WO2015055471A1 - Verfahren zur formung einer extrusionsgeschäumten kunststofflage und nachbehandlungseinrichtung - Google Patents

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plastic
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negative pressure
thickness
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Frank Van Lück
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Definitions

  • the method described here and the device described here relates to the field of plastics processing of foams, in particular the aftertreatment in the form of re-foaming and thermoforming of plastic foam bodies in the form of layers or films.
  • the heating is followed by a roller assembly (post-foaming) or a deformation station which presses or molds the expanded plastic layer.
  • a thickness of the plastic layer which undesirably varies greatly (due to the production of the layer), this being expressed in particular by a ripple which hinders the further processing and reduces the product quality. It is therefore an object of the invention to provide an approach that can be made with the plastic layers with a constant thickness before the further pressing process.
  • the subsequent molding step which merely exerts a compressive pressure on the cells, together with the heating, can not fully compensate for remaining cell size inhomogeneities.
  • the approach described here therefore provides for exerting a tensile force on the two surfaces (opposite in the thickness direction of the plastic layer) of the plastic layer, in particular before the plastic layer is pressed, for example by rolling. It is envisaged that the surfaces of the plastic layer (or at least one of the surfaces) be exposed to a vacuum. As a result, cells that are too small have been enlarged so that the subsequent pressing step starts from more homogenized cell sizes than without exerting the tensile force.
  • the thickness can thereby be increased without this varying in the longitudinal course of the plastic layer.
  • the propellant in the cells does not build up sufficient strong and uniform internal pressure in the cells to ensure a homogenous cell size distribution in the heating process. This is the case in particular during prolonged storage or volatile propellants, since during storage propellant diffuses out of the cells and air diffuses in.
  • the cell content does not generate sufficient internal gas pressure to allow a sufficiently uniform plastic deformation in the sense of a cell wall displacement.
  • the invention provides to apply a negative pressure to the plastic layer.
  • This negative pressure is applied while the plastic layer is plastically deformable (at least in sections) by heating or generally tempering. Due to the negative pressure (and the internal pressure in the cell during heating), the plastic layer expands, in particular substantially only in the thickness direction of the layer.
  • a uniform thickness is achieved by applying the negative pressure or after the application of the negative pressure. The thickness is the thickness of the plastic layer is determined in particular by the distance of the vacuum device.
  • the method comprises a step (a) of tempering the plastic layer to a temperature which allows at least partial plastic deformation of the plastic layer in the direction of the thickness of the plastic layer.
  • the temperature is such that an internal pressure is generated in the cells by the gaseous cell contents, which is sufficient for plastic deformation.
  • This temperature depends on the melting temperature, as well as the blowing agent present in the cells and in the cell walls of the plastic material or on the melting temperature range of the plastic material forming the plastic layer, and is in particular slightly (for example 30 ° C., 20 ° C. or also only 2 ° C) below the melting temperature or the melting temperature range.
  • This temperature is further selected taking into account the additional pressure generated by the gaseous cell content of the plastic layer by tempering.
  • step (a) therefore, not only is the plastic material of the plastic layer brought into a plastically deformable state, but also the gaseous or liquid cell contents of the cells of the plastic layer (the diffused air or other diffused blowing agent and / or at least one introduced during the foam extrusion Propellant) is brought into a state in which this propellant and preferably the propellant addition produces an increased internal pressure in the cells.
  • the gaseous or liquid cell contents of the cells of the plastic layer the diffused air or other diffused blowing agent and / or at least one introduced during the foam extrusion Propellant
  • step (b) (as described herein, particularly plastic deformation of the plastic layer by application of negative pressure)
  • step (b) an increase in thickness takes place, these increases in thickness being combined in steps (a) and (b).
  • Increasing the thickness involves plastic deformation of the plastic layer in the sense of not only elastic (i.e., restoring effect) but also at least partially plastic enlargement of the thickness.
  • step (a) Since the pressure causing the plastic deformation in step (a) is essentially due only to the vapor pressure of the gaseous cell contents, the resulting deformation for many applications may not be quite complete, since the strength of the cell walls opposes maximum expansion. In the step (b) described here, therefore, the increase in the thickness is supported by negative pressure.
  • the method comprises the already mentioned step (b), in which negative pressure is exerted on the plastic layer.
  • Step (b) particularly follows step (a) to apply the negative pressure to the tempered plastic layer to assist in increasing the thickness.
  • the application of the negative pressure supports and enhances the plastic expansion of the cells in the plastic layer.
  • the (relative) internal pressure, which causes the expansion or the cell wall displacements, is thus not only generated by the temperature (ie heating) of the plastic cell, which leads to an increase in the vapor pressure of the gaseous cell contents, but also by the negative pressure, the outside of the Plastic layer is applied.
  • the outdiffusion of a blowing agent with a higher vapor pressure than air and the in-diffusion of air can be compensated by the (negative) internal pressure or the internal pressure relative to the external pressure and thus the expansion force of the cell is increased by the negative pressure.
  • a different cell size which can be reduced from the resistance of the cell wall to deformation, as a result of the supporting function of the negative pressure, the influence of the cell walls is reduced.
  • the plastic layer is preferably tempered, in particular tempered according to step (a) or at a temperature in which the plastic layer is at least partially deformable by the internal pressure.
  • the thickness of the tempered plastic layer increases.
  • the step (a) and in particular the step (b) produce a highly expanded in thickness plastic layer.
  • the plastic layer is deformed and in particular compressed.
  • This deformation or compression particularly follows step (b) and in particular follows step (a).
  • the method therefore includes a step (c) of deforming or compressing the plastic sheet to a predetermined thickness after the vacuum is applied.
  • This thickness is constant, in particular, for one or a group of plastic layers, but it can also be changed to produce plastic layers each having different thicknesses.
  • the thickness to which the plastic layer is pressed or deformed is preferably constant from the start of compression of a plastic layer until the end of the compression of this plastic layer. However, even during the pressing of the same plastic layer, the thickness can be changed to produce a desired thickness profile or determined by the deformation in a mold.
  • the thickness to which the plastic sheet is compressed defines a constant thickness profile or may define a variable thickness profile for specific applications.
  • the cross section obtained by the deformation is preferably predetermined.
  • the area of the cross section after deformation may be smaller than the area of the cross section (preferably immediately) before deformation.
  • the step of compressing is preferably performed while the plastic layer is in a state where it is at least partially plastically deformable, in particular at least partially deformable by the pressure with which the plastic layer is compressed. Since this pressure may be higher than the pressure acting on the plastic layer during step (a) and / or (b), the temperature of the plastic layer in step (c) may be lower.
  • step (c) the plastic layer may not be tempered (about room temperature or other temperatures below the melting point or melting range of the plastics material of the plastic layer), the pressure acting on the plastic layer being compressed by the amount of pressure Plastic layer is plastically deformed.
  • step (c) the thickness of the plastic layer is reduced. Since in the steps (a) and (b) has already been greatly expanded, the step (c) a constant thickness of the plastic layer is achieved, in particular because a higher homogeneity of the cell sizes is achieved. Further, it is possible to produce a low density plastic layer immediately after step (c), in particular less than a density that would result without step (b).
  • the method preferably provides that the plastic layer is conveyed, in particular such that no significant tensile forces arise in the longitudinal direction of the plastic layer, and thus the plastic layer substantially stretched (in particular plastically stretched) would.
  • An essential expansion would be, for example, an elongation of more than +2%, +5%, +10%, +30% or +50% in the longitudinal direction of the plastic layer.
  • the plastic layer is conveyed in its longitudinal direction.
  • thermoforming process before the temperature of the plastic layer, this is retrieved from a storage condition, for example by unwinding (from a storage coil) or by unfolding or by simply supplying a plastic layer to be molded for the step (a).
  • first the plastic layer to be formed can be produced and then stored (for example to allow desired diffusion processes).
  • the plastic layer to be formed can then be retrieved from the store and fed to the plastic molding process described here, in particular the method described here, preferably beginning with step (a).
  • the storage preceding the thermoforming process may also serve for post-expansion.
  • Embodiments of the method provide that the thickness of the plastic layer is reduced by plastic deformation due to the compression of the plastic layer. This reduction is for example at least 5, 10, 20 or 30% and in particular less than 70, 50, 40 or 35%, these being merely numerical values of very specific processes, and the procedure set out here can be adapted to the desired product properties.
  • the plastic layer is pressed together by opposing compacts, for example by a roller, a pair of rollers, or deformed by opposite conveyor belts or in a forming station to a multi-dimensional foam body, which has a greater thickness at least in the thickness direction than the post-expanded plastic layer.
  • the plastic layer is tempered by means of a tempered fluid flow. This occurs to temper the plastic layer in contact with this.
  • the plastic layer can be tempered by directing heat radiation or microwave radiation onto the plastic layer or by contact with tempered bodies, such as a roller or a roller pair.
  • the plastic layer can be tempered during the production or at the end of the storage of the plastic layer, wherein this is supplied in an at least partially plastically deformable state after the production or after storing the step (b).
  • the plastic layer can be tempered and / or provided with a temperature that is associated with an at least partially plastically deformable state of the plastic layer, while the negative pressure is exerted and / or while the plastic layer is pressed together.
  • tempering or by the temperature of the plastic layer which ensures a plastic deformation of the plastic layer, the exercise of the negative pressure is automatically linked to a plastic deformation of the plastic layer.
  • the plastic layer may solidify during or after compression molding by cooling.
  • the plastic layer may in particular (preferably completely) solidify after the plastic layer has been conveyed into a mold.
  • the plastically deformable state can be used not only for plastic deformation during the application of the negative pressure, but also during a (subsequent) molding by means of a molding tool.
  • the plastic layer preferably does not solidify, at least not completely.
  • the plastic layer may be (again) tempered to a temperature that permits at least partial plastic deformation (substantially without disturbing the cell structure or opening cells) through the mold.
  • An (additional) temperature control before molding by means of the mold in addition to the temperature during or before the application of negative pressure, allows the plastic deformability for forming by means of the mold and the plastic deformability during the application of the negative pressure can be set independently.
  • opposing surfaces of the plastic layer may be provided during the application of vacuum and / or during compression at a temperature in which these surfaces are substantially solidified. This allows e.g. to prevent sticking while allowing plastic deformation in the area of the plastic layer between the surfaces. This simplifies the step of applying negative pressure.
