DE1629271A1

DE1629271A1 - Verfahren zum Austragen von Formkoerpern aus schaumfoermigen Styrolpolymerisaten aus den Formen

Info

Publication number: DE1629271A1
Application number: DE19661629271
Authority: DE
Inventors: Guenther Blaufuss; Dipl-Ing Otto Landhaeusser
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-01-07
Filing date: 1966-01-07
Publication date: 1971-02-04

Description

Verfahren zum Austragen von Formkörpern aus schaumförmigen Styrolpolymerisaten aus den Formen Die Erfindung betrifft das Herstellen von Formkörpern aus schaumförmigen Styrolpolymerisaten Nach einem Verfahren, das sich in der Technik besonders gut eingeführt hat, stellt man Formkörper aus schaumförmigen Styrolpolymerisaten durch Expandieren feinteiliger Styrolpolymerisate in Formen her. Bei diesem Verfahren werden die feinteiligen Styrolpolymerisate zunächst mit Wasserdampf oder heißen Gasen auf Temperaturer oberhalb ihres Erweichungspunktes erhitzt, so daß sie zu einem losen Haufwerk aufschäumen. Dieser Arbeitsgang wird als Vorschäumen bezeichnet. Vorgeschäumte Styrolpolymerisate werden dann mehrere Stunden gelagert und anschließend in einer Form durch erneutes Erhitzen mit Heißdampf weiter aufgeschäumt, so daß sie zu einem Formkörper versintern, der in den Dimensionen dem Innenhohlraum der verwendeten Form ents richtO Dieser zweite Arbeitsgang wird als Ausschäumen oder Fertigschäumen bezeichnet.
Das Ausschäumen wird im allgemeinen in Formen vorgenommen, deren Formenhohlräume zumindest zum Teil durch perforierte Wände gebildet werden « und die vcn Dampfkammern umgeben sind. In den Dampfkammern wird Heißdampf eingeblasen, der durch die Perforierungen der Wände in den Formenhohlraum tritt und darin die zu verschäumenden Styrolpolymerisate erhitzt. Nach dem Ausschäumen wird zum Abkühlen des erhaltenen Schaumstofformkörpers Wasser durch die Dampfkammern geleitet.
Danach wird der erhaltene Formkörper aus der Form entnommen. Es sind bereits vollautomatisch arbeitende Vorrichtungen zur Herstellung von Formkörpern entwickelt worden.-In diesen Vorrichtungen wird der verschäumbare Rohstoff vollautomatisch eingebracht, darin verschäumt und anschließend der Formkörper mittels einer Austragvorrichtung aus der Form ausgeworfen.
Es ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, Mehrfachformen zu verwenden, in denen jeweils an eine Dampfkammer ein den Formen hohlraum umschließendes Formgebungselement und hierauf wiederum eine Dampfkammer anschließt, so daß man in einem Heiz- und Kühlzyklus mehrere:Formkörper herstellen kann. Derartige Mehrfachformen sind beispielsweise nach dem Prinzip von Filterpressen ausgebildet, wobei die Dampfkammer und die den Formenhohlraum umschließenden Elemente senkrecht angeordnet sind und an Holmen in der Waagrechten bewegt werden können.
Bei dem Arbeiten mit derartigen Formen hat es sich gezeigt, daß die Formkörper nach dem Öffnen der Formen an den Formwänden mitunter haften. Die Formkörper müssen daher entweder von Hand aus der Form entnommen oder mittels komplizierter Vorrichtungen aus der Form ausgeworfen werden. Solche Arbeitsweisen sind jedoch umständlich bzw technisch aufwendig, Es wurde nun gefunden, daß man Formkörper, die durch Erhitzen und Versintern von feinteiligen expandierbaren Styrolpolymerisaten in Formen erhalten werden, die aus Formgebungselementen und Dampfkammern bestehen, aus den Formen besonders vorteilhaft ausgetragen werden, wenn man den Druck in der Dampfkammer auf der einen Seite des Formgebungselementes erhöht und danach die Form öffnet. Mitunter ist es vorteilhaft, wenn man nach dem Öffnen der