DE2721473A1

DE2721473A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von produkten mit zellstruktur aus waermehaertbarem harz

Info

Publication number: DE2721473A1
Application number: DE19772721473
Authority: DE
Inventors: Marie-Pierre Barthe; Bernard Frumen; Serge Have; Jean Paul Meunier
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: SPAFI Societe de Participations Financieres et Industrielles SAS
Priority date: 1976-05-12
Filing date: 1977-05-12
Publication date: 1977-12-01
Also published as: CA1101624A; LU77311A1; ES458696A1; AT364766B; DK206277A; FI65939B; US4332754A; NO148842C; GB1555420A; IE45414L; MX146710A; FI65939C; IT1075543B; NL7705202A; SE416117B; JPS52137468A; US4252515A; DK150976C; FR2350945A1; BE854522A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Produkten mit Zellstruktur aus wärmehärtbarem Harz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus Phenolschaum sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In der FR-PS 1 599 874 ist ein bekanntes Verfahren beschrieben, das jedoch eine Anzahl von Nachteilen aufweist. Nach diesem Verfahren und unter Verwendung bekannter Vorrichtungen lassen sich Platten aus Phenolschaum herstellen, die an den Oberflächen Häute aufweisen. Diese Platten haben also im Prinzip an ihren vier Hauptbegrenzungsflächen glatte Oberflächen; darüber hinaus weisen sie auf ihrer oben liegenden Hauptbegrenzungsfläche eine Schicht aus

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Material mit Zellstruktur mit erhöhter Dichte auf. und ganz besonders die Haut an der bei der Herstellung oben liegenden Begrenzungsfläche sind von vier Gesichtspunkten her vorteilhaft. Durch die Häute wird die Abriebfestigkeit erhöht, sie erhöhen andererseits in bedeutendem Ausmaße die Bruchfestigkeit bei Beanspruchung auf Biegung und die maximale Stanzfestiakeit

und schließlich setzen sie auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf herab. Die an der oberen Begrenzungsfläche der Platten liegende Haut hat jedoch eine unregelmäßige Dicke und weist nach der Herstellung Oberflächenwellungen und Abschnitte auf, in denen ein Teil des Materiales ausgebrochen ist.

Die obere Begrenzungsfläche der Platten kann somit vom ästhetischen Gesamteindruck her nicht befriedigen. Die Unregelmäßigkeit dieser oberen Begrenzungsfläche verhindert, von der an sich möglichen Verbesserung der Abriebfestigkeit, der Bruchfestigkeit bei Biegebeanspruchung , der maximalen Stanzfestigkeit

und der Durchlässigkeit für Wasserdampf voll profitieren zu können. Die mit der in der FR-PS 1 599 874 hergestellten Platten haben darüber hinaus unregelmäßig geformte Seitenflächen, und um ebene und rechtwinklig zu den Hauptbegrenzungsflächen stehende Oberflächen zu erhalten, muß von diesen Rändern mit einer Säge Material abgesägt werden. Bei diesen seitlichen Begrenzungsflächen fehlen somit die Häute vollständig, was mit den entsprechenden Nachteilen verbunden ist. Schließlich kann bei der in der FR-PS 1 599 874 beschriebenen Vorrichtung die Dicke der hergestellten Platten nicht rasch geändert werden. Vielmehr müssen zu einer solchen Änderung die seitlichen Schienen abmontiert und wieder anmontiert werden, die bei den Rändern des unteren Bandes befestigt sind, welches mit den beiden Bändern zusammenläuft, die die Dicke des fertigen Produktes vorgeben.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die oben angegebenen Nachteile ausgeräumt werden.

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Hierzu schafft die Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bahnen oder Platten aus expandiertem Phenolharz, das auf jeder seiner Oberflächen eine gehärtete Haut aufweist, bei dem eine Mischung, die insbesondere ein Resolharz, ein Blähmittel und einen Härtungskatalysator enthält, auf die im wesentlichen ebene Oberfläche eines Transportmittels aufgebracht wird, zum Schäumen gebracht wird und zwischen zwei parallelen in gleicher Richtung bewegten Oberflächen geformt wird, wobei die untere Oberfläche in derselben Ebene liegt wie die Ebene des Transportmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem ersten Stadium, nachdem die Mischung bei Umgebungstemperatur in flüssigem Zustand über die gesamte Breite der Oberfläche des Transportmittels so verteilt worden ist, daß eine Bahn im wesentlichen gleichförmiger Dicke erhalten wird, die Mischung an der freien Luft zu den Formgebungsoberflächen gefördert wird und dabei die Mischung erwärmt wird, damit sie zum Expandieren gebracht wird, wobei die Intensität der Erwärmung und die Länge des unter atmosphärischen Bedingungen zurückgelegten Weges so gewählt sind, daß die obere Haut ihre pechige Natur vor vollständiger Expansion der Mischung verliert und daß nach vollständig abgelaufener Expansion die expandierte Masse einen Zwischenhärtungszustand erreicht, in welchem die obere Haut biegsam und nicht pechig bleibt, und daß danach die expandierte Masse dadurch geformt wird, daß auf ihre freie Oberfläche im Moment des Eintretens zwischen die Formgebungsoberflächen ein Druck ausgeübt wird und das Aushärten des Harzes unter Aufrechterhaltung dieses Druckes und der Erwärmung zu Ende gebracht wird.

Durch die .Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer dem Transport dienlichen

ebenen

unteren/Oberfläche und einer ebenen oberen Oberfläche, die abgesehen von einem ersten Abschnitt, in dem die Oberflächen vor Erreichen gleichbleibenden Abstandes rasch aufeinander zu laufen, parallel zur erstgenannten Oberfläche verläuft, mit Mitteln zum Heizen einzelner Zonen dieser Oberflächen und mit einer verschiebbaren Mischpistole geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die untere Oberfläche aufweist: eine erste, kalte Zone, eine stromab der ersten Zone angeordnete zweite, geheizte Zone und eine stromab

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der zweiten Zone angeordnete dritte/ gehäzte Zone, die mit der oberen Oberfläche über deren gesamte Länge zusammenarbeitet, daß Mittel zur zweiseitigen Formgebung vorgesehen sind, zum Beispiel

.beheizte
seitlich angeordnete endlose/Bänder mit vertikal ausgerichteten Oberflächen, die zu beiden Seite der unteren Oberfläche über eine Wegstrecke hinweg angeordnet sind, welche mit den ersten beiden Zonen zusammenfällt, und die mit der unteren Oberfläche so in Berührung stehen, daß eine Dichtstelle für das expandierbare Material erhalten wird, und daß zusätzliche Mittel zur zweiseitigen Formgebung mit den seitlichen Bändern fluchtend am Eingang der Formgebungszone angeordnet sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße

Vorrichtung mit darin befindlichem expandiertem Material; und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung.

Es wurde herausgefunden, daß zur korrekten Herstellung einer konstante Dicke aufweisenden Haut an der oberen Begrenzungsfläche ohne Wellen oder Zonen, in denen ein Teil des Materiales ausgebrochen ist, in einem ersten Stadium die in Expansion und Aushärtung unter atmosphärischen Bedingungen begriffene Mischung eine im wesentlichen gleichförmige Dicke erreichen muß und einen genau vorgegebenen Zustand der Aushärtung erreichen muß, bevor sie in einem zweiten Stadium durch die obere Oberfläche auf die gewünschte Enddicke geformt wird. Die dem Transport des Materiales dienende Oberfläche und die der Formgebung dienende Oberfläche können vorteilhafter Weise durch endlose Bänder gebildet sein. Nachstehend werden dieselben mit dem Begriff "Band" bezeichnet.

