DE3711028A1 - Verfahren und einrichtung zur herstellung geschaeumter formkoerper - Google Patents
Verfahren und einrichtung zur herstellung geschaeumter formkoerperInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten
vorgeschäumter Kunststoffpartikel in ein geschäumtes
Kunststofformteil. Die vorliegende Erfindung
betrifft auch eine Einfüll-Blaseinrichtung, die zur
Durchführung des Formgebungsverfahrens verwendbar ist.
Das Formverfahren und die Blaseinrichtung bzw. Blaspistole
nach der vorliegenden Erfindung sind bei der Herstellung
geschäumter Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen
verwendbar, die als Behälter verschiedener Art,
Wärmeisoliermaterialien, Polstermaterialien u. dgl. verwendet
werden.
In herkömmlichen Verfahren zum Einfüllen vorgeschäumter
Kunststoffteilchen in eine Form wird zuerst das entsprechende
Volumen vorgeformter Kunstharzpartikel, die in die
Form eingefüllt werden sollen, zugemessen, dann wird die
Form mit dem festgelegten Teil der vorgeschäumten Kunststoffpartikel
durch eine Blaspistole eingefüllt und anschließend
eine Einfüllöffnung, die zum Formhohlraum
führt, geschlossen. Das Festlegen der Menge vorgeschäumter
Kunststoffteilchen, die in die Form eingefüllt werden
sollen, kann auf verschiedene Weise stattfinden, z. B. in
einem Schritt der partieweisen Gesamtmessung des Gesamtvolumens,
das eingefüllt werden soll, unter Verwendung
eines großen Zumeßbehälters und in einer mehrstufigen
Zumessung jeweils einer jeden Teilmenge des Gesamtvolumens,
das eingefüllt werden soll unter Verwendung verhältnismäßig
kleiner Kammern in einem Rotor, wie dies in
den Fig. 1 und 2 gezeigt ist (s. japanische Patente 41
736/83 und 10 296/84, japanische Patentanmeldung 63
170/79, GB-PS 14 45 474 und DE-PS 23 63 923).
Die herkömmlichen Verfahren der Schließung einer Beschickungsöffnung,
die zum Formhohlraum führt, nachdem
dieser Formhohlraum mit der Gesamtmenge eines zugemessenen
Anteils vorgeschäumter Kunststoffteilchen gefüllt
wurde, unterliegen jedoch dem Problem der Überfüllung
oder Unterfüllung der Form, wobei diese Erscheinungen zu
einer hohen Beanstandungsrate an den gefertigten, geschäumten
Formkörper führen, da die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
im allgemeinen gewisse Variationen ihrer
Raumdichte (bei vorgeschäumten Kunststoffteilchen im allgemeinen
10-20% Abweichung) aufweisen.
Im Stand der Technik wird die Verarbeitung von vorgeschäumten
Kunststoffteilchen unter anfänglicher Festlegung
eines Druckes im Formhohlraum vorgenommen, der entsprechend
der Raumdichte der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
festgelegt wird. Daher werden vorgeschäumte
Kunststoffteilchen, die eine die durchschnittliche Raumdichte
übersteigende Raumdichte aufweisen, infolge ihrer
höheren Druckbelastbarkeit weniger zusammengedrückt und
nehmen im Formhohlraum unter Verdichtung einen übermäßig
großen Raum ein, mit dem Ergebnis, daß die Beschickungsöffnung,
die zum Formhohlraum führt, geschlossen wird,
während die Form selbst die Einfüllmenge nicht zu fassen
vermag und eine Überfüllung der Form mit Kunststoffteilchen
bis zu einem Zylinder der Einblaspistole hin auftritt.
Infolge dieser Überfüllung der Beschickungsöffnung
bzw. Beschickungszuleitung der Einblaspistole, der mit
dem Formhohlraum verbunden ist, wird der Dampfstrom unter
den vorgeschäumten Kunststoffteilchen behindert und es
findet eine unzureichende Verschmelzung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen zu dem geschäumten Kunststofformteil
statt, so daß dieses Spalten oder Hohlräume zwischen
den verschmolzenen geschäumten Kunststoffteilchen aufweisen.
Andererseits nehmen vorgeschäumte Kunststoffteilchen,
die eine niedrigere Raumdichte aufweisen als sie
durchschnittlich vorhanden ist, unter Druckbeanspruchung
in dem Formhohlraum einen zu kleinen Raum ein, mit dem
Ergebnis, daß die Beschickungsöffnung, die zum Formhohlraum
führt, geschlossen wird, während die Füllung im
Formhohlraum nicht ausreicht, um die Form entsprechend
der vollen Kapazität des Formhohlraumes auszufüllen. Es
besteht hierdurch die Neigung zu einem zu geringen Füllstand
an der Einfüllöffnung des Formhohlraumes.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Verfahren zur Herstellung geschäumter Formkörper aus vorgeschäumten
Kunststoffteilchen zu schaffen, bei dem
leicht und automatisch genau das richtige Volumen an vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in einen Formhohlraum eingeführt
wird, und zwar auch dann, wenn die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen hinsichtlich ihrer Raumdichte variieren
und durch das die Ausschußrate an geschäumten Kunststofformkörpern,
insofern diese vom Überfüllen oder Unterfüllen
der Form mit vorgeschäumten Kunststoffteilchen
herrührt, vermindert werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine Einfüll-Blaspistoleneinrichtung anzugeben, die
zur Durchführung des Verfahrens der Formkörperherstellung
verwendbar ist.
Es wurden in diesem Zusammenhang verschiedene Untersuchungen
angestellt, um die vorerwähnten Probleme, die im
Stand der Technik auftreten, zu lösen, wobei diese Untersuchungen
in der Überlegung mündeten, eine
Druckerfassungseinrichtung in einer Leitung zur Zuführung
von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in einen Formhohlraum
oder in einem Einlaßabschnitt einer Beschickungsöffnung,
die zu dem Formhohlraum führt, vorzusehen, und zwar
zum Zweck der Erfassung des Druckes in der Leitung oder
in dem Einlaßabschnitt, während der Formhohlraum mit den
vorgeschäumten Kunststoffteilchen gefüllt wird. Wenn die
Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den
Formhohlraum gestoppt wird, wenn der durch die Erfassungseinrichtung
angezeigte Druck den Druck im Formhohlraum
um einen bestimmten Betrag übersteigt, kann der
Formhohlraum mit genau der richtigen Menge vorgeschäumter
Kunststoffteilchen leicht und automatisch beschickt werden.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Überlegung.
Das Formgebungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung
umfaßt grundsätzlich eine Druckerhöhung im Formhohlraum
durch ein Druckgas, die Beschickung des Formhohlraumes
mit vorgeschäumten Kunststoffteilchen, in dem diese mit
einem Druckgas unter Druck gesetzt werden, dessen Druck
höher ist als der Druck im Formhohlraum und der Erwärmung
der eingefüllten geschäumten Kunststoffteilen mit Dampf,
so daß sie miteinander verschmelzen oder sich ausdehnen
und miteinander verschmelzen, um einen geschäumten Formkörper
zu bilden. Bei diesem Verfahren ist eine
Druckerfassungseinrichtung in einer Leitung zur Überführung
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den Formhohlraum,
während dem sie durch Druckgas in die Form eingeströmt
werden, vorgesehen, oder diese
Druckerfassungseinrichtung ist in einem Einlaßabschnitt
einer Beschickungsöffnung, die zum Formhohlraum führt,
angeordnet, und die Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum wird gestoppt, wenn der
Druck, der durch die Druckerfassungseinrichtung erfaßt
bzw. angezeigt wird, den Druck im Formhohlraum um einen
bestimmten Betrag übersteigt.
Als Druckerfassungseinrichtung, die in einer Leitung zur
Zuführung vorgeschäumter Kunststoffteilchen in einen
Formhohlraum oder die in einen Einlaßabschnitt einer Beschickungsöffnung,
die zum Formhohlraum führt, eingesetzt
ist, kann eine Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen
verwandt werden, ebenso als Vorrichtung zum Stoppen der
weiteren Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
im Ergebnis des erfaßten Druckes.
Hier wird für diesen Zweck in wünschenswerter Weise ein
Druckschalter verwendet, der entsprechend einem voreingestellten
Grenzwert arbeitet. Wenn der Druck in der Zuführungsleitung
für die geschäumten Kunststoffteilchen, oder
in einem Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung in denen
entsprechend der Druckschalter zugeordnet ist, und der
durch diesen Druckschalter erfaßt wird, den eingestellten
Grenzwert erreicht, wird der Druckschalter betätigt, um
die weitere Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum zu unterbrechen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine
Druckerfassungseinrichtung, z. B. ein Druckschalter, an
irgendeiner Stelle in einer Leitung durch die die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen, getragen von einem Druckgas,
in den Formhohlraum eingeströmt bzw. eingeführt werden,
angeordnet oder die Druckerfassungseinrichtung bzw.
der Druckschalter befindet sich in einem Gebiet, in dem
der gleiche Druck wie in der Leitung herrscht. Die
Druckerfassungseinrichtung bzw. der Druckschalter kann
auch in einem Einlaßabschnitt einer Beschickungsöffnung,
die zum Formhohlraum führt, angeordnet sein. Die
Druckerfassungseinrichtung ist vorzugsweise nahe dem Einlaßabschnitt
einer Beschickungsöffnung angeordnet, die
zum Formhohlraum führt, insbesondere ist die Erfassungseinrichtung
direkt im Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung
angeordnet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in der eine
Druckerfassungseinrichtung in der Einlaßöffnung der Beschickungsöffnung
angeordnet ist, die zum Formhohlraum
führt, bildet die Beschickungseinrichtung eine
Einfüll-Blaseinrichtung in der Art einer Blaspistole, die
eine Hauptöffnung aufweist, die mit der zum Formhohlraum
führenden Beschickungsöffnung kommuniziert, ferner eine
Abzweigöffnung, die mit einer Leitung zur Förderung vorgeschäumter
Kunststoffteilchen vorgesehen ist, einen ummantelten
Einblaspistolenzylinder, der die zum Formhohlraum
führende Beschickungsöffnung mit der Hauptöffnung
verbindet und der einen Kolben aufweist, der in der Lage
ist, die Beschickungsöffnung zu schließen, wobei zwischen
dem Innen- und Außenrohr des ummantelten Einblaspistolenzylinders
ein Spalt gebildet ist, der mit dem Einlaßabschnitt
der zu dem Formhohlraum führenden Beschickungsöffnung
kommuniziert und die Druckerfassungseinrichtung
in dem Spalt zwischen dem Innen- und Außenrohr des ummantelten
Einblaspistolenzylinders angeordnet ist.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Anwendbarkeit
des Verfahrens zur Herstellung von geschäumten Formkörpern
nach der vorliegenden Erfindung nicht auf diese spezielle
Art einer Einfüll-Blaseinrichtung bzw.
