DE2936613A1

DE2936613A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von platten aus geschaeumten kunststoffen

Info

Publication number: DE2936613A1
Application number: DE19792936613
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 4504 Georgsmarienhütte Hilterhaus
Original assignee: Chemie-Anlagenbau Bischofsheim GmbH
Current assignee: Chemie-Anlagenbau Bischofsheim GmbH
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB2057963B; DD152932A1; US4352895A; JPS5640531A; GB2057963A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus geschäumten Kunststoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von gegebenenfalls allseitig kaschierten Platten aus geschäumten Kunststoffen, insbesondere Polyurethan-Hartschaum-Kunststoffen. Der aufschäumende Kunststoff wird dabei in einem, durch endlos umlaufende Bänder gebildeten Kanal geführt, wo er ausschäumt und erstarrt.

Verfahren dieser Art sind seit langem bekannt und beispielsweise in der deutschen Patentschrift 12 47 612 beschrieben. Das vorzugsweise aus den zusammengemischten Polyurethankomponenten bestehende Reaktionsgemisch muß in der ersten Phase unterschiedlich lange Fließwege auf dem unteren Band zurücklegen. Dadurch kommt es an den Rändern zu längslaufenden Zonen

Professionol Representotiv before the European Patent Office

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mit verminderter Dichte, insbesondere infolge von Grobporigkeit. Bei schlecht fließenden Materialien, z.B. hochgefüllten Polyurethanschaumstoff-Systemen, finden oft die aus Fig. ersichtlichen Uberwälzungen statt. Man hat daher bereits versucht, diesen Fehler dadurch zu umgehen, daß man den "Formenquerschnitt" durch mehr Masse (höheres Raumgewicht) oder mehr Treibmittel überfüllt und so Masse und/oder Treibmittel aus dem Formenquerschnitt abfließen läßt. Im richtigen Augenblick muß der Schaum dann so weit verfestigt sein, daß er Druck im Inneren aufbauen kann und so seinen Halt findet. Bei Verfahren mit flexiblen Deckschichten gelingt dies nur unvollkommen, so daß die Seitenkanten nicht gleichmäßig ausgebildet sind. Alle Plattenhersteller säumen deshalb die Plattenware nachträglich, wodurch zwangsläufig verhältnismäßig große Mengen an Abfall anfallen. Darüber hinaus verlieren die Platten durch das Besäumen des Randstreifens zusätzlich noch die feste Randhaut, die den Platten eine zusätzliche Stabilität verleihen würden.

Das in Fig. 2 dargestellte Phänomen der Hohlraumbildung findet man auch bei der offenen Formverschäumung von größeren Blöcken, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Um diesem Problem abzuhelfen, hat man die Technologie des "Schwimmenden Deckels" entwickelt (siehe Fig. 4). Hierbei wird ein Deckel, der frei mit dem Schaum steigen kann, mit soviel Gewicht belastet, bis der unerwünschte Hohlraum nicht mehr entsteht.

Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Weg zu finden, der es ähnlich wie bei der stationären Hei stellung von großen Schaumstoff blocken gestattet, die Hohlraumbildung zu vermeiden und gleichzeitig eine gleichmäßigere Dichteverteilung in der Platte, insbesondere in den Randzonen, zu erreichen, und zwar ohne daß ein zusätzliches Säumen der Seitenkanten notwendig ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die unter Außendruck stehenden, zur Plattenmitte hineingedrückten Seitenbänder erst im Laufe des Ausschäumens durch den dabei auftretenden Schaumdruck in ihre eigentliche seitenbegrenzenden

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Positionen gedrückt werden.