Diese beiden Bedingungen (gleichförmige Dicke und genau vorgegebener Aushärtungszustand der expandierten Masse), die im Moment der Form-

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gebung durch das obere Band vorliegen müssen, werden auf die nachstehend beschriebene Weise erfüllt:

Zunächst gießt man bei einer Temperatur von weniger als 23⁰C die expandierbare Mischung in einer solchen Zone auf das untere Band, die nicht geheizt ist und sich in Bewegungsrichtung gesehen stromauf der Wegstrecke befindet, in der das Band geheizt ist. Dabei ist die Länge dieser Zone so groß gewählt, daß die Mischung ausreichend Zeit hat, in dieser Zone eine Bahn mit im wesentlichen gleichförmiger Dicke zu bilden. Danach wird die aus der Mischung bestehende Bahn in Bewegungsrichtung des Bandes gesehen auf zunehmende Temperatur erwärmt, um in einer zweiten Zone des vom unteren Bande durchlaufenen Weges das Material zum Expandieren zu bringen. Die Temperatur _r die die Mischung maximal erreicht, bevor sie von dem oberen Band überdeckt wird, liegt zwischen 30 und 60^eC. Dieser Wert wird abhängig von der Dicke und der gewünschten Dichte der Platten unterschiedlich gewählt.

Beim Durchlaufen durch diese zweite Zone verliert die an der oberen Begrenzungsfläche gebildete Haut ihren pechigen Charakter, bevor die Mischung ihre Expansion beendet hat. Nach Beendigung der Expansion muß man der expandierten Masse vor ihrem Eintreten zwischen die beiden Bänder, wo sie ihre endgültige Form erhält, die Zeit lassen, die sie benötigt, um einen Zwischenhärtungszustand zu erreichen.

Die Zeitspanne, in der der Weg nach dem Verschwinden des pechigen Charakters und vor dem Eintreten zwischen die beiden Bänder zurückgelegt wird, liegt zwischen 3 bis 6 Minuten, vorzugsweise zwischen 4 und 5 Minuten. Die letztere Angabe gilt für den Fall, daß der Schaum sich auf einer Temperatur von etwa 60⁰C befindet.

Der pechige Charakter der Haut ist durch ihr Verhalten bei Berührung mit einem trockenen Finger festgelegt. Die "nicht-nechige" Phase beginnt an dem Ort, an dem sich die Oberfläche des Schaumes durch den Finger immer noch verformen läßt, jedoch nicht mehr am

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Finger haftet. Wenn man aber die Haut vom Schaum abhebt, so bleibt das darunterliegende Material immer noch am Finger haften.

Der Beginn dieses nicht-pechigen Zustandes, der für eine bestimmte Zusammensetzung der expandierten Masse oder des Schaumes charakteristisch ist, hängt also von einem vorgegebenen mittleren Ausmaß der an der Luft erfolgenden Aushärtung der oberen Haut ab, während der Kern des Schaumes in verhältnismäßig flüssigem Zustand verbleibt.

Nach Ablauf der oben angegebenen Zeitspanne von 3 bis 6 Minuten gerechnet vom Ende des pechigen Verhaltens zeigt der Schaum einen weiter fortgeschrittenen neuen Aushärtungszustand, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kern des Schaumes in beträchtlichem Maße ausgehärtet ist, wobei in diesem Stadium dieses Aushärten viel stärker ausgeprägt ist als dasjenige der Oberfläche, und daß ein Zustand guter Flexibilität der oberen Haut erreicht worden ist, die weder am Finger noch am Band noch an den seitlichen Bändern haftet. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die beim Aushärten ablaufende Reaktion infolge ihres exothermen Charakters im Kern des Schaumes rascher abläuft, da dieser nicht wie die Oberfläche Wärme mit der Umgebung austauschen kann.

Zu diesem Zeitpunkt hat die Expansion der Mischung schon ihr Maximum erreicht, d.h. die Dicke des auf dem unteren Bande befindlichen Schaumes hat schon seit 1 bis 3 Minuten ihren konstanten maximalen Wert erreicht.

Es ist darauf zu achten, daß die Vorrichtung ein unteres Band erhält, das vor dem Punkt, von dem ab es durch das obere Band überdeckt ist, für all die unterschiedlichen Herstellungsbedingungen eine ausreichende Länge aufweist. Man kann dann Produkte unterschiedlicher Dichte und Dicke dadurch herstellen, daß in. geeigneter Weise nachstehend aufgeführten Faktoren geändert werden:

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- Zusammensetzung der Mischung, insbesondere Gehalt an Blähmittel;

- pro Zeiteinheit von der Pistole abgegebene Menge der Mischung;

- Abstand der Pistole vom vorderen Rand des oberen Bandes;

- Länge der nicht geheizten Zone des unteren Bandes, in der das Verteilen der Mischuna stattfindet;

- Länge.der beheizten Zone des unteren Bandes, in der die Expansion der kremartigen Masse erfolgt, bevor die Masse vom oberen Band überdeckt wird;

- Temperatur, auf die die letztgenannte Zone aufgeheizt wird;

- Geschwindigkeit des unteren und oberen Bandes sowie der seitlichen Bänder;

- Abstand zwischen dem unteren Band und dem oberen Band.

Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbaren Mischungen weisen im wesentlichen ein Phenolharz vom Resoltyp, Pentan als leichtflüchtiges Blähmittel und einen sauren Härtungskatalysator auf. Zuvor wird dieser Säure eine gewisse Menge Methanol zugesetzt, und zwar ein Drittel des Lösungsmittels des Harzes und der Säure. Eine regelmäßigere und feinere Zellbildung und entsprechend bessere Endeigenschaften des Schaumes werden dadurch erhalten, daß noch eine oberflächenaktive Substanz zugesetzt wird.

Diese Mischungen müssen eine gerlau vorgegebene Reaktivität aufweisen; d.h. die Geschwindigkeit ihres exothermen Aushärtens und folglich die Geschwindigkeit ihrer Expansion muß zwischen vorgegebenen Grenzwerten liegen. Die Qualität der Zellbildung hängt letzlich von einem Gleichgewicht zwischen der Expansionsgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Aushärtens ab. Darüber hinaus hängt auch der Aushärtungszustand des Kerns des Schaumes und die Flexibilität der Oberflächenhaut, wie sie im Moment der Dickenformgebung erforderlich sind, um eine regelmäßig geformte und widerstandsfähige Haut an der oberen Begrenzungsfläche des Schaumes zu erhalten, offensichtlich von der Reaktivität der schäumenden Mischung ab.

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Diese Reaktivität hängt von drei Faktoren ab, nämlich von der Eigenreaktivität des verwendeten Phenolharzes, von der Menge des in der Mischung befindlichen sauren Aushärtungskatalysators und von dessen Natur.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich vorzugsweise die Harze verwenden, die in der FR-PS 2 147 766 oder der FR-PS 75 135 70 beschrieben sind. Ein Harz des Typs, wie es in der FR-PS 2 147 766 beschrieben ist, hat darüber hinaus den Vorteil, daß ohne irgendwelche Zugabe von die Verbrennung verzögernden Substanzen selbst löschende Schaummaterialien erhalten werden, die der Norm ASTM D 635-6 8 genügen.

Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitbaren schäumenden Mischungen enthalten ferner bezogen auf 100 g Harz als Härter eine Menge von zwischen 3 und 8 g, vorzugsweise zwischen 4 und 6 g Salzsäure in wäßriaer Lösung mit 31 Gew.-%. Das Methanol wird dieser Säure in einer Menge von 0,5 bis 2 g auf 100 g Harz zugesetzt.

Die den schäumenden Mischungen ebenfalls zugesetzten oberflächenaktiven Substanzen dienen in erster Linie dem Zweck, die mittlere Größe der Zellen des Schaumes zu vermindern und dabei zugleich diese Größe sehr gleichförmig einzustellen. Dies ist damit gemeint, wenn davon gesprochen wird, daß die Zellbildung des Schaumes sehr fein und sehr homogen ist. Eine derartige Zellbildung hat einen sehr wichtigen und vorteilhaften Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften des Schaumes. Ein zweiter mit der Zugabe der oberflächenaktiven Substanzen verfolgter Zweck ist der, daß dem Harz Blähmittel wie Pentane zugegeben werden können, ohne daß ein Verlust an Blähmittel auftritt. Damit können die Blähmittel wunschgemäß dosiert werden, und es lassen sich infolgedessen Schäume mit definierter Dichte herstellen.