Einblaspistoleneinrichtung beschränkt ist und daß das erfindungsgemäße
Verfahren auch durch eine Vielzahl anderer
Arten von Einfüll-Blaseinrichtungen oder Blaspistolen für
die Einförderung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
ausgeführt werden kann.
Eine Einfüll-Blaseinrichtung in der Art einer Blaspistole,
die eine Hauptöffnung aufweist, welche mit einer Beschickungsöffnung,
die zu einem Formhohlraum führt, kommuniziert,
mit einer Zweigöffnung, die mit einer Leitung
zur Förderung vorgeschäumter Kunststoffteilchen verbunden
ist, mit einem ummantelten Einblaspistolenzylinder, der
die zum Formhohlraum führende Beschickungsöffnung mit der
Hauptöffnung verbindet und mit einem Kolben, der in der
Lage ist, die Beschickungsöffnung zu verschließen, wobei
zwischen dem Innen- und Außenrohr des ummantelten Einblaspistolenzylinders
ein Spalt vorgesehen ist, der mit
dem Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung kommuniziert,
ist eine bekannte Einrichtung (siehe japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichung 8 946/76). Bei dieser bekannten
Einblaspistole ist jedoch der Spalt zwischen dem
Innen- und Außenrohr des ummantelten Einblaspistolenzylinders
mit dem Einlaßabschnitt der zum Formhohlraum führenden
Beschickungsöffnung verbunden, um zu gewährleisten,
daß Luft, die von einer Speiseeinrichtung in den
Spalt eingeblasen wird, in den Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung
eingespritzt wird, um irgendwelche
überschüssigen vorgeschäumten Kunststoffpartikel, die am
vorderen Ende des Einblaspistolenzylinders verbleiben,
zurückzublasen, nachdem die Beschickung des Formhohlraumes
abgeschlossen worden ist. Es ist daher kein Drucksensor
im Spalt zwischen dem Innen- und Außenrohr des ummantelten
Einblaspistolenzylinders vorgesehen und diesbezüglich
unterscheidet sich die bekannte Einblaspistole vollständig
von der Einblaspistoleneinrichtung, wie sie insbesondere
zur Verwendung im Rahmen dieser Erfindung vorgesehen
ist.
Der Grenzwertdruck, bei dem der im Rahmen dieser Erfindung
verwendete Druckschalter betätigt wird, wird typischerweise
auf einen Wert von 0,2 bis 1 kp/cm2 mehr bzw.
höher als der Druck innerhalb des Formhohlraumes gewählt,
vorzugsweise wird ein im Vergleich zum Druck im Formhohlraum
höherer Druck von 0,4 bis 0,7 kp/cm2 gewählt. Wenn
der Grenzwert zu nahe am Druck im Formhohlraum orientiert
ist, tritt leicht ein fehlerhafter Betrieb des Druckschalters
auf. Wenn andererseits der Grenzwert übermäßig
hoch im Vergleich zum Druck im Formhohlraum angesetzt
wird, verzögert sich die Zeitsteuerung des Stoppens der
weiteren Zufuhr vor vorgeschäumten Kunststoffteilchen und
es erhöht sich die Möglichkeit, daß ein überfüllen der
Form auftritt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird die Zuführung von
vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den Formhohlraum
vorzugsweise in folgender Weise gestoppt: In Abhängigkeit
vom durch die Druckerfassungseinrichtung erfaßten Druck,
der wie vorbeschrieben indiziert wird, wird der Kolben in
eine Richtung bewegt, die die Beschickungsöffnung des
Formhohlraumes schließt und gleichzeitig wird ein Motor
eines Zuführungsrotors für vorgeschäumte Kunststoffteilchen
veranlaßt zu stoppen, so daß keine weitere Übertragung
von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in dem Formhohlraum
stattfindet.
Das Verfahren zur Verarbeitung vorgeschäumter Kunststoffteilchen
nach der vorliegenden Erfindung ist anwendbar
zur Herstellung vorgeschäumter Formkörper aus thermoplastischen
Kunststoffen, wie z. B. Polypropylen, Polystyren,
Polyethylen, Ethylen-Vinylacetatcopolymer, Metallsalze
eines Ethylen/(Methyl)Acrylsäurecopolymer,
α-Methylstyren/Styren/Acrylonitrilcopolymer, mit Styren
getropftes Polyethylencopolymer, mit Styren getropftes
Polypropylencopolymer und quervernetzte Derivate davon.
Vorgeschäumte Partikel, hergestellt aus Mischungen dieser
Kunstharze oder aus Zusammensetzungen, in denen diese
Kunstharze oder Mischungen davon mit
Ethylen/Propylen-Copolymergummi oder Polyisobutylengummi
verschnitten bzw. vermischt sind, können ebenfalls im
Rahmen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung
verarbeitet werden. Die vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
die nach der vorliegenden Erfindung verarbeitet
werden sollen, haben im allgemeinen eine Raumdichte von
10 bis 90 g pro Liter und Durchmesser von 2 bis 10 mm.
Die vorgeschäumten Kunststoffteilchen können quervernetzt
sein oder auch nicht.
Die vorgeschäumten Kunststoffpartikel der vorerläuterten
Art können auf verschiedene Weise erzeugt werden. Nach
einem Verfahren wird ein Kunstharz unter Zusatz eines
Treibmittels durch einen Extruder extrudiert, wobei das
Extrudat druckentlastet wird, nachdem es aus der Düse am
Ende des Extruders heraustritt, um die Ausdehnung des extrudierten
Kunststoffes zuzulassen. Anschließend wird der
extrudierte Kunststoff in kleine vorgeschäumte Kunststoffteilchen
geschnitten. Nach einem anderen Verfahren
werden die Kunstharzteilchen zusammen mit einem Dispersionsmedium,
wie z. B. Wasser od. dgl. in einen Druckkessel
zusammen mit einem Treibmittel, einem Dispergierungsmittel
oder anderen notwendigen Zusätzen eingefüllt und
die Dispersion wird unter Bewegung bzw. Aufrühren auf
eine Temperatur in der Nähe des Erweichungspunktes der
Kunstharzteilchen erwärmt, so daß das Treibmittel in die
Kunstharzteilchen eindringt und anschließend wird ein Ende
des Druckkessels geöffnet, um die Kunstharzteilchen
und das Dispergierungsmedium in eine Atmosphäre zu entlassen,
deren Druck niedriger als derjenige im Druckkessel
ist. Nach noch einem weiteren Verfahren werden die
Teilchen aus ausdehnungsfähigen Kunstharzen bzw. Kunststoff,
wie z. B. Polystyren, Styren gepfropftem Polyethylen
u. dgl., die ein Treibmittel enthalten, durch
Suspensionspolymerisation hergestellt und anschließend
einer Vorbehandlung bzw. Vorexpansion durch Dampf unterworfen.
Die nach den vorerwähnten Verfahren hergestellten
Kunstharzteilchen bzw. Kunststoffteilchen können kugelförmig
oder zylindrisch sein oder auch eine andere äußere
Gestalt aufweisen.
Im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird ein
Druckgas verwendet, um den Druck im Formhohlraum zu erhöhen
und die vorgeschäumten Kunststoffteilchen zusammenzudrücken
und diese in den Formhohlraum einzufüllen. Luft
oder anorganische Gase, wie z. B. Stickstoff od. dgl. werden
vorzugsweise als Druckgase verwendet. Andere Gase
können ebenso verwendet werden, wobei diese vorzugsweise
anliphatische Kohlenwasserstoffgase, wie z. B. Propan, Butan,
Isobutan, Pentane u. dgl. sind oder aus halogenierten
Kohlenwasserstoffgasen, wie z. B. Dichlordifluormethan,
Dichlortetrafluorethan, Methylchlorid etc. bestehen. Die
vorerwähnten anorganischen Gase können mit kleineren Mengen
von den Gasen vermischt sein, die vorerwähnt aufgelistet
sind. Vorzugsweise wird jedoch mit Vorteil Druckluft
verwendet.
Das Verdichtungsverhältnis, oder der Grad, mit dem die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen durch ein Druckgas zusammengedrückt
werden, kann in der vorliegenden Erfindung
durch die Beziehung zwischen der Aufnahmekapazität des
Formhohlraumes und dem Volumen der vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
die in den Formhohlraum eingefüllt werden
sollen, unter Atmosphärenbedingungen ausgedrückt werden.
