DE1281677B - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Platten oder Granulaten aus pulverfoermigen schaumfaehigen thermoplastischen Kunststoffen durch Sintern - Google Patents

Description

• Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Platten oder Granulaten aus pulverförmigen schaumfähigen thermoplastischen Kunststoffen durch Sintern Es ist bekannt, Platten und Granulate aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen in Behältern und Formen herzustellen, die von Dampf oder Warmluft durchsetzt werden. Granulate erhält man üblicherweise dann, wenn die Einsatzstoffe frei ausschäumen können, Platten dann, wenn man die Granulatschüttung sich selbst oder durch Verkleinern des Raumes so verdichten läßt, daß die einzelnen Teilchen unter Einwirkung von Wärme an den Kontaktstellen zusammenschweißen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, um glatte, einseitig profilierte und zweiseitig profilierte Platten aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen, ferner aus Gemengen solcher schaumfähiger Kunststoffe mit beliebigen organischen und anorganischen Stoffen, weiterhin Verbundplatten aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen und Thermoplasten und in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen und z. B. Glasfasermatten oder Stahldrahteinlagen kontinuierlich in beliebiger Breite herzustellen oder weiterhin Granulatmaterial kontinuierlich abwerfen zu können. Diese Möglichkeiten bestehen in der bisherigen Verarbeitungstechnik von in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen, vorzugsweise von schaumfähigem Polystyrol, nicht.
• Dazu wird gemäß Abt. 1 in einem mit einer porösen Platte 1 versehenen Behälter 2 schaumfähiges Kunststoffpulver oder Gemenge aus schaumfähigem Kunststoffpulver und beliebigen anderen Stoffen fluidisiert. In den Behälter taucht nun in der einfachsten Ausführung des Verfahrens eine Walze 4 ein, die durch eine starke Wärmequelle 5 beheizt wird. Je nach dem Abstand zwischen Wärmequelle 5 und Walze 4, je nach Walzendicke, spezifischer Wärme und Wärmeleitfähigkeit des Walzenmaterials sintert nun ein dünner Belag aus schaumfähigem Kunststoff an der Walze bei Durchlaufen der Schüttung an. Da die Isolierwirkung bei einem dünnen Belag relativ gering ist, kann man nun die aufgesinterte Schicht schaumfähigen Kunststoffes mit einer Wärmequelle 6 zum Aufschäumen bringen.
• Die Dimensionierung, die Werkstoffe und die Umdrehungsgeschwindigkeiten müssen nun so aufeinander abgestimmt werden, daß bei 7 ein voll ausgeschäumtes MateriaI vorhanden ist, das dann bei 8 abgehoben wird und bei 9 von der Abhebebühne abläuft.
• Diese Ausführung des Verfahrens eignet sich besonders zur Herstellung von Granulaten und dünnen, sowohl glatten als auch einseitig profilierten Platten aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen.
• Es ist auch möglich, um ein möglichst dichtes Anbacken von schaumfähigem Kunststoffpulver zu gewährleisten, die Walze nach Erwärmen, also hinter der Wärmequelle 5, noch mit Kleb- und Haftmittel für das schaumfähige Kunststoffpulver zu besprühen.