  • the negative pressure can be exerted by opposing gas-permeable or open negative pressure surfaces. These negative pressure surfaces are connected to a vacuum device, so that the negative pressure can be exerted on the vacuum surfaces.
  • the vacuum surfaces preferably each extend in a plane, wherein the planes in which the vacuum surfaces extend are in particular parallel to each other and furthermore the plastic layer is conveyed parallel and between these planes in a direction parallel to the plastic layer.
  • the vacuum surfaces may also have a distance from one another which increases or decreases in the conveying direction of the plastic layer in order to take into account the deformation of the plastic layer during the application of the negative pressure.
  • This change in the distance of the negative pressure surfaces is preferably less than 50%, 40%, 30%, 20% and in particular less than 10% or 5% as their length in the conveying direction of the plastic layer and can therefore be regarded as a quasi-parallel alignment of the negative pressure surfaces to each other ,
  • the plastic layer is conveyed by the vacuum surfaces by moving the vacuum surfaces or is conveyed by at least one conveyor device to and from the vacuum surfaces.
  • the vacuum surfaces can thus not only be fixed in the conveying direction, but also be movable, in particular in the form of a conveyor belt, which is permeable to gas, such as a conveyor belt with a plurality of pores, so that the negative pressure can be applied through the conveyor belt.
  • the conveyor belt or its side facing the plastic layer forms a vacuum surface.
  • two (synchronized in motion) conveyor belts are provided, between which passes through the plastic layer. These conveyor belts also have the function of conveying the plastic layer while applying vacuum.
  • the vacuum is applied through the conveyor belts.
  • the conveyor belts may have a non-stick coating, in particular on the outside thereof.
  • the vacuum surfaces will not be moved (i.e., in the conveying direction) and are particularly provided by plates. These plates are preferably rigid.
  • the plates have openings over which the negative pressure is applied or can be applied.
  • the openings may be provided as a plurality of through holes or may be porous.
  • the plate here forms a perforated plate.
  • the side facing the plastic sheet side of the plates respectively form the vacuum surfaces or include these.
  • At least one further conveyor device is provided, which transport the plastic layer.
  • This at least one conveyor may be provided as a pair of rollers.
  • the paired rollers provided with the reference numeral 40 in the figure, or the conveyor belts (which further serve as pressing surfaces) provided in the figure with the reference numeral 30 may provide the at least one conveyor (6).
  • a further pair of rollers may be provided in the conveying direction before the vacuum surfaces.
  • the further pair of rollers preferably exerts no pressure on the plastic layer which deforms them, but preferably only a pressure which prevents slippage between the pair of rollers and the plastic layer.
  • the at least one conveyor is preferably operated (such as by adjusting the torque or by adjusting the speed) that the plastic layer undergoes no significant plastic deformation in the conveying direction. This relates in particular to a conveying device which lies in the conveying direction before vacuum surfaces.
  • the conveyor can be configured as a pair of rollers, as a conveyor belt or as a conveyor chain.
  • the conveyor may have anti-adhesive surfaces facing the plastic layer.
  • the conveyor may also be tempered to a temperature that does not substantially change the phase state of the plastic layer at this point.
  • the conveyor may have surfaces which face the plastic layer and contact these, which have heat-insulating properties, such as surfaces of plastic, in particular of a thin plastic layer, for example in the form of a conveyor belt.
  • the plastic layer is pressed together after the vacuum treatment to the predetermined thickness. This is done by means of oppositely arranged pressing surfaces, between which the plastic layer is guided.
  • the arrangement of the pressing surfaces to each other and in particular their distance defines the predetermined thickness.
  • the elasticity of the plastic layer in the thickness direction can be taken into account, wherein the predetermined thickness results from the distance of the pressing surfaces and the elasticity.
  • the thickness is greater than the distance by an amount, the amount directly reflecting the elasticity.
  • the pressing surfaces are in particular pressing surfaces of rollers or of conveyor belts or of plates. The pressing surfaces can be moved, preferably in the conveying direction, whereby the plastic layer is conveyed.
  • the pressing surfaces can also be moved relative to one another (i.e., the distance between the pressing surfaces can be variable and is in particular controllably variable).
  • the thickness and also the distance are preferably constant and can be adjusted depending on the desired (in particular constant) plastic-layer thickness.
  • the distance can be controlled such that results in a constant thickness or a desired thickness profile, in particular to compensate for elasticity fluctuations. This corresponds to a control in which the distance is changed as a manipulated variable, in order to regulate an error, which results from elasticity fluctuations, to zero, the error being determined by thickness measurements and comparison with a (constant or predetermined varying) target thickness. Control target is therefore a zero error between the actual and target thickness, the actual thickness is included as a measure in the scheme.
  • a contact pressure can be exerted and / or specified as described in order to achieve the thickness.
  • the pressing surface is strip-shaped, whereby even with a very small width of the pressing surface, i. in a line-shaped pressing surface through the rollers, in the context of this invention is spoken by a surface, in particular because the pressing surface on the surface of the plastic layer affects, even if it itself forms almost a line.
  • the pressing surface is provided in particular by compacts, which are preferably realized as opposed rollers or conveyor belts, or as plates which are moved to the plastic layer to compress them, and which are disassembled after applying the pressure again to continue the plastic layer can and can apply pressure again. While applying pressure, the plates have the spacing (constant or predetermined) described herein.
  • thermoformer Another aspect is another aftertreatment device, which may also be referred to as a thermoformer.
  • a post-treatment device for extrusion-foamed plastic layers which is set up to carry out the method described here.
  • the aftertreatment device comprises a receptacle arranged for the continuously conveyed receptacle (i.e., preferably active supply in the sense of a conveying device within the receptacle) of an extrusion-foamed plastic layer.
  • This plastic layer preferably corresponds to the above-described plastic layer.
  • the aftertreatment device has a conveying direction, which preferably corresponds to at least one conveying direction of a conveying device of the aftertreatment device.
  • the recording are connected downstream vacuum surfaces, so that the negative pressure surfaces seen in the conveying direction, after the recording.
  • the vacuum surfaces are connected to a vacuum device of the aftertreatment device, wherein the vacuum applied to each surface can be regulated (or controlled) between ambient pressure and 100 mbar.
  • the negative pressure surfaces are arranged opposite pressed bodies (seen in the conveying direction) downstream.
  • the compacts have pressing surfaces, which are formed in particular as described above.
  • the pressing surfaces of the compacts face each other.
  • the compacts may be rollers, conveyor belts or plates facing each other as described above.
  • the compacts are mounted on a holder or via a drive against each other, wherein the distance between the compacts is preferably adjustable.
  • the negative pressure surfaces are preferably designed as described above and are preferably designed as conveyor belts which are permeable to air, for example by having these pores.
  • the vacuum device may be a vacuum pump, wherein the vacuum surfaces are surface connected to the vacuum device, such as via a line which opens to the vacuum surfaces and which may have a flared end to distribute the negative pressure across the vacuum surfaces.
  • the line starting from the vacuum device, can open into frames to which the vacuum surfaces each adjoin, so that the frame distributes the negative pressure over a wide area. It may be provided a conduit system, in each case a line opens at the vacuum surfaces, and this line are merged to be connected to the vacuum device.
  • the plastic layer is given a thickness that is defined by the distance between these pressing surfaces.
  • the pressing surfaces may also be considered as thickness-limiting surfaces and in particular are formed by at least one pair of opposing rollers.
  • the negative pressure surfaces are preceded by a tempering device, with the aid of which steps (a) and (b) are carried out.
  • the vacuum surfaces and the tempering device are formed as shown here and preferably configured to carry out the steps described here (a) and (b).
  • the tempering device is set up to bring the plastic layer to a temperature in which it is at least partially plastic deformable, in particular to allow a plastic deformation (decompression) of the plastic layer on the vacuum surfaces.
  • the tempering device acts in particular on a region which adjoins the receptacle and on which the vacuum surfaces follow.
  • the tempering device can also extend over the vacuum surfaces or act on them.
  • the tempering device is not to be regarded as a single component, which is provided punctually exactly at a point in front of the vacuum surfaces, but is to be understood as a device which (among other things) acts on the area in front of the vacuum surfaces.
  • receiving, vacuum surfaces, pressing surfaces, and / or the discharge gap can be provided within a zone on which the tempering device acts.
  • an oven is used for heating, which forms the Temper michsvortechnik and (among other things) can be regarded as Temper michsvortechnisch, which is the negative pressure surfaces upstream, since it acts on the zone in front of the vacuum surfaces. Therefore, the aftertreatment device comprises a tempering device, which acts (or is provided) at least on a zone ahead of the vacuum surfaces.
  • the direction and position information used here, such as before, after, etc. relate to the conveying direction of the at least one conveying device of the aftertreatment device.
  • the conveyors of the aftertreatment device have substantially the same conveying speed so as not to expose the plastic layer to a longitudinal force, and in particular to not substantially lengthwise stretch the plastic layer. This can be realized by means of a control device of the drives of the conveying devices, which is designed to control the conveying speeds of the conveying devices.
  • An embodiment of the aftertreatment device provides that the vacuum device has a conveyor equipped with contact elements.
  • This conveyor may be formed as a conveyor belt device with two (or more) opposed conveyor belts, wherein the conveyor belts revolve around rotary rollers which drive the conveyor belts.
  • the contact elements are formed by the outer sides of the conveyor belts or are attached thereto.
  • the contact elements are movably driven in a discharge direction of the discharge slot.
  • the dispensing direction corresponds to the conveying direction described here.
  • the contact elements may have at least sections of the vacuum surfaces.
  • the conveyor belts or longitudinal sections of the conveyor belts can form the vacuum surfaces.
  • the vacuum surfaces may be provided on the contact elements.
  • opposed conveyor belts may be used to provide a conveyor in the receptacle, in front of the dispensing slot, on the vacuum surfaces, and / or on the pressing surfaces.
  • opposing conveyor belts may form the receptacle, the discharge slot, the vacuum surfaces, and / or the pressing surfaces.
  • conveyor belts may be provided, which may be arranged one after the other, or conveyor belts may be provided which extend over at least two of the above-mentioned components (US Pat. Receiving, discharge slot, vacuum surfaces and pressing surfaces). It may also have only a subset of these components opposite conveyor belts or generally have a conveyor. At the vacuum surfaces, the conveyor belts are open-pored or otherwise permeable to gas, so that the negative pressure can act on the plastic layer.
  • the distance of the opposing conveyor belts at the pressing surfaces or at the discharge slot at which the plastic layer is dispensed again is in particular smaller than the distance between the opposing conveyor belts and vacuum surfaces.
