CH351400A - Verfahren und Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung von Schäumen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung von Schäumen
Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren und eine Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung von Feinschäumen, vorzugsweise von Kunstharzschäumen und unabhängig von einer gegebenen Fabrikationsstätte.



   Es ist bekannt, dass sich feste Schäume in Form von endlosen Strängen herstellen lassen, indem man eine schaumfähige Lösung, z. B. aus hochaktivem Aminokunstharz, zusammen mit einem Schaumbildner, wie etwa einem Fettalkoholsulfonat unter Einwirkung pneumatischer und mechanischer Mittel, zu einem Grobschaum verschäumt, der unmittelbar anschliessend wiederum unter Mithilfe mechanischer Mittel in einen Schaum mit ausgesprochener Feinstruktur übergeführt wird. Durch Zugabe eines sauren Kondensationsmittels nach Herstellung des Feinschaumes in genau berechneter Konzentration gelingt es, die Kondensation des Aminokunstharzes, welches in den Schaumlamellen fein verteilt ist, so weit vorzutreiben, dass der Schaum nach Verlassen der Austragöffnung eine Festigkeit aufweist, die den Transport des in Stücke geschnittenen Stranges in eine Trocknerei erlaubt.



   Nach dem bekannten Verfahren lassen sich wohl feste Feinschäume kontinuierlich herstellen, doch bedingt vor allem die Überführung des Grob- in den Feinschaum grösseren apparativen Aufwand in Form von intensiv wirkenden Rührwerken, die längs eines zylindrischen Behälters angeordnet sind.



   Diese apparativen Voraussetzungen bedingen ihrerseits stationäre Fabrikationsanlagen, wodurch wiederum bedingt ist, dass der Festschaum in Platten oder anderen Formkörpern konfektioniert werden muss.



   Es wurde nun gefunden, dass sich Feinschäume mittels einer Handapparatur herstellen lassen, durch Überführen eines Grobschaumes in einen Feinschaum, indem er unter der Einwirkung eines Druckgefälles gezwungen wird, eine langgestreckte Drosselstelle zu passieren.



   Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine schaumfähige Lösung, bestehend z. B. aus hochaktivem Aminoharz, Schaummittel und Wasser unter der Einwirkung von Pressgas, z. B. Luft, unter intensivem Rühren in einen Grobschaum übergeführt, welcher infolge des Druckgefälles über ein Expansionsgefäss, in dem ein weiteres Aufschäumen erfolgt, gezwungen wird, eine langgezogene Drosselstelle, z. B. ein enges Rohr, zu passieren, um in einen weiteren, drucklosen Rührraum zu gelangen, in den durch Zuleitungen saure Harzkondensationsmittel und eventuell andere Zusatzstoffe, wie Füllmittel, Farbstoffe oder, bei der Herstellung von Schaumbeton, Mischungen von Zement mit Sand zugegeben werden.



  Unter der Einwirkung der sauren Kondensationsmittel wird in diesem drucklosen Rührraum - der Feinschaum weiter kondensiert und besitzt nach Verlassen dieses Raumes eine Konsistenz, die den Transport des noch feuchten Festschaumes erlaubt.



   Zur Herstellung eines feinen Schaumes eignet sich eine Apparatur, die ebenfalls Gegenstand vorliegender Erfindung ist und beispielsweise an Hand einer Skizze erläutert werden soll.



   Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersfen Ausführung einer solchen Apparatur im Schnitt.



   Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, ebenfalls im Schnitt.



   Die Apparatur besteht aus einem zylindrischen Rührgefäss 1, in dessen Achse die Rührwerkwelle 3 liegt, die mit radial angeordneten Rührdrähten oder Rührstäben 4 usw. versehen ist. Der Antrieb des Rührwerkes erfolgt durch einen beliebigen, z. B. elektrischen oder Pressluftmotor. In die erste Kammer des Rührraumes mündet eine Leitung zur Zuführung der schaumfähigen Lösung 5 und eine Pressluftleitung 6.  



  Durch den   Übergang    7 ist der Rührraum mit dem Expansionsgefäss 8 verbunden. Das Expansionsgefäss seinerseits ist über ein Entspannungsventil 9 durch eine langgezogene Drosselstelle, z. B. durch ein dünnes Rohr 10, mit dem unter Normaldruck stehenden Rührraum 11 verbunden. Im Rührraum 11 befindet sich wiederum ein Rührwerk 14, welches mit dem Rührwerk im Rührraum 1 fest verbunden ist. In diesem Rührraum 11 münden verschiedene Zuleitungen, wie die Härterzuleitung 12 mit Dosier- und Regelventil 13. Durch das Rührwerk 11 wird nicht nur die Verteilung der zugeführten Stoffe in Feinschaum und gleichzeitig die Kondensation des in den Schaumlamellen verteilten Aminoharzes bewirkt, sondern auch gleichzeitig der Austrag des halbsteifen Feinschaumes durch die Austragsöffnung 15.



   Die in Fig. 2 gezeigte Apparatur besteht aus zwei Siphongefässen   1' und    la, in welche über ein T-Stück 2' eine Pressgasleitung   3' mündet.    Das Siphongefäss 1' ist über ein dünnes Rohr   1 Oa    mit dem an einen in Form einer Pistole gebauten Elektromotor angebauten Rührwerkzylinder 5'verbunden. Durch ein Tauchrohr   6' ist    das Siphongefäss la mit dem Expansionsgefäss 7' verbunden, welches durch eine poröse Platte   8' in    zwei Räume unterteilt ist. Durch den Siebkörper 8' erfolgt durch die Leitung   9' die    Zuleitung von Pressgas, wodurch die durch das Tauchrohr 6' zugeführte, schaumfähige Flüssigkeit aufgeschäumt wird.

   Der so erhaltene Grobschaum wird über die lange Drosselstelle, die in diesem Fall durch die Leitung 10' gebildet wird, dem Rührraum   5' zugeführt,    wobei er gleichzeitig in Feinschaum umgewandelt wird.



   Aus dem Siphongefäss 1' erfolgt durch Leitung 10a die Zufuhr des Härters ebenfalls in den Rührraum 5', so dass bei der Austragsöffnung ein formbeständiger Schaumstrang austritt.



   Es kann, wie oben beschrieben (nach Fig. 2), ein Kunstharzfeinschaum hergestellt werden, der aus einer schaumfähigen Lösung aus dem Gefäss 6' über das Expansionsgefäss   7' und    die Leitung   10' dem    Rührraum 5'zugeführt wird. Aus dem Gefäss 1' kann ein Katalyt, der sowohl als Schaumhärter wie auch als Schnellhärter für Beton dient, wie z. B. Magnesium oder Eisenchlorid in Form einer Lösung dem Rührraum 5' zugeführt werden. Es zeigt sich, dass ein so hergestellter Schaum im Rührraum 5' schon eine so grosse Formbeständigkeit aufweist, dass aus einem weiteren, nicht gezeichneten Gefäss durch die Leitung 10b eine Betonmischung zugegeben werden kann. Das durch die Öffnung 11' ausgetragene Produkt ist in diesem Falle Schaumbeton. Die Zugabe des Zementmörtels kann auch erst nach Austritt des Feinschaumes in einem weiteren Rührgefäss erfolgen.



   Selbstverständlich kann man nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch nicht feste Schäume herstellen, wenn die Zugabe des Härters unterbleibt. Ebenso kann man die Grobschäume auch über mehrere langgezogene Drosselstellen, zwischen denen sich jeweils ein Expansionsgefäss befindet, in Feinschäume überführen.



   Durch den Wegfall der mechanischen Mittel für die Umwandlung des Grob- in den Feinschaum, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren beim Durchgang durch die langgezogene Drosselstelle erfolgt, ist es möglich, die ganze Apparatur als Handapparatur zu gestalten, so dass die Fabrikation der festen Schäume gleich an Ort und Stelle ihrer Verwendung erfolgen kann.



   Beispiel 1
Einer wässrigen Harnstoffharzlösung   (25%    Festharzgehalt) eines gut wasserlöslichen, reaktionsfähigen Harzes werden   3 X0    eines Alkoholsulfonates zugesetzt und das Gemisch in den Grobverschäumer (Fig. 1) eingepresst. Dem nach Passieren des Expansionsgefässes bzw. der langgezogenen Drosselstelle austretenden Feinschaum wird im Drucklosrührraum ein Kalthärter, bestehend aus   1obiger    wässriger Phosphorsäure und 2% Harnstoff als die Gelierung verzögernden Faktor unter intensivem Rühren in einer Menge von 20 Gew. %, bezogen auf das eingesetzte Harz, beigemischt. Der bei der Austragsöffnung 15 austretende Schaumstrang weist die typische Struktur eines Feinschaumes auf und wird direkt in noch gelartigem Zustand verwendet.



   Beispiel 2
Eine   1O%ige    wässrige Harnstoffharzlösung wird zusammen mit   3%    Alkoholsulfonat in das Siphongefäss la (Fig. 2) gegeben. In das Siphongefäss 1 wird eine Lösung von 500 g Magnesiumchlorid und 200 g Eisenchlorid pro Liter Wasser gegeben. An die beiden Siphongefässe wird durch die Leitung 3' über das T-Stück   2' und    gleichzeitig auf den Siebboden 8'Pressluft aufgepresst. Dadurch wird die schaumfähige Mischung im Expansionsgefäss   7' in    einen Grobschaum verwandelt. Durch Passieren der Drosselstelle 10' wird der Grobschaum in einen Feinschaum umgewandelt, dem im Rührraum 5' durch die Leitung   1 0a    unter Einwirkung der Pressluft dem Siphongefäss 1' die Härterlösung zugeführt wird.

   Die Dosierung der Härterlösung erfolgt in einer Menge von etwa 20 Gew. %, bezogen auf das Harnstoffharz. Durch Hinzufügen von Zementmörtel durch die Leitung 10b wird der Feinschaum in einen Schaumbeton verwandelt, ohne dass die Schaumstruktur durch das Zufügen der Zementmischung zerstört wird. Das Hinzugeben des Zementmörtels kann auch nach Austritt des Feinschaumes aus dem Rührraum 11' erfolgen.



  Die Menge des Zementmörtels, bestehend aus Wasser und Zement, beträgt etwa 80%, bezogen auf das Gewicht des Harzes.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Feinschäumen, dadurch gekennzeichnet, dass man in ununterbrochener Arbeitsweise zuerst unter Druck Grobschaum herstellt, welcher unter Einwirkung eines Druckgefälles über mindestens eine langgezogene Drosselstelle in Feinschaum übergeführt wird, dem unter drucklosem Rühren Zusätze zugegeben werden.

   II. Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung von festen Feinschäumen nach Patentanspruch I, bestehend aus einem Druckrührraum mit Zuleitungen, einem mit diesem in Verbindung stehenden Expansionsgefäss, welches seinerseits über eine langgezogene Drosselstelle mit einem Drucklosrührraum verbunden ist, in den Zuleitungen münden und der mit einer Austragsöffnung versehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die schäumbare Masse reaktionsfähiges Kunstharz enthält, welches durch Härtezugabe in der Feinschaumstufe verfestigt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Grobschaumes in Feinschaum mehrstufig erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als schäumbare Masse eine Lösung eines reaktionsfähigen Kunstharzes zusammen mit einem Schaummittel verwendet wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des primären Grobschaumes unter Einwirkung eines mechanischen Rührwerkes und unter direkter Wirkung eines Pressgas es erfolgt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im drucklosen Rührraum nebst saurem Kondensationsmittel eine Betonmischung zugegeben wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im drucklosen Rührraum Farbstofflösungen zugegeben werden.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im drucklosen Rührraum Füllstoffe zugegeben werden.

   8. Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die langgezogene Drosselstelle ein enges Rohr ist.

   9. Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in den Druckrührraum Zufuhrleitungen für die Schaumlösung und das Pressgas münden.

   10. Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckrührraum durch blendenförmige Zwischenwände in mehrere kommunizierende Räume unterteilt ist.

   11. Apparatur nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckrührraum und im Drucklosrührraum Rühreinrichtungen angeordnet sind, bestehend je aus einer in der Achse der Rührräume liegenden Welle, welche mit radial angeordneten Rührstäben versehen sind.