DE3304329C2

DE3304329C2 -

Info

Publication number: DE3304329C2
Application number: DE3304329A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 6719 Battenberg De Holl
Original assignee: MUENCHOW und HUEHNE MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH 4100 DUISBURG DE
Current assignee: Commerzbank AG
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1983-02-09
Publication date: 1988-12-01
Also published as: DE3304329A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von quaderförmi gen Schaumstoffblöcken durch Ausschäumen und Versintern von vorge schäumten, kugelförmigen Polystyrol-Schaumstoffteilchen (EPS-Teilchen) in perforierten Metallformen mit Hilfe von trocken gesättigtem Wasser dampf, wobei man in einem ersten Schritt von zwei Seitenflächen der quaderförmigen Form her Wasserdampf kurzzeitig in den Formhohlraum einleitet, um Luft aus der Form zu verdrängen, und anschließend in einem zweiten Schritt in der Form einen Wasserdampfdruck aufbaut, der ausreicht, um die Versinterung der Teilchen zu bewirken.

Dieses Verfahren, das z. B. im Kunststoff-Handbuch Band V, Polysty rol, Carl-Hanser-Verlag 1968, Seiten 709 bis 724 beschrieben ist, wird in technischem Maßstab seit langem praktiziert. Dabei kommen quader förmige Metallformen zur Anwendung, bei denen alle sechs Wände als flache Dampfkammern mit innenseitiger Perforation ausgebildet sind, durch die Dampf eingeleitet werden kann. Im allgemeinen sind drei Wände schwenk- und verriegelbar, damit die hergestellten Schaum stoffblöcke leicht entfernt werden können. Eine Standard-Blockform hat die Maße 5 m × 1,0 m × 0,5 m, sie weist also vier Seitenflächen und zwei schmale Stirnflächen auf.

Die Form wird mit vorgeschäumten EPS-Teilchen gefüllt, geschlossen und verriegelt. Um den Feuchtigkeitsgehalt niedrig zu halten, wird zunächst das in den Dampfleitungen und in den Seitendampfkammern entstandene Kondensat mit einem kurzen Dampfstoß entfernt. Dann wird in einem ersten Bedampfungsschritt trocken gesättigter Wasser dampf kurzzeitig durch die Form geblasen, um Luft und Treibmittel reste, die sich in den Zwickeln zwischen den EPS-Teilchen befinden, aus der Form zu verdrängen und durch Dampf zu ersetzen. Beim her kömmlichen Verfahren leitet man dazu an den beiden breiteren gegen überliegenden Seitenflächen gleichzeitig Wasserdampf ein (sog. "Querbe dampfung"), die verdrängte Luft strömt durch die beiden schmaleren anderen Seitenflächen ab. Anschließend wird die Form in einem zwei ten Schritt allseitig so bedampft, daß in der Form ein Wasserdampf druck von etwa 0,6 bis 1,0 bar aufgebaut wird. Dieser Druck wird in der Regel noch eine gewisse Zeit, z. B. 3 bis 30 sec lang gehalten. Dadurch werden die EPS-Teilchen auf eine Temperatur zwischen 110° und 120°C erwärmt, wodurch sie weiter ausschäumen und miteinander versintern.

Bei dieser Fertigung von Schaumstoffblöcken wird neben kurzer Zyklus zeit und geringem Feuchtigkeitsgehalt vor allem eine gute und über den Blockquerschnitt gleichmäßige Versinterung angestrebt. Es hat sich aber gezeigt, daß bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem das Verdrängen der Luft durch gleichzeitiges Bedampfen der beiden brei ten Seitenflächen ausgeführt wird, das Blockinnere in wesentlich ge ringerem Maß versintert als die Außenbereiche. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Dampfströmung im Bereich der Block kanten intensiver erfolgt (kurzer Strömungsweg und weniger Strö mungswiderstand) als in der Blockmitte, in der infolge der Strömungs symmetrie nur eine geringe Strömung entstehen kann. Darüber hinaus scheint die Diffusion von Luft aus den EPS-Teilchen auch eine Rolle zu spielen.

Durch diese ungleichmäßige Versinterung ist auch die Dicke der Schaumstoffblöcke auf maximal etwa 0,5 m begrenzt. Aus wirtschaftli chen Gründen wäre aber eine Blockdicke von etwa 1 m erwünscht, weil dann der spezifische Verschnitt beim Besäumen der Blöcke ge ringer würde. Bei derart dicken Blöcken würden jedoch die Unterschie de in der Versinterung innerhalb der Blöcke so stark, daß sie aus Qualitätsgründen nicht mehr verkäuflich wären.

