DE19525664A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffblöcken oder Schaumstoffbahnen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum konti­ nuierlichen Herstellen von rechteckigen Schaumstoffblöcken oder Schaum­ stoffbahnen aus einem flüssigen Schaum bzw. schäumbaren Reaktionsgemisch, insbesondere einem zu Polyurethan reagierenden Ausgangsgemisch aus Polyiso­ cyanaten; Isocyanat-reaktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen, wie Polyester- oder Polyetherpolyole; Katalysatoren; Stabilisatoren; Treibmitteln, wie Wasser; niedrig-siedenden Olefinen, wie Pentan; flüssigem Kohlendioxid und anderen Zusatzstoffen.

Zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumstoffblöcken bzw. -bahnen wird das schäumbare Gemisch, das im allgemeinen eine Viskosität zwischen 200 und 2 000 mPa·s aufweist, auf eine auf einem Transportband aufliegende untere Kaschierfolie aufgetragen, über die Breite des Transportbandes verteilt, mit einer oberen Kaschierfolie versehen, ausgehärtet und - quer zur Bewegungsrichtung des Transportbandes - in Blöcke geschnitten (s. z. B. Becker/Braun Kunststoff-Hand­ buch, 7: Polyurethane, 1993, S. 148/149).

Die schäumbare Mischung, die auf das Transportband aufgetragen wird, kann eine Dichte zwischen 50 und 1 200 kg/m³ aufweisen, je nachdem, ob ein blasenfreies Reaktionsgemisch aufgetragen wird, das erst auf dem Transportband aufgrund der Reaktion von Wasser mit dem Isocyanat unter Bildung von CO₂ aufschäumt (chemische Schaumbildung, Steigzeit) oder ob ein flüssiger Schaum (Froth) aufge­ tragen wird, der durch Einschlagen von Luft (mechanische Schaumbildung) oder durch Vermischen mit flüssigem Kohlendioxid unter Druck (physikalische Schaumbildung) erzeugt wurde, der dann anschließend durch zusätzliche chemische Schaumbildung expandiert wird.

Das technisch am weitesten verbreitete Verfahren des Schaumauftrags besteht darin, aus einer oder mehreren, im wesentlichen punktförmigen Austrags­ vorrichtung(en), die an den Mischkopf für die Herstellung des Reaktivgemisches angeschlossen ist (sind), das schäumbare Gemisch bzw. den Flüssigschaum auf das Transportband zu fördern. Dabei besteht das Problem, einerseits das schäumbare Gemisch gleichmäßig über die Breite des Transportbandes zu verteilen und andererseits zu verhindern, daß es beim Aufbringen der oberen Kaschierfolie zu Lufteinschlüssen kommt.

Gemäß DE-A 25 57 572 wurde zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen, die obere Kaschierfolie über eine Rolle bzw. eine Kufe unter Umlenkung von oben zuzuführen, wobei die Rolle bzw. Kufe in die auf dem Transportband befindliche schäumbare Mischung derart eintaucht, daß sich auf der Rückseite (in bezug auf die Bewegungsrichtung des Transportbandes) ein Stauberg der schäumbaren Mischung ausbildetet, der einen Lufteintritt unter das obere Transportband verhin­ dert und gleichzeitig zur Vergleichmäßigung der Verteilung der Mischung über die Breite des Transportbandes beiträgt.

Zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Alters der schäumbaren Mischung ist das Transportband - zumindest im Bereich der Aufgabe - in Transportrichtung ab­ schüssig geneigt. Hierdurch wird vermieden, daß die schäumbare Mischung sich im Augenblick des Auftragens entgegen der Transportrichtung ausbreitet, wodurch eine unvorteilhafte Altersverteilung des Schaums begünstigt würde. Aufgrund dieser Neigung des Transportbandes wird die schäumbare Mischung nicht nur vom Transportband mitgeführt, sondern erhält eine zusätzliche Fließgeschwindigkeit relativ zum Transportband. Diese Fließgeschwindigkeit ist in der Verlängerung der Aufgabenstelle in Transportrichtung am größten. Die schäumbare Mischung tritt also unter der in die eintauchenden Umlenkrolle für das obere Transportband mit einem über die Breite des Transportbandes strukturierten Strömungsprofil hin­ durch, so daß ein rechteckiger Schaumquerschnitt mit gleichmäßiger Schaum­ dichte nur unzureichend realisiert werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanblockschaum durch Aufbringen einer mindestens ein Treibmittel enthaltenden Polyurethan-Reaktivmischung auf eine untere, auf einem Transportband aufliegende und von diesem mitgeführte Kaschierfolie, Verteilen der Mischung über die Breite der Kaschierfolie und Aushärtenlassen des Schaumes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reaktivmischung zur Verteilung über die Breite der Kaschierfolie in einen flexiblen, konisch sich erweiternden, auf der Kaschierfolie aufliegenden Schlauch eingeleitet wird, der von oben derart belastet wird, daß sich ein ovaler bis rechteckiger, sich etwa über die Breite der Kaschierfolie erstreckender Austrittsquerschnitt ergibt.

