DE69119331T2

DE69119331T2 - Verfahren zum Herstellen geschäumter Gegenstände und Füllvorrichtung für geschäumte Teilchen aus thermoplastischem Kunststoff zur Verwendung bei solchem Verfahren

Info

Publication number: DE69119331T2
Application number: DE69119331T
Authority: DE
Inventors: Hideki Kuwabara; Hidehiro Sasaki; Satoru Shioya
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1991-08-24
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2011-08-25
Also published as: EP0475174B1; CA2049761A1; EP0475174A3; KR920004128A; DE69119331D1; EP0475174A2

Description

Hintergrund der Erfindung

1) Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Gegenstandes und eine Füllvorrichtung für geschäumte Teilchen aus einem thermoplastischen Kunststoff zur Verwendung bei einem solchen Verfahren.

2) Beschreibung des Standes der Technik:

Schäume aus thermoplastischen Kunststoffen besitzen Merkmale und Eigenschaften, wie daß sie leichtgewichtig und hervorragend in ihren thermischen Isolierungseigenschaften und polsternden Eigenschaften sind. Daher werden die Schäume vielfältig in verschiedenen Gestaltungen oder Formen für thermisch isolierende Materialien, Polstermaterialien, Verpackungsmaterialien etc. verwendet. Als ein Verfahren zur Herstellung solcher Schäume ist das foamed-in-place molding in weiten Kreisen bekannt, bei dem ein thermoplastischer Kunststoff zuerst mit einem Treibmittel imprägniert wird, der thermoplastische Kunststoff expandiert wird, um geschäumte Teilchen herzustellen und dann die geschäumten Teilchen in eine Form eingefüllt werden und mit Dampf oder ähnlichem erhitzt werden, worauf diese unter Expandieren geformt werden.
Früher, als man begann, das foamed-in-place-molding in der Industrie anzuwenden, wurden die geschäumten Teilchen unter Druck mittels komprimierter Luft oder ähnlichem gefördert, um sie in einer Menge so voll wie möglich in die Form zu füllen, wobei sie geformt wurden. Gemäß diesem Verfahren kann ein konstantes Volumen der geformten Gegenstände erhalten werden. Allerdings ist ein solches Verfahren mit dem Nachteil verbunden, daß ein konstantes Gewicht der geformten Gegenstände nicht erhalten werden kann, da die Streuung der Mengen an in die Form einzufüllenden Teilchen infolge der Streuung der Drücke während des Einfüllens unter Druck, der Dichten und Teilchengrößen der geschäumten Teilchen etc. extrem groß wird. Wie in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 27117/1987 beschrieben, wurde daher das Volumen der geschäumten Teilchen mittels eines Meßgerätes gemessen, um stets ein festgelegtes Volumen der geschäumten Teilchen in eine Form einzufüllen.
Gemäß dem Verfahren, bei dem das Volumen der geschäumten Teilchen gemessen wird, um diese einzufüllen, wird stets das konstante Volumen der geschäumten Teilchen in die Form eingefüllt. Es ist von daher möglich, das konstante Gewicht der geformten Gegenstände zu erzielen, solange wie die geschäumten Teilchen stets ein festgelegtes Expansionsverhältnis (Dichte) aufweisen. Selbst wenn die Expansion der thermoplastischen Kunststoffteilchen unter Einsatz von so viel Regelung wie möglich im Herstellverfahren der geschäumten Teilchen durchgeführt wird, ist es jedoch schwierig, die Streuung der Expansionsverhältnisse der erhaltenen geschäumten Teilchen vollständig auszuschalten. In dem Verfahren, in dem stets das festgelegte Volumen an geschäumten Teilchen in die Form eingefüllt wird, um diese zu formen, variieren von daher die erhaltenen geschäumten Gegenstände in Dichte und Gewicht infolge der Streuung der Expansionsverhältnisse der geschäumten Teilchen. Folglich kann das Verfahren, bei dem das Volumen der einzufüllenden Teilchen konstant gehalten wird, keine Lösung für die Erzielung eines stets konstanten Gewichts der geformten Gegenstände liefern. Mit der Herstellung einer Vielfalt von präzisen Industrieprodukten ist gerade in den letzten Jahren ein Bedürfnis aufgekommen, das Gewicht aller Produkte gleichförmig zu machen (zum Beispiel Kernmaterial für Automobilstoßstangen). Das herkömmliche Verfahren kann ein solches Bedürfnis nicht befriedigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf das vorangegangene ist es ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Gegenständen, durch das das gewünschte konstante Gewicht und Volumen von geformten Gegenständen erzielt werden kann vorzuschlagen, sogar wenn geschäumte Teilchen etwas im Expansionsverhältnis streuen, und eine Füllvorrichtung für geschäumte Teilchen aus einem thermoplastischen Kunststoff zur Verwendung bei einem solchen Verfahren vorzuschlagen.
Nach einem Gesichtspunkt dieser Erfindung wird von daher ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Gegenstandes durch Einfüllen von geschäumten Teilchen eines thermoplastischen Kunststoffes in eine Form und dann Veranlassen einer Expansion und einer Schmelzverbindung unter Hitze der geschäumten Teilchen vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch den Schritt, daß das Gewicht der einzufüllenden geschäumten Teilchen gemessen wird, um ein festgelegtes Gewicht der geschäumten Teilchen in die Form einzufüllen, worauf diese Teilchen geschäumt und geformt werden.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt dieser Erfindung wird eine Füllvorrichtung für geschäumte Teilchen eines thermoplastischen Kunststoffes, vorgeschlagen, enthaltend einen Wiegetrichter, der mit Wiegemitteln ausgerüstet ist; einen Förderer für geschäumte Teilchen, eingesetzt für die Regelung der zum Wiegetrichter zu fördernden Mengen an geschäumten Teilchen aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem Gewicht der geschäumten Teilchen, die im Wiegetrichter enthalten sind; einen Teilchenzuführtrichter, eingesetzt zum zeitweisen Aufnehmen eines festgelegten Gewichts der geschäumten Teilchen, welche im Wiegetrichter abgewogen worden sind, und dann zum Fördern dieser; und eine Füllmaschine zum Einfüllen der geschäumten Teilchen in eine Form.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und weiteren Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung und die anhängenden Ansprüche in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, augenscheinlich, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist; und
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf einen Wiegetrichter als einen Teil der Vorrichtung ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen

Als beispielhafte Ausgangsharze für die geschäumten Teilchen aus dem thermoplastischen Kunststoff, welche für die Anwendung dieser Erfindung brauchbar sind, können Polyolefinharze, wie etwa Polyethylen niedriger Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Random-Copolymere, Ethylen-Propylen-Block- Copolymere und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Harze; Styrolharze, wie etwa Polystyrol, Poly-p-Methylstyrol, Styrol- Malein-Anhydrid-Copolymere, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Styrol-Butadien-Acrylnitril-Copolymere,; Polyvinylchlorid; Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere; Polyvinylidenchlorid; und ähnliche genannt werden.
Die geschäumten Teilchen, die in dieser Erfindung angewendet werden, können gemäß einem Verfahren, bei dem Harzteilchen, enthaltend ein Treibmittel darin, in einem Druckgefäß unter Druck expandiert werden, nach einem Verfahren, bei dem ein Harz und ein Treibmittel in einem Extruder geschmolzen und geknetet werden, die resultierende Masse extrudiert und expandiert in Form eines Stranges und der Strang dann zu geschäumten Teilchen zerhackt wird, oder nach einem Verfahren, bei dem Harzteilchen und ein Treibmittel in einem Dispergiermedium in einem Druckgefäß dispergiert werden, die resultierende Dispersion unter Druck erhitzt wird, um die Harzteilchen mit dem Treibmittel zu imprägnieren und die Dispersion dann unter atmosphärischem Druck ausgelassen wird, um die Teilchen zu expandieren oder ähnliches, erhalten werden.
Obwohl die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen geschäumten Teilchen nach der Expansion unter atmosphärischem Druck belassen werden, um diese zu altern, können sie unter Druck mit einem im allgemeinen anorganischen Gas, bevorzugt mit einem anorganischen Gas enthaltend Stickstoff in einer größeren Menge wie etwa Stickstoffgas oder Luft, behandelt werden, um das anorganische Gas in die Teilchen einzubringen, wodurch ein Innendruck (im allgemeinen ein Druck höher 0.2 kg/cm² G in Größen des Überdrucks) auf die geschäumten Teilchen vor ihrem Formen in einem Druckbehälter aufgebracht wird.
Die gegebenenfalls mit dem Innendruck versehenen Teilchen werden abgewogen, um diese in einem festgelegten Gewicht in eine Form zu füllen. Das Gewicht der in die Form zu füllenden Teilchen wird auf Grund des Innenvolumens einer zu verwendenden Form und der Dichte der geschäumten Teilchen gemäß der gewünschten Dichte eines beabsichtigten geformten Gegenstandes eingestellt. Wenn geschäumte Teilchen, zum Beispiel aus einem Ethylen-Propylen-Random-Copolymer, die einen Innendruck von 0 kg/cm² G aufweisen, abgewogen und in eine Form eingefüllt werden, die ein Innenvolumen von 15 x 10³ cm³ aufweist, um zu versuchen, einen beabsichtigten geformten Gegenstand zu erhalten, der ein Volumen V&sub2; von (15 x 10³) x 0.985³ aufweist, unter der Annahme, daß die Schrumpfung des geformten Gegenstandes 1.5 % beträgt, und eine gewünschte Dichte von 0.06 g/cm³ aufweist, wird das Gewicht der in die Form einzufüllenden geschäumten Teilchen auf (15 x 10³) x 0.985³ x 0.06 = 860 g eingestellt. Das Gewicht der einzufüllenden Teilchen wird in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellt und diese werden stets mit dem so eingestellten Gewicht in die Form eingefüllt.