  • rollers may be used, in particular to design at least one conveyor of the aftertreatment device. Opposite rollers can be used to equally form the pressing surfaces as well as to form a conveyor. For the distance of the rolls, the one mentioned for the conveyor belts applies.
  • the outer surfaces of the rollers may also have a non-stick coating.
  • rollers and also the conveyor belts or the drive rollers of the conveyor belts can be designed to be heatable, in particular by having these heat fluid channels which can be connected to a tempering device.
  • the rollers or conveyor belts can also be provided in a tempering device or temperature control zones, in particular in an oven or under heat radiators.
  • a microwave source, an IR radiator or an electric heater can be provided within the aftertreatment device to temper the plastic layer and to provide the Temper michsvoriques, wherein also heated heat transfer fluid can be used for temperature control and the Temper michsvortechnisch is formed as a source of such heat transfer fluid.
  • the molding tool is in particular a temperature-controlled molding tool and is preferably designed as a pair of opposed rolls or plates containing mold cavity which in particular have a tempering device, for example cooling channels or generally channels for a heat medium.
  • the molding tool can be designed as a packaging unit and in particular comprise cutting elements in order to cut the (solidified) plastic layer to predetermined dimensions.
  • the mold may have a vacuum connection or be connected to a vacuum generator, in particular to the vacuum source, which is also connected to the vacuum surfaces.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the aftertreatment device described here in a schematic way for explaining the method described here.
  • the embodiment of an aftertreatment device shown in FIG. 1 is designed to form an extrusion-foamed plastic layer 2. This is introduced via a receptacle 4 in the aftertreatment device, wherein the reference numeral 4 in particular a gap is shown in a guide, which is formed by two opposite guide elements 4 '(such as solid sheets or rolls).
  • the guide elements 4 ' can also be driven, opposite conveyor belts or chains.
  • the supply 4 is followed by a tempering device 10 or a zone onto which the tempering device 10 or a tempering device 10 'extending over further components 20, 30 acts.
  • rollers 30 ' are like the Temper michsvorricht-ung 10' optional.
  • the rollers 30 ', the conveyor belts 30 and the rollers 40' may be combined as desired, i. be seen in any order in the conveying direction, arranged.
  • the plastic layer 2 is pulled apart in its thickness direction, so that even small cells can receive more volume. This is followed by the pressing surfaces of the conveyor belt 30 or the rollers 30 'or the mold 50, which reduce the increased thickness of the plastic layer 2 by the negative pressure surfaces of the conveyor belt 20 to a desired thickness. This target thickness is smaller than the thickness that the plastic layer 2 has on the receptacle 4 when no forming tool 50 is used. This results in a uniform size distribution of the cells in the plastic layer.
  • the tempering devices 10 and 10 allow plastic deformation on the vacuum surfaces of the conveyor belts 20 and on the pressing surfaces of the conveyor belts 30 or on the rollers 30' in that they heat the plastic layer 2 to a temperature the plastic layer 2 is not completely solidified and in particular plastic (ie permanent) deformations by pressure or train in the thickness direction completes.
  • the components designated by the reference numerals 20, 22, 30, 30 'and also 61 and 62 have a temperature relative to the plastic layer 2 which prevents complete solidification. In other words, neither the components 20, 30 nor 30 'cool the entire plastic layer 2 to a temperature below the solidification temperature or below the solidification temperature range.
  • the cell size homogenization of the inventive method is completed.
  • other treatment processes may follow, such as cooling and / or further pressing or molding.
  • a pair of cooled rollers 40 may be provided as well as a subsequent forming tool 50, which assembles or cuts the cooled plastic layer.
  • a mold 50 may follow the pressing surfaces, which does not completely solidify the plastic layer and bring it into a final shape, in which case no pair of cooled rollers 40 are provided.
  • the molding tool may be connected to a vacuum source 60, with which the plastic layer is held or shaped inside the molding tool.
  • the vacuum source 60 is further connected via lines for distributing the negative pressure (shown in phantom) with open to the plastic layer frame 61 and 62, whose openings are provided from the inside to the conveyor belts 20 or plates 20 '.
  • the negative pressure of the vacuum source is from the lines (shown in phantom) on the open to the plastic layer 2 frame 61 and 62, which can also be regarded as extensions of the lines, on an (inner) side of the conveyor belts 20 or plates 20 'applied.
  • the negative pressure is transmitted to the opposite (outer) side of the conveyor belts 20 or plates 20' which faces the plastic layer or faces a central gap in the aftertreatment device which is arranged Plastic layer.
  • a comparable embodiment provides two opposing conveyor belts in which both the open frames 61 and 62 are housed and the rollers of the conveyor belts 30.
  • these conveyor belts form both the vacuum surface and the pressing surface.
  • the frames 62, 61 or their openings have a greater distance from each other than the rollers on which the conveyor belts form the pressing surfaces.
  • the distance of the conveyor belts in the conveying direction 6 decreases to a distance which leads to the desired thickness of the plastic layers.
  • the distance between the vacuum surfaces is greater than the thickness of the plastic layer 2, which is supplied to the receptacle 4.
  • the gap between the conveyor belts thus tapers in the conveying direction 6.
  • the open frames 61, 62 are each open on one side and form an opening which faces the plastic layer 2.
  • This opening of the frames 61, 62 can also be considered as a vacuum surface, especially as the (optional) conveyor belts pass on the vacuum applied to the frames 61, 62 only to the plastic layer 2 and direct application of the negative pressure through the frames 61, 62 to the plastic layer is basically conceivable.
  • the open frames 61, 62 form in particular the vacuum device, while the respective opening of the open frame forms the respective vacuum surface. The immediate arrangement of the opening to the frame, the vacuum device is connected to the vacuum surface.
  • a suitable for forming the extrusion foamed plastic layer 2 method provides that the plastic layer is first tempered to be at least partially plastically deformable. Then, negative pressure is exerted on the plastic layer and thereby pulled apart in the thickness direction in the sense of a plastic deformation. After applying vacuum, the plastic layer is compressed to a desired thickness. By the prior application of negative pressure, a higher cell size homogeneity is achieved, the plastic layer is therefore provided after compression with a constant thickness.
  • an aftertreatment device for carrying out the method.
  • This first comprises a tempering device 10 or tempering zone for tempering. It follows in the conveying direction 6, at least one pair of opposing negative pressure surfaces with which the plastic layer is pulled apart in the thickness direction. This is followed by a pair of opposing pressing surfaces for compressing the plastic layer.
  • the plastic layer 2 is then cooled, for example, by a fluid flow or by cooled rollers 40, preferably arranged in pairs. Thereafter, the plastic layer can be further processed in a confectioning unit 50.
  • Dashed connection lines are fluid lines for transmitting the negative pressure of the vacuum source. If plates 20 'are used, these are also connected to the fluid lines, for clarity of the figure on the further representation of fluid lines leading to the plates 20', not shown.
  • Dotted components are optional, although other components may be optional, such as component 50 or the dashed plates 20 '. If plates 20 'are used, the conveyor belts 20 are optional and, in particular, dispensable.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Formung einer extrusionsgeschäumten Kunststoff läge vorgeschlagen, wobei die Kunststofflage zunächst temperiert wird, um zumindest teilweise plastisch verformbar zu sein. Dann wird Unterdruck auf die Kunststofflage ausgeübt und dadurch in Dickenrichtung auseinander gezogen im Sinne einer plastischen Verformung. Nach dem Ausüben von Unterdruck wird die Kunststofflage optional auf eine gewünschte Dicke zusammengepresst oder optional in eine Form gebracht. Durch die vorangehende Ausübung von Unterdruck wird eine höhere Zellgrößenhomogenität erreicht, die Kunststoff läge ist daher nach dem Zusammenpressen mit einer konstanten Dicke vorgesehen. Ferner wird eine Nachbehandlungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagen. Diese umfasst zunächst eine Temperiervorrichtung (10) bzw. Temperierungszone zum Temperieren. Es folgt in Förderrichtung (6) zumindest ein Paar gegenüberliegender Unterdruckflächen, mit denen die Kunststofflage in Dickenrichtung auseinandergezogen wird. Daraufhin folgt optional ein oder mehrere Paare gegenüberliegender Pressflächen zum Zusammenpressen der Kunststofflage. Optional wird danach die Kunststofflage (2) gekühlt, etwa durch einen Fluidstrom oder durch gekühlte Walzen (40), vorzugsweise paarig angeordnet, und/oder optional kann die Kunststofflage in einer Konfektioniereinheit (50) weiterverarbeitet werden.

Description

Verfahren zur Formung einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage und Nachbehandlungseinrichtung Technisches Gebiet
Das hier beschriebene Verfahren und die hier beschriebene Vorrichtung betrifft das Gebiet der Kunststoffverarbeitung von Schäumen, insbesondere die Nachbehandlung in Form von Nachschäumen und Thermoformen von Kunststoffschaumkörpern in Form von Lagen oder Folien.
Stand der Technik
Es ist bekannt, geschäumte Kunststofflagen herzustellen durch Vermengung von Kunststoffschmelze mit Treibmittel, welches sich ausdehnt, wenn die Schmelze vermengt mit dem Treibmittel durch eine Düse austritt. Zahlreiche Anwendungen erfordern gleichermaßen mechanisch stabile und thermisch isolierende Eigenschaften, wobei die Größenstreuung der Zellen mit diesen Eigenschaften direkt verknüpft ist. Ferner ist es bei zahlreichen Anwendungen und insbesondere zur automatisierten Verarbeitung vorteilhaft, Kunststofflagen mit einer möglichst gleich bleibenden Dicke vorliegen zu haben.
Ferner ist bekannt, geschäumte Kunststofflagen nach einer Lagerung, während der die Diffusionsvorgänge in den Zellen stattfinden, zur Erzielung einer möglichst homogenen Zellverteilung zu erwärmen. Dieses Erwärmen ermöglicht Zellwandverschiebungen, durch die unterschiedliche Zellengrößen teilweise ausgeglichen werden können. Zudem expandiert die Kunststofflage während diesem Erwärmungsprozess. Dieser Prozess wird auch als Nachschäumen bezeichnet.
Üblicherweise folgt dem Erwärmen eine Walzenanordnung (Nachschäumen) oder eine Verformungsstation, die die expandierte Kunststofflage presst bzw. formt. Es ergibt sich jedoch bei einer derartigen Prozessanordnung nach dem Erwärmen eine Dicke der Kunststofflage, die unerwünscht stark variiert (bedingt durch die Herstellung der Lage), wobei sich dies insbesondere durch eine Welligkeit ausdrückt, die die Weiterverarbeitung erschwert und die Produktqualität verringert. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Herangehensweise aufzuzeigen, mit der Kunststofflagen mit konstanter Dicke vor dem weiteren Pressvorgang hergestellt werden können.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Nachbehandlungseinrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Ferner kann eine Extrusionseinrichtung mit einer wie hier beschriebenen Nachbehandlungseinrichtung zur Lösung der Aufgabe herangezogen werden.
Es wurde erkannt, dass durch das Lagern und Erwärmen zwar Zellausgleichvorgänge (beispielsweise Zellwandverschiebungen) und Expansionsprozesse ermöglicht werden. Jedoch kann der nachfolgende Formschritt, der lediglich einen Pressdruck auf die Zellen ausübt, zusammen mit dem Erwärmen verbleibende Inhomogenitäten der Zellgrößen nicht vollständig ausgleichen. Die hier beschriebene Herangehensweise sieht daher vor, eine Zugkraft auf die beiden (in Dickenrichtung der Kunststofflage) gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststofflage auszuüben, insbesondere bevor die Kunststofflage gepresst wird, etwa durch Walzen. Es ist vorgesehen, dass die Oberflächen der Kunststofflage (oder zumindest eine der Oberflächen) einem Vakuum ausgesetzt werden. Dadurch werden bislang zu klein geratene Zellen vergrößert, so dass der nachfolgende Pressschritt von stärker homogenisierten Zellgrößen ausgeht, als ohne Ausüben der Zugkraft. Insbesondere kann dadurch die Dicke erhöht werden, ohne dass diese im Längsverlauf der Kunststofflage variiert. Es wurde erkannt, dass das Treibmittel in den Zellen insbesondere nach der Lagerung keinen ausreichenden starken und gleichmäßigen Innendruck in den Zellen aufbaut, um eine homogene Zellgrößenverteilung bei dem Erwärmungsprozess zu gewährleisten. Dies ist insbesondere bei längerer Lagerung bzw. flüchtigen Treibmitteln der Fall, da während dem Lagern Treibmittel aus den Zellen ausdiffundiert und Luft eindiffundiert. Es wurde insbesondere erkannt, dass der Zellinhalt aufgrund der Diffusionsprozesse während dem Erwärmen nicht ausreichend Gasinnendruck erzeugt, um eine ausreichende gleichmäßige plastische Verformung im Sinne einer Zellwandverschiebung zu ermöglichen.
Um insbesondere eine zu schwachen Expansion oder Zellwandverschiebung zu kompensieren, sieht die Erfindung vor, einen Unterdruck an die Kunststofflage anzulegen. Dieser Unterdruck wird angelegt, während die Kunststofflage durch Erwärmen bzw. allgemein Temperieren (zumindest abschnittsweise) plastisch verformbar vorliegt. Durch den Unterdruck (und den Innendruck in der Zelle während dem Erwärmen) expandiert die Kunststofflage, insbesondere im Wesentlichen nur in der Dickenrichtung der Lage. Eine gleichmäßige Dicke wird durch Anlegen des Unterdrucks bzw. nach dem Anlegen des Unterdrucks erreicht. Die Dicke ist die Dicke der Kunststofflage ist insbesondere durch den Abstand der Vakuumvorrichtung bestimmt.
Es wird daher ein Verfahren zur Formung einer geschäumten Kunststofflage beschreiben, insbesondere einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage. Diese erreicht durch das Verfahren eine besonders geringe Welligkeit und ist insbesondere mit einer gleichmäßigen Dicke ausgestattet, d.h. mit einer Dicke, die nur sehr wenig von einer vorgegebenen Dicke abweicht.
Das Verfahren umfasst einen Schritt (a) des Temperierens der Kunststofflage auf eine Temperatur, die eine zumindest teilweise plastische Verformung der Kunststofflage in Richtung der Dicke der Kunststofflage ermöglicht. Insbesondere ist die Temperatur derart, dass durch den gasförmigen Zelleninhalt ein Innendruck in den Zellen erzeugt wird, der zur plastischen Verformung ausreicht. Diese Temperatur hängt von der Schmelztemperatur, sowie des in den Zellen und in den Zellwänden des Kunststoffmaterials befindliche Treibmittel bzw. von dem Schmelztemperaturbereich des Kunststoffmaterials ab, der die Kunststofflage ausbildet, und liegt insbesondere geringfügig (bspw. 30°C, 20 °C oder auch nur 2 °C) unter der Schmelztemperatur bzw. dem Schmelztemperaturbereich. Diese Temperatur wird ferner unter Berücksichtigung des zusätzlichen Drucks gewählt, die der gasförmige Zelleninhalt der Kunststofflage durch das Temperieren erzeugt. Während dem Schritt (a) wird daher nicht nur das Kunststoffmaterial der Kunststofflage in einen plastisch verformbaren Zustand gebracht, sondern auch der gasförmige oder flüssige Zelleninhalt der Zellen der Kunststofflage (der eindiffundierte Luft oder ein anderes eindiffundiertes Treibmittel und/oder zumindest ein während der Schaumextrusion eingebrachtes Treibmittel umfasst) wird in einen Zustand gebracht, in der dieses Treibmittel und bevorzugt die Treibmitteladdition einen erhöhten Innendruck in den Zellen erzeugt. Durch die Temperierung ist die Kunststofflage in einem Zustand, in dem sich die Dicke der der Kunststofflage zumindest teilweise plastisch (und nicht nur elastisch) vergrößern kann.
In zahlreichen Anwendungsformen der hier beschriebenen Vorgehensweise tritt bereits im Schritt des Temperierens eine Expansion in der Kunststofflage auf. Der meist gasförmige Zelleninhalt erhält durch das Temperieren einen höheren Gasdruck bzw. durch Addition der Partialdrücke mehrerer Treibmittel einen höheren Gasgesamtdruck, wodurch die Zellen plastisch vergrößert werden, wodurch insbesondere die Dicke der Kunststofflage vergrößert wird. Auch in Schritt (b) (wie hier beschrieben, insbesondere eine plastische Verformung der Kunststofflage durch Anlegen von Unterdruck) findet eine Vergrößerung der Dicke statt, wobei diese Vergrößerungen der Dicke in den Schritten (a) und (b) kombiniert werden. Das Vergrößern der Dicke umfasst eine plastische Verformung der Kunststofflage im Sinne einer nicht nur elastischen (d.h. mit rückstellendem Effekt) sondern auch zumindest teilweise plastischen Vergrößerung der Dicke. Da der Druck, der die plastische Verformung hervorruft, in Schritt (a) im Wesentlichen nur auf den Dampfdruck des gasförmigen Zelleninhalts zurückgeht, kann die resultierende Verformung für zahlreiche Anwendungen nicht ganz vollständig sein, da die Festigkeit der Zellwände einer maximalen Expansion entgegen steht. Im hier beschriebenen Schritt (b) wird daher die Vergrößerung der Dicke durch Unterdruck unterstützt.
Ferner umfasst das Verfahren den bereits erwähnten Schritt (b), in dem auf die Kunststofflage Unterdruck ausgeübt wird. Der Schritt (b) folgt insbesondere auf den Schritt (a), damit der Unterdruck auf die temperierte Kunststofflage ausgeübt wird, um die Vergrößerung der Dicke zu unterstützen. Das Ausüben des Unterdrucks unterstützt und verstärkt die plastische Expansion der Zellen in der Kunststofflage. Der (relative) Innendruck, welcher die Expansion bzw. die Zellwandverschiebungen verursacht, wird somit nicht nur erzeugt von der Temperierung (d.h. Erwärmung) der Kunststoffzelle, die zur Erhöhung des Dampfdrucks des gasförmigen Zelleninhalts führt, sondern auch von dem Unterdruck, der außen an der Kunststofflage angelegt ist. Dadurch kann etwa das Ausdiffundieren eines Treibmittels mit einem höheren Dampfdruck als Luft und das Eindiffundieren von Luft ausgeglichen werden, indem durch den Unterdruck der (relative) Innendruck bzw. der Innendruck gegenüber dem Außendruck und somit die Expansionskraft der Zelle erhöht wird. Ebenso kann dadurch eine unterschiedliche Zellgröße, welche aus dem Widerstand der Zellwand gegen eine Verformung, vermindert werden, da durch die unterstützende Funktion des Unterdrucks der Einfluss der Zellwände verringert wird.
Während dem Schritt (b) des Ausübens von Unterdruck ist die Kunststofflage vorzugsweise temperiert, insbesondere temperiert gemäß dem Schritt (a) oder auf eine Temperatur, in der die Kunststofflage zumindest teilweise durch den Innendruck verformbar ist. Während dem Schritt (b) des Ausübens von Unterdruck nimmt die die Dicke der temperierten Kunststofflage zu.
Der Schritt (a) und insbesondere der Schritt (b) erzeugen eine stark in der Dicke expandierte Kunststofflage. Um gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine gewünschte Festigkeit zu erhalten und eine gewünschte Dicke und /oder Form zu erhalten, wird in einem optionalen Schritt (c) die Kunststofflage verformt und insbesondere zusammengepresst. Dieses Verformen oder Zusammenpressen folgt insbesondere auf den Schritt (b) und folgt insbesondere dem Schritt (a). Das Verfahren umfasst daher einen Schritt (c) des Verformens oder Zusammenpressens der Kunststofflage auf eine vorbestimmte Dicke bzw. Form, nachdem der Unterdruck ausgeübt wird. Diese Dicke ist insbesondere für eine oder ein Gruppe von Kunststofflagen konstant, kann jedoch auch verändert werden, um Kunststofflagen mit jeweils unterschiedlichen Dicken zu erzeugen. Die Dicke, auf die die Kunststofflage zusammengepresst bzw. verformt wird, ist vorzugsweise konstant von Beginn des Zusammenpressens einer Kunststofflage bis zum Ende des Zusammenpressens dieser Kunststofflage. Jedoch kann auch während dem Pressen derselben Kunststofflage die Dicke verändert werden, um ein gewünschtes Dickenprofil zu erzeugen bzw. wird durch das Verformen in einer Form bestimmt.
Die Dicke, auf die die Kunststofflage zusammengepresst wird, definiert ein konstantes Dickenprofil oder kann für spezifische Anwendungen ein veränderliches Dickenprofil definieren. Der Querschnitt, der durch das Verformen erhalten wird, ist vorzugsweise vorgegeben. Der Flächeninhalt des Querschnitts nach dem Verformen kann kleiner als der Flächeninhalt des Querschnitts (vorzugsweise unmittelbar) vor dem Verformen sein. Der Schritt des Zusammenpressens wird vorzugsweise durchgeführt, während sich die Kunststofflage in einem Zustand befindet, in dem diese zumindest teilweise plastisch verformbar ist, insbesondere durch den Druck zumindest teilweise verformbar, mit dem die Kunststofflage zusammengepresst wird. Da dieser Druck höher sein kann als der Druck, der während dem Schritt (a) und/oder (b) auf die Kunststofflage wirkt, kann die Temperatur der Kunststofflage im Schritt (c) geringer sein. In spezifischen Fällen kann in Schritt (c) die Kunststofflage nicht temperiert sein (etwa Zimmertemperatur oder auch andere Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts bzw. Schmelzbereich des Kunststoffmaterials der Kunststofflage), wobei durch die Höhe des Drucks, der durch das Zusammenpressen auf die Kunststofflage wirkt, die Kunststofflage plastisch verformt wird. In Schritt (c) wird die Dicke der Kunststofflage reduziert. Da in den Schritten (a) und (b) bereits stark expandiert wurde, wird mit dem Schritt (c) eine konstante Dicke der Kunststofflage erreicht, insbesondere da eine höhere Homogenität der Zellgrößen erreicht wird. Ferner ist es möglich, direkt nach dem Schritt (c) eine Kunststofflage mit geringer Dichte zu erzeugen, insbesondere geringer als eine Dichte, die sich ohne Schritt (b) ergeben würde.
Das Verfahren sieht vorzugsweise vor, dass die Kunststofflage gefördert wird, insbesondere derart, dass keine wesentlichen Zugkräfte in Längsrichtung der Kunststofflage entstehen, und somit die Kunststofflage wesentlich gedehnt (insbesondere plastisch gedehnt) würde. Ein wesentliches Auseinanderdehnen wäre beispielsweise eine Dehnung von mehr als +2%,+5%, +10%, +30 % oder +50 % in der Längsrichtung der Kunststofflage. Die Kunststofflage wird in ihrer Längsrichtung gefördert.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass vor dem Temperieren der Kunststofflage diese aus einem Lagerzustand abgerufen wird, beispielsweise durch Abwickeln (von einer Lagerspule) oder durch Entfalten oder auch durch einfaches Zuführen einer zu formenden Kunststofflage zum dem Schritt (a). Hierbei kann zunächst die zu formende Kunststofflage hergestellt werden und dann gelagert werden (etwa um gewünschte Diffusionsprozesse zu ermöglichen). Die zu formende Kunststofflage kann dann aus dem Lager abgerufen werden und dem hier beschriebenen Kunststoffformprozess zugeführt werden, insbesondere dem hier beschriebenen Verfahren, vorzugsweise beginnend mit Schritt (a). Das dem Thermoformverfahren vorgeschaltete Lagern kann ferner der Nachexpansion dienen.
Ausführungsformen des Verfahrens sehen vor, dass durch das Zusammenpressen der Kunststofflage deren Dicke durch plastische Verformung verringert wird. Diese Verringerung beträgt beispielsweise mindestens 5, 10, 20 oder 30 % und insbesondere weniger als 70, 50, 40 oder 35 %, wobei dies lediglich Zahlenwerte sehr konkreter Prozesse sind, und die hier dargelegte Vorgehensweise auf die gewünschten Produkteigenschaften angepasst werden kann. Die Kunststofflage wird durch gegenüberliegende Presskörper zusammengepresst, beispielsweise durch eine Walze, ein Walzenpaar, oder durch gegenüberliegende Förderbänder oder in einer Formstation zu einem mehrdimensionalen Schaumkörper verformt, welcher mindestens in Dickenrichtung eine größere Dicke aufweist als die nachexpandierte Kunststofflage.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens sehen vor, dass die Kunststofflage temperiert wird mittels einer temperierten Fluidströmung. Diese tritt zum Temperieren der Kunststofflage in Kontakt mit dieser. Alternativ oder zusätzlich kann die Kunststofflage temperiert werden durch Richten von Wärmestrahlung oder von Mikrowellenstrahlung auf die Kunststofflage oder durch Kontakt mit temperierten Körpern, wie beispielsweise einer Walze oder einem Walzenpaar. Zudem kann die Kunststofflage temperiert werden während dem Erzeugen oder am Ende des Lagerns der Kunststofflage, wobei diese in einem zumindest teilweise plastisch verformbaren Zustand nach dem Erzeugen oder nach dem Lagern dem Schritt (b) zugeführt wird.
Zudem kann die Kunststofflage temperiert und/oder mit einer Temperatur vorgesehen werden, die mit einem zumindest teilweise plastisch verformbaren Zustand der Kunststofflage verknüpft ist, während der Unterdruck ausgeübt wird und/oder während die Kunststofflage zusammengepresst wird. Durch das Temperieren bzw. durch die Temperatur der Kunststofflage, das bzw. die eine plastische Verformung der Kunststofflage gewährleistet, ist das Ausüben des Unterdrucks automatisch mit einer plastischen Verformung der Kunststofflage verknüpft. In Kombination hiermit oder alternativ kann die Kunststofflage während oder nach dem Zusammenpressen bzw. Formen durch Abkühlen erstarren. Die Kunststofflage kann insbesondere (vorzugsweise vollständig) erstarren, nachdem die Kunststofflage in ein Formwerkzeug gefördert wurde. Dadurch kann der plastisch verformbare Zustand nicht nur zur plastischen Verformung während dem Ausüben des Unterdrucks genutzt werden, sondern auch bei einer (nachfolgenden) Formung mittels eines Formwerkzeugs. Zwischen dem Formen mittels eines Formwerkzeugs und dem vorangehenden Ausüben von Unterdruck erstarrt die Kunststofflage vorzugsweise nicht, zumindest nicht vollständig. Ferner kann vor dem Formen mittels eines Formwerkzeugs die Kunststofflage (nochmals) temperiert werden auf eine Temperatur, die eine zumindest teilweise plastische Verformung (im Wesentlichen ohne Störung der Zellenstruktur oder Öffnen von Zellen) durch das Formwerkzeug zulässt. Eine (zusätzliche) Temperierung vor dem Formen mittels des Formwerkzeugs, zusätzlich zur Temperierung während oder vor dem Ausüben von Unterdruck, ermöglicht es, dass die plastische Verformbarkeit zum Formen mittels des Formwerkzeugs und die plastische Verformbarkeit während dem Ausüben des Unterdrucks unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Zudem können gegenüberliegende Oberflächen der Kunststofflage während dem Ausüben des Unterdrucks und/oder während dem Zusammenpressen mit einer Temperatur vorgesehen werden, in der diese Oberflächen im Wesentlichen erstarrt sind. Dadurch lässt sich z.B. ein Ankleben zu verhindern, während eine plastische Verformung in dem Bereich der Kunststofflage zwischen den Oberflächen möglich ist. Dies vereinfacht den Schritt des Ausübens von Unterdruck.
Der Unterdruck kann ausgeübt werden durch gegenüberliegende gasdurchlässige oder offene Unterdruckflächen. Diese Unterdruckflächen sind an eine Unterdruckvorrichtung angeschlossen, so dass über die Unterdruckflächen der Unterdruck ausgeübt werden kann. Die Unterdruckflächen erstrecken sich vorzugsweise jeweils in einer Ebene, wobei die Ebenen, in denen sich die Unterdruckflächen erstrecken, insbesondere parallel zueinander sind und sich ferner die Kunststofflage parallel und zwischen diesen Ebenen gefördert wird in eine Richtung parallel zu der Kunststofflage. Die Unterdruckflächen können ferner einen Abstand zueinander aufweisen, der sich in Förderrichtung der Kunststofflage zunimmt oder abnimmt, um der Verformung der Kunststofflage während dem Ausüben des Unterdrucks Rechnung zu tragen. Diese Änderung des Abstands der Unterdruckflächen beträgt vorzugsweise weniger als 50%, 40%, 30%, 20% und insbesondere weniger als 10 % oder 5% als deren Länge in Förderrichtung der Kunststofflage und kann daher als quasi-parallele Ausrichtung der Unterdruckflächen zueinander angesehen werden.
Insbesondere während dem Ausüben des Unterdrucks wird die Kunststofflage von den Unterdruckflächen durch Bewegen der Unterdruckflächen gefördert oder wird durch zumindest eine Fördervorrichtung zu und von den Unterdruckflächen gefördert.
Die Unterdruckflächen können somit nicht nur in Förderrichtung fixiert, sondern auch beweglich sein, insbesondere in Form eines Förderbands, das gasdurchlässig ist, etwa ein Förderband mit einer Vielzahl von Poren, so dass der Unterdruck durch das Förderband hindurch angelegt werden kann. Das Förderband bzw. dessen zur Kunststofflage gewandte Seite bildet eine Unterdruckfläche. Vorzugsweise sind zwei (in der Bewegung synchronisierte) Förderbänder vorgesehen, zwischen denen hindurch die Kunststofflage verläuft. Diese Förderbänder haben ferner die Funktion, die Kunststofflage zu fördern, während Unterdruck angelegt wird. Der Unterdruck wird durch die Förderbänder hindurch angelegt. Die Förderbänder können eine Antihaftbeschichtung aufweisen, insbesondere an deren Außenseite.
In einer Ausführungsform, werden die Unterdruckflächen nicht bewegt werden (d.h. sind in Förderrichtung) und sind insbesondere von Platten vorgesehen. Diese Platten sind vorzugsweise starr. Die Platten weisen Öffnungen auf, über die der Unterdruck angelegt wird oder angelegt werden kann. Die Öffnungen können als eine Vielzahl von Durchgangslöcher vorgesehen sein oder porös sein. Die Platte bildet hierbei eine perforierte Platte. Die zur Kunststofflage gewandt Seite der Platten bilden jeweils die Unterdruckflächen oder umfassen diese. Es ist zumindest eine weitere Fördereinrichtung vorgesehen, die die Kunststofflage transportieren. Diese zumindest eine Fördereinrichtung kann als Walzenpaar vorgesehen sein. Beispielsweise die paarigen Walzen, die in der Figur mit dem Bezugszeichen 40 versehen sind, oder die Förderbänder (welche ferner als Pressflächen dienen), die in der Figur mit dem Bezugszeichen 30 können die zumindest eine Fördereinrichtung (6) vorsehen. Zudem kann ein weiteres Walzenpaar in Förderrichtung vor den Unterdruckflächen vorgesehen sein. Das weitere Walzenpaar übt vorzugsweise keinen Druck auf die Kunststofflage aus die diese verformt, sondern vorzugsweise lediglich einen Druck, der einen Schlupf zwischen Walzenpaar und Kunststofflage verhindert. Die zumindest eine Fördereinrichtung wird vorzugsweise derart betrieben (etwa durch Einstellen des Drehmoments oder durch Einstellen der Drehzahl), dass die Kunststofflage in Förderrichtung keine wesentliche plastische Verformung erfährt. Dies betrifft insbesondere eine Fördereinrichtung, die in Förderrichtung vor Unterdruckflächen liegt.
Die Fördereinrichtung kann als Walzenpaar, als Förderband oder als Förderkette ausgestaltet sein. Die Fördereinrichtung kann antiadhäsive Oberflächen aufweisen, die der Kunststofflage zugewandt sind. Die Fördereinrichtung kann ferner temperiert sein auf eine Temperatur, die den Phasenzustand der Kunststofflage an dieser Stelle nicht wesentlich ändert. Ferner kann die Fördereinrichtung Oberflächen aufweisen, die der Kunststofflage zugewandt sind und diese kontaktieren, welche wärmeisolierende Eigenschaften aufweisen, etwa Oberflächen aus Kunststoff, insbesondere aus einer dünnen Kunststofflage, beispielsweise in Form eines Förderbands.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kunststofflage nach der Vakuumbehandlung auf die vorbestimmte Dicke zusammengepresst wird. Dies wird durchgeführt mittels gegenüberliegend angeordneten Pressflächen, zwischen die die Kunststofflage geführt wird. Die Anordnung der Pressflächen zueinander und insbesondere deren Abstand definiert die vorbestimmte Dicke. Ferner kann die Elastizität der Kunststofflage in Dickenrichtung berücksichtigt werden, wobei sich die vorbestimmte Dicke aus dem Abstand der Pressflächen und der Elastizität ergibt. Die Dicke ist um einen Betrag größer als der Abstand, wobei der Betrag unmittelbar die Elastizität wiedergibt. Die Pressflächen sind insbesondere Pressflächen von Walzen oder von Förderbändern oder von Platten. Die Pressflächen können bewegt werden, vorzugsweise in Förderrichtung, wodurch die Kunststofflage gefördert wird. Die Pressflächen können auch zueinander bewegt werden (d.h. der Abstand zwischen den Pressflächen kann veränderlich sein und ist insbesondere gesteuert variierbar). Die Dicke und auch der Abstand sind vorzugsweise konstant und können je nach gewünschter (insbesondere konstanter) Kunststofflagendicke eingestellt werden. Ferner kann der Abstand derart gesteuert werden, dass sich eine konstante Dicke bzw. ein gewünschter Dickenverlauf ergibt, insbesondere um Elastizitätsschwankungen auszugleichen. Dies entspricht einer Regelung, bei der als Stellgröße der Abstand geändert wird, um einen Fehler, der sich aus Elastizitätsschwankungen ergibt, auf null zu regeln, wobei der Fehler durch Dickenmessungen und Vergleich mit einer (konstanten oder vorgegebenen variierenden) Solldicke ermittelt wird. Regelungsziel ist daher ein Fehler von Null zwischen Ist- und Soll-Dicke, wobei die Ist-Dicke als Messgröße in die Regelung einfließt. Anstatt des Abstands kann auch ein Anpressdruck wie beschrieben ausgeübt und/oder vorgegeben werden, um die Dicke zu erreichen.
Bei der Verwendung von Walzen ist die Pressfläche streifenförmig, wobei auch bei einer sehr geringen Breite der Pressfläche, d.h. bei einer linienförmigen Pressfläche durch die Walzen, im Rahmen dieser Erfindung von einer Fläche gesprochen wird, insbesondere da sich die Pressfläche auf die Fläche der Kunststofflage auswirkt, auch wenn sie selbst nahezu eine Linie bildet. Die Pressfläche wird insbesondere von Presskörpern vorgesehen, die vorzugsweise als gegenüberliegende Walzen oder Förderbänder realisierbar sind, oder auch als Platten, die zur Kunststofflage hin bewegt werden, um diese zusammenzudrücken, und die nach dem Ausüben des Drucks wieder auseinandergeführt werden, um die Kunststofflage weiterführen zu können und erneut Druck ausüben zu können. Während dem Ausüben von Druck haben die Platten den hier beschriebenen (konstanten oder vorgegebenen) Abstand zueinander.
Ein weiterer Aspekt ist eine weitere Nachbehandlungseinrichtung, die auch als Thermoformer bezeichnet werden kann. Es wird eine Nachbehandlungseinrichtung für extrusionsgeschäumte Kunststofflagen offenbart, die zur Ausübung des hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.
Die Nachbehandlungseinrichtung umfasst eine Aufnahme eingerichtet zur kontinuierlich geförderten Aufnahme (d.h. vorzugsweise aktiven Zuführung im Sinne einer Fördereinrichtung innerhalb der Aufnahme) einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage. Diese Kunststofflage entspricht vorzugsweise der vorangehend beschriebenen Kunststofflage.
Die Nachbehandlungseinrichtung weist eine Förderrichtung auf, wobei diese vorzugsweise zumindest einer Förderrichtung einer Fördereinrichtung der Nachbehandlungseinrichtung entspricht. Der Aufnahme sind gegenüberliegende Unterdruckflächen nachgeschaltet, so dass die Unterdruckflächen in Förderrichtung gesehen, nach der Aufnahme liegen. Die Unterdruckflächen sind an eine Unterdruckvorrichtung der Nachbehandlungseinrichtung angeschlossen, wobei der an jeder Fläche anliegende Unterdruck zwischen Umgebungsdruck und 100 mbar geregelt (oder angesteuert) werden kann. Den Unterdruckflächen sind gegenüberliegend angeordnete Presskörper (in Förderrichtung gesehen) nachgeschaltet. Die Presskörper weisen Pressflächen auf, die insbesondere wie oben beschrieben ausgebildet sind. Die Pressflächen der Presskörper liegen sich gegenüber. Die Presskörper können Walzen, Förderbänder oder Platten sein, die sich gegenüberliegen, wie es vorangehend beschrieben ist.
Die Presskörper sind über eine Halterung oder über einen Antrieb gegeneinander gelagert, wobei der Abstand zwischen den Presskörpern vorzugsweise einstellbar ist. Die Unterdruckflächen sind vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet und sind vorzugsweise als Förderbänder ausgebildet, die luftdurchlässig sind, etwa indem diese Poren aufweisen. Die Unterdruckvorrichtung kann eine Vakuumpumpe sein, wobei die Unterdruckflächen flächig an die Unterdruckvorrichtung angeschlossen sind, etwa über eine Leitung, die an die Unterdruckflächen mündet und die ein aufgeweitetes Ende haben kann, um den Unterdruck über die Unterdruckflächen zu verteilen. Insbesondere kann die Leitung ausgehend von der Unterdruckvorrichtung in Rahmen münden, an die die Unterdruckflächen jeweils angrenzen, so dass der Rahmen den Unterdruck flächig verteilt. Es kann ein Leitungssystem vorgesehen sein, bei dem jeweils eine Leitung an den Unterdruckflächen mündet, und diese Leitung zusammengeführt werden, um an die Unterdruckvorrichtung angeschlossen zu werden.
Durch die Pressflächen erhält die Kunststofflage eine Dicke, die durch den Abstand diesen Pressflächen definiert wird. Die Pressflächen können auch als Dickenbegrenzungsoberflächen betrachtet werden und werden insbesondere von mindestens einem Paar gegenüberliegender Walzen ausgebildet.
Den Unterdruckflächen ist eine Temperierungsvorrichtung vorgeschaltet, wobei anhand dieser die Schritte (a) und (b) ausgeführt werden. Die Unterdruckflächen und die Temperierungsvorrichtung sind wie hier dargestellt ausgebildet und vorzugsweise eingerichtet die hier beschriebenen Schritte (a) und (b) auszuführen. Die Temperierungsvorrichtung ist eingerichtet, die Kunststofflage auf eine Temperatur zu bringen, in der diese zumindest teilweise plastische verformbar ist, insbesondere um eine plastische Verformung (Dekompression) der Kunststofflage an den Unterdruckflächen zu ermöglichen. Die Temperierungsvorrichtung wirkt insbesondere auf einen Bereich, der sich an die Aufnahme anschließt und auf den die Unterdruckflächen folgen. Die Temperierungsvorrichtung kann sich auch über die Unterdruckflächen erstrecken bzw. auf diese wirken. Aus diesem Grund ist die Temperierungsvorrichtung nicht als einzelne Komponente anzusehen, die genau an einer Stelle vor den Unterdruckflächen punktuell vorgesehen ist, sondern ist als eine Einrichtung aufzufassen, die (ggf. unter anderem) auf den Bereich vor den Unterdruckflächen wirkt. Insbesondere können Aufnahme, Unterdruckflächen, Pressflächen, und/oder der Abgabespalt innerhalb einer Zone vorgesehen sein, auf den die Temperierungsvorrichtung wirkt. Vorzugsweise kommt zur Erwärmung ein Ofen zum Einsatz, der die Temperierungsvorrichtung bildet und so (unter anderem) als Temperierungsvorrichtung angesehen werden kann, die den Unterdruckflächen vorgeschaltet ist, da sie auf die Zone vor den Unterdruckflächen wirkt. Daher umfasst die Nachbehandlungseinrichtung eine Temperierungsvorrichtung, die zumindest auf eine den Unterdruckflächen vorausliegenden Zone wirkt (oder dort vorgesehen ist). Die hier verwendeten Richtungs- und Positionsangaben wie vor, nach, usw. betreffen die Förderrichtung der mindestens einen Fördereinrichtung der Nachbehandlungseinrichtung. Die Fördereinrichtungen der Nachbehandlungseinrichtung haben im Wesentlichen dieselbe Fördergeschwindigkeit, um die Kunststofflage nicht einer Längskraft auszusetzen und insbesondere, um die Kunststofflage nicht der Länge nach Wesentlich zu dehnen. Dies kann mittels einer Steuervorrichtung der Antriebe der Fördereinrichtungen realisiert werden, die zur Steuerung der Fördergeschwindigkeiten der Fördereinrichtungen ausgestaltet ist.
Eine Ausführungsform der Nachbehandlungseinrichtung sieht vor, dass wobei die Unterdruckvorrichtung eine Fördereinrichtung aufweist, die mit Kontaktelementen ausgerüstet ist. Diese Fördereinrichtung kann als Förderbandeinrichtung mit zwei (oder mehreren) gegenüberliegenden Förderbändern ausgebildet sein, wobei die Förderbänder um Drehwalzen umlaufen, die die Förderbänder antreiben. Die Kontaktelemente werden von den Außenseiten der Förderbänder gebildet oder sind an diesen befestigt. Die Kontaktelemente sind in einer Abgaberichtung des Abgabeschlitzes beweglich antreibbar. Die Abgaberichtung entspricht der hier beschriebenen Förderrichtung. Die Kontaktelemente können zumindest Abschnitte der Unterdruckflächen aufweisen. Insbesondere können die Förderbänder oder Längsabschnitte der Förderbänder die Unterdruckflächen bilden. Ferner können an den Kontaktelementen die Unterdruckflächen vorgesehen sein.
Es werden gegenüberliegende Förderbänder verwendet, vorzugsweise mindestens ein erstes Förderband und ein dazu gegenüberliegendes Förderband, wobei die jeweils von Drehwalzen aufgespannt werden, so dass sich mindestens zwei Fördereinrichtungen gegenüberliegen, die jeweils ein Förderband und aufspannende Drehwalzen aufweisen. Derartige gegenüberliegende Förderbänder können verwendet werden, um eine Fördereinrichtung in der Aufnahme, vor dem Abgabeschlitz, an den Unterdruckflächen, und/oder an den Pressflächen vorzusehen. Insbesondere können gegenüberliegende Förderbänder die Aufnahme, den Abgabeschlitz, die Unterdruckflächen, und/oder die Pressflächen bilden. Hierbei können in der Aufnahme, vor dem Abgabeschlitz, an den Unterdruckflächen, und/oder an den Pressflächen jeweils gegenüberliegende, einzelne Förderbänder vorgesehen sein, die nacheinander angeordnet sein, oder es können Förderbänder vorgesehen sein, die sich über mindestens zwei der vorangehend genannten Komponenten (Aufnahme, Abgabeschlitz, Unterdruckflächen und Pressflächen) erstrecken. Es kann auch nur eine Untergruppe dieser Komponenten gegenüberliegende Förderbänder aufweisen oder allgemeine eine Fördereinrichtung aufweisen. An den Unterdruckflächen sind die Förderbänder offenporig oder sind auf andere Weise gasdurchlässig, so dass der Unterdruck auf die Kunststofflage wirken kann. Der Abstand der gegenüberliegenden Förderbänder an den Pressflächen bzw. am Abgabeschlitz, an dem die Kunststofflage wieder abgegeben wird, ist insbesondere kleiner als der Abstand der gegenüberliegenden Förderbänder an Unterdruckflächen. Es können zwei Förderbänder vorgesehen sein, die sich gegenüberliegen, und die sich zumindest über die Unterdruckflächen erstrecken bzw. diese realisieren. Anstatt der oder in Kombination mit den Förderbändern können Walzen verwendet werden, insbesondere um mindestens eine Fördereinrichtung der Nachbehandlungseinrichtung auszugestalten. Es können gegenüberliegende Walzen verwendet werden, um gleichermaßen die Pressflächen auszubilden, wie auch um eine Fördereinrichtung auszubilden. Für den Abstand der Walzen gilt das für die Förderbänder Erwähnte. Ferner können auch die Außenflächen der Walzen eine Antihaftbeschichtung aufweisen. Zudem können die Walzen und auch die Förderbänder bzw. die Antriebswalzen der Förderbänder temperierbar ausgestaltet sein, insbesondere indem diese Wärmefluidkanäle aufweisen, die mit einer Temperierungsvorrichtung verbindbar sind. Die Walzen bzw. Förderbänder können ferner in einer Temperierungsvorrichtung bzw. Temperierungszonen vorgesehen sein, insbesondere in einem Ofen oder unter Wärmestrahlern. Ferner kann eine Mikrowellenquelle, ein IR-Strahler oder eine elektrische Heizung innerhalb der Nachbehandlungseinrichtung vorgesehen sein, um die Kunststofflage zu temperieren und um die Temperierungsvorrichtung vorzusehen, wobei auch erwärmtes Wärmeübertragungsfluid zur Temperierung verwendet werden kann und die Temperierungsvorrichtung als Quelle für derartiges Wärmeübertragungsfluid ausgebildet ist.
An den Abgabeschlitz bzw. an die Pressflächen kann sich ein Formwerkzeug anschließen, insbesondere ein wie oben beschriebenes Formwerkzeug. Das Formwerkzeug ist insbesondere ein temperiertes Formwerkzeug und ist vorzugsweise als ein Paar gegenüberliegende Walzen oder mit Formkavität enthaltene Platten ausgebildet die insbesondere eine Temperiereinrichtung aufweisen, beispielsweise Kühlkanäle oder allgemein Kanäle für ein Wärmemedium. Das Formwerkzeug kann als Konfektioniereinheit ausgebildet sein und insbesondere Schneideelemente umfassen, um die (erstarrte) Kunststofflage auf vorgegebene Maße zuzuschneiden. Das Formwerkzeug kann einen Unterdruckanschluss aufweisen oder an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen sein, insbesondere an die Unterdruckquelle, die auch mit den Unterdruckflächen verbunden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der hier beschriebenen Nachbehandlungseinrichtung in schematischer Weise zur Erläuterung des hier beschriebenen Verfahrens.
Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform einer Nachbehandlungsein-richtung ist zur Formung einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage 2 ausgestaltet. Diese wird über eine Aufnahme 4 in die Nachbehandlungs-einrichtung eingeführt, wobei mit dem Bezugszeichen 4 insbesondere ein Spalt in einer Führung dargestellt ist, die von zwei gegenüberliegenden Führungselementen 4‘ (etwa feste Bleche oder Walzen) gebildet wird. Die Führungselemente 4‘ können auch angetriebene, gegenüberliegende Förderbänder oder -ketten sein. Der Zuführung 4 ist in Förderrichtung 6 der Nachbehandlungseinrichtung eine Temperierungsvorrichtung 10 nachgeschaltet bzw. eine Zone, auf die die Temperierungsvorrichtung 10 oder eine sich über weitere Komponenten 20, 30 erstreckende Temperierungsvorrichtung 10‘ wirkt.
In Förderrichtung 6 folgen gegenüberliegende Förderbänder 20, die jeweils von Walzen 22 aufgespannt werden oder Platten 20’. Diese Förderbänder oder Platten bilden gegenüberliegende Unterdruckflächen aus, wie weiter unten näher dargestellt wird. Die Platten sind als weitere Alternative gestrichelt dargestellt. Die Platten sind paarig vorgesehen und insbesondere gegenüberliegend angeordnet.
Auf die Förderbänder 20 oder Platten 20’ folgen in Förderrichtung 6 gegenüberliegende Pressflächen, die als gegenüberliegende Förderbänder 30 ausgebildet sind und/oder durch Walzen 30‘ oder es folgt ein Formwerkzeug 50. Die Walzen 30‘ sind wie die Temperierungsvorricht-ung 10‘ optional. Ebenso können vor dem Formwerkzeug 50 die Walzen 30’, die Förderbändern 30 und die Walzen 40’ beliebig kombiniert, d.h. in beliebiger Reihenfolge in Förderrichtung gesehen, angeordnet sein.
Durch die Unterdruckflächen innerhalb der Förderbänder 20 oder Platten 20’ wird die Kunststofflage 2 in ihrer Dickenrichtung auseinandergezogen, damit auch klein ausgebildete Zellen mehr Volumen erhalten können. Daraufhin folgen die Pressflächen des Förderbands 30 bzw. die Walzen 30‘ oder des Formwerkzeuges 50, die die durch die Unterdruckflächen des Förderbands 20 erhöhte Dicke der Kunststofflage 2 auf eine Solldicke verringern. Diese Solldicke ist kleiner als die Dicke, die die Kunststofflage 2 an der Aufnahme 4 aufweist, wenn kein Formwerkzeug 50 verwendet wird. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Größenverteilung der Zellen in der Kunststofflage. Es sei bemerkt, dass die Temperierungseinrichtung-en 10 bzw. 10‘ eine plastische Verformung an den Unterdruckflächen der Förderbänder 20 und an den Pressflächen der Förderbänder 30 oder an den Walzen 30‘ dadurch ermöglichen, dass diese die Kunststofflage 2 auf eine Temperatur temperieren, in der die Kunststofflage 2 nicht vollständig erstarrt ist und insbesondere plastische (d.h. bleibende) Verformungen durch Druck oder Zug in Dickenrichtung vollzieht. Die mit den Bezugszeichen 20, 22, 30, 30‘ und auch 61 und 62 bezeichneten Komponenten weisen gegenüber der Kunststofflage 2 eine Temperatur auf, die eine vollständige Erstarrung verhindert. Mit anderen Worten Kühlen weder die Komponenten 20, 30 noch 30‘ die gesamte Kunststoff-lage 2 auf eine Temperatur unterhalb der Erstarrungstemperatur bzw. unterhalb des Erstarrungstemperaturbereichs.
Mit dem optionalen Förderband 30 bzw. mit den Walzen 30‘ ist die Zellengrößenhomogenisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens beendet. Es können jedoch weitere Behandlungsprozesse folgen, etwa das Abkühlen und/oder eine weiteres Pressen oder Formen. Hierzu kann ein Paar gekühlter Walzen 40 vorgesehen sein sowie ein nachfolgendes Formwerkzeug 50, das die abgekühlte Kunststofflage konfektioniert bzw. zuschneidet. Alternativ kann ein Formwerkzeug 50 auf die Pressflächen folgen, das die Kunststofflage nicht vollständig erstarrt verarbeitet und in eine Endform bringt, wobei in diesem Fall kein Paar gekühlter Walzen 40 vorgesehen ist. Das Formwerkzeug kann davon abgesehen mit einer Unterdruckquelle 60 verbunden sein, mit dem die Kunststofflage innerhalb des Formwerkzeugs gehalten oder geformt wird.
Die Unterdruckquelle 60 ist ferner über Leitungen zur Verteilung des Unterdrucks (gestrichelt dargestellt) mit zur Kunststofflage offenen Rahmen 61 und 62 verbunden, deren Öffnungen von Innen an den Förderbändern 20 oder Platten 20’ vorgesehen sind. Der Unterdruck der Unterdruckquelle wird von den Leitungen (gestrichelt dargestellt) über die zur Kunststofflage 2 hin offenen Rahmen 61 und 62, die auch als Erweiterungen der Leitungen angesehen werden können, an eine (innere) Seite der Förderbänder 20 oder Platten 20’ angelegt. Durch die Gasdurchlässigkeit der Förderbänder 20 oder Platten 20’ wird der Unterdruck auf die gegenüberliegende (äußere) Seite der Förderbänder 20 oder Platen 20’ übertragen, die der Kunststofflage zugewandt ist bzw. einer mittigen Lücke in der Nachbehandlungseinrichtung zugewandt ist, die eingerichtet ist, die Kunststofflage aufzunehmen.
Eine vergleichbare Ausführungsform sieht zwei gegenüberliegende Förderbänder vor, in denen sowohl die offenen Rahmen 61 und 62 untergebracht sind, als auch die Walzen der Förderbänder 30. Mit anderen Worten bilden diese Förderbänder sowohl die Unterdruckfläche als auf die Pressfläche aus. Die Rahmen 62, 61 bzw. deren Öffnungen haben einen größeren Abstand zueinander als die Walzen, an denen die Förderbänder die Pressflächen ausbilden. Somit verläuft verringert sich der Abstand der Förderbänder in Förderrichtung 6 auf einen Abstand, der zu der gewünschten Dicke der Kunststofflagen führt. Der Abstand zwischen den Unterdruckflächen ist größer als die Dicke der Kunststofflage 2, die an der Aufnahme 4 zugeführt wird. Die Lücke zwischen den Förderbändern verjüngt sich somit in Förderrichtung 6.
Die offenen Rahmen 61, 62 sind jeweils einseitig offen und bilden eine Öffnung, die der Kunststofflage 2 zugewandt ist. Diese Öffnung der Rahmen 61, 62 kann auch als Unterdruckfläche betrachtet werden, zumal die (optionalen) Förderbänder den an den Rahmen 61, 62 anliegenden Unterdruck nur an die Kunststofflage 2 weitergeben und ein direktes Anlegen des Unterdrucks durch die Rahmen 61, 62 an die Kunststofflage grundsätzlich denkbar ist. Die offenen Rahmen 61, 62 bilden insbesondere die Unterdruckvorrichtung, während die jeweilige Öffnung der offenen Rahmen die jeweilige Unterdruckfläche bildet. Durch die unmittelbare Anordnung der Öffnung an den Rahmen ist die Unterdruckvorrichtung mit der Unterdruckfläche verbunden.
Zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung weisen folgende Eigenschaften auf. Ein zur Formung der extrusionsgeschäumten Kunststofflage 2 geeignetes Verfahren sieht vor, dass die Kunststofflage zunächst temperiert wird, um zumindest teilweise plastisch verformbar zu sein. Dann wird Unterdruck auf die Kunststofflage ausgeübt und dadurch in Dickenrichtung auseinander gezogen im Sinne einer plastischen Verformung. Nach dem Ausüben von Unterdruck wird die Kunststofflage auf eine gewünschte Dicke zusammengepresst. Durch die vorangehende Ausübung von Unterdruck wird eine höhere Zellgrößenhomogenität erreicht, die Kunststofflage ist daher nach dem Zusammenpressen mit einer konstanten Dicke vorgesehen.
Ferner wird eine Nachbehandlungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen. Diese umfasst zunächst eine Temperiervorrichtung 10 bzw. Temperierungszone zum Temperieren. Es folgt in Förderrichtung 6 zumindest ein Paar gegenüberliegender Unterdruckflächen, mit denen die Kunststofflage in Dickenrichtung auseinandergezogen wird. Daraufhin folgt ein Paar gegenüberliegender Pressflächen zum Zusammenpressen der Kunststofflage. Optional wird danach die Kunststofflage 2 gekühlt, etwa durch einen Fluidstrom oder durch gekühlte Walzen 40, vorzugsweise paarig angeordnet. Danach kann die Kunststofflage in einer Konfektioniereinheit 50 weiterverarbeitet werden.
Bezugszeichenliste
2 Kunststofflage
4 Aufnahme
4‘ Führungselementen
6 Förderrichtung
10, 10‘ Temperierungsvorrichtung
20 Förderbänder, insbesondere zur Darstellung der Unterdruckflächen
20‘ Unterdruckflächen enthaltene Platten
22 Walzen zum Aufspannen der Förderbänder 20
30 Förderbänder 30, insbesondere zur Darstellung der Pressflächen
30‘ optionale Walzen zur Darstellung der Pressflächen
40 gekühlte Walzen (paarig angeordet)
50 Formwerkzeug bzw. Konfektioniereinheit
60 Unterdruckquelle
61, 62 einseitig offene Rahmen 61 und 62, zu beiden Seiten der Kunststofflage 2 angeordnet
Gestrichelte Verbindungslinien sind Fluidleitungen zur Übertragung des Unterdrucks der Unterdruckquelle. Falls Platten 20‘ verwendet werden, sind diese ebenso an die Fluidleitungen angeschlossen, wobei zur besseren Verständlichkeit der Figur auf die weitere Darstellung von Fluidleitungen, die zu den Platten 20‘ führen, nicht dargestellt sind.
Punktiert dargestellte Komponenten sind optional, wobei auch andere Komponenten optional sein können, etwa Komponente 50 oder auch die gestrichelt dargestellten Platten 20‘. Werden Platten 20‘ verwendet, so sind die Förderbänder 20 optional und insbesondere verzichtbar.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Formung einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage (2) mit einer gleichmäßigen Dicke, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Temperieren der Kunststofflage (2) auf eine Temperatur, die eine zumindest teilweise plastische Verformung der Kunststofflage in Richtung der Dicke der Kunststofflage (2) ermöglicht; und (b) Ausüben eines Unterdrucks auf die temperierte Kunststofflage, wodurch die Dicke der temperierten Kunststofflage zunimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst: (c) Zusammenpressen der Kunststofflage auf eine vorbestimmte Dicke oder Ver-formen der Kunststofflage, nachdem dem der Unterdruck ausgeübt wurde, wo-bei insbesondere durch das Zusammenpressen oder Verformen der Kunststofflage (2) deren Dicke durch plastische Verformung verringert wird oder eine vorgegebene Form erhält, bevor die endgültige Formgebung des Produktes stattfindet.
  3. Verfahren nach einem der vorangehende Ansprüche, wobei die Kunststofflage (2) temperiert wird mittels einer temperierten Fluidströmung, die in Kontakt mit zum Temperieren der Kunststofflage in Kontakt mit dieser tritt, oder temperiert wird durch Richten einer Wärmestrahlung oder einer Mikro-wellenstrahlung auf die Kunststofflage, oder die Kunststofflage temperiert wird während dem Erzeugen der Kunststofflage, oder durch direkte Wärmeüber-tragung durch Kontakt, wobei diese in einem zumindest teilweise plastisch verformbaren Zustand nach dem Erzeugen dem Schritt (b) zugeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ferner die Kunststofflage (2) während dem Ausüben des Unterdrucks und/oder während des optionalen Zusammenpressen temperiert und/oder mit einer Temperatur vorgesehen wird, die mit einem zumindest teilweise plastisch verformbaren Zustand der Kunststofflage verknüpft ist und/oder wobei die Kunststofflage während oder nach dem Zusammenpressen durch Abkühlen erstarrt, insbesondere nachdem die zusammengepresste Kunststofflage in ein Formwerkzeug (50) oder eine Walzeinrichtung (40) gefördert wurde.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei gegen-überliegende Oberflächen der Kunststofflage (2) während dem Ausüben des Unterdrucks und/oder während dem Zusammenpressen mit einer Temperatur vorgesehen werden, in der diese Oberflächen im Wesentlichen erstarrt sind, um ein Ankleben zu verhindern.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Unterdruck ausgeübt wird durch gegenüberliegende gasdurchlässige oder offene Unterdruckflächen, die an eine Unterdruckvorrichtung angeschlossen sind, wobei insbesondere während dem Ausüben des Unterdrucks die Kunststofflage von den Unterdruckflächen durch Bewegen der Unterdruckflächen gefördert wird, oder wobei die Unterdruckflächen nicht bewegt werden und insbesondere von Platten vorgesehen werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kunststofflage (2) nach der Vakuumbehandlung auf die vorbestimmte Dicke zusammengepresst wird mittels gegenüberliegend angeordneten Press-flächen, zwischen die die Kunststofflage geführt wird, insbesondere Press-flächen von Walzen (30‘) oder Förderbändern (30), wobei die Pressflächen insbesondere bewegt werden und die Kunststofflage (2) dadurch fördern.
  8. Nachbehandlungseinrichtung für extrusionsgeschäumte Kunststoffla-gen (2) mit einer Aufnahme (4) eingerichtet zur kontinuierlich geförderten Auf-nahme einer extrusionsgeschäumten Kunststofflage, wobei die Nachbehand-lungseinrichtung eine Förderrichtung (6) aufweist und der Aufnahme (4) ge-genüberliegende Unterdruckflächen (20 oder 20’) entlang der Förderrichtung nachgeschaltet sind, wobei den Unterdruckflächen eine Temperierungsvorrich-tung (10, 10‘) der Nachbehandlungseinrichtung oder eine Zone, auf die diese wirkt, vorgeschaltet ist und die Unterdruckflächen an eine Unterdruckvorricht-ung (60) angeschlossen sind, und den Unterdruckflächen optional gegenüber-liegend angeordnete Presskörper (30, 30‘) nachgeschaltet sind, bevor die herkömmlichen Konfektionierverfahren (Walzen (40), Thermoformen (50)) durchgeführt werden.
  9. Nachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Unter-druckvorrichtung eine Fördereinrichtung (20) aufweist, die mit Kontaktelemen-ten (22) ausgerüstet ist, welche in einer Förderrichtung (6) der Fördereinrich-tung beweglich antreibbar sind, wobei die Kontaktelemente zumindest Ab-schnitte der Unterdruckflächen aufweisen oder an den Kontaktelementen die Unterdruckflächen vorgesehen sind.
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