• Bei etwas höheren Anforderungen an Plattenfestigkeit und Maßhaltigkeit ist eine Ausführung nach A b b. 2 geeigneter. Die Wärmequelle 5 kann hier je nach dem speziellen Verfahren sowohl das umlaufende Band 10 oder nur die Walze 4 oder beide gleichzeitig erwärmen. Der ansinternde Belag wird auch hier durch eine Wärmequelle 6 zum Aufschäumen gebracht und wird dann mit dem Band in den Spalt 11 zwischen den beiden endlosen umlaufenden Bändern 10 und 12 hineingezogen. Dieser Spalt verengt sich nach hinten. Die aufgeschäumte Schicht wird bei Durchlaufen des Spaltes in Querrichtung einer Wärmeströmung ausgesetzt. Das kann so geschehen, daß die Bänder 10 und 12 selbst gelocht sind und im Spalt von der Stelle 13 aus in geeigneter Weise mit Warmluft und Dampf durchsetzt werden, oder bei dünnen Platten einfach so, daß die Bänder an den Stellen 13 und 14 von hinten nochmals besonders beheizt werden. Die Wärmebehandlung muß jedenfalls so sein, daß die herauslaufende Platte an der Stelle 15 zwar dicht ist, aber dennoch so flexibel ist, daß sie anschließend auf das endlose umlaufende Band 16 ablaufen kann. Eine weitere Möglichkeit zur Erwärmung besteht dann noch darin, daß man die vorgeschäumte Granulatschüttung direkt hinter der zur Schäumung dienenden Wärmequelle 6 mit Naßdampf bzw. Wasser versetzt und dieses dann durch die Wärmequellen 13 und 14 herausdampfen läßt. Durch dielektrische Erwärmung kann man Dampf so hoher Temperatur erzeugen, daß nicht nur die Platte schnell, sondern vor allem gleichmäßig aufgeschäumt wird und daß die Platte an der Stelle 15 selbst ganz getrocknet herauskommt. Die Apparatur nach Ab b. 2 eignet sich in ausgezeichneter Weise zur Herstellung von Granulaten. Es ist hierbei möglich, das obere Band 12 ganz wegzulassen und die Strahler 14 etwas zu verlängern. Gegebenenfalls kann man hinter dem Strahler 6 auf die aufgeschäumte Schicht noch Glasfasern, Steinwolle und andere Stoffe, die mit eingeschäumt werden sollen, einbringen.
• Besonders gut eignen sich beide Varianten des Verfahrens zur Herstellung von Verbundschaumplatten, d. h. Schaurnplatten, die einseitig oder zweiseitig mit Folie belegt sind. Zur Ausführung des Verfahrens werden jeweils an glatten oder profilierten Walzen 4 gemäß A b b. 1 oder über die glatten oder profilierten BänderlO und 12 gemäß A b b. 2 Kunststoffolien oder Metallbänder zugeführt. Folien und Metallbänder können gegebenenfalls auch mit Klebstoff beschichtet sein, um die aufgelockerten Teilchen aus schaumfähigem Kunststoff in dichter Schüttung ansintern zu lassen.
• Eine weitere Variante betrifft die Herstellung einfacher Polystyrolteile gemäß Ab b. 3. Die Konturen dieser Teile sind auf Formblechen 17 eingeprägt, die auf der Walze 4, die zweckmäßigerweise etwa als magnetische Haftrölle ausgebildet sein kann, nach Bedarf aufgelegt und abgenommen werden können.
• Diese Formbleche 17 werden bei 5 beheizt und gegebenenfalls anschließend mit Klebstoff besprüht.- Sie tauchen dann in das Fließbett ein, nehmen das Pulver mit, und auf der Strecke der Wärmequelle 6 wird das Pulver vorgeschäumt. Dann werden die Teile mit einem Druckstempel 19 noch gedrückt und bei 20 abgenommen. Unter Umständen führt man dem Druckstempel 19 auch noch Heißdampf zu. Die Zwischenstellen der Formbleche 17 sind mit Trennmitteln, wie Polytetratluoräthylen oder Silicon, beschichtet, so daß die in der Wärme vorschäumbaren Kunststoffteilchen hier nicht haftenbleiben. Zweckmäßigerweise läuft die Walze im Takt um. Es ist ganz im Sinne der Erfindung, in diesem Falle nicht nur schaumfähige Kunststoffpulver zu fluidisieren, sondern z. B. Gemenge aus Kohlenstaub und schaumfähigem Kunststoffpulver, Düngemittel, Feinerze mit schaumfähigem Kunststoffpulver. Auf diese Weise lassen sich Pellets und Briketts aus solchen Stoffen und schaumfähigen Kunststoffpulvern herstellen, die zur Durchführung zahlreicher Umsetzungen und Reaktionen mit großem Vorteil eingesetzt werden können.
• Mannigfache Variationsmöglichkeiten zur Herstellung von Formteilen, gegebenenfalls auch mit Einlage von Glasfasern, eröffnen sich durch Ausführung der Formbleche 17 und der Stempel 19 nach Abt. 3 als Bänder, wie beispielsweise zur Herstellung von Platten nach A b b. 2.