Die Aufnahmekapazität des Formhohlraumes ist gleich dem
Raumvolumen des Formhohlraumes, der durch die Form begrenzt
wird. Obwohl eine direkte Messung des Aufnahmevermögens
des Formhohlraumes schwierig ist, kann es als im
wesentlichen gleich dem Volumen des geschäumten Kunststofformteiles,
das in dem Raum zwischen einer Matrize
und einer Patrize gebildet wird, angesehen werden. Daher
kann das Verdichtungsverhältnis (%) der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen durch die folgenden Gleichungen bestimmt
werden:
wobei W das Gewicht eines geschäumten Kunststoffformteiles,
V das Volumen eines geschäumten Kunststoffformteiles
und σ die Raumdichte der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
repräsentieren.
In der Praxis der Durchführung des Verfahrens nach der
vorliegenden Erfindung wird das Verdichtungsverhältnis,
wie oben definiert, der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
üblicherweise so gesteuert, daß es in einem Bereich von 1
bis 70% liegt. Für vorgeschäumte Polypropylenteilchen
und vorgeschäumte quervernetzte Polyethylenteilchen, die
einen atmosphärischen Innendruck aufweisen, beträgt das
Verdichtungsverhältnis vorzugsweise 40 bis 65%. Für vorgeschäumte
Teilchen auf Styrenkunstharzbasis, die weniger
als 4 Gew.-% eines flüchtigen Treibmittels enthalten, wie
z. B. Polystren,
α-Methylstyren/Styren/Acrylonitril-Copolymere und
Styren/Methylmetacrylat-Copolymere beträgt das Verdichtungsverhältnis
vorzugsweise 3 bis 25% und ein Bereich
von 3 bis 40% Verdichtungsverhältnis wird vorzugsweise
für vorgeschäumte Teilchen aus Styren gepfropften Polyethylencopolymeren,
bekannt jeweils unter den Handelsnamen
Elempore bzw. Piocelan, verwendet. In dem Fall, in
dem vorgeschäumte Polypropylenteilchen und vorgeschäumte
quervernetzte Polyethylenteilchen durch ein Druckgas, wie
z. B. Luft, Stickstoff u. dgl. unter Druck gesetzt und unter diesem
Druck gealtert wurden, um den Druck in den
Zellen auf zumindest 0,5 kp/cm2 Überdruck zu erhöhen,
wird das Verdichtungsverhältnis so gesteuert, daß es in
einem Bereich von 10 bis 20% liegt.
Verallgemeinert heißt das, daß wenn das Verdichtungsverhältnis
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen übermäßig
klein ist, diese unzureichend verschmolzen werden und
Lücken oder Poren, Zwischenräume u. dgl. an den Grenzflächen
zwischen den verschmolzenen, vorgeschäumten Kunststoffteilchen
erzeugt werden und das Aussehen des geschäumten
Kunststofformteiles, das aus diesen Teilchen
hergestellt wird, ist schlecht. Wenn das Verdichtungsverhältnis
unverhältnismäßig hoch ist, werden die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen übermäßig komprimiert und
die Dampfströmung zwischen den einzelnen vorgeschäumten
Kunststoffteilchen wird behindert und es treten die Probleme
einer unzureichenden Verschmelzung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen auf.
Für die Ausführung des Verfahrens nach der vorliegenden
Erfindung wird empfohlen, daß der Druck im Formhohlraum
sowohl vor dem Einfüllen der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
als auch während des Einfüllens des vorgeschäumten
Kunststoffteilchen auf etwa 0,1 bis 6 kp pro cm2
Überdruck gehalten wird, in dem der Formhohlraum durch
ein Druckgas druckbeaufschlagt wird. Dies ist deshalb zu
empfehlen, da die vorgeschäumten Kunststoffteilchen im
allgemeinen
eine Raumdichte von 10 bis 90 g pro Liter aufweisen und
eine Druckanwendung im vorgenannten Bereich sich als optimal
zum Zweck einer Erreichung der gewünschten 1 bis 70%igen
Verdichtung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen erweist.
Wenn der Druck in der Form geringer als 0,1 kp/cm2 Überdruck
ist kann ein Verdichtungsverhältnis von 1% nur schwierig
erreicht werden und wenn der Druck im Formhohlraum größer
als 6 kp/cm2 Überdruck ist, kann das Verdichtungsverhältnis
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen 70% überschreiten.
Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden
die vorgeschäumten Kunststoffteilchen in wünschenswerter
Weise vorzugsweise in den Formhohlraum in aufeinanderfolgenden
Teilmengen unter dem Druck eines Gases eingefördert,
das, wenn es das gleiche Gas ist welches zur Verdichtung
verwandt wird, unter einem Druck (P 2) steht, der zumindest
0,5 kp/cm2 höher ist als der obenerwähnte Druck in Formhohlraum
um die Einspritzung und Einblasung sowie die Bewegung
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in Richtung
des Formhohlraumes und in diesen hinein zu erleichtern.
Wenn die Druckdifferenz zugunsten des Druckgases zum Einblasen
der Kunststoffteilchen geringer als 0,5 kp/cm2 in
bezug auf den Druck im Formhohlraum ist, werden die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen nur unzureichend in den Formhohlraum
eingespritzt bzw. eingeblasen. Die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen werden in aufeinanderfolgenden Teilmengen
in den Formhohlraum eingeblasen, um sicherzustellen,
daß der Formhohlraum vollständig mit vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefüllt wird, selbst dann, wenn er eine komplizierte
und verwickelte Innengeometrie aufweist.
Nachdem der Formhohlraum mit den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefüllt worden ist, wird Dampf in den Formhohlraum
eingespritzt bzw. eingeblasen, um jedwedes anderes
Gas, das in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen vorgeschäumten
Kunststoffteilchen verbleibt, zu entfernen.
Dies wird vorzugsweise unter Einspritzung von Dampf in den
Formhohlraum ausgeführt, der den Druck im Formhohlraum
(0,5 bis 6,0 kp/cm2 Überdruck) aufweist, der aus der Beschickung
des Formhohlraumes mit den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
resultiert. Dampf kann auch eingespritzt
werden, nachdem der Formhohlraum zur Wiedererlangung der
ursprünglichen Gestalt der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
druckentlastet wurde. Verglichen mit diesem Verfahren
ist das Dampfspülen, das mit dem Druck im Formhohlraum im
Bereich von 0,5 bis 6,0 kp/cm2 Überdruck ausgeführt wird,
jedoch insofern von Vorteil, als der Dampf leicht durch
die großen Zwischenräume zwischen den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
hindurchtreten kann, so daß das Restgas während
eines kurzen Spülzeitraumes leicht entfernt werden kann.
Besonders bevorzugte Verfahren zur Entfernung von Restgas
durch Spülen unter Einspritzung von Dampf werden nachfolgend
erläutert.
- (1) Wenn der Druck im Formhohlraum auf einem bestimmten Niveau gehalten wird, wird Dampf in eine Dampfkammer eingespritzt, die an einem beweglichen Teil der Form vorgesehen ist und nachdem er durch Dampföffnungen (Entgasungsöffnungen) des beweglichen Formteiles in den Formhohlraum und durch Dampföffnungen in den festen Formteil geführt ist, wird der Dampf aus der Dampfkammer ausgeblasen, die mit dem festen Formteil verbunden ist.
- (2) Bei Aufrechterhaltung eines Druckes im Formhohlraum auf bestimmten Niveau wird Dampf in die Dampfkammer, mit der der feste Formteil ausgerüstet ist, eingespritzt und nachdem er durch Dampföffnungen im festen Formteil hindurch in den Formhohlraum und durch Dampföffnungen im beweglichen Formteil geströmt ist, wird der Dampf von der Dampfkammer, mit der der bewegliche Formteil versehen ist, abgelassen.
- (3) Kombinationen dieser zwei Verfahren, wobei ein Verfahrensschritt entsprechend dem unter (1) erläuterten Verfahren einem Verfahrensschritt entsprechend dem unter (2) erläuterten Verfahren vorangeht, oder umgekehrt, können ebenfalls angewandt werden.
Im Anschluß an das Ausspülen von Restgas durch Dampfeinspritzung
wird der Formhohlraum druckentlastet, um den
Formhohlraum auf Atmosphärendruck zu bringen, so daß die
zusammengedrückten, vorgeschäumten Kunststoffteile wieder
ihre ursprüngliche Form annehmen. Nachfolgend werden die
zwei Dampfkammern, mit denen sowohl der bewegliche Teil
der Form als auch der feste Teil der Form ausgerüstet sind,
gleichzeitig mit Dampf beschickt, der üblicherweise einen
Druck von 0,5 bis 5,0 kp/cm2 Überdruck aufweist, um die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen im Formhohlraum zu erwärmen,
so daß sie miteinander verschmolzen werden oder das
sie sich ausdehnen und dann miteinander verschmolzen werden,
um ein geschäumtes Kunststofformteil herzustellen, das anschließend
abgekühlt und aus der Form entnommen wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von typischen Ausführungsbeispielen
und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Herstellung von Kunststofformteilen
nach der vorliegenden Erfindung in
schematischer Darstellung in der Draufsicht
(Teilschnitt),
Fig. 2 eine Einrichtung zur Herstellung von Kunststofformteilen
nach einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Darstellung vergleichbar
derjenigen nach Fig. 1.
