BR112017004668B1

BR112017004668B1 - Linha de produção

Info

Publication number: BR112017004668B1
Application number: BR112017004668-7A
Authority: BR
Inventors: Mark Joseph Brennan
Original assignee: Huntsman International Llc
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2021-09-08
Also published as: RU2017112018A3; CN106999962A; MX2020011891A; US10328450B2; BR112017004668A2; CA2961109C; US20190255555A1; RU2017112018A; US20170285619A1; RU2706619C2; US11389820B2; MX2017003159A; CA2961109A1; WO2016037842A1; CN106999962B; EP3191283A1

Abstract

método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora, barra distribuidora, linha de produção, e, meio de armazenamento legível por sistema de computador. é descrito um método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora para uso em uma linha de produção que compreende um cabeçote de mistura para prover uma mistura de líquido espumável viscoso, um laminador com uma velocidade predefinida de pelo menos 20 m/min, a barra distribuidora que tem uma entrada central fluidamente conectada em várias saídas por meio de um canal principal. o método compreende: escolher (3001) uma geometria para a barra distribuidora e definir um conjunto de parâmetros geométricos; atribuir (3002) valores aos ditos parâmetros; criar (3003) um modelo virtual; simular (3005) o fluxo no dito modelo pela realização de uma simulação de dinâmica de fluido computacional (cfd), que leva em conta (3004) um modelo de pseudoplasticidade não newtoniano; e) avaliar o fluxo simulado; construir (2007) uma barra distribuidora física. uma barra distribuidora, uma linha de produção e um produto de programa de computador.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a dispositivos para aplicar uma mistura de reação espumável sobre uma camada, tal como sobre uma folha de metal, ou um laminador para fazer painéis de isolamento de espuma. Mais em particular, a presente invenção refere-se a um método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora para aplicar uma mistura de líquido espumável viscoso sobre tal camada, a uma barra distribuidora assim projetada e fabricada e a uma linha de produção que compreende uma barra distribuidora como esta, e a um produto de programa de computador para realizar pelo menos algumas etapas do dito método.

Fundamentos da Invenção

[0002] Sistemas para aplicar uma mistura viscosa espumável, por exemplo, uma mistura para gerar espumas de poliuretano (PU) ou espumas de poli-isocianurato (PIR), são amplamente praticados hoje em dia. Tais sistemas, tipicamente, têm um primeiro sistema de correia (inferior) continuamente operacional, também aqui referido como "laminador", sobre o qual a mistura viscosa espumável é depositada, e um segundo sistema de correia (superior) contínua para formar assim denominados painéis sanduíches em ponto intermediário. Estes painéis podem ser, por exemplo, usados para a projeção de fachadas em uma variedade muito ampla de prédios, ao longo de elementos sanduíches para isolamento de armazenamento a frio, etc. A mistura espumável pode ser uma mistura de um poliol e um isocianato, mas é conhecido na técnica que muitos aditivos também podem ser adicionados, tal como agentes de sopro, retardantes de chama, etc., que são misturados em um ou mais cabeçotes de mistura. A partir do(s) cabeçote(s) de mistura, a mistura viscosa fluida é levada para a barra distribuidora, a partir da qual a mistura é distribuída sobre a largura do laminador.

[003] De forma ideal, a mistura viscosa fluida é depositada no laminador de uma maneira tal que ela crie uma camada de mistura uniforme, mas, como é conhecido na técnica, a projeção de uma barra distribuidora capaz de prover uma camada de mistura uniforme como esta está distante do trivial. Isto é especialmente verdadeiro para laminadores de alta velocidade, por exemplo, que têm uma velocidade do laminador entre 20 m/min e 100 m/min, ou entre 50 m/min e 100 m/min.

[004] WO2009/077490 e US2011/0003082 descrevem uma barra distribuidora estática (veja a figura 1) que alegadamente provê um material espumado com menos vazios e menos defeitos de superfície, se comparada com uma camada espumada feita pelo uso de um aplicador com ancinho oscilante. Além da listagem de faixas de parâmetro muito amplas, está aplicação não dá orientação sobre potenciais problemas de laminadores e/ou como bons laminadores devem ser projetados.

[005] US2010/0080900A1 descreve um método para produzir elementos compósitos com base em espumas com base em isocianato. A publicação provê alguns parâmetros que podem ser otimizados com a intenção de manter a velocidade da mistura da reação no tubo ou na saída dos furos constante, entretanto, a aplicação não oferece uma solução concreta de como exatamente esta intenção pode ser alcançada. Dado o grande número de variáveis que precisam ser definidas, a solução sugerida é realmente um problema multidimensional que não pode ser facilmente resolvido sem esforço indevido.

[006] WO2013/107742 descreve um outro dispositivo (aqui replicado como figura 2) para aplicar uma mistura da reação espumante sobre uma camada, de acordo com a qual um eixo geométrico central do ancinho de moldagem (um outro nome para uma barra distribuidora) forma um ângulo <= 80° em relação ao eixo geométrico de movimento do laminador.

[007] US2013/0280538 descreve ainda um outro dispositivo (aqui replicado como figura 3) para aplicar uma mistura da reação líquida, de acordo com a qual as aberturas externas são direcionadas para fora em um ângulo de 1° até 50° em relação a uma direção perpendicular ao laminador.

[008] Todos os sistemas da técnica anterior têm como um objetivo dispor uma camada da mistura que é tão uniforme quanto possível sobre a íntegra da largura da camada de topo (por exemplo, folha ou laminador), mas todos parecem falhar em descrever com detalhes suficientes como este objetivo deve ser alcançado. Embora este objetivo possa ser relativamente fácil de alcançar para velocidades de laminador relativamente baixas (por exemplo, mais baixas do que 10 m/min) em combinação com uma mistura espumável com uma reatividade relativamente baixa (por exemplo, com um tempo de cremificação superior a 10 s), este objetivo não é automaticamente alcançado, e realmente se torna um real desafio técnico em velocidades de laminador relativamente altas (por exemplo, acima de 20 m/min ou acima de 30 m/min ou ainda mais altas) ou, declarado diferentemente, em uma vazão da mistura espumável de líquido de pelo menos 0,100 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora, especialmente, quando misturas viscosas espumáveis forem usadas com uma reatividade mais alta (que é usualmente o caso para linhas de produção com velocidades de laminador mais altas). Uma barra distribuidora para tais altas velocidades de laminador (ou formuladas sem se referir à velocidade de linha: uma barra distribuidora para prover uma alta vazão como esta por unidade de comprimento) realmente precisa ser especificamente projetada ou, caso contrário, não uniformidades, por exemplo, irregularidades e/ou gradientes de densidade e/ou linhas de enlace e/ou até mesmo folgas irão ocorrer na camada espumada.

Sumário da Invenção

[009] É um objetivo de modalidades da presente invenção prover uma boa barra distribuidora, e um método para projeção e fabricação de tal barra distribuidora, e uma linha de produção que compreende tal barra distribuidora, e um produto de programa de computador para fabricação de tal barra distribuidora.

[0010] Mais especificamente, é um objetivo de modalidades em particular da presente invenção prover uma barra distribuidora que tem uma entrada central e uma pluralidade de saídas, em que a geometria e as dimensões da barra distribuidora são especificamente adaptadas de maneira tal que, em uso, a barra distribuidora seja capaz de distribuir uma mistura de líquido espumável viscoso que entra em uma vazão predefinida em um comprimento predefinido, em que a razão da dita vazão e do dito comprimento é pelo menos 0,100 x 10-3 m2/s, resultando em um material de espuma expandida substancialmente uniforme (por exemplo, em termos de resistência mecânica, gradientes de densidade, vazios, folgas ou linhas de enlace), e um método para projeção e fabricação do mesmo, e um produto de programa de computador para fabricação do mesmo, ou em que a razão é pelo menos 0,175 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora (correspondente a, por exemplo, 1 m de largura x 25 mm de espessura em 15 m/min ou, por exemplo, 1 m de largura x 12,5 mm de espessura x 30 m/min), ou em que a razão é pelo menos 0,350 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora (correspondente a, por exemplo, 1 m de largura x 50 mm de espessura em 15 m/min ou, por exemplo, 1 m de largura x 25 mm de espessura x 30 m/min), ou em que a razão é pelo menos 0,500 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora (correspondente a, por exemplo, 1 m de largura x 71 mm de espessura em 15 m/min), ou em que a razão é pelo menos 0,700 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora (correspondente a, por exemplo, 1 m de largura x x 100 mm de espessura em 15 m/min), ou em que a razão é pelo menos 1,000 L/s por comprimento do medidor da barra distribuidora (correspondente a, por exemplo, 1 m de largura x 143 mm de espessura em 15 m/min ou, por exemplo, 1 m de largura x 72 mm de espessura x 30 m/min ou, por exemplo, 1 m de largura x 50 mm de espessura x 43 m/min).

[0011] Também é um objetivo de modalidades em particular da presente invenção prover uma barra distribuidora adequada para uso em uma linha de produção, a linha de produção compreendendo um ou mais cabeçotes de mistura que proveem uma mistura de poliuretano (PUR) ou de poli- isocianurato (PIR) em uma vazão total de pelo menos 0,10 L/s, ou pelo menos 0,20 L/s, ou pelo menos 0,30 L/s, ou pelo menos 0,35 L/s, por exemplo, pelo menos 0,40 L/s, por exemplo, pelo menos 0,50 L/s, e com uma largura do laminador de pelo menos 1,0 m, por exemplo, pelo menos 1,2 m e com uma velocidade de laminador de pelo menos 15 m/min, por exemplo, pelo menos 20 m/min, por exemplo, pelo menos 25 m/min, por exemplo, pelo menos 30 m/min, por exemplo, pelo menos 40 m/min, por exemplo, pelo menos 50 m/min, ao mesmo tempo em que provê um material de espuma expandida substancialmente uniforme.

[0012] Este objetivo é alcançado por um método, e uma barra distribuidora, e uma linha de produção, e um produto de programa de computador de acordo com modalidades da presente invenção.

[0013] Em um primeiro aspecto, a presente invenção provê um método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora que tem uma entrada central para receber uma mistura de líquido espumável viscoso predefinida em uma vazão predefinida, e que tem um número par predefinido de saídas fluidamente conectados na dita entrada por meio de um canal principal, as várias saídas sendo espaçadas de forma equidistante em um comprimento predefinido, em que a barra distribuidora tem uma geometria de maneira tal que, quando uma razão da vazão predefinida (Qtotal) que entra na entrada central e no comprimento predefinido for pelo menos 1,00 x 10-4 m2/s, a mistura irá deixar cada uma das saídas com uma velocidade média que é constante para cada uma das saídas em uma margem de tolerância predefinida de no máximo +/- 5 %; o método compreendendo as etapas de: a) escolher uma geometria para a barra distribuidora a ser fabricada e definir um conjunto de parâmetros correspondentes a uma forma física e dimensões da dita barra distribuidora; b) atribuir valores aos parâmetros geométricos; c) criar um modelo virtual da dita geometria que tem ditos valores atribuídos; d) simular um fluxo da mistura de líquido no dito modelo virtual pela realização de uma simulação de Dinâmica de Fluido Computacional, que leva em conta na simulação um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano e parâmetro de pseudoplasticidade predefinido da dita mistura de líquido espumável viscoso; e) avaliar se o fluxo simulado satisfaz um critério predefinido e, se um resultado da dita avaliação for negativo, repetir as etapas b) até e); e, se um resultado da dita avaliação for positivo, tanto repetir as etapas b) até e) quanto ir para a etapa f); f) construir uma barra distribuidora física que tem uma geometria que satisfaz o critério predefinido.

[0014] Uma vantagem principal de modalidades dos métodos de acordo com a presente invenção é que ela permite projetar e produzir barras distribuidoras para depositar uma mistura de líquido espumável viscoso, tal como, por exemplo, uma mistura de poliuretano, que parecem ser misturas de pseudoplasticidade não Newtoniano, nos laminadores que têm uma velocidade de linha mais alta do que 15 m/min, por exemplo, mais alta do que 20 m/min, ou mais alta do que 30 m/min, ou mais alta do que 40 m/min, ou mais alta do que 50 m/min, ao mesmo tempo em que ainda garante que, em operação, a camada de líquido espumável viscoso depositada pela dita barra distribuidora no dito laminador mescle com uma camada de líquido uniforme (sem folgas em ponto intermediário), e que a espuma expandida seja uma camada de espuma uniforme (sem linhas de enlace).

[0015] Uma vantagem de modalidades da presente invenção é que a simulação leva em conta a característica de pseudoplasticidade do fluido espumável em questão e que estas simulações correspondem muito bem com a realidade. Até o ponto que é conhecido pelos inventores, o efeito de pseudoplasticidade não foi considerado até aqui na projeção de barras distribuidoras, provavelmente, em virtude de todos acreditarem e considerarem que a mistura de líquido, em particular, poliuretano (PUR), que vem do cabeçote de mistura se comporta como um líquido viscoso Newtoniano, pelo menos inicialmente, ao mesmo tempo em que se desloca através da barra distribuidora. Entretanto, isto se revelou errado e, sem levar este comportamento em consideração, experimentos com protótipos não corresponderam bem com as simulações, portanto, foi impossível usar simulações para projeção de barras distribuidoras, especialmente, quando se torna difícil ou mais crítico, que é o caso para velocidades de laminador mais altas (por exemplo, acima de 20 m/min ou acima de 30 m/min), especialmente quando, também, misturas mais reativas são usadas.

[0016] Uma vantagem é que o comportamento simulado da barra distribuidora virtual corresponde muito bem com o real comportamento de uma barra distribuidora física como esta, desde que um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano seja considerado.

[0017] Uma vantagem de ter um meio de simulação que corresponde muito bem com a realidade é que ele permite simular projeçãos antes de realmente construir os mesmos. Desta maneira, tempo e dinheiro podem ser economizados.

[0018] A invenção é especialmente adequada para distribuir misturas de líquido de poliuretano ou de poli-isocianurato, opcionalmente, com ar adicionado, mas, também, funciona para outras misturas de líquido espumável viscoso.

