DE3604175A1

DE3604175A1 - Verfahren und einrichtung zum formpresssen von schaumstoff in verbindung mit hartem kunststoff

Info

Publication number: DE3604175A1
Application number: DE19863604175
Authority: DE
Inventors: Mario Casatenovo Como Vismara
Original assignee: Devi SpA
Current assignee: Devi SpA
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1986-08-14
Also published as: IT1185507B; IT8519521A0; DE3604175C2

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Formpressen von Schaumstoff, insbesondere von Polystyrolschaum, in Verbindung mit hartem Kunststoff, insbesondere mit Polystyrol-Hartfolie.
Bekanntlich wird Polystyrolschaum in Formhälften mit Dampfbläsern formgepresst, wobei der Dampf - wenn die Formhälften zur Bildung des Formraumes miteinander verbunden sind und der Formraum mit Polystyrolkügelchen gefüllt ist - das Sintern der Kügelchen bewirkt und ein kompaktes Endprodukt bildet.
Der so bearbeitete Polystyrolschaum weist zwar ein gutes Isoliervermögen auf,ist leicht und wirtschaftlich, kann je doch nicht für viele Anwendungszwecke benutzt werden, weil er gegen Kratzer empfindlich ist, dazu neigt, Schmutz insbesondere in Spalten aufzufangen und nicht waschbar ist.
Ausserdem sind seine mechanischen Eigenschaften für viele Zwecke unzulänglich.
Um die Eigenschaften des Polystyrols zu verbessern und seine Anwendungsmöglichkeiten auszubauen, hat man vorgeschlagen, den Polystyrolschaum mit einem harten Polystyrol zu verbinden, und zwar insbesondere die Ansichtflächen mit einer Pelystyrol-Hartfolie zu decken, u eine waschbare Verkleidung mit guter Reibfestlgkelt zu erhalten. Die Polystirol-Hartschicht verbessert aucr ale mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses. Es versteht sich, dass sich das Wort "hart" hier und nachstehend auf material bei Raumtemperatur in Verhältnis zum Schaumstoff bezieht.
Das Auftragen der Polystyrol-Hartfolie bringt jedoch verschiedene Probleme mit sich.
Die im Formraum angeordnete Folie verhindert den Durchtritt des zum Sintern des Polystyrolschaumes erforderlichen Dampfes zwischen den For##älften, da die Polystyrol-Hartfolie ein dampfundurchlässiges Hindernis darstellt. Dem Dampf gelingt es nicht, zur Folie zu gelangen und der sich in der Nähe der Folie befindende Schaum erfährt die gewünschte umsetzung nicht, so dass die Folie nicht ausreichend am restlichen Material haften bleibt.
Will man die Folie auf bereits formaepresstes Material auftragen, so ist die Tatsache zu berücksichtigen, dass sich der schon gepresste Schaumstoff als Dampfsperrstoff verhält.
Ausserdem erfährt dabei die Folie Verformungen, die ihren Bruch im Bereich der Kanten und der Ecken verursachen.
Um ablese Nachteile zu beseitigen, hat man versucht, die Polyst';rol-:1artfolie separat vorzuformen und den Polystyrol-Schaum separat zu pressen, aber ein solches Verfahren ist it einem grösseren Ausfwand an Zeit und Mitteln verbunden, weil nicht nur getrennte Bearbeitungsstufen der beiden Stoffe, sondern nocn eine weitere Stufe zur Verbindung - zum Beispiel Klebverbindung - der beiden Stoffe erforderlich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfa@ -ren un eine Einrichtung zum Formpressen von Schaumstoff, insbesondere von Polystyrolschaum, in Verbindung mit hartem Kunststoff, Insbesondere mit Polystyrol-Hartfolie, zu schaffen, die die Herstellung des Verbunderzeugnisses in einem einzigen Arbeitsgang ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren gelöst, bei #dem der harte Kunststoff vor dem Formpressen des Schaumstoffes vorgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der harte Kunststoff bei offener Form in Berührung mit der einen Formhälfte vorgeformt wird und der Schaumstoff durch Impulsbeaufschlagung mit Dampf auf den harten Kunststoff formgepresst wird.
