DE1629271A1 - Process for discharging moldings made of foam-shaped styrene polymers from the molds - Google Patents
Process for discharging moldings made of foam-shaped styrene polymers from the moldsInfo
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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.Process for discharging moldings made from foamed styrene polymers from the molds The invention relates to the production of moldings from foam-shaped Styrene polymers According to a process that is particularly good in technology has introduced, moldings made of foam-like styrene polymers are put through Expand finely divided styrene polymers in molds. In this procedure the finely divided styrene polymers are first heated with steam or hot Gases heated to temperatures above their softening point, so that they too lather up in a loose pile. This process is known as prefoaming. Pre-expanded styrene polymers are then stored for several hours and then further foamed in a form by reheating with superheated steam, so that sinter them to form a molded body that has the dimensions of the inner cavity of the The shape used is in accordance with this second step is called foaming or Called finished foams.
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.The foaming is generally carried out in forms, their Mold cavities are formed at least in part by perforated walls and the steam chambers are surrounded. Superheated steam is blown into the steam chambers through the perforations the walls into the mold cavity and therein the styrene polymers to be foamed heated. After foaming, the resulting molded foam body is allowed to cool Water passed through the steam chambers.
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.The molded body obtained is then removed from the mold. There are already fully automatic devices for the production of moldings - In these devices, the foamable raw material is fully automated introduced, foamed therein and then the shaped body by means of a discharge device ejected from the mold.
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.It has also been suggested to use multiple forms, in each of which a shaping element enclosing the mold cavity is attached to a steam chamber and then, in turn, a steam chamber is connected, so that one in a heating and Can produce moldings: multiple cooling cycle. Such multiple forms are for example designed according to the principle of filter presses, the steam chamber and the Mold cavity enclosing elements are arranged vertically and on spars in the horizontal can be moved.
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.When working with such forms it has been found that the Moldings sometimes adhere to the mold walls after the molds have been opened. The moldings must therefore either be removed from the mold by hand or by means of a complicated process Devices off the shape to be ejected. Such ways of working are, however, cumbersome or technically complex, it has now been found that you can Moldings obtained by heating and sintering finely divided expandable styrene polymers obtained in molds consisting of shaping elements and steam chambers, can be discharged from the forms particularly advantageously if the pressure in the Increased steam chamber on one side of the shaping element and then the shape opens. Sometimes it is advantageous to take the pressure off after opening the form in the steam chamber on the other side of the shaping element increased so that the molded body obtained falls off, are styrene polymers for the purposes of the invention Polystyrene and copolymers of styrene with other «-, ß-unsaturated polymerizable Compounds which contain at least 50 parts by weight of styrene in copolymerized form. Possible mixed polymerisation components are zOBo «-Methylstyrene, halogenated in the nucleus Styrenes, ring-alkylated styrenes, acrylonitrile, esters of acrylic or methacrylic acid of alcohols with 1 to 8 carbon atoms, N-vinyl compounds, such as vinyl carbazole, or also small amounts of compounds that contain two polymerizable double bonds, such as butadiene, divinylbenzene or butanediol diacrylate. The styrene polymers can e.g. flame retardants, such as tris-dibromopropyl-phosphate, hexabromocyclododecaiI, Chlorinated paraffin, or synergists for the flame retardants, such as ferrocene, highly decomposable organic peroxides, or contain dyes.
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.The expandable styrene polymers contain homogeneous distribution a propellant. Suitable propellants are, for. B. gaseous under normal conditions or liquid hydrocarbons or halogenated hydrocarbons that form the styrene polymer do not dissolve and their boiling points are below the softening point of the polymer, Suitable propellants are e.g. propane, butane, pentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, Dichlorodifluoromethane and trifluorochloromethane. The blowing agents are in the styrene polymers generally in amounts between 3 and 15 percent by weight, based on the polymer, contain.
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.The finely divided styrene polymers can, for example, in the form of cylindrical granules or in the form of chunks, as they are when grinding can be obtained from bulk polymers. The particles have a distributive one Diameter from 0.1 to 6 mm, in particular from 0.4 to 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.According to the method of the invention, it is advantageous to use pre-foams expandable styrene polymers processed. The finely divided styrene polymers can e.g. be pre-expanded to 10 to 100 times their original volume be. Pre-foaming is carried out by known methods, for example by treating the foaming agent-containing Particles with flowing water vapor.
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.The expandable particles are expediently with superheated steam or mixtures heated from superheated steam and air. Appropriate working methods for foaming, so for heating and sintering expandable styrene polymers are for example in work by Dr. F. Stastny described that in the journal "Kunststoffe, 44o year, 1954S on pages 173 to 180, as well as in the magazine "Der Plastverarbeiter", born in 1954, on pages 260 to 271 have appeared0 In addition, the working methods in the book by H.t. v0 Cube and K.E. Pohl "The Technology of foamable polystyrene ", DrO Alfred Hüthig Verlag GmbH, Heidelberg, 1965, described.
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.The molds are formed by a molding element which forms the mold cavity and formed on both sides adjoining steam chambers. The method of the invention is particularly suitable for working methods in multiple forms that result from a series is formed by steam chambers and shaping elements, each with a steam chamber a shaping element is connected. The steam chambers and shaping elements are arranged so that they are horizontally displaceable to each other. Appropriately arranges one therefore the steam chambers and the shaping elements on horizontally extending Holmen, such devices are known. For them, under the present Patent application does not seek protection.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft an Vorrichtungen erläutert, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind.The method according to the invention is exemplified on devices explains how they are shown in FIGS.
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.Figure 1 shows the principle of a closed form, with a steam chamber 1 to a shaping element 2 and this in turn to another steam chamber 3, closes. The steam chamber 3 is firmly connected to the shaping element 2. Of the Inner cavity 4 of the closed form can through the lockable Filling opening 5 to be filled0 The mold cavity 4 is through the sides the perforated walls 6 of the steam chambers 1 and 3 completed.
Die Dampfkammern 1 und 3 haben Einlaßventile 7 zum Einleiten von Dampf bzw. Druckluft. Aus den Ventilen 8 kann das Kondenswasser abgelassen werden.The steam chambers 1 and 3 have inlet valves 7 for introducing steam or compressed air. The condensation water can be drained from the valves 8.
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.The workflow of the method according to the invention is structured as follows: The mold cavity 4 is filled through the filling opening 5 with, for example, pre-foamed Material filled and the filling opening 5 closed, the valves 8 are closed. Steam is then blown into the steam chambers 1 and 3 through the valves 7. After the expandable material is foamed in the mold cavity 4 and into a The molded body is sintered, the supply of steam is interrupted.
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.The condensation water is allowed to exit the valves 8. After that will be the valves are closed and a pressure gradient is set between steam chambers 1 and 3, by increasing the pressure in the steam chamber 5 above atmospheric pressure. After that, will the mold opened. This is achieved by placing the steam chamber 1 horizontally moved away from the shaping element 2. As a result of the prevailing in the steam chamber 3 The molded body obtained is discharged from the mold cavity 4 under excess pressure. The molded body can adhere to the wall 6 of the steam chamber 1 as a result of adhesion.
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.After the mold is opened, will. the pressure in the steam chamber 1 increased above atmospheric pressure. The shaped body detaches itself from the wall 6 of the steam chamber 1 and falls out of shape.
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.It has been shown to be beneficial at times before the workflow as described in the above paragraph, initially open the form slightly and then close again. The moldings separate from the Mold walls of the steam chamber 1 from.
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.Figure 2 shows the principle of a multiple shape. In this form it closes a shaping element 2 on each of a steam chamber 1 and one on this in turn Steam chamber 3 on. The shaping elements 2 are each with the steam chambers 3 firmly connected. Before the multiple mold opens, the pressure in the steam chambers is increased 3 increased. The arrows indicate the pressure curve from steam chamber 3 in the direction the steam chambers 1 runs. After opening the multiple mold, the moldings adhere on the steam chambers 1 and are increased by increasing the pressure in the steam chambers 1 repelled from the walls and thus fall out of the mold.
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