[0019] É uma vantagem principal usar a simulação como parte da projeção e da fabricação, em virtude de parecer ser impossível descobrir uma solução satisfatória sem usar uma simulação como esta. Todas as etapas de escolher uma geometria, escolher uma expressão analítica, usar um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano com parâmetros em particular, etc. contribuem para o método em virtude de elas determinarem a forma final e as dimensões da barra distribuidora física, e, portanto, seu comportamento quando em uso.

[0020] Em uma modalidade, o modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano é selecionado a partir do grupo que consiste nos seguintes modelos: Ostwald de Waele, Cross, Carreau Yasuda, Herschel Bulkley, Bingham, Bird-Carreau e Casson.

[0021] Em uma modalidade, a etapa a) compreende: escolher uma geometria, tais como curvatura e área seccional transversal, para o canal principal, e definir um primeiro conjunto de parâmetros representativos para uma forma física e dimensões físicas do canal principal; escolher uma geometria para a pluralidade de saídas, e definir um segundo conjunto de parâmetros representativo para uma forma física e dimensões físicas da pluralidade de saídas.

[0022] Em uma modalidade, o método compreende adicionalmente uma etapa de escolher uma função analítica parametrizada com apenas dois parâmetros para determinar o dito número do segundo conjunto de parâmetros; e a etapa b) compreende atribuir valores aos ditos parâmetros, e calcular parâmetros geométricos para cada uma das várias saídas usando a dita função analítica.

[0023] Uma vantagem principal de usar uma expressão analítica com dois ou apenas dois parâmetros k, a é que ela permite que o problema multidimensional seja reduzido para um problema bidimensional. Isto contribui enormemente para o desempenho (ou velocidade de convergência) do método, em que reduz o tempo exigido para descobrir uma solução pela redução dramaticamente do problema multidimensional (por exemplo, pelo menos um problema de 12 dimensões ou de 16 dimensões ou de 24 dimensões (dependendo do número de saídas)) para um problema bidimensional. Portanto, pelo uso desta "transformação" para apenas dois parâmetros, o tempo de computação exigido é drasticamente reduzido.

[0024] Em uma modalidade, a dita função analítica parametrizada em apenas duas variáveis pode ser expressada por ou ser equivalente à função: L(z)=B+k.(z/W)a, ou pode ser expressada pela ou ser equivalente à função: A(z)=B+k.(z/W)a, em que B e W são constantes, z é uma distância na direção do comprimento da barra de distribuição, L é um comprimento de uma saída, A é uma área seccional transversal de uma saída, e 'k' e 'a' são parâmetros.

[0025] Descobriu-se que a primeira expressão é muito adequada para modalidades (da forma mostrada na figura 21 e na figura 27 e na figura 28), em que o diâmetro interno das saídas é constante, e apenas o comprimento das saídas deve ser variado.

[0026] Descobriu-se que a segunda expressão é muito adequada para modalidades (da forma mostrada na figura 29) em que o comprimento dos tubos é constante e a abertura de saída é constante, mas os tubos de saída são cônicos.

[0027] Observa-se, entretanto, que outras representações ou fórmulas matemáticas que proporcionam os mesmos resultados também podem ser usadas, tais como, por exemplo: L(z)=B+k.(1-z/W)a e A(z)=B+k.(1-z/W)a.

[0028] O parâmetro 'a' usado como um expoente é relacionado à viscosidade em pseudoplasticidade da mistura de fluido espumável viscoso. Se a assim denominada "Lei da Potência" for usada para representar o comportamento da viscosidade em pseudoplasticidade não Newtoniano, com 'n' sendo o expoente da função da Lei da Potência, então, o valor ideal de 'a' é próximo do valor n+1.

[0029] Em uma modalidade, a etapa e) é repetida para um número predefinido de combinações dos ditos dois parâmetros.

[0030] Os parâmetros 'k' e 'a' podem ser, por exemplo, variados ao redor de um par de valores iniciais em uma margem de cerca de +/-15 %, a fim de descobrir uma solução "ideal", mas que não é absolutamente exigida, e maiores variações, ou menores variações, ou nenhuma variação, também podem ser usadas.

[0031] Se ambos os parâmetros forem variados em uma faixa de, por exemplo, +/- 15 % em etapas de, por exemplo, 5 %, apenas 7x7=48 simulações precisam ser feitas, se comparado com as 12 à potência de 7 simulações se o comprimento de cada tubo de saída fosse variado em uma faixa de +/- 15 % ao redor de um valor de partida em etapas de 5 %. Fica imediatamente claro que o último não é factível. Variar os parâmetros da forma indicada permite selecionar o "melhor resultado" a partir de um número limitado de simulações.

[0032] Em uma modalidade, a etapa e) compreende calcular uma velocidade de saída média para cada saída, e calcular uma variação destas velocidades de saída médias; e o critério predefinido é que a variação calculada de velocidades de saída médias fique em uma margem de tolerância de no máximo +/- 5 %.

[0033] O motivo pelo qual a "velocidade de saída média" é usada em vez de "velocidade de saída" é em virtude de a velocidade não ser constante da abertura de saída, mas, realmente, ter um perfil de velocidade sobre a abertura de saída.

[0034] Em uma modalidade, o critério predefinido compreende adicionalmente verificar se cada uma das velocidades de saída médias fica na faixa de 2,5 até 3,5 m/s.

[0035] É uma vantagem escolher as velocidades de saída na faixa de 2,5 até 3,5 m/s em virtude de, para valores de pelo menos 2,5 m/s, o risco de sujeira seja reduzido, e, para valores inferiores a 3,5 m/s, o risco de respingos e inclusão de bolhas de ar ser reduzido.

[0036] Em uma modalidade, a margem de tolerância é no máximo +/- 4 %, ou no máximo +/- 3 %, ou no máximo +/- 2 %.

[0037] Se nenhuma solução puder ser descoberta na margem de tolerância especificada, então, a margem de tolerância pode ser aumentada. Simulações têm mostrado que +/- 3 % é alcançável para os exemplos aqui descritos.

[0038] Em uma modalidade, a mistura de líquido espumável viscoso compreende matérias-primas para formar poliuretano (PUR) ou poli- isocianurato (PIR).

[0039] Em modalidades em particular, a mistura de líquido espumável viscoso compreende pelo menos Metileno difenil diisocianato (MDI) e Poliol.

[0040] A presente invenção é particularmente adequada para projeção e fabricação de uma barra distribuidora para distribuir matérias-primas para formar PUR ou PIR em relativamente alta vazão (correspondente a uma velocidade relativamente alta de uma barra laminadora), por exemplo, pelo menos 15 m/min, ou pelo menos 20 m/min, ou ainda mais, até mais de 100 m/min. Misturas para formar poliuretano (PUR) ou poli-isocianurato (PIR) são bem conhecidas na técnica, e podem compreender, por exemplo, metileno difenil diisocianato (MDI) e Poliol e água (opcional) + Agente de Sopro Físico (ou misturas de) + um ou mais Catalisadores. As matérias-primas para formar PIR são similares àquelas para poliuretano (PUR), exceto em que a proporção de metileno difenil diisocianato (MDI) é mais alta (tipicamente > 1,5) e um poliol derivado de poliéster é usado na reação em vez de um poliol poliéter. Catalisadores e aditivos usados em formulações PIR também diferem daqueles usados em PUR.

[0041] Em uma modalidade, a mistura de líquido espumável viscoso compreende matérias-primas para formar poliuretano (PUR) ou poli- isocianurato (PIR), e o modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano é representado pela fórmula: μ= , com 'm' sendo um valor na faixa de 0,80 até 1,40 e 'n' sendo um valor na faixa de 0,50 até 0,90.

[0042] A dada fórmula é conhecida no geral como o "modelo Ostwald de Waele", ou como o "modelo da Lei da Potência". O valor de 'm' e 'n' pode ser determinado pela medição da viscosidade da mistura de líquido espumável viscoso, e o valor de 'n' é, tipicamente, um valor na faixa de 0,69 até 0,89, por exemplo, na faixa de 0,74 até 0,84, por exemplo, cerca de 0,79. O valor de 'm' é, tipicamente, um valor na faixa de 0,80 até 1,40, por exemplo, na faixa de 0,90 até 1,30, por exemplo, na faixa de 1,00 até 1,20, por exemplo, cerca de 1,10.

[0043] Em uma modalidade, a mistura de líquido espumável viscoso compreende matérias-primas para formar poliuretano (PUR) ou poli- isocianurato (PIR), e ar adicionado, e em que o modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano é representado pela fórmula: μ= , com m=m0/(1-1,16.Φ0,424), e n=no-θ,59Φ, 'mo' sendo um valor na faixa de 0,80 até 1,40 e 'no' sendo um valor na faixa de 0,50 até 0,90, e Φ sendo a fração de volume de ar adicionado.

[0044] A presente invenção também é particularmente adequada para projeção e fabricação de uma barra distribuidora para distribuir PUR misturado com uma quantidade de ar adicionado, ou PIR misturado com uma quantidade de ar adicionado, que pode ser adicionado na mistura para auxiliar na nucleação da espuma quando ela estiver no laminador.

[0045] Em uma modalidade, a etapa b) compreende atribuir valores tais que uma estimativa de um tempo de residência médio (tdev) da mistura de fluido espumável viscoso no canal principal seja menor do que 150 ms, e a etapa e) compreende adicionalmente calcular um tempo de residência médio (tdev) da mistura de fluido espumável viscoso no canal principal e verificar se o tempo de residência médio calculado (tdev) é menor do que 150 ms.

[0046] É uma vantagem escolher um tempo de residência menor do que 150 ms, ou menor do que 80 ms, para vazão mais alta (correspondente a velocidades de laminador mais altas), em virtude de, no último caso, tipicamente, também, a mistura viscosa espumável ser mais reativa. Pela redução do tempo de residência médio, o risco de sujeira é reduzido.

[0047] Em uma modalidade, a etapa a) compreende escolher uma geometria para o canal principal como sendo tubular e afunilando na direção das extremidades externas.

[0048] É uma vantagem de modalidades da presente invenção que a câmara principal seja afunilada, em virtude de isto reduzir o tempo de residência médio da mistura no interior da barra distribuidora e, assim, também, o risco de sujeira.

[0049] Em uma modalidade, a etapa a) compreende: escolher um canal principal que tem uma forma seccional transversal selecionada a partir do grupo que consiste em: circular, elíptico, triangular, triangular com bordas arredondadas, quadrado, quadrado com bordas arredondadas, retangular, retangular com bordas arredondadas, pentagonal, pentagonal com bordas arredondadas, hexagonal, hexagonal com bordas arredondadas, octogonal, octogonal com bordas arredondadas, poligonal, poligonal com bordas arredondadas, e em que a área seccional transversal do canal principal varia continuamente com a distância a partir do centro.

[0050] É uma vantagem de usar uma seção transversal decrescente contínua (ao contrário de gradual) do canal principal, e usar um canal com bordas arredondadas (ao contrário de bordas afiadas) em virtude de um canal como este ter um reduzido risco de sujeira.

[0051] Em uma modalidade, a etapa a) compreende: escolher um canal principal que tem uma seção transversal circular com um primeiro diâmetro interno no meio da barra distribuidora, e um segundo diâmetro interno nas suas extremidades externas, e em que o diâmetro diminui de uma maneira contínua entre o centro e as extremidades externas, e em que a razão do segundo diâmetro e do primeiro diâmetro é um valor na faixa de 50 % até 95 %.

[0052] O diâmetro da câmara principal da barra distribuidora pode, por exemplo, diminuir linearmente a partir do centro na direção das extremidades externas da barra distribuidora. Alternativamente, o quadrado do diâmetro pode diminuir linearmente a partir do centro na direção das extremidades externas. O valor da razão é, preferivelmente, um valor na faixa de 0,60 até 0,90, mais preferivelmente, um valor na faixa de 0,75 até 0,80.

[0053] Em uma modalidade, a geometria do canal principal é escolhida para ter uma linha central reta; e a geometria das saídas é escolhida para ser tubos cilíndricos com um diâmetro interno constante, os tubos tendo um comprimento variável.

[0054] Em modalidades em particular, os comprimentos variáveis L[i] são calculados usando a dita função analítica parametrizada em apenas duas variáveis.

[0055] Em uma modalidade, a geometria do canal principal é escolhida para ter uma linha central curva; e a geometria das saídas é escolhida para ser tubos cilíndricos com um diâmetro interno constante, as aberturas de saída de cada um dos tubos ficando localizadas em um único plano.

[0056] Em modalidades em particular, a dita curvatura é calculada usando a dita função analítica parametrizada em apenas duas variáveis.

[0057] É uma vantagem adicional desta modalidade que a distância entre o laminador e a extremidade inferior dos tubos seja a mesma para todos os tubos, em que a velocidade na qual a mistura viscosa chega no laminador também é constante. Isto pode melhorar a uniformidade da camada ainda mais.

[0058] Em uma modalidade, a geometria do canal principal é escolhida para ter uma linha central reta; e a geometria das saídas é escolhida para ser fendas de saída que têm uma seção transversal constante sobre seu comprimento, a seção transversal sendo retangular ou retangular com bordas arredondadas, e tendo um comprimento variável.

[0059] Em modalidades em particular, os comprimentos variáveis L[i] são calculados usando a dita função analítica parametrizada em apenas duas variáveis.

[0060] Em uma modalidade, a geometria do canal principal é escolhida para ter uma linha central reta; e a geometria das saídas é escolhida para ser funis com uma mesma abertura de saída, os funis tendo diferentes áreas seccionais transversais em suas interfaces com o canal principal.

[0061] Em modalidades em particular, as áreas seccionais transversais variáveis A[i] são calculadas usando a dita função analítica parametrizada em apenas duas variáveis.

[0062] Em uma modalidade, a construção da etapa f) compreende moldagem por injeção usando materiais, tais como poliamida 6 (PA6) ou acrilonitrila butadieno estireno (ABS).

