本发明涉及切割硬质泡沫，尤其是p(m)i泡沫块体的方法。在此提供一种方法，借此可以甚至以例如大于3毫米的相对较高的层厚度切割这些硬质泡沫，而没有例如在锯切过程中由于形成的锯末而以相当大量产生的材料损失。
背景技术：
硬质泡沫，例如以品名
软质泡沫，例如软质聚氨酯泡沫，也可使用带式刀切割，在此不产生作为废料的锯屑。
许多泡沫(硬质和软质泡沫)另外借助加热的张紧的金属丝切割。但是，在此存在由热的金属丝对该材料热损伤的可能性。此外，由于该金属丝的有限粗度，在此也存在材料损失或薄板断裂的问题。
技术实现要素：
目的
在所论述的现有技术的背景下，本发明要解决的问题因此是提供一种将硬质泡沫分割成两个平面部分的方法，其中将粉尘形式的材料损失保持尽可能低，并且同时，该材料不受热应力或以任何其它方式过度受损，尤其是在分割位置。
更特别地，该方法应适合于按需要由这种硬质泡沫制备具有小于3毫米厚度的薄膜以及具有3至30毫米直径的薄板。
在此解决的另一问题在于，这种方法应适合如此加工聚(甲基)丙烯酰亚胺(p(m)i)，尤其是聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)。
可以由现有技术、说明书、权利要求书或实施例推导出此处没有明确论述的其它目的。
解决方案
在下文中，术语“聚(甲基)丙烯酰亚胺(p(m)i)”应理解为是指聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)、聚丙烯酰亚胺(pi)或它们的混合物。类似的考虑适用于相应的单体，如(甲基)丙烯酰亚胺和(甲基)丙烯酸。例如，术语“(甲基)丙烯酸”不仅是指甲基丙烯酸，还是指丙烯酸，以及这两者的混合物。
通过一种平面分割硬质泡沫的新型方法解决了这些问题，该方法适合于获得薄膜或薄板。这种新型方法的特征在于首先将硬质泡沫软质化，然后用刀具切割。在此，在本发明的第一个备选实施方案中，为了软质化，将硬质泡沫在切割前储存在水中。在第二实施方案中，将硬质泡沫加热或调节至最低15℃和最多比该硬质泡沫的发泡温度低1℃的温度。调节温度在此意味着在发泡操作后在冷却至所示温度范围的同时直接切割仍热的泡沫。
此外，这两种备选方案也可以通过如下方式互相组合：任选在压力下相应地加热水，并将预热的硬质泡沫添加到加热的水中，或在从水中取出后和在切割前另外加热硬质泡沫。
发泡温度在此根据本发明被理解为是指在预先进行的聚合物发泡中发泡开始的温度。这一温度主要取决于所用发泡剂并且是本领域技术人员容易调节和确定的。在切割操作中，发泡温度起重要作用，因为在此可发生后发泡，其会干扰切割操作或使其不可能。
在加热的实施方案中，该硬质泡沫优选在切割前通过在炉中储存或通过用红外射线或微波照射而软质化。为此，除选择加热源外，还有多个变化方案。在第一个变化方案中，该硬质泡沫在从炉或热压机中取出后直接用刀具切割。在第二个变化方案中，刀具在炉内。这一变化方案可以特别有效的方式进行，但在此在装置方面要求非常高。在这种情况下，不必完全加热整个待切割的泡沫块体。完全加热相当于要切割的层厚度的大约两倍厚度的层就足够了。这也可以连续进行。
关于要调节的温度，尤其优选在切割前将硬质泡沫加热到该硬质泡沫材料的抗热变形温度以上的温度。根据材料，这一温度可以非常不同，但在合适的硬质泡沫材料的情况下始终低于发泡温度。在p(m)i硬质泡沫的情况下，主要通过发泡剂的选择调节发泡温度。在此，在发泡完成后，在重新的加热操作过程中通常发生后发泡，这在根据本发明的平面分割操作中当然是破坏性的。
在第三个变化方案中，硬质泡沫首先导引经过ir或微波辐射源，随后以最多2米的距离传送至刀具。此外，也可以布置辐射源以使得其位于刀具正上方或覆盖紧邻刀具上游和上方的区域。借助ir辐射器的加热尤其能允许紧邻刀具的上游加热。
