DE3304329C2

DE3304329C2 -

Info

Publication number: DE3304329C2
Application number: DE3304329A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 6719 Battenberg De Holl
Original assignee: MUENCHOW und HUEHNE MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH 4100 DUISBURG DE
Current assignee: Commerzbank AG
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1983-02-09
Publication date: 1988-12-01
Also published as: DE3304329A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von quaderförmi gen Schaumstoffblöcken durch Ausschäumen und Versintern von vorge schäumten, kugelförmigen Polystyrol-Schaumstoffteilchen (EPS-Teilchen) in perforierten Metallformen mit Hilfe von trocken gesättigtem Wasser dampf, wobei man in einem ersten Schritt von zwei Seitenflächen der quaderförmigen Form her Wasserdampf kurzzeitig in den Formhohlraum einleitet, um Luft aus der Form zu verdrängen, und anschließend in einem zweiten Schritt in der Form einen Wasserdampfdruck aufbaut, der ausreicht, um die Versinterung der Teilchen zu bewirken.The invention relates to a method for producing cuboid against foam blocks by foaming and sintering pre- foamed, spherical polystyrene foam particles (EPS particles) in perforated metal molds using dry saturated water steam, whereby in a first step one of two side surfaces of the cuboid shape, water vapor briefly into the mold cavity initiates to displace air from the mold, and then into a second step in the form builds up a water vapor pressure, sufficient to cause the particles to sinter.

Dieses Verfahren, das z. B. im Kunststoff-Handbuch Band V, Polysty rol, Carl-Hanser-Verlag 1968, Seiten 709 bis 724 beschrieben ist, wird in technischem Maßstab seit langem praktiziert. Dabei kommen quader förmige Metallformen zur Anwendung, bei denen alle sechs Wände als flache Dampfkammern mit innenseitiger Perforation ausgebildet sind, durch die Dampf eingeleitet werden kann. Im allgemeinen sind drei Wände schwenk- und verriegelbar, damit die hergestellten Schaum stoffblöcke leicht entfernt werden können. Eine Standard-Blockform hat die Maße 5 m × 1,0 m × 0,5 m, sie weist also vier Seitenflächen und zwei schmale Stirnflächen auf.This method, which e.g. B. in the plastic manual volume V, Polysty rol, Carl-Hanser-Verlag 1968, pages 709 to 724 practiced on a technical scale for a long time. Here come cuboids shaped metal molds for use in which all six walls as flat steam chambers are formed with perforation on the inside, through which steam can be introduced. Generally there are three Walls can be swiveled and locked so that the foam produced blocks of fabric can be easily removed. Has a standard block shape the dimensions 5 m × 1.0 m × 0.5 m, so it has four side surfaces and two narrow faces.

Die Form wird mit vorgeschäumten EPS-Teilchen gefüllt, geschlossen und verriegelt. Um den Feuchtigkeitsgehalt niedrig zu halten, wird zunächst das in den Dampfleitungen und in den Seitendampfkammern entstandene Kondensat mit einem kurzen Dampfstoß entfernt. Dann wird in einem ersten Bedampfungsschritt trocken gesättigter Wasser dampf kurzzeitig durch die Form geblasen, um Luft und Treibmittel reste, die sich in den Zwickeln zwischen den EPS-Teilchen befinden, aus der Form zu verdrängen und durch Dampf zu ersetzen. Beim her kömmlichen Verfahren leitet man dazu an den beiden breiteren gegen überliegenden Seitenflächen gleichzeitig Wasserdampf ein (sog. "Querbe dampfung"), die verdrängte Luft strömt durch die beiden schmaleren anderen Seitenflächen ab. Anschließend wird die Form in einem zwei ten Schritt allseitig so bedampft, daß in der Form ein Wasserdampf druck von etwa 0,6 bis 1,0 bar aufgebaut wird. Dieser Druck wird in der Regel noch eine gewisse Zeit, z. B. 3 bis 30 sec lang gehalten. Dadurch werden die EPS-Teilchen auf eine Temperatur zwischen 110° und 120°C erwärmt, wodurch sie weiter ausschäumen und miteinander versintern.The mold is filled with pre-expanded EPS particles, closed and locked. To keep the moisture content low first in the steam lines and in the side steam chambers condensate is removed with a short burst of steam. Then is in a first vaporization step dry saturated water steam is blown briefly through the mold for air and propellant residues that are in the gussets between the EPS particles, to displace from the mold and to be replaced by steam. When here Conventional procedures are directed against the two broader ones overlying side surfaces at the same time water vapor (so-called "Querbe damping "), the displaced air flows through the two narrower ones other side faces. Then the shape is in a two steamed th step on all sides so that water vapor in the mold pressure of about 0.6 to 1.0 bar is built up. This pressure is in usually a certain time, e.g. B. held for 3 to 30 sec. This causes the EPS particles to reach a temperature between 110 ° and heated to 120 ° C, causing them to foam further and together to sinter.