[0063] Esta técnica de fabricação exige que moldes sejam feitos, o que é relativamente demorado (tipicamente, diversas semanas) e é bastante oneroso, assim, o assim denominado "custo fixo" é relativamente alto, mas o assim denominado "custo variável" das barras distribuidoras assim feitas é relativamente baixo.

[0064] Em uma modalidade, a construção da etapa f) compreende fabricação aditiva de estereolitografia usando materiais, tal como Tusk XC2700.

[0065] Em uma modalidade, a construção da etapa f) compreende fabricação aditiva de modelagem por deposição fundida usando materiais, tal como acrilonitrila butadieno estireno (ABS).

[0066] Esta técnica de fabricação também é conhecida como "Impressão 3D". Ela é especialmente adequada para rápida prototipagem.

[0067] Em uma modalidade, a construção da etapa f) compreende fresagem de controle numérico por computador (CNC) usando material metálico ou ligas metálicas.

[0068] Esta técnica de fabricação também é especialmente adequada para rápida prototipagem, especialmente se a barra distribuidora precisar ser feita de metal ou ligas metálicas.

[0069] Em uma modalidade, o material é selecionado a partir do grupo que consiste em: alumínio, aço, ligas de alumínio, ligas de aço, aço inoxidável.

[0070] Em um segundo aspecto, a presente invenção provê um método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora para uso em uma linha de produção para produzir um material espumado substancialmente homogêneo, a linha de produção tendo um ou mais cabeçotes de mistura adaptados para prover uma mistura de líquido espumável viscoso em pseudoplasticidade não Newtoniano em uma vazão predefinida, e um laminador que tem uma largura predefinida e adaptada para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 15 m/min, em que uma razão da vazão predefinida e da largura do laminador predefinida é pelo menos 1,00 x 10-4 m2/s, o método compreendendo as etapas de:

[0071] i) estimar ou determinar um número par de saídas da barra distribuidora ou estimar ou determinar uma distância entre duas saídas adjacentes, levando em conta a velocidade de linha e uma reatividade da mistura; ii) calcular um comprimento da barra distribuidora com base no dito número ou na dita distância; iii) calcular e fabricar uma barra distribuidora com o número par determinado de saídas e o comprimento calculado e a dita vazão predefinida para distribuir a dita mistura de líquido espumável viscoso, usando um método de acordo com o primeiro aspecto.

[0072] O atencioso leitor terá observado que, neste método, as características da barra distribuidora não são mais definidas em termos da própria barra distribuidora, mas em termos de características da linha de produção na qual pretende-se que ela seja usada.

[0073] Observa-se que a etapa (i) pode ser com base na experiência ou nos experimentos descritos em relação à figura 20, em que uma pluralidade de medições são realizadas com diferentes velocidades de linha, de acordo com o que, para cada velocidade de linha, uma apropriada reatividade da mistura é escolhida, e de acordo com o que, a largura das trilhas depositadas e/ou a distância entre as trilhas depositadas é medida ao mesmo tempo em que elas ainda estão fluidas, antes de a real expansão de volume começar. Observa-se que a escolha de "Nholes" ou "d" não é crítica, desde que seja escolhido suficientemente alto, mas uma ligeira superestimativa não é problemática, ao mesmo tempo em que uma ligeira subestimativa é problemática. A desvantagem de escolher um valor que é ligeiramente mais alto do que o exigido é um ligeiro aumento de sujeira e tempo de simulação. Entretanto, se o valor de Nholes for escolhido muito pequeno (veja a figura 20), a simulação pode suceder bem, e a barra distribuidora irá prover uma vazão substancialmente constante deixando cada furo de saída, mas o produto espumado ainda pode ter linhas de enlace, em virtude de a distância entre as aberturas ter sido muito grande, em particular, em vista da velocidade de linha e da reatividade da mistura.

[0074] Acredita-se que a etapa de realização de medições em velocidade de linha crescente, ainda levando em conta ao mesmo tempo maior reatividade da mistura, acelera enormemente o processo de projeção, e não deve ser subestimada. Apesar de se uma mistura (altamente) reativa, descobriu-se que, na medida em que a simulação do fluxo no interior da barra distribuidora é relacionada, a mistura pode ser considerada como uma mistura de líquido espumável viscoso com parâmetros constantes no tempo (por exemplo m, n), exceto comportamento de pseudoplasticidade não Newtoniano, mas o impacto da reatividade na expansão lateral no laminador é considerado nos ditos experimentos no laminador, sem aumentar a complexidade das simulações no interior da barra distribuidora. De acordo com a presente invenção, há um bom desacoplamento entre ambos os "mundos" (no interior da barra distribuidora, por um lado, e fora da barra distribuidora, no laminador, por outro lado). De acordo com a presente invenção, um claro corte pode ser feito entre dois mundos pela consideração do número de saídas ou da distância entre os mesmos como um dado (valor fixo) no espaço de projeção da barra distribuidora.

[0075] Em um terceiro aspecto, a presente invenção provê uma barra distribuidora que tem uma entrada central para receber uma mistura de líquido espumável viscoso predefinida em uma vazão predefinida, e com um número par predefinido de saídas fluidamente conectados na dita entrada por meio de um canal principal, as várias saídas sendo espaçadas de forma equidistante em um comprimento predefinido, caracterizado em que a barra distribuidora tem uma geometria de maneira tal que, quando uma razão da vazão predefinida que entra na entrada central e do comprimento predefinido for pelo menos 1,00 x 10-4 m2/s, a mistura irá deixar cada uma das saídas com uma velocidade média que é constante para cada uma das saídas em uma margem de tolerância predefinida de no máximo +/- 5 %.

[0076] A geometria pode ser determinada por um método de acordo com o primeiro ou segundo aspectos. Ou, em outras palavras, esta barra distribuidora é obtenível por um método de acordo com o primeiro aspecto ou o segundo aspecto. Com "geometria", entende-se, em particular, a forma e as dimensões do canal principal e a forma e as dimensões da pluralidade de saídas.

[0077] É uma vantagem de uma barra distribuidora como esta que ela proveja, (quando usada no ambiente para o qual era foi projetada) uma pluralidade de fluxos contínuos parciais que têm características predefinidas (por exemplo velocidade de saída média substancialmente constante na faixa de 2,5 até 3,5 m/s e constante para todos os saídas em uma margem de tolerância de +/- 5 %), em virtude de ser garantido que tais fluxos contínuos resultem em uma camada espumada homogênea sem vazios ou linhas de enlace ou não homogeneidades, especialmente próximo das extremidades externas da barra distribuidora.

[0078] É uma vantagem de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção que ela possa ser usada em uma linha de produção que tem um laminador de velocidade relativamente alta (por exemplo, pelo menos 15 ou 20 ou 30 ou 50 ou 75 m/min), e até mesmo com misturas da reação com uma reatividade mais alta, sem comprometer a qualidade do produto espumado.

[0079] É uma vantagem de modalidades em particular da barra distribuidora, por exemplo, quando projetada com um máximo tempo de residência de cerca de 150 ms, que ela também tenha um menor risco de sujeira, correspondente a uma maior vida útil (tipicamente, 2 horas) e um menor tempo ocioso de uma linha de produção.

[0080] Em um quarto aspecto, a presente invenção provê uma linha de produção que compreende: um ou mais cabeçotes de mistura adaptados para prover uma mistura de líquido espumável viscoso em pseudoplasticidade não Newtoniano em uma vazão predefinida; um laminador que tem uma largura predefinida e que é adaptado para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 15 m/min; uma barra distribuidora projetada e fabricada de acordo com o primeiro aspecto, a barra distribuidora sendo conectada por meio de sua entrada nos ditos um ou mais cabeçotes de mistura para receber a dita mistura de líquido espumável viscoso e sendo montada acima do dito laminador para depositar a dita mistura de líquido espumável viscoso no dito laminador por meio de suas saídas; uma razão da vazão predefinida sobre a largura do laminador sendo pelo menos 1,00 x 10-4 m2/s.

[0081] Uma linha de produção como esta é, de forma ideal, adequada para produzir painéis sanduíches de alta qualidade, e/ou painéis de isolamento, com uma densidade substancialmente uniforme e sem nenhuma linha de enlace ou plano de enlace mesmo em uma velocidade relativamente alta do laminador de pelo menos 15 m/min, ou pelo menos 20 m/min, ou ainda mais alta.

[0082] Em uma modalidade da linha de produção, o laminador é adaptado para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 20 m/min, ou pelo menos 25 m/min, ou pelo menos 30 m/min, ou pelo menos 35 m/min, ou pelo menos 40 m/min, ou pelo menos 45 m/min, ou pelo menos 50 m/min.

[0083] Especialmente, linhas de produção com alta velocidade de laminador se beneficiam ao máximo da presente invenção, em virtude de a qualidade do produto espumado poder ser garantida.

[0084] Em um quinto aspecto, a presente invenção provê um produto de programa de computador para projeção e fabricação de uma barra distribuidora de acordo com o primeiro aspecto, em que é executado em um sistema de computador que compreende um dispositivo de computação e um dispositivo de fabricação controlável por computador, caracterizado em que: o dispositivo de computação compreende um software de simulação de Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), e software acionador para controlar o dito dispositivo de fabricação; e fragmentos de código de software para realizar pelo menos as etapas (d), (e) e (f) do método.

[0085] É uma vantagem de tal produto de programa de computador que ele possa ser usado tanto para projeção de um dispositivo em particular, bem como para produção do mesmo. Isto é rápido, conveniente, e o risco de inconsistências ou problemas de compatibilidade é reduzido ou minimizado. Isto é, de forma ideal, adequado para rápida prototipagem.

[0086] Em uma modalidade do produto de programa de computador, o dispositivo de fabricação controlável por computador é selecionado a partir do grupo que consiste em: um dispositivo de moldagem por injeção controlado por computador, um dispositivo de fabricação aditivo de estereolitografia controlado por computador, um dispositivo de fabricação aditiva de modelagem por deposição fundida controlado por computador, e um aparelho fresador de controle numérico por computador (CNC).

[0087] Aspectos em particular e preferidos da invenção são definidos nas reivindicações independentes e dependentes anexas. Recursos das reivindicações dependentes podem ser combinados com recursos das reivindicações independentes e com recursos de outras reivindicações dependentes, conforme apropriado, e não meramente da forma explicitamente apresentada nas reivindicações.

[0088] Estes e ainda outros aspectos da invenção ficarão aparentes e serão elucidados em relação à(s) modalidade(s) descrita(s) a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos

[0089] A figura 1 mostra uma barra distribuidora para aplicar uma mistura de líquido espumável viscoso sobre um laminador conhecida na técnica.

[0090] A figura 2 mostra um outro dispositivo que compreende dois ancinhos de moldagem para aplicar uma mistura de líquido espumável viscoso sobre um laminador conhecido na técnica. Os ancinhos de moldagem mostram um ângulo menor do que 80° em relação à direção de movimento do laminador.

[0091] A figura 3 mostra ainda uma outra barra distribuidora para aplicar uma mistura de líquido espumável viscoso sobre um laminador conhecida na técnica. Esta barra tem aberturas inclinadas em suas bordas externas.

[0092] A figura 4 até a figura 7 ilustram um exemplo de uma barra distribuidora da técnica anterior (figura 4 - topo), as trilhas depositadas (ou fluxos contínuos) de material espumável viscoso no laminador (figura 4 - abaixo), as trilhas quando a mistura não for mais fluida (figura 6) e o material espumado resultante (figura 7).

[0093] A figura 4 ilustra um problema de uma barra distribuidora da técnica anterior, de acordo com o qual, a largura das trilhas externas é menor do que a largura das outras trilhas. A barra distribuidora é mostrada em vista frontal, as trilhas de mistura de líquido espumável viscoso são mostradas em vista de topo.

[0094] A figura 5 mostra uma seção transversal das trilhas da figura 4 em um plano perpendicular ao laminador, em uma primeira (curta) distância a partir da barra distribuidora.

[0095] A figura 6 mostra uma seção transversal das trilhas da figura 4 em um plano perpendicular ao laminador, em uma segunda (maior) distância a partir da barra distribuidora, depois que o material espumável viscoso tiver tido tempo para fluir lateralmente no laminador, mas não for mais fluido.

[0096] A figura 7 mostra uma seção transversal do material de espuma expandida, em uma terceira distância a partir da barra distribuidora, depois da espumação da camada da figura 6 entre dois sistemas de correia contínua.

[0097] A figura 8 até a figura 11 ilustram um exemplo de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção (figura 8 - topo), as trilhas depositadas de material líquido espumável viscoso no laminador (figura 9), uma camada uniforme obtida pela mistura lateral das trilhas enquanto estão fluidas (figura 10), e o material espumado resultante (figura 11).

[0098] A figura 8 ilustra todas as trilhas que têm substancialmente a mesma largura (em uma margem de tolerância predefinida de, por exemplo, +/-5 %). A barra distribuidora é mostrada em vista frontal (figura 8 - topo), as trilhas de mistura de líquido espumável viscoso (figura 8 - abaixo) são mostradas em vista de topo.

[0099] A figura 9 mostra uma seção transversal das trilhas da figura 8 em um plano perpendicular ao laminador, em uma primeira (curta) distância a partir da barra distribuidora.

[00100] A figura 10 mostra uma seção transversal das trilhas da figura 9 em um plano perpendicular ao laminador, em uma segunda (maior) distância a partir da barra distribuidora, depois que as trilhas tiverem tido tempo para mesclar lateralmente enquanto estiverem fluidas, para formar uma única camada de líquido uniforme antes de considerável espumação começar.

[00101] A figura 11 mostra uma seção transversal do material de espuma expandida, em uma terceira distância a partir da barra distribuidora, depois da espumação da camada de mistura uniforme da figura 10 entre dois sistemas de correia contínua.

[00102] A figura 12 é um desenho obtido a partir de uma simulação de computador da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD), que pode ser usada em um método de acordo com modalidades da presente invenção.