In Fig. 1 bezeichnet A einen Zuführungsrotor, der die Verdichtung
und Beschickung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
zu einer Form vornimmt. Diese Form ist mit B bezeichnet
und besteht aus einem beweglichen Formteil (Patrize)
und einem festen Formteil (Matrize). Mit C ist eine Leitung
bezeichnet, durch die die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
von dem Zuführungsrotor A in die Form B zugefördert werden.
Die Form B besitzt zwei Dampfkammern 16 und 16′. Die Dampfkammer
16 besitzt einen Inneraum, der durch das feste
Formteil bzw. die Matrize 11, einen Rahmen 13 und eine Rückplatte
14 begrenzt ist. Die Dampfkammer 16′ besitzt einen
Innenraum, der durch den beweglichen Formteil bzw. die
Patrize 12, einen Rahmen 13′ und eine Rückplatte 14′ begrenzt
ist. Ein Druckgas, z. B. Druckluft wird in beide Kammern
16 und 16′ eingespritzt, dieses Gas hat einen Luftdruck
P 1 (z. B. 0,1 bis 6,0 kp/cm2 Überdruck) und setzt
die zwei Kammern 16, 16′ unter Druck, so daß sie einen
Innendruck innerhalb des vorerwähnten Bereiches aufweisen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht der Zuführungsrotor A im
wesentlichen aus einem Gehäuse 2 und einem Rotor 3, der
mit einer Mehrzahl von Kammern 4 versehen ist. Der Rotor 3
ist so aufgebaut, daß dann, wenn eine Kammer 4 so gedreht
wird, daß sie mit einem Ende in Übereinstimmung mit einer
Einlaßöffnung 5 für die Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
vorgesehen im Gehäuse 2 und ihrerseits verbunden
mit einem Zuführungshals eines Vorratsbehälters 1,
ist, das andere Ende der Kammer 4 in Übereinstimmung mit
einer Saugöffnung 7 einer Vakuumleitung 8 steht. Durch diese
Anordnung werden die vorgeschäumten Kunststoffteilchen aus
dem Vorratsbehälter 1 in die Kammer 4 gesaugt, bis diese
gefüllt ist. Die Kammer 4, die mit den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefüllt ist, wird dann gedreht, wobei ihre
beiden Enden abgedichtet sind, und wenn ein Ende der Kammer 4
eine Auslaßöffnung 6 für die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
erreicht, befindet sich das andere Ende der Kammer 4
in Übereinstimmung mit einer Druckgaseinblasöffnung 9,
einer Gasleitung 10, die unter einem Druck P 2 steht, der
höher ist, z. B. 0,5 kp/cm2 höher als der vorerwähnte Druck,
Druck P 1. Im Ergebnis dessen werden die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in der Kammer 4 durch das Druckgas mit
dem Druck P 2 druckbeaufschlagt und hierdurch durch die
Leitung C sowie eine Blaspistole 15 gefördert und in einen
Formhohlraum 21 eingeblasen bzw. eingefüllt, der zwischen
der Matrize 11 und der Patrize 12 gebildet ist, wobei auf
den Formhohlraum der vorerwähnte Druckkammerdruck P 1 einwirkt.
Durch Verbindung des Formhohlraumes 21 über Dampföffnungen
20 und 20′ wird der Druck im Formhohlraum 21 auf
dem gleichen Niveau gehalten wie der Druck in den beiden
Dampfkammern 16 und 16′. Da der Rotor 3 in dem Zuführungsrotor
A mit sechs Kammern 4 ausgerüstet ist, werden die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen aus dem Vorratsbehälter 1
in aufeinanderfolgenden Teilmengen in den Formhohlraum 21
durch zyklischen Ablauf des vorerwähnten Einführprozesses
zugeführt.
In der Leitung C, durch die die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefördert werden, ist ein Druckschalter P s im
Bereich der Blaspistole 15 bzw. nahe derselben vorgesehene.
Der Druckschalter kann an verschiedenen Stellen, z. B. bei
P s ′ oder P s ″ der Leitung C angeordnet werden. Der Druckschalter
ist derart voreingestellt, daß er betätigt wird,
wenn der Druck in der Leitung C um einen bestimmten Betrag,
z. B. um 0,5 kp/cm2, höher wird als der Druck P 1 im Formhohlraum
21. Der Druck in der Leitung C steigt allmählich
an, wenn die vorgeschäumten Kunststoffteilchen aus dem Vorratsbehälter
1 durch die Leitung C in den Formhohlraum 21
infolge der Drehung des Rotors 3 gefördert werden. Wenn der
Druck in der Leitung C über die zugelassene Druckdifferenz
von höchstens 0,5 kp/cm2 gegenüber dem Druck P 1 im Formhohlraum
21 ansteigt, wird der Druckschalter P s betätigt,
um zuzulassen, daß ein Kolben 22 sich in eine Richtung bewegt,
die eine Beschickungsöffnung 23 verschließt, die zum
Formhohlraum 21 führt. Gleichzeitig veranlaßt der Druckschalter
P s , das ein Motor des Zuführungsrotors A für die
Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in seiner
Rotation gestoppt wird, so daß die Zuführung von vorgeschäumten
Kunststoffteilchen zum Formhohlraum 21 vollständig aufhört.
Durch angemessene Wahl der Differenz des Zuführungsdruckes
in der Leitung C im Verhältnis zum Druck im Formhohlraum
21 P 1 entsprechend der Art der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen, der Form oder der Größe des geschäumten
Kunststofformkörpers und dergleichen kann die Zuführung
von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den Formhohlraum 21
gestoppt werden, wobei der Formhohlraum 21 gerade mit der
richtigen und notwendigen Menge vorgeschäumter Kunststoffteilchen
gefüllt ist.
Nachdem der Formhohlraum 21 mit den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefüllt worden ist, wird Spüldampf durch ein
Dampfrohr 17′ in die Dampfkammer 16′, die mit der Patrize 12
verbunden ist eingespritzt, wobei der Druck P 1 im Formhohlraum
21 aufrechterhalten bleibt. Der eingespritzte Spüldampf
strömt durch die Dampföffnungen 20′ in der Patrize 12
in den Formhohlraum 21 und durch Dampföffnungen 20 in der
Matrize 11 sowie durch die Dampfkammer 16, mit der die
Matrize 11 ausgerüstet ist und wird durch ein Entlüftungsrohr
18, das mit einem Druckregulierventil versehen ist,
aus dem System wieder abgeführt. Im Ergebnis dieser Dampfreinigung
wird Restgas (z. B. Luft oder dergleichen), das
noch in den Zwischenräumen zwischen den geschäumten Kunststoffteilchen
im Formhohlraum 21 verblieben ist, durch den
Dampf mitgerissen und ausgetragen, so daß dieses Restgas
aus dem System abgeführt wird. Während der Dampfreinigung
ist ein Entlastungsrohr 18′ und ein Ablaßrohr 19′ für die
Patrize 12 ebenso wie ein Dampfrohr 17 und ein Ablaßrohr 19
der Matrize durch zugehörige (nicht gezeigte) Ventile geschlossen,
während Ventile (nicht gezeigt) in der Dampfleitung
17′ für die Patrize 12 und im Entlüftungsrohr 18
für die Matrize 11 geöffnet sind. Da das Entlastungsrohr 18
mit einem Druckregulierventil versehen ist, kann der Druck
im Formhohlraum 21 während der gesamten Dauer der Dampfreinigung
auf einem bestimmten Niveau gehalten werden.
Anstelle das der Spüldampf in die Dampfkammer 16′ eingespritzt
wird, kann er auch in die Dampfkammer 16 durch die
Dampfleitung 17 der Matrize 11 eingespritzt werden, wobei
der Druck im Formhohlraum 21 auf einem bestimmten Niveau
gehalten wird. In diesem Fall strömt der Spüldampf durch
die Dampföffnungen 20, den Formhohlraum 21, die Dampföffnungen
20′ und durch die Dampfkammer 16′, um das System
durch das Ablaßrohr 18′ zu verlassen.
Die vorerläuterten zwei Verfahren der Dampfspülung können
auch abfolgend nacheinander mit der notwendigen Ventilumschaltung
ausgeführt werden, wobei sich die beiden Verfahren
alternierend abwechseln.
Da der Dampf in die Dampfkammer 16 oder 16′ unter Überwindung
des Druckes P 1 im Formhohlraum 21 eingespritzt werden
muß, muß der eingespritzte Dampf einen Druck besitzen, der
zumindest 0,2 kp/cm2 höher ist als Druck P 1.
Nachdem das Restgas aus dem System durch die Dampfeinspritzung
ausgespült worden ist, werden die Dampfleitungen 17 und 17′
geschlossen und anschließend werden die Ablaßleitungen 19 und
19′ geöffnet, um den Druck im Formhohlraum 21 auf den Atmosphärendruck
abzusenken, so daß die verdichteten bzw. zusammengedrückten
vorgeschäumten Kunststoffteilchen wieder ihre
ursprüngliche Form annehmen. Anschließend wird Heißdampf,
der auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wurde, durch die
Dampfleitungen 17 und 17′ in die Dampfkammern 16 und 16′
eingeführt, um die vorgeschäumten Kunststoffteilchen zu erwärmen,
so daß sie miteinander verschmelzen (wenn das Verdichtungsverhältnis
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
ungefähr 30% bis ungefähr 70% beträgt) oder das sie expandieren
und miteinander verschmelzen (wenn das Verdichtungsverhältnis
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen bis etwa
maximal 30% beträgt), um einen geschäumten Kunststoffformkörper
herzustellen. Anschließend werden die Matrize 11
und die Patrize 12 durch Wasser abgekühlt, das durch Kühlrohre
gesprüht wird, die in den Dampfkammern 16 und 16′ vorgesehen
sind. Die Formteile können weiter durch Druckluft
abgekühlt werden oder werden einfach der Umgebungsatmosphäre
ausgesetzt und durch diese abgekühlt, bevor Patrize 12 und
Matrize 11 voneinander entfernt werden, um das geschäumte
Kunststoffformteil zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Ausführungsform nach Fig. 2 erläutert.