Die geschäumten Teilchen werden abgewogen, um sie in einer solchen Weise in die Form zu füllen. Wenn nun versucht wird, einen beabsichtigten Gegenstand, der ein Volumen V&sub2; von (15 x 10³) x 0.985³ und eine Dichte von 0.06 g/cm³ aufweist, zu erhalten, wird das Gewicht der geschäumten Teilchen, wie oben beschrieben, auf 860 g eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt können die geschäumten Teilchen, gesetzt das Massenvolumen der einzufüllenden Teilchen vor dem Einfüllen und das Volumen des beabsichtigten geformten Gegenstandes sind V&sub1; bzw. V&sub2;, mittels des herkömmlichen Füllverfahrens, wie etwa dem Spaltfüllverfahren in die Form eingefüllt werden, bei dem die Form nicht vollständig geschlossen wird, um das Innenvolumen des Hohlraumes durch ein bestimmtes Volumen zu vergrößern (dieses vergrößerte Volumen wird als Spalt bezeichnet), die geschäumten Teilchen vollständig in die Form durch ein pneumatisches Fördermittel, welches von einem Gas von 1-3 kg/cm² G ohne wesentliches Komprimieren der geschäumten Teilchen Gebrauch macht, eingefüllt werden und die Form dann vollständig geschlossen wird, wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; 1.50 oder kleiner ist. Wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; 1.50 überschreitet, ist es schwierig, diese nach dem Spaltfüllverfahren einzufüllen. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, ein spezielles Füllverfahren, welches in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 212131/1987 beschrieben ist, anzuwenden in dem geschäumte Teilchen in eine Form eingefüllt werden, welche bereits vorher unter Druck unter Verwendung eines Druckgases in einem Druckbehälter gesetzt wurden. Ein solches Verfahren bedingt ein potentielles Problem, da es mit gesteigerten Kosten zum Beispiel wegen Verwendung besonderer Ausrüstungen verbunden ist. Andererseits, wenn geschäumte Teilchen durch ein Druckgas (2-5 kg/cm² G) komprimiert und in eine Form eingefüllt werden, aber die Form nicht unter Druck steht, wodurch die geschäumten Teilchen vollständig in die Form in einem Zustand, so daß die geschäumten Teilchen komprimiert werden, eingefüllt werden (nachfolgend als Druckfüllverfahren bezeichnet), unterziehen sich diese der Art eines erzwungenen Füllens, wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; höher als 1.50 ist, so daß dort ein potentielles Problem, daß eine Streuung von Teildichten der erhaltenen geformten Gegenstände auftritt, vorliegt.
Zum zweiten ist es vom Standpunkt der Sekundärexpansionsfähigkeit aus, wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; mindestens 0.94 beträgt, möglich, einen genügend gut geformten Gegenstand ohne Aufbringen eines Innendrucks in die geschäumten Teilchen in einem Druckbehälter (Innendruck der Teilchen: etwa 0 kg/cm² G) zu erhalten. Auf der anderen Seite existiert, wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; mindestens 0.80 aber weniger als 0.94 beträgt und die Grenze der Sekundärexpanisionsfähigkeit der einzufüllenden geschäumten Teilchen überschreitet, das potentielle Problem, daß ein geformter Gegenstand entsprechend einer Form infolge unzureichender Sekundärexpansion, die sich in Fehlerhaftigkeit der Schmelzverbindung und Auftreten von Fehlstellen äußert, nicht erreicht werden kann, sogar wenn das Füllgewicht korrekt ist. Es ist deshalb bevorzugt, zum Beispiel ein Verfahren anzuwenden, in dem der Innendruck der geschäumten Teilchen höher als 0 kg/cm² G (üblicherweise 0.2-2.0 kg/cm² G) gemacht wird, um die sekundäre Expansionsfähigkeit der geschäumten Teilchen in einer geeigneten Erhöhung in einem Druckbehälter zu sichern. Weiterhin ist es, wenn der Wert V&sub1;/V&sub2; weniger als 0.80 beträgt, nötig, speziell geschäumte Teilchen zu verwenden, welche durch Aufbringen eines Innendrucks in die geschäumten Teilchen in einem beachtlich größeren Umfang erhalten wurden, wodurch ihre Expansionsfähigkeit hochgradig gesteigert wird. Die Verwendung solcher geschäumter Teilchen ist mit gesteigerten Kosten verbunden und ruft darüber hinaus ein potentielles Problem hervor, daß eine Streuung von Teildichten der erhaltenen geformten Gegenstände auftritt.