[00103] A figura 13 mostra os resultados de medições de tensão de cisalhamento de uma mistura de líquido espumável viscoso em particular diretamente depois da mistura. A mistura em particular tem um comportamento de pseudoplasticidade, que pode ser caracterizado pela assim denominada "Lei da Potência" com 'm'=1,10 e 'n'=0,79.

[00104] A figura 14 mostra equações da "Lei da Potência fluido", mas, também, diversos outros modelos de viscosidade que podem ser usados em um método de acordo com a presente invenção.

[00105] A figura 15 até a figura 17 mostram três exemplos de simulação de uma trilha de mistura (ou fluxo contínuo) formada por uma mistura de líquido espumável viscoso, que origina a partir de uma abertura em particular, quando depositada em um laminador que se move em uma primeira velocidade (figura 15), segunda velocidade (figura 16) e terceira velocidade (figura 17). A trilha resultante da figura 15 é mais larga do que aquela da figura 16, que, por sua vez, é mais larga do que aquela da figura 17.

[00106] A figura 18 mostra os exemplos da figura 15 até a figura 17 em um gráfico. O eixo geométrico vertical mapeia estes dados para uma distância furo a furo de cerca de 50 mm.

[00107] A figura 19 é uma combinação de três gráficos similares àqueles da figura 18, para três diferentes barras distribuidoras, uma primeira barra tendo 24 furos, cada qual tendo um primeiro diâmetro de 3,7 mm, uma segunda barra com 48 furos, cada qual tendo um segundo diâmetro de 2,6 mm, e uma terceira barra com 72 furos, cada qual tendo um terceiro diâmetro de 2,1 mm. Novamente, para cada curva, uma mistura mais reativa foi usada à medida que a velocidade de linha aumenta. Observa-se que este gráfico, assim, não apenas leva em conta velocidade de linha do laminador, mas, também, (típica) reatividade da mistura e (típicos) diâmetros de saída da abertura da barra distribuidora. A linha horizontal indica onde o afastamento lateral da mistura depositada iguala a distância entre furos vizinhos (ou aberturas ou tubos). Acima desta linha, uma camada de mistura uniforme é formada (veja a figura 10). Abaixo desta linha, trilhas separadas com folgas são formadas (veja a figura 6).

[00108] A figura 20 é um gráfico simples que mostra o número mínimo de aberturas por comprimento do medidor da barra distribuidora em função da velocidade de linha do laminador, como pode ser derivado a partir da figura 19 (na ou acima da linha de "disposição completa"). Este gráfico pode ser subsequentemente usado como uma regra prática para estimar um número mínimo de aberturas para qualquer velocidade de laminador.

[00109] A figura 21 mostra uma primeira modalidade de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção. O espaço interno (também aqui referido como "câmara principal" ou "canal principal") desta barra está afunilando na direção das suas extremidades externas, a linha central do espaço interno sendo substancialmente reta. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, os comprimentos L[i], i=1 até 12 de cada tubo de saída) são especificamente escolhidas de acordo com um método da presente invenção.

[00110] A figura 22 mostra parte da barra distribuidora da figura 21 em vista seccional transversal ampliada. Ela também mostra esquematicamente um exemplo de um perfil de velocidade de saída e a correspondente "velocidade de saída média" fora destes furos.

[00111] A figura 23 mostra um primeiro exemplo específico de uma barra distribuidora de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, que consiste em duas "sub-barras" (também aqui referidos como "dispositivos") que tem 12 aberturas cada, portanto 24 aberturas no total. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, o comprimento de cada tubo de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00112] A figura 24 mostra um segundo exemplo específico de uma barra distribuidora de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, que consiste em duas sub-barras (ou dispositivos), cada qual com 16 aberturas, portanto, 32 aberturas no total. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, o comprimento de cada tubo de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00113] A figura 25 mostra um terceiro exemplo específico de uma barra distribuidora de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, que consiste em três sub-barras (ou dispositivos), cada qual com 12 aberturas, portanto, 36 aberturas no total. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, o comprimento de cada tubo de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00114] A figura 26 mostra um quarto exemplo específico de uma barra distribuidora de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, que consiste em três sub-barras (ou dispositivos), cada qual com 24 aberturas, portanto, 72 aberturas no total. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, o comprimento de cada tubo de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00115] A figura 27 mostra um exemplo de uma segunda modalidade de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção. O espaço interno desta barra está afunilando na direção das suas extremidades externas, a linha central do espaço interno é curva, e os tubos de saída têm comprimentos diferentes. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, a curvatura e o comprimento de cada tubo de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00116] A figura 28 mostra uma terceira modalidade de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção. O espaço interno desta barra está afunilando na direção das suas extremidades externas, a linha central do espaço interno é substancialmente reta, e os tubos de saída têm a forma de fendas de saída alongadas com uma constante (por exemplo, retangular ou retangular com bordas arredondadas) área seccional transversal, mas os tubos têm comprimentos diferentes. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, os comprimentos de cada tubo) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00117] A figura 29 mostra uma quarta modalidade de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção. Ela tem tubos de saída cônicos com um comprimento fixo. O espaço interno desta barra está afunilando na direção das suas extremidades externas, a linha central do espaço interno é substancialmente reta. A geometria e as dimensões das partes da barra distribuidora (por exemplo, a área seccional transversal dos tubos de saída) são determinadas de acordo com um método da presente invenção.

[00118] A figura 30 é um fluxograma de um método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora, de acordo com a presente invenção.

[00119] A figura 31 é uma captura de tela de uma ferramenta de simulação que pode ser usada em modalidades da presente invenção, mostrando como um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano em particular, e parâmetros em particular do mesmo, podem ser considerados na simulação.

[00120] Os desenhos são apenas esquemáticos e não são limitantes. Nos desenhos, o tamanho de alguns dos elementos pode estar exagerado e não desenhado em escala por propósitos ilustrativos.

[00121] Nenhum sinal de referência nas reivindicações deve ser interpretado como limitante do escopo.

[00122] Nos diferentes desenhos, os mesmos sinais de referência se referem aos mesmos ou análogos elementos.

Descrição Detalhada das Modalidades Ilustrativas

[00123] A presente invenção será descrita em relação a modalidades em particular e em relação a certos desenhos, mas a invenção não é limitada a estas, mas apenas pelas reivindicações. Os desenhos descritos são apenas esquemáticos e não são limitantes. Nos desenhos, o tamanho de alguns dos elementos pode estar exagerado e não desenhado em escala por propósitos ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem às reais reduções para a prática da invenção.

[00124] Os termos primeiro, segundo e semelhantes na descrição e nas reivindicações são usados para distinguir entre elementos similares e não necessariamente para descrever uma sequência, seja temporariamente, espacialmente, no ranqueamento ou de qualquer outra maneira. Deve-se entender que os termos assim usados são intercambiáveis em circunstâncias apropriadas e que as modalidades da invenção aqui descrita são capazes de operação em sequências diferentes daquelas aqui descritas ou ilustradas.

[00125] Além do mais, os termos topo, abaixo e semelhantes na descrição e nas reivindicações são usados com propósitos descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas. Deve-se entender que os termos assim usados são intercambiáveis em circunstâncias apropriadas e que as modalidades da invenção aqui descrita são capazes de operação em orientações diferentes daquelas aqui descritas ou ilustradas.

[00126] Deve ser observado que o termo "compreendendo", usado nas reivindicações, não deve ser interpretado como sendo restrito aos meios listados posteriormente; ele não exclui outros elementos ou etapas. Assim, ele deve ser interpretado como especificando a presença dos recursos, números inteiros, etapas ou componentes declarados referidos, mas não impede a presença ou a adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas ou componentes, ou grupos dos mesmos. Assim, o escopo da expressão "um dispositivo compreendendo meios A e B" não deve ser limitado a dispositivos que consistem apenas em componentes A e B. Isto significa que em relação à presente invenção, os únicos componentes relevantes do dispositivo são A e B.

[00127] Referência por toda esta especificação a "uma modalidade" ou "a modalidade" significa que um recurso, estrutura ou característica em particular descritos em conexão com a modalidade é incluído em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Assim, aparições das frases "em uma modalidade" ou "na modalidade" em vários locais por toda esta especificação não estão todas, necessariamente, se referindo à mesma modalidade, mas podem estar. Além do mais, os recursos, estruturas ou características em particular podem ser combinados de qualquer maneira adequada, como ficará aparente para versados na técnica a partir desta descrição, em uma ou mais modalidades.

[00128] Similarmente, deve ser observado que, na descrição demodalidades exemplares da invenção, vários recursos da invenção são algumas vezes agrupados em uma única modalidade, figura ou descrição das mesmas com o propósito de otimizar a descrição e auxiliar no entendimento de um ou mais dos vários aspectos inventivos. Este método de descrição, entretanto, não deve ser interpretado refletindo uma intenção que a invenção reivindicada exija mais recursos do que são expressamente citados em cada reivindicação. Em vez disto, como as seguintes reivindicações refletem, aspectos inventivos ficam em menos do que todos os recursos de uma única modalidade descrita exposta. Assim, as reivindicações que seguem a descrição detalhada são, pelo presente, expressamente incorporadas nesta descrição detalhada, com cada reivindicação anunciando por si só como uma modalidade separada desta invenção.

[00129] Além do mais, embora algumas modalidades aqui descritas incluam alguns, mas não outros, recursos incluídos em outras modalidades, entende-se que combinações de recursos de diferentes modalidades estão no escopo da invenção, e formam diferentes modalidades, como será entendido por versados na técnica. Por exemplo, nas seguintes reivindicações, qualquer uma das modalidades reivindicadas pode ser usada em qualquer combinação.

[00130] Na descrição aqui provida, vários detalhes específicos são apresentados. Entretanto, entende-se que modalidades da invenção podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outras instâncias, métodos, estruturas e técnicas bem conhecidos não foram mostrados com detalhes a fim de não obscurecer um entendimento desta descrição.

[00131] Uma vazão de 1 L/s (litro/segundo) corresponde a 1 x 10-3 m3/s.

[00132] Na presente invenção, os termos "largura do laminador" ou "largura do painel" são usados de forma intercambiável.

[00133] Na presente invenção, os termos "barra laminadora" ou "barra distribuidora" são usados de forma intercambiável.

[00134] O comprimento da barra distribuidora "Lbar" é, tipicamente, apenas ligeiramente menor do que a largura do laminador "Wlaminator" para o qual pretende-se que ele seja usado. Mais especificamente, se a distância entre os eixos geométricos paralelos de duas saídas adjacentes da barra distribuidora for "d", e o número de saídas da barra distribuidora for "Nholes", então, o comprimento "Lbar" de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção é aqui definido como Lbar=(Nholes-1) x d, sendo a distância entre suas saídas externos, ao mesmo tempo em que a largura do correspondente laminador "Wlaminator" é Wlaminator=(Nholes) x d. Isto garante que os saídas sejam distribuídos de forma equidistante sobre a largura do laminador.

[00135] Na presente invenção, as palavras "sub-barra" e "dispositivos" são usadas como sinônimos.

[00136] Na presente invenção, o termo "tempo de cremificação" é o tempo entre a mistura dos componentes reativos da mistura de líquido espumável viscoso (por exemplo, o componente de poliol e o componente de isocianato no caso de poliuretano) e o começo da reação química.

[00137] Por "velocidade de saída média" de um perfil de velocidade não constante de um fluido que flui através de uma área de superfície, entende-se um valor de velocidade constante que provê a mesma vazão.

[00138] Durante a fabricação de um painel de isolamento em espuma, os componentes da reação (por exemplo, poliol e isocianato, e, opcionalmente, um ou mais aditivos) são misturados em conjunto em um assim denominado cabeçote de mistura (não mostrado) e, então, a mistura de líquido espumável viscoso deve ser distribuída sobre a largura do painel ou do laminador. Cabeçotes de mistura são conhecidos na técnica, e não precisam ser aqui adicionalmente discutidos.

[00139] No passado, esta distribuição sobre a largura do painel era feita usando uma barra de despejo oscilante para aplicações com velocidade de linha relativamente baixa (por exemplo, mais baixas do que 10 m/min) e múltiplos cabeçotes de mistura, cada qual conectado em uma correspondente barra de despejo, (usualmente duas ou três), para velocidades de linha relativamente altas (por exemplo, acima de 30 m/min).

[00140] À medida que a velocidade de linha do laminador aumenta, é comum também aumentar a reatividade da mistura viscosa espumável, significando que há menos tempo para espumar do que é o caso com uma aplicação de baixa velocidade de linha (em outras circunstâncias, o comprimento do sistema aumentará proporcionalmente com a velocidade de linha), mas isto também significa que a mistura irá começar a espumar antes.

[00141] É um grande desafio técnico transportar a mistura de reação de espuma dos um ou mais cabeçotes de mistura e distribuir a mesma uniformemente sobre a largura do painel ou laminador. Além do mais, é um desafio também garantir que a barra distribuidora não suje rapidamente (por exemplo, seja usável por pelo menos um tempo predefinido, por exemplo, pelo menos duas horas) e que as trilhas/fluxos contínuos da mistura de reação, depositada como trilhas individuais no laminador, rapidamente combinem para formar uma única camada sobre a largura do painel. Por "rapidamente", entende-se que trilhas vizinhas devem ter mesclado enquanto elas estão líquidas ou, em outras palavras, antes do momento no qual o produto da reação não é mais fluido.

[00142] A figura 4 até a figura 7 ilustram um exemplo de uma barra distribuidora não ideal da técnica anterior 40, as trilhas (ou fluxos contínuos) depositadas resultantes t1, t2, ..., t12 de um material espumável viscoso depositado em um laminador 51, e o material de espuma expandida resultante 71. Estas figuras ilustram alguns problemas típicos que podem ocorrer em sistemas da técnica anterior se eles não forem projetados de forma ideal para uma dada linha de produção.