Es sei daran erinnert, daß die Pentane aliphatische Kohlenwasserstoffe sind, die in Wasser nicht löslich sind und zugleich leicht

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flüchtig sind. Um sie als Schaumbildner verwenden zu können, müssen sie bei einer Temperatur von etwa 15⁰C in- dem Harz emulgiert werden, das seinerseits eine wäßrige Lösung eines Resols darstellt, in der die Pentane folglich nicht löslich sind. Dieses Dispergieren erfolgt dadurch, daß das Harz unter Verwendung einer Turbine gerührt wird und dabei die Pentane· nach und nach zunesetzt werden. Arbeitet man ohne vorherige Zugabe einer oberflächenaktiven Substanz zum Harz auf diese Weise, so muß mit sehr erheblichen Verlusten an Pentanen gerechnet werden. Werden dagegen dem Harz zunächst gewisse oberflächenaktive Substanzen zugesetzt und werden erst danach unter Rühren die Pentane zugegeben, so erhält man mit diesen oberflächenaktiven Substanzen auf überraschende Weise beim Verteilen der Pentane im Harz in Form einer Emulsion einen Verlust an Pentan von praktisch null.

Die in dieser Hinsicht besonders interessierenden oberflächenaktiven Substanzen sind Copolymere aus Siloxan und Alkoylenoxyd (z.B. die Produkte L 5320 von Union Carbide oder DC 193 von Dow Corning), aliphatische Monoester von polyoxyäthylenisiertem Sorbitan (z.B. gewisse Produkte der Tween Serie, z.B. das Tween 20 von Atlas Chemical) oder auch polyoxyäthylenisierte Glyceride

(z,B, das Produkt G 1292 von Atlas Chemical).

Zur Herstellung der Platten wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung verwendet, die sich von der in der schon genannten FR-PS 1 599 874 beschriebenen dadurch unterscheidet, daß der in Bewegungsrichtung gesehen stromauf liegende Teil des unteren Bandes eine Zone aufweist, die nicht von dem oberen Band überdeckt ist. Dabei weist diese nicht überdeckte Zone nacheinander einen nicht geheizten Abschnitt und einen geheizten Abschnitt auf. In dieser Zone erfolgt die Expansion des Materiales, das teilweise Aushärten und die Formgebung der beiden Ränder-des Schaumteppiches, während die die Dicke bestimmende Formgebung und die Beendigung der Aushärtung außerhalb dieser Zone erfolgen, wenn die Schaumbahn zwischen dem unteren Band und dem oberen Band durchläuft.

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Die aus der oben angegebenen Patentschrift bekannte Pistole wird transversal zur Bewegungsrichtung des unteren Bandes hin- und herbewegt. Die Pistole bringt damit die Mischung in Form von Bändern auf, die sich im wesentlichen transversal zur Bewegungsrichtung des unteren Bandes erstrecken. Aufgrund der Viskosität der Michung und insbesondere wenn nur eine geringe Abgabe an Mischung erfolgt, d.h. wenn Platten mit geringer Dicke hergestellt werden, sind diese Bänder verhältnismäßig weit voneinander entfernt, und sie benötigen zum Sichverteilen längere Zeit, bis sie sich dann schließlich auf dem Band zu einem durchgehenden Mischungsteppich vereinigen.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung mit Verteilerkämmen ausgestattet, die in geringem Abstand stromab der Pistole angeordnet sind. Die Zähne der Verteilerkämme erstrecken sich in vertikaler Richtung nach unten in die Mischung hinein bis kurz vor die Oberfläche des Bandes. Die Verteilerkämme dienen dazu, die Vereinigung der anfänglich getrennten Bänder der Mischung zu einem durchgehenden und gleichförmige Dicke aufweisenden Teppich zu beschleunigen, bevor die die Dicke des Schaumes bestimmende Formgebung erfolgt.

Diese die Dicke vorgebende Formgebung, die nach vollständiger Expansion und ausreichender Aushärtung des Schaumteppiches durchge- · führt wird, erfolgt dadurch, daß auf die oben liegende Oberfläche des Schaumes ein sehr leichter Druck ausgeübt wird. Damit die hierbei erhaltene Haut der oben liegenden Oberfläche gute Qualität aufweist, d.h. ohne zu dick zu sein genügend dicht ist, muß durch diesen Druck die .Dicke des Schaumes um etwa 0,5 bis 2 mm verringert werden, egal welche Plattenstärke gerade hergestellt wird. Die Formgebung der oberen Haut ist umso effektiver, da diese vom Kern des Schaumes getragen ist, dessen Aushärtung - wie schon beschrieben worden ist - zu diesem Zeitpunkt schon recht weit fortgeschritten ist. Die Beanspruchung des Schaumes durch das obere Band darf nicht zu abrupt erfolgen. Um ein ausreichend progressives Einsetzen der Beanspruchung zu erhalten, wird für das obere Band eine vordere Trommel mit einem Radius zwischen 250 und 500 nun verwendet.

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Das derart auf seine endgültige Dicke geformte Produkt wird dann zwischen dem unteren Band und dem hierzu parallel verlaufenden oberen Band weitergefördert, wobei diese Bänder mit gleicher Geschwindigkeit laufen und auf eine zwischen 50 und 70⁰C liegende Temperatur aufgeheizt sind, um das Aushärten zu Ende zu führen.

Darüber hinaus wurde herausgefunden, daß bei Verwendung von Phenolharzen und Zusammensetzungen der schäumenden Krem, wie sie in der FR-PS 2 147 766 und der FR-PS 75 135 70 beschrieben sind, das nach Herstellung der Platten erforderliche Trocknen am vorteilhaftesten in Luft bei einer Temperatur zwischen 110 und 120⁰C,vorzugsweise in der Nachbarschaft von 115°C vorgenommen wird.

Bei diesen Temperaturen erhalten die Produkte die beste Festigkeit gegen Beanspruchung auf Druck, die beste Druckfestigkeit bei Belastung auf Biegung und die beste Stanzfestigkeit führen können.

Die in diesem Temperaturbereich erforderliche Trockenzeit hängt von der Dichte und insbesondere von der Dicke der Produkte ab.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung erfolgt die Formgebung des Schaumes bei den beiden Rändern in den Zonen, in denen das Material verteilt wird und zum Expandieren gebracht wird und bevor das Material von dem oberen Band überdeckt wird. Diese Formgebung erfolgt unter Verwendung" endloser Bänder, deren Oberfläche mit Polytetrafluoräthylen beschichtet ist und die mit der Geschwindigkeit des unteren Bandes laufen und auf dieselbe, zunehmende Temperatur aufgeheizt werden wie das untere Band. Diese Bänder haben eine so große Höhe, daß Platten mit der vorgesehenen Maximalstärke von etwa 300 mm hergestellt werden können, die minimale Dicke der Platten liegt dagegen bei etwa 25 mm.

Die Formgebung durch diese seitlichen Bänder wird durch eine Formgebung unter Verwendung zweier Trommeln vervollständigt, deren Oberfläche mit Polytetrafluoräthylen beschichtet ist, die einen Durchmesser von 200 bis 400 mm aufweisen und die um vertikale

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Achsen frei drehbar angeordnet sind. Dabei liegen diese vertikale Achsen im wesentlichen in der vertikalen Ebene, die durch die horizontal verlaufende Achse der vorderen Trommel des oberen Bandes hindurchgeht.

Der Abstand der in Kontakt zum Schaum stehenden Mantelflächen dieser beiden Trommeln ist auf einen Wert eingestellt, der etwas kleiner ist als der Abstand der seitlich angeordneten Bändern. Auf diese Weise werden am Ausgang der Vorrichtung Platten erhalten, deren vier Hauptbegrenzungsflächen glatte, gleichmäßige und gut senkrecht aufeinanderstehende Oberflächen aufweisen. Der Abstand der Mantelflächen dieser beiden in Berührung zum Schaum stehenden Trommeln kann so um eine Strecke von 4 bis 16 mm kleiner sein als der Abstand zwischen den beiden seitlich angeordneten Bändern. Dieser Unterschied hängt von der Dichte und der Dicke der hergestellten Produkte ab.