Form den Druck in der Dampfkammer auf der anderen Seite des Formgebungs elementes erhöht, so daß der erhaltene Formkörper abfällt, Styrolpolymerisate im Sinne der Erfindung sind Polystyrol und Mischpolymerisate des Styrols mit anderen«-,ß-ungesättigten polymerisierbaren Verbindungen, die mindestens 50 Gewichtsteile Styrol einpolymerisiert enthalten. Als Mischpolymerisationskomponenten kommen zOBo in Frage «-Methylstyrol, kernhalogenierte Styrole, kernalkylierte Styrole, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure von Alkoholen mit 1 bis 8 C Atomen, N-Vinylverbindungen,-wie Vinylcarbazol, oder auch geringe Mengen an Verbindungen, die zwei polymerisierbare Doppelbindungen enthalten, wie Butadien, Divinylbenzol oder Butandiol-diacrylat. Die Styrolpolymerisate können z e B. Flammschutzmittel, wie Tris-dibrompropyl-phosphat, HexabromcyclododecaiI, Chlorparaffin, oder Synergisten für die Flammschutzmittel, wie Ferrocen, hochzersetzliche organische Peroxyde, oder weiterhin Farbstoffe enthalten.
Die expandierbaren Styrolpolymerisate enthalten in homogener Verteilung ein Treibmittel. Als Treibmittel eignen sich z. B. unter Normalbedingungen gasförmige oder flüssige Kohlenwasserstoffe oder Halogenkohlenwasserstoffe, die das Styrolpolymerisat nicht lösen und deren Siedepunkte unter dem Erweichungspunkt des Polymerisates liegen, Geeignete Treibmittel sind z.B. Propan, Butan, Pentan, C'yclopentans Hexan, Cyclohexan, Dichlordifluormethan und Trifluorchlormethan. Die Treibmittel sind in den Styrolpolymerisaten im allgemeinen in Mengen zwischen 3 und 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat, enthalten.
Die feinteiligen Styrolpolymerisate können z.B. in Derlform, in Form zylindrischer Granulate oder in Porm von Brocken vorliegen, wie sie beim Mahlen von Substanzpolymerisaten erhalten werden. Die Teilchen haben verteilhaft einen Durchmesser von 0,1 bis 6 mm, insbesondere von 0,4 bis 3 mm.
Vorteilhaft werden nach dem Verfahren der Erfindung vorgeschäumte expandierbare Styrolpolymerisate verarbeitet. Die feinteiligen Styrolpolymerisate können z.B. auf das 10- bis 100-fache ihres ursprünglichen Volumens vorgeschäumt sein. Das Vorschäumen wird nach bekannten Verfahren, z.B. durch Behandeln der treibmittelhaltigen Teilchen mit strömendem Wasserdampf, vorgenommen.
Die expandierbaren Teilchen werden zweckmäßig mit Heißdampf oder Gemischen aus Heißdampf und Luft erhitzt. Zweckmäßige Arbeitsweisen zum Ausschäumen, also zum Erhitzen und Versintern von expandierbaren Styrolpolymerisaten sind beispielsweise in Arbeiten von Dr. F. Stastny beschrieben, die in der Zeitschrift "Kunststoffe, 44o Jahrgang, 1954S auf den Seiten 173 bis 180, sowie in der Zeitschrift "Der Plastverarbeiter", Jahrgang 1954, auf den Seiten 260 bis 271, erschienen sind0 Außerdem werden die Arbeitsweisen in dem Buch von H.t. v0 Cube und K.E. Pohl "Die Technologie des schäumbaren Polystyrols", DrO Alfred Hüthig Verlag GmbH, Heidelberg, 1965, beschrieben.
Die Formen werden durch ein den Formenhohlraum bildendes Forrngebungselement und auf beiden Seiten anschließenden Dampfkammern gebildet. Das Verfahren der Erfindung eignet sich insbesondere für Arbeitsweisen in Mehrfachformen, die durch eine Serie von Dampfkammern und Formgebungselementen gebildet wird, wobei jeweils an eine Dampfkammer ein Formgebungselement anschließt. Die Dampfkammern und Formgebungselemente sind derart angeordnet, daß sie horizontal zueinander verschiebbar sind. Zweckmäßig ordnet man daher die Dampfkammern und die Formgebungselemente an horizontal verlaufenden Holmen an, Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Für sie wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung kein Schutz begehrt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft an Vorrichtungen erläutert, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind.