Darüber hinaus neigen nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellte Schaumstoffblöcke an den Seitenflächen zum Einfallen. Dies rührt wahrscheinlich daher, daß die EPS-Teilchen im Bereich des Dampfein tritts unter der Einwirkung des inneren Schäumdrucks linsenförmig ab platten und nach dem Entformen dem atmosphärischen Druck nicht in dem Maß widerstehen wie die Teilchen im Bereich des Austritts der Querbedampfung. Dies hat weiter zur Folge, daß der Schäumdruck nach dem Bedampfen während der sogenannten Druckabbauzeit im Be reich der beiden breiten Seitenflächen, an denen die Querbedampfung eingeleitet wurde, schneller abnimmt als an den schmalen Seitenflä chen im Bereich des Austritts der Querbedampfung, was bei zu frühem Entformen zum Aufreißen der Schaumstoffblöcke führen kann. Um dieses Aufreißen zu vermeiden, muß für eine ausreichend lange Entformzeit gesorgt werden, was verhältnismäßig lange Zykluszeiten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit dem eingangs beschrie benen Verfahren in kurzen Zykluszeiten auch verhältnismäßig dicke Schaumstoffblöcke herzustellen, die möglichst gleichmäßig versintert sind und deren Seitenflächen gleichartig ausgebildet sind, d. h. nicht einfallen oder aufreißen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dampfzufuhr in dem ersten Schritt an zwei oder vier paarweise gegen überliegenden Seitenflächen der Form nicht gleichzeitig, sondern nach einander erfolgt.

Dieses mehrfache Querbedampfen in verschiedenen Richtungen bewirkt, daß die Luft gleichmäßig aus allen Blockseiten verdrängt wird, und daß der Schäumdruck auf die Formwand nach dem Bedampfen an allen Blockseiten gleich schnell abklingt. Dadurch wird vermieden, daß die Seitenflächen nach dem Entformen einfallen bzw. nachblähen oder gar aufreißen. Somit wird auch eine kürzere Druckabbauzeit, d. h. eine kürzere Zykluszeit möglich. Ferner ergibt sich eine gleichmäßigere Versinterung der Schaumstoffblöcke, womit eine Blockdicke von 1 m möglich wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Seitenflächen segmentweise so abgedeckt, daß an den abgedeckten Segmenten Dampf nicht eintreten kann, die verdrängte Luft aber unge hindert abströmen kann. Damit läßt sich eine noch gleichmäßigere Ver sinterung der Schaumstoffblöcke erreichen.

Durch das erfindungsgemäße mehrfache Querbedampfen in verschiedenen Richtungen wird es auch möglich, daß in dem zweiten Bedampfungs schritt mit niedrigerem Wasserdampfdruck, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,6 bar, gearbeitet werden kann. Auch die Dauer der Druckhal tung in dieser Stufe kann verringert werden, vorzugsweise auf weniger als 10 sec.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Blockform mit den Abmessungen 5 m × 1,0 m × 0,5 m. Über Verteilerleitungen 1 und 2 wird Dampf den bei den größeren Seitendampfkammern 3 zugeführt, verteilt sich dort und strömt durch perforierte Innenwände 4 in den mit EPS-Teilchen gefüll ten Forminnenraum 5. Da der Dampf an den beiden Verteilerleitungen 1 und 2 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander eingeleitet wird, können die Dampfströme a und b den Forminnenraum gleichmäßig durchströmen. Es muß allerdings darauf geachtet werden, daß die Dampfströme a und b gleich stark sind, da sich sonst Spannungen im Block ergeben, die zu Wölbungen nach der Seite führen, die intensiver bedampft wurde.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Blockform mit den Abmessungen 5 m × 1,0 m × 1,0 m. Die Form wird hintereinander vierfach querbedampft. Die Dampfströme sind mit c, d, e und f bezeichnet. Diese Bedampfungs weise ist zwar aufwendig, ergibt jedoch die beste Versinterung und kürzeste Druckabbauzeit.

Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Blockform mit quadratischem Querschnitt, bei der an zwei Seitenflächen Segmente 6 abgedeckt sind, durch die kein Dampf einströmen kann. Die Blockform wird zweimal hintereinan der mit den Dampfströmen g und h querbedampft. Diese Ausführungs form erfordert den geringsten Installationsaufwand. Allerdings muß der freie Durchtrittsquerschnitt jeder perforierten Dampfinnenwand so abgestuft werden, daß den unterschiedlichen Strömungswegen entspre chend eine gleichmäßige Dampfströmung über dem Blockquerschnitt erfolgt.

Fig. 4 zeigt noch eine Blockform mit quadratischem Querschnitt. Hier sind an vier Seitenflächen Segmente 7 abgedeckt. Die Blockform wird dreifach mit den Dampfströmen i, k und l nacheinander querbedampft.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von quaderförmigen Schaumstoffblöcken durch Ausschäumen und Versintern von vorgeschäumten, kugelförmigen Polystyrol-Schaumstoffteilchen in perforierten Metallformen mit Hilfe von trocken gesättigtem Wasserdampf, wobei man in einem ersten Schritt von zwei Seitenflächen der quaderförmigen Form her Wasser dampf kurzzeitig in den Formhohlraum einleitet, um Luft aus der Form zu verdrängen, und anschließend in einem zweiten Schritt in der Form einen Wasserdampfdruck aufbaut, der ausreicht, um die Versinterung der Teilchen zu bewirken, dadurch gekennzeich net, daß die Dampfzufuhr in dem ersten Schritt an zwei oder vier paarweise gegenüberliegenden Seitenflächen der Form nicht gleichzei tig, sondern nacheinander erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min destens zwei Seitenflächen segmentweise so abgedeckt sind, daß an den abgedeckten Segmenten Dampf nicht eintreten kann, aber die ver drängte Luft ungehindert abströmen kann.