DE19525664A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffblöcken oder Schaumstoffbahnen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schaumstoffblöcken oder SchaumstoffbahnenInfo
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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.
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Owner name: HENNECKE GMBH, 51373 LEVERKUSEN, DE BAYER AG, 5137 |
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