Vorzugsweise wird oberhalb des Schlauches eine obere Kaschierfolie über ein Umlenkelement zugeführt, wobei das obere Umlenkelement die Kaschierfolie gegen den Schlauch drückt und diesen zur Ausbildung des ovalen bzw. recht­ eckigen Austrittsquerschnitts belastet. Die Reaktivmischung wird also durch den konisch sich erweiternden Schlauch in den Spalt zwischen oberer und unterer Kaschierfolie eingeleitet, wobei obere und untere Kaschierfolie sich an der Ober- und Unterseite des Schlauches schleifend entlang bewegen.

Vorzugsweise wird der Austrittsquerschnitt des Schlauches durch entsprechende Wahl der Belastung so eingestellt, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Reaktiv­ mischung aus dem Schlauch der Transportbandgeschwindigkeit entspricht.

Der Schlauch kann aus jedem beliebigen flexiblen Material wie Papier oder Kunst­ stoffolien bestehen. Vorzugsweise werden Materialien eingesetzt, die von der Poly­ urethan-Reaktivmischung nicht benetzt werden, insbesondere Polyethylenfolien, Teflonfolien oder nicht benetzend beschichtetes Papier wie Silikonpapier. Insbe­ sondere bevorzugt sind jedoch elastische Folien, die eine faltenfreie Anpassung der Kontur insbesondere auch im Bereich, in dem das Umlenkelement für die obere Kaschierfolie auf dem Schlauch aufliegt, gewährleisten.

Der Öffnungswinkel des Schlauches (leer, wenn Ober- und Unterseite des Schlauches aufeinanderliegen) kann zwischen 60 und 120°, insbesondere 80 bis 100° betragen, so daß die Längsausdehnung des Schlauches etwa 40 bis 70% des halben Umfangs der Austrittsöffnung des Schlauches beträgt.

Bei kleinerem Öffnungswinkel wird der Schlauch in Längsrichtung zu sehr aus­ gedehnt, so daß die Verweilzeit der schäumbaren Mischung im Schlauch zu groß wird, und Anbackungen nicht sicher vermieden werden können. Bei zu großem konischem Erweiterungswinkel erhält der Schlauch eine zu kurze Ausdehnung in Längsrichtung, so daß die Berührungsfläche zwischen Schlauch und unterer und oberer Kaschierfolie derart verkleinert wird, daß die Friktion für eine Straffung des Schlauches nicht ausreicht. Es besteht dann das Risiko, daß der Schlauch aus dem Spalt zwischen oberer und unterer Kaschierfolie rückwärtig herausgedrückt wird.

Im Falle des Einsatzes von Kunststoffschläuchen kann daher vorteilhaft vorge­ sehen sein, zur Verbesserung der Friktion die Kontaktseiten des Kunststoff­ schlauches mit den Kaschierfolien mit einer rauhen Beschichtung zu versehen, z. B. durch Aufkleben von Papier. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Friktion besteht darin, die untere Austrittsseite des Schlauches mit einem Saum zu versehen, in den ein Stahlblech zur Erhöhung des Auflagedruckes auf der unteren Kaschierfolie eingeschoben wird.

Die Belastung der über dem konisch sich erweiternden Schlauch gleitenden Kaschierfolie zur Verteilung der schäumbaren Mischung kann durch flächige Gleitelemente, wie sie z. B. in der US-A 4 120 626 beschrieben sind, erfolgen.

Das Gleitelement kann eine ebene Kontaktfläche zur oberen Kaschierfolie auf­ weisen. Eine effektivere Verteilung der schäumbaren Mischung wird jedoch dadurch erreicht, daß das Gleitelement an in Transportbandrichtung auf der Seite, an der die obere Kaschierfolie zugeführt wird, eine Wölbung aufweist, so daß auf der Seite, an der die schäumbare Mischung unter das Gleitelement gelangt, in der Mitte des Transportbandes der Spalt zwischen oberer und unteren Kaschierfolie am engsten ist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren nachfolgend näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt eine Teilaufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 2 mit einer modifizierten Ausbildung des Schlauches.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit einer alternativen Ausbildung des Belastungselementes.