Gegenstand der Erfindung sind somit ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gegebenenfalls allseitig kaschierten Platten aus geschäumten Kunststoffen, insbesondere Polyurethanhartschaumstoffen, bei dem der aufschäumende Kunststoff in einem durch endlos umlaufende Bänder gebildeten Kanal geführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die unter Außendruck stehenden, zur Plattenmitte hingedrückten Seitenbänder erst im Laufe des Aufschäumens durch den dabei auftretenden Schaumdruck in ihre eigentlichen seitenbegrenzenden Positionen gedrückt werden, sowie eine Vorrichtung zur Aufnahme des Schaumseitendrucks an kontinuierlich arbeitenden Bandanlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Gegendruckeinrichtungen auf die in Plattenebene beweglichen Seitenbänder einen solchen Gegendruck ausüben, wie es für das Reaktionsverhalten der jeweiligen aufschäumenden Kunststoffe optimal gewünscht wird.

Die beidseitig in der Plattenebene beweglich angeordneten Seitenbänder bestehen vorzugsweise aus einem flexiblen und/oder starren Material. Die Gegendruckeinrichtungen werden vorzugsweise mittels Federkraft betätigt, deren Gegendruckwirkung dem Schaumdruck entsprechend eingestellt werden kann.

Vorzugsweise kann die Gegendruckeinrichtung in jeder Stellung, insbesondere in der Minimum- und Maximum-Stellung arretiert werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform können sich in den Seitenbändern Aussparungen befinden, die der Aufnahme mitlaufender profilierter Bänder dienen, die dann später die Randbegrenzung der Platten bilden.

Gemäß einer Abwandlung der Erfindung kann man auch so verfahren, daß man die Halterungen für die Seitenbänder am Anfang des Kanals starr so anbringt, daß der Abstand zwischen den beiden Seitenbändern kleiner ist als die spätere endgültige Plattenbreite.

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Erst zur Längsmitte des Kanals hin erreichen die Seitenbänder schließlich einen Abstand, der der Plattenbreite entspricht. Den Winkel °<, den die Seitenbänder am Anfang der Anlage gegenüber der eigentlichen Endposition aufweisen, kann je nach Schaumstoff gemisch variiert werden, so daß in dem Maße wie der Druck steigt, sich das auszufüllende Kanalvolumen erhöht.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen finden insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Schaumstoffplatten auf Basis von Polyurethanhartschaum, wobei dieser hoch mit Füllstoffen beladen sein kann, und für solche Schaumstoffe, die durch Umsetzung von Isocyanaten in alkalischem Medium in Gegenwart von Füllstoffen erhalten werden.

Mit Hilfe der Erfindung kann das Generieren der für kontinuierliche Verfahren notwendigen "stehenden Welle" am Bandanfang jetzt nicht nur durch spezielle Katalyse des Gemisches, sondern auch durch die Gegendruckregulierung der Seitenbänder vorgenommen werden.

Alle Inkremente des aufschäumenden Gemisches legen in der ersten Phase den gleichen Weg von der unteren bis gegen die obere Deckschicht zurück. Erst in der zweiten Phase resultiert ein für alle Schauminkremente gleichmäßig starker Seitenschub. Der Zeitpunkt, an dem der Seitenschub für ein gegebenes System optimal ist, kann durch den seitlichen Gegendruck und die Fahrgeschwindigkeit vorgewählt werden. Abhebungen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, kommen nicht mehr vor. Schaumüberwälzungen in Richtung gegen die Fahrrichtung werden durch den sich verjüngenden Formkanal unter-Die gemäß der Erfindung hergestellten Platten sind vorzugsweise allseitig (außer der Stirnseite) durch Deckmaterialien geschützt. Da keine Besäumung mehr nötig ist, bleiben zusätzlich noch die druckstabilen Seitenkanten erhalten. Da Uberwälzungen in der Nähe der Ränder nicht stattfinden, ist die Porenstruktur gleichmäßig und damit auch die Dichteverteilung gleichmäßiger.

⁺drückt.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert, wobei auf die Fig. 2 bis 4 bereits in der Beschreibungseinleitung eingegangen wurde. Selbstverständlich stellen die Fig. 1 bis 8, soweit sie nicht zum Stande der Technik gehören, nur besondere Ausführungsformen dar, so daß die Erfindung nicht auf diese Figuren beschränkt ist.

