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Verfahren und Vorrichtung zum Verstellen von mindestens
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teilweise offenzelligem Blockschaumstoff Die Erfindung richtet sich
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mindestens teilweise offenzelligem
Blockschaumstoff aus einem flüssigen Reaktionsgemisch, wobei das Reaktionsgemisch
auf eine Bodenfolie aufgegeben wird und aufschäumt.
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Während der Reaktion werden beim Herstellen von mindestens teilweise
offenzelligem Schaumstoff aus einem flüssigen Reaktionsgemisch, insbesondere auf
Basis Polyurethan, erhebliche Gasmengen frei. Dieses Gas kann nicht schnell genug
durch den sich bildenden Schaumstoff hindurch nach oben abziehen, so daß sich größere
Gasblasen über der Bodenfolie ansammeln und sich nach oben zu Kanäle bilden.
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Durch die Bodenfolie hindurch kann das Gas ebenfalls nicht entweichen,
da sie zuwenig gasdurchlässig ist und sie in der Regel auf einer gasundurchlässigen
Unterlage aufliegt.
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Dadurch entsteht Abfall an Schaumstoff, weil die mit Blasen und Kanälen
durchsetzte Unterschicht nicht verwendbar ist.
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Ziel der Erfindung ist es, durch ein geeignetes Verfahren und geeignete
Vorrichtungen die Blasenbildung in der Unterschicht zu vermeiden, damit eine abfallfreie
Schaumstoffherstellung möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bodenfolie
zu einem Zeitpunkt gasdurchlässig gemacht wird, der zwischen dem 0,5-fachen bis
dem 1,5-fachen der Abbindezeit beträgt, wobei die Abbindezfit definiert ist als
diejenige Zeit, die vom Mischen der Komponenten bis zu dem Zeitpunkt verstreicht,
bei dem ein in die Oberfläche des Schaumstoffes eingeführter Glasstab beim Herausnehmen
Fäden zieht (vgl.
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Kunststoffhandbuch, Bd. 7, Polyurethane, Karl Hanser Verlag München,
1965, Seite 520, letzter Absatz, 2. bis 4. Zeile).
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Nach einer ersten Durchführungsform des Verfahrens wird die Bodenfolie
perforiert; nach einer zweiten aufgeschnitten.
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Dadurch wird erreicht, daß das sich bildende Gas durch die Perforation
bzw. die Schnittöffnungen in der Bodenfolie entweichen kann.
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Zu diesem Zeitpunkt ist der sich bildende Schaumstoff schon so verfestigt,
daß er durch die Perforierung bzw. Schnittschlitze nicht mehr austreten kann und
keine Verschmutzung der Unterlage der Bodenfolie zu befürchten ist.
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Zur diskontinuierlichen Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung
von einer Vorrichtung aus, bestehend aus
einem Kasten, der mit einer
Bodenfolie und mit Seitenfolien ausgelegt ist und über dem eine Mischvorrichtung
anbringbar ist.
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Das Neue ist darin zu sehen, daß der Boden des Kastens Offnungen aufweist,
durch die Messer und/oder Stacheln durchsteckbar sind. Vorzugsweise sind mehrere
Messer und/oder Stacheln mit ihren Spitzen nach oben auf einem auf- und abbewegbaren
Rahmen angeordnet.
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Durch Hochdrücken des Rahmens innerhalb des 0,5-fachen bis 1,5-fachen
Zeitintervalls der Abbindezeit läßt sich die Bodenfolie sehr einfach perforieren,
und das Gas kann entweichen.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung sind die Öffnungen
als mindestens ein Schlitz ausgebildet und mindestens ein Messer ist auf einer Halterung
angeordnet, die in Längsrichtung des Schlitzes verschiebbar ist. Mittels dieser
Konstruktion kann die Bodenfolie aufgeschlitzt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Öffnungen als mindestens
ein Schlitz ausgebildet und auf einer Walze, die in Längsrichtung der Schlitze abrollbar
ist, ist mindestens ein Kranz aus Stacheln angeordnet. Beim Verschieben der Walze
drücken sich die Stacheln durch die Bodenfolie hindurch, so daß die Entgasung erfolgen
kann.
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Zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens wird von einer Vorrichtung
ausgegangen, bestehend aus einem umlaufenden Transportband, dem Seitenbegrenzungen
zugeordnet sind und an dessen Einlaufende Abwickelstationen für Bodenfolien
und
gegebenenfalls Seitenfolien vorgesehen sind und wobei über dem Einlaufende eine
Gemischaufgabevorrichtung angeordnet ist.
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Das Neue ist darin zu sehen, daß in demjenigen Abschnitt des Transportbandes,
in dem der sich bildende Schaumstoff den 0,5-fachen bis 1,5-fachen Wert der Abbindezeit
erreicht hat, quer über dem Obertrum eine am Gestell des Transportbandes befestigte
brückenartige Halterung vorgesehen ist, auf der mindestens ein Messer angeordnet
ist. Bei dieser Vorrichtung wird die Bodenfolie entsprechend der Fördergeschwindigkeit
kontinuierlich aufgeschlitzt.