[00143] A figura 4 mostra uma barra distribuidora 40 suspensa acima de um laminador móvel 51 (veja a figura 5 até a figura 7). A barra distribuidora 40 do exemplo tem doze tubos de saída p1, p2, ... p12, oito dos quais são mostrados. Uma mistura de fluido espumável viscoso, por exemplo, uma mistura de poliuretano (PU), é provida em uma entrada (não mostrada) no meio da barra distribuidora 40 em uma vazão adequada. É conhecido na técnica como esta vazão pode ser calculada em função das dimensões do painel espumado a ser formado, da velocidade de laminador, da densidade desejada, do fator de enchimento em excesso, etc., e, portanto, isto não precisa ser aqui descrito com mais detalhes, mas é considerado como um dado valor Qtotal, expressado em m3/s.

[00144] A mistura de fluido espumável viscoso inserida na entrada da barra distribuidora 40, então, flui através de um canal interno (como aquele da figura 22) da barra distribuidora 40 e deixa por meio de um dos tubos de saída p1 a p12 a ser depositado no laminador 51. De forma ideal, cada tubo de saída p1, p2, ... p12 provê uma fração idêntica (q[i], i=1 a 12) da vazão total (Qtotal), e deposita trilhas líquidas idênticas (mesma largura, mesma altura) no laminador 51. Na prática, entretanto, este não é sempre o caso, e a vazão, por exemplo, dos tubos de saída externos p1 e p12 é usualmente inferior àquela dos outros tubos de saída p2 até p11. O resultado líquido é que as trilhas externas t1, t12 do material de mistura viscosa espumável depositado no laminador 51 são mais estreitas do que as outras trilhas. Isto é especialmente visível em velocidades de laminador relativamente altas, em virtude de, para velocidades de laminador mais altas, além do mais, a reatividade da mistura líquida viscosa aumentar.

[00145] A figura 5 mostra uma seção transversal das trilhas t1 até t12 depositadas no laminador 51, em um plano perpendicular ao laminador 51 e paralelo à barra distribuidora 40, logo depois de ser dispostas no laminador 51, isto é, vistas em uma distância relativamente pequena a partir da barra distribuidora (por exemplo, 10 cm). Se a mistura viscosa espumável ainda for suficientemente fluida, então, a mistura irá subsequentemente se afastar (pelo menos em alguma extensão) para a lateral (da forma indicada pelas setas) e irá (pelo menos parcialmente) encher a folga no exterior das trilhas t1 e t12, e as folgas entre as trilhas. Se, entretanto, a mistura viscosa espumável não foi suficientemente fluida, ou se a distância entre os tubos de saída estava muito grande (para a dada linha de produção), então, a mescla não irá ocorrer, e uma vista seccional transversal, tal como aquela mostrada na figura 6, pode resultar, de acordo com o que, folgas e/ou fendas permaneçam no exterior das trilhas externas t1, t12 e entre as trilhas t1 até t12. Este é especialmente o caso para linhas de laminador com velocidade relativamente alta (por exemplo, acima de 30 m/min ou acima de 50 m/min), em virtude de, com estas linhas, tipicamente, uma mistura mais reativa ser usada, cujas trilhas depositadas expandirão menos na direção lateral.

[00146] A figura 7 mostra a camada espumada expandida resultante 71 depois da expansão das trilhas individuais da figura 6. Embora a íntegra do espaço entre o laminador inferior 51 e o sistema de correia superior 72 seja normalmente completamente cheio (considerando que uma vazão correta foi aplicada pelo cabeçote de mistura), uma espuma expandida não ideal irá resultar, tendo, por exemplo, uma densidade não uniforme, especialmente no exterior, e tendo linhas de enlace ou planos de enlace onde as trilhas expandidas individuais da figura 6 tocarão mecanicamente depois da expansão, mas não terão formado uma única camada em virtude de a mistura das trilhas individuais da figura 6 não ter sido mesclada enquanto estava fluida. As linhas de enlace podem ficar visíveis quando a camada resultante 70 for cortada, e elas resultam em um menor limite de escoamento, que, entretanto, pode ser aceitável para algumas aplicações, tais como painéis de isolamento sem capacidade de suporte de carga. Embora o problema seja aqui mostrado apenas para as trilhas externas t1 e t12, na prática, os problemas também ocorrem para as outras trilhas t2 até t11, mas são tipicamente menos pronunciados.

[00147] Observa-se que, intuitivamente, versados na técnica, que tentam resolver os problemas das trilhas externas t1, t12, da forma mostrada na figura 6, podem ficar tentados a aumentar o diâmetro da abertura dos tubos de saída externos p1, p12, mas a experiência tem mostrado que isto não leva a uma boa solução, em virtude de o aumento dos ditos diâmetros influenciar a íntegra da distribuição do fluxo em vez de apenas aumentar a vazão através dos tubos de saída externos. Este é um exemplo de porquê mera "tentativa e erro" não pode levar a uma solução ideal para uma dada linha de produção.

[00148] A figura 8 ilustra uma barra distribuidora 80 de acordo com modalidades da presente invenção, e a figura 9 até a figura 11 mostram o que esta barra distribuidora pode alcançar durante o uso. Pelo uso do método de projeção e fabricação de acordo com modalidades da presente invenção, da forma descrita adicionalmente, pode ser garantido que as trilhas t1 a t12 mostradas na figura 8 (abaixo) em vista de topo, e na figura 9 em seção transversal, possam ser depositadas no laminador 91, de uma maneira tal que estas trilhas t1 a t12 mesclem subsequentemente em uma única camada de líquido substancialmente uniforme 101 (figura 10) que se estende sobre a íntegra da largura do laminador Wpanel antes de a mistura de líquido perder sua fluididade (ou fluidez). Como pode ser visto, todos os principais artefatos discutidos em relação à figura 4 até a figura 7 são resolvidos, em particular, as folgas entre as trilhas e no exterior das trilhas externas t1 e t12 desapareceram, nenhuma linha de enlace está mais presente, e a densidade da camada de espuma expandida 111 é substancialmente uniforme.

[00149] Embora o desejo ou o objetivo de obter uma "camada de líquido uniforme" já tenha sido expressado na técnica anterior, não foi descrito com detalhes como este objetivo pode ser alcançado, nem parecem todos os problemas ou relações fundamentais ser completamente entendidos ou reconhecidos. Em particular, por exemplo, os documentos da técnica anterior não parecem mencionar os problemas relacionados à limitada expansão lateral e/ou à ligação entre uma velocidade de laminador mais alta e reatividade da mistura de líquido espumável viscoso, por um lado, e o número mínimo de aberturas, por outro lado. Isto torna esta descoberta uma solução que leva em conta que todos estes efeitos se parecem com um problema decisivo, o que é, de fato, o caso para velocidades de laminador mais altas (por exemplo, acima de 30 m/min, ou acima de 35 m/min, especialmente, acima de 40 m/min, e mais alto, tal como acima de 50 m/min). Por misturas "mais reativas", entende-se que estas misturas têm um menor tempo de cremificação. Há uma necessidade de uma abordagem sistemática para cuidar deste problema.

MÉTODO DE PROJEÇÃO E FABRICAÇÃO DE ACORDO COM MODALIDADES DA PRESENTE INVENÇÃO

[00150] Embora barras distribuidoras com uma pluralidade de tubos de saída, os tubos de saída tendo um diâmetro interno constante, mas comprimentos variáveis, sejam conhecidas na técnica anterior, não é conhecido na técnica anterior exatamente como estes comprimentos dos tubos de saída precisam ser escolhidos para uma dada linha de produção, por exemplo, para dados largura do painel, vazão, velocidade de laminador e uma mistura de líquido espumável viscoso em particular (por exemplo, uma mistura de poliuretano PUR ou mistura de poli-isocianurato PIR em particular), por exemplo, relacionados com sua reatividade química e seu comportamento viscoso. Considerando que barras distribuidoras, especialmente, aquelas projetadas para uso com altas velocidades de laminador têm pelo menos doze tubos de saída, por exemplo, pelo menos dezesseis, por exemplo, pelo menos vinte, por exemplo, pelo menos vinte e quatro ou ainda mais, isto significa que pelo menos doze valores de comprimento precisam ser determinados. O problema fundamental que os inventores enfrentaram pode ser assim formulado como (pelo menos) um problema de otimização de 12 dimensões.

[00151] A abordagem que os inventores tomaram para calcular as dimensões de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção pode ser grosseiramente descrita como segue:1) escolher uma geometria para a barra distribuidora, e definir um conjunto de parâmetros que caracteriza completamente o tamanho e a forma da barra distribuidora. Por exemplo, em uma primeira modalidade (veja adicionalmente), o possível conjunto de parâmetros é proposto: "Ddev, α, W, Ndev, Nholes, Dhole, L[Nholes]", em que L[Nholes] é um arranjo de 12 valores para os comprimentos dos 12 tubos de saída, portanto, 6+12=18 valores precisam ser determinados.2) escolher ou calcular ou estimar alguns destes parâmetros (mas não o arranjo de comprimentos), com base em experimentos e/ou experiência. Um exemplo é escolher um valor para a razão "α.Ddev" como o diâmetro interno do espaço interno afunilado nas extremidades externas e o valor "Ddev" como o diâmetro interno no centro da barra distribuidora, por exemplo, escolher α=0,75. Um outro exemplo é estimar um número adequado de tubos de saída "Nholes" para garantir a disposição completa no laminador.

[00152] Além dos parâmetros geométricos puros, os inventores descobriram ser útil adicionar um outro parâmetro, a saber, o tempo de residência médio da mistura viscosa no interior da barra laminadora, já que isto pode ajudar a escolher valores adequados para, por exemplo, o diâmetro interno do espaço interno 5 ou, no caso em que o espaço interno não tiver uma seção transversal circular, por exemplo, a distância entre bordas opostas de uma seção transversal quadrada ou hexagonal ou octogonal ou poligonal.3) Descobrir uma expressão analítica em apenas dois parâmetros (por exemplo, parâmetro 'K' e 'a') para calcular o parâmetro que é diferente para cada um dos tubos de saída (no exemplo exposto, os comprimentos L[i], i=1 até Nholes dos tubos de saída). Desta maneira, o problema de doze dimensões (ou problema de dezesseis ou vinte dimensões) pode ser reduzido para um problema bidimensional, que é gerenciável.4) Um conjunto inicial destes dois parâmetros (k0, a0) é calculado ou estimado, e um arranjo de (por exemplo, doze) valores de comprimento L[i] (i=1 até 12) para os tubos de saída é, então, calculado usando a expressão analítica da etapa 3). Juntamente com os valores calculados ou estimados anteriormente, isto especifica completamente uma primeira proposta da geometria (por exemplo, forma e dimensões) da barra laminadora.5) Uma simulação de Dinâmica de Fluido Computacional é realizada para simular o comportamento da mistura na primeira barra laminadora proposta. Revelou-se crucial que um comportamento de pseudoplasticidade não Newtoniano para a mistura de fluido espumável viscoso seja usado. A simulação é, então, usada para determinar as velocidades de saída v[Nholes] da mistura de líquido que deixa cada um dos tubos de saída, (ou, mais exatamente, a velocidade de saída média do perfil de velocidade simulado, em virtude de a velocidade não ser constante). Opcionalmente ou adicionalmente, a simulação também é usada para determinar o tempo de residência médio "tdev" da mistura de fluido espumável viscoso na barra distribuidora.6) Então, é verificado se as velocidades de saída médias simuladas "Vhole" da geometria escolhida exposta satisfaz um critério predefinido, que, de acordo com a presente invenção, são que a velocidade de saída média do fluido deve ser substancialmente constante em uma margem predefinida (por exemplo, em +/- 5 %) e deve ficar em uma faixa predefinida (por exemplo, na faixa de 2,5 até 3,5 m/s). Opcionalmente ou adicionalmente, também pode ser exigido que o tempo de residência médio "Tres" seja menor do que um valor predefinido (por exemplo, 150 ms ou 80 ms ou um outro valor adequado), e se alguma ou ambas estas condições não forem satisfeitas, então, as etapas (2) a (6) podem ser repetidas.

[00153] Uma vez que os parâmetros diferentes dos comprimentos dos tubos (neste exemplo) forem determinados, as etapas (4) a (6) podem ser repetidas, mas em vez de usar os valores iniciais (k0, a0) como originalmente calculados ou estimados, agora, estes parâmetros são variados em uma faixa de, por exemplo, +/- 15 %, por exemplo, em etapas de 5 %, resultando em 7x7-1=48 simulações adicionais, ou em etapas de 3 %, resultando em 11x11- 1=120 simulações adicionais, e a geometria que provê os "melhores resultados" é, então, escolhida como a solução "ideal", de acordo com o que, "melhor" pode ser, por exemplo, definido como a solução que produz a menor variação da velocidade de saída média. É apontado que existem múltiplas soluções, e que, de fato, todas as geometrias que satisfazem o critério predefinido (de velocidade média e/ou de tempo de residência) são "boas soluções", e outros critérios para selecionar uma das mesmas como a "melhor" são possíveis.

[00154] A figura 12 ilustra um resultado da simulação que usa Análise de Dinâmica de Fluido Computacional, usando o programa "Ansys-CFX", disponível por Ansys Inc., Versão 15.0. Deve ser apontado que, no passado, os inventores usaram a mesma abordagem, mas, em vez de usar um comportamento de pseudoplasticidade não Newtoniano, foi considerado (ou admitido como certo) que a mistura líquida de poliuretano se comportou como um líquido viscoso Newtoniano (pelo menos logo depois de ser misturada, ainda passando através da barra distribuidora), comportamento este que foi caracterizado por um valor de viscosidade simples. Um problema principal com protótipos físicos construídos com base nestas simulações foi que as medições na vida real não correspondiam muito bem com as simulações de computador. Em particular, foi observado que um projeção da barra distribuidora com base em simulações que consideram um modelo Newtoniano para a mistura de líquido espumável viscoso resultou em trilhas mais estreitas, portanto, menos material, no final da barra distribuidora. Portanto, o mero uso da Análise de Dinâmica de Fluido Computacional não levou a resultados satisfatórios.