• In Ab b. 4 ist eine solche Anlage dargestellt. Die Walze wird mit der Wärmequelle 5 geheizt und mit der Wärmequelle 6 das Kunststoffpulver vorgeschäumt. Die endlos umlaufenden Formblechbänder 21 und 22, die an den Übergangsstellen ebenfalls mit antiadhäsiven Mitteln bestrichen sein können, können im Takt oder gleichmäßig laufen und sind so geschaltet, daß stets die Erhöhungen des Bandes 22 in die Vertiefungen des Bandes 21 eindrücken. An der Stelle 23 und von hier an kann wieder direkt mit Dampfstoß oder indirekt mit Heizelementen geheizt werden, um das Ganze gleichmäßig aufzuschäumen.
• Gegebenenfalls kann man an der Stelle 24 noch Glasfaserkörper oder Stahldrahtformkörper mit einlegen. An der Stelle 25 kann man darauf dann gegebenenfalls nicht vorgeschäumtes Polystyrol noch zum Schluß aufgeben.
• Zur Herstellung von einseitig oder beidseitig profilierten Schaumplatten größerer Stärke geht man in einer Abwandlung des Verfahrens beispielsweise so vor, daß man in einem Behälter gemäß A b b. 5 zwei Walzen 26 und 27 gegeneinander im Fließbett aus in der Wärme schaumfähigem Kunststoffpulver rotieren läßt, Kunststoffpulver mitnehmen läßt und dann die Teilchen durch gerichtete Dampfstrahlen oder induktiv oder mit Hilfe geeigneter Widerstands-oder Strahlheizkörper28 erwärmt und aufschäumt.
• Die endlosen umlaufenden Bänder 29 und 30, die sowohl glatt als auch profiliert ausgeführt werden können, werden dann noch zusätzlich an der Stelle 31 direkt oder indirekt beheizt, so daß die Platten voll ausschäumen können. Die heraustretenden Platten können unter Umständen noch gebogen werden oder sofort von oben abgeschnitten werden. Es ist natürlich auch leicht möglich, die Bänder umzulenken, so daß der Auslauf der fertigen Platten waagerecht liegt. Je nach Tiefe des Profils der Bleche werden diese gegebenenfalls nach dem Heizen noch mit einem dünnen Klebstoffüberzug angesprüht, damit das Pulver gleichmäßig die Blechform bedeckt.
• In einer Variante des Verfahrens gemäß Ab b. 5 lassen sich auch in einfacher Weise Glasfaserstränge in die Schaumplatten einbringen. In diesem Falle wird der Behälter 2 so ausgebildet, daß man in dem ausgesparten rechteckigen Kanal 32 Glasfasermatten 33 mit hochführt. Diese werden vorher noch erwärmt, so daß sie sich dann bei Kontakt mit den Schaumplatten mit diesen ganz eng zusammensintern.
• Natürlich kann man gleichzeitig über die Bänder 29 und 30 auch noch Folien und Metallbänder mit einführen und diese nach dem Heizen an der Stelle der Wärmequelle 5 gegebenenfalls ebenfalls mit Klebstoff besprühen, so daß man in einer Anlage dieser Art ohne weiteres sowohl glatte als auch einseitig wie zweiseitig profilierte Platten aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen mit z. B. Glasfaser- und Stahldrahteinlage in theoretisch beliebiger Breite herstellen kann, die dann dazu noch einseitig oder beidseitig mit Kunststoff- oder Metallfolien versehen sind. Gegebenenfalls kann man an der Stelle 35 solche Platten dann noch mit Bitumen besprühen.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Plattenstrang, wie er bei 35 hochkommt, in eine noch höher geschaltete und genauso ausgebildete Anlage von unten, wie hier die Glasfaser- bzw. Stahlverstärkung 33, einzuführen und auf diesem Wege noch Platten größerer Dicke zu erhalten. Platten dieser Art können sofort beim Straßenbau vom Band aus verlegt werden oder an Ort und Stelle zur Herstellung von Fertighausteilen verwendet werden.