Anders als die seitlich angeordneten Schienen der in der FR-PS 1 599 874 beschriebenen Vorrichtung lassen sich die beiden Trommeln leicht austauschen, wie dies im Hinblick auf die gewünschte Dicke der Produkte erforderlich ist.

Die seitlich angeordneten Bänder, die den VJeg bei der freien Expansion des Materiales stromauf des oberen Bandes begrenzen und deren Höhe der größten vorgesehenen Dicke der Produkte entspricht, brauchen bei einer Änderung der Dicke der Produkte nicht abgeändert zu werden.

Die in Fig. 1 gezeigten, parallel zueinander verlaufenden Bänder 3 und 4 sind kein Anhängen von Material zulassende Bänder, insbesondere Bänder aus kautschukbeschichtetem Gewebe, das an der Oberfläche mit einer Polytetrafluoräthylenbeschichtung versehen ist. Diese endlosen Bänder sind von zwei ebenfalls oarallel zuein-

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ander verlaufenden Transportbändern /retragen, die aus unter dem Druck nicht verformbarem dünnem Blech bestehen. Das endlose Förderband 2 und das Band 4 sind mit einer Einrichtuna versehen, mittels der sie in größerem oder kleinerem Abstand von dem Band 3 und von

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dem Transportband 1, die ihrerseits in fester Stellung verbleiben, einstellbar sind. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kann die Länge des endlosen Transportbandes 1 auch auf die Länge des Transportbandes 2 herabgesetzt werden, und das Band 3 kann in seinem stromauf gelegenen Abschnitt, in dem es von dem oberen Band 4 noch nicht überdeckt ist, von einem Satz von Rollen getragen sein, die jeweils frei um ihre Achsen drehbar sind. Zu diesem Zwecke können auch beliebige andere, nicht gezeigte Mittel verwendet werden.

Der Mischpistole 5 ist ein Antrieb zugeordnet, durch den sie gleichförmig über die gesamte Breite des Bandes 1 hin- und herbewegt wird. Die Mischpistole und dieser Antrieb sind in Bewegungsrichtung des unteren Bandes 1 verschiebbar angeordnet.

In geringem Abstand von der Mischpüole ist ein Verteilerkamm 6 angeordnet, der genau so wie die Mischpistole über dem unteren Band 1 verschiebbar angeordnet ist.

Der Radius 8 der das obere Band 2 führenden vorderen Trommel muß zwischen 250 und 500 mm liegen, wie schon oben ausgeführt worden ist.

Es sind umlaufende Bürsten 9 und 10 vorgesehen, die von den Bändern 3 und 4 möglicherweise an diesen haftende Schaumpartikel entfernen. Die charakteristischen Eigenschaften dieser Bürsten und ihre Drehgeschwindigkeit werden so gewählt, daß kein Verschleiß der Bänder 3 und 4 eintritt.

Unter dem unteren Band 1 sind in der Zone, die dem bei der Expansion unter atmosphärischen Bedingungen durchlaufenen Weg entspricht, Heizungen 11 angeordnet. Diese Heizungen lassen sich in ihrer Heizstärke einstellen und sind in Bewegungsrichtung des Bandes 1 verschiebbar. Oberhalb des oberen Bandes 2 sind Heizungen 12 und unterhalb des unteren Bandes 1 sind Heizungen 13 in der Zone angeordnet, in der das Material vollends ausgehärtet wird.

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Die Fig. 2 zeigt seitlich angeordnete endlose Bänder 14 und 15 mit vertikalen Oberflächen, die sich über die gesamte Länge des stromauf wärtigen Abschnittes des unteren Bandes 1 erstrecken, in dem das untere Band 1 noch nicht von dem oberen Band 2 überdeckt ist. Die seitlich angeordneten Bänder 14 und 15 sind so aufgestellt, daß die unteren Ränder ihrer in Berührung zu der Krem stehenden Oberflächen zugleich auch in Berührung zum unteren Band 1 stehen.

Diese seitlich angeordneten Bänder 14 und 15 bestehen ebenfalls· wie die Bänder 3 und 4 aus kautschukbeschichtetem Gewebe. Ihre Laufgeschwindigkeit ist gleich der des unteren Bandes. Der Abstand ihrer in Berührung zur Krem stehenden Oberflächen bestimmt die Herstellungsbreite. Heizungen 21 und 22 sind den Bändern 14 und gegenüberliegend angeordnet. Sie dienen dazu ,diese Bänder auf die gleichen Temperaturen aufzuheizen, die in den entsprechenden verschiedenen Zonen des unteren Bandes 1 angetroffen werden.

In Fig. 2 sind schematisch zwei Rollen aus Stahl 16 und 17 gezeigt, die auf der einen bzw. der anderen Seite der die Formgebung besorgenden Bänder 1 und 2 angeordnet sind, Diese Rollen sind an der Oberfläche mit Polytetrafluoräthylen beschichtet und haben eine Höhe, die gleich der Dicke des herzustellenden Materiales ist. Die in vertikaler Richtung verlaufenden Achsen 18 und 19 dieser Rollen liegen im wesentlichen in der Ebene, die die in horizontaler Richtung verlaufenden Achse 20 der vorderen der das Band 2 führenden Trommeln enthält. Die Rollen 16 und 17 lassen sich frei um ihre Achsen 18 und 19 drehen. Ihre Mantelflächen, die in Berührung mit den seitlichen Begrenzungsflächen des Schaumes stehen, sind bezüglich der Fluchtlinien leicht zurückversetzt angeordnet, die der einen bzw. der anderen Oberfläche der in Berührung zum Schaum stehenden seitlich angeordneten Bänder 14 und 15 zugeordnet sind. Es können Heizungen 23 und 24 vorgesehen werden, um die Rollen 16 und 17 auf einer Temperatur zu halten, die im wesentlichen gleich der Temperatur des unteren Bandes und des oberen Bandes in dieser Zone der Vorrichtung ist.

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Am Ausgang 7 der Maschine kann die fortlaufende Plattenbahn, die durch das Aushärten eine gute mechanische Festigkeit erhalten hat, nach dem Zerschneiden in Stücke getrocknet werden. An diesem Ort ist also eine Vorrichtung zum transversalen Durchsägen der Plattenbahn vorgesehen; dabei bewegt sich die Säge mit der gleichen Geschwindigkeit wie die fortlaufende Plattenbahn; eine derartige Vorrichtung ist an sich bekannt. Es können auch Vorrichtungen zum Beschneiden der erhaltenen Platten vorgesehen werden.

Vorzugsweise ist die oben beschriebene Vorrichtung insgesamt durch eine thermische Isolation vervollständigt, die über den unteren Band in einem solchen Abstand angeordnet ist, der größer ist als die maximale Dicke der herzustellenden Platten. Mit einer solchen thermischen Isolation können die gleichen Einstellungen für alle Herstellungsparameter beibehalten werden, wenn die Temperatur in der Werkstatt schwankt, wie dies z.B. zwischen Sommer und Winter der Fall ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zahlenmäßigen Beispielen noch genauer beschrieben:

Beispiel 1:

Herstellung des Harzes (FR-PS 75 135 70)

In einen 2000 1-Reaktor mit einer Doppelwand zum Heizen und Kühlen und mit einem leistungsfähigen Rührwerk werden 720 kg Phenol und 778,5 kg einer wässrigen Lösung mit 35,8 Gew.-% Formaldehyd gegeben. Man heizt bis auf eine Temperatur von 50⁰C auf und gibt langsam 14,4 kg einer wässrigen Lösung mit 48,4 Gew.-% Natriumhydroxyd zu.

Die Temperatur steigt dann auf 100⁰C an und sie wird 60 Minuten lang auf diesem Wert gehalten. Dann wird auf 80⁰C abgekühlt und es werden 130,5 kg einer wässrigen Lösung mit 35,8 Gew.-% Formaldehyd und zugleich 14,4 kg einer wässrigen Lösung mit 48,4 Gew.-% Natriumhydroxyd zugegeben. Die Temperatur wird 30 Minuten lang

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auf 80⁰C gehalten, und dann wird auf 32⁰C abgekühlt.