Zur Ausführung dieses Verfahrens wird erfindungsgemäss eine Einrichtung vorgeschlagen, die zwei Formhälften, die miteinander verbunden werden, um einen Formraum zu bilden, sowie Mittel zur Zuführung des Dampfes in den Formraum aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass der einen Formhälfte Haltemittel des harten Kunststoffes zum Vorformen in Berührung mit dieser Formhälfte zugeordnet sind, dass die Dampfzuführungsmittel der anderen Formhälfte zugeordnet sind und dass Mittel zur Impulsbeaufschlagung mit Dampf vorgesehen sind.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Einrichtung kann man ein Erzeugnis aus mit einer Polystyrol-hartfolie überzogenem Polystyrolschaum in einem einzigen Arbeitsvorgang und im wesentlichen mit zwei Formhälften herstellen, wobei der harte Kunststoff nicht auf den Schaumstoff formgepresst, sondern umgekehrt der Schaumstoff auf den direkt an der entserechenden Formhälfte vorgeformten harten Kunststoff formgepresst wird.
Diese Verfahrensweise ermöglicht es, dem harten Polystyrol ohne Risse oder Brüche im Bereich der Ecken oder der Kanten und ohne Anwendung von separaten Ausrüstungen die gewünschte Forw zu geben. Ausserdem wird mit der Impulsbeaufschlagung mit Dampf das Hindernis der Dampfundurchlässigkeit des harten Kunststoffes überwunden, weil die Impulsbeaufschlagung ein allmähliches Ausstossen der Luft gestattet, so dass der Dampf bis zum harten Kunststoff gelangen und die Polystyrol-Kügelchen auch in diesem Bereich sintern kann, wodurch eine ausgezeichnete Haftung der beiden Stoffe gewährt wird, ohne dass zur Verbindung derselben weitere separate Behandlungen erforderlicn sind.
Anstelle der Impulsbeaufschlagung mit Dampf kann auch die Beaufschlagung mit einer Folge von Dampfimpulsen und Vakuumimpulsen mit Vorteil vorgesehen werden.
Der harte Kunststoff kann vor dem Vorformen vorteilhaft vorgeart werden und das Verformen in Berührung mit der Formhälfte kann durch zwischen der Formhälfte und dem an den Endkanten festgehaltenen Stoff erzeugtes Vakuum erfolgen, nachdem die Formhälfte zum Vorverformen des zwischen den Kanten gespannten Stoffes gebracht wurde.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Einrichtung gehen aus der nachstehenden eschreibung einer in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor. Es zeigen: Fig. 1 und 2 jeweils Schnittansichten der beiden Formähalften einer erfindungsgemässen Einrichtung und Fi. 3 bis 8 die aufeinanderfolgenden Stufen des Formpressvorganges eines Artikels aus Polystyrol-Schaum mit einer an der einen Seite angebrachten Polystyrol-Hartfolie.
Fig. 1 stellt eine Formhälfte 1 von an sich bekannter Bauart zum Formpressen von Polystyrolschaum dar. Die Formhälfte 1 umfasst eine abgedichtete Kammer 2 zwischen dem Körper 1a der Formhälfte und dem Formraum 1b und in die Kammer 2 wird über eine Leitung 3 Dampf und über eine Leitung 4 Druckluft zugeführt. Im Inneren der Kammer 2 ist ein Kühlsystem 5 mit einer Zuführungsleitung 6 angeordnet. Mit 7 ist eine Auslassleitung bezeichnet, die auch dazu geeignet ist, in der Kammer 2 einen Unterdruck zu erzeugen.
Der Schaumstoff, insbesondere der Polystyrolsehaum, wird in Form von Kügelchen über einen Aufgeber 8 zugeführt, der bekannt ist und daher nicht näher dargestellt und beschrieben wird. Die Wandung des Formraumes 1b weist Blastabletten 9 auf, die den Dampf in den Formraum eindringen lassen.
Die Formhälfte 1 ist in an sich bekannter Weise über nicht im Einzelnen dargestellte Mittel beweglich angeordnet.