Fig.l zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung der Seitenbänder 2, die sowohl in Längsrichtung als auch in Plattenebene beweglich angeordnet sind. Man erkennt deutlich, daß der Formkanal am Anfang der Anlage enger ist als in der Mitte. Erst dann nehmen die Seitenbänder ihre endgültige Position ein, so daß eine konstante Plattenbreite erhalten wird. Die Seitenbänder 2 liegen an Gegendruckeinrichtungen 1 an, die in kurzen Abständen nebeneinander angeordnet sind. (Wie in der Beschreibung bereits erwähnt, können die Seitenbänder am Anfang der Anlage so angeordnet sein, daß sie zwar in Längsrichtung, nicht aber in der Plattenebene beweglich sind, so daß man dann einen sich keilförmig, konisch bzw. konvex öffnenden Kanal erhält).

Fig.2 zeigt die Bildung von Hohlräumen an der unteren Deckschicht. Eine nähere Beschreibung dieses Phänomens wurde in der Beschreibungseinleitung gegeben.

Fig.3 zeigt die Entstehung eines Hohlraumes am Boden einer diskontinuierlichen Blockverschäumung (Stand der Technik).

Fig.4 zeigt eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formblöcken mit dem sogenannten "schwimmenden Deckel", der mit entsprechenden Gewichten belastet ist (Stand der Technik).

Fig.5 zeigt im Querschnitt eine schematische Anordnung der unteren Deckschicht 3, der oberen Deckschicht 4 und der beiden Seitenbänder 2, wobei die Gegendruckeinrichtungen

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nicht dargestellt sind. Die auf der unteren Deckschicht gepünkelt markierte Schicht soll den zu verschäumenden Kunststoff darstellen.

Fig.6 zeigt im Prinzip die gleiche Anordnung wie Fig. 5, jedoch mit den Gegendruckeinrichtungen 1, wobei die Seitenbänder noch nicht die endgültige Plattenbreite einnehmen, sondern zur Mitte hin durch die Gegendruckeinrichtungen verschoben sind.

Fig.7 zeigt im Querschnitt die Anordnung wie in Fig. 5 und 6, jedoch mit dem Unterschied, daß die Seitenbänder durch den im Kanal aufgetretenen Schäumdruck bis zum Anschlag und damit in die endgültigen seitenbegrenzenden Positionen zurückgedrückt sind.

Fig.8 zeigt ebenfalls im Querschnitt den Schäumkanal 8, das untere mitlaufende Band 6, auf dem sich die untere Deckschicht 3 befindet, das obere mitlaufende Band 7 zusammen mit der oberen Deckschicht 4, die nicht mitlaufenden Gegendruckeinrichtungen 1, die auf der rechten Sei te eine Aussparung aufweisen, in die die Feder des mitlaufenden Profilbandes 9 hineinragt, und auf der linken Seite mit dem Führungsprofil 11 fest verbunden sind, in das das mitlaufende Nutprofil 10 geführt wird.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Arbeitsweise weiterhin anhand der Figuren 5 bis 8 erläutert:

Die U-förmigen Seitenbänder 2 (einfachstes Beispiel) laufen zwischen der oberen (4) und der unteren (3) Deckschicht in die Anlage ein.

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1. Phase: In den durch die beiden Seitenbänder 2 und die untere

Deckschicht 3 gebildeten rechteckigen Hohlraum wird das Schaumstoffgemisch eingebracht und dann die obere Deckschicht eingeführt.

2. Phase: Das Schaumgemisch beginnt aufzuschäumen. Der Hohlraum

wird mit Schaum gefüllt. Das jetzt expandierende Gemisch drück mit zunehmender Kraft gegen die federbewehrten Seitenbänder, um sie nach außen zu schieben (siehe Fig. 3). Wichtig ist hierbei zu beachten, daß die Aufschäumrichtungen vertikal und horizontal zeitlich versetzt sind.