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Vorzugsweise schließt die brückenartige Halterung zwischen sich und
dem Obertrum des Transportbandes einen Gasabzugshohlraum ein und die Halterung,
in Förderrichtung gesehen, weist hinter dem Messer mindestens eine Gasabzugsöffnung
auf.
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Diese besondere Konstruktion verbessert den Gasabzug, wobei die Halterung
auch als Hohlprofil ausgebildet sein kann.
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Vorzugsweise ist die Halterung in Förderrichtung verstellbar. Diese
Verstellbarkeit erlaubt es, in bezug auf Fördergeschwindigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit
des Gemisches die Halterung an der richtigen Stelle zu plazieren. Dadurch wird die
Halterung für verschiedene Reaktionssysteme anwendbar.
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In einer Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für diskontinuierliche
und kontinuierliche Arbeitsweise rein schematisch dargestellt und nachstehend näher
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Eine diskontinuierlich arbeitende Ausführungsform
der Vorrichtung mit auf einem Rahmen angeordneten Stacheln im Längsschnitt gemäß
Linie A-B in Fig. 2; Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Linie C-D in
Fig. 1; Fig. 3 den Rahmen gemäß Fig. 1 und 2 in Einzeldarstellung in der Draufsicht;
Fig. 4 eine diskontinuierlich arbeitende Ausführungsform der Vorrichtung mit einem
auf einer verschiebbaren Halterung angeordneten Messer im Längsschnitt gemäß Linie
E-F in Fig. 5; Fig. 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie G-H in Fig.
4; Fig. 6 eine diskontinuierlich arbeitende Ausführungsform der Vorrichtung mit
einer abrollbaren Stachelwalze im Schnitt nach Linie I-J in Fig. 7; Fig. 7 einen
Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie K-L in Fig. 6; Fig. 8 eine kontinuierlich
arbeitende Ausführungsform der Vorrichtung in der Seitenansicht; Fig. 9 die Vorrichtung
gemäß Fig. 8 in der Draufsicht; Fig. 10 die brückenartige Halterung der Vorrichtung
nach Fig. 8, 9 in vergrößerter und räumlicher Darstellung und Fig. 11 die Messerbefestigung
an der Halterung gemäß Schnitt M-N in Fig. 10.
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In Fig. 1 bis 3 besteht die Vorrichtung aus einem Kasten 11, der mit
einer Bodenfolie 12 und Seitenfolien 13 ausgelegt ist. Der Boden 14 des Kastens
11 weist Löcher 15 auf. Der Kasten 11 ist auf einem Traggestell 16 gehalten. Dieses
weist Schienen 17 auf, in denen Rollen 18 eines Rahmens 19 geführt sind. Dieser
Rahmen 19 ist auf einem hydraulischen Heber 20 angeordnet und trägt eine Vielzahl
von Stacheln 21, die in der dargestellten Stellung durch die Löcher 15 des Bodens
14 hindurchragen und die Bodenfolie 12 perforieren.
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In Ruhestellung ist der Rahmen 19 abgesenkt, so daß sich die Stacheln
21 unterhalb des Bereichs der Bodenfolie 12 befinden. Der Mischkopf zum Füllen des
Kastens 11 mit Reaktionsgemisch ist nicht dargestellt.
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In Fig. 4,5 besteht die Vorrichtung aus einem Kasten 41, der mit einer
Bodenfolie 42 und Seitenfolien 43 ausgelegt ist.
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Der Boden 44 des Kastens 41 ist mit einem Schlitz 45 versehen. Der
Kasten 41 ist auf einem Traggestell 46 gehalten.
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Unterhalb des Bodens 44 sind Schienen 47 parallel zum Schlitz 45 angeordnet.
In ihnen laufen die Rollen 48 einer als Wagen ausgebildeten Halterung 49 für ein
Messer 51. Die wagenartige Halterung 49 ist über ein über Rollen 50 umlaufendes
Zugseil 52 verschiebbar, so daß das Messer 51 beim Ziehen der Halterung 49 die Bodenfolie
42 aufschlitzt, damit das Gas entweichen kann. In Ruhestellung befindet sich das
Messer 51 außerhalb des Bereichs des Kastens 41.
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In Fig. 6,7 besteht die Vorrichtung ebenfalls aus einem Kasten 61,
der mit einer Bodenfolie 62 und Seitenfolien 63 ausgelegt ist. Der Boden 64 des
Kastens 61 ist mit einem
Schlitz versehen. Der Kasten 61 ist auf
einem Traggestell 66 gehalten.
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Unterhalb des Bodens 64 sind Schienen 67 parallel zum Schlitz 65 angeordnet.
In ihnen laufen die Rollen 68 einer als Wagen ausgebildeten Halterung 69 für eine
mit Stacheln 71 besetzte Walze 73. Die wagenartige Halterung 69 ist über ein über
Rollen 70 umlaufendes Zugseil ?2 verschiebbar, so daß beim Ziehen der Halterung
69 sich die Stachelwalze 73 abrollt und die Stacheln 71 dabei die Bodenfolie 62
perforieren. In Ruhestellung befinden sich die Stacheln außerhalb des Bereichs des
Kastens 61.