Zum L'nterscniea von dem, was beim bekannten Stand der Technik geschieht, ist die andere Formhälfte 10 anders als die Formhälfte 1 ausgebildet und weist einen ortsfesten Körper 10a auf, in dem sich der Stempel 1Ob zum Beispiel über Hvdraulikzylinder 11 bewegt. Dem Rand des Körpers lOa sind Haltemittel 12 des harten Kunststoffes, insbesondere der Polystyrol-Hartfolie 13, zugeordnet, die die Folie gegen die Formhälfte 10 festhalten.
In den Körper lOa münd~en:eine Druckluftleitung 14 und eine Einlassleitung 15 zum Erzeugen des Vakuums in dem den beweglichen Stempel 10b untergreifenden Teil ein. Die Wandung des Stempels 10b weist mehrere Stichlöcher 16 auf, die die Bildung eines Unterdruckes zwischen dem Stempel 1Ob und der Folie 13 gestatten.
Vor den Formhälften 1 und 10 kann eine Heiz- oder Vorheizvorrichtung vorteilhaft vorgesehen werden, die in den Figuren 3 bis 8 mit 17 bezeichnet ist und die Folie 13 auf die Erweichungstemperatur bringt.
Um den Schaumstoff mit dem harten Kunststoff zu verbinden, geht man folgendermassen vor (Figuren 3-8).
In einer ersten Stufe sind die beiden Formhälften voneinander getrennt und die Polystyrol-Hartfolie 13 wird durch die Vorheizvorrichtung 17 zweckmässig vorgewärmt. Die von den Kantenhaltern 12 festgehaltene, erweichte Folie wird dann vorgeschoben, bis sie zwischen den beiden Formhälften 1 und 10 zu liegen kommt.
Nun wird der Stempel 10b angehoben, während die Kantenhalter 12 die Folie 13 gegen den Körper der Formhälfte 10 festhalten. Die Bewegung des Stempels 105 über die Ebene der Folie 13 hinaus verursacht eine Vorverformung der erweichten Folie, die sich nach dem Verlauf des Stempelprofils biegt, ohne jedoch seinem genauen Umriss zu folgen.
Nach dieser Stufe wird zwischen dem Stempel 1Ob und der Folie 13 über die Vakuumleitung 15 ein Unterdruck erzeugt, damit die ericte Folie 13 eng an jeder Stelle des Stempels 10b anliegt.
Jetzt wird die Formhälfte 1 in die Presstellung ausgefahren und in den zwischen den beiden Formhälften gebildeten Formraum 1£, in dem das harte polystyrol bereits vorgeformt ist, wird der Polystyrolschaum in Form von Kügelchen nach einem an sich bekannten Verfahren eingespritzt. Die Kügelchen werden mit dem über die Leitung zugeführten Dampf gesintert.
Da die harte Folie 13 den Dampf nicht durchlässt, wird der Dampf in einer Impulsfolge zugeführt, wozu Sperrmittel 19 der Leitung 3 betätigt werden. Die Dampfimpulse können mit zum Beispiel aber nicht unbedingt abwechselnd zugeführten Vakuumimpulsen kombiniert werden, wozu die Sperrmittel 20 der Leitung 7 entsprechend betätigt werden. Durch die Impulse wird die zwischen den Kügelchen vorhandene Luft allmählich bis zum Bereich des harten Kunststoffes ausgestossen, so dass auch der harte Kunststoff, genau so wie der Schaumstoff im Berührungsbereich mit dem harten Kunststoff, aer Wirkung des Dampfes ausgesetzt wird. So finden in diesem Bereich nicht nur das Sintern des Schaumstoffes sondern auch das Haften zwischen Schaum- und hartem Kunststoff statt.
Nach der durch das Kühlsystem 5 vorgenommenen Abkühlung, werden die Formhälften 1 und 10 geöffnet und das Fertigprodukt 21 wird mittels Druckluft ausgestossen (siehe Fig. 8), während eine neue -Folie 13 zum Arrinaen und zum Formpressen schon bereitsteht.
Wie es aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann man in einem einzigen Arbeitsgang mit zwei Formhälften kontinuierlich arbeiten. Das Verbundprodukt kann vorteilhaft mehrere unterschiedliche Formen und nicht unbedingt nur einfache Elementarformen aufweisen.