Bei dieser Fertigung von Schaumstoffblöcken wird neben kurzer Zyklus zeit und geringem Feuchtigkeitsgehalt vor allem eine gute und über den Blockquerschnitt gleichmäßige Versinterung angestrebt. Es hat sich aber gezeigt, daß bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem das Verdrängen der Luft durch gleichzeitiges Bedampfen der beiden brei ten Seitenflächen ausgeführt wird, das Blockinnere in wesentlich ge ringerem Maß versintert als die Außenbereiche. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Dampfströmung im Bereich der Block kanten intensiver erfolgt (kurzer Strömungsweg und weniger Strö mungswiderstand) als in der Blockmitte, in der infolge der Strömungs symmetrie nur eine geringe Strömung entstehen kann. Darüber hinaus scheint die Diffusion von Luft aus den EPS-Teilchen auch eine Rolle zu spielen. In this production of foam blocks, in addition to a short cycle time and low moisture content especially good and over the block cross-section aimed for uniform sintering. It has but it has been shown that in the conventional method in which the Displacing the air by simultaneously steaming the two mush th side surfaces is executed, the block interior in substantially ge sintered to a lesser extent than the outside areas. This is believed to be due to the fact that the steam flow in the area of the block edges are more intensive (short flow path and less flow resistance) than in the middle of the block, due to the flow symmetry only a small flow can arise. Furthermore the diffusion of air from the EPS particles also seems to matter to play.

Durch diese ungleichmäßige Versinterung ist auch die Dicke der Schaumstoffblöcke auf maximal etwa 0,5 m begrenzt. Aus wirtschaftli chen Gründen wäre aber eine Blockdicke von etwa 1 m erwünscht, weil dann der spezifische Verschnitt beim Besäumen der Blöcke ge ringer würde. Bei derart dicken Blöcken würden jedoch die Unterschie de in der Versinterung innerhalb der Blöcke so stark, daß sie aus Qualitätsgründen nicht mehr verkäuflich wären.Due to this uneven sintering, the thickness of the Foam blocks limited to a maximum of about 0.5 m. From economic Chen reasons, a block thickness of about 1 m would be desirable because then the specific waste when trimming the blocks ge would wrestle. With such thick blocks, however, would be the difference de in the sintering within the blocks so strongly that they are out Quality reasons could no longer be sold.