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In Fig. 8 bis 11 besteht die Vorrichtung aus einem Transportband 81,dem
Seitenbegrenzungen 82 zugeordnet sind. Sie sind an einem Traggestell 83 befestigt.
Das Obertrum 84 des Transportbandes 81 ist mit einer Bodenfolie 85 abgedeckt. Die
Seitelbegrenzungen 82 sind durch Seitenfolien 86 verkleidet. Über dem Einlaufende
des Transportbandes 81 ist eine Gemischaufgabevorrichtung 87 angeordnet. Quer über
dem Transportband 81 ist eine brückenförmige, im Traggestell 83 in Laufrichtung
des Transportbandes 81 verstellbar gelagerte Halterung 88 für ein Messer 89 angeordnet.
Sie ist in einem solchen Abstand t von der Gemischaufgabevorrichtung 87 vorgesehen,
der unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit, der Abbindezeit des in der
Reaktion begriffenen Schaumstoffes entspricht. Die Verstellbarkeit der Halterung
88 läßt die Einstellung auf verschiedene Reaktionssysteme zu. Die Halterung soll
sich zwar möglichst am Abbindepunkt befinden; aber auch im Bereich + 0,5 t um den
Abstand t bringt die Erfindung noch gute Resultate. Die Halterung 88 besteht aus
einem mittig
leicht nach oben gewölbten Blech 90, so daß zwischen
Blech 90 und Obertrum 84 des Transportbandes 81 ein Gasabzugsraum 91 vorhanden ist.
Ein kleines abgewinkeltes Messer 89 (Figur 11) ist mit Schrauben 92 am Blech 90
befestigt, indem es durch einen Schlitz 93 von unten hindurchragt, wobei dieser
Schlitz 93 zu einer dahinter angeordneten Gasabzugsöffnung 94 offen ist. Dadurch
läßt sich das Messer 89 leicht montieren. Das Blech 90 ist seitlich am Traggestell
83 festschraubbar.
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Beispiel 1 Verwendet wird die diskontinuierlich arbeitende Vorrichtung
gemäß Fig. 4,5. Der Kasten besitzt die Grundfläche von lxi m und ist 1,30 m hoch,
da eine Schäumhöhe von 1 m zu erwarten ist.
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Einer Mischkammer werden 1 Min. lang kontinuierlich folgende Komponentenmengen
zugeführt und als Gemisch in den Kasten entlassen: 16 500 g eines Polyisocyanat-Gemisches
der Diphenylmethan-Reihe der Viskosität 200 Pa.s bei 200C, hergestellt durch an
sich bekannte Phosgenierung von Anilinformaldehydkondensaten; 2 200 g Polyäther,
gestartet auf Äthylendiamin, OHZ = 480; 160 g Triäthylamin; 16 500 g Wasserglas
mit einem Feststoffgehalt von 45 %, sowie 4 950 g Fluortrichlormethan.
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43 sec. nach Beginn des Mischvorganges und Füllen des Kastens wird
die Bodenfolie aufgeschnitten. Es wird ein Schaumstoffwürfel mit absolut ebener
Bodenfläche erhalten.
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Vergleichsversuch: Schneidet man die Bodenfolie nicht auf, ergeben
sich unter ansonsten identischen Bedingungen Bodenstörungen in Form von Blasen und
Kanälen, die sich bis in eine Höhe von ca.
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0,4 m hochziehen.
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Beispiel 2 Verwendet wird die kontinuierlich arbeitende Vorrichtung
gemäß Fig. 8-11: Es handelt sich um eine Blockschäumanlage mit der Breite von 1
m, die mit einer Fördergeschwindigkeit von 4,5 m/min arbeitet. Die Neigung des Fördeibandes
beträgt 3 %. Der Misch-3 kopf besitzt eine Mischkammer mit einem Volumen von 300
cm die Rührerdrehzahl beträgt 3500 U/min. Ca. 3,20 m hinter der Gemischaufgabestelle
ist ein 1 cm hohes Messer auf einer Halterung mittig über dem Obertrum des Förderbandes
angeordnet.
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Die Ausgangsstoffe sind folgende: 16 500 g/min eines Polyisocyanat-Gemisches
der Diphenylmethan-Reihe der Viskosität 200 Pa.s bei 200C, hergestellt durch an
sich bekannte Phosgenierung von Anilinformaldehydkondensaten; 2 200 g/min Polyäther,
gestartet auf Xthylendiamin, OHZ = 480; 160 g/min Triäthylamin; 16 500 g/min Wasserglas
mit einem Feststoffgehalt von 45 %, sowie 4 950 g/min Fluortrichlormethan.
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Ca. 5 m hinter der Gemischaufgabestelle zeigt der endlose, ca. 1 m
hohe Block im Querschnitt eine absolut ebene Bodenzone.
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Vergleichsversuch: Schneidet man die Bodenfolie nicht auf, ergeben
sich unter ansonsten identischen Bedingungen Bodenstörungen in Form von Blasen,
Kanälen und Rissen bis hinauf zu ca. 0,45 m.