• In A b b. 6 ist noch eine Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Herstellung von Platten oder Formteilen aus in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen dargestellt, die ebenfalls eine große Zahl von technischen Möglichkeiten eröffnet. In einem Fließbett rotieren mehrere hintereinandergeschaltete Walzen 4. Auf jeder dieser Walzen wird eine mehr oder weniger dicke Schicht aus schaumfähigem Kunststoff abgezogen und dann durch das mit entsprechender Innenheizung 13 und 14 versehene Bandsystem voll aufgeschäumt und dann zusammengewalzt. Selbstverständlich kann man auch hier durch geeignetes Einführen von Formblechen und Folien einseitig und zweiseitig profilierte Teile und einseitig und zweiseitig mit Metallfolien oder Metallblechen oder Kunststoffolien oder einseitig mit Metall und gegenseitig mit Kunststoff kaschierte Teile kontinuierlich herstellen.
• Besondere Möglichkeiten eröffnen sich noch dadurch, daß man die hintereinandergeschalteten Walzen nicht in einem Fließbett arbeiten läßt, sondern daß man sie in verschiedenen Betten von unterschiedlicher Zusammensetzung von schaumfähigen Kunststoffen mit anderen pulverförmigen oder faserigen Stoffen laufen läßt. Es ergeben sich daraus zahlreiche Möglichkeiten zur Herstellung von Verbundschaumplatten der unterschiedlichsten stofflichen Grundlage. Es bietet sich weiterhin die Möglichkeit an, jeweils faserige Isolierstoffe, Glasfaserstränge, Verstärkungsrippen mit einzufügen, die gegebenenfalls in ihrer Profilierung schon der Profilierung angepaßt sind, die die Schaumplatten auf den äußeren Walzen erhalten.
• Zur Herstellung von Pellets und Briketts aus pulverförmigen Stoffen, wie Kohlenstaub, Düngemittel, Feinerzen und in der Wärme schaumfähigen Kunststoffen, bietet das Hintereinanderschalten verschiedener Fließbetten noch besondere Möglichkeiten. In vorgeschäumte Formen wird entweder Gemenge aus schaumfähigem Kunststoffpulver und Kohlenstaub und anderen Stoffen eingefüllt, dann automatisch die entsprechende Gegenform aufgebracht und das ganze gleichmäßig mit einem auf Walzen laufenden Bandsystem verschäumt. Je nach der speziellen Wärmebehandlung kleben die in der Wärme schaumfähigen Kunststoffe die Feinteilchen dabei noch zusammen. Auf diese Weise lassen sich die mannigfachsten Gemengekörper herstellen, mit faserigen Stoffen organischer und anorganischer Natur verstärken, mit einem Polystyrolmantel umgeben oder in Folien einschlagen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Platten oder Granulaten aus pulverförmigen schaumfähigen thermoplastischen Kunststoffen durch Sintern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine einseitig von außen erhitzte, rotierende, gegebenenfalls mit einem endlosen umlaufenden Band belegte Walze mit einem Teil ihrer Oberfläche in eine in an sich bekannter Weise aufgewirbelte fluidisierte Schüttung von schaumfähigem Kunststoffpulver eintaucht und dann das dabei in dünner Schicht an der Walzen-bzw. Bandoberfläche anhaftende Pulver durch eine besondere Wärmequelle zum Schäumen gebracht wird und dann entweder als Granulat oder als Platte abgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das fluidisierte Kunststoffpulverbad zwei gegenläufige Walzen mit je einem Teil ihrer Oberfläche eintauchen und der auf jeder Walze aufsinternde Belag durch die Walzen oder das damit geführte endlose Band zusammengepreßt und zu einer Bahn verschweißt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere hintereinander angeordnete Walzen Kunststoffpulverbahnen aus der fluidisierten Schüttung herausziehen, die übereinanderlaufen und dann nachträglich verdichtet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten mittels der umlaufenden Bänder mit Profilierungen versehen werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise hergestelltes endloses Band aus Metall oder kunststoffkaschiertem Glasfasergewebe oder Polytetrafluoräthylen oder Siliconen in das Kunststoffpulver eintaucht.