufgebaut daß sie mit der Formausdehneinrichtung 12 verkuppelt ist und automatisch die Innenform E ausbreitet. Des weiteren läßt sie sich ausschwenker oder nach oben und nach unten bewegen, so daß sie unmittelbar nach dem Aushärten des Schaumes entfernt werden kann.

Das Verfahren wird unter Verwendung der Außenform A und der so aufgebauten Innenform L durchgeführt Nachfolgend wird die Herstellung eines Polyurethanschaums mit isotropen Zellen beschrieben.

Wie in F i g. 10 gezeigt wird zunächst eine schäumba re Polyurethanverbindung in einer Menge, die ausreicht um einen in F i g. 2 gezeigten Raum von abschließenden* Volumen auszufüllen, gemischt, umgerührt und in der Raum a eingegeben. Nach wenigen Sekunden bis zi wenigen Minuten beginnt die so vermischte Verbindung in einen cremigen Zustand aufzuschäumen. Der Schaurr expandiert schließlich bis zur Höhe der Erfassungsein' richtung 11, z. B. in Form eines Begrenzungsschalters der oberhalb des Raumes a angeordnet ist Diese: Verfahrensschritt unterscheidet sich soweit nich wesentlich von dem konventionellen Verfahren zui Herstellung eines Schaums, und die so gebildeten Zeller sind elliptisch, wobei die flüssige Verbindung nocl fließfähig ist Sobald der Schaum bis zur Höhe dei Erfassungseinrichtung 11 gemäß F i g. 1 expandiert ist verschiebt sich die Formausdehnungseinrichtung V. nach außen, wodurch die Seitenwände 3 der Innenforn B in X- und V-Richtungen allmählich geöffnet un< ausgefaltet werden, wobei die Höhe des Schaume: durch die Erfassungseinrichtung 11 festgestellt um homogen gehalten wird.

Durch diesen Vorgang wandelt sich das anfänglich! Schäumen in Z-Richtung in ein Schäumen in X- unc y-Richtung, wie durch die Pfeile angedeutet um, un< zur gleichen Zeit beginnt die Bildung von isotropei Schaumzellen.

Das Schäumen in X- und y-Richtung läuft so lange at bis die Seitenwände 3 den Zustand gemäß F i g. 6 (bzw F i g. 12) einnehmen. Sobald der Schaum einen Zustani erreicht hat bei dem bei Betrachtung mit dem bloßei Auge kein weiteres Aufschäumen mehr eintritt, wird de Schaum als fertiges Produkt aus der Form herausge nommen.

Es kann somit ein geschäumtes Produkt erhaltet werden, das aus nahezu isotropen ZeUen besteht und ii sämtlichen Richtungen homogene physikalische Eigen schäften besitzt, da das nachfolgende Schäumen in Λ

und )'-Richtung durch die automatische Arbeit der mil der Höhenerfassungseinrichtung verkuppelten Formausdehnungseinrichtung siaitfindet. Ferner kann die Fütmtrcnnzeit für den Schaum erheblich verkürzt werden, da auf den Schaum seihst an der Seitenfläche kaum ein Schäumdruck ausgeübt wird. In Verbindung damit sei angemerkt, daß konventioneller Schaum zum Lösen aus der Form auf Grund von inneren, in den Schaumseitenbereichen auftretenden Spannungen aufgerissen werden mußte, falls er nicht in einem Formbehälter bei Raumtemperatur nach Beendigung des Aufschäumprozesses 20 bis 60 Minuten lang stehen gelassen wird. Bei der Erfindung hingegen wird der Schaum, selbst wenn die Trennung von der Form nach Beendigung des Aufschäumens nach ein oder zwei Minuten vorgenommen wird, nicht aufgerissen. Die Erfindung bietet daher den Vorteil, daß die erforderliche Anzahl an Schäumbehälter auf weniger als ein Zehntel im Vergleich zur Anzahl der Behälter bei konventionellen Verfahren reduziert werden kann.

Als Form für die Vorrichtung können auch andere Bauweisen als die beschriebenen und in Fig.4 und 8 dargestellten verwendet werden. Beispielsweise kann eine Form mit balgartiger Seitenwand (vgl. F i g. 13 und 14) oder eine mit faltbaren Ecken (Fig. 15) vorgesehen werden. Dabei werden vorzugsweise die Formausdehneinrichtungen mit den vier Ecken verbunden, wobei das Eingießen der schäumbaren Verbindung in die Form erfolgt, wenn diese in die durch die Linie 21 und 23 angedeutete Lage geschrumpft ist. Die Form wird dann in die gewünschte Stellung (durch die Linien 22 und 24 angedeutet) in X- und V-Richtung entsprechend dem Befehl von der Höhenerfassungseinrichtung 11 (in diesen Figuren nicht dargestellt) ausgebreitet; dadurch lassen sich Polyurethanschäume mit isotropen Zellen erzielen.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der nachfolgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1 Es wurden fünf Arten von Verbindungen (»A«-Lösung) gemäß folgender Tabelle vorbereitet:

Bestandteile (Teile)

Polyäther (Zuckerderivat, 60

OH-Zahl 450)

Polyäther (Zuckerderivat, 40

OH-Zahl 450)

Oberflächenaktives Mittel (Silikon)

Amin-Katalysator

Schäummittel (Freon 11)

Gesamt 143,4

60

40

143,4 60

40

150,5

156,7

60

40

2	2	2	2	2
0,4	0,4	0,5	0,7	1,0
41	41	48	54	60

163

Dann werden zu der betreffenden obigen »A«-Lösung 130 Teile eines Vorpolymers (Zucker-Polyäther- 4» isocyanat) hinzugefügt und die betreffende Mischung umgerührt. Auf diese Weise wurden fünf Arten von Polyurethanschäumen mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten hergestellt.

Die vergleichenden Testergebnisse hinsichtlich der <r> physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 1 wiedergegeben. In der Tabelle betrifft die Nr. 1 einen auf konventionelle Weise hergestellten Polyurethanschaum, während die Polyurethanschäume Nr. 2 bis Nr. 5 nach der Erfindung gefertigt wurden. Die Größe der Schaumproben betrug 500 χ 1000 χ 2000 mm.

Tabelle 1	Spez. Gewicht des Schaumkernes (g/cm')	Meßrichtung	Druckfestigkeit (ICp/crn^)	Dimensionsänderung 100°C 48 ii	(%) 70⁰C 95% r. F. 48 h	-20⁰C 48 h
Nr.	0,0291	1 Il	0,88 2,13	+ 2,44 -UO	+4,63 -1,09	-030 -0,45
1	0,0284	1 Il	138 1,42	+ 0,84 + 0,50	+ 2,49 + U23	-03 -030
2	0,0270	1 Il	1,29 135	+ 0,74 + 0,83	+ 2,70 +2,00	-0,23 -0,23
3	0,0250	1 Il	1,10 1,15	+ 036 +0^6	+3,55 + 230	-0,10 -0,12
4	0,0214	1 Il	0,80 0,85	+ 1,61 + 132	+4,67 +3,40	-UO -1,10
5

Anmerkung: Richtung!: horizontal in Fig. 10—IZ
Richtung!I: auf und ab in Fig. 10—IZ

Beispiel 2

Zunächst wurde eine Verbindungslösung gemäß folgender Formel bereitet:

Polyäther	30 Teile
(aromatische Reihe: OH-Zahl 380)
Polyäther	70 Teile
(Zucker-Reihe: OH-Zahl 450)	1 Teil
oberflächenaktives Mittel (Silikon)	1 Teil
Amin-Katalysator	3 Teile
Wasser	70 Teile
Schäummittel (Freon 11)

Gesamt

175 Teile

Danach wurde die zuvor genannte Verbindungslösung mit 162 Teilen eines Vorpolymers (Sucrosepolyätherisocyanat) vermischt und umgerührt, um Polyurethanschaum sowohl nach dem konventionellen als auch erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen. Vergleichs- -'» versuche zwischen beiden Polyurethanschäumen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften wurden durchgeführt und sind in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben:

Tabelle 2	her	erfindungs
Physikalische Eigenschaften	kömmlich	gemäß
	0,0170	0,0163
Spez. Gewicht des
Schaumkernes (g/cm³)
Druckfestigkeit (kp/cm²)	0,23	0,63
1	0,80	0,63
Il
Dimensionsänderung (%)	-40,2	+ 0,6
-20°Cl	-8,0	-0,6
48 h Il	-2,0	+ 1,3
70° Cl
95% r. F.	+5,2	-0,7
48 h Il	+ 3,5	+ 0,8
70° Cl	-2,1	-0,7
48 h Il	6,48	5,08
Wasserabsorption (Vol.-%)	76,3	85,3
Anteii an geschlossenen
Zellen (%)	0,0216	0,0190
Wärmeleitfähigkeit
(Kcal/mh°C)

Anmerkung: Die Richtungen 1 und 11 entsprechen denen in Beispiel 1.

Wie aus den vorausgehenden Tabellen hervorgeht, haben die erfindungsgemäß erhaltenen Polyurethanschäume Überragende physikalische Eigenschaften, die fast gleich in Z- und in X- und y-Richtungen gegenüber denjenigen sind, die nach dem konventionellen Verfahren hergestellt werden. Das bedeutet, daß mit der Erfindung Polyurethanschäume mit isotropen Zellen bo hergestellt wurden.

Die vorausgehenden Beispiele betreffen Herstellverfahren für einen Polyurethanschaum mit isotropen Zellen, bei denen man die Form in X- und K-Richtung auf Befehl der Erfassungseinrichtung ausbreitet, wobei die Erfassungseinrichtung erst dann einen Befehl abgibt, wenn der Schaum in Z-Richtung bis zu einer speziellen Höhe aufgestiegen ist.

Wie zuvor erwähnt, umfaßt die Erfindung das zwangsmäßige Ausbreiten der Form in X- und K-Richtung in Abhängigkeit von der frei aufsteigenden Höhe in Z-Richtung, ohne daß, wie herkömmlich, auf den Schäumendruck zurückgegriffen wird. Die Formausdehneinrichtung kann auch positiv in Abhängigkeit von der Aufschäumgeschwindigkeit der schäumbaren Verbindung betrieben werden entsprechend den nachfolgenden modifizierten Beispielen:

So kann z. B. der Betrieb der Ausdehnungseinrichtung in Abhängigkeit vom Befehl von der die ansteigenden Höhe erfassenden Einrichtung beginnen, wobei letztere gleichzeitig oder kurz nach Einsetzen der Expansion zu arbeiten beginnt.

In diesem Fall steigt die Erfassungseinrichtung im Gegensatz zum zuvor erwähnten Fall auf, wenn der Schaum in Z-Richtung bis zur vorbestimmten Höhe expandiert, wobei die Formausdehneinrichtung in Abhängigkeit davon arbeitet Nach Erreichen der vorbestimmten Höhe in Z-Richtung stoppt sie das Aufsteigen. Dabei ist es möpüch, daß die Formausdehneinrichtung 12 ihre Arbeit während der Zeitdauer fortsetzt, während der die Höhenerfassungseinrichtung 11 in Berührung mit der Schaumoberfläche steht.

Ferner läßt sich ein Zustand realisieren, bei dem die Seitenwand der Form an Stelle einer vollständigen öffnung an dem in Fig.6 gezeigten Endpunkt der Expansion geringfügig nach innen gebogen ist.

Ferner kann die Formausdehneinrichtung nach Beginn der Expansion unabhängig unter einer Bedingung betätigt werden, die auf der Basis von vorausgehenden Versuchen in Abhängigkeit von der ansteigenden Höhe in Z-Richtung vorbestimmt wurde; dies alles kann ferner durch ein Programmspeichersystem, wenn erwünscht, vorgenommen werden. Allerdings ist dieses Verfahren hinsichtlich seiner Genauigkeit dem zuvor genannten unterlegen, bei dem die Formausdehneinrichtung auf Grund unmittelbarer Messung der ansteigenden Höhe in Z-Richtung arbeitet. Dabei ist es möglich, die gewünschte Zellstruktur durch eine genaue Steuerung der Umgebungstemperatur, der Feuchtigkeit und der Qualität der schäumbaren Verbindung zu erhalten.

Der hergestellte Schaum besitzt eine niedrige Dichte und verbesserte physikalische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Dimensionsstabilität Folglich eignet sich dieser Schaum als Isoliermaterial, wobei die Isolierung wirtschaftlich hergestellt werden kann. Ferner kann der das Isoliermaterial bildende Schaum irgendeine Form, z. B. eine Platte, einen Würfel oder ein kreisförmiges Profil annehmen. Ferner lassen sich gewisse andere Oberflächenmaterialien auf wenigstens eine Schaumoberfläche aufiaminieren. Solche Oberflächenmaterialien können z.B. Papier, Kunststoffolie, Sperrholz, Asbest, Metallaminate od. dgl. sein. Das fertige Produkt findet somit sinnvolle und weite Anwendungen auf dem Gebiet der Isoliertechnik.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Polyisocyanatschaumes, bei dem man eine schäumbare Isocyanatmasse in eine Form eingibt und die Masse frei in der Form in einer Richtung während des Aufschäumens aufsteigen IaBt, während sie durch Vergrößerung der Form in einer senkrecht zur freien Aufsteigrichtung sich erstreckenden Richtung gezielt ausgebreitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die schäumbare Masse während der Schaumbildung unter gezielter Ausbreitung in zwei zueinander und zur freien Aufsteigrichtung senkrechten Richtungen aufsteigen läßt, so daß isotrope Zellen gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbreiten der aufschäumenden Masse in den beiden zueinander senkrechten Richtungen um gleiche Beträge erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbreiten der aufschäumenden Masse in den beiden zueinander senkrechten Richtungen in Abhängigkeit von der Aufsteighöhe des Schaumes in Aufsteigrichtung vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbreiten der aufschäumenden Masse in den beiden zueinander senkrechten Richtungen in Abhängigkeit von der Schäumgeschwindigkeit der Masse vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbreiten der aufschäumenden Masse in den beiden zueinander senkrechten Richtungen vorgenommen wird, wenn die obere Oberfläche der aufschäumenden Masse eine bestimmte Höhe erreicht hat

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbreiten der aufschäumenden Masse in den beiden zueinander senkrechten Richtungen während der Zeit erfolgt, in der sich die aufschäumende Masse zwischen dem cremigen und dem klebfreien Zustand befindet.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Form und einer Einrichtung zur Vergrößerung des Forminnenraumes durch Ausbreiten von Formbegrenzungen in einer senkrecht zur freien Aufsteigrichtung des Schaumes sich erstreckenden Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Form in zwei zueinander und zur freien Aufsteigrichtung der schäumbaren Masse senkrechten Richtungen in Abhängigkeit von der Aufsteighöhe und/oder der Schäumgeschwindigkeit der Masse vergrößerbar ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11) zum automatischen Erfassen der Aufsteighöhe in Aufsteigrichtung der schäumbaren Masse.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (B) in zwei zueinander und zur freien Aufsteigrichtung senkrechten Richtungen ausfaltbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter mit einer Programmsteuerung zur Betätigung der Einrichtung zur Vergrößerung der Form versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum der Form im zusammengefalteten Zustand eine Querschnittsfläche aufweist, die '/3 bis ^x/a der Querschnittsfläche des Raumes im aufgefalteten Zustand ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung ein Fühlersystem ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Erfassungseinrichtung ein schwenk- oder vertikalbewegbarer Berührungsfühler ist

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (B) in einer Außenform (A) angeordnet ist, an der die Einrichtung zur Vergrößerung der Form (BJ angebracht ist

15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (B) aus balgartigen Wänden (21) gebildet ist

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (B) eine Bodenplatte (4) aufweist, die mit einem Polstermaterial (9) bedeckt und einem Abstandselement (5) versehen ist, wobei das Polstermaterial und das Abstandselement mit einem Formtrennpapier (10) bedeckt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einrichtung zur Vergrößerung der Form durch ein Seitenteil (1) der Außenform (A) erstreckt und mit einer Wand der Innenform ^verbunden ist

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (A) Rollen (2) aufweist, um das Entfernen der Innenform (B) zu erleichtern.