In Fig. 2 bezeichnet A einen Zuführungsrotor, der die Verdichtung
und Beschickung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
vornimmt, mit B ist eine Form bezeichnet, die aus
einem beweglichen Formteil (Patrize) und einem festen Formteil
(Matrize) besteht. C bezeichnet eine Leitung zur Zuförderung
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen und D ist
eine Einfüll-Blaseinrichtung bzw. Blaspistole zur Zuführung
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen.
Die Form B besitzt zwei Dampfkammern 16 und 16′. Die Dampfkammer
16 besitzt einen Innenraum, der durch den festen
Formteil bzw. die Matrize 11, einen Rahmen 13 und eine Rückplatte
14 begrenzt ist. Der Innenraum der Dampfkammer 16′
ist durch den beweglichen Formteil bzw. die Patrize 12,
einen Rahmen 13′ und eine Rückplatte 14′ begrenzt. In beide
Kammern 16 und 16′ wird ein Druckgas, z. B. Druckluft, eingespritzt,
wobei dieses Gas einen Druck P 1 (z. B. 0,1 bis
6,0 kp/cm2 Überdruck) aufweist und die zwei Kammern 16, 16′
unter Druck setzt, so daß sie einen Innendruck aufweisen,
der sich innerhalb des vorgenannten Bereiches bewegt.
Wie Fig. 2 zeigt besteht der Zuführungsrotor A im wesentlichen
aus einem Gehäuse 2 und einem Rotor 3, der mit einer
Mehrzahl von Kammern 4 versehen ist. Der Rotor 3 ist so
aufgebaut, daß dann, wenn eine Kammer 4 gedreht wird, bis
sie mit einem Ende in Übereinstimmung mit einer Einlaßöffnung
5 des Gehäuses 2 übereinstimmt, um mit einem Zuführungshals
eines Vorratsbehälters 1 verbunden zu sein,
das andere Ende der Kammer 4 in Übereinstimmung mit einer
Saugöffnung 5 einer Vakuumleitung 8 steht. Durch diese Anordnung
werden die vorgeschäumten Kunststoffteilchen im
Vorratsbehälter 1 in die Kammer 4 gesaugt, bis diese gefüllt
ist. Die Kammer 4, gefüllt mit den vorgeschäumten
Kunststoffteilchen, wird dann gedreht, wobei ihre beiden
Enden abgedichtet sind, solange bis ein Ende der Kammer 4
eine Ausgabeöffnung 6 für die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
erreicht und das andere Ende der gleichen Kammer 4
mit einer Druckgaseinblasöffnung 5 einer Gasleitung 10 in
Übereinstimmung ist, in der ein Druckgas mit einem Druck P 2
geführt wird, dessen Druck höher ist, z. B. um 0,5 kp/cm2
als der vorerwähnte Druck P 1. Im Ergebnis dessen werden die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen in der Kammer 4 die durch
das Druckgas mit dem Druck P 2 druckbeaufschlagt werden
durch die Leitung C und die Blaspistole D in einen Formhohlraum
21 gefördert, der zwischen der Matrize 11 und der
Patrize 12 gebildet ist und der unter dem vorerwähnten
Druck P 1 steht. Infolge der Verbindung des Formhohlraumes 21
mit den Dampfkammern 16 und 16′ durch die Dampföffnungen 20
und 20′ wird der Druck im Formhohlraum 21 auf dem gleichen
Niveau des Druckes in den beiden Dampfkammern 16 und 16′
gehalten. Da der Rotor 3 des Zuführungsrotors A mit sechs
Kammern 4 ausgerüstet ist, werden die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
aus dem Vorratsbehälter 1 in abfolgenden Teilmengen
in den Formhohlraum 21 durch zyklische Wiederholung
des vorerläuterten Vorgehens eingeführt.
Der Hauptkörper a der Einfüll-Blaseinrichtung D, nachfolgend
stets als Blaspistole bezeichnet, besitzt eine Hauptöffnung
b, die mit der Beschickungsöffnung 23, welche zum
Formhohlraum 21 führt verbunden ist, ferner eine Zweigöffnung
c, die mit der Leitung C kommuniziert und durch die
die vorgeschäumten Kunststoffteilchen gefördert werden.
Eine Verbindung zwischen der Hauptöffnung b und der Beschickungsöffnung
23, die zum Formhohlraum 21 führt, wird
durch einen ummantelten Einfüllblaszylinder e gebildet,
der aus einem Innenrohr e′ und einem Außenrohr e″ besteht.
Das Innenrohr e′ ist vom Außenrohr e″ durch einen Spalt f
getrennt, der an seinem vorderen Ende mit dem Einlaßabschnitt
der Beschickungsöffnung 23 kommuniziert und an
seinem hinteren Ende mit einem Druckschalter P s versehen
ist.
Wie die nachfolgende Beschreibung noch weiter verdeutlicht,
wird, da der Druck im Spalt f stets auf dem gleichen Druckniveau
gehalten wird wie der Druck im Einlaßabschnitt der
Beschickungsöffnung 23 der Druckschalter P s betätigt, wenn
der Druck im Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung 23
den vorbestimmten Grenzwert erreicht. Hierbei ist der
Druckschalter P s so vorgeprägt, daß er schaltet, wenn der
Druck im Spalt f einen Grenzwert erreicht, der so festgelegt
ist, daß er den Druck P 1 im Formhohlraum 21 übersteigt,
z. B. um 0,5 kp/cm2 höher ist.
Der Druck im Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung 23
steigt allmählich an, wenn die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
aus dem Vorratsbehälter 1 durch die Leitung C und
die Blaspistole D in den Formhohlraum 21 als Ergebnis der
Rotation des Rotors 3 gefördert werden. Wenn der Druck im
Einlaßabschnitt höher wird als der Druck P 1 im Formhohlraum
21, z. B. um 0,5 kp/cm2 den Druck P 1 übersteigt, wird
der Druckschalter P s betätigt, um einen Luftzylinder g zu
betätigen, der dann den Kolben d in eine Richtung vorschiebt,
die die Beschickungsöffnung 23, die zum Formhohlraum
21 führt, verschließt. Gleichzeitig veranlaßt der
Druckschalter P s einen Motor des Zuführungsrotors A für die
Förderung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen seine Rotation
zu beenden, so daß eine weitere Zuführung von vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum 21 vollständig
gestoppt wird.
Durch angemessene Festlegung des Druckes im Einlaßabschnitt
der Beschickungsöffnung 23 auf einem entsprechenden Wert
über dem Druck P 1 im Formhohlraum 21 in Abstimmung mit der
Art der vorgeschäumten Kunststoffteilchen, der Größe oder
der Form des zu fertigenden, geschäumten Kunststofformteiles
und dergleichen, kann die Zuführung von vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum 21 so gestoppt
werden, daß der Formhohlraum 21 gerade mit der richtigen
und notwendigen Menge von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gefüllt ist.
Nachdem der Formhohlraum 21 mit den vorgeschäumten Kunststoffteilchen
wie vorbeschrieben in genau richtiger Weise
gefüllt wurde, wird Reinigungsdampf durch eine Dampfleitung
17′ in die Dampfkammer 18′, vorgesehen an der Patrize 12
eingespritzt, und zwar mit einem Druck, durch den der Druck
P 1 im Formhohlraum 21 aufrechterhalten bleibt. Der eingespritzte
Dampf strömt durch die Dampföffnungen 20′ der
Patrize 12 in den Formhohlraum 21, durch Dampföffnungen 20
in der Matrize 11 und durch die Dampfkammer 16, mit der
die Matrize 11 verbunden ist und der Dampf wird dann aus
dem System durch ein Ablaßrohr 18, das mit einem Druckregulierventil
versehen ist, abgelassen. Im Ergebnis dieses
Dampfreinigungsvorganges wird Restgas (z. B. Luft oder dergleichen),
das in den Zwischenräumen zwischen den vorgeschäumten
Kunststoffteilchen im Formhohlraum 21 eingeschlossen
ist, durch den Dampf ausgetragen und verläßt mit
diesem das System. Während der Dampfreinigung bleibt ein
Entlastungsrohr 18′ und ein Ablaßrohr 19′ für die Patrize 12
ebenso wie ein Dampfrohr 17 und Ablaßrohr 19 für die Matrize
11 durch zugehörige Ventile (nicht gezeigt) geschlossen.
Andererseits sind nicht gezeigte Ventile im Dampfrohr 17′
für die Patrize 12 und das Ablaßrohr 18 für die Matrize 11
geöffnet. Da das Ablaßrohr 18 mit einem Druckregulierventil
versehen ist, kann der Druck im Formhohlraum 21 während des
gesamten Dampfreinigungsvorganges auf einem bestimmten
Niveau gehalten werden.
Anstelle einer Einspritzung des Dampfes in die Dampfkammer 16′
kann Spüldampf auch in die Dampfkammer 16 durch das Rohr 17
für die Matrize 11 eingespritzt werden, wobei der Druck im
Formhohlraum 21 auf seinem Niveau gehalten wird. In diesem
Fall strömt der eingespritzte Dampf durch die Dampföffnungen
20, den Formhohlraum 21, die Dampföffnungen 20′
und durch die Dampfkammer 16′ und verläßt das System durch
das Entlastungsrohr 18′.