Dann werden 67,9 kg einer wässrigen Lösung mit 18,65 Gew.-% Salzsäure zugefügt. Der erhaltene Endwert für den pH-Wert liegt bei 3,5. Das im Wasser unlösliche und eine größere Dichte als dieses aufweisende Harz trennt sich vom Wasser ab und läßt sich von der ruhenden Mischung durch Dekantieren ohne Schwierigkeiten abtrennen. Nach 6 Stunden wird diese Schicht abgezogen, und man erhält 1105 kg Harz mit einem Trockenauszug von 71,9%.

Beispiel la

In einen 2000 !-Reaktor mit gleichem Aufbau wie beim Beispiel 1 werden 720 kg Phenol und 778,5 kg einer wässrigen Lösung mit 35,8 Gew.-% Formaldehyd gegeben. Man heizt bis auf eine Temperatur von 50⁰C und gibt langsam 14,4 kg einer wässrigen Lösung mit 48,4 Gew.-% Natriumhydroxyd zu. Die Temperatur steigt auf 100⁰C, und man hält diese Temperatur 60 Minuten lang aufrecht. Dann wird auf 80⁰C abgekühlt, und es werden 130,5 ka einer wässrigen Lösung mit 35,8 Gew.-% Formaldehyd und zugleich 14,4 kg einer wässrigen Lösung mit 48,4 Gew.-% Natriumhydroxyd zugegeben. Die Temperatur von 80⁰C wird nun 30 Minuten lang aufrechterhalten, dann wird auf 32°C abgekühlt.

Darauf erfolgt die Neutralisation des Harzes, indem eine solche Menge Salzsäure zugegeben wird, daß ein pH-Wert von 7,3 erhalten wird. Das neutralisierte Harz überläßt man zum natürlichen Dekantieren 6 Stunden lang sich selbst, dann wird die wässrige Phase von der Harzphase getrennt, die ungefähr 75% des Gesamtvolumens darstellt und einen Trockenauszug von 66,0% hat. Dieses Harz wird in einem Apparat gesammelt, der mit einer Einrichtung zur Unterdruckdestillation ausgerüstet ist. Ohne die Temperatur von 30⁰C zu überschreiten, wird so ein Teil des noch im Harz verbliebenen Wassers abdestilliert, und man erhält ein Harz mit einem Trockenauszug von 72,0% und einer Viskosität von 3000 cPo.

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Beispiel 2: *

Herstellung einer schäumenden Mischung ausgehend vom Harz.

Mit Hilfe einer Turbine werden 100 Gewichtsteile eines nach Beispiel 1 oder Beispiel 1a hergestellten Harzes mit 1,5 Gewichtsteilen des wasserlöslichen Silikonöles L 5320 von Union Carbide sowie mit 5 Gewichtsteilen technischen Pentan mit 25 Gew.-% Isopentan .. vermischt. Diese Mischung wird kontinuierlich unter Verwendung einer Dosierpumpe der Mischpistole der in Fig. 1 ge-, zeigten Vorrichtung zugeführt. Unter Verwendung einer weiteren Mischpumpe wird derselben Mischpistole kontinuierlich eine zweite Mischung zugeführt, die auf 100 Teile Harz 5,8 Teile einer wässrigen Lösung mit 31 Gew.-% Salzsäure und 1 Teil Methanol aufweist.

Beispiel 3:

Unter Verwendung der einen oder der anderen der beiden in Beispiel 2 angegebenen schäumenden Mischungen, bei der man den Anteil technischen Pentans . zwischen 3 und 6 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Harz variiert, wird eine Vorrichtung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Typs beschickt und die verschiedenen Herstellungsfaktoren werden so eingestellt, daß Platten mit unterschiedlicher Dichte und unterschiedlicher Dicke erhalten werden. Dabai wird von all den charakteristischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens Gebrauch gemacht. Nach dem Verlassen der Vorrichtung werden die Platten 20 Stunden lang in einem Heißluftumwälzofen bei 115°C getrocknet.

Von diesen Platten werden dann Proben abgeschnitten, die die gleiche Rohrdichte aufweisen und Oberflächenhäute tragen oder keine Oberflächenhäute tragen (mit der Säge aus dem Kern der Platten herausgeschnittene Proben). Die Messung der Bruchfestigkeit bei Biegebelastung erfolgt nach der Norm NF-T 56102, die Messung der maximalen Belastbarkeit beim Stanzen mit einem Prüfdorn nach der Norm NF-T 56104,die Messung der Dichte nach der Norm NF-T 56107

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23 272U73

und die Durchlässigkeit für Viasserdampf nach der Norm NF-T 56105.

Bei der Messung der mechanischen Eigenschaften erfolgt die Belastung senkrecht zur oberen Oberfläche der Platten. Die Messung der Durchlässigkeit für Wasserdampf werden ausgeführt, indem man Wasserdampf über die obere Oberfläche der Platten eindringen läßt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt. Diese Ergebnisse zeigen die erhebliche Erhöhung der Bruchfestigkeit bei Biegebelastung und der maximalen Belastbarkeit beim Stanzen, die darauf zurückzuführen ist, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumstoffplatten an der oberen Oberfläche eine dichtere und härtere Haut aufweisen. Die Ergebnisse zeigen zugleich eine Abnahme der Durchlässigkeit für Wasserdampf, die auf die Anwesenheit dieser Haut an der oberen Oberfläche zurückzuführen ist.

Ferner wird ein sehr erheblicher Unterschied zwischen der Abriebfestigkeit von mit einer Haut bedeckten Oberfläche und von solchen Oberflächen beobachtet, die durch Zersägen der Platten erhalten werden. Darüber hinaus kann festgestellt werden, daß die Häute der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Platten sehr glatt sind und ein gut homogenes Aussehen aufweisen. Dieselben Resultate werden erhalten, wenn bei der Herstellung der schäumenden Mischung das Siloxan L 53 20 von Union Carbide durch die Produkte Tween 20 oder G 1292 von Atlas Chemical ersetzt werden.

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TABELLE Probe Nr. mit Haut ohne Haut mit Haut ohne Haut mit Haut ohne Haut mit Haut Haut )

Dichte in kg/m³

30

40

45

50

Bruchfestigkeit bei Beanspruchung auf Biegung in

10⁵ Pa 3,8

maximale Stanz- ^ festigkeit in 10 Pa

Durchlässigkeit für Wasserdampf

in g/m²/24 h

2,8

2,3

217

5,5

3,8

4,4

3,5

211

5,3

3,7 195

7,2

5,0

57

ι ro

CaJ

SS 272U73

Beispiel 4:

Es wird eine Vorrichtung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art verwendet, bei der die Gesamtlänge des unteren Bandes 1 15,56 m und die Länge des oberen Bandes 2 11,50 m beträgt. Der Abstand zwischen den beiden seitlich angeordneten endlosen Bändern beträgt 0,60 m. Die Höhe dieser Bänder beträgt 0,30 m. Die vordere Trommel des oberen Bandes hat einen Durchmesser von 0,80 m.

Die Mischpistole wird mit einem Premix versorgt, das aus nach der FR-PS 75 135 70 hergestelltem Phenolharz, Blähmittel und Zeilbildungsmittel wie beim Beispiel 2 und dem Härtungskatalysator wie beim Beispiel 2 besteht. Die Penf ankonzentration beträgt 6 Gew.-% bezogen auf die Harzmasse.

Es werden die nachstehend angegebenen Parameter vorgegeben:

- Menge des an der Mischpistole ankommenden Premix: 400 g/itin.

- Menge des an der Mischpistole ankommenden Katalysators: 26 g/min

- Abstand zwischen dem oberen Band und dem unteren Band: 50 mm

- Geschwindigkeit der Bänder und der seitlich angeordneten Bänder: 3 2,5 cm/min.

