DE2553793A1

DE2553793A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen von kaschierten thermoplastischen schaumstoffbahnen

Info

Publication number: DE2553793A1
Application number: DE19752553793
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Brand; Klaus-Dieter Kolossow; Erich P Petermann
Original assignee: OSTHUSHENRICH KG; Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: OSTHUSHENRICH KG; KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 1975-11-29
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1977-06-02
Also published as: BE847654A; NL7613287A; FR2332852A1

Description

2563793

Unser Zeichen: 75/18 Hannover, den 28. ITov. 1975

gg/zu 4-16

Herzberger Papierfabrik Ludwig Osthushenricn KG

Herzberg_/_Harz Postfach 1169

HERMAlW BERSTOEFF Maschinenbau GmbH

3 5_§L?L.5_ 2 _Y. _§._?. §1

An der Breiten Wiese 3/5

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von kaschierten thermoplastischen Schaumstoffbahnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kaschierten thermoplastischen Schaumstoffbahnen, insbesondere Polystyrο!schaumstoffbahnen, wobei der Schaumstoff nach dem schlauchform!gen Extrudieren durch eine Ringdüse vorexpandiert und der Schlauch gekühlt, aufgeschnitten und flachgelegt wird.

Um kaschierte Polystyrolschaumstoffbahnen geringer Dichte herzustellen, ist es bekannt, Polystyrolgranulat in einem Extruder aufzuschmelzen und in diese Schmelze ein Treibmittel unter hohem Druck einzuspritzen. Nach dem Auspressen des bei Austritt durch eine Ringdüse expandierenden Polystyrols wird der gebildete Schlauch aufgeblasen und über einen Kühldorn gezogen. Der Schlauch wird aufgeschnitten und zu einer Schaumstoffbahn flachgelegt. Die Schäumstoffbahn wird aufgewickelt und mindestens zwei Tage zwischengelagert. Diese Zwischenlagerung dient- dem Druckausgleich in den Schäumstoffzellen, der

709822/0598

notwendig ist, weil beim Abkühlen des extrudierten Schaumstoffschlauchs das noch vorhandene Treibmittel in den Zellen kondensiert. Es entsteht ein Unterdruck in den Zellen, der durch während der Zwischenlagerung eindiffundierte Luft ausgeglichen wird. Dadurch erhalten die Schaumstoffzellen eine genügende mechanische Festigkeit und eine innere Abstützung. Während der Zwischenlagerung tritt ein Verlust an der Treibmittelmenge auf.

Nach der Zwischenlagerung kann die Schaumstoffbahn 'zum Nachschäumen zwischen Infrarotstrahlern hindurchgeführt werden, ohne daß die Gefatir des Einfallens der Schaumstoff zellen besteht. Nachgeschäumt wird, um die Dicke der Schaumstoffbahn zu vergrößern und damit die Dichte zu verringern. Beim Erwärmen unter Infrarotstrahlern expandiert das noch vorhandene Treibmittel und die in den Zellen während der Zwischenlagerung eingeschlossene Luft.

Die Erwärmung unter Infrarotstrahlern bewirkt durch Anschmelzen ein Verdichten der Schaumstoffbahnoberflächen. Die Bahnoberflächen zeigen daher eine erheblich schlechtere Isolierfähigkeit als vor dem Nachschäumen."Die dichte Oberflächenhaut mit geringen Zellen stellt eine kompakte Schicht dar. Die Zellstruktur der Schaumstoffbahn ist über den Querschnitt gesehen nicht mehr homogen. Die Schwierigkeiten beim sich an das Nachschäumen anschließenden Kaschieren der Schaumstoffbahn liegen darin begründet. Es muß eine verhältnismäßig große Feststoff~ fläche erwärmt werden.

Weiter ist bei dem bekannten Verfahren als nachteilig anzusehen, daß die durch die Infrarotbeheizung entstandene dichte Oberflächenschicht, die ein besserer Wärmeleiter als der übrige Schaum ist, während des unter Druck und Wärme stattfindenden Easchierens Wärme ins Innere der Schaumstoffbahn leitet und damit für das Einfallen von Schaumstoffzellen sorgt.