Die beiden vorerläuterten Verfahren zur Dampfreinigung können
auch in Abfolge nacheinander unter entsprechender Umschaltung
der Ventile ausgeführt werden, so daß von der
ersten Strömungsrichtung auf die zweite, oder umgekehrt,
umgeschaltet werden kann.
Da der Dampf in die Druckkammer 16 oder 16′ in bestimmter
Dichte eingespritzt werden muß, um den Druck P 1 im Formhohlraum
21 zu überwinden, muß der eingespritzte Dampf
einen Druck aufweisen, der zumindest 0,2 kp/cm2 höher ist
als der Druck P 1 im Formhohlraum 21.
Nachdem das Restgas aus dem System durch die Dampfeinspritzung
ausgespült wurde, werden die Dampfleitungen 17 und 17′ geschlossen
und anschließend werden die Ablaßleitungen 19 und
19′ geöffnet, um den Druck im Formhohlraum 21 auf den Atmosphärendruck
abzusenken, so daß die zusammengedrückten vorgeschäumten
Kunststoffteilchen wieder ihre ursprüngliche
Form annehmen können. Dann wird durch die Dampfleitungen 17
und 17′ erwärmter Dampf (Heißdampf), der auf eine bestimmte
Temperatur erwärmt ist, in die Druckkammern 16 und 16′ eingeführt,
um die vorgeschäumten Kunststoffteilchen zu erwärmen,
so daß sie miteinander verschmelzen (wenn das Verdichtungsverhältnis
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
etwa 30 bis 70% beträgt) oder das die Kunststoffteilchen
sich weiter ausdehnen und dann miteinander verschmelzen
(wenn das Verdichtungsverhältnis der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
biw zu 30% beträgt) um auf diese Weise ein
geschäumtes Kunststofformteil als Endprodukt herzustellen.
Nachfolgend werden die Matrize 11 und die Patrize 12 durch
Wasser abgekühlt, das durch in den Druckkammern 16 und 16′
vorgesehene Kühlrohre gesprüht wird. Die Formteile können
durch Druckluft weiter abgekühlt werden oder kühlen einfach
unter dem Einfluß der Umgebungsatmosphäre soweit weiter ab,
bis sie voneinander getrennt werden, um das geschäumte
Kunststofformteil zu entnehmen.
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsmuster werden zur
weiteren Illustration der vorliegenden Erfindung angegeben,
ohne diese in irgendeiner Weise zu begrenzen.
Ein Autoklav (Innenvolumen 3 Liter), der in der Lage ist
einem Druck von 50 kp/cm2 zu widerstehen, wurde mit 1400
Gewichtsteilen Wasser (alle nachfolgenden Angaben bezüglich
der Mischungsanteile beziehen sich auf Gewichtsanteile),
600 Teilen eines statistischen Äthylen/Propylen-Kopolymers
(Handelsname Mitsubishi Norblen FG3 mit einem Äthylenanteil
von 3 Gew.%), 15 Teilen Kalzium-III-Phosphat (Suspensionslösungsmittel),
0,05 Teilen Natrium-Dodecylbenzensulfunat
(Benetzungsmittel), und 95 Teilen Butan (Treibmittel)
beschickt. Die Beschickung wurde von Raumtemperatur auf
135°C über einen Zeitraum unter Umrühren mit 430 Umdrehungen
pro Minute erhitzt und für 10 Minuten auf 135°C gehalten,
wobei der Druck in dem Autoklaven bis 25 kp/cm2 Überdruck
anstieg. Das Auslaßventil am Boden des Autoklaven wurde
geöffnet, um den Inhalt des Autoklaven auf Atmosphärendruck
in einem Zeitraum von 2 Sekunden unter Umrühren mit 180
Umdrehungen pro Minute zu entspannen. Die hieraus resultierenden
vorgeschäumten Kunststoffteilchen hatten eine Raumdichte
von 28 g/l und der Innendruck in den Zellen wies
Atmosphärendruck auf.
Die vorgeschäumten Teilchen aus statistischem Äthylen/Propylen-
Kopolymer mit einer Raumdichte von 28 g/l, die durch
das vorerwähnte Verfahren erhalten wurden, wurden zur Herstellung
geschäumter Kunststoffformkörper in einer Einrichtung
verwendet, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. In der Formmaschine
wurden als Form, Zuführungsrotor, der die Verdichtung
und Beschickung bewirkt und als Blaspistole Einrichtung
mit den folgenden Parametern verwendet.
Formmaschine:
DAIYA-600LF (Handelsname der Firma Daisen Industry Co., Ltd.)
DAIYA-600LF (Handelsname der Firma Daisen Industry Co., Ltd.)
Form:
Form mit einem Aufnahmevermögen von 4,5 Litern, mit der geschäumte Kunststofformteile in den Abmessungen 300 mm (Breite), 300 mm (Länge) und 50 mm (Höhe) hergestellt wurden.
Form mit einem Aufnahmevermögen von 4,5 Litern, mit der geschäumte Kunststofformteile in den Abmessungen 300 mm (Breite), 300 mm (Länge) und 50 mm (Höhe) hergestellt wurden.
Zuführungsrotor zur Ausführung der Verdichtung und Beschickung:
Ausgerüstet mit 6 Kammern, von denen jede ein inneres Fassungsvermögen von 50 ml, Länge 52 mm und Durchmesser 35 mm aufwies.
Ausgerüstet mit 6 Kammern, von denen jede ein inneres Fassungsvermögen von 50 ml, Länge 52 mm und Durchmesser 35 mm aufwies.
Blaspistole:
DAIYA-Feeder (Handelsname von Daisen Industry Co., Ltd.)
mit einem Bohrungsdurchmesser von 30 mm.
DAIYA-Feeder (Handelsname von Daisen Industry Co., Ltd.)
mit einem Bohrungsdurchmesser von 30 mm.
Die Herstellung der geschäumten Kunststofformteile wurde
folgendermaßen ausgeführt. Die Form war zuerst geschlossen
und wurde mit Druckluft beschickt, um den Druck P 1 im
Formhohlraum auf bis zu 3,5 kp/cm2 Überdruck zu erhöhen.
Anschließend wurden vorgeschäumte Kunststoffteilchen mit
einer Raumdichte von 28 g/l durch den Zuführungsrotor A
in abfolgenden Teilmengen mit Intervallen von 0,1 Sekunden
durch Druckluft mit einem Förderdruck P 2 von 5,5 kp/cm2
Überdruck zugeführt, um die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum einzuführen. Während der Beschickungsdauer,
waren die Druckregulierventile in den Ablaßleitungen
18 und 18′ so eingestellt, daß sie einen Druck P 1
im Formhohlraum von 3,5 kp/cm2 Überdruck aufrechterhielten.
Die Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den
Formhohlraum wurde durch einen herkömmlichen Druckschalter
(DU-Druckmesser), der in einem Gebiet nahe der Blaspistole
15, bzw. im Bereich derselben montiert war, in folgender
Weise gestoppt: Der Druckgrenzwert für die Betätigung des
Druckschalters wurde auf 4,0 kp/cm2 Überdruck festgelegt.
Wenn der Druck in der Leitung zur Förderung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen diesen Druckgrenzwert erreichte,
wurde der Kolben 22 in der Blaspistole 15 sofort in Richtung
eines Verschlusses der Beschickungsöffnung 23, die
zum Formhohlraum führt, vorgeschoben, während gleichzeitig
der weitere Drehbetrieb des Motors für den Zuführungsrotor A
unterbrochen wurde, wodurch die Zuführung von vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum beendet wurde. Nach
der Unterbrechung der Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
wurde die Dampfleitung 17′ geöffnet und Dampf
mit einem Druck von 3,7 kp/cm2 Überdruck in die Kammer 16′
eingespritzt, die dem beweglichen Formteil zugeordnet ist,
und zwar für 5 Sekunden, um eine Dampfspülung durchzuführen,
während der Druck P 1 im Formhohlraum auf 3,5 kp/cm2
Überdruck durch das Druckregulierventil im Ablaßrohr 18 gehalten
wurde. Anschließend wurde eine Ventilumschaltung
vorgenommen und Dampf mit einem Druck von 3,7 kp/cm2 Überdruck
wurde in die Kammer 16 eingespritzt, die dem festen
Formteil zugeordnet ist, und zwar für 10 Sekunden, und wurde
aus dem System durch die Ablaßleitung 18′ abgeführt, während
der Druck P 1 im Formhohlraum auf 3,5 kp/cm2 gehalten wurde.
Die Dampfleitungen 17 und 17′ wurden dann geschlossen um die
weitere Zuführung von Dampf zu beenden. Anschließend wurden
die Ablaßleitungen 19 und 19′ geöffnet, um zeitweilig den
Druck in den Kammern 16 und 16′ und im Formhohlraum 21 auf
den Atmosphärendruck zu reduzieren, so daß die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen wieder ihre Originalform annehmen
konnten. Die zwei Dampfkammern 16 und 16′, die mit der
Form verbunden sind, wurden gleichzeitig für 10 Sekunden
mit Dampf (4 kp/cm2) beaufschlagt, der die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen erwärmte, so daß sie miteinander verschmolzen,
um ein geschäumtes Kunststofformteil herzustellen.