[00155] Depois de muitos protótipos, os inventores chegaram à ideia de investigar adicionalmente o comportamento da mistura de líquido espumável viscoso. Embora esta possa ser uma tarefa relativamente fácil para um fluido não espumável, ela certamente não é uma tarefa fácil para uma mistura de poliuretano, em virtude de (i) os componentes da mistura e o equipamento de mistura não estarem presentes no laboratório, mas em uma fábrica; (ii) em virtude de poliuretano tender a grudar no equipamento de medição; (iii) as medições precisarem ser realizadas muito rapidamente, em virtude de poliuretano ser uma mistura altamente reativa que começa a espumar em cerca de 10 segundos e com uma expansão de volume de cerca de um fator 100; (iv) adicionar agentes de retardo influenciam a medição, então, não podem ser adicionados; (v) depois de cada medição, é necessário que o equipamento seja criteriosamente limpo para remover toda mistura restante ou poliuretano espumado. No final da descrição, mais detalhes são dados sobre as medições de viscosidade que foram usadas, mas, certamente, a presente invenção não é limitada a estas, e outras maneiras de determinar os parâmetros também podem ser usadas.

[00156] A figura 13 mostra os resultados das medições. O gráfico mostra que a mistura líquida viscosa de poliuretano não se comportou como um fluido Newtoniano, mas estava ligeiramente em "pseudoplasticidade". Este resultado foi muito surpreendente, em virtude de, embora tenha ficado claro que o comportamento da mistura de PU muda dramaticamente durante o tempo, uma vez que a reação de espumação começou, sempre foi admitido como certo que a mistura de líquido, pelo menos no período imediatamente depois da mistura dos componentes (por exemplo, em 1,0 segundo), se comportou como um fluido Newtoniano. Com este novo discernimento, as simulações de computador foram repetidas, mas este tempo leva em conta o comportamento de "pseudoplasticidade". Em particular, o modelo Ostwald de Waele foi usado, com os valores 'm'=1,10 e 'n'=0,79 (obtidos no teste da figura 13). Novos protótipos foram construídos e avaliados e, desta vez, os resultados mostraram uma correspondência muito boa com as simulações, e nenhuma diferença substancial nas larguras da trilha foi mais observada.

[00157] Observa-se que, nas medições relacionadas à figura 13, o fluido foi caracterizado por meio da assim denominada fórmula da "Lei da Potência" da figura 14, e os parâmetros de 'm' e 'n' da mistura de poliuretano em particular usados foram descobertos como cerca de 1,10 e cerca de 0,79, respectivamente, mas, certamente, a invenção não é limitada as modalidades que usam apenas misturas de líquido que têm estes valores. Além do mais, a "Lei da Potência" não é a única maneira possível de caracterizar misturas de líquido espumável viscoso não Newtonianos, e outras leis, tais como, por exemplo, "Cross", "Carreau Yasuda" e "Herschel Bulkley", cujas fórmulas também são mostradas na figura 14, também podem ser usadas. De fato, é contemplado que quaisquer lei ou fórmula que caracterizam a mistura de fluido espumável viscoso como um fluido em pseudoplasticidade não Newtoniano podem ser usadas, e podem prover bons resultados, tais como, por exemplo, as fórmulas de "Bingham", "Bird-Carreau" e "Casson".

ADIÇÃO DE AR

[00158] Ar é frequentemente adicionado na mistura para auxiliar na nucleação da espuma quando ela estiver no laminador. A adição de ar modifica a viscosidade inicial. O modelo da Lei da Potência pode ser modificado da forma descrita em "M.D. Bessette and D.W. Sundstrom, Rheology of Model Polyurethanes, Polymer Process Engineering, 3(1&2), 2535 (1985)" para considerar a adição de ar:

Em que Φ é a fração de volume do ar adicionado. m0 e n0 são a parâmetros da Lei da Potência sem a adição de ar e são obtidos a partir de medições de viscosidade. A modificação do modelo de viscosidade desta maneira ajudou a melhorar a distribuição do fluxo no último furo.

EXPERIMENTOS

[00159] Embora o exposto deva ser suficiente para que versados na técnica cheguem às soluções propostas pela presente invenção, alguns aspectos serão explicados com ainda mais detalhes.

[00160] Primeiro, em relação às figuras 15 a 20, será explicado como um valor adequado para o número de tubos de saída "Nholes" pode ser escolhido para uma dada linha de produção (largura do painel, vazão, velocidade de laminador, mistura espumável em particular), para a qual pretende-se que a barra laminadora seja usada.

[00161] A figura 15, a figura 16 e a figura 17 mostram exemplos de um único tubo de saída que tem um diâmetro de abertura em particular "Dhole", que provê uma trilha (ou fluxo contínuo) de uma mistura de líquido espumável viscoso em um laminador que se move em uma velocidade v de cerca de 22 m/min, 32 m/min e 42 m/min, respectivamente. Nestes exemplos, a vazão do líquido foi mantida constante (resultando em painéis de espuma com uma menor espessura). Como pode ser visto, as larguras w1, w2, w3 da trilha da mistura espumável viscosa depositada diminuem à medida que a velocidade do laminador aumenta. A vazão de saída total (Qtotal) para um projeção de 24 furos para estes exemplos era 0,045 m3/min. O diâmetro da abertura era 3,7 mm, proporcionando uma velocidade de saída média (do líquido espumável viscoso para fora da barra distribuidora) de 3,0 m/s. Aumentar a velocidade do laminador na mesma saída total (isto é, vazão) é equivalente a fazer placas com espessura decrescente. Portanto, fazer placas mais finas em velocidade mais alta irá resultar em trilhas mais estreitas. Portanto, obter uma mistura uniforme (mesclar trilhas) em velocidades mais altas exige menos distância entre furos e, portanto, mais furos. Estas simulações consideraram reatividade igual, mas, no geral, a reatividade irá aumentar (tornando o problema mais crítico) com velocidade de linha à medida que o tempo entre o cabeçote de mistura e transportador diminui.

[00162] Isto significa que, na prática, o afastamento lateral da mistura diminui à medida que a velocidade de linha aumenta por dois fatores: a velocidade de linha e a reatividade. Este relacionamento não parece ter sido considerado nas descrições da técnica anterior. Isto é importante, entretanto, em virtude de as trilhas depositadas (da forma mostrada na figura 9) precisarem mesclar enquanto elas ainda estão líquidas e móveis (ou fluidas), a fim de obter a única camada de mistura uniforme da figura 10.

[00163] A figura 18 mostra um exemplo de um experimento com uma vazão específica e um diâmetro da abertura de saída específico. Como pode ser visto, para uma velocidade v do laminador de cerca de 22 m/min, a largura da trilha era cerca de 6 cm, para velocidade v=32 m/min, a largura w=4 cm, para velocidade v=43 m/min, a largura w=3 cm, e para velocidade v=64 m/min, a largura w=2 cm. Isto significa que, neste exemplo específico, se os tubos de saída estiverem localizados em uma distância de cerca de 5,8 cm, as trilhas de mistura no laminador irão mesclar para uma velocidade do laminador mais baixa do que cerca 23 m/min (parte da curva acima da "linha crítica"), resultando na camada de líquido mesclado da figura 10 e, subsequentemente, na camada espumada uniforme da figura 11. Ao contrário, para velocidades de laminador acima de cerca de 23 m/min (parte da curva abaixo da linha crítica), as trilhas de mistura depositadas no laminador não irão mesclar e, de fato, deixam folgas entre as trilhas, da forma mostrada na figura 6, e, em última análise, irão resultar em uma espuma expandida como aquela da figura 7, o que é indesejável.

[00164] Portanto, se a largura do painel e a vazão forem dadas, a máxima distância 'dmax' entre os tubos de saída pode ser determinada usando curvas, tal como aquela da figura 18. É preferido escolher um número par de tubos de saída, uniformemente distribuídos sobre a barra distribuidora, isto é, em uma distância constante uns dos outros. Portanto, no exemplo da figura 18, deve ser escolhido um número de tubos de saída que resulta em uma distância entre os tubos de saída menor do que 5,8 cm.

[00165] A figura 19 mostra representações gráficas similares como aquela da figura 18. A situação para três barras distribuidoras é mostrada, a primeira barra distribuidora (losangos) tendo 24 tubos de saída, a segunda barra distribuidora (quadrados) tendo 48 tubos de saída, a terceira barra distribuidora (triângulos) tendo 72 tubos de saída. Como pode ser visto, a velocidade máxima do laminador durante o uso da primeira barra distribuidora (com 24 furos de saída) é cerca de 8 m/min; a velocidade máxima do laminador durante o uso da segunda barra distribuidora (com 48 furos de saída) é cerca de 32 m/min; a velocidade máxima do laminador durante o uso da terceira barra distribuidora (com 72 furos de saída) é cerca de 72 m/min, a fim de obter uma disposição completa.

[00166] A figura 20 representa graficamente este número mínimo de furos de saída (obtidos a partir da figura 19) em função da velocidade de linha do laminador. É importante observar que este gráfico não apenas leva em conta a velocidade de linha do laminador, mas, também, (típica) reatividade da mistura e (típicos) diâmetros de saída da abertura da barra distribuidora. Apesar da sua simplicidade, este gráfico reduz a complexidade do problema multidimensional consideravelmente, em virtude de ele permitir que o aspecto de "velocidade de linha do laminador" e "reatividade da mistura espumável viscosa" seja "incorporado" no parâmetro Nholes. Os benefícios desta abordagem não devem ser subestimados.

[00167] Realmente, também se revelou que o valor de Nholes é a "chave" para transformar o problema no domínio da linha de produção (com exigências, tais como: vazão total, largura do laminador, velocidade do laminador, reatividade e viscosidade da mistura) em um problema no domínio da barra distribuidora (com um dado número de saídas, e com exigências, tais como: vazão total, comprimento da barra e viscosidade da mistura).

[00168] Em outras palavras, o parâmetro "Nholes" (sendo uma variável no espaço do problema da linha de produção, mas sendo um dado no espaço do problema da barra distribuidora), permite formular a projeção da barra distribuidora sem referência à velocidade de linha e/ou à reatividade da mistura.

[00169] Observa-se que, para um dado comprimento da barra distribuidora, o número de furos "Nholes" é relacionado à distância entre saídas adjacentes, portanto, tudo que for declarado anteriormente para o parâmetro "Nholes" também é verdadeiro para o parâmetro "d", que pode, assim, também ser considerado como a "chave" para traduzir o problema da "linha de produção" para a "barra distribuidora".

[00170] Uma vez que este gráfico for conhecido, ele pode, então, ser usado para estimar (como um tipo de "regra prática") um número mínimo de tubos de saída exigido para qualquer dada velocidade de linha do laminador, e qualquer reatividade correspondente. Por exemplo, se a velocidade alvo for escolhida como 20 m/min, então, pelo menos cerca de 36 furos de saída devem ser escolhidos a fim de obter a camada mesclada uniforme da figura 10 e a espuma expandida da figura 11. Usualmente, não é benéfico escolher o número de aberturas de saída muito maior (por exemplo, mais do que 4, ou ainda mais) do que este número mínimo, em virtude de isto, tipicamente, resultar em uma solução que tem um tempo de residência médio da mistura na barra distribuidora ligeiramente mais alto, portanto, irá aumentar ligeiramente o risco de sujeira, ou, em outras palavras, irá resultar em um tempo ocioso ligeiramente mais alto.

[00171] Observa-se que, embora a figura 19 refira-se a "uma" barra distribuidora que tem 72 furos para distribuir uma vazão total Qtotal (implícita), isto pode, na prática, ser realizado por, por exemplo, três barras distribuidoras individuais, mas cooperativas (adicionalmente aqui referidas como "sub-barras" ou "dispositivos"), cada qual cobrindo um terço da largura do painel, e cada qual tendo uma vazão de um terço de Qtotal. Preferivelmente, neste caso, também, três cabeçotes de mistura são usados para manter a distância e, portanto, o tempo entre o cabeçote de mistura e cada uma das barras laminadoras em um mínimo. Na presente invenção, entretanto, a combinação de duas ou mais de tais barras distribuidoras individuais que cooperam em um único laminador é considerada como uma única barra distribuidora.

QUATRO MODALIDADES

[00172] Quatro diferentes tipos de barras distribuidoras de acordo com modalidades da presente invenção são propostos, embora a presente invenção não seja limitada aos mesmos, e outras modalidades também sejam concebidas. Estes quatro tipos serão adicionalmente descritos com mais detalhes, juntamente com orientações e/ou fórmulas analíticas para calcular ou estimar um conjunto de parâmetros inicial. E, para cada protótipo, uma expressão analítica parametrizada será dada para calcular o parâmetro variável dos tubos de saída (isto é, "comprimento" nas primeiras três modalidades e "área" na quarta modalidade). Todos os tipos podem ser projetados e fabricados usando o mesmo método (além de algumas diferenças menores), e têm, como um recurso comum, que eles proveem uma barra distribuidora física que, em operação, quando uma mistura de líquido espumável viscoso está entrando em sua entrada em uma vazão predefinida, a barra distribuidora irá prover uma pluralidade de fluxos contínuos parciais, cada qual tendo uma velocidade de saída substancialmente constante em uma margem de tolerância predefinida (por exemplo, +/- 5 %) e em uma faixa predefinida (por exemplo 2,5 até 3,5 m/s), e, opcionalmente ou adicionalmente, também com um tempo de residência médio da mistura no interior da barra distribuidora menor do que um valor predefinido (por exemplo, mais baixo do que 150 ms, ou menor do que 80 ms, ou qualquer outro valor adequado).

[00173] Portanto, as diferentes modalidades da presente invenção resolvem um problema comum, e proveem uma solução que resulta nas vantagens mencionadas anteriormente, em particular:* declarado no espaço do problema da barra distribuidora: prover N fluxos contínuos parciais que têm uma velocidade de saída substancialmente constante em +/- 5 % (ou mais baixa) e, opcionalmente ou adicionalmente, também reduziu sujeira.* declarado no espaço do problema da linha de produção: prover disposição completa (sem folgas), material de espuma expandida uniforme (sem linhas de enlace) e, opcionalmente ou adicionalmente, também reduziu sujeira da barra distribuidora.