Darüber hinaus neigen nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellte Schaumstoffblöcke an den Seitenflächen zum Einfallen. Dies rührt wahrscheinlich daher, daß die EPS-Teilchen im Bereich des Dampfein tritts unter der Einwirkung des inneren Schäumdrucks linsenförmig ab platten und nach dem Entformen dem atmosphärischen Druck nicht in dem Maß widerstehen wie die Teilchen im Bereich des Austritts der Querbedampfung. Dies hat weiter zur Folge, daß der Schäumdruck nach dem Bedampfen während der sogenannten Druckabbauzeit im Be reich der beiden breiten Seitenflächen, an denen die Querbedampfung eingeleitet wurde, schneller abnimmt als an den schmalen Seitenflä chen im Bereich des Austritts der Querbedampfung, was bei zu frühem Entformen zum Aufreißen der Schaumstoffblöcke führen kann. Um dieses Aufreißen zu vermeiden, muß für eine ausreichend lange Entformzeit gesorgt werden, was verhältnismäßig lange Zykluszeiten zur Folge hat.In addition, tend to be manufactured by the conventional method Foam blocks on the side surfaces to collapse. This is moving probably because the EPS particles are in the range of the vapor emerges lenticular under the influence of the internal foam pressure plate and after demolding the atmospheric pressure withstand the extent to which the particles exit the area Cross steaming. This also has the consequence that the foaming pressure after steaming during the so-called pressure reduction period in the Be rich of the two wide side surfaces on which the cross-vaporization was initiated, decreases faster than on the narrow side surfaces Chen in the area of the exit of cross-vaporization, which is too early Demolding can tear the foam blocks. To this Avoiding tearing must be carried out for a sufficiently long demolding time be taken care of, which results in relatively long cycle times Has.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit dem eingangs beschrie benen Verfahren in kurzen Zykluszeiten auch verhältnismäßig dicke Schaumstoffblöcke herzustellen, die möglichst gleichmäßig versintert sind und deren Seitenflächen gleichartig ausgebildet sind, d. h. nicht einfallen oder aufreißen.The invention is based, with the above described task The above-mentioned processes are also relatively thick in short cycle times To produce foam blocks that sintered as evenly as possible are and the side surfaces are of the same design, d. H. not come up or tear open.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dampfzufuhr in dem ersten Schritt an zwei oder vier paarweise gegen überliegenden Seitenflächen der Form nicht gleichzeitig, sondern nach einander erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the Steam supply in the first step against two or four in pairs overlying side faces of the form not at the same time, but after one another.

Dieses mehrfache Querbedampfen in verschiedenen Richtungen bewirkt, daß die Luft gleichmäßig aus allen Blockseiten verdrängt wird, und daß der Schäumdruck auf die Formwand nach dem Bedampfen an allen Blockseiten gleich schnell abklingt. Dadurch wird vermieden, daß die Seitenflächen nach dem Entformen einfallen bzw. nachblähen oder gar aufreißen. Somit wird auch eine kürzere Druckabbauzeit, d. h. eine kürzere Zykluszeit möglich. Ferner ergibt sich eine gleichmäßigere Versinterung der Schaumstoffblöcke, womit eine Blockdicke von 1 m möglich wird.This multiple cross-steaming in different directions causes that the air is displaced evenly from all sides of the block, and that the foam pressure on the mold wall after steaming on everyone Block pages fade away quickly. This will prevent the Side surfaces collapse or expand or even after demolding rip. Thus, a shorter pressure reduction time, i.e. H. a shorter cycle time possible. Furthermore, there is a more uniform Sintering of the foam blocks, with a block thickness of 1 m becomes possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Seitenflächen segmentweise so abgedeckt, daß an den abgedeckten Segmenten Dampf nicht eintreten kann, die verdrängte Luft aber unge hindert abströmen kann. Damit läßt sich eine noch gleichmäßigere Ver sinterung der Schaumstoffblöcke erreichen.In a preferred embodiment of the invention, at least two side surfaces covered in segments so that on the covered Segments of steam cannot enter, but the displaced air does not prevents flow. This allows an even smoother Ver achieve sintering of the foam blocks.

Durch das erfindungsgemäße mehrfache Querbedampfen in verschiedenen Richtungen wird es auch möglich, daß in dem zweiten Bedampfungs schritt mit niedrigerem Wasserdampfdruck, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,6 bar, gearbeitet werden kann. Auch die Dauer der Druckhal tung in dieser Stufe kann verringert werden, vorzugsweise auf weniger als 10 sec.Due to the multiple cross-vaporization according to the invention in different Directions it is also possible that in the second vapor deposition step with lower water vapor pressure, preferably between 0.4 and 0.6 bar. Also the duration of the Druckhal device at this stage can be reduced, preferably to less than 10 sec.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert:The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail using various exemplary embodiments:

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Blockform mit den Abmessungen 5 m × 1,0 m × 0,5 m. Über Verteilerleitungen 1 und 2 wird Dampf den bei den größeren Seitendampfkammern 3 zugeführt, verteilt sich dort und strömt durch perforierte Innenwände 4 in den mit EPS-Teilchen gefüll ten Forminnenraum 5. Da der Dampf an den beiden Verteilerleitungen 1 und 2 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander eingeleitet wird, können die Dampfströme a und b den Forminnenraum gleichmäßig durchströmen. Es muß allerdings darauf geachtet werden, daß die Dampfströme a und b gleich stark sind, da sich sonst Spannungen im Block ergeben, die zu Wölbungen nach der Seite führen, die intensiver bedampft wurde. Fig. 1 shows in section a block shape with the dimensions 5 m × 1.0 m × 0.5 m. Via distribution lines 1 and 2 , steam is supplied to the larger side steam chambers 3 , is distributed there and flows through perforated inner walls 4 into the mold interior 5 filled with EPS particles. Since the steam on the two distribution lines 1 and 2 is not introduced simultaneously but in succession, the steam flows a and b can flow through the mold interior evenly. However, care must be taken to ensure that the steam flows a and b are equally strong, since otherwise there are tensions in the block, which lead to bulges to the side that has been steamed more intensely.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Blockform mit den Abmessungen 5 m × 1,0 m × 1,0 m. Die Form wird hintereinander vierfach querbedampft. Die Dampfströme sind mit c, d, e und f bezeichnet. Diese Bedampfungs weise ist zwar aufwendig, ergibt jedoch die beste Versinterung und kürzeste Druckabbauzeit. Fig. 2 shows in section a block shape with the dimensions 5 m × 1.0 m × 1.0 m. The mold is cross-steamed four times in succession. The steam flows are labeled c, d, e and f . This vaporization is expensive, but results in the best sintering and shortest pressure reduction time.

Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Blockform mit quadratischem Querschnitt, bei der an zwei Seitenflächen Segmente 6 abgedeckt sind, durch die kein Dampf einströmen kann. Die Blockform wird zweimal hintereinan der mit den Dampfströmen g und h querbedampft. Diese Ausführungs form erfordert den geringsten Installationsaufwand. Allerdings muß der freie Durchtrittsquerschnitt jeder perforierten Dampfinnenwand so abgestuft werden, daß den unterschiedlichen Strömungswegen entspre chend eine gleichmäßige Dampfströmung über dem Blockquerschnitt erfolgt. Fig. 3 also shows a block shape with a square cross-section, in which segments 6 are covered on two side surfaces, through which no steam can flow. The block shape is steamed twice in succession with the steam flows g and h . This execution form requires the least installation effort. However, the free passage cross section of each perforated inner steam wall must be graded so that the different flow paths accordingly a uniform steam flow takes place over the block cross section.

Fig. 4 zeigt noch eine Blockform mit quadratischem Querschnitt. Hier sind an vier Seitenflächen Segmente 7 abgedeckt. Die Blockform wird dreifach mit den Dampfströmen i, k und l nacheinander querbedampft. Fig. 4 shows a block shape with a square cross section. Here, segments 7 are covered on four side surfaces. The block shape is steamed three times in succession with the steam flows i , k and l .

Claims

1. A process for the production of cuboidal foam blocks by foaming and sintering pre-expanded, spherical polystyrene foam particles in perforated metal molds with the aid of dry saturated water vapor, water being briefly introduced into the mold cavity in a first step from two side surfaces of the cuboid mold. in order to displace air from the mold, and then in a second step builds up a water vapor pressure in the mold which is sufficient to effect the sintering of the particles, characterized in that the steam supply in the first step on two or four pairs of opposite side faces the form does not take place at the same time, but takes place one after the other.

2. The method according to claim 1, characterized in that min at least two side surfaces are covered in segments so that on the covered segments steam cannot enter, but the ver forced air can flow freely.