在本发明方法的第四变化方案中，在炉中或在热压机中在发泡操作后直接进行仍被加热的硬质泡沫的分割。
在分割前进行水储存的实施方案中，该硬质泡沫在水浴中储存至少30分钟，优选至少1小时，更优选至少24小时。在此，储存时间尤其取决于要分割的硬质泡沫的厚度。在水储存后，然后在不多于30分钟内，优选在不多于10分钟内，用刀具分割硬质泡沫。
关于刀具的布置，也有各种实施方案。在一个优选实施方案中，硬质泡沫块体与刀具的切割面垂直地移动，同时刀具在此仅与硬质泡沫块体的传送方向垂直地移动。另选，尽管较不优选，刀具在切割操作中沿固定的硬质泡沫导引。刀具和硬质泡沫也可以具有相反运动方向，在这种情况下刀具在后两个所述变化方案中实际上(gleichsam)除了可支持切割操作外还可与硬质泡沫垂直地移动。
在刀具垂直移动的情况下，又有两个变化方案。首先，刀具可前后移动。但是，优选使用带式刀。这样的带式刀在与切割方向垂直地沿一个方向上环形移动并在此通常借助至少两个转向辊引导和驱动。带式刀系统是可购得的。
在本发明的一个特定实施方案中，借助相继排布的多个刀具，在一次运动中从软质化后的硬质泡沫上分割出例如薄膜或薄板形式的多个工件。这些尤其可以是串联的多个带式刀。因此，可以在一个操作工序中以非常有效的方式从一个块体上分割出多个工件。
本发明的巨大优点在于，在硬质泡沫的分割中几乎避免了出现锯末形式的废料，并且排除了对硬质泡沫表面的热损伤。因此，可以限制材料损失并且该方法整体上比现有技术方法更经济。
具体在具有高刚度和脆度的特别硬质的泡沫，例如p(m)i硬质泡沫的情况下，借助本发明的方法令人惊奇地回避了板在切割过程中断裂(尤其由于刀刃的楔形横截面导致)的问题。这尤其通过在切割前提高泡沫的柔软性实现。
关于分割产品，应该区分为两种不同的可能性。首先，根据本发明可以获得具有0.05至1.0毫米厚度的由硬质泡沫构成的薄膜。根据所用的硬质泡沫材料，这种薄膜的柔软性可满足它们可以例如卷绕或甚至折叠。例如，在分割操作后可以将分割出的薄膜卷绕到卷筒上，例如以供进一步运输。
另选，也可以借助本发明的方法获得具有大于1.0至最多30.0毫米的厚度的由硬质泡沫构成的薄板。例如，可以借助合适的切割操作由一个硬质泡沫块体获得多个这种板。根据现有技术，这些薄板必须各自单独发泡。
无论分割出薄板还是薄膜，它们可以在后续步骤中进一步升级或加工。例如，它们可以在分割后首先在其它两个维度上按尺寸切割。由此，获得更容易运输或储存的更小的板或薄膜。
另选，通过尤其用于分割薄膜的刀具的适当向上运动，也可以在切割方向上分割工件。因此可以在一个操作工序中获得单件(其宽度又取决于所用硬质泡沫的宽度)而不用后续分割。这一变化方案特别尤其适用于薄膜或很薄的板，因为在具有递增厚度的情况下在这一分割位置也获得具有相应尖锐轨迹的切割边缘。
替代性地或附加地，该薄膜或薄板可随后用至少一个外层覆盖。这些外层可以例如是复合材料、金属或木材。例如，可以实现轻型构造中所用的夹层材料。但是，该外层也可以简单地仅是可再除去的保护膜或是装饰层。
作为可根据本发明加工的硬质泡沫尤其可提及pe、pp、pvc、pu、pmma和p(m)i泡沫。泡沫芯的材料在此优选是p(m)i，更优选pmi。这些p(m)i泡沫也被称作硬质泡沫，并且具有特别的强度。p(m)i泡沫通常在两步法中制备：a)浇铸聚合物的制备，和b)所述浇铸聚合物的发泡。
为制备浇铸聚合物，初始制备优选以2:3至3:2的摩尔比包含(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈作为主要成分的单体混合物。可以额外使用其它共聚单体，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的酯、苯乙烯、马来酸和/或衣康酸和它们的酸酐，或乙烯基吡咯烷酮。但是，共聚单体的比例在此不应大于30重量％。也可以使用少量交联单体，例如丙烯酸烯丙酯。但是，该量优选应为最多0.05至2.0重量％。