Figur 1 zeigt das Prinzip einer geschlossenen Form, wobei eine Dampfkammer 1 an ein Formgebungselement 2 und dieses wiederum an eine andere Dampfkammer 3 an,, chließt. Die Dampfkammer 3 ist mit dem Formgebungselement 2 fest verbunden. Der Innenhohlraum 4 der geschlossenen Form kann durch die verschließbare Einfüllöffnung 5 gefüllt werden0 Der Formenhohlraum 4 wird nach den Seiten durch die perforierten Wände 6 der Dampfkammern 1 und 3 abgeschlossen.
Die Dampfkammern 1 und 3 haben Einlaßventile 7 zum Einleiten von Dampf bzw. Druckluft. Aus den Ventilen 8 kann das Kondenswasser abgelassen werden.
Der Arbeitsablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gestaltet sich wie folgt: Der Formenhohlraum 4 wird durch Einfüllöffnung 5 z.B. mit vorgeschäumtem Material gefüllt und die Einfüllöffnung 5 geschlossen, Die Ventile 8 sind geschlossen. Es wird dann Dampf durch die Ventile 7 in die Dampfkammern 1 und 3 eingeblasen. Nachdem das expandierbare Material im Formenhohlraum 4 aufgeschäumt und zu einem Formkörper versintert ist, wird die Dampfzufuhr unterbrochen.
Man läßt das Kondenswasser aus den Ventilen 8 austreten. Danach werden die Ventile geschlossen und zwischen den Dampfkammern 1 und 3 ein Druckgefälle eingestellt, indem man den Druck in der Dampfkammer 5 über Atmosphärendruck erhöht. Danach wird die Form geöffnet. Dies erreicht man, indem man die Dampfkammer 1 in der Horizontalen von dem Formgebungselement 2 wegbewegt. Infolge des in der Dampfkammer 3 herrschenden Überdrucks wird der- erhaltene Formkörper aus dem Formenhohlraum 4 ausgetragen. Der Formkörper kann infolge Adhäsion an der Wand 6 der Dampfkammer 1 haften.
Nachdem die Form geöffnet ist, wird. der Druck in der Dampfkammer 1 über Atmosphärendruck erhöht. Der Formkörper löst sich von aer Wand 6 der Dampfkammer 1 ab und fällt aus der Form.
Es hat sich gezeigt, daß es mitunter vorteilhaft ist, vor dem Arbeitsablauf wie er in dem obigen Absatz geschildert ist, die Form zunächst geringfügig zu öffnen und anschließend wiederum zu schließen. Dabei trennen sich die Formkörper von den Formwänden der Dampfkammer 1 ab.
Figur 2 zeigt das Prinzip einer Mehrfachform. In dieser Form schließt jeweils an eine Dampfkammer 1 ein Formgebungselement 2 und hieran wiederum eine Dampfkammer 3 an. Die F,ormgebungselemente 2 sind, jeweils mit den Dampfkammern 3 fest verbunden. Vor dem Öffnen der Mehrfachform wird der Druck in den Dampfkammern 3 erhöht. Die Pfeile zeigen den Druckverlauf an, der von Dampfkammer 3 in Richtung der Dampfkammern 1 verläuft. Nach dem Öffnen der Mehrfachform haften die Formkörper an den Dampfkammern 1 und werden durch Erhöhen des Druckes in den Dampfkammern 1 von den Wänden abgestoßen und fallen somit aus der Form heraus.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Austragen von Formkörpern, die durch Erhitzen und Versintern von feinteiligen expandierbaren Styrolpolymerisaten in Formen erhalten werden, die aus Formgebungselementen und Dampfkammern bestehen, aus den Formen, dadurch gekenazeichnet, daß man vor dem Öffnen der Form den Druck in der Dampfkammer 3 auf der einen Seite des Formgebungselementes 2 erhöht und die Form öffnet.
2. Verfahren zum Austragen von Formkörpern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Öffnen der Form den Druck in der Dampfkammer 1 über Atmosphärendruck erhöht.

Zeichn.