Der Verbund zwischen Schaumstoffbahn und Deckschichten genügt oft nicht den gestellten Anforderungen.

7 03822/0598 - 3 -

-y-

Das "beschriebene Verfahren zeichnet sich auch durch den großen wirtschaftlichen Nachteil der Zwischenlagerung aus. Die Zwischenlagerung bewirkt einen unterbrochenen Herstellungsvorgang der kaschierten Schäumstoffbahn und ist damit Ursache für einen hohen Arbeitsanfall, beträchtlichen Maschinenbedarf und eine große Lagerfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingang geschilderten Art zu schaffen, das die Herstellung kaschierter Schäumstoffbahnen mit einem geringeren Aufwand ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aufgeschnittene Schaumstoffbahn unmittelbar anschließend an das Flachlegen zum Nachschäumen durch ein beheiztes Wasserbad geführt oder der Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt wird und dann in einer an sich bekannten Kaschierstation beidseitig kaschiert wird.

Es hat sich bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, daß bei dem sich unmittelbar an das Flachlegen anschließenden Nachschäumen der Schaumstoffbahn im Wasserbad oder unter Wasserdampf die Schaumstoffzellen nicht einfallen. Diese überraschende Wirkung wird darauf zurückgeführt, daß Wasserdampf von der Nachschäumeinrichtung derart schnell in die Schaumstoffzellen eindringt, daß das Vakuum in den Schaumstoffzellen beseitigt und die Schaumstoffzellen abgestützt sind, wenn die Schaumstoffbahn den Bereich ihrer Erweichungstemperatur erreicht. Bei Erreichen der Erweichungstemperatur expandiert nun der in die Schaumstoffzellen eingedrungene Wasserdampf zusammen mit dem noch vorhandenen Resttreibmittel. Ein größeres Schaumvolumen als bei dem beschriebenen herkömmlichen Verfahren ist erreichbar. Beim anschließenden Kaschieren stützt der eingedrungene expandierte Wasserdampf die Schaumstoffzellen zusätzlich wirksam ab.

_ 4. —
709822/0598

-IiT-

Durch, die Erfindung ist es möglich, kaschierte Schaumstoffbahnen ohne Zwischenlagerung kontinuierlich herzustellen. Der erzielte Verbund zwischen Schaumstoffbahn und Deckschicht ist sehr innig, da die Bahnoberflächen nur gering verdichtet sind.

Die Oberflächen der Schaumstoffbahn haben daher weiterhin eine zellenförmige Struktur. Das hat den Vorteil einer schnelleren Klebewirkung beim Kaschieren, da die zu erwärmende Oberfläche nur einen geringen Peststoffanteil aufweist. Die einzelnen Feststoffspitzen schmelzen schnell an.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaumstoffbahn im Wasserbad oder in der Wasserdampfkammer an ihren Längskanten parallel erfaßt und unter Beibehaltung des Breitenabstandes durch das Wasserbad oder die Wasserdampfkammer geführt. Die Breite und Länge der Bahn wird konstant gehalten. Nur die gewünschte Dickenausdehnung der Bahn tritt ein. Eine Breitenschrumpfung wird vermieden.

Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei an die Flachlegestation ein beheiztes Wasserbad oder eine Wasser dampf kammer mit Führungen für die Schaumstoffbahn anschließt, und daß hinter dem ausgangsseitigen Ende des Wasserbades oder der Wasserdampfkammer zwei einen Kaschierspalt bildende, beheizte Kaschia?walzen angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist zwischen Wasserbad oder Wasserdampfkammer und Kaschierspalt eine Warmlufttrockenvorrichtung angeordnet. Auf der Bahnoberfläche haftendes Wasser wird beseitigt.