Auf Grund der oben beschriebenen Gründe ist es, wenn geformte Gegenstände durch Verwendung der herkömmlichen Vorrichtung und Erhitzen der geschäumten Teilchen, um diese zu formen, mit Dampf eines üblichen Druckes von 2.0-4.5 kg/cm² G zu erhalten versucht werden, möglich, stets geformte Gegenstände guter Qualität, welche ein festgelegtes Gewicht und eine festgelegte Dichte aufweisen, zu erhalten, wenn stets ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen in eine Form gefüllt wird, und die Füllrate 0.8 ≤ V&sub1;/V&sub2; ≤ 1.50 beträgt.
Nebenbei ist es, wenn geschäumte Teilchen, versehen mit einem Innendruck abgewogen und eingefüllt werden, nötig, das Gewicht ω des in den Teilchen enthaltenen Gases, welches aus der Beziehung der Zustandsgleichung der Gase: PV = (ω/M)RT ermittelt wird, zu der Gewichtsvorgabe hinzufügen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Füllvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In der Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 einen Rohmaterialtrichter. Geschäumte Teilchen eines thermoplastischen Kunststoffes in dem Rohmaterialtrichter 1 werden von einem Förderer 2 für geschäumte Teilchen zu einem Wiegetrichter 3 gefördert. Der Förderer 2 für geschäumte Teilchen ist derart konstruiert, daß er in der Lage ist, die Menge an geschäumten Teilchen aus dem thermoplastischen Kunststoff, die zu dem Wiegetrichter 3 zu fördern ist, entsprechend dem Gewicht der im Wiegetrichter 3 vorhandenen geschäumten Teilchen zu regeln. Die Regelung der Menge an geschäumten Teilchen, die zum Wiegetrichter 3 zu fördern ist, kann zum Beispiel auf die folgende Weise erfolgen. Der Förderer 2 für geschäumte Teilchen ist derart gestaltet, daß es möglich ist, die Fördergeschwindigkeit in mehreren Stufen einzustellen, wobei die Fördergeschwindigkeit stufenweise reduziert wird, wie das Gewicht der in den Wiegetrichter 3 geförderten geschäumten Teilchen an das beabsichtigte Gewicht herankommt. Alternativ dazu ist der Förderer 2 für geschäumte Teilchen so gestaltet, daß es möglich ist, die Fördergeschwindigkeit stufenlos einzustellen, wobei die Fördergeschwindigkeit der geschäumten Teilchen kontinuierlich verringert wird, wie das Gewicht der in den Wiegetrichter 3 geförderten geschäumten Teilchen gesteigert wird. Jegliche Förderer können als Förderer 2 für geschäumte Teilchen verwendet werden, solange sie die Regelung der Fördergeschwindigkeit gestatten. Als Beispiele für solch einen Förderer können ein Bandförderer, Schneckenschraubenförderer, Tischförderer, Rotationsförderer, Injektionsförderer etc. genannt werden. Diese Förderer können in Kombination miteinander verwendet werden. Der Schneckenschraubenförderer ist besonders bevorzugt.
Der Wiegetrichter 3 ist mit Kraftmeßdosen 4 als Wiegemittel versehen. Die Kraftmeßdosen 4 sind zum Beispiel durch Ausbildung eines Ringes 5 rings um den Wiegetrichter 3 und Einfügen der Kraftmeßdosen an und zwischen diesem Ring und einem Trichtertragrahmen 6, wie in Fig. 2 dargestellt, angebracht. In dieser Erfindung werden die geschäumten Teilchen zusammen mit dem Wiegetrichter 3 von hohem Gewicht abgewogen. Es ist von daher bevorzugt, eine Vielzahl von Kraftmeßdosen vorzusehen. Die Ausbildung mehrerer Kraftmeßdosen macht es möglich, die auf jede einzelne Kraftmeßdose einwirkende Last zu verringern. Es ist daher möglich, das Gewicht der geschäumten Teilchen, die leicht verglichen mit dem Wiegetrichter 3 sind, mit Präzision zu messen. Die Anzahl der Kraftmeßdosen variiert mit dem Gewicht des Wiegetrichters 3, dem Gewicht der abzuwiegenden geschäumten Teilchen, der benötigten Genauigkeit in der Wiegung etc. Es ist jedoch bevorzugt, 2-5 Kraftmeßdosen allgemein vorzusehen. Als Wiegemittel können zusätzlich zu den Kraftmeßdosen alle Arten von Mitteln, wie etwa eine unmittelbar ablesbare Waage oder eine Federwaage verwendet werden, sofern es ihre Genauigkeit beim Wiegen erlaubt.
Ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen, welches im Wiegetrichter 3 abgewogen wurde, wird dann zu einem Teilchenzuführtrichter 7 gefördert. Zu dieser Zeit wird von den Kraftmeßdosen 4 als Wiegemittel bestimmt, ob geschäumte Teilchen im Wiegetrichter 3 verbleiben oder nicht. Wenn die geschäumten Teilchen im Wiegetrichter 3 nicht vollständig dem Teilchenzuführtrichter 7 zugeführt werden, sondern im Wiegetrichter 3 verbleiben (insbesondere wenn die geschäumten Teilchen mit statischer Elektrizität aufgeladen sind, neigen sie dazu, im Wiegetrichter 3 zu verbleiben), ist es nötig, die geschäumten Teilchen im Wiegetrichter 3 vollständig zu dem Teilchenzuführtrichter 7 durch Einsatz einer Maßnahme, wie Blasen mit Luft (bevorzugt Blasen mit elektrisierter Luft sowohl von Plus- und Minus-Ladungen) zu bringen.
Die geschäumten Teilchen werden zuerst im Teilchenzuführtrichter 7 aufgehalten und dann von dort zu Haltetrichtern 8a-8d gefördert, zum Beispiel durch komprimierte Luft, zugeführt durch ein Zuführrohr 13 für komprimierte Luft. In der Fig. 1 ist ein Beispiel dargestellt, welches von einer Form 9 mit mehreren Hohlräumen Gebrauch macht. Das festgelegte Gewicht an geschäumten Teilchen, die im Wiegetrichter 3 abgewogen und zu dem Teilchenzuführtrichter 7 gefördert worden sind, um darin gehalten zu werden, werden zu allererst zum Beispiel zum Haltetrichter 8a gefördert. Andererseits wird ein weiteres Batch von vorgeschäumten Teilchen sukzessive im Wiegetrichter 3 abgewogen. Die derart abgewogenen geschäumten Teilchen werden dann vom Teilchenzuführtrichter 7 zum Haltetrichter 8b gefördert. In ähnlicher Weise werden entsprechende Batches von geschäumten Teilen der Reihe nach zu den Haltetrichtern 8c und 8d gefördert. Nebenbei übernehmen die Haltetrichter 8a-8d eine Funktion eines Druckbehälters Die Füllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist solcherweise gestaltet, daß ein festgelegtes Gewicht der geschäumten Teilchen zuverlässig vom Teilchenzuführtrichter 7 zu einem Haltetrichter 8a-8d durch Umschalten ihres Förderziels mittels Umschaltventilen 10a-10d gefördert wird. Die zu den Haltetrichtern 8a-8d geförderten geschäumten Teilchen werden jeweils in Formhohlräume 12a-12d der Form 9 mit mehreren Hohlräumen mittels jeweiliger Füllmaschinen ha-lid, die mit den Haltetrichtern 8a-8d verbunden sind, eingefüllt. In der oben beschriebenen Weise werden die festgelegten Gewichte an geschäumten Teilchen jeweils in die Formhohlräume 12a-12d eingefüllt. Wenn ein unter Druck setzendes und dekomprimierendes Ventil in jedem der Haltetrichter 8a-8d vorgesehen ist, um das Anheben und Absenken des Drucks im Inneren jedes Haltetrichters 8a-8d zu ermöglichen, kann der Füllvorgang beschleunigt durchgeführt werden, zum Beispiel durch Kompression der geschäumten Teilchen im Haltetrichter und Einfüllen in den Hohlraum mittels des Druckfüllverfahrens.
Wenn die Form mit mehreren Hohlräumen wie vorstehend beschrieben eingesetzt wird, werden Haltetrichter in einer Anzahl entsprechend der Anzahl an Hohlräumen in der Form vorgesehen, um die geschäumten Teilchen aus den Haltetrichtern in ihre entsprechenden Hohlräume durch jeweilige Füllmaschinen einzufüllen. Eine derartige Konstruktion kann sicherstellen, daß festgelegte Gewichte an vorgeschäumten Teilchen zu einer Vielzahl von Füllmaschinen durch lediglich einen Wiegetrichter gefördert werden. Auf der anderen Seite ist es, wenn eine Form mit einem Hohlraum verwendet wird, nicht immer nötig, den Haltetrichter vorzusehen.
Die in Formhohlräume 12a-12d eingefüllten geschäumten Teilchen werden mit den herkömmlichen bekannten Heizmitteln wie etwa Dämpfen erhitzt, um sie zu formen.

