DD211121A1

DD211121A1 - Verfahren zur herstellung von isolierten behaeltern

Info

Publication number: DD211121A1
Application number: DD24483782A
Authority: DD
Inventors: Michael Niklas; Manfred Gebhardt; Guenter Werner; Heinz Rudolph; Georg Gebhardt
Original assignee: Sponeta Schlotheim Veb K
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1984-07-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zur Herstellung von isolierten Behaeltern" nach der Sandwichbauweise, wobei es darauf ankommt, eine stabile Isolations-/Stuetzkernschicht, lebensmittelechte Ausruestung und hohe Temperaturbelastbarkeit zu erhalten. Ziel d. Erfindung ist es, die Isolations-/Stuetzschicht in einem geschlossenen Arbeitsgang in die Hohlraeume der vorzugsweise aus glasfaserverstaerktem Polyesterharzmantel bestehenden Behaelterteile auf einfache Art einzutragen. Dabei steht d. Aufgabe, einen PUR-Schaum fuer einen effektiven Einsatz, also ohne uebliche Verdichtung des Isolationssystems, d.h. unter Freiverschaeumung im Einstufen- oder Ueberschichtungsverfahren mit annaehernd isotropen u. m. entsprechender Rohdichte ausgelegten druckfesten Eigenschaften zu modifizieren. D. Wesen d. Erfindung besteht darin, dass ein PUR-Strukturschaum mit einer freiverschaeumten Rohdichte von 160-240 kg/m hoch 3 modifiziert wird durch Zugabe von 0,05 bis 2 % Wasser und 0,025 bis 1 % Primaeralkohol, vorzugsweise Aethanol o. n-Propanol o. n-Butanol, zur Polyolkomponente, im Gemisch o. einzeln, im Gewichtsverhaeltnis Wasser:Primaeralkohol proportional 2:1. D. Erfindung wird bevorzugt f. d. Herstellung von Sandwichbehaeltern kleiner und mittlerer Groesse bis maximal 1,5 m hoch 3 Nutzvolumen angewandt.

Description

« 1

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von isolierten Behältern

Anwendungsgebiet der Erfindung ' ,'.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von isolierten Behältern, die durch Sandwichbauweise gekennzeichnet sind, die lebensmitteleoht hergestellt sein, hohe Temperaturschwankungen vertragen müssen und aus einer Isolationsschicht bestehen, die gleichzeitig die Funktion eines Stützkerns versieht»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Herstellung von Behältern mit Saadwiohkonstruktion ist bekannt und üblich. Die Sandwichbauweise verleiht den Behältern vor allem Festigkeit und, je nach eingesetatem Zwischenschicht materials mehr oder weniger ausgeprägte Unabhängigkeit des Einsatzes bei Temperaturextremen. Der Einbau der Isolationsschicht erfolgt dem Stand der Technik gemäß generell auf Basis von Sohaumfertigteilea, vorwiegend als PVC - Hart- oder Polystyrolschaum. Beispielsweise wird in der WP 115 451 ein Verfahren zur Herstellung von Sandwichbehältern vorgestellt, das auf der Grundlage der üblichen Wiokeltechnologle die auf die frische innere Deckschicht aufgesetzten Schaumsegmeate für Böden und Zwischenwände mittels der äußeren Deckschicht (mit Polyesterharz getränkte Glasfasergewebe) einwickelte

Ji-M fs«; JiPk β π λ η A m fi-R 9

In der BRD - OS 1942 728 wird die Fertigung eines doppelwandigen Lagerbehälters beschrieben, derzufolge die Distanoeschicht, die u.a., aus Hartschaum bestehen kann, an den ersten Mantel gelegt wird.

Desweiteren ist das Hohlraumaussohäumen mit PUR - Systemen üblich; allerdings kann mit minimalem teohnisohen Aufwand keine Isolationsschicht, die gleichzeitig als Sttitzkern fungierts, erzeugt werden«, Vielmehr ist im letzten Fall ein hoher Verdichtungsgrad, der ja bekanntlich mit der Bruokfestigkeit des Schaumes korreliert, erforderlich. Diese Forderung awingt jedoch zu einer komplizierten und kostspieligen Formvorrichtung.

Die übliche Verfahrensweise des Aufklebens und Veraiegelns der Isolations-/StUtζschicht vornehmlich mit PVC - Hartschaum ist, was insbesondere größere ebenfläohig - kantige Behälter betrifft, äußerst zeitaufwendig und unökonomisoh· Sarüberhinaus gilt, daß der für Isolations-/Stützkerne bevorzugte PVC Hartschaum nur eine Dauerwärmebeständigkeit bis 40 ⁰C aufweist und aufgrund seines bevorzugten !Treibmittels physiologisch nicht unbedenklich ist. .

Ziel der Erfindung _?

Ziel der Erfindung ist es, den Auftrag der Isolations-/Stütz-· schicht bevorzugt für Behälter auf Basis glasfaserverstärkte^ Polyesterharzes auf solch eine effektive Weise durchzuführen, dag mehrere Arbeitsgänge wie PVC - Hartechaum - Zuschnitt» Verklebung und Versiegelung eingespart und ein ökonomischerer Einsatz eines Isolations-/Stützkernsystems unter Gewichtsreduzierung der Isolationsschicht und verringerter Abfallquote beim Herstellungsprozeö realisiert werden.

Dies hat über selbständige Aussohäumung der Isolationsschicht zu erfolgen. Dabei ist der grundlegende Widerspruch zu lösea» der durch die Forderung nach hoher Druckfestigkeit der Stützsohicht besteht, indem nämlioh zur Vermeidung einer extrem aufwendigen Schäumvorriohtung, die den entsprechenden Verdichtungsgrad zur Erzielung der gewünsohten Druckfestigkeit erst

- 3 - ' · . ' .;..;

gewährleistet j bei möglichst hoher Kohdioht© und ©iaem niedrigen, daher eine Freiνerschäumung ermöglichenden» Verdichtungsgrad eine dtiaa.® Isolationssohioht hoher Druckfestigkeit unl ausreichender Scherb©lastbarkeit zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» eis rationelles einstufiges Verfahren zum Auftrag einer geschlossenen leistung sfäliig en Isolations-/Stlitzsohioht insbesondere im glasfaserverstärktem Polyesterharz - Mantel für Behälter au entwickeln, wobei die Isolations-/StUtaschicht dem Einsatz bei Temperaturbelastungen von - 20 ⁰C bis 80 ⁰C gewachsen und physiologisch unbedenklioh sein muß.

Dabei ist der Widerspruch zu lösen, der darin besteht, daß aur Erzielung der erforderlichen relativ hohen Bruokfestigkeit des Sohaumes, die mit der Rohdichte kerreliert, bei gleichzeitig annähernd isotroper Verteilung der Isolations-/ Stützsohioht im Behältermantel at&f eine hohe Verdichtung und demzufolge auf eine komplizierte, extrem kostenaufwendige Schäumvorriohtung zu verzichten ist, wobei eine hohe Effektivität des Verfahrens als Zielstellung steht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe daduroh gelöst, daß zwischen der vorgefertigten inneren und äußeren 0FF - Schicht das Reaktionsgemisoh eines modifizierten Polyurethan - Strukturschaumes, der sioh zusammensetzt aus der Komponente A, die •ils Grundkomponente 2 bis 3 Polyoltypen mit mittleren GH Zahlen von 380 bis 490 mg KOH/g aber unterschiedlichem lltolekulargewioht (zwisohen 500 und 4000) enthält, wobei eine Komponente, bevorzugt ein Aminpolyol, sioh durch eine deutlich erhöhte-Reaktivität gegenüber den anderen auszeichnet, und einer Komponente B, bestehend aus Polyphenylenpolymethylenpolyisooyanat, in einem Ansatz oder, bei größeres» Behälterdimension, im Überschichtungsverfahren maschinell oder per Hand eingetragen wird, wobei die erforderliche Modifisierung des PUR - Systems so vorzunehmen ist, daß, Je nach gewtlnsohter Rohdichte, die sioh aus der Forderung zur Druckfestigkeit ableitet, 0.05 bis 2 % Wasser und 0.025 bis 1 % eines primären Alkohols, bevorzugt Ithanol oder n- Propanol oder'»- Butanol,

welch letztere .einer Vex spr'ö dung durch Hb er angebet¹ an stoffgruppen in Il0l0ktl.lgeru.st entgegenwirken, in die Kompö~ .neat© A vor der; Verarbeitung eingemischt werden·' ; Dabei ist ansju streb es _s «laß bei Behältern mit einem Iutss¥olu~ mes von 500 Litern und mehr die' Tersohättmung. .getrenat'n&oa ... mindestens swei Behälterteilen, z»B* Ober™' und Unterteil» erfolgt, wobei das Zusammenfügen der Behälterteil® aaoh üblichen 3}@chnolo-giea₉ Tb®i SFP -> Sinsats ss^B* ober nieren zu realisieren, ist* - ' .' · . Ein besonderer Vorteil des. Verfahrens besteht darin» gegen bisher üblicher Sohäumteohaologiea, die mx Geährleistung der Isotropie des Schaum®® mit einem bestiira.taB Terdiohtuagsgrad axbeitea mlissen_s keine auf eat sprechende Iriioke aus-

Holzversöhalungen bereits ausreichen. ... . ., Sine "besondere Zuverlässigkeit des Verfahreas besteht darIa₉' daS bei exakt dosierter wasser/primaralkohol « Menge elae ,

Bei der Einbringung des .Primäralkohols- wird τοπ 4er optimal ermittelten Menge ausgegangen, die nioht mehr -als 1. % J^&teil (Bezugspunkt ä@r (S@wi©ht©asiteile ist die Komponente A)-betragen darf -und im Verhältais Wasser 3 Brimaralkoholiv.E g .1 ein-» gesetzt wird, anderenfalls die Schäumfestigkeit abniasat. Eine Rohdichteerniedrigung tritt bis zur genannten. Größen- ". Ordnung von 1 % durch selektive Verringerung des V©rzwelgungs~ grades im MolekUlverbaad auf«

Es ist bekannt9 daß bei Umsatz Wasser/Isooyanat Harnstoffe entstehen^ die zu einer zunehmenden Versprödung führen-. Desweiteren wird im allgemeinen .eine vorzeitige Eisbildung ... im' Sohaum₉ die ihrerseits jedoch hauptsächlich auf die äußerst unerwünsohte Schrumpfung surtickaufÖhren ist., beobachtet.· Diesen negativen. Effekten wirkt die erfindungsgemäße Modifikation entgegen» · .-

Für die Einsatztemperaturen der Komponenten gelten die tlbllohen Bereiche_s "bevorzugt wird der Einsatz bei Eaumtemperatur· Eine Ableitung der Reaktionswärme dmroh s«B.« Wasserkühlung ist dann erforderlioh« wenn die auszusohäumenden

einen größeren Abstand als 30 sun haben. In der lege! ist. , . jedoch, eine solche Schichtdicke aufgrund der ausgezeichneten Isolationseigenschaften aes PUR"- Hartschaumes nicht erforderlich. Mineralische Füllstoffe* wie z*B· See- bsw· Quarzsand mit Korngrößen bis au 1 mm können bis zu 60 Gewicht steilen auf 100 Gewichtsteile der Komponente Δ eingearbeitet werden, wobei zur Kompensation dieser die Rohdichte steigernden Zuschlagstoffe entsprechend erhöhte Anteile der erfindungsgemäßen Modifikation zuzusetzen sind· ErfindungsgemäS ist es auch möglich, per Maschinen- oder Handaustrag unter Verzicht auf eine Formwerkzeugk©aatruktion bei einfachster Holasttitzkonstruktion (sofern sich der Werkstoff des Mantels bei Briioken um 0·2 kp/om- verformen kaum) Hohlräume mit beliebig angepaßter Rohdichte (bis 24© kg/iir) auszuschäumen, wie ζ·Β· von Hand tränsportierbare Kühlbö-· hälter, was im Gegensatz zu ubliohen Verfahren neben der Produktionskostensenkung zu einer Systemeinsparung führt· In Abhängigkeit von Geometrie und Sohäumvolumen ist es jedoch erforderlich, innerhalb der o«g· Variationsbreite der Modifikatoren unter Berücksichtigung des üblichen OH/MCO <* Verarbeitungsbereiches zu optimieren.

Au sfUhrun$sbei spiel

In den 25 mm dicken Hohlraum zweier, mit Distanoebolzen (Holz) fixierten, in einer formentsprechenden Holzrippenkonstruktion eingebetteten, wannenförmiger GFP *· Laminatkörper mit den mittleren laßen 0.85 m χ 0*4? m χ 0·35 m werden 0.72 kg eines mit 0.0024 kg Wasser und 0«0014 kg η - Butanol gut vermischten, anschließend mit 0*78 kg polyphenylenpolymethylenpolyisooyanat in einer Niederdruokschäummasohine zur Reaktion gebrachten PUR * Strukturschaumsystems der Rohdichte 180 kg /tor (mit Modifizierung Rohdichte 100 kg nr) unter kurzmöglichstem Gießgefälle eingegossen. Das derart erhaltene Unterteil ist nach Abkühlung der Sehaumschicht (30 min.) montagefertig.

Claims

Verfahren zur'.'Herstellung von iaolierten Behältern durch Ausschäumen des durch aus insbesondere QFP - Innen- un4 Außenwände gebildeten Hohlraums in einem Arbeitsgang ©der im Überschiehtungs?erfahren, im maschinellen oder Handaustrag mit Polyurethan» dadurch gekennzeichnet^ daß ein Strukturschaum» system auf Basis Polyurethan mit einer freiversohäumtea Rohdichte (Beeher?ersuch) von 160 - 240 kg/nr modifiziert wird durch Zugabe*von O.OS? bis 2 % Wasser and 0*025 bis 1 % Primäralkohölj vorzugsweise Ithanol oder n- Propanol oder n- Butanol, zur Po lyo !komponente ₉ im G@ad.sch oder einzeln₉ im-Gewiohts?erhältnis Wasser $ Primäralfcohol ^ 2 ε 1 « wobei ohne Verdichtung eine annähernd isotrope^ sohrumpfarme Isolations-/StUtakernschicht entsteht»