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Doppelbandanlage, bei der einem unterem Transportband 1 eine untere Kaschierfolie 2 zugeführt wird, und über eine Um­ lenkrolle 8 eine obere Kaschierfolie 6 zugeführt wird, wobei in den Spalt zwischen unterer Kaschierfolie 2 und oberer Kaschierfolie 6 durch die Ausgangsöffnung 4 eines Mischaggregates 3 eine schäumbare Reaktivmischung bzw. ein vorver­ schäumter Froth eingebracht wird. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die schäumbare Mischung bzw. der Froth aus der Ausgangsöffnung in einen konisch sich erweiternden Schlauch 5 eingeleitet wird, wobei die Reaktivmischung in dem Schlauch 5 mittels Belastungselementen 7 über die Breite der unteren Kaschier­ folie 2 verteilt wird. Der Schlauch 5 ist mittels Klebeband bzw. Spannver­ schluß 51 gegen die Ausgangsöffnung 4 abgedichtet, so daß die verschäumbare Mischung in dem Schlauch 5 zwangsgeführt wird. In Fig. 2 sind zusätzlich die Umlenkrollen 10 für die seitlichen Kaschierfolien 9 dargestellt.

Der in Fig. 3 dargestellte Schlauch 5 weist an seiner Auslaßseite eine Kontur 52 auf, so daß er in der Mitte des Transportbandes länger ist als am Rand. Auf diese Weise wird die schäumbare Mischung durch Kontakt mit dem Schlauch in der Mitte des Transportbandes länger gebremst als am Rand, so daß das Alter der schäumbaren Mischung über die Breite des Transportbandes weiter vergleichmäßigt wird.

Fig. 4 zeigt ein Belastungselement 7 für den Schlauch 5, das über mittels Kurbelgetriebe 73, 74 verstellbare Stelzen 71, 72 sowohl hinsichtlich Abstand zum unteren Transportband 12 als auch bezüglich das mit dem Transportband 2 gebildeten Winkels variiert werden kann.

Vorzugsweise wird der Winkel zwischen Belastungselement 7 und unterem Transportband 1 so gewählt, daß sich die Querschnittsfläche des Schlauches in Strömungsrichtung verengt.

Claims (6)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanblockschaum durch Aufbringung einer mindestens ein Treibmittel enthaltenden Poly­ urethan-Reaktivmischung bzw. eines vorverschäumten Froth auf eine untere, auf einem Transportband aufliegende und von diesem mitgeführte Kaschierfolie, verteilen der Mischung über die Breite der Kaschierfolie und Aushärten des Schaumes, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktiv­ mischung zur Verteilung über die Breite der Kaschierfolie in einen flexiblen, konisch sich erweiternden Schlauch eingeleitet wird, der von oben derart belastet wird, daß sich ein ovaler bis rechteckiger, sich etwa über die Breite der Kaschierfolie erstreckender Austrittsquerschnitt ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konisch sich erweiternde Schlauch einen Öffnungswinkel von 70 bis 110° aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch eine Ausdehnung in Transportbandrichtung aufweist, die 40 bis 70% des halben Umfangs seiner Austrittsöffnung bemißt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kaschierfolie im in Transportbandrichtung ersten Drittel des Schlauches mittels eines den Schlauch belastenden Umlenkelementes zuge­ führt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konisch sich erweiternde Schlauch aus einem durch die Polyurethan- Reaktivmischung nicht benetzbaren Kunststoffmaterial besteht bzw. eine nicht benetzbare Beschichtung aufweist.

6. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanblockschaum enthaltend ein unteres Transportband, Mitteln zur Zuführung einer unteren Kaschierfolie, einem Mischaggregat zur Herstellung der Polyurethan- Reaktivmischung, einer Auslauföffnung zur Aufbringung der Reaktiv­ mischung auf das untere Transportband, wobei die Auslauföffnung in einen konisch sich erweiternden flexiblen Schlauch mündet und Belastungs­ elemente vorgesehen sind, so daß der Schlauch einen ovalen bis recht­ eckigen Austrittsquerschnitt aufweist.