Die Dicke der Hartfolie 13 kann etwa 1 mm oder auc: weniger betragen. Die Erweichungstemperatur des harten Polystyrols kann ca. 100-120 betragen.
Die Polystyrol-Hartfolie kann in Rollen und schon mit einem blanken Schutzfilm in verschiedenen Farben besorgt werden.
Selbstverständlich kann die Formhälfte 10 geheizt werden, um ein mögliches Abkühlen der Folie 13 zu vermeiden. Man kann auch die Folie 13 wie eine Ballonhälfte mittels durch die Leitung zugeführter Druckluft vorverformen.
Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Einrichtung besteht in der Herstellung von Türen oder Wandungen für Kühlschränke u.dgl., wo sich die ausgezeichneten Dämmeigenschaften des Polystyreis mit den guten mechanischen Eigenschaften der Uberzugfolie vereinen, die ausserdem leicht gewaschen werden kann und gegen Kratzer unempfindlich ist.
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Claims

Verfahren und Einrichtung zum Formpressen von Schaumstoff in Verbindung mit hartem Kunststoff PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Formpressen von Schaumstoff, insbesondere von Polystyrolschaum, in Verbindung mit hartem Kunststoff, insbesondere mit Polystyrol-Ilartfolie, bei dem der harte Kunststoff vor dem Formpressen des Schaumstoffes vorgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der harte Kunststoff bei offener Form in Berührung mit der einen Formhälfte vorgeformt wird und der Schaumstoff durch Impulsbeaufschlagung mit Dai#:pf auf den harten Kunststoff formgepresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der harte Kunststoff mit den Endkanten in dichter Berührung mit dem Rand der entsprechenden Formhälfte gehalten und mittels des zwischen der Formhälfte und dem harten Kunststoff erzeugten Unterdruckes vorgeformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, dass der harte Kunststoff vor dem Vorformen bis zur Erweichungstemperatur vorgeheizt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der harte Kunststoff an den Endkanten in dichter Berührung mit der entsprechenden Formhälfte gehalten, zunächst durch die Bewegung dieser Formhälfte über die Ebene des zwischen den Kanten gespannten, harten Kunststoffes hinaus vorverformt und schliesslich durch den zwischen der Formhälfte und dem harten Kunststoff erzeugten Unterdruck dazu gebracht wird, eng an der Formhälfte anzuliegen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formpressen des Schaumstoffes auf den harten Kunststoff mit aufeinanderfolgenden Dampf- und Vakuumimpulsen ausgeführt wird.
6. Einrichtung zum Formpressen von Schaumstoff, insbesondere von Polystyrolschaum, in Verbindung mit hartem Kunststoff, insbesondere mit Polystyrol-Hartfolie, gemäss dem Verfahren nach einem der obigen Patentansprüchen 1 bis 5, mit zwei Formhälften, die miteinander verbunden werden, um einen Formraum zu bilden, und mit Mitteln zur Zuführung des Dampfes in diesen Formraum, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Formhälfte Mittel zum Festhalten des harten Kunststoffes während des Vorformens in Berührung mit dieser Formhälfte zugeordnet sind und dass die Dampfzuführungsmittel der anderen Formhälfte zugeordnet sind sowie dass Mittel zur Impulsbeaufschlagung mit Dampf vorgesehen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhälfte einen über die Ebene des harten Kunststoffes zur Vorverfornien dieses Kunststoffes beweglichen Stempel umfasst.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhälfte einen in einer ortsfesten Formkörperhälfte beweglich ist, der die Haltemittel zugeordnet sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bzw. 8, dadurch ekennzeichnet, dass die Wandung des Stempels mehrere Stichlöcher aufweist, um die Bildung eines Unterdruckes zwischen dem Stempel und dem harten Kunststoff zu ermöglichen.
10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Formhälften eine Vorrichtung zum Heizen des harten Kunststoffes auf Er eichungstemperatur angeordnet ist.
11. Einrichtung nach Einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel dem Rand der Formhälfte zugeordnete Kantenhalter umfassen.