Anschließend wurde die Form mit Wasser für 50 Sekunden abgekühlt,
anschließend mit Druckluft für 8 Sekunden, gefolgt
von einer abschließenden Abkühlung durch die Umgebungsatmosphäre
für 60 Sekunden. Die kalte Form wurde geöffnet,
um das geschäumte Kunststofformteil zu entnehmen, das auf
ein Gewicht von 270 Gramm getrocknet worden war (Dichte
60 g/l), anzeigend, daß die vorgeschäumten Kunststoffteilchen
während der Formteilherstellung einer Verdichtung
von 53% ausgesetzt gewesen waren.
Der Formhohlraum war durch die Kraft der Wiederausdehnung
der zusammengedrückten vorgeschäumten Kunststoffteilchen
vollständig ausgefüllt worden und vollständig gefüllt gewesen,
so daß das fertige, geschäumte Kunststofformteil
nur äußerst geringe Mangelverdichtungen zwischen den verschäumten
Kunststoffteilchen aufwiesen (nur 2 Hohlstellen
auf einer Oberfläche von 25 cm2). Das gefertigte Kunststofformteil
zeigte, daß sämtliche verschäumten Kunststoffteilchen
verschmolzen waren (100%ige Schmelzhaftung)
und es wurde nur eine äußerst geringe Ausschußquote (2%)
festgestellt. Die Bedingungen der Herstellung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen für das Beispiel 1 sind in
Tabelle 1 zusammen mit der Ausschußrate für die gefertigten
Kunststofformteile aufgeführt.
Die Kunststofformteile wurden durch die Wiederholung der
Abläufe gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme dessen,
daß die Beschickung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum unterbrochen wurde, wenn die Zählung
der Teilmengenbeschickung durch die Kammer 4 des Zuführungsrotors
A den Wert 190 durch Erfassung mit einem
Digitalzähler (OMRON H7CN, Handelsname der Firma Tateishi
Denki K. K.) erreichte. Die Bedingungen, die bei der Herstellung
der Kunststofformteile im Vergleichsbeispiel 1
angewandt wurden, sind ebenfalls in Tabelle 1 mit der
Ausschußquote bezüglich der Formkörper dargestellt.
Drei verschiedene Arten von vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
wie sie in Tabelle 2 erläutert und nachfolgend spezifiziert
sind wurden unter den Bedingungen, die in Tabelle 2
dargestellt sind, in geschäumte Kunststoffformteile überführt.
Die Herstellungsprozesse waren im übrigen die gleichen
wie diejenigen, die im Beispiel 1 oder dem Vergleichsbeispiel
1 angewandt wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls
in Tabelle 2 gezeigt.
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus vernetztem Polyäthylen:
Teilchengröße 10 mm, Grad der Vernetzung 55% (Gelanteil), Raumdichte 15,6 g/l, Innendruck in den Zellen, Atmosphärendruck (0 kp/cm2 Überdruck).
Teilchengröße 10 mm, Grad der Vernetzung 55% (Gelanteil), Raumdichte 15,6 g/l, Innendruck in den Zellen, Atmosphärendruck (0 kp/cm2 Überdruck).
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus Styren-modifiziertem
Polyäthylen:
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 5 mm, Raumdichte 31,8 g/l, Styren-/Polyäthylen- Gewichtsverhältnis 1 : 1.
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 5 mm, Raumdichte 31,8 g/l, Styren-/Polyäthylen- Gewichtsverhältnis 1 : 1.
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus Polystyren:
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 3 mm und einer Raumdichte von 20 g/l.
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 3 mm und einer Raumdichte von 20 g/l.
Die vorgeschäumten Teilchen aus statistischem Äthylen/Propylen-
Kopolymer mit einer Raumdichte von 28 g/l, hergestellt
durch das bereits erläuterte Verfahren, wurden in fertige,
geschäumte Kunststofformkörper mit einer Einrichtung überführt,
wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Formmaschine,
Form, Zuführungsrotor der die Verdichtung und Beschickung
ausführt und Blaspistole wiesen die nachfolgenden Parameter
auf.
Formmaschine:
DAIYA-600LF (Handelsname der Firma Daisen Industry Co., Ltd.)
DAIYA-600LF (Handelsname der Firma Daisen Industry Co., Ltd.)
Form:
Form mit einer Aufnahmekapazität von 4,5 Litern, die in der Lage war, Kunststofformteile mit den Abmessungen 300 mm (Breite), 300 mm (Länge) und 50 mm (Höhe) herzustellen.
Form mit einer Aufnahmekapazität von 4,5 Litern, die in der Lage war, Kunststofformteile mit den Abmessungen 300 mm (Breite), 300 mm (Länge) und 50 mm (Höhe) herzustellen.
Zuführungsrotor, der die Verdichtung und Beschickung ausführt:
Ausgerüstet mit 6 Kammern von denen jede ein Innenvolumen von 50 ml und eine Abmessung von 52 mm (Länge) × 35 mm (Durchmesser) aufwies.
Ausgerüstet mit 6 Kammern von denen jede ein Innenvolumen von 50 ml und eine Abmessung von 52 mm (Länge) × 35 mm (Durchmesser) aufwies.
Blaspistole:
DAIYA-Feder (Handelsname Daisen Industry Co., Ltd.) mit einem Bohrungsdurchmesser von 30 mm.
DAIYA-Feder (Handelsname Daisen Industry Co., Ltd.) mit einem Bohrungsdurchmesser von 30 mm.
Das Herstellungsverfahren lief wie folgt ab. Die Form war
zuerst geschlossen und der Formhohlraum wurde mit Druckluft
beaufschlagt, um den Druck P 1 im Formhohlraum auf
3,5 kp/cm2 Überdruck zu erhöhen. Anschließend wurden die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen mit einer Raumdichte
von 28 g/l durch den Zuführungsrotor A in aufeinanderfolgenden
Abschnitten in Intervallen von 0,1 Sekunden durch
Druckluft mit einem Druck (P 2) von 5,5 kp/cm2 Überdruck
zugeführt, der verwendet wurde, um die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum einzublasen. Während
der Beschickungsphase wurden die den Entlastungsleitungen
18 und 18′ zugeordneten Druckregulierventile so eingestellt,
daß der Druck P 1 im Formhohlraum auf 3,5 kp/cm2 Überdruck
gehalten wird.
Die Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den
Formhohlraum wurde durch einen herkömmlichen Druckschalter
(DU-Druckmesser), der im Spalt f der Blaspistole D montiert
war in folgender Weise gestoppt: Der Grenzwert für
die Betätigung des Druckschalters wurde auf 4,0 kp/cm2
Überdruck festgesetzt. Wenn der Druck am Einlaßabschnitt
der Beschickungsöffnung, die zum Formhohlraum führt, diesen
Druckgrenzwert erreichte, wurde der Luftzylinder g der
Blaspistole sofort betätigt, um den Kolben d in eine Richtung
vorzuschieben, die zum Verschließen der Beschickungsöffnung
23 führt, während gleichzeitig der Motor für den
Drehantrieb des Zuführungsrotors A gestoppt wurde, wodurch
die Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilen in die
Form sofort gestoppt war.
Nachdem die Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen
gestoppt worden war, wurde die Dampfleitung 17′ geöffnet
und Dampf (mit 3,7 kp/cm2 Überdruck) wurde in die Kammer 16′,
die dem beweglichen Teil der Form zugeordnet ist, für 5
Sekunden eingespritzt, um einen Dampfspülvorgang auszuführen,
während der Druck P 1 im Formhohlraum durch das
Druckregulierventil der Ablaßleitung 18 auf 3,5 kp/cm2
Überdruck gehalten wurde. Anschließend wurde eine Ventilumschaltung
durchgeführt und Dampf mit 3,7 kp/cm2 Überdruck
wurde in die Kammer 16 eingespritzt, die dem festen Teil
der Form zugeordnet ist, und zwar für 10 Sekunden, und der
Dampf wurde aus dem System durch die Ablaßleitung 18′
wieder abgeführt, während der Druck P 1 im Formhohlraum
auf 3,5 kp/cm2 Überdruck gehalten wurde.
Die Dampfleitungen 17 und 17′ wurden anschließend geschlossen,
um die Zuführung von Dampf zu stoppen. Anschließend
wurden die Ablaßleitungen 19 und 19′ geöffnet, um zeitweilig
den Druck in den Kammern 16 und 16′ sowie im Formhohlraum
21 auf den Atmosphärendruck zu senken, so daß die
vorgeschäumten Kunststoffteilchen sich wieder auf ihre ursprüngliche
Form entspannen konnten. Die beiden mit den
jeweiligen Formteilen gekoppelten Dampfkammern 16 und 16′
wurden gleichzeitig mit Dampf beschickt (4 kp/cm2 Überdruck),
und zwar für 10 Sekunden, der die vorgeschäumten Kunstharzteilchen
erwärmte, so daß sie miteinander eine Schmelzverbindung
eingingen, um das geschäumte Kunststofformteil herzustellen.
Anschließend wurde die Form mit Wasser für 50 Sekunden abgekühlt,
danach mit Druckluft für 8 Sekunden und der Abkühlvorgang
wurde durch Abkühlung in der Umgebungsatmosphäre
für 60 Sekunden abgeschlossen. Die abgekühlte Form
wurde geöffnet, um den geschäumten Kunststofformkörper zu
entnehmen, der auf ein Gewicht von 270 g (Dichte 60 g/l)
getrocknet worden war. Dies zeigt an, daß die vorgeschäumten
Kunststoffteilchen während der Formkörperherstellung
eine Verdichtung von 53% erfuhren.
