08.04.2013

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IKV: Neues Schäumverfahren mit CO2 als Treibmittel für PUR-Formteile

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen entwickelt zur Herstellung von geschäumten PUR-Formteilen eine neue Schäum­technologie. Die neue Technologie ermöglicht den Einsatz von CO2 als Treibmittel. Es gilt als aussichtsreiche und umweltfreundliche Alternative zum chemischen Schäumen mit Wasser, das Hartsegmente und Versprödungen im PUR-Bauteil verursacht. Bisher führen aber große Mengen von CO2 als Treibmittel zu einem unkontrollierbaren Schäumprozess, teilt das IKV mit.

Erste Untersuchungen zeigen demnach bereits, dass das neue CO2-Schäumverfahren deutlich geringere Raumgewichte erzielt als dies bisher möglich war. Um ein kontrolliertes Aufschäumen des Reaktionsgemischs zu erreichen, wird in der Schäumform ein Gasgegendruck erzeugt. Dieser Werkzeuginnendruck, der über dem Dampfdruck des gelösten CO2 liegt, verhindere ein frühzeitiges Aufschäumen. Mit einer gezielten Reduktion des Innendrucks können der Zeitpunkt und die Geschwindigkeit des Aufschäumens gesteuert werden. Ein zu schnelles Aufschäumen und Kollabieren des Schaums wird demzufolge damit unterbunden.

Für dieses Verfahren entwickelten die IKV-Wissenschaftler gemeinsam mit der PME fluidtec GmbH, Ettenheim, ein abgedichtetes Werkzeug mit Ventiltechnik und eine entsprechende Prozesssteuerung. Darüber hinaus wurde die Hochdruck-Dosiermaschine HS500 der Hennecke GmbH, Sankt Augustin, an die neue Prozesstechnik angepasst.

Das IKV nahm die Technologie erfolgreich in Betrieb. Bereits die Vorversuche lieferten Weichschaumbauteile mit einer Dichte von ca. 90 kg/m³. Das Verfahren zeigt damit einen Weg auf, den Bereich der individuell einstellbaren mechanischen Eigenschaften des PUR-Schaums weiter zu vergrößern. Das mit CO2 geschäumte Material kann weicher eingestellt werden als chemisch geschäumtes. Zusätzlich reduziert es signifikant den Bedarf an Isocyanat, das für die konventionelle chemische Schäumreaktion benötigt wird, und trägt somit dazu bei, Kosten zu reduzieren.

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