3. Phase: Das Reaktionsgemisch hat seine maximale Ausdehnung erreicht und die Seitenbänder auf die gewünschte Plattenbreite gebracht. Jetzt erst verhindert der Anschlag 5 ein weiteres Ausdehnen des Schaumstoffes.

Wie bereits erwähnt, können die Seitenkanten der Platten mit Nut- und Federprofilen versehen werden. Die Nut- und Feder-Profile können dabei aus starren oder flexiblen Materialien hergestellt worden sein. Die Herstellung solcher ineinander greifenden Profile ist bekannt. Die Ausführungen in Art, Form und Material sind mannigfaltig. Ihre Herstellung wird hier nicht beansprucht. Alle Arten sind jedoch ohne Einschränkung einsetzbar. Bevorzugt eingesetzt werden gemäß der Erfindung solche Nut- und Feder-Systeme, die kostengünstig aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff hergestellt werden können und so konstruiert sind, daß sie ineinander einhaken und so auf Zug zur Verstärkung des ganzen Verbundsystems beanspruchbar sind. In die Seitenhohlprofile dringt der Schaumstoff ein und ergibt damit eine feste Haftung zwischen Profil und Schaumstoffplatte. Aus Fig. 8 ist die Anordnung der Nut- und Feder-Profile in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Gegendruckeinrichtungen ersichtlich.

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Zusammenstellung der Bezugszeichen:

1 nicht mitlaufende Gegendruckeinrichtung

2 mitlaufende Seitenbänder

3 untere Deckschicht

4 obere Deckschicht

5 Anschlag

6 unteres mitlaufendes Band

7 oberes mitlaufendes Band

8 Schäumkanal

9 iTu.tlaufendes Federprofil

mitlaufendes Nutprofil nicht mitlaufendes Führungsprofil, das mit der nicht mitlaufenden Gegendruckeinrichtung verbunden ist.

In einem technisch aufwendigerem Beispiel können die Seitenbänder 2 auch zwischen dem oberen mitlaufenden Band und der oberen Deckschicht 4, bzw. dem unteren mitlaufenden Band 6 und der unteren Deckschicht 3 geführt werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gegebenenfalls allseitig kaschierten Platten aus geschäumten Kunststoffen, insbesondere Polyurethanhartschaumstoffen, bei dem der aufschäumende Kunststoff in einem, durch endlos umlaufende Bänder gebildeten Kanal geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Außendruck stehenden, zur Plattenmitte hingedrückten Seitenbänder erst im Laufe des Aufschäumens durch den dabei auftretenden Schäumdruck in ihre eigentlichen seitenbegrenzenden Positionen gedrückt werden, bis schließlich die Seitenbänder Positionen einnehmen/ die der gewünschten Plattenbreite und Kontur entspricht.
2. Vorrichtung zur Aufnahme des Schaumseitendruckes an kontinuierlich arbeitenden Bandanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß Gegendruckeinrichtungen (1) auf die in Plattenebene beweglichen Seitenbänder (2) einen solchen Gegendruck ausüben, wie es für das Reaktionsverhalten der jeweiligen aufschäumenden Kunststoffe optimal gewünscht wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig in der Plattenebene beweglich angeordneten Seitenbänder (2) aus einem flexiblen oder starren Material bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel der Gegendruckeinrichtungen (1) aus Federn bestehen, deren Gegendruckwirkung dem zeitlichen Aufschäumungsprofil des Schaumstoffes entsprechend eingestellt werden kann.

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INSPECTED

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckeinrichtungen (1) in jeder Stellung, insbesondere in der Minimum- und Maximum-Stellung arretierbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbänder (2) entsprechende Aussparungen zur Aufnahme profilierter Mitlaufbänder aufweisen.

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