(Beispiele)

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in weiteren Einzelheiten durch die folgenden Beispiele beschrieben:
Beispiele 1-8:
Jede der in der Tabelle 1 angeführten Proben wurde abgewogen und das derart abgewogene Gewicht der geschäumten Teuchenprobe wurde in eine Form, die ein Innenvolumen von 15 1 aufwies, mittels des Spaltfüllverfahrens eingefüllt und mit Dampf von entsprechendem in Tabelle 1 aufgeführten Druck erhitzt. In der vorstehend beschriebenen Weise wurde jede der geschäumten Teilchenproben kontinuierlich 2omal geformt. Die gewünschten Gewichte und Dichten der beabsichtigten geformten Gegenstände, die Gewichte und Dichten der tatsächlich erhaltenen geformten Gegenstände und die Dichten und eingestellten Füllgewichte in die jeweiligen Formen der geschäumten Teilchenproben, die beim Formen verwendet wurden, sind in Tabelle 1 und/oder Tabelle 2 gezeigt. Eigenschaften der erhaltenen geformten Gegenstände sind ebenfalls in Tabelle 2 enthalten.
Nebenbei sei bemerkt, daß in den Beispielen 3 und 7 geschäumte Teilchenproben, deren Innendruck auf 1 kg/cm² G gesteigert wurde, verwendet wurden, während in den Beispielen 4 und 8 die geschäumten Teilproben in jeweils 15 1 Formen frei von jedem Spalt durch ein Druckfüllverfahren eingefüllt wurden, worauf sie geformt wurden.
Vergleichsbeispiele 1 & 2:
Festgelegte Volumina von geschäumten Teilchenproben, dargestellt in Tabelle 1, wurden separat in die gleiche Form wie die in den Beispielen verwendete eingefüllt, die mit einem Spalt von 1 l versehen wurde, wobei ein herkömmlicher Förderer im Spaltfüllverfahren verwendet wurde und dann mit Dampf von einem entsprechenden Druck, gezeigt in Tabelle 1, erhitzt wurden, worauf diese kontinuierlich 2omal geformt wurden. Die gewünschten Gewichten und Dichten der beabsichtigten geformten Gegenstände, die Gewichte und Dichten der tatsächlich erhaltenen geformten Gegenstände und die Dichten und eingestellten Füllgewichte in die jeweiligen Formen der geschäumten Teilchenproben, die beim Formen verwendet wurden, sind in Tabelle 1 und/oder Tabelle 2 aufgeführt. Eigenschaften der erhaltenen geformten Gegenstände sind ebenfalls in Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle 1 Eigenschaften der verwendeten geschäumten Teilchen Einfüllmenge an geschäumten Teilchen in die Form (eingestellter Wert) Dampfdruck zum Formen (kg/cm&sub2; G) Art des Ausgangsharzes Durchschnittliche Massendichte (g/cm³) Gewicht (g) Volumen (1) *3: Geschäumte Teilchen, versehen mit einem Innendruck in einem Druckbehälter. *4: Geschäumte Teilchen wurden komprimiert und dann mittels des Druckfüllverfahrens eingefüllt. Tabelle 2 Wert V&sub1;/V&sub2; Beabsichtiger geformter Gegenstand Tatsächlich erhaltener geformter Gegenstand (20 Gegenstände) Eigenschaften der geformten Gegenstände Gewicht (g) Dicht (g/cm³) Streuung der Dichten und Gewichte *1 Schmelzverbindungseigenschaften der Teilchen *2
*1: Die Streuung der Dichten und Gewichte von 20 geformten Gegenständen in jedem Beispiel oder Vergleichsbeispiel wurde gemäß der folgenden Ordnung ausgewertet:
... Streuung kleiner als ± 3 % bei allen geformten Gegenständen;
Δ ... Streuung in einem Bereich von ± 3 - ± 5 bei einigen der geformten Gegenstände; und
x ... Streuung größer als ± 5 bei einigen der geformten Gegenstände.
*2: Die Schmelzverbindungseigenschaften jedes geformten Gegenstandes wurden gemäß der folgenden Ordnung ausgewertet:
... Keine Brüche zwischen den Teilchen traten bei mehr als 80% des geformten Gegenstandes nach seiner Zerstörung auf;
Δ ... Keine Brüche zwischen den Teilchen traten bei 50 - 80% des geformten Gegenstandes bei seiner Zerstörung auf;
x ... Keine Brüche zwischen den Teilchen traten bei weniger als 50% des geformten Gegenstandes bei seiner Zerstörung auf;