PRIMEIRA MODALIDADE

[00174] A figura 21 até a figura 26 ilustram diversos exemplos de uma primeira modalidade de uma barra distribuidora de acordo com a presente invenção, dedicada para linhas de produção em particular.

[00175] A geometria da barra distribuidora 210, 230, 240, 250, 260 da primeira modalidade é escolhida para ter um espaço interno 5 (ou "canal principal") com uma linha central substancialmente reta 6 (em sua direção longitudinal). O espaço interno 5 da barra distribuidora está afunilando na direção das suas extremidades externas (excluindo os tubos de saída, que têm um diâmetro interno constante Dhole), de acordo com o que, o diâmetro interno diminui (por exemplo, linearmente) de um primeiro valor Ddev próximo da entrada para um segundo valor α.Ddev nas extremidades externas (esquerda e direita na figura 22), em que α é um valor constante escolhido na faixa de 0,50 até 0,95, preferivelmente, na faixa de 0,60 até 0,95, mais preferivelmente, na faixa de 0,75 até 0,80. O principal motivo para redução de Ddev para αDdev é reduzir o tempo de residência e manter uma velocidade mínima para mitigação contra sujeira. Isto deve ser equilibrado em relação a tornar mais difícil distribuir o fluxo uniformemente. Valores de α na faixa mencionada anteriormente proveem um bom equilíbrio.

[00176] A barra distribuidora tem adicionalmente uma entrada central 2 para receber uma mistura de fluido espumável viscoso a partir do equipamento de mistura (não mostrado), e ela tem um número par Nholes de tubos de saída espaçados de forma equidistante com uma distância 'd'. Os tubos de saída têm um diâmetro interno constante Dhole, que é o mesmo para todos os tubos de saída, e os tubos de saída são arranjados em paralelo com seus eixos geométricos centrais perpendiculares ao eixo geométrico central do canal principal.

[00177] Se o volume interno 5 (veja a figura 22) tiver um diâmetro constante, então, a velocidade média do fluido que se desloca na direção das extremidades externas irá diminuir a partir do centro da barra na direção das extremidades externas e, portanto, o tempo de residência médio também irá aumentar, e a sujeira da barra distribuidora também irá aumentar. Pela escolha de uma barra com um espaço interno afunilado 5, esta redução de velocidade é um tanto reduzida, o volume interno é reduzido, o tempo de residência médio é reduzido, e a sujeira é reduzida.

[00178] Preferivelmente, o diâmetro interno diminui linearmente de um valor Ddev no centro para um valor α.Ddev nas extremidades externas, em virtude de este ser fácil de simular e de produzir, mas isto não é absolutamente exigido para alcançar os efeitos vantajosos da presente invenção, e outras funções de transição uniforme também podem ser usadas, por exemplo, a área seccional transversal do espaço interno 5 pode ser variada linearmente de π.Ddev2/4 no centro para α.π.Ddev2/4 nas extremidades externas.

[00179] Barras distribuidoras de acordo com a primeira modalidade podem, então, ser representadas pelos seguintes conjuntos de parâmetros (veja a figura 21 e a figura 22):Nholes denotando o número total de furos (tubos de saída) na barra distribuidora, (da forma discutida anteriormente, "Nholes" é considerado uma "variável" ou um "dado", dependendo do espaço do problema),Ndev denotando o número de dispositivos (ou "sub-barras cooperativas") que formam em conjunto "a" barra distribuidora,Ddev denotando o diâmetro interno da câmara principal 5, na entrada do dispositivo (isto é, o volume interno afunilado 5, excluindo os tubos de saída),α.Ddev denotando o diâmetro interno da câmara principal do dispositivo (isto é, o volume interno afunilado, excluindo os tubos de saída), nas suas extremidades externas,Dhole denotando o diâmetro interno dos furos de saída (tubos de saída),α denotando a razão do diâmetro interno da câmara principal nas suas extremidades externas em função do diâmetro interno no local central,W denotando a distância entre os centros de metade do número de tubos de saída de um dispositivo,L[1], L[2], ..., L[Nholes] denotando os comprimentos dos tubos de saída,parâmetros estes que devem ser determinados, por exemplo, otimizados para uma linha de produção/barra distribuidora específica.

[00180] A própria linha de produção pode ser caracterizada pelo seguinte conjunto de parâmetros:Qtotal denotando a vazão total através da barra distribuidora (ou através de todos os "dispositivos" se houver múltiplas "sub-barras cooperativas"),Wpanel denotando a largura total do painel a ser fabricado, mistura de líquido espumável viscoso em particular, por exemplo, PUR ou PIR, (com uma reatividade em particular e um comportamento de viscosidade em particular),Vline denotando a velocidade de linha do laminador na linha de produção.

[00181] Observa-se que o número de cabeçotes de mistura não é considerado como dado, mas é assumido como igual ao número de "dispositivos" da barra distribuidora, número este que deve ser determinado como parte do método.

POSSÍVEL ABORDAGEM DETALHADA

[00182] Uma possível abordagem para determinar os parâmetros da barra distribuidora, é a seguinte:a) Considera-se que os parâmetros da linha de produção, em particular, por exemplo, largura do painel Wpanel, vazão Qtotal, velocidade de linha Vline, bem como uma mistura de líquido espumável viscoso em particular, são dados.b) Estimar um número par adequado Nholes de tubos de saída, (levando em consideração a reatividade da mistura para esta velocidade de linha em particular), por exemplo, com base em dados experimentais, tais como dados pela figura 20, e escolher um número de dispositivos Ndev adequado. Se o número de aberturas de saída for maior do que, por exemplo, 24, a barra distribuidora pode ser particionada em múltiplos dispositivos. Se necessário, o número de tubos de saída estimado pode ser ligeiramente aumentado, de forma que cada dispositivo tenha o mesmo (e par) número de tubos de saída. O número de tubos de saída por dispositivo é preferivelmente escolhido na faixa de 12 a 24. Aumentar o número de dispositivos (considerando que cada um tem seu próprio cabeçote de mistura) diminui o tempo de residência médio da mistura de líquido espumável viscoso em cada dispositivo e, portanto, o risco de sujeira.

[00183] Da forma explicada anteriormente, uma vez que o número de saídas for escolhido, o problema que resta para ser resolvido é: para uma dada geometria (ou modelo matemático) de uma barra distribuidora (por exemplo, a barra distribuidora mostrada na figura 21) e para uma dada vazão de entrada "Qtotal", e para um dado comprimento "Lbar", e uma dada mistura espumável viscosa, determinar valores das variáveis do modelo matemático (neste exemplo: Ddev, α, Dhole, W, L[1] a L[12]), de maneira tal que as vazões parciais que deixam cada um dos furos de saída sejam substancialmente constantes em uma margem de tolerância predefinida de, no máximo, +/- 5 %, quando esta barra distribuidora for fisicamente realizada e a dita mistura for injetada na dita vazão Qtotal.c) Escolher um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano adequado para a mistura, por exemplo, a "Lei da Potência" (veja a figura 14), e determinar (por exemplo, medir) os parâmetros de viscosidade deste modelo para esta mistura em particular. Por exemplo, para a mistura discutida em relação ao exemplo da figura 13, os valores obtidos pela medição foram descobertos como: 'm'=1,10 e 'n'=0,79.d) Escolher um valor adequado para a razão 'α', por exemplo, 0,75 ou 0,80. Foi experimentalmente descoberto que valores de α de cerca de 0,75 ou cerca de 0,80 proveem um bom denominador comum. Para valores de α mais altos do que, por exemplo, 0,90, o comprimento de todos os tubos de saída irá diminuir, mas o tempo de residência médio da mistura interior da barra distribuidora (ou dispositivos) irá aumentar, o que aumenta o risco de sujeira, o que é indesejável. Para valores de α inferiores a, por exemplo, 0,65, o comprimento de todos os tubos de saída irá aumentar, de forma que a distância entre o laminador e a barra distribuidora aumente, o que aumenta o risco de respingos e inclusão de bolhas de ar, o que também é indesejável.e) Calcular o valor W de acordo com a seguinte fórmula, que é equivalente a expressar que os tubos de saída devem ser distribuídos de forma equidistante sobre a largura do painel:

f) Escolher um valor para Ddev e calcular uma correspondente estimativa para o tempo de residência tdev de acordo com a seguinte fórmula:

de maneira tal que o tempo de residência médio seja mais baixo do que 150 ms para uma velocidade de linha relativamente baixa ou uma vazão relativamente baixa (por exemplo, uma velocidade de linha na faixa de 10 m/min a 30 m/min ou uma vazão total na faixa de 0,20 L/s a 0,60 L/s), e mais baixo do que 80 ms para uma velocidade de linha relativamente alta ou uma vazão relativamente alta (por exemplo, 30 m/min a 100 m/min ou uma vazão total de mais do que 0,60 L/s).

[00184] Foi surpreendentemente descoberto pelos inventores que, para linhas de velocidade relativamente alta ou vazões relativamente altas, diminuir o tempo de residência médio de um valor tão pequeno quanto cerca de 200 ms para mais baixo do que 100 ms teve um enorme impacto na sujeira dos dispositivos. Isto foi surpreendente, em virtude de não ter sido esperado que a primeira fração de um segundo depois da mistura tivesse um impacto como este na sujeira, mas aparentemente teve. Certamente, o tempo e a distância entre o cabeçote de mistura e a barra distribuidora também deveria ser tão pequeno quanto possível. Valores de Ddev são preferivelmente escolhidos na faixa de 6,0 mm a 15,0 mm, por exemplo, na faixa de 8,0 mm a 13,0 mm (veja os quatro exemplos a seguir).g) Escolher um valor adequado para Dhole e calcular uma estimativa para a velocidade de saída média Vexit de maneira tal que a velocidade média do fluido que deixa o tubo de saída fique na faixa de 2,5 até 3,5 m/s para impedir tanto sujeira na saída (não muito pequena) quanto respingos no laminador (não muito altos), usando a fórmula:

Valores de Dhole são preferivelmente escolhidos na faixa de 1,0 mm a 5,0 mm, por exemplo, na faixa de 2,0 mm a 4,0 mm (veja os quatro exemplos a seguir).h) Calcular o valor 'K', representativo para o comprimento do maior tubo de saída, usando a fórmula:

em que α é a razão de diâmetros internos mencionada anteriormente, e n é o expoente da Lei da Potência da mistura espumável viscosa.i) Calcular a distância "d" entre dois tubos de saída usando a fórmula:

j) Inicializar o valor do parâmetro 'K' no valor de 'K' calculado na etapa (h) e definir o valor do parâmetro 'a' igual a (n+1), em que 'n' é o expoente da Lei da Potência da viscosidade da mistura, e calcular um conjunto de comprimentos L[1], L[2], ..., L[Nholes] dos tubos de saída usando a seguinte fórmula, de acordo com a qual, o valor de z é definido em múltiplos integrais da distância "d" calculados na etapa (i):

em que Lmin é o comprimento dos tubos externos, e pode ser escolhido. Preferivelmente, o valor para Lmin é escolhido tão pequeno quanto possível (entre outras coisas, para economizar custo de material), mas descobriu-se que se Lmin for escolhido muito pequeno (por exemplo, mais baixo do que 2,0 mm em algumas modalidades), o fluxo que sai dos tubos p1, p12 na extremidade da barra distribuidora pode ser lateral, enquanto que, para um valor ligeiramente maior de Lmin (por exemplo, maior do que 2,0 mm), o fluxo que sai das aberturas externas é estabilizado. Portanto Lmin é tipicamente escolhido na faixa de 2,0 mm a 10,0 mm, por exemplo, na faixa de 3,0 mm a 5,0 mm, mas outros valores também podem funcionar. Descobriu-se que um valor para Lmin de 4,0 mm é usualmente suficiente para estabilizar o fluxo.k) No software de simulação, selecionar o mesmo modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano que foi escolhido na etapa c), e aplicar os parâmetros descobertos na etapa c), e realizar uma simulação de Dinâmica de Fluido Computacional usando a geometria específica (por exemplo, forma e dimensões) com base nos valores escolhidos ou calculados anteriormente, e determinar (por simulação) as velocidades de saída (médias) Vholes[1], Vholes[2], ..., Vholes[Nholes] para cada uma das aberturas de saída, e calcular a variação destas velocidades de saída, e, opcionalmente ou adicionalmente, também determinar o tempo de residência médio "Tres" (simulado).l) Se as velocidades de saída (simuladas) estiverem fora da faixa 2,5 até 3,5 m/s, e/ou se a variação das velocidades de saída médias for mais alta do que a faixa de tolerância predefinida (por exemplo, a mínima velocidade média e a máxima velocidade média desviarem em 10 %) e, opcionalmente ou adicionalmente, se o tempo de residência Tres simulado for muito alto (por exemplo, acima do valor estimado de 150 ms ou 80 ms), então, ajustar um ou mais dos parâmetros determinados (por exemplo, definidos ou estimados ou calculados ou escolhidos) nas etapas (a) a (i).m) Opcionalmente, repetir as etapas j) e k) para valores ligeiramente diferentes (k, a), em que 'K' é escolhido na faixa de K +/- 15 %, e 'a' é escolhido como (n+1) +/- 15 % e, para cada simulação, determinar a variância da velocidade de saída média e/ou do valor do tempo de residência médio.n) Selecionar uma solução como a "solução ideal", por exemplo, o conjunto de parâmetros (incluindo os comprimentos dos tubos de saída) que produz a menor variação de velocidades de saída.o) Construir uma barra distribuidora física que tem a geometria (por exemplo, forma e dimensões) determinada anteriormente.

VARIAÇÕES

[00185] Diversas variações do procedimento mencionado anteriormente são possíveis.

[00186] Por exemplo, em vez de simular múltiplas combinações de (k, a), da forma mencionada na etapa (m), pode-se interromper assim que uma solução satisfatória tiver sido descoberta. Certamente, uma faixa maior ou menor do que +/- 15 % também pode ser escolhida. Em vez de simular todas as possíveis combinações (por exemplo, em etapas de 5 % ou 3 %), também pode-se usar um conjunto predefinido de, por exemplo, 25 pares (k, a), em que os valores de 'K' e 'a' são aleatoriamente escolhidos na faixa de (K-15 %) a (K+15 %) e (n+1)-15 % a (n+1)+15 % respectivamente, etc.