用于共聚的混合物还包含在大约150至250℃的温度下分解或蒸发并由此形成气相的发泡剂。该聚合在此温度以下进行，使得该浇铸聚合物包含潜伏性发泡剂。该聚合有利地在两个玻璃板之间的板块模具(blockform)中进行。为了制备发泡板，根据现有技术该浇铸聚合物随后在第二步骤中在适当温度下发泡。这些pmi泡沫的制备原则上是本领域技术人员已知的并可见于例如ep1444293、ep1678244或wo2011/138060。特别可提到的pmi泡沫是得自evonikindustriesag公司的
可以相对自由地选择硬质泡沫材料的密度。p(m)i泡沫的可用密度范围的实例是20至320千克/立方米，优选25至250千克/立方米。特别优选使用30至200千克/立方米的密度的pmi泡沫。
pe泡沫和pp泡沫尤其已知作为绝缘材料、用于运输容器和作为夹层材料。pe泡沫和pp泡沫可包含填料，并且大多可以20至200千克/立方米的密度范围购得。
相反，pmma泡沫具有特别好的耐候性和高耐uv性。但是，工业上迄今pmma泡沫仍具有次要的意义。
相反，聚氨酯(pu)作为泡沫材料是众所周知的。pu泡沫的硬度通常通过所用二醇或多元醇和异氰酸酯，以及尤其是高交联度调节。
pvc泡沫尤其非常脆，因此仅有限适用于本发明的方法。但是，这些也令人惊讶地可根据本发明加工。
原则上，根据本发明的切割的硬质泡沫具有非常广泛的用途。根据本发明制成的薄板尤其可用于批量生产，例如在汽车工业中用于车体构造或用于内饰，轨道车辆构造或造船中的内部装配件、用于航空航天工业、用于机械工程、用于制备体育器材、用于家具构造或用于风力发电机的构造。
相反，硬质泡沫薄膜可用作例如膜，尤其是在扬声器、手机音乐播放器或耳机中。也可想到将这些用于装饰目的，例如用于制品的表面精整。
具体实施方式
实施例
下述实施例包括各种pmi泡沫。在此，对于这种泡沫的闭孔，本发明的效果是令人惊奇的。相应地，这些结果可以以简单方式转用于如本领域技术人员所知实际上(gleichsam)以完全闭孔为特征的其它硬质泡沫。
得自fecken和kirfel的具有120m/sec的带式刀速度和20m/min的工作台推进速率的带式刀系统用于该分割。该系统配备真空工作台、夹持辊和自动厚度调节。
分割rohacellig-f、hero和rima品牌的具有71和110千克/立方米的标称密度的硬质pmi泡沫。分割格式为950×500mm。
实施例1:在水储存后分割
将待分割的板在水下储存30小时，然后在室温下分割。分割厚度为1毫米和2毫米。该板被无断裂地分割。
实施例2:在炉中加热后分割
将待分割的泡沫块体在每种情况下在空气循环炉中在160至190℃下储存2小时。此后将它们分割。从炉中取出与分割操作开始之间的时间延迟为大约10秒。分割厚度调节在2至15毫米之间。该板被无断裂地分割。
实施例3:在热压机中加热后分割
在热压机中的加热在160℃至190℃的加热板温度下进行2小时，其中热压机的板与泡沫块体的两个面接触；将板压力调节至最大0.2巴。从热压机中取出与分割操作开始之间的时间延迟为大约10秒。分割厚度调节在2至15毫米之间。该板被无断裂地分割。
实施例4:在发泡操作后直接分割
对于在230℃下进行的发泡操作后直接分割，将刚发泡的rohacell泡沫块体直接分割。从发泡炉中取出与分割操作开始之间的时间延迟为大约20秒，以将泡沫块体冷却到215至220℃的温度。该板被无断裂地分割。
实施例5:在分割工艺过程中通过用红外辐射加热分割
该装置补充有红外辐射场。选择辐射场的宽度以使得其在两侧都比待切割的泡沫块体宽20厘米。辐射场的长度为100厘米。红外辐射场的定位使得其在带式刀的上游。板在1m/min的速度下以10毫米的分割厚度分割。选择辐射场的功率以便可以无撕裂或断裂地分割所述板。