Vorteile der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die folgenden Effekte zustandegebracht. Da das Gewicht der geschäumten Teilchen gemessen wird, um stets ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen in eine Form auf der Basis seines voreingestellten Wertes zu füllen, worauf diese geformt werden, tritt keine Streuung der Volumina und Gewichte der erhaltenen geformten Gegenstände auf, sogar wenn die geschäumten Teilchen etwas im Expansionsverhältnis streuen, so daß gleichförmige geformte Gegenstände stets erhalten werden können. Da die geschäumten Teilchen auch in einem Bereich begrenzter Füllraten eingefüllt werden, ist es möglich, hervorragend geformte Gegenstände frei von Schwächen in der Schmelzverbindung zwischen den Teilchen zu erhalten. Darüber hinaus ist es möglich, wenn ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen in der Weise eingefüllt und geformt wird, daß der Wert V&sub1;/V&sub2; mindestens 0.94 wird&sub1; ausreichend gut geformte Gegenstände ohne Aufbringen eines Innendrucks in die geschäumten Teilchen durch eine Druckbehandlung in einem Druckbehälter oder ähnlichem zu erhalten.
Daneben kann die Füllvorrichtung gemäß dieser Erfindung stets ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen in die Form einfüllen, um diese zu formen. Von daher ist es möglich, das gewünschte konstante Gewicht und Volumen der geformten Gegenstände zu erzielen. Sogar wenn eine Form mit mehreren Hohlräumen verwendet wird, können stets festgelegte Gewichte an vorgeschäumten Teilchen zu einer Vielzahl von Hohlräumen mittels lediglich einem Wiegegerät gefördert werden. Des weiteren kann, wenn Haltetrichter in einer Anzahl entsprechend der Anzahl an Hohlräumen zwischen jeweiligen Füllmaschinen und Teilchenzuführtrichtern vorgesehen sind, ein festgelegtes Gewicht an geschäumten Teilchen in jeden der Hohlräume gefördert werden und weiterhin wird ein Vorteil, zum Beispiel beim Komprimieren der geschäumten Teilchen, um diese in die Form mittels eines Druckfüllverfahrens einzufüllen, hervorgebracht. Zusätzlich kann, wenn ein Schneckenschraubenförderer als Förderer für geschäumte Teilchen verwendet wird, um geschäumte Teilchen zu einem Wiegetrichter zu fördern, das Fördern des festgelegten Gewichts schnell durchgeführt werden und die Wiegebestimmung von einer großen Menge auf eine kleine Menge erweitert werden. Wenn eine Vielzahl von Kraftmeßdosen als Wiegemittel durch Anschluß an den Wiegetrichter vorgesehen wird, kann das Gewicht der geschäumten Teilchen mit hoher Genauigkeit gemessen werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Gegenstandes durch Einfüllen von geschäumten Teilchen eines thermoplastischen Kunststoffes in eine Form und dann Veranlassen einer Expansion und einer Schmelzverbindung unter Hitze der geschäumten Teilchen, gekennzeichnet durch den Schritt, daß das Gewicht der einzufüllenden geschäumten Teilchen gemessen wird, um ein festgelegtes Gewicht der geschäumten Teilchen in die Form einzufüllen, worauf diese Teilchen geschäumt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei das festgelegte Gewicht der geschäumten Teilchen bei einer Füllrate von 0.8 ≤ V&sub1;/V&sub2; ≤ 1.50 eingefüllt wird, wobei mit V&sub1; ein Massenvolumen der einzufüllenden geschäumten Teilchen vor dem Einfüllen und V&sub2; ein Volumen eines beabsichtigten geformten Gegenstandes bezeichnet und V&sub1; und V&sub2; in Angaben von cm³ ausgedrückt sind, worauf diese geschäumt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