- Abstand zwischen der Mischpistole und dem Anfang des oberen Bandes: 3,67 m

- Länge der nicht beheizten Zone des unteren Bandes: 0,67 m

- Länge der beheizten Zone des unteren Bandes (vor der Einwirkungszone des oberen Bandes liegend): 3 m

- Temperatur am Anfang bzw. am Ende dieser beheizten Zone: 41 bzw. 55°C

- Abnahme der mittleren Dicke des Schaumes durch die Formgebung: 2 mm.

Im Hinblick auf diese Einstellungen erhält man für die nachstehend angegebenen Parameter folgende Werte:

- 21 -

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- 3*1 -

²⁶ 272U73

- Dauer des pechigen Verhaltens gerechnet vom Verlassen der Mischpistole (in der Werkstattsprache "Außerpechzeit" genannt): 7 min.

- Zeit, die nach dem Ende des pechigen Verhaltens bis zu dem Augenblick verstreicht, indem der Schaum Kontakt mit dem oberen Band aufnimmt: 4,3 min.

Die aus der Maschine herauslaufende fortlaufende Bahn wird in Stücke zerschnitten, und die erhaltenen Platten werden 5 Stunden lang in einem Heißluftumwälzofen getrocknet, dessen Temperatur auf 115°C eingestellt ist.

Mit derselben Vorrichtung, werden dann hinsichtlich der Dicke identische Platten hergestellt; es werden jedoch die in der unten stehenden Tabelle II angegebenen Parameter geändert:

Tabelle II

Menge des an der Pistole ankommenden Premix Menge des an der Pistole ankommenden Katalysators Geschwindigkeit des Bandes und der seitlichen Bänder Temperaturen am Anfang bzw. am Ende der beheizten Wegstrecke des unteren Bandes Zeit, die zwischen dem Ende des pechigen Verhaltens und dem Beginn der dicken Formgebung verstreicht

850 g/min.

55 g/min.

70 cm/min.

210g/min.

11,5g/min.

17,5 cm/min,

45°C bzw. 60⁰C 35°C b::w. 5O⁰C

2 min.

8 min.

Die anderen Parameter (die Menge des pro Zeiteinheit abgegebenen Premix und des pro Zeiteinheit abgegebenen Katalysators sowie die Temperaturen der beheizten Wegstrecke des unteren Bandes) sind bei den beiden letzten Parametersätzen für die Herstellung derart eingestellt, daß die Dicke von 50 mm und die Lage des Punktes, der dem

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- 22 -

272H73

Ende des pechigen Verhaltens entspricht, im wesentlichen erhalten bleiben. Dabei ist der Abstand zwischen dem Punkt, in dem das pechige Verhalten aufhört, und dem Beginn des oberen Bandes im wesentlichen gleich 1,40 m.

Die aus der Vorrichtung herauskommende fortlaufende Bahn wird in Stücke zerschnitten, und die erhaltenen Platten werden wie oben beschrieben getrocknet.

Wählt man als Wert für die Zeitspanne, die mit dem Ende des pechigen Verhaltens beginnt und mit Beginn der Formgebung endet, einen Wert von 2 Minuten, so stellt man während der Herstellung fest, daß der Schaum unter der Einwirkung des vorderen Abschnittes des oberen Bandes zurückfließt und sich in Stromaufwärtsrichtung auf sich selbst aufrollt. Dies ist auf einen zu schwachen Aushärtungsgrad zum Zeitpunkt der Formgebung zurückzuführen. Diese bekannte aber schlecht verstandene Erscheinung führt dazu, daß die fertigen Platten in ihrer oberen Oberfläche Zonen aufweisen, in denen die Haut teilweise weggerissen ist, was zu Unregelmäßigkeiten in der Dicke der Haut führt.

Wird die Zeitspanne, die zwischen dem Ende des pechigen Verhaltens und dem Beginn der Formgebung verstreicht, zu 8 Minuten gewählt, so stellt man dagegen fest, daß die fertigen Platten Restwellungen in der Oberfläche aufweisen. Dies ist auf ein zu weit fortgeschrittenes Aushärten der Haut zum Zeitpunkt der dicken Formgebung zurückzuführen.

Diese Nachteile verschwinden vollständig, wenn die Zeitspanne, die zwischen dem Ende des pechigen Verhaltens und dem Beginn der dicken Formgebung verstreicht, zu 4,3 Minuten gewählt wird.

Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß die Länge des unteren Bandes von 15,5 m und die Länge des oberen Bandes von 11,5 m nur für eine solche Fabrikation von Platten unerläßliche Voraussetzung sind, bei der der Zeitraum zwischen dem Ende des pechigen Verhaltens

- 23 -

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²* 272U73

und dem Beginn der Formgebung nur 2 Minuten beträgt. In den anderen Fällen ist eine Länge des Bandes von 7,5 bzw. 4 m ausreichend.

Beispiel 5

Es werden Platten aus Phenolschaum unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.

Die Gesamtlänge des unteren Bandes beträgt 7,50 m, die des oberen Bandes 4 m. Der Abstand zwischen den seitlich angeordneten Bändern beträgt 60 cm und die Höhe dieser Bänder 300 mm. Die vordere Trommel des oberen Bandes hat einen Durchmesser von 800 mm. Die Mischpistole wird mit dem Premix und dem Katalysator versorgt, die auch schon beim Beispiel 4 verwendet'wurden, wobei die gleichen Mengenverhältnisse verwendet werden.

Die verschiedenen Einstellungen erfolgen mit den Werten, die im Beispiel 4 für die ersten Plattenfabrikation angegeben sind. Der Abstand zwischen der Mischpistole und dem vorderen Rand des oberen Bandes wird jedoch geändert: Er wird anstelle von 3,67 m zu 3,00 m gewählt. Zugleich wird der Verteilerkamm und die stromauf der beheizten Wegstrecke des unteren Bandes gelegene nicht beheizte Zone weggelassen, über diese Länge von 3,00 m hinweg wird das untere Band auf eine Temperatur zwischen 41 und 55⁰C aufgeheizt. Unter diesen Bedingungen ist der Punkt, der dem Ende des pechigen Verhaltens zugeordnet ist, um eine einer Laufzeit von 5 Minuten entsprechende Strecke vom Ausgang der Mischpistole entfernt. Die zwischen dem Ende des pechigen Verhaltens und dem Beginn der Formgebung verstreichende Zeitspanne beträgt jedoch unverändert 4 Minuten und 18 Sekunden, wie bei der ersten Plattenherstellung nach dem Beispiel 4.

Bei einem solchen Vorgehen beobachtet man auf der obenliegenden Oberfläche der aus der Vorrichtung herauskommenden Schaumstoffbahn eine periodische Änderung der Dicke der Haut. Diese periodische Dickenänderungen rührt von Wellungen her, die an der Oberfläche des

- 24 -

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2721Λ7 ^

Schaumes vor dessen Formgebung angetroffen werden.

Andererseits beobachtet man auf der unteren Oberfläche der Platten das Vorliegen von "Kaminen" , die sich nach oben ins

Volumen der Platte hinein erstrecken. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß das Pen tan ·. rasch verdampft, wenn es mit dem unteren Band in Berührung tritt, welches auf eine höhere Temperatur als als die Siedetemperatur des Penthans aufgeheizt ist. Diese rasche Verdampfung erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem die Aushärtungsreaktion der Mischung noch nicht beaonnen hat und zu dem sich die Mischung folglich noch in recht flüssigem Zustand befindet.

Dieses Beispiel zeigt die Nachteile, die auftreten, wenn man das Verteilen der Mischung wegfallen läßt und im stromauf gelegenen Teil des unteren Bandes keine unbeheizte Zone vorsieht.

Beispiel 6 :

Unter Verwendung der im Beispiel 5 angegebenen Vorrichtung und nach dem dort angegebenen Verfahren werden Platten aus Phenolschaum hergestellt, wobei weiterhin dieselben Einstellungen verwendet werden, mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen der Mischpistole und dem vorderen Rand des oberen Bandes zu 3,6 7 m gewählt wird. Die nicht beheizte Wegstrecke des stromauf gelegenen Abschnittes des unteren Bandes ist wieder vorgesehen,ebenso die Verteilerkämme, die normalerweise in dieser Wegstrecke angeordnet sind. Daaegen werden die beiden mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Rollen weggelassen, die in Höhe der vorderen Trommel des oberen Bandes seitlich angeordnet sind.

Bei den so hergestellten Platten beobachtet man eine Verformung der seitlichen Begrenzungsflächen. Infolge dieser Verformuno erhält die vertikal und unter rechtem Winkel zur Bewegungsrichtung stehende Schnittfläche der Platten die Form eines Trapezes, dessen kleine Grundseite der unten liegenden Oberfläche der Platten zugeordnet ist. Der Breitenunterschied zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Platten erreicht so bei einer Dicke

709848/0944 - 2 5 -

- atf -

5791A 7 ^

der Platten von 50 ram einen Wert von etwa 10 mm. * / £ I H / O

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Rollen, mit denen auf den Platten seitliche Begrenzungsflächen erhalten werden können, die glatt sind und senkrecht auf den beiden anderen Begrenzungsflächen, nämlich der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche bestehen.

Beispiel 7:

In diesem Beispiel ist die Herstellung von Platten aus Phenolschaum mit großer Dicke beschrieben.

Es wird die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und das Premix verwendet, wie beim Beispiel 2 beschrieben, wobei letzteres 6 Gewichtsteile Pentan auf 100 Teile Harz enthält. Der Katalysator weist auf 100 Gewichtsteile Harz 5,8 Gewrhtsteile einer wässrigen Lösung mit 31 Gew.-% Salzsäure und 1 Gewichtsteil Methanol auf.

Die Länge des unteren Bandes beträgt 7,50 m, die des oberen Bandes 3,5 m und der Durchmesser der vorderen Trommel des oberen Bandes 800 mm. Der Abstand zwischen den seitlich angeordneten Bändern be-; trägt 600 mm (und der zwischen den aus Stahl gefertigten beiden Rollen mit Tetrafluoräfehylenbeschichtung 592 mm). Die Höhe der seitlich angeordneten Bänder beträgt 300 mm, die der tetrafluoräthylenbeschichteten Rollen aus Stahl 300 mm und der Abstand zwischen dem unteren Band und dem oberen Band ebenfalls 300 mm.

Die Versorgung der Mischpistole mit Premix erfolgt mit einer Menge von 1180 g/min, und die Versorgung mit Katalysator mit einer Menge von 68 g/min.

Die nachstehend.angegebenen Parameter erhalten folgende Werte:

- Geschwindigkeit der Bänder und der seitlichen Bänder: 14 cm/min.

- Temperatur am Anfang bzw. am Ende der vor der Formgebung liegenden beheizten Zone des unteren Bandes: 25 bzw. 40^pC

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34 272H73

- Temperaturen in der Formgebungszone zwischen den beiden Bändern: 45 bis 70⁰C.

Man erhält am Ausgang der Vorrichtung ein fortlaufendes Schaumstoffband, das in Platten mit einer Länge von 1200 mm zerschnitten wird. Diese Platten werden dann in einem Heißluftumwälzofen 7 Stunden lang bei Π5⁰C getrocknet und weisen eine mittlere Dichte von 26,0 kg/m auf (Oberflächenhäute inbegriffen). Die Oberflächen der vier Begrenzungsflächen der Platten, die Begrenzungsflächen der Schaumstoffbahn entsprechend, sind glatt und ebenmäßig.

Beispiel 8:

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie unter Verwendung des schäumenden Gemisches nach dem Beispiel 2 werden Platten aus Phenolschaum hergestellt. Die Einstellung der verschiedenen Herstellungsparameter und die Zusammensetzung des Premix und des Katalysators, die der Mischpistole zugeführt werden, sind so gewählt, daß Produkte erhalten werden, deren Dichte nach dem Trocknen und nach dem Abnehmen der Oberflächenhäute zwischen 32 und 38 kg/m liegt.

Drei von ein und derselben Schaumstoffbahn abgetrennte Platten werden 20 Stunden lang in einem Trockenofen mit Luftumwälzunα getrocknet. Die Temperatur wird für jede der Platten nacheinander auf einen Wert von 100, 115 bzw. 130 ⁰C eingestellt.

Nachher werden aus diesen PlattenProben ohne Oberflächenhäute ausgeschnitten, an denen die Dichte nach der Norm NF-T 56107, die kritische Belastbarkeit bei Druckbeanspruchung nach der Norm NF-T 56101, die Bruchfestigkeit bei Biegebelastuncr nach der Norm NF-T 56102 und die maximale Beanspruchbarkeit beim Stanzen nach der Norm NF-T 56104 gemessen wird.

Man erhält so die in der nachstehenden Tabelle III angegebenen Ergebnisse:

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-Vf-

272U71

	Tabelle	III	100	⁰C	115	⁰C	130⁰C
Trockentemperatür			32	,0	32	/0	33,3
Dichte in kq/m

kritische Belastbarkeit
bei Beanspruchung auf Druck in 10⁵ Pa

Bruchfestigkeit bei Biegebeanspruchung in 10 Pa
maximale Belastbarkeit bei Stanzbeanspruchuhg in 10⁵ Pa

2,4 4,2 1,8

2,2

2,7

1,7

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Trockentemperatur für die Platten auf die drei angegebenen mechanischen Eigenschaften. Man sieht, daß die Trockentemperatur von 115°C die günstigste ist.

Beispiel 9:

Dieses Beispiel zeigt eine besondere .Eigenschaft der Häute an den Hauptbegrenzungsflächen der Platten aus Phenolschaum, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden: es handelt sich um die Abriebfestigkeit dieser Oberflächenhäute.

Das Meßgerät für die Abriebfestigkeit weist einen metallischen Rahmen auf, auf dem ein elektrischer Asynchronmotor angeordnet ist, der über ein Vorgelege, das aus Riemenscheiben und Riemen besteht, eine vertikale Welle antreibt. Diese Welle ist hohl ausgebildet und weist vertikale Ausnehmungen auf. Sie treibt eine zu ihr koaxial angeordnete massive Welle an. Diese massive Welle trägt an ihrem unteren Ende eine horizontal ausgerichtete Scheibe, die auf ihrer unteren Stirnfläche mit Kautschuk beschichtet ist. Die die^:'kautschukbeschichtete Scheibe tragende massive Welle wird über Zapfen angetrieben, die in vertikaler Richtung in den Ausnehmungen der hohl ausgebildeten Welle verschiebbar sind. Die massive Welle bleibt jedoch in vertikaler Richtung frei beweglich, so daß die ein Schleifpapier tragende kautschukbeschichtete Scheibe auf der

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- rf -

33 272U73

horizontal verlaufenden oberen Oberfläche der darunterliegenden Probe aus Schaumstoff mit der Form eines Parallelepipeds ruht.

Das Gesamtgewicht der durch die kautschukbeschichtete Scheibe, das Schleifpapier und die an der Scheibe befestigte vertikale Welle gebildeten Anordnung beträgt 540 g. Der Durchmesser der Kautschukbeschichteten Scheibe und des Schleifpapiers beträat 150 mm, die Drehgeschwindigkeit beträgt 1000 U/min. Als Schleifpapier wird ein Korundpapier Nr. 000, Korngröße Nr. 120 des Fabrikats "Superabrax" verwendet, das für das Abziehen von Holz bestimmt ist.

Die Proben aus Phenolschaum haben eine Dichte von 32 kg/m . Sie sind aus der eine Dichte von 3 2 kg/m aufweisenden, bei 115°C getrockneten Platte nach dem Beispiel 9 ausgeschnitten. Die Proben haben die Form eines Quaders mit den Abmessungen 250 χ 250 χ 50 mm und sind in ihrer großen Stirnfläche in der Mitte mit einer zylindrischen Ausnehmung versehen, deren Achse vertikal verläuft, deren Durchmesser 35 mm beträgt und die sich über die gesamte Dicke der Probe erstreckt.