[00187] Certamente, uma ou mais das etapas (a) a (o) expostas também podem ser executadas em uma ordem diferente, opcionalmente, incluindo construir protótipos intermediários, medir os protótipos, e fazer sintonia fina em um ou mais parâmetros, etc.

CONSTRUIR UMA BARRA DISTRIBUIDORA FÍSICA

[00188] A barra distribuidora especificada e simulada anteriormente (como um modelo matemático) nas etapas (a) a (n) pode, então, ser fisicamente realizada na etapa (o), por exemplo, prototipada e/ou fabricada de qualquer maneira conhecida, por exemplo, mas sem limitações a nenhuma das seguintes técnicas:1) moldagem por injeção usando materiais, tais como poliamida 6 (PA6) ou acrilonitrila butadieno estireno (ABS). Este é frequentemente reforçado com até 30 % em peso de fibra de vidro;2) fabricação aditiva de estereolitografia (Impressão 3D) usando materiais, tal como Tusk XC2700;3) técnica de fabricação aditiva de modelagem por deposição fundida usando materiais, tal como ABS;4) fresagem de controle numérico por computador (CNC) usando materiais, tais como alumínio ou aço, ou ligas de alumínio ou ligas de aço ou aço inoxidável.

[00189] Já que a etapa de fabricação por si só é bem conhecida na técnica, nenhuma explicação adicional é considerada necessária.

[00190] Quatro exemplos numéricos de barras distribuidoras de acordo com a primeira modalidade serão descritos a seguir.

EXEMPLO 1

[00191] Os seguintes parâmetros da linha de produção são dados: Qtotal=3,6 x 10-4 m3/sWpanel=1,0 m n(fluid)=0,9 Vline=15 m/min

[00192] Usando etapas (a) a (h) do método de projeção supradescrito, o seguinte conjunto de parâmetros de uma barra distribuidora 230 de acordo com uma modalidade da presente invenção, mostrada na figura 23, foi escolhido ou calculado:Ndev=2Nholes=12x2=24Ddev=8,0 x 10-3 mDhole=2,4 x 10-3 mα=0,8tdev=0,11 sVexit=3,3 m/sW=0,21 mK=3,7 x 10-2 m

[00193] Estes valores podem, então, ser usados para começar as simulações e iterações, e para calcular os comprimentos dos tubos de saída.

[00194] É apontado que não há solução exclusiva para esta linha de produção, e outras soluções para esta mesma linha de produção também podem ser possíveis, da forma explicada anteriormente, e como pode ser observado pelas etapas do método de projeção proposto. Por exemplo, se Ddev for escolhido ligeiramente menor, diga-se, por exemplo, igual a cerca de 7,0 x 10-3 m, então, uma solução completamente diferente será obtida, mas ela ainda oferecerá a mesma garantia de "velocidade média substancialmente constante" nas aberturas de saída, ou vazão parcial substancialmente constante deixando cada uma das aberturas de saída (na margem de tolerância especificada), quando a dita mistura da reação seria inserida na vazão predefinida. E, quando usada na dita linha de produção, e se o valor de "Nholes" fosse escolhido suficientemente alto (veja, por exemplo, a figura 20), isto iria, de fato, "garantir disposição completa" (sem folgas entre as trilhas)", etc.

[00195] Como um outro exemplo, Ndev pode ter sido escolhido para ser igual a 3, mas isto exigiria um cabeçote de mistura adicional, sem uma clara vantagem, que, neste caso, não é exigido.

[00196] Como ainda um outro exemplo, o número de furos de saída Nholes pode ter sido escolhido ligeiramente maior do que 24, por exemplo, 28 (já que Ndev=2, um múltiplo de 4 precisa ser escolhido), o que implicaria que a vazão através de cada tubo de saída individual irá diminuir em cerca de 5 %, o que, neste caso, provavelmente, também seria uma boa solução, em virtude de as velocidades de saída médias ainda estarem bem na faixa de 2,5 até 3,5 m/s, sem um perceptível aumento no risco de sujeira.

EXEMPLO 2

[00197] Em um segundo exemplo, os seguintes parâmetros da linha de produção são dados:Qtotal=4,7 x 10-4 m3/s, Wpanel=1,2 m, Vline=20 m/min, n(fluid)=0,9.

[00198] E uma possível solução obtenível por meio do método de projeção supradescrito seria: Ndev=2, Nholes=16x2=32, Ddev=8,5 x 10-3 m, Dhole=2,3 x 10-3 m, α=0,8, tdev=0,12 s, Vexit=3,5 m/s, W=0,26 m, K=41 x 10-3m.

[00199] Novamente, estes valores podem, então, ser usados para começar as simulações, e para calcular os comprimentos dos tubos de saída. Esta barra de distribuição 240 é ilustrada na figura 24.

EXEMPLO 3

[00200] Em um terceiro exemplo, os seguintes parâmetros da linha de produção são dados: Qtotal=1,2 x 10-3 m3/s, Wpanel=1,2 m, Vline=25 m/min, n(fluid)=0,8.

[00201] E uma possível solução obtenível por meio do método de projeção supradescrito seria: Ndev=3, Nholes=12x3=36, Ddev=11,5 x 10-3 m, Dhole=3,5 x 10-3 m, α=0,75, tdev=0,083 s, Vexit=3,4 m/s, W=0,17 m, K=25 x 10-3 m.

[00202] Novamente, estes valores podem, então, ser usados para começar as simulações, e para calcular os comprimentos dos tubos de saída. Esta barra de distribuição 250 é ilustrada na figura 25.

EXEMPLO 4

[00203] Em um quarto exemplo, os seguintes parâmetros da linha de produção são dados: Qtotal=1,5 x 10-3 m3/s, Wpanel=1,2 m, Vline=50 m/min, n(fluid)=0,8.

[00204] E uma possível solução obtenível por meio do método de projeção supradescrito seria: Ndev=3, Nholes=24x3=72, Ddev=12 x 10-3 m, Dhole=3,0 x 10-3 m, α=0,75, tdev=0,072 s, Vexit=2,9 m/s, W=0,18 m, K=25 x 10-3 m.

[00205] Novamente, estes valores podem, então, ser usados para começar as simulações, e para calcular os comprimentos dos tubos de saída. Esta barra de distribuição 260 é ilustrada na figura 26.

SEGUNDA MODALIDADE

[00206] A figura 27 ilustra um exemplo de uma segunda modalidade de uma barra distribuidora 280 de acordo com a presente invenção.

[00207] A geometria da barra distribuidora 280 da segunda modalidade é escolhida para ter um espaço interno 5 similar àquele da figura 22, mas com uma linha central curva (em sua direção longitudinal). O espaço interno 5 da barra distribuidora está afunilando na direção das suas extremidades externas (excluindo os tubos de saída, que têm um diâmetro interno constante Dhole), de acordo com o que, o diâmetro interno diminui de um primeiro valor Ddev próximo da entrada central para um segundo valor α.Ddev nas extremidades externas (esquerda e direita na figura 27), em que α é um valor constante escolhido na faixa de 0,50 a 0,95, preferivelmente, na faixa de 0,60 a 0,95, mais preferivelmente, na faixa de 0,75 a 0,80. A barra distribuidora 280 tem adicionalmente uma entrada central 2 para receber uma mistura de fluido espumável viscoso a partir do equipamento de mistura (não mostrado), e ela tem um número par de tubos de saída espaçados de forma equidistante e que têm linhas centrais paralelas. Os tubos de saída têm um diâmetro interno constante Dhole que é igual para todos os tubos de saída.

[00208] Tudo o que for dito para a primeira modalidade também é aplicável na segunda modalidade, exceto como explicitamente mencionado a seguir.

[00209] Diferente da primeira modalidade, a barra distribuidora 280 da segunda modalidade não tem um espaço interno com uma linha central reta, mas seu espaço interno é curvo para cima na direção do centro da barra distribuidora 280. Além do que foi mencionado para a primeira modalidade, a curva é preferivelmente escolhida de maneira tal que as bases dos tubos de saída fiquem substancialmente localizadas em um único plano. Isto oferece a vantagem adicional de que, quando montados acima de um laminador, a distância entre o laminador e as aberturas de saída dos tubos de saída seja substancialmente constante.

[00210] O método de projeção supradescrito também pode ser aplicado para descobrir dimensões adequadas para esta barra laminadora 280, exceto em que a fórmula [6] precisaria ser substituída pela seguinte fórmula [7], em que 'z' é um valor contínuo para definir a curvatura.

de acordo com o que, Hmin é a mínima altura nas extremidades externas. O que foi mencionado anteriormente para Lmin também é aplicável para Hmin. Portanto, o valor de Hmin é tipicamente escolhido na faixa de 2,0 a 10,0 mm, preferivelmente, na faixa de 3,0 mm a 5,0 mm, por exemplo, 4,0 mm.

[00211] Tudo o mais que foi dito para a primeira modalidade também é aplicável para a segunda modalidade, por exemplo, sobre a faixa do tempo de residência, a faixa da velocidade de saída, etc.

TERCEIRA MODALIDADE

[00212] A figura 28 ilustra um exemplo de uma terceira modalidade de uma barra distribuidora 290 de acordo com a presente invenção.

[00213] A geometria da barra distribuidora 290 da terceira modalidade é escolhida para ter um espaço interno com uma linha central substancialmente reta (em sua direção longitudinal). O espaço interno da barra distribuidora 290 está afunilando a partir do centro na direção das suas extremidades externas (excluindo os tubos de saída, que têm um diâmetro interno constante), de acordo com o que, o diâmetro interno diminui linearmente de um primeiro valor Ddev próximo da entrada central 2 para um segundo valor α.Ddev nas extremidades externas (esquerda e direita na figura 28), em que α é um valor constante escolhido na faixa de 0,50 a 0,95, preferivelmente, na faixa de 0,60 a 0,95, mais preferivelmente, na faixa de 0,75 a 0,80. A barra distribuidora 290 tem adicionalmente uma entrada central 2 para receber uma mistura de líquido espumável viscoso a partir do equipamento de mistura (não mostrado), e ela tem um número par de tubos de saída espaçados de forma equidistante. Diferente da primeira modalidade, a barra distribuidora 290 da terceira modalidade não tem tubos de saída cilíndricos com uma abertura circular, mas, em vez disto, tem fendas de saída alongadas com uma abertura alongada. A seção transversal de todos os tubos de saída é a mesma.

[00214] Tudo o que é dito para a primeira modalidade também é aplicável na terceira modalidade, exceto como explicitamente mencionado a seguir.

[00215] Já que as aberturas de saída não são circulares, mas substancialmente retangulares com uma área seccional transversal de Bslot x Wslot, a seguinte fórmula [8] deve ser usada em vez da fórmula [3] durante a estimativa da velocidade de saída:

[00216] Tudo o mais que foi dito para a primeira modalidade também é aplicável para a terceira modalidade, por exemplo, sobre a faixa do tempo de residência, a faixa da velocidade de saída, etc.

QUARTA MODALIDADE

[00217] A figura 29 ilustra um exemplo de uma quarta modalidade de uma barra distribuidora 300 de acordo com a presente invenção.

[00218] A geometria da barra distribuidora 300 da quarta modalidade é escolhida para ter um espaço interno 5 com uma linha central substancialmente reta (em sua direção longitudinal). O espaço interno da barra distribuidora 300 está afunilando a partir do centro na direção das suas extremidades externas (excluindo os tubos de saída), de acordo com o que, o diâmetro interno diminui linearmente a partir de um primeiro valor Ddev próximo da entrada central para um segundo valor α.Ddev nas extremidades externas (esquerda e direita na figura 29), em que α é um valor constante escolhido na faixa de 0,50 até 0,95, preferivelmente, na faixa de 0,60 até 0,95, mais preferivelmente, na faixa de 0,75 até 0,80. A barra distribuidora 300 tem adicionalmente uma entrada central 2 para receber uma mistura de fluido espumável viscoso a partir do equipamento de mistura (não mostrado), e ela tem um número par de tubos de saída espaçados de forma equidistante. Diferente da primeira modalidade, a barra distribuidora 300 da quarta modalidade não tem tubos de saída cilíndricos com uma abertura circular, mas, em vez disto, tem cones de saída cônicos tipo funil, por exemplo, de um comprimento fixo.

[00219] Tudo o que for dito para a primeira modalidade também é aplicável na quarta modalidade, exceto como explicitamente mencionado a seguir.

[00220] Em vez de precisar descobrir uma pluralidade de comprimentos dos tubos de saída, nesta modalidade, pode-se descobrir uma área adequada da entrada do funil para obter a velocidade de saída constante.

[00221] Portanto, no método de projeção, como exposto, a fórmula [6] deve ser substituída pela seguinte fórmula [9]:

e, em vez de um arranjo de comprimentos, agora, um arranjo de áreas precisa ser descoberto.

[00222] Tudo o mais que foi dito para a primeira modalidade também é aplicável para a quarta modalidade, por exemplo, sobre a faixa do tempo de residência, a faixa da velocidade de saída, etc.

VARIANTES

[00223] Embora, em todas as modalidades supradescritas, um canal principal e tubos de saída que têm uma seção transversal circular tenham sido usados, isto não é absolutamente exigido para a presente invenção, e a invenção também irá funcionar com outras seções transversais, por exemplo, elípticas, triangulares, triangulares com bordas arredondadas, quadradas, quadradas com bordas arredondadas, retangulares, retangulares com bordas arredondadas, pentagonais, pentagonais com bordas arredondadas, hexagonais, hexagonais com bordas arredondadas, octogonais, octogonais com bordas arredondadas, poligonais, poligonais com bordas arredondadas, ou qualquer outra forma adequada.

[00224] Também é apontado que não é absolutamente exigido que a seção transversal do canal principal e a seção transversal das aberturas