DE1779990A1

DE1779990A1 - Verfahren zum ausschaeumen von hohlraeumen von formteilen wie gehaeuse oder profilschalen

Info

Publication number: DE1779990A1
Application number: DE19671779990
Authority: DE
Inventors: Alfred Carl Friebel
Original assignee: KUEBEL AG
Current assignee: KUEBEL AG
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1973-04-26

Description

Verfahren zum Aus schäumen von liohlrEumen von Formteilen wie Gehäuse oder Profilschalen Ausscheidungsanmeldung aus Patentanmeldung P 16 53 249.3 - 15 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschäumen von Hohlräumen von Formteilen wie Gehäuse oder Profilschalen zur Herstellung von Formt eilen mittels eines ausschäumbaren Kunststoffes.
Es ist bekannt, Formteile durch Ausschäumen von Hohlräumen, z. B. für Kühlschrankisolationen, dadurch herzustellen, indem man beide Reaktionskomponenten in den Hohlraum einführt.
Von Nachteil ist aber, daß die beiden Heaktionskomponenten sofort bei Zusammenbringen reagieren und so den Hohlraum von außen nach innen ausfüllen. Dadurch kannes vorkommen, daß sehr verwinkelte Hohlräume nur unvollständig mit Schawnstorf gefüllt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu scharen, mit welchem beliebig gestaltete Hohlräume von beliebigem Material ausschäumbar sind. Dabei soll der Ausschäumproze# quasi von innen nach außen stattfinden, damit sämtliche Ecken und Winkel des Hohlraumes gleichmäßig mit Schaumstoff ausgefüllt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine der Reaktionskomponenten des ausschäumbaren Kunststoffes den hohlräumen in verkapseltem Zustand beigegeben wird, und daß danacg die Kapselung durch Energiezuführung gesprengt wird, worauf die Schaumbildung und Ausfüllung der Hohlräume einsetzt.
Das Verfahren zum Ausschäumen von Hohlräumen gemäß vorliegender Erfindung besitzt dadurch den grundlegenden Vorteil, daß die Schaumbildung nicht sofort beim Zusammenbringen der beiden Reaktionskomponenten einsetzt, sondern erst mit Energiezuführung und Sprengung der Kapselung. Dadurch läßt sich der AusschEumvorgang in vorteilhafter Weise steuern. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Reaktionskomponenten beliebig verteilt werden können, so daß die Schaumbildung nach Energiezuführung nicht nur von einem Punkte aus einsetzt, wie es bei den Verfahren gemäß dem Stande der Technik bei Einspritzen der Reaktionskomponenten an einer Stelle der Rall ist. Beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird der Kunststoff von innen nach außen ausgeschäumt und erreicht so vollständig sämtliche Winkel und Ecken Jeder noch so beliebig gestelteten Form, da man an jeder schwer zugänglichen Stelle des Hohlräumes gekapselte Reaktionskomponenten einlagern kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine gebremsten Schaumstoffsysteme mehr zur Anwendung gelangen.
Lin weiterer hervorragender Vorteil der Erfindung ist die Steuerung des Beginns der Ausschäumung. Denn das inaktive Reaktionsgemisch hat die besondere Eigenschaft, daß es lange Zeit ohne Substanzverlust unter norrnalen Temperatur-und Druckbedingungen gelagert werden kann. Sodann kann zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Energiezufuhr die Kapselsprengung eingeleitet werden. Durch die Sprengung des Kapselmantelmaterials werden die in der Kapsel befindlichen Materialien, d. h. eine oder mehrere Reaktionskomponenten, freigelegt, gemischt und damit das inaktive Reaktionsgemisch in ein aktives übergeführt und damit der Schäumprozeß ausgelöst.
In vorteilhafter Weise wird die Energiezufuhr zur KapselsprengunE durch'£emperatureinwirkung und/oder Druckeinwirkung und/oder Energiebestrahlung und/oder durch Lösungsmitteleinwirkung bewirkt.
Durch die verschiedene Energiezuführung ist die Ausschäumung in beliebig gestalteten Hohlräumen von beliebigem Material auslösbar. So lassen sich in vorteilhafter Weise Profilschienen oder beliebig gestaltete Körperausfüllen oder, wenn diese als nenativ genutzt werden sollen, aus dem Schaumstoff herstellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das inaktive Reaktionsgemisch von einer Ummantelung eingeschlossen, die nach der Auslösung des Schäumprozesses ggf. gedehnt oder gesprengt wird, wobei diese Ummantelung entweder als Trennfolie oder als ifaftfolie eingesetzt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß Negative direkt mit einer Haftfolie versehen, also quasi in diese eingepakt, hergestellt werden können. Oder aber es ist möglich, eine direkte Berührung des Schaumes mit der Innenseite der Form zu verhindern, wenn z. B. der Schaum mit der Form reagieren würde. Auf diese Weise lassen sich also quasi versiegelte negative herstellen. es weiteren ist es möglich, den Reaktionskomponenten feste, flüssige oder gasförmige Treibmittel zur Erhöhung des Vermischungseffektes in der Phase der Kapselsprengung beizufügen.
Durch eine volumetrische Uberdosierung des Reaktionsgemisches kann zusätzlich in den auszuschäumenden Hohlräumen ein Uberdruck erzielt werden.
3eispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschlie#end beschrieben. Dabei zeigt: Figur 1, 2 und 3 die Ausschäumung eines quadratischen Hohlraumes, wobei das inaktive Reaktionsgemisch, von denen also mindestens eine der Komponenten in eingekapseltem Zustand vorliegt, von einer Ummantelung umgeben ist Figur 4 und 5 die Ausschäumung eines weiteren rechteckförmigen und zusammenhängenden Hohlraumes und Figur 6 und 7 @ die Ausschäumung eines torosförmigen Hohlraumes Die Figuren l, 2 und 3 zeigen ein Beispiel einer Profilkörper-oder Profilbandschäumung. In einem kubischen Hohlraum mit einer Wandung 13 befindet sich.ein inaktives Reaktionsgemisch 14, wobei mindestens eine der Komponenten des Reaktionsgemisches in verkapseltem Zustand vorliegt. Das gesamte inaktive Reaktionsgemisch befindet sich in einer Ummantelung 11, die vorzugsweise aus einer geschlossenen Kapsel, z. B. einem Kunststoffschlauch besteht. Soll nun die Ausschä.umreaktion beginnen, so wird Energie hinzugeführt, wie es in Figur 2 angedeutet ist (Wärme-, Druck-, Chemische Energie). Dadurch wird das inaktive Reaktionsgemisch in seine aktive Phase übergeführt, womit der Ausschäumprozeß einsetzt. Durch den sich bildenden Schaum 15 mit einem - nach Rezeptur und Dosierung steuerbaren - Schäumdruck S dehnz sich die Ummantelung ii aus und legt sich der Innenwandung des Hohlraumes an oder es erfol-gt eine Sprengung dieser Ummantelung. In den Figuren 1, 2 und 3 besteht beispielsweise die Ummantelung ii aus einer sogenannten Kapselfolie aus elastisch-dehnharem Material. Dabei ist die Zugfestigkeit der Kapselfolie entsprechend der Gleichung d. h. diese Zugfestigkeit ist kleiner als der SchAumdruck S bei einem Folienquerschnitt fb.
Damit kann der Zeitpunkt gesteuert werden, an dem die Kapselfolie 11 durch den höheren Schaumdruck S gesprengt wird, wonach sich dann der entstehende Schaumstoff 15 frc im Volumen 12 ausdehnen kann (Fig. 3).
Die Kapselfolie 11 kann dabei entweder eine Trerinfolie oder eine sogenannte Haftfolie für das dargestellte Verbundsystem sein. Kennzeichnend für die Trennfolie ist die Eigenschaft, daß diese nach dem Aushärten des Schaumstoffkerns 16 beschEdigungsfrei- abgezogen werden kann. Gegenüber Polyurethanschaumstoffen sind Trennfolien aus Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Silikonkautschuk oder Trennmittel auf der basis von Paraffinen bevorzugtermaßen zu verwenden.
Bei der Verwendung als Haft folie übernimmt die Kapselfolie 11 die Funktion einer mit dem Schaumstoff fest haftenden Oberflächenbeschnichtung, die im Hinblick auf eine gewünschte asthetische Wirkung mit Prägungen, Decors, usw. ausgestattet sein kann.
Werden die Materialeigenschaftswerte der Kapselfolie ii bezüglich der Zugfestigkeit # B so eingestellt, da# die Gleichung gilt, so kann die Kapselfolie ii nicht gesprengt werden, d. h. der sich bildende Schaumstoff stellt ein durch diese Folie 11 eingegrenztes geschlossenes System dar, das durch ein bestimmtes Volumen, Raumgewicht, eine bestillinte Druckfestigkeit und durch andere gewünschte physikalische Eigenschaften (Hart- oder Weichschaum-ystem) gekennzeichnet ist.
In den Figuren 4 und 5 ist ein rechteckvörmiger, zusammenhängender Hohlraum gezeigt, der eine Wandung 13, 13a besitzt. An der Wandung 13a ist das inaktive Reaktionsgemisch 14 angeordnet, so daß das Reaktionsgemisch nach Auslösen des Ausschäumprozesses von innen nach außen, also von der inneren Wandung zur äußeren Wandung hin ausschäumt. In Figur 5 ist der ausgeschäumte Hohlraum gezeigt, der völlig mit Schaum iö ausgefüllt ist. Das inaktive Reaktionsgemisch befindet sich vor dem Ausschäumen wiederum in einer Kapselfolie 11, die entweder Trennfolie oder ilaftfolie sein kann. Nach anderen Ausführungsformen ist die Kapselfolie ganz oder teilweise von Profilschalen oder Mantelprofilen umschlossen.
In den Figuren 6 und 7 ist ein torusförmiger Hohlkörper 13, 13a gezeigt, und zwar in Figur 6 vor dem Ausschäumen, in Figur 7 nach dem Ausschäumen.
Das erfindungsgemäße Kapselschäumverfahren, das, da die Schäumungsreaktion wünschenswerter Weise erst dann einsetzt, wenn durch eine äußere Einwirkung, d. h. durch Energiezuführung von außen wie Sprengung der Kapseln bewirkt wird, auch als Kapsellmpuls-Schäumverfahren zu bezeichnen ist, kann dadurch als Zweistufenverfahren durchgeführt werden. Zunächst erfolgt eine chemische Aktivierung des inaktiven Reaktionsgemisches mittels Druck, TemperatureinwirkuieEurch hochfrequente Energiestrahlung und sodann eine Strahlungsaktivierung, z. B. mittels Gammastrahlen einer Kobalt-Sechzigstrahlungsquelle im Strahlungsbereich von 4 - iOrlRöntgenstrahlungsdoshs,

Claims

P a-t e n t a n s p r ü c b e 1.) Verfahren zum Ausschaumen vor, Hohlräumen von Formteilen wie Gehäuse oder Profilschalen zur Herstellung von Formteilen mittels eines ausschäumbaren Kunststoffes, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Reaktionskomponenten des ausschäumbaren Kunststoffes den Hohlräumen in verkapseltem Zustand beigegeben wird und da# danach die Kapselung durch Energiezuführung gesprengt wird, worauf die Schaumbildung und Ausfüllung der Hohlräume einsetzt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselsprengung durch Temperatureinwirkung und/oder Druckeinwirkung und/oder Energiebestrahlung und/oder elektromagnetisch ionisierende Strahlung und/oder durch Dampfstöße und/oder durch Lösungsmitteleinwirkung bewirkt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inaktive Reaktionsgemisch von einer Ummantelung eingeschlossen ist, die nach der Auslösung des Schäumprozesses ggf. gedehnt oaer gesprengt wira, wobei diese Ummantelung entweder als Trennfolie oder als Haft folie eingesetzt wird.
4.) Verfahren nacil Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine volumetrische Überdosierung des iteaktionsgemisches ein Uberdruck in den auszuschäumenden Hohlräumen erzielt wird.

L e e r s e i t e