wobei die geschäumten Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes Teilchen sind, die durch Expansion von Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes, welche ein Treibmittel darin enthalten, unter Druck in einem Druckgefäß erhalten wurden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

wobei die geschäumten Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes Teilchen sind, die durch Schmelzen und Kneten des thermoplastischen Kunststoffes und eines Treibmittels in einem Extruder, Extrudieren und Expandieren der resultierenden Schmelze in Form eines Stranges und dann Zerhacken des Stranges zu Teilchen erhalten wurden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

wobei die geschäumten Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes Teilchen sind, die durch Dispergieren von Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes und eines Treibmittels in einem Dispergiermedium in einem Druckgefäß, Erhitzen der resultierenden Dispersion unter Druck zum Imprägnieren der Kunststoffteilchen mit dem Treibmittel und dann Auslassen der Dispersion unter atmosphärischem Druck, um die Teilchen zu expandieren, erhalten wurden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5,

wobei die durch Expansion erhaltenen geschäumten Teilchen unter atmosphärischem Druck stehend belassen werden, um diese zu altern, die derart gealterten geschäumten Teilchen einer Druckbehandlung mit einem anorganischen Gas in einem Druckbehälter unterworfen werden, um in den geschäumten Teilchen einen Innendruck aufzubauen, Messen des Gewichts der so mit dem Innendruck versehenen geschäumten Teilchen und dann Einfüllen eines festgelegten Gewichts an vorgeschäumten Teilchen in eine Form, worauf diese geformt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5,

wobei die durch die Expansion erhaltenen geschäumten Teilchen unter atmosphärischem Druck stehend belassen werden, um diese zu altern, Messen des Gewichts der geschäumten Teilchen und dann Einfüllen eines festgelegten Gewichts der geschäumten Teilchen bei einer Füllrate von 0.94 ≤ V&sub1;/V&sub2; ≤ 1.50, worauf diese geformt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7,

wobei die geschäumten Teilchen, die in die Form eingefüllt wurden, mit Druckdampf von 2.0-4.5 kg/cm² G erhitzt werden, worauf diese geformt werden.

9. Füllvorrichtung für geschäumte Teilchen eines thermoplastischen Kunststoffes, enthaltend einen Wiegetrichter (3), der mit Wiegemitteln ausgerüstet ist; einen Förderer (2) für geschäumte Teilchen, angewendet für die Regelung der zum Wiegetrichter (3) zu fördernden Mengen an geschäumten Teilchen des thermoplastischen Kunststoffes gemäß dem Gewicht der geschäumten Teilchen, die im Wiegetrichter (3) enthalten sind; einen Teilchenzuführtrichter (7), angewendet zum zeitweisen Aufnehmen eines festgelegten Gewichts der geschäumten Teilchen, welche im Wiegetrichter (3) abgewogen worden sind, und dann zum Fördern dieser; und eine Füllmaschine (11) zum Einfüllen der geschäumten Teilchen in eine Form.

10. Füllvorrichtung nach Anspruch 9,

wobei mehrere Haltetrichter (8) zwischen dem Teilchenzuführtrichter (7) und der Füllmaschine (11) vorgesehen sind.

11. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,

wobei der Förderer (2) für geschäumte Teilchen ein Schneckenschraubenförderer ist.

12. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11,

wobei die Wiegemittel eine Vielzahl von Kraftmeßdosen (4), die mit dem Wiegetrichter (3) verbunden sind, aufweisen.