Der Formhohlraum war vollständig mit geschäumten Kunststoffteilchen
ausgefüllt worden, und zwar durch die Kraft der
zusammengedrückten vorgeschäumten Kunststoffpartikel bei
der Wiedererlangung der Ausgangsform der Kunststoffteilchen,
so daß der gefertigte geschäumte Kunststofformkörper
nur sehr wenige Hohlstellen zwischen den verschäumten
Kunststoffteilchen aufwies (nur 2 Fehler in einer Oberfläche
von 25 cm2) und alle verschäumten Kunststoffteilchen miteinander
verschmolzen waren (100%ige Schmelzverklebung).
Die Ausschußrate der Formteile war sehr niedrig und betrug
nur 2%. Die Bedingungen, die bei der Herstellung der Kunststofformkörper
gemäß Beispiel 5 angewandt wurden, sind in
Tabelle 3 zusammen mit der jeweiligen Ausschußquote zusammengefaßt.
Die vorgeschäumten Kunststoffteilchen wurden unter Wiederholung
des Verfahrens nach Beispiel 5 verarbeitet, mit der
Ausnahme, daß das Einfüllen der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum unterbrochen wurde, wenn eine
Zählung der Kammerdrehungen 4 innerhalb des Zuführungsrotors
A den Wert 190 unter Erfassung mit einem Digitalzähler
(OMRON H7CN) erreichte. Die Bedingungen, die bei
der Verarbeitung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen im
Vergleichsbeispiel 5 angewandt wurden, sind in Tabelle 3
zusammen mit der Ausschußquote für die geschäumten Kunststofformteile
dargestellt.
Drei verschiedene Arten von geschäumten Kunststoffteilchen,
wie sie in Tabelle 4 erläutert und nachfolgend spezifiziert
sind wurden unter den Bedingungen, die in Tabelle 4
dargestellt sind, in geschäumte Kunststofformteile überführt.
Die Herstellungsprozesse waren im übrigen die gleichen
wie diejenigen, die im Beispiel 5 oder dem Vergleichsbeispiel
5 angewandt wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in
Tabelle 4 gezeigt.
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus vernetztem Polyäthylen:
Teilchengröße 10, Grad der Vernetzung 55% (Gelanteil), Raumdichte 15,6 g/l, Innendruck in den Zellen, Atmosphärendruck (0 kp/cm2 Überdruck).
Teilchengröße 10, Grad der Vernetzung 55% (Gelanteil), Raumdichte 15,6 g/l, Innendruck in den Zellen, Atmosphärendruck (0 kp/cm2 Überdruck).
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus Styren-modifiziertem
Polyäthylen:
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 5 mm, Raumdichte 31,8 g/l, Styren-/Polyäthylen- Gewichtsverhältnis 1 : 1.
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 5 mm, Raumdichte 31,8 g/l, Styren-/Polyäthylen- Gewichtsverhältnis 1 : 1.
Vorgeschäumte Kunststoffteilchen aus Polystyren:
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 3 mm und einer Raumdichte von 20 g/l.
Vorexpandierte Teilchen mit einer Größe von 3 mm und einer Raumdichte von 20 g/l.
Wie aus der obigen Beschreibung deutlich ist, wird durch
die vorliegende Erfindung eine leichte Herstellung von
geschäumten Kunststofformkörpern aus vorgeschäumten Kunststoffpartikeln
möglich, wobei die Formkörper eine gleichmäßige
Dichteverteilung und ein außerordentlich gutes äußeres
Aussehen bieten und wobei die Ausschußrate solchermaßen
hergestellter geschäumter Kunststofformkörper auf ein Minimum
reduziert ist.
Die Erfindung ist zwar im einzelnen mit Bezugnahme auf
spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben worden, es ist
jedoch deutlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen
auch der erfindungsgemäßen Einrichtungen vorgenommen
werden können, ohne daß von den Grundzügen der Erfindung
abgewichen wird.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Verarbeitung vorgeschäumter
Kunststoffteilchen, mit den Verfahrensschritten
der Drucksteigerung in einem Formhohlraum durch Druckgas,
der Beschickung des Formhohlraumes mit vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
wobei sie durch ein Druckgas mit einem Druck
verdichtet werden, der höher ist als der Druck im Formhohlraum,
und der Erwärmung der eingefüllten vorgeschäumten
Kunststoffteilchen mit Dampf, so daß die Kunststoffpartikel
miteinander verschmolzen werden oder ausgedehnt und miteinander
verschmolzen werden, um einen geschäumten Kunststofformkörper
zu schaffen. In einer Leitung zur Zuförderung
der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den Formhohlraum
oder in einem Einlaßabschnitt einer Beschickungsöffnung,
die zum Formhohlraum führt ist ein Druckschalter als Druckerfassungseinrichtung
vorgesehen und die Zuführung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum wird
gestoppt, wenn der Druck, der durch den Druckschalter erfaßt
wird, den Druck im Formhohlraum um einen bestimmten
Betrag übersteigt. Die Erfindung betrifft außerdem eine
Einrichtung, die vorzugsweise geeignet ist, das in seinen
Grundzügen vorerläuterte Verfahren durchzuführen.
Claims (13)
1. Verfahren zur Verarbeitung vorgeschäumter Kunststoffteilchen
zu einem geschäumten Kunststofformkörper, gekennzeichnet
durch die Anhebung des Druckes in einem
Formhohlraum (21) durch ein Druckgas, eine Beschickung
des Formhohlraumes (21) mit vorgeschäumten Kunststoffteilchen,
die durch ein Druckgas verdichtet sind, dessen
Druck höher ist als der Druck im Formhohlraum (21), eine
Erwärmung der in den Formhohlraum (21) eingefüllten, vorgeschäumten
Kunststoffteilchen durch Dampf, so daß sie
miteinander verschmelzen oder daß sie expandieren und
miteinander verschmelzen, um den geschäumten Kunststofformkörper
zu bilden, mit einer Druckerfassung in einer
Leitung zur Zuförderung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
in den Formhohlraum (21), wenn die Kunststoffteilchen
durch das Druckgas in den Formhohlraum (21)
gefördert werden, oder einer Druckerfassung in einem Einlaßabschnitt
einer Beschickungsöffnung (23), die zum
Formhohlraum (21) führt, und wobei die Zuführung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen in den Formhohlraum (21)
gestoppt wird, wenn der durch eine
Druckerfassungseinrichtung erfaßte Druck den Druck im
Formhohlraum (21) um einen bestimmten Betrag übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckerfassungseinrichtung in der Leitung (C), durch
die die vorgeschäumten Kunststoffteilchen mit Hilfe des
Druckgases in den Formhohlraum (21) gefördert werden,
aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführung von vorgeschäumten Kunststoffteilchen in
den Formhohlraum (21) gestoppt wird, wenn der Druck, der
durch die Druckerfassungseinrichtung erfaßt wird, den
Druck in dem Formhohlraum (21) um 0,2 bis 1 kp/cm2 übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgeschäumten Kunststoffteilchen dem Formhohlraum
abfolgend in Teilmengen in Intervallen zugeführt
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckerfassungseinrichtung im Einlaßabschnitt einer
Beschickungsöffnung (23), die zum Formhohlraum (21)
führt, aufgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführung der vorgeschäumten Kunststoffteilchen in
den Formhohlraum (21) gestoppt wird, wenn der Druck, der
durch die Druckerfassungseinrichtung erfaßt wird, den
Druck im Formhohlraum (21) um 0,2 bis 1 kg/cm2 übersteigt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgeschäumten Kunststoffteilchen in den
Formhohlraum (21) in aufeinanderfolgenden Teilmengen in
Intervallen zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck im Formhohlraum (21) zumindest 0,1 bis 6,0
kp/cm2 Überdruck beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die vorgeschäumten Kunststoffteilchen aus einer Gruppe
ausgewählt sind, die vorgeschäumte Polypropylenteilchen
und vorgeschäumte vernetzte Polyethylenteilchen enthält,
bei denen in den vorgeschäumten Poren jeweils Atmosphärendruck
herrscht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdichtungsverhältnis der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
50-65% beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgeschäumten Kunststoffteilchen aus einer Gruppe
ausgewählt sind, die vorgeschäumte Propylenteilchen
und vorgeschäumte vernetzte Polyethylenteilchen enthält,
die druckgeschäumt und unter Anwendung eines Druckgases
gealtert wurden, um den Innendruck in den vorgeschäumten
Teilchen auf zumindest 0,5 kg/cm2 Überdruck zu erhöhen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdichtungsverhältnis der vorgeschäumten Kunststoffteilchen
10-20% beträgt.
13. Einfüll-Blaseinrichtung zur Beschickung vorgeschäumter
Kunststoffteilchen in eine Form, mit einer Hauptöffnung,
die mit einer Beschickungsöffnung, die zum Formhohlraum
führt, kommuniziert, und mit einer Zweigöffnung,
die mit einer Leitung zur Förderung der vorgeschäumten
Kunststoffteilchen kommuniziert, mit einem ummantelten
Einblaspistolenzylinder, der die Beschickungsöffnung, die
zum Formhohlraum führt, mit der Hauptöffnung verbindet
und mit einem Kolben zum Verschluß der Beschickungsöffnung,
wobei ein Spalt zwischen dem Innen- und Außenrohr
des ummantelten Einblaspistolenzylinders mit dem
Einlaßabschnitt der Beschickungsöffnung kommuniziert, insbesondere
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Spalt (F) zwischen dem
Innen- und Außenrohr (E′, E″) des ummantelten Einblaspistolenzylinders
(E) ein Drucksensor (P S ) angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
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Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |