Die Herstellung von Formteilen aus expandiertem Polystyrol (EPS) erfolgt heute industriell im Wesentlichen in zwei Schritten: Beim sogenannten Vorschäumen wird mit Treibmittel beladenes Mikrogranulat zunächst zu Schaumperlen expandiert – das sogenannte Vorschäumen. Anschließend werden diese Schaumperlen zu Formteilen verschweißt. In beiden Prozessen spielt Dampf seit langem eine wichtige Rolle: Beim Vorschäumen sorgt er dafür, dass die thermoplastische Matrix erweicht und das darin gelöste Treibmittel in die Gasphase übergeht, so dass sich eine Schaumstruktur ausbilden kann. Im Zuge der Formteilherstellung wird Dampf zwischen die Perlen geleitet, und dessen Energie genutzt, um die Perlen miteinander zu versintern.
Der Dampf erfordert jedoch eine aufwändige Infrastruktur, weshalb sich die Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) intensiv mit der Entwicklung alternativer, Verarbeitungsverfahren für Partikelschäume beschäftigt. Die kürzliche Inbetriebnahme einer Anlage zum dampffreien Vorschäumen von Mikrogranulat stellt dabei einen wichtigen Schritt in Hinblick auf die technische Umsetzung solch innovativer Technologien dar.
Im Gegensatz zum konventionellen Verfahren, bei dem das Vorschäumen portionsweise in großen Dampfbehältern erfolgt, arbeitet der neue Ofen kontinuierlich. Die Granulatkörnchen werden auf ein Förderband dosiert und durchlaufen spezielle Infrarot-Heizfelder. Danach werden die expandierten Schaumperlen, die bei Raumtemperatur rapide abkühlen, in einem Behälter aufgefangen. Die Durchlaufzeit beträgt dabei nur wenige Sekunden; eine nachfolgende Trocknung ist nicht erforderlich.
Dieses System wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Prozessentwickler FOX Velution GmbH, Nürnberg, konzeptioniert und durch den Sondermaschinenbauer FILL Ges.m.b.H., Gurten (Österreich), umgesetzt.
In dem vom Freistaat Bayern im Rahmen des Programms „Neue Werkstoffe in Bayern“ geförderten Projekt „IR-PreFoam“ erforscht die NMB zusammen mit der RYGOL DÄMMSTOFFE Werner Rygol GmbH & Co. KG, Painten, und der FOX Velution GmbH grundlegende Zusammenhänge zwischen Strahlungsprozessparametern und erzielbaren Materialeigenschaften am Beispiel von EPS für Dämmanwendungen. Auch die Optimierung von Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit stehen im Fokus dieses Vorhabens. Erste belastbare Ergebnisse zeigen ein deutliches Energieeinsparpotenzial sowie morphologiebedingte Eigenschaftsverbesserungen gegenüber dem Vorschäumen mit Dampf.
Natürlich ist dieser trockene Prozess nicht auf die Verarbeitung von EPS limitiert. Auch mit anderen Materialien wurden bereits vielversprechende Versuche durchgeführt.
Ansprechpartner:
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Dipl.-Ing. (FH) Peter Schreier | Telefon: 0921 507 36 153 |
E-Mail: peter.schreier@nmbgmbh.de