Für die Messungen werden diese Proben mit horizontaler Ausrichtung ihrer großen Begrenzurigsflachen parallel zur Ebene der Abriebscheibe angeordnet, wobei die Achse ihrer mittigen Ausnehmung mit der Achse der Scheibe und der sie antreibenden Welle zusammenfällt. Mit Hilfe einer Stoppuhr wird dann die Zeit gemessen, die die Abreibscheibe benötigt, um die Oberflächenhaut durchzureiben. Das Ende des Durchreibens läßt sich ungefähr 5 Sekunden später sehr leicht an dem großen Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten erkennen, mit denen die Scheibe in der Haut und im Kern des Schaumstoffmateriales vorrückt. Es wird ferner auch die Zeit gemessen, die notwendig ist, um eine keine Oberflächenhäute aufweisende Probe völlig durchzureiben, die aus dem Kern einer dicken Schaumstoffplatte ausgeschnitten ist.

Man erhält die nachstehend angegebenen Ergebnisse:

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Zeit zum Durchreiben einer Probe in Sekunden

Haut der oben liegenden Oberfläche 120

Haut der unten liegenden Oberfläche 30 Probe ohne Oberflächenhäute, Dicke

50 mm 35

Man erkennt, daß die Haut der oben liegenden Oberfläche eine sehr hohe Abriebfestigkeit aufweist, daß die Abriebfestigkeit für die Haut der unten liegenden Oberfläche erheblich kleiner ist und daß die Abriebfestigkeit für den Kern des Schaumstoffmateriales sehr klein ist.

Die Dicke der dichtesten Schicht, die obere Haut genannt wird, beträgt größenordnungsmäßig 1,5 mm, während die Dicke der unteren Haut ungefähr 0,7 beträgt. Die keine Oberflächenhäute aufweisende Probe hat eine Dicke von 50 mm.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bahnen oder Tafeln aus expandiertem Phenolharz,das auf jeder seiner Oberflächen eine gehärtete Haut aufweist, bei dem eine Mischung, die insbesondere ein Resolharz, ein Blähmittel und einen Härtungskatalysator enthält, auf die im wesentlichen ebene Oberfläche eines Transportmittels aufgebracht wird, zum Schäumen gebracht wird und zwischen zwei parallelen, in der gleichen Richtung bewegten Oberflächen geformt wird, wobei die untere Oberfläche in derselben Ebene liegt wie die Ebene des Transportmittels, dadurch gekennzeichnet , daß in einem ersten Stadium, nach^dem die Mischung bei Umgebungstemperatur in flüssigem Zustand über die gesamte Breite der Oberfläche des Transportmittels so verteilt worden ist, daß eine Bahn mit im wesentlichen gleichförmiger Dicke erhalten wird, die Mischung an der freien Luft zu den Formgebungsoberflächen

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/NSPECTED

272H73

gefördert wird und dabei die Mischung erwärmt wird, damit sie zum Expandieren gebracht wird, wobei die Intensität der Erwärmung und die Länge des unter atmosphärischen Bedinaungen zurückgelegten Weges so gewählt sind, daß die obere Haut ihre pechige Natur vor vollständiger Expansion der Mischung verliert und daß nach vollständig abgelaufener Expansion die expandierte Masse einen Zwischenhärtungszustand erreicht, in welchem die obere Haut biegsam und nicht pechig bleibt, und daß danach die expandierte Masse dadurch geformt wird, daß auf ihre freie Oberfläche im Moment des Eintretens zwischen die Formgebungsflächen ein Druck ausgeübt wird und das Aushärten des Harzes unter Aufrechterhaltung dieses Druckes und der Erwärmung zu Ende gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Weg, auf dem die Expansion und das Aushärten des Materiales erfolgt, die Mischung in Bewegungsrichtung des Förderbandes einer anwachsenden Temperaturerhöhung ausgesetzt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung dadurch bewerkstelligt wird, daß das Material beim Weiterfördern auf wenigstens einer seiner Oberflächen geheizt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die vollständige Polymerisation des Harzes dadurch ausgeführt wird, daß das Produkt von beiden Seiten her geheizt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die expandierbare Mischung bei einer Temperatur von weniger als 23⁰C auf das Förderband gegossen und auf diesem ausgebreitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die maximale Temperatur, die

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"- ö —

von der in Expansion begriffenen Masse beim Ende des an der freien Luft zurückgelegten Weges erreicht wird, zwischen 30 und 60⁰C liegt, wobei dieser Wert von der Dicke und der gewünschten Dichte des Endproduktes abhängt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Weg, den die Masse nach dem Verschwinden der pechigen Eigenschaften und vor dem Eintreten zwischen die Formgebungsoberflächen zurücklegt, in einer Zeit von 3 bis 6 Minuten zurückgelegt wird, wobei diese Zeit für den Fall, in dem die Temperatur der expandierten Masse bei etwa 60⁰C liegt, vorzugsweise zwischen 4 und 5 Minuten liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß während des Durchtretens der expandierten Masse zwischen den Formgebungsoberflächen ihre Temperatur auf einen Wert zwischen 50 und 70⁰C gehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischung zweiseitig geformt wird, so lange sie längs der Wegstrecken gefördert wird, auf denen das Material unter atmosphärischen Bedingungen verteilt wird, zum Schäumen gebracht wird und ausgehärtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet ,daß eine zusätzliche zweiseitige Formgebung in dem Moment erfolgt, in dem die expandierte Masse zwischen die horizontalen Formgebungsoberflächen eintritt.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer dem Transport dienlichen öbenen unteren Oberfläche und einer ebenen oberen Oberfläche, die abgesehen von einem ersten Abschnitt, in dem die Oberflächen vor Erreichen gleichbleibenden Abstandes rasch aufeinander zulaufen, parallel zur erstgenannten Oberfläche verläuft, mit Mitteln zum Heizen einzelner Zonen dieser Oberflächen und mit einer verschiebbaren Mischpistole, dadurch g e k e η η -

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^k 272H73

zeichnet, daß die untere Oberfläche aufweist: eine erste, kalte Zone, eine stromab der ersten Zone angeordnete zweite, geheizte Zone und eine stromab der zweiten Zone angeordnete dritte, geheizte Zone, die mit der oberen Oberfläche auf deren gesamte Länge zusammenarbeitet, daß Mittel zur zweiseitigen Formgebung vorgesehen sind, zum Beispiel seitlich angeordnete endlose Bänder mit vertikal ausgerichteten Oberflächen, die zu beiden Seiten der unteren Oberfläche über eine Wegstrecke hinweg angeordnet sind, welche mit den ersten beiden Zonen zusammenfällt, und die mit der unteren Oberfläche so in Berührung stehen, daß eine Dichtstelle für das expandierbare Material erhalten wird, und daß zusätzliche Mittel zur zweiseitigen Formgebung mit den seitlichen Bändern fluchtend am Eingang der Formgebungszone angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Transport und

der Formgebung dienliche obere Oberfläche durch endlose Bänder gebildet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie Heizeinrichtungen zum Heizen der Mittel für die zweiseitige Formgebung aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die zusätzlichen Mittel zur zweiseitigen Formgebung durch frei drehbar angeordnete Rollen gebildet sind, deren Höhe im wesentlichen gleich dem Ab-

auf stand zwischen den beiden Bändern ist und deren Achsen senkrecht der Ebene stehen, die die horizontale Achse der vorderen Trommel des oberen Bandes enthält, wobei die Mantelflächen dieser Rollen auf die Oberflächen der seitlich angeordneten Bänder ausgerichtet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß in geringem Abstand vor

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-ι -

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der Mischpistole verschiebbare Verteilerkämme angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen dem unteren Band und dem oberen Band einstellbar ist.
17. Vorrichtuna nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die vordere Rolle des oberen Bandes einen Radius aufweist, der zwischen 25 und 50 cm liegt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß die frei drehbar angeordneten Rollen aus Stahl gefertigt sind und mit Polytetrafluoräthylen beschichtet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Heizen der zusätzlichen Mittel zur zweiseitigen Formgebung Heizmittel aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Bänder, die seitlich angeordneten Bändern und die Mantelflächen der frei drehbar angeordneten Rollen eine mit Polytetrafluoräthylen beschichtete Oberfläche aufweist.

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