Um die Nachschäumtemperatur bei Verwendung eines Wasserbades zu erhöhen, ist es vorteilhaft, daß das Wasserbad Salzzusätze wie z. B. Natriumchlorid oder Kalziumchlorid enthält.

Anhand der schematischen Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.

- 5 709822/0598

Eine Schneckenstrangpresse 1 hat eine ringförmige Düse 2. Der in Schlauchform durcii die Düse 2 extrudierte Polystyrolschaumstoff wird zu einem Schlauch 3 größeren Durchmessers aufgeblasen, der über einen Kühldorn 4 gezogen wird. Der Schlauch 3 wird durch ein Messer 5 aufgeschlitzt und über eine geeignete, hier von den Rollen 6, 7 und 8 angedeutete Jflachlegeeinrichtung bahnförmig ausgebreitet.

Nach Passieren der Rollen 7 und 8 wird die Schäumstoffbahn 9 zum Nachschäumen durch ein beheiztes Wasserbad 11 mit einer Temperatur oberhalb 80° C über Lenkrollen 12 bis 15 geführt.

Nach Passieren zweier Warmluftdüsen 27 und 28 wird die nachgeschäumte Schaumstoffbahn 9 in einen Kaschierspalt zweier beheizter Kaschierwalzen 16 und 18 geleitet.

Von Rollenwiekeln 18 und 19 werden den Kaschierwalzen 16 und 17 über Heizwalzen 21 und 22 je eine Papierbahn 23 bzw. 24 zugeführt. Die Papierbahnen 23 und 24 werden auf eine Temperatur oberhalb des'Erweichungspunktes des Polystyrolschaumstoffes erwärmt. Von den Kaschierwalzen 16 und I7 wird die Schäumstoffbahn 9 im Kaschierspalt beidseitig mit je einer Papierbahn 23 bzw. 24 belegt. Die Oberflächen der Schaumstoffbahn 9 schmelzen an und verbinden den Schaumstoff mit dem Papier. Der hergestellte Verbund wird in einer anschließenden Kühlstrecke 25 verfestigt.

Die kaschierte Schaumstoffbahn 26 wird einer hier nicht gezeigten Querschneideeinrichtung zugeführt. Die hergestellten Abschnitte eignen sich für die Herstellung von Verpackungen.

Wird-ein Wasserbad zum Nachschäumen verwendet und wird dem Wasserbad ein Salzzusatz beigegeben, ist es zweckmäßig, zwischen Warmluftvorrichtung und dem Wasserbad ein Spülbad zum Entfernen der Salzrückstände von der Schäumstoffbahn anzuordnen.

- 6 709822/0598

Beispiel:

Mit Hilfe einer Schneckenstrangpresse mit einem Schneckendurchmesser von 120 mm und einer Schneckenlänge von 38 D wurde ein Polystyrolschaumstoffschlauch erzeugt. Die Strangpresse hatte eine ringförmige Düse vom Durchmesser 180 mm und der Schlitzbreite 1,3 mm. Die Beschickung der Schneckenstrangpresse hatte folgende Zusammensetzung:

92,67 Gewichtsprozent Polystyrol

7,00 Gewichtsprozent Fluorchlor-Kohlenwasserstoff 0,19 Gewichtsprozent Natriumbicarbonat 0,14 Gewichtsprozent Zitronensäure

Der als Treibmittel dienende Fluorchlorkohlenwasserstoff wurde in der Schmelzzone der Strangpresse in die Masse eingespritzt, die übrigen Komponenten wurden als Gemisch über den Einfülltrichter der Schneckenstrangpresse zugeführt. Die Temperatur des aus der ringförmigen Düse austretenden Schaumstoffs be-■ trug etwa 130° C.

Der Schaumstoffschlauch wurde im Verhältnis 1 : 3,3 aufgeblasen und über eine gekühlte Kalibriervorrichtung gezogen. Anschließend wurde der Schaumstoffschlauch aufgeschnitten und zu einer Schaumstoffbahn flachgelegt. Diese Schaumstoffbahn . hatte bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 60 m/min eine Dicke von 2,1 mm und eine Dichte von 70 g/l-

Die Schäumstoffbahn wurde an das Flachlegen unmittelbar anschließend von zwei parallel dem Bahnrad laufenden Mitnehmer- ; ketten erfaßt und durch ein Wasserbad gezogen. Die Temperatur • des Wassers betrug 96° C. Die Schaumstoffbahn schäumte nach . und hatte nach Verlassen des Wasserbades eine Dicke von 4,4 mm und eine Dichte von 34 g/l·

Die nachgeschäumte Schaumstoffbahn wurde durch eine Warmlufttrockenvorrichtung zur Beseitigung des Oberflächenwassers ge-

- 7 70982 27 0598

leitet und in einem Kaschierspalt von 3»6 mm zweier auf eine Temperatur von 170° C aufgeheizter Kaschierwalzen geführt, in der die Schaumstoff bahn "beidseitig mit je einer Lage vorgewärmten Natronersatzpapier kaschiert wurde. Das Natronersatz-

papier hatte ein Grundgewicht von 150 g/m ^un-d eine Dicke von 0,25 mm. Zwischen dem Natronersatzpapier und der Polystyrolschaumstoff bahn bestand eine feste Verbindung. Die Gesamtdicke des erhaltenen Schichtstoffes betrug 3,9 mm.

- S GHÜTZANSPEÜCHE -

709822/0598

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Schneckenstrangpresse
2	Ringdüse
3	Schlauch, aufgeblasen
	= Kühldorn
5	Messer
6	Rolle
7	Rolle
8	Rolle
9	= Schaumstoffbahn
10	frei
	= Wasserbad
12	= Lenkrolle
13	Lenkrolle
14	Lenkrolle
15	= Lenkrolle
16	= Kaschierwalze
17	= Kaschierwalze
18	Rollenwickel
19	= Rollenwickel
20	frei
21	= Heizwalze
22	Heizwalze
23	= Papierbahn
24	= Papierbahn
25	= Kühlstrecke
26	= Schaumstoffbahn, kaschiert
27	Warmluftdüse
28	Warmluftdüse

709822/0598

Claims

S C Η-ΐΗΪ-a- ANSPRÜCHE

1. / Verfahren zum Herstellen von kaschierten thermoplastischen Schäumstoffbahnen, insbesondere Polystyrolschaumstoffbahnen, wobei der Schaumstoff nach dem schlauchförmigen Extrudieren durch eine Ringdüse vorexpandiert und der Schlauch gekühlt, aufgeschnitten und flachgelegt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß die aufgeschnittene Schäumstoffbahn unmittelbar anschließend an das Flachlegen zum Nachschäumen durch ein beheiztes Wasserbad geführt oder der Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt wird und dann in einer an sich bekannten Kaschierstation beidseitig kaschiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaumstoffbahn im Wasserbad oder in der Wasser dampfkammer an ihren Längsseiten parallel erfaßt und un ter Beibehaltung des Breitenabstandes durch das Wasserbad oder die Wasserdampfkammer geführt wird.

3. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß an die Schlauchflachlegestation (6,7»8) ein be-

709822/0598

ORIGINAL

heiztes Wasserbad (11) oder eine Wasser dampf kammer mit Führungen (12, 13, 14-, 15) für die Schäumst off bahn (9) anschließt, und daß hinter dem ausgangsseitigen Ende des Wasserbades (11) oder der Wasserdampfkammer zwei einen Kaschierspalt bildende, beheizte Kaschierwalzen (16, 17) angeordnet sind.

4-, Einrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet ,

daß zwischen Wasserbad oder Wasserdampf kammer und Kaschierspalt eine Warmlufttrockenvorrichtung (27, 28) angeordnet ist.

5- Einrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß das Wasserbad (11) Salzzusätze enthält.

7 0 9 0 2 2/ 05 9 8