DE1629808A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von geschaeumten Schichtstoffen - Google Patents

Description

IkHsnsJo.,·. j Wolff ' ₄ ■

Dr.EansOur/Beil 10. Sep. 1965

Kecklssr.w-lte

Frankfurt a. M. - Höchst Adelonstraße 58 - Tel. 3126 49

Unsere Nr. 11 917

The Upjohn Company
Kalamazoo, Michigan, V.St.A.

Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von geschäumten Schichtstoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein -neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von länglichen Schichtstoffen mit einem geschäumten Kern.

Es wurde bereits vorgeschlagen (USA-Patent Nr. 2 956 310), kontinuierlich dünne Platten aus Schaum oder Schichtstoffe mit Schaumkern dadurch herzustellen, daß man einen gleichmäßigen dünnen Oberzug aus einer schaumbildenden Flüssigkeit auf eine sich kontinuierlich bewegende Gießplatte verteilt, eine Abdeckplatte auf den flüssigen Film legt und die Flüssigkeit zwischen den beiden Platten verschäumt, wobei man gegebenenfalls die Abdeckplatte oder das Schaumprodukt Verformt, bevor es endgültig hart wird, um dem Schaum-Schichtstoff gewünschte Konturen zu verleihen. Dieses Verfahren· hat den Nachteil, daß das ungehinderte Anschwellen des Schaums zu Platten von ungleichmäßiger Dicke führt, der Schaum nicht so wirkungsvoll schwillt, daß er Unregelmäßigkeiten in einer geformten Abdeckplatte ausfüllt, eine geformte Abdeckplatte, sofern sie nioht unelaetiech i«t, nur schwierig in ihren Umrissen gehalten __

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werden kann, und ein Verformen des erhaltenen Schaüm- - schichtstoffs, selbst wenn es vor dem Härten des Schaums vorgenommen wird, nicht ohne Deformierung der Zellstruktur vorgenommen werden kann. Ferner ist das Verfahren ungeeignet zur Herstellung von Schichtstoffen mit Schaumkern, bei denen die Gießplatte dauerhaft mit der Schaumschicht laminiert werden soll, da keine Vorrichtungen vorhanden sind, mit denen man die G-ieß- und/oder Abdeckplatte kontinuierlich durch die Gießzone führen kann, ohne daß sie anschließend von der verschäumten Schicht abgezogen wird.

Es wurde vorgeschlagen, diese Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß man einen Film in einer Form schwellen läßt, in der das Anschwellen begrenzt ist und eine Schicht mit gleichmäßiger Dicke erhalten wird. Bei diesen Verfahren werden jedoch kontinuierliche Bänder zum Bilden der Form und zum Hindurchführen der Gieß- und Abdeckplatten und des erhaltenen Schichtstoffs mit Schaumkern durch die Form verwendet. (Siehe z.B. USA-Patent Nr. 3 123 856 und P. Hoppe, Baukonstruktionen unter Verwendung harter Schaumstoffe, Kunststoffe, Bd. 53, S. 766/777 (Oktober 1963). Derartige Verfahren haben den Nachteil, daß sie endlose Bänder in der Gießzone erforderlich machen, um den Schichtstoff mit Schaumkern hindurchzuführen, und sind in dieser Hinsicht besonders nachteilig, wenn Schichtstoffe mit Schaumkern von unregelmäßiger Gestalt erwünscht sind.

Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile der bisherigen Verfahren vermieden und neue und unerwartete Vorteile erzielt werden, wenn man kontinuierlich eine biegsame, . im wesentlichen nicht denbare Folie in Längsrichtung durch, und entlang der Unter- und Oberseite einer an den Enden offenen, länglichen, rohrförmigen Form führt, deren Querschnitt über ihre Länge im wesentlichen gleichmäßig ist,

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die Folie den Innenflächen der Form anpaßt, eine schaumbildende Flüssigkeit so einführt, daß sie von der Folie in die Form getragen wird, wo sie schwillt und die Form ausfüllt, und die Folie, die nun ein Teil des Schichtstoffes ist, von einander gegenüberliegenden Ziehelementen erfassen läßt, die so angeordnet sind und sich so bewegen, daß sie eine Zugkraft ausüben und die Folie durch die Form mit einer solchen Geschwindigkeit ziehen, daß das Schwellen in einer stationären Front erfolgt, wobei die Ziehelemente so angeordnet sind und mit einer derart großen Fläche die Folien erfassen, daß die Anwendung der notwendigen Zugkraft nicht die Zellstruktur des Schichtstoffes beeinträchtigt.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein seitlicher Aufriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der den darin gebildeten Schichtstoff mit Schaumkern zeigt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang den Linien III-III der Fig. 1.

Fig. 4 ist ein isometrischer Querschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1, der die Lamierungsfolien, jedoch nicht den Schaumkern zeigt.

Fig. 5 ist eine Einzelansicht von Teil/der Fig. 4.

Fig. 6 ist eine Einzelansicht von Teilen der Fig. 2 entlang des Schnitts der Linie VI-VI der Fig. 1.

Fig. 7 ist ein teilweiser Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 2.

Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7.

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Fig. 9 ist eine Einzelansicht der Ziehelemente der Figuren 1, 2 und 3.

Wie in Fig. 1 eingehender gezeigt ist, "besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus vier Zonen: einer Beschickungszone 2, einer Gießzone 4, einer Härtungszone 6 und einer Zugzone 8. Folien 10 und 12 von den Hollen 14 und 16 werden durch die Beschickungszone 2 in die Grießzone 4 geführt und dem Boden, den Seitenwänden und der Decke der Gießzone angepaßt; schaumbildende Flüssigkeit wird aus der Mischvorrichtung 18 durch die Düse 20 auf die Folie 12 gegeben, woraufhin sie verschäumt wird und gegen die Folie 10 in der Gießzone 4 stößt, wobei sie eine Schichtstruktur 22 mit Schaumkern bildet, die dann durch die Härtungszone 6 und in die Zugzone 8 geführt wird, wo die oberen und unteren Flächen von den Ziehelementen 26 erfaßt werden, wie eingehender in Fig. 3 gezeigt ist. Die Ziehelemente 26 üben in Kontakt mit der Folie 10 und 12 die Zugkraft aus, die notwendig ist, um den Schichtstoff durch die Gießzone 4 zu ziehen. Durch entsprechende Auswahl der Anzahl der Zugelemente 26 und unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten zwischen den Ziehelementen 26 und den Folien 10 und 11 kann die notwendige Zugkraft ausgeübt werden, ohne daß der Schaumkern in nachteiliger Weise gequetscht wird. Wenn der Schaum fest und starr ist, kann die Anzahl der Zugelemente 26 klein sein. Ist der Schaum schwach oder weich, muß die Anzahl vergrößert werden. In einigen Fällen jedoch, wie z.B. bei geschmeidigem Schaum, dessen Zellstruktur gequetscht werden soll, braucht die Anzahl der Zugelemente 26 nicht größer zu sein,als zum Quetschen des Schaums unter den zur Erzielung der gewünschten Zugkraft notwendigen Drücken erforderlich ist.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens und der Vorrichtung bei der Herstellung von unregelmäßig geformten Schichtstoffen 0 0 9 8 8 6/1817 ⁸^D OFüG!Mäl

mit Schaumkern. Ein typischer Querschnitt eines derartigen unregelmäßigen Schichtstoffes mit Schaumkern ist in Fig. 8 gezeigt, wo 28 den Schaumkern bezeichnet und 10 und 12 die obere bzw. die untere Folie darstellen. Der Schaumkern 28 hat einen segmentförmigen Querschnitt mit komplementären Zungen- und Nutenpaßstücken 30 bzw. 32. Die Zungen- und Nutenpaßstücke 30 und 32 sind insofern komplementär, als die Zunge 30 des einen Stücks in die Uute 32 des anderen Stücks paßt, wenn zwei Segmente 28 zusammengesetzt werden. Das Segment kann einen beliebigen Teil eines Kreises darstellen, z.B. von 180°, wie in Fig. 8, 120°, 9υ° oder dergleichen, so daß die Segmente, wenn sie in der richtigen Anzahl zusammengesetzt werden, ein zusammengesetztes Rohr mit ringförmigem Querschnitt bilden, wie es beispielsweise für Verschalungen verwendet wird.

Die Grießzone 4 besteht aus einer länglichen rohrförmigen Form, die in ihrer Länge einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt hat. Die Gußform besteht aus dem oberen und dem unteren Teil 33 und 39. Der untere Teil 33 ist als halbkreisförmiger Kanal 34 mit flachen horizontalen Schultern 36 und 38 ausgebildet, die sich von seinen oberen Rändern nach außen erstrecken. Der obere Teil 39 besteht aus einem komplementären halbkreisförmigen Kanal 40, der konzentrisch mit dem halbkreisförmigen Kanal 34 verläuft und mit den horizontalen Schultern 42 und 44 versehen ist, die sich von den oberen Rändern desselben über die Schultern 36 und 38 nach außen erstrecken. Eine der Schultern 44 ist mit einer sich nach unten erstreckenden V-förmigen, länglichen Rippe 46 versehen, die -die Schulter 44 in den inneren Bereich 45 und einen äußeren Bereich 47 trennt. Der Bereich 45, die Rippe 46 und das Teil 40 bilden einen länglichen Kanal 48, und der Bereich 47, die Rippe 46 und das Teil 34 bilden einen anderen länglichen Kanal 50» Diese Kanäle und die Rippe 46 passen derart

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zusammen, daß sie in dem Produkt die Nute 32 bilden. Die andere Schulter 42 hat einen sich in Längsrichtung er-• streckenden Kanal 52 von einer zu der in Längsrichtung sich erstreckenden Rippe 46, welche die Schulter 42 in den inneren Bereich 41 und den äußeren Bereich 43 trennt, komplementären Form. Dadurch wird die Zunge 30 gebildet, die in die Nute paßt.

Wie ersichtlich, erstreckt sich die Folie 10 und die Unterlage 12 zwischen den Schultern 36 und 42 auf der einen Seite und zwischen den Schultern 38 und 44 auf der anderen Seite und sind dazwischen die Folien den Innenflächen der Form angepaßt. Die obere Folie folgt der Unterseite des Bereichs 47 zur Rippe 46, an einer Seite nach unten und auf der anderen Seite der Rippe 46 nach oben, entlang dem Bereich 45 zum Teil 40, dann abwärts und um das Teil 40 zum Bereich 41, über den Kanal 52, aufwärts in ihn hinein und an einer Seite von Kanal 52 entlang, dann wieder abwärts und entlang, der anderen Seite, und danach quer zum Bereich 43. Die Folie 12 erstreckt sich entlang der Oberkante der Schulter 38, dann abwärts entlang der Innenfläche des Teils 34» aufwärts zur gegenüberliegenden Schulter 36 und dann entlang der Schulter 36. Die Folien 10 und 12 befinden sich damit in Oberflächenkontakt mit allen Teilen der Form. Dies geschieht durch Vorrichtungen, mit denen die Bodenfolie der|Qestalt der Bodenhälfte der ßußform und die Deckfolie dergestalt der oberen Hälfte der Gußform angepaßt wird. Das wird auf folgende Weise erreioht. Die Folie 12 wird in ein leicht konisch geformtes Stück eingeführt, dessen Seiten 56 sich einwärts und aufwärts zum Bodenteil 33 der Form neigen, wo sie in dieselbe Über-, gehen und ein einheitliches Stück des Bodenbereiohs der Form werden. Die Folie 12 gelangt von der Rolle 14 unter ein Teil 58 aus Draht oder einen Block, dessen untere

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Oberfläche der Gestalt des Teils 54 entspricht, wie eindeutiger in Fig. 6 gezeigt ist. Die Folie 12 gleitet über die Flächen 56, die gewünschtenfalls mit nach auswärts ragenden Schultern 60" und 62 versehen sein können, die kleiner als die Schultern 36 bzw» 38 sind, jedoch eine Einheit mit denselben bilden. Die Folie 12 gelangt dann in die Form 18 in Berührung mit allen Teilen des kanalförmigen Elementes 34 und" mit den Teilen, die sich nach außen auf den Schultern 36 und 38, wie in Fig. 8 gezeigt ist, erstrecken. Bei'der hier gezeigten Form, bei der der Bodenteil eine regelmäßige Gestalt hat, ist ein enger Kontakt am Anfang nicht nötig, da die schaumbildende Flüssigkeit auf diese Unterlage gegeben wird und durch das Schwellen des Schaums in der Form die Folie 12 der regelmäßigen Form des Bereichs 34 angepaßt wird. Es ist jedoch wichtig, daß ein enger Kontakt aufrechterhalten wird, falls die von der Folie berührte Oberfläche unregelmäßig ist, wie beispielsweise im Fall der oberen Fläche 39·

Die Deckfolie 10 wird von der Rolle 16 unter die Rolle und zwischen den Schultern 36 und 42 auf der einen und den Schultern 38 und 44 auf der anderen Seite in die Form geführt. TJm die komplementären Zungen und Nuten-Paßteile 30 und 32 zu erhalten, ist es, wie oben bereits angeführt wurde, erforderlich, daß ein enger Kontakt zwischen der Deckfolie 10 und der gesamten inneren Oberfläche des Formoberteils 39 geschaffen wird. Dies wird in der gezeigten Weise durch Vorrichtungen erzielt, durch welche die Folie 10 der Gestalt des oberen Formbereich^s 18 angepaßt wird, bevor der Schaum damit in Berührung kommt. Der schwellende Schaum besitzt nicht genug Kraft, um die Folie den Unregelmäßigkeiten im oberen Bereich 39 anzupassen. Dies wird, wie eingehender in den Zeichnungen 4 und 5 gezeigt ist, durch eine Reihe von Fühlern bewirkt, die sich vom Äuueren. der Form ins Innere derselben erstrecken und je nach Bedarf so angeordnet sind, daß sie die Folie 10 in jeden der

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Winkel führen, der durch die längliche Rippe 46 und den länglichen Kanal 52 gebildet wird. Z.B. sind zwei Fühler 68 und 70, die auf der im Rahmen (nicht gezeigt) befestigten Leiste 71 ruhen, angebracht, um die Folie 10 in die Spitze des Kanals 52 und in die Ecke zu führen, die durch die Verbindung des Bereichs 41 und des Teils 40 gebildet wird, und drei Fühler 72, 74 und 76, die auf der gleichfalls im Rahmen angebrachten Leiste 77 ruhen, zwingen die Folie 10 in die Winkel auf jeder Seite der länglichen Rippe 46 und den Winkel, der durch die Verbindung des Bereichs 45 mit dem Teil 40 entsteht. Die Leisten 71 und 77 sind so angeordnet, daß die Unterlage 12 genau unter-' halb derselben gleitet,'bevor sie in die Form gelangt. Es kann auch eine beliebige andere Vorrichtung verwendet werden, um das Papier der Form des oberen Bereichs 39 anzupassen, beispielsweise komplementär geformte Stangen, die der Gestalt des oberen Bereichs 39 entsprechen und so angeordnet sind, daß sie das Papier zwischen sich und dem oberen Bereich 39 führen. Der obere Bereich 39 kann gewünschtenfalls auch eine Perforation haben und mit einem Saugkopf versehen sein, durch welchen die Unterlage 10 unter negativen Druck gesetzt wird und durch den Druck der Umgebungsatmosphäre gezwungen wird, sich dem oberen Bereich 39 anzupassen. In jedem Falle ist es für die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wichtig, daß die Folie sich allen Unregelmäßigkeiten in der Form anpaßt, bevor der Schaum schwillt, um die Form auszufüllen. Andernfalls werden die gewünschten Unregelmäßigkeiten in dem Schichtstoff mit Schaumkern, z.B. die komplementären Zungen- und Nuten-Paßteile, nicht oder nur unvollkommen erhalten.

Der Bodenbereich 33 der Form erstreckt sich, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, durch die Härtungezone 6. Er bildet eine Auflage für den einen Schaumkern janthaltendeh

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Schichtstoff während der Härtung, durch welche er die Druckfestigkeit erhält, die entsprechend der Konstruktion und Anzahl der Zugelemente 26 erforderlich ist, wenn der den Schaumkern enthaltende Schichtstoff und damit die Folien 10 und 12 und· die schaumbildende Flüssigkeit durch die Form gezogen werden. Wie in der Zeichnung geneigt ist, ist die Härtungszone der Umgebungstemperatur ausgesetzt. Eine solche Anordnung ist für das kontinuierliche Gießen von Polyurethanschäumen geeignet, die bei Umgebungstemperaturen schnell härten. Es liegt jedoch auf der Hand, daß die Härtungszone nach Bedarf verlängert oder mit Heizelementen versehen werden kann, um die erwünschte Härtung in Übereinstimmung mit den besonderen Eigenschaften des zur Herstellung des Schaumkerns verwendeten Materials zu erzielen.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der einen Schaumkern enthaltende Schichtstoff durch die Zugelemente 26 aus der Form gezogen wird, und die Verschäumungseigenschaften der schaumbildenden Flüssigkeit werden so aufeinander abgestimmt, daß der Schwellvorgang innerhalb der Form stattfindet. In Fig. 7, bei der es sich um einen Schnitt entlang der Linien VII-VII der Fig. 2 handelt, wird gezeigt, wie dies am besten erreicht wird. Die Komponenten der schaumbildenden Flüssigkeit werden in dem Schaummischer gemischt und durch die Düse 22 auf die Auflagefolie 12 aufgetragen. Die Fließgeschwindigkeit wird so einge·*- stellt, daß der achwellende Schaum die Form vollständig füllt. Die schaumbildende Flüssigkeit bewegt sieh entlang der Auflagefolie von dem Punkt A zum PunktB; diese Strecke entspricht der Induktionszeit, während welcher das aohaumbildende Material kremig zu werden beginnt, bevor es zu schwellen anfängt. An der Stelle B beginnt der Schaum zu quellen und quillt, bis der Punkt 0 erreicht ist, zu welchem Zeitpunkt der Schaum den gesamten Querschnitt der

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Form ausfüllt. Der erste Teil der Abbildung zeigt, wie die schaumbildende Flüssigkeit von der Unterlage 12 getragen wird und am Punkte B zu schwellen beginnt, um an der Unterseite des Teils 40 bei 80 genau innerhalb der Stirnseite der Form zum ersten Male mit Folie lü in Berührung zu kommen. In den nächsten beiden Bereichen erkennt man, wie der Schaum weiter quillt, um die Kanäle und 50 bei 82 und den Kanal 52 bei 84 auszufüllen, so daß die gesamte Form einschließlich der Unregelmäßigkeiten, d.h.¹. der Kanäle 48, 50. und 52 des oberen Bereichs 39 gefüllt ist. Es liegt auf der Hand, daß Fig·. 7 nur eine Ausübungsform ist und das Schwellen je nach den Eigenschaften der verwendeten schaumbildenden Flüssigkeit kürzer oder langer dauern kann. Die Induktionszeit •zwiscnen A und B kann auf verschiedene Weise reguliertwerden. Bei entsprechender Zusammensetzung des schaumbildenden Materials kann der Zeitraum zwischen A und B : ' bei Umgebungstemperaturen schon ausreichen, um den Schwellvorgang einzuleiten. Der Beginn desrSchwellens kann auch durch Erhitzen beschleunigt oder durch Kühlen verzögert werden. Entscheidend ist, daß die Zusammensetzung oder die Bedingungen mit Hilfe von den Fachleuten bekannten Verfahren so angepaßt werden, daß der Schwellvorgang an einer solchen Stelle beginnt, daß er innerhalb der Form zum Abschluß kommt. Der SchwelIvorgang kann natürlich auch außerhalb der Form ausgelöst werden, wenn nur der Schaum genügend schwillt, um gegen die oberen Teile der Form zu stoßen, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

sie Die Folien 10 und 12 müssen so geschmeidig sein, daß/sich der Kontur der Form anpassen können, dürfen sich jedoch nicht dehnen. Geeignete Materialien sind z.B, kalandriertes Papier, beispielsweise kalandriertes Kraftpapier, Folien auf Papierauflage, Pergamin oder Metallfolien, Jedes Material, das hinreichend biegsam ist, ua sich der

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Gestalt der Form anzupassen, und so dehnungsbeständig, daß der Schichtstoff durch die Zugelemente 26 aus der Form gezogen werden kann, ist verwendbar. Ist beabsichtigt, die Folie oder einen Teil derselben von dem fertigen Schichtstoff zu trennen, kann die Folie mit einer das Zusammenkleben verhindernden Verbindung, wie z.B. Silikongleitmitteln, Polyäthylen oder Wachs überzogen werden. Auf Papier aufgeschichtetes Po.lyäthylen kann mit Vorteil verwendet werden.

Es ist ferner möglich, Schichtstoffe mit nicht abstreifbaren Materialien, selbst wenn diese unerwünscht dehnbar sind, herzustellen, indem man Schichten auseinem derartigen Material zwischen die schaumbildende Flüssigkeit oder den daraus erhaltenen Schaum und die nicht dehnbaren Folien 10 und 12 legt. Für diesen Zweck geeignete Materialien sinck regenerierte Zellulose, Zellulosenitrat, Zelluloseacetat, Zelluloseacetatbutyrat, Äthylzellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymere, Polyvinylbutyral, Polystyrol, modifizierte Styrolpolymere, Kautschukhydrochlorid, Polyamide (Nylon), Polyester (Polyethylenterephthalat) und Vinylchloridvinylidenchlorid-Misahpolymere. Poröse Textilien, wie z.B. Tuch oder Netzgewebe, können gleichfalls ver wendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zur Herstellung von Schichtstoffen mit einem Kern aus Polyurethanschäumen. Die Herstellung derartiger Polyurethanschäume aus Polyolen und Polyisocyanaten ist in der Technik bekannt, siehe z.B. die USA-Patente 3.036.022; 3.037^946; 3.039.976; 3.050.4771 3.053.778; 3.060.137; 3.061.556; 3.072.582; 3.073.788; 3-075.926; 3.075.928; 3.080.329; 3.085.983; 3.087.901; USA Neuauflage 24.514; Dombrow, "Polyurethanes", Reinhold Publishing Corp., New York, Seiten 1 bis 105 (1957), Saunders u.a. "Polyurethanes", Teil I, Interscience Publishers, New York (1962). Bei

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Verwendung geeigneter Polyisocyanate und Polyole können weiche und biegsame, halbfeste oder feste Schäume erhalten werden. Geeignete Polyisocyanate für diesen Zweck sind z.B. 2,4-Tolylendiisocyanat; 2,6-Tolylendiisocyanat; 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat; Dianisidin-diisocyanat; Tolidin-diisocyanat; Hexamethylendiisocyanatj m-Xylylendiisocyanat; 1,5-Naphthalin-diisocyanat und andere Di- und höhere Polydiisocyanate, wie sie beispielsweise in der Tabelle von Siefken, Ann.Bd. 562, S. 122 - 135 (1959) aufgeführt sind. Bevorzugte Polyisocyanate sind jedoch solche Produkte, die durch Phosgenieren von Gemischen aus Methylenbrücken enthaltendenPolyphenylpolyaminen hergestellt werden, die durch Umsetzung von Formaldehyd, Salzsäure und primären aromatischen Aminen, beispielsweise Anilin, o-Chloranilin, o-Toluidin oder Gemischen derselben erhalten werden. Derartige Polyisocyanate sind in der Technik bekannt; sieh z.B. die USA-Patente 2.683.730; 2.950.263 und 3·υ12.υΟ8, das Kanadische Patent Nr. 665.495 und die deutsche Patentschrift Nr. 1.131.877. Besonders bevorzugte Polyisocyanate dieser Art werden durch Phosgenieren von Methylenbrücken enthaltenden Polyphenylpolyamingemischen hergestellt, die etwa 35 bis 90 Gew.-# Methylendianiline enthalten, während der Rest aus Triaminen und Polyaminen von höherem Molekulargewicht besteht. Von dieser letzteren Art werden besonders solche Polyisocyanate bevorzugt, die durch Phosgenieren von Polyamingemisehen mit einem Gehalt von etwa 45 bis etwa 60 Gewichtsteilen Methylendianilinen erhalten werden, wie es in dem belgischen Patent Nr. 641.784 beschrieben ist.

Bei der Herstellung von Polyurethanschäumen werden die vorstehend genannten Polyisocyanate mit einem polyolartigen Material mit 2 oder mehr aktiven Wasserstoffatomen, z.B. Polyestern, Polyesteramiden, Polyalkylenglykolen, polyoxyalkylierten Glykolen, polyoxyalkylierten Aminen umgesetzt, wie jeder Fachmann weiß. Geeignete polyoaeyalilierte

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Amine haben Hydroxylzahlen von etwa 45 bis 700 und werden durch Polyoxyalkylierung von Butandiamin oder Polymethylenpolyphenylaminen erhalten, die zur Herstellung der vor- . stehend beschriebenen Polymethylenpolyisocyanaten verwendet werden. Geeignete Polyester werden nach den herkömmlichen Verfahren der Kondensationspolymerisation von zweibasischen Säuren und/oder Anhydriden mit einem Überschuß an Diolen, Triolen und/oder höheren Polyolen erhalten, wobei die Polyester Hydroxylzahlen von etwa 45 bis etwa 700 und Säurezahlen von weniger als 1 bis etwa 10 haben. Zweibasische Säuren und Anhydride sind beispielsweise Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutaminsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure, sowie Bernsteinsäure- und Phthalsäureanhydride.. Diole, Triole und höhere Polyole sind beispielsweise Ä'thylenglycol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2,6-Hexantriol, Trimethyloläthan, Pentaerythrit und Sorbit. Vernetzungsmittel, wie z.B. Glycerin, Trimethylolpropan und N,N,N' ,lT^r-Tetrakis-(2-hydroxypropyl)-äthylehdiamin, können ebenfalls verwendet werden, ferner Katalysatoren, wie z.B. tertiäre Amine, z.B. Ν,ΪΓ,Η"¹ ,N'-!Detramethyl-l,3-butandiamin, Tetramethylguanidin, l,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und Triäthylamin. Auch Zinnchlorid kann eingesetzt werden. Ferner können Zellstabilisatoren oder oberflächenaktive Mittel vom Typ der organischen Silikon-Block-Mischpolymeren verwendet werden, wie z.B. ein Silioxanalkylenoxydaddukt, das unter der Warenbezeichnung "DO-llJ" von der Dow Corning Corporation vertrieben wird. Auch diese Katalysatoren und oberflächenaktiven Mittel sind bekannt.: Ferner können phosphorhaltige Polyole verwendet werden, iie Flammenbeständigkeit verleihen, wie z.B. . Diäthyl-li,ir-di-(2-Hydroxyäthyi)-aminomethylphosphonat und ähnliche; Addukte von Phosphorsäure und/oder Polyphoephor-•äure, wie z.B, Pyrophoephorsäure, mit Alkylenoxyden, wie

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wie z.B. Äthylenoxyd, Propylenoxyd und 1,2-Butylenoxyd, sowie Phosphorsäurepolyolpolyester, die nach, anderen Verfahren erhalten werden; siehe z.B. die USA-Patente Nr. 2.372.244? 3.094.549} 2.830.069? 3.099.676; 3.061.625 sowie das kanadische Patent Fr. 560.741. Das Treiben oder Verschäumen kann durch Zugabe von Wasser, Trichlorfluormethan oder Methylenchlorid und ähnlichen Treibmitteln nach bekannten Verfahren vorgenommen werden.

Die verschiedenen Komponenten können einzeln oder als Vorgemische oder Vorpolymeren nach verschiedenen, in der Technik bekannten Methoden in den Miseher 18 eingeführt werden.

Die Ziehelemente 26 können aus Polyurethanelastomeren oder anderen Elastomerenmaterialien, z.B. natürlichem und synthetischem Kautschuk, bestehen. Die Polyurethanelastomeren sind besonders vorteilhaft wegen ihres hohen Reibungskoeffizienten gegenüber Papier. Die Ziehelemente 26 sitzen an einem endlosen Band oder einer Kette, welche um die Achsen 86, 88, 90 und 92 rotieren. Die üblichen Zahnräder und Druckplatten, die typisch sind für Zugvorrichtungen mit endlosen bändern oder Ketten, sind nicht gezeigt. Geeignete hydraulische Vorrichtungen, die gleichfalls nicht gezeigt sind, heben und senken das Ziehelemente' 94 und erzeugen den Druck, der jeweils notwendig ist, um die gewünschte Zugkraft auszuüben. Die oberen und unteren Zugbänder und/oder Zugketten werden synchron bewegt durch ein Räderwerk, das bei 96 gezeigt ist Und so konstruiert ist, daß selbst bei Unregelmäßigkeiten in der auf Unter- und Oberteil des Schichtstoffes ausgeübten Zugkraft keine Zu- oder Abnahme dee auf den Schichtstoff angewendeten Drucks eintritt. Der hierfür verwendete Meohanismus besteht aus einer Reihe von Zahn rädern, die sieh um die Achsen 88, 98 und 100 drehen.

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Der obere Teil 59 der Form wird von einem Rahmen 108 gehalten, der bei 110 mit dem Hauptrahmen der Vorrichtung' (nicht gezeigt) verbunden ist, so daß die Form zur Reinigung oder zum leichteren Einführen der Folien 10 und 12 geöffnet werden kann.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert, in denen die Teile, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen sind; es wird kalandriertes Kraft-Papier für die Folien 10 und 12 verwendet und durch die Form mit einer Geschwindigkeit von etwa 150bis 210 cm/Min, gezogen (Geschwindigkeiten von 15 bis 300 cm/Min, können angewandt werden).

Beispiel 1 Gewichtsteile

1. Propoxyliertes Glyzerin
Äquivalentgewichtι 465 90

2. ΪΓ,Ν,Ν' .F'-Tetrakis-U-hydroxy-

propyl)-äthylendiamin 10

3. Triäthylendiamin 0,8

4. Dimethylformamid 6,0

5. Destilliertes Wasser 1,2

6. Vorpolymeres, das durch einstündige Umsetzung von 42 Teilen gereinigtem Rizinusöl und 8 Teilen polyäthylenglycol (Äquivalentgewicht: lOO) mit 50 Teilen Toluoldiisocyanat bei

121 C erhalten wird. Das Äquivalentgewicht wird dann auf 300 eingestellt. 100

Die Bestandteile 1 bis einschließlich 5 wurden zweckmäßigkeitshalber vorgemischt. Das erhaltene Gemisch und Bestandteil 6 wurden dann kontinuierlich nach Bedarf in die Mischkammer 18 in einem Verhältnis von 108 Gewichtsteilen, des Vorgemischs zu 100 Gewichtsteilen des Bestandteils 6-eingeführt. Das erhaltene, halbsteife Polyurethanschaum-

009886/1817 . "pad CR

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laminat wies eine etwas unregelmäßige Zeilstruktur auf.

Die typischen physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Schaumkerns waren wie folgt:

	Gewichtsteile
Dichte, g/cm	0,128 - 0,160
Geschlossene Zellen, i<>	40
Elastizität im Fallkugeltest	1
Zugfestigkeit, kg/cm	3,09
Dehnung	80
K-Paktor	• 0,30
Beispiel 2

1. ±>ropoxyliertes Polyglycol, Äquivalentgewichtί 106 90

2. Diäthyl-E,iJ-di-(2-hydroxyäthyl)-aminomethyl-phosphonat 10

3· Modifiziertes organisches Silikon-Block-lLischpolymeres als oberflächenaktives Mittel 1,5

4. N,K,H¹ ,N¹-Tetramethyl-»1,3-butandiamin l,u

5. Trichlorfluormethan . . 32

6. Polymethylenpolyphenylisoeyanat mit einem Äquivalentgewicht von

132 . - 135

Die Bestandteile 1 bis 5 wurden zweckmäßigkeitshalber vorgemischt, Das erhaltene Gemisch und Bestandteil 6 wurden dann kontinuierlich^ nach Bedarf, in die Mischkammer in einem Verhältnis von 134,5 Gewichtsteilen des Vorgemischs zu 135,0 Gewichtsteilen des Bestandteils 6 einge-

. ■ "." -QOSSgB/18T7 . " . bad

führt. Das erhaltene, steife .Folyurethansehaumlaminat wies eine gleichmäßig feine Zellstruktur auf-.

Die typischen physikalischen Eigenschaften des Schaumkerns sind wie foxgt:

Dxcnte, g/cm^ 0,032 - 0,037

DrucicfestigKeit, kg/cm² 1,97-2,39

Zugfestigkeit, kg/cm² 2,11 - 2,46

Flammenbeständigkeit brennt nicht

K-Faktor 0,13

Beispiel 3 Gewichtsteile

1. Propoxyliertes Methylglucosid, Äquivalentgewicht: 129 100

2. Modifiertes organisches Silikon-Block-Mischpolymeres als oberflächenaktives Mittel 1,5

3. Triäthylendiamin 1,5

4. Mischpolymeres, das durch umsetzung von 80 Teilen Toluoldiisocyanat mit 20 Teilen propoxyliertem Sorbit
(Äquivalentgewicht: 102) erhalten wird? das endgültige Äquivalentgewicht wird auf 140 eingestellt 114

5. Trichlorfluormethan 40

Die Bestandteile 1 bis 3 wurden zweckmäßigkeitshalber vor gemischt. Auf ähnliche Weise wurden die Bestandteile 4 und 5 vorgemischt. Die beiden Gemische wurden dann kontinuierlich, nach Bedarf, in die Mischkammer 18 in einem Verhältnis von 103 Gewichtsteilen des Vorgemischs 1-3 zu 154 Gewichtsteilen des Vorgemischs 4-5 gegeben. Der erhaltene starre Polyurethanschaum wies eine gleichförmig feine Zellstruktur auf. Die typischen physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Sohaumkerns

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waren wie folgt;

Dichte, g/cm Druckfestigkeit, kg/cm* Zugfestigkeit, kg/cm K-Faktor

0,029 - 0,032 1,69 - 2,12 1,97 - 2,53 0,13

Beispiel 4

1. Trimethylolpropanadipatpolyesterhart; Äquivalentgewicht: 95 "100

2. Modifiziertes organisches Silikon-Block-Mischpolymeres als oberflächenaktives Mittel 1

3. N,N,^N^f-Tetramethyl-l,3-butandiamin 0,5

4· Mischpolymeres, das durch Umsetzung von 80 Teilen Toluoldiisocyanat mit 20 Teilen Trimethylolpropanadipat (Äquivalentgewicht: 95) erhalten wurde; das endgültige Äquivalentgewicht wurde auf 145 eingestellt 153

5. Trichlorfluormethan 26

Die Bestandteile 1 bis 3 wurden zweckmäßigkeitshalber vorgemischt. Auf gleiche Weise wurden die Bestandteile und 5 vorgemischt. Die beiden Gemische wurden kontinuierlich, nach Bedarf, in einem Verhältnis von 101,5 Teilen des Vorgemischs 1 - 3 zu 179 Gewichtsteilen des Vorgemischs 4 - 5 in die Mischkammer 18 gegeben. Der erhaltene steife Polyurethanschaum hatte eine gleichmäßig feine Zellstruktur. Die typischen physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Schaumkerns sind wie folgt:

Dichte, g/om

Druckfestigkeit, kg/cm* Zugfestigkeit, kg/om K-Faktor

0,048 - 0,056 4,22 - 6,33 5,27 - 7,73 0,13

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ORIGINAL

-- 19 -

Gewichtsteile

100

Beispiel 5

1. Propoxyliertes Diäthylentriamin, Äquivalentgewiehti 118

2. Modifiziertes organisches Silicon-Block-Mischpolymeres als oberflächenaktives Mittel 1

3. Bf, N, H^f, N · -Te tramethyl-1,3-butand iamin 4

4. Destilliertes Wasser ' 5,7

5. Vorpolymeres, das durch Umsetzung von

80 Teilen Toluoldiisocyanat mit 20 Teilen propoxyliertem Sorbit (Äq.uivalentgewicht: 102) erhalten wurde? das endgültige Äquivalentgewicht wurde auf 140 eingestellt. 210

Die Bestandteile 1 bis 4 wurden zweckmäßigkeitshalber vorgemischt. Das erhaltene Gemisch und Bestandteil 5 wurden dann«kontinuierlich, nach Bedarf, in einem Verhältnis von 134,5 G-ewichtsteilen des Vorgemischs zu 135,0 ffewichtsteilen des Bestandteils 5 in die Mischkammer gegeben.

Der erhaltene steife Polyurethanschaum wies eine gleichmäßig feine Zellstruktur auf. Die typischen physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Schaumkerns waren wie folgt:

■2

Dichte, g/cm

Druckfestigkeit, kg/cm

Zugfestigkeit, kg/cm K- Faktor

Beispiel 6

1. Propoxyliertes Glyzerin, Äquivalentgewichts 1000

2. Triäthylendiamin

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Gewichtsteile	- 0	,030
0,026	- 1	,76
1,41	- 2	,11
1,69
0,23

100

0,15

BAD

3. Trichlorfluormethan 8,0

4. Destilliertes Wasser 4,0

5. Stannooctoat 0,55

6. Toluoldiisocyanat 52

7. Modifiziertes organisches Silikon-Block-Mischpolymeres als oberflächenaktives Mittel 0,8

Die Bestandteile 1 bis 4 wurden vorgemischt. Die Bestandteile 6 und 7 wurden ebenfalls vorgemischt. Die beiden Gemische und Bestandteil 5 wurden dann kontinuierlich,

t *

nach Bedarf, in einem Verhältnis von 112,15 Teilen der gemischten Bestandteile 1-4, U,35 Teilen des Bestandteils 5 und 52,8 Teilen der gemischten Bestandteile 6 und 7 in die Mischkammer 18 gegeben. Der erhaltene geschmeidige Polyurethanschaum hatte eine feine gleichmäßige Zellstruktur. Die typischen physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Schaumkerns waren wie folgt:

G-ewichtsteile

•ζ Dichte, g/cm	0,027
RMA-Biegung	17,2 kg
Bleibende Verformung nach ASTM (50$)	6 *
ρ Zugfestigkeit kg/cm	1,05
Dehnung	175 %
Elastizität	35 *

Die Erfindung ist besonders geeignet zur Herstellung von Schichtstoffen mit Schaumkern aus halbstarren und starren Polyurethanschäumen,wie sie besonders in den vorstehenden Beispielen beschrieben wurden. Sie ist aber auch zur

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Herstellung von Schaumkern-Schichtstoffen aus geschmeidigen Schäumen nützlich. Werden beispielsweise Toluoldiisocyanat und das Vorpolymere des USA-Patents Nr. 3.056.168 in die Mischkammer 18 in Mengenverhältnissen bis zu etwa 9,5 $> freies Isocyanat gegeben, so erhält man einen geschmeidigen Schaumkern, der beim Durchgang durch die Zugzone gequetscht wird, so daß ein Teil der Zellen zerstört wird, um so die Starrheit herabzusetzen. Das Produkt kann dann weiter durch etwa einstündiges Erhitzen auf etwa 120 bis 150⁰O gehärtet werden. Gewünschtenfalls kann das Quetschen des flexiblen Schaums dadurch vermieden werden, daß man die Zugkraft nur auf die bei 104 und gezeigten Folienteile ausübt, die sich über den Schaumkern hinaus erstrecken.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.) Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von länglichen Schichtstoffen mit Schaumkern aus einer schaumbildenden Flüssigkeit, die beim Verschäumen eine selbsttragende Zellstruktur annimmt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine biegsame, im wesentlichen nicht dehnbare Folie kontinuierlich in Längsrichtung und entlang dem Boden, den Seiten und iem Oberteil einer offenen, länglichen Form zieht, die einen über ihre ganze länge im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt hat, die Folie den Innenflächen der Form anpasst, die schaumbildende Flüssigkeit so auf die Folie aufträgt, dass sie von derselben in die Form eingetragen wird, die schaumbildende Flüssigkeit zum Schwellen bringt, um die Form zu füllen und dadurch den Schichtstoff zu bilden, die Folien des Schichtstoffes von einander gegenüberliegenden Oberflächen von Zugelementen erfassen lässt, die so bewegt werden, dass sie die erforderliche Zugkraft ausüben, um die Folien mit einer solchen Geschwindigkeit durch die Form zu ziehen, dass der Schaum in einer stationären Front schwillt, wobei die Oberflächen der Zug-. elemente so angeordnet sind und eine derartige Berührungsfläche mit den Folien haben, dass die erforderliche Zugkraft erzeugt w.ird, ohne dass der Schichtstoff beeinträchtigt wird·

   2») Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Schichtstoff nach dem Schwellen durch eine Härtungezone führt· '

   --- - BAO

   0091W/18T7

   3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als schaumbildende Flüssigkeit ein polymerbildendes flüssiges Gemisch verwendet, welches unter Gasbildung polymerisiert und dadurch zu einer selbsttragenden druckbeständigen Zellstruktur schwillt, dass man zwei einander gegenüberliegende Folien verwendet, dass die längliche Form mit im wesentlichen gleiehmässigem Querschnitt aus zwei übereinanderliegenden Ober- und Unterteilen besteht, und dass man die untere Folie der Innenoberfläche des unteren Teils und die obere Folie der Innenoberfläche des oberen Teils anpasst·

   4.) Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der obere Teil der Form mindestens einen inlsich/ Längsrichtung erstreckenden Kanal hat.

   5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die längliche mit offenen Enden versehene Form einen im wesentlichen gleidhmässigen Segmentquerschnitt mit Zungen- und Nuten-Passteilen hat, so dass beim Verschäumen hierin ein Schichtstoff mit Schaumkern von gleichmässigem Segmentquerschnitt mit komplementären Zungen- und Nuten- Passteilen entsteht, dessen Segmente so zusammengesetzt werden können, dass eine Rohrverkleidung entsteht_o

   6.) Anlage zum kontinuierlichen Giessen von Schichtstoffen mit* Schaumkern, gekennzeichnet durch Formvorrichtungen, durch die- dem Schichtstoff mit Schaumkern die gewünschte Gestalt gegeben wird, Vorrichtungen zum Hindurchführen von Folien durch diese Formvorrichtungen, Vorrichtungen zum Anpassen der Folien an die Innenflächen dieser Formvorrichtungen, Vorrichtungen zur Zugabe einer schaumbildenden Flüssigkeit, derart, dass dieselbe durch die Folien in die Formvorrichtungen getragen wird, und Vorrichtungen zur Anwendung einer .*

   009886/1817 .' bad

   Zugkraft auf den Schichtstoff mit Schaumkern, wodurch der Schichtstoff aus der Form und das Abdeckmaterial in und durch dieselbe gezogen wird_o

   7o) Torrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine längliche, rohrförmige, zweiteilige Form.mit im wesentlichen gleichmässigem Querschnitt und gegenüberliegenden Schulterstücken an den Verbindungs- - stellen der beiden Teile, Vorrichtungen zur Führung einer oberen und einer unteren Folie durch die Form, derart, dass Teile jeder Folie auf jeder Seite zwischen den gegenüberliegenden Schultern zu liegen kommen, Vorrichtungen zum Anpassen der oberen Folie an die Innenfläche des Oberteils der Form und Vorrichtungen zum Anpassen der unteren Folie an die Innenfläche des Unterteils der Form.

   8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteil der Form kanalförmig ist und an Oberkante abstehende Schultern hat, und der Oberteil eine hierzu komplementäre Form und abstehende Schul-. tern hat, die auf den Schultern des Unterteils liegen , wobei eine der Schultern des Oberteils mit einer B&ch nach unten erstreckenden, in Längsrichtung verlaufenden Hippe und der andere mit einem dazu komplementären, nach oben sich erstreckenden, ■ in Längsrichtung verlaufenden Kanal versehen ist·

   Für
   THE UPJOHN COMPANY

   Rechtsanwalt

   009886/1817