DE102019001364A1 - Verfahren zur Herstellung von Bauprodukten, nämlich wasserdichten, wetterfesten Leichtbauplatten und Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolkunstschaumstoff. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Bauprodukten, nämlich wasserdichten, wetterfesten Leichtbauplatten und Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolkunstschaumstoff. Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten , druckfesten , wasserdichten, und wetterfesten Leichtbauplatten und Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolkunstschaumstoff unter Verwendung von darin eingeschmolzenem Glasfasergewebe , wobei der Einschmelzungsprozess die erwärmte Polystyrolmasse durch die Öffnungen der Glasfasergewebebahn presst und sich diese im erweichtem Zustand der Schwerkraft folgend über die Glasfaserfäden der Glasfasergewebematte legen und so ,nach dem Erkalten , die beiden Elemente ineinander verflossen erstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bauprodukten , nämlich wasserdichten,wetterfesten Leichtbauplatten und Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolkunstschaumstoff mit folgenden Verfahrensschritten :
    • Herstellung eines erhitzten ,extrudieren Polystyrolschaumstranges, der endlos aus einer Breitschlitzdüse, gepresst wird, mit geschlossenenzelligem Polystyrol Schaumstoffkörper , abkühlen und verdichten auf die gewünschte Dicke . Nach Beendigung des Schaum-Ausdehnungsprozesses und Abkühlung, beidseitige Besäumung und abschließende Ablängung mittels quer verlaufender Schnitte. Zuschnitt auf das geplante Ausgangsmaß, auflegen einer Glasfasergewebebahn(4) auf den extrudierten Polystyrolschaumkörper(3) und einschmelzen der Glasfasergewebebahn(4) in den Polystyrolschaumkörper(3) unter Druck - und Wärmeeinwirkung. Wobei die, bei der Produktion der extrudierten Polystyrolschaum Platten entstehende , ungewünschte, glatte Extrusionshaut auf beiden Hauptflächen , im Rahmen dieser erfindungsgemäßen Bearbeitung zerstört und umgewandelt wird in eine strukturierte , mit Glasfasergewebe durchzogene Oberfläche , die bei Bedarf auch mit Primern beschichtet werden kann. Leichtbauplatten sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Das Ziel einer Leichtbauplatte ist immer, ein sehr geringes Gesamtgewicht bei geringen Volumen zu erreichen , jedoch eine hohe Steifigkeit und auch eine sehr hohe Oberflächen - Druckfestigkeit zu erreichen. So wird die Leichtbautechnik im Bereich der Herstellung von Türen und im Möbelbau angewandt, wobei 2 Deckplatten ,Wellenlagen von Pappstreifen aufgeklebt halten , um so insgesamt, nach Fertigstellung eine Leichtgewicht Tür oder - Platte zu erreichen. Auch im Bereich der Wärmedämmplatten aus Polystyrol sind Leichtbauplatten bekannt, die Beschichtungen aufgeklebt tragen . Jedoch wird hierbei immer eine deutliche Gewichtserhöhung (Metallprofilbeschichtung) oder bei anderen Beschichtungen wie Folien nur eine geringe Erhöhung der Druckfestigkeit und eine geringe Erhöhung der Steifigkeit der Bauplatte erreicht.Bekannt sind Bauplatten , die eine Kernplatte aus extrudiertem Polystyrol aufweisen , und auf beiden Hauptflächen ein Glasfasergewebe in einem Zementmörtelbett mit Kunststoffzuschlag eingefügt tragen . Durch die schwergewichtige Beschichtung mit einem Zementmörtelbett kann man diese Bauplatte so nicht mehr als Leichtbauplatte bezeichnen, auch wenn die Feuchtigkeit aus der Zementmörtel Masse ausgetrocknet ist, bleibt ein hohes Gewicht vorhanden. Zusätzlich ist eine hoher Energieaufwand bei der Herstellung dieser Zement-Mörtel Beschichtung nötig, da die vollkommene Trocknung jeder Platte vor der Lagerung durchgeführt sein muss. Weiterhin besteht innerhalb jeder Bauplatte, die auf der Kernplatte wie auch auf XPS Polystyrolschaum eine artfremde Beschichtung trägt immer eine innenliegende Spannung . So entstehen unterschiedliche Ausdehnungsfaktoren, die bei jedem Temperaturwechsel immer wieder Spannungen in der Platte selbst aufbauen und so durch die unterschiedlichen Ausdehnungsfaktoren , Maßveränderungen erzeugen . Diese unterschiedlichen Ausdehnungsfaktoren innerhalb einer Platte bergen daher ein Langzeitrisiko in sich . Die wechselnden Ausdehnungsfaktoren bleiben an den Kontaktflächen der beiden unterschiedlichen Materialien in dem Produkt immer erhalten.
    • Es stellt sich daher die Aufgabe , eine Leichtbauplatte vorzuschlagen , die aus einem einzigen Rohstoff und einem einzigen Rohling hergestellt ist, ohne jede Art der Beschichtung oder Laminierung , lediglich eine Einschmelzung einer Glasfaser Gewebebahn benötigt und dadurch eine sehr hohe Oberflächen Festigkeit und eine sehr hohe Steifigkeit aufweist und zusätzlich noch durch die erfindungsgemäße, sehr wirtschaftliche Herstellungsweise möglich ist . Wird das Volumen der XPS Plattenoberfläche , um einige mm verdichtet , wird dabei erfindungsgemäß die erweichte Polystyrolmasse durch die Gewebeöffnungen des Glasfasergewebes hoch gedrückt in die in dem erhitzten Profilstempel (1) bereitgestellten, und vorbestimmten Hohlräume(2) und von dort in Teilbereichen oder vollflächig, in Abhängigkeit von der Dichte der verwendeten XPS Platten und den verwendeten Parametern des Verfahrens, selbstständig der Schwerkraft folgend über die Gewebefäden der Glasfasergewebematte(4) gelegt .Die Polystyrolmasse umschließt, umfließt, umläuft und fixiert so die Glasfaserfäden und verbindet so den extrudierten Polystyrolplattenkörper mit der Glasfasergewebebahn mit dem Erkalten. Wobei der die Hohlräume aufweisende Profilstempel(1) an der Kontaktfläche des Stempels eine haftungsvermindernde Beschichtung, vorzugsweise aus PTFE, aufweist und vor dem Pressen zusätzlich mit einem Trennmittel aus flüssigem Silikon in Form von Ölen , Öleemulsionen in Wasser , Metallseifen. oder Polysiloxanen versehen wird. Um eine geglättete Oberfläche zu erhalten , wird in einem zweiten Pressvorgang - vorzugsweise mit der gleichen Stempelmechanik jedoch mit einem frontseitig eingeschobenen, glatten Kalt - und Glättstempel (10) von nur ca. 18 Grad C. der Polystyrolplattenkörper mit dem schon eingeschmolzenen Glasfasergewebe, noch bevor die durch das Glasfasergewebe gepresste Polystyrolmasse abgekühlt ist mit diesem Flachstempel für nur etwa 1 Sekunde mit dem gleichen Druck, wie zuvor die heiße Profilprägung ausgeführt wurde, gepresst. Die aus dem Glasfasergewebe teilweise etwa 1mm hohen Aufwölbungen der noch warmen und so noch verformbaren Polystyrolmasse wird glatt gepresst, hält so die Gewebefäden noch dichter umfangen und stehen als geglättete, sehr steife und stabile Fläche zur Verfügung, wie für den so jetzt sparsamen Auftrag von Primern , Farben , Klebstoffen , Mörtelklebern , Tapeten und auch Schmelzklebern mit anschließender Folienbeschichtung bereit. Und als besondere Eigenschaft noch zusätzlich wetterfest und wasserdicht ist. Wobei ebenfalls eine Oberflächenstruktur vorbestimmt werden kann . Einmal mittels des Profilstempels(1) mit einer textilgewebeartigen Oberflächen Struktur, die so eine vergrößerte Oberfläche für die vorbestimmte Aufnahme von Kleber- und Mörtelmassen bereitstellt oder eine geglättete Oberfläche, die mittels eines Kaltstempels(10) auf die noch warme Polystyrolmasse erzeugt wird. Dann wird eine direkte Beschichtung mit Tapeten Anstrichen, Primern , Schmelzkleber Beschichtungen mit Folienaufbringung möglich. Beim Auftrag von Tapeten mit handelsüblichen Tapetenkleister besteht der so genannte Stripeffekt. Die Tapete kann später trocken von der Oberfäche abgezogen werden. Die Erfindung betrifft so ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bauprodukten , nämlich wasserdichten Leichtbauplatten aus extrudiertem Polystyrolschaumstoff mit einer Dichte von 25Kg bis zu 55Kg /cbm. , zur Wärmedämmung für den Innenausbau , wie thermische Isolier-Ausgleichs - und Basisbauplatte für die Verklebung von keramischen Fliesen und Dekorprodukten. Zur Verwendung als Wand-und Deckendämmplatte , wegen der hohen Festigkeit als Bodenplatte , Wärmedämmplatte für die Aufnahme von Fußbodenheizungen und Unterlage unter Laminat-Paneelen, Wärmedämmplatte für die Fassadendämmung und als wasserdichte Dämmbauplatte für erdberührte Bauteile von Gebäuden an Ihren Außenseiten. Basisplatte für die Beschichtung mit Schmelzkleber verklebten Folien, Möbelbauplatte, Platte für die Herstellung von Luftfracht-Transportpaletten sowie in der Werbetechnik zum Auftrag von Plakaten und für das überziehen von Digitaldrucken die auf dehnbaren Textilien aufgedruckt sind. Wetterfeste Platte für die Außenanwendung. Ersatzplatte für die kostenintensiven Aluminium Leichtbauplatten mit innenliegenden Wabenkern oder wellenförmigen Kernmaterial . Bei der Anwendung des beschriebenen Laminierungsprozesses auf extrudierten Polystyrolschaumplatten mit einer Dichte von etwa 40KG entsteht eine extrem steife und harte Leichtbauplatte, für die Anwendung als Leichtbauplatte in der Möbelindustrie im Caravanbau und zum Ausbau von Bädern und Trennwänden, auch für die Verklebung von Dekorfliesen oder Keramikfliesen. Erfindungsgemäß wird beispielhaft eine 30mm Dicke, extrudierte Polystyrolplatte von einer Dichte von 40 KG / cbm mit den oben aufgeführten Parametern auf beiden Hauptflächen jeweils um 10mm so verdichtete , ist bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Einschmelzung ein Abriss der eingeschlossenen Gewebematten aus dem XPS Polystyrolschaumstoff verstörungsfrei nicht mehr möglich. Das Gewebe ist so fest verschmolzen , dass so eine neue, erfindungsgemäße Leichtbauplatte entsteht. Die so gewonnene Leichtbauplatte , aus einer 40 KG XPS Polystyrolplatte von 30mm hat vor und nach dem Verschmelzungsprozess ein Schaumgewicht von etwa 1200 Gramm / qm . Bei einer Verdichtung, um 10mm auf jeder Hauptfläche auf eine verbleibende 10 mm Kernplatte entsteht auf der Oberfläche von jeder der beiden Hauptflächen in dem obersten 1 mm die Dichte von etwa 390KG / cbm. Wobei die Steifigkeit durch die auf jeder Hauptfläche eingeschmolzene Gewebebahn(4) noch deutlich erhöht ist. Durch die Veränderung der Parameter wie XPS Plattendicke, Plattendichte und Tiefe des Einschmelzungsprozesses auf eine geänderte Kernplattendicke werden weitere geänderte , der Plattennutzung angepasste Qualitäten erzeugt. Zur Erreichung einer stärkeren Verbindung und Glättung der Oberflächen wird noch in einer weiteren Ausführung, vor dem Erkalten der Polystyrolschaum Masse ein kalter (ca. 18 Grad. C.) flächiger Stempel(10) aufgelegt, und mit gleichem Druckkräften wie zuvor die erhitzte Profilpressung für nur etwa 1 Sekunde gepresst. Die Abkühlung der über die Gewebefäden gelegten Polystyrolmasse erfolgt sofort und die Oberfläche wird insgesamt geglättet und die Platte aus der Presse ausgeworfen.
  • Anhand von Zeichnungen und eines Beispiels werden das Verfahren und die Vorrichtung erläutert Die Zeichnungen zeigen :
    • 1. Teilansicht des Profilstempel (1) mit bereitgestellten Hohlräumen(2) oberhalb der bereitgestellten extrudierten Schaumstoffplatte(3) mit aufliegender Glasfasergewebematte(4) vor dem Pressvorgang.
    • 2. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
    • 3. Ausschnitt einer extrudierten Polystyrolplatte(3) nach der Fertigstellung mit der über die Gewebefäden gefallenen Polystyrolmasse (5) und den in der Oberfläche eingeschmolzenen Glasfasergewebefäden(12) . Insgesamt wird eine wasserdichte Leichtbauplatte vorgeschlagen, die auf Grund der erfindungsgemäß gewonnenen Eigenschaften eine vielfältig einsetzbare Bauplatte darstellt. Die Kombination von sehr hoher Druckfestigkeit bei Leichtgewicht und Steifigkeit und Verwindungsfestigkeit und auch das sehr geringe Volumen der Endplatte stellt einen wertvollen Fortschritt dar. Insbesondere da die erfindungsgemäße Platte sich verschrauben, nageln und verkleben läßt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Profilstempel
    2.
    vorbestimmter Hohlraum in Profilstempel
    3.
    extrudierter Polystyrolplatten Rohling
    4.
    Glasfasergewebebahn
    5.
    Polystyrolschaummasse nach Komprimierung und über Glasfaserfäden gelegt.
    6.
    oben offenes Magazin für Rohlinge
    7.
    Öffung im Magazin zum vereinzelten Ausschieben der Rohlinge
    8.
    Glasfasergeweberolle
    9.
    Querverlaufendes Rundmesser für die Glasfaserngewebe-Vereinzelung
    10.
    Kaltstempel
    11.
    Sprühkammer mit Sprühvorrichtung
    12.
    in verdichteter Polystyrolschaummasse eingeschmolzene Glasfasergewebebahn
    13.
    verdichterer extrudierter Polystyrolschaumkörper
    14.
    Stempeltisch

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von Bauprodukten , nämlich wasserdichten, wetterfesten Leichtbauplatten und Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolkunstschaumstoff mit folgenden Verfahrensschritten : Herstellung eines extrudieren, erhitzten Polystyrolschaumstranges, der endlos aus einer Breitschlitzdüse, gepresst wird, mit geschlossenenzelligem Polystyrol Schaumstoffkörper , abkühlen und verdichten auf die gewünschte Dicke . Nach Beendigung des Schaum-Ausdehnungsprozesses und Abkühlung, beidseitige Besäumung und abschließende Ablängung mittels quer verlaufender Schnitte. Zuschnitt auf das geplante Ausgangsmaß, auflegen einer Glasfasergewebebahn (4) auf den extrudierten Polystyrolschaumkörper (3) und einschmelzen der Glasfasergewebebahn in den Polystyrolschaumkörper unter Druck - und Wärmeeinwirkung dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Schaumstoffrohlingsoberflächenseite auf mindestens einer Ihrer Hauptflächen, bei aufliegender Glasfasergewebebahn , die eine Lochungen von vorzugsweise 4mm x 4mm bis zu 5mm x10mm und 1mm Dicke Glasfaserfäden im Gewebe aufweist, mit einem auf wenigstens 180 Grad C. erwärmten Profilstempel (1),der in seiner Pressenoberfläche , vollflächig, Mulden(2) mit einer Tiefe von etwa 2,5 mm und mit Kantenlängen von etwa 2mm x 2mm aufweist , kurzzeitig, vollflächig die gesamte sich dem Profilstempel darbietende Hauptfläche , das Glasfasergewebe(4) in die Polystyroloberfläche gepresst und eingeschmolzen wird, wobei die erhitzte Polystyrolschaumstoffmasse um bis zu 10mm Polystyrolmasse verdichtete und verschmolzen wird - und sich durch die Lochungen in der Glasfasergewebebahn hochdrückt und in die vorbestimmten und vorbereiteten Hohlräume(2) in der Profilform(1) hineingepresst wird und sich im erweichten Zustand ,der Schwerkraft folgend ,über die etwa 1mm dicken Gewebefäden der Glasfasergewebebahn legen (5), diese umfließen und umschließen und so beim abheben der Profilform und beim Erkalten der Polystyrolschaumstoffmasse die Glasfasergewebematte so fest in der Polystyrolkörpermasse sicher fixiert hält. Nach dem Erkalten weist die fertig erstellte Platte eine Oberflächendichte im oberen 1 mm von etwa 350 KG / cbm auf . Die Profilfläche des Profilstempels weist auf der Kontaktfläche des Stempels zum Polystyrolschaumstoffkörper eine haftungsvermindernde Beschichtung, vorzugsweise aus PTFE, auf und wird vor dem Pressen zusätzlich mit einem Trennmittel versehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Andruck des Flachstempels bei 7 bar und einer Fläche von 300 cm2 bei einem Druck zwischen 250 daN und 500 daN liegt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Preßdauer zwischen 6 und 25 Sekunden liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet ,daß die Temperatur der Profilstempel-Oberfläche in Kontakt mit dem Polystyrolplattenrohling mit der aufliegenden Glasfasergewebematte zwischen 170 Grad C. und 250 Grad C. liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Einschmelztiefe des Profilstempels durch einen Anschlag begrenzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaser Gewebematte in nicht brennbarer Qualität ausgeführt ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einschmelzung der Glasfasergewebebahn in der Vorderseite auch die Rückseite der extrudierten Polystyrolschaumplatte mit einem profilierten Preßstempel vollflächig gepreßt wird , oder daß der XPS Plattenrohling auf zwei Hauptflächen gleichzeitig vollflächig gepresst wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet ,daß der extrudierte Polystyrol Schaumstoff mit einer spezifischen Dichte von 25Kg /cbm bis zu 55kg /cbm verwendet wird und die glatten Oberflächen der Extrusionshaut zerstört und strukturiert werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet ,daß das Trennmittel durch Sprühen auf die ( nicht komprimierte) Fläche des jeweils n-ten Plattenrohlings aufgebracht wird (n=2 bis 10) und sich von dort auf die profilierte Oberfläche des Profilstempels verteilt.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der Bauplatten aus plattenförmigen extrudierten Polystyrolschaumplatten Rohlingen mit eingeschmolzenen Glasfaser Gewebemattenzuschnitt gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch: Rohlingsplattenmagazin(6) mit unten geöffneten Ausschubbereich für die Einzelplatte(7)-Glasfasergewebeabroller(8) -, der die Glasfasergewebebahn(4) auf der Rolle vorhält und zusammen mit dem extrudiertem Polystyrolschaumstoff Zuschnitt (3) vorschiebbar ist. -Sprühkammer zum Aufsprühen des Trennmittels (11) - Quersäge oder Rundmesser(9), die nur die Glasfasergewebebahn(4) passend zur extrudierten Polystyrolschaum Plattegröße vereinzelt und sich beide Elemente danach gemeinsam vorschieben können . -Stempeltisch (14) der mindestens einen extrudierten Polystyrolschaum Rohling(3) mit dem aufliegenden Glasfasergewebezuschnitt(4) plan fixiert hält auf dem die Verschmelzung durchgeführt werden kann und einem heizbaren Profilpressstempel(1)der die Verschmelzung durchführt. -einfahrbare Glätt-und Kühlplatte als Kaltstempel(10) zur weiteren Glättung Verdichtung und Abkühlung der noch warmen Plattenoberfläche.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet das eine unter den Profilstempel einfahrbare , nicht beheizte Glätt-und Kühl Platte , mit der Preßvorrichtung des Profilstempels auf die schon fertig verschmolzene aber noch warme Platte kurzzeitig aufgepresst werden kann.
  12. Platte , hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
  13. Platte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet das diese nach dem Pressvorgang eine Dicke von 3mm bis 250mm hat.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995022463A1 (de) * 1994-02-22 1995-08-24 Infra Folienkabel Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schaumstoff-dekorplatten
EP3330060A1 (de) * 2016-11-30 2018-06-06 Jackon Insulation GmbH Herstellung von xps-schaumplatten grosser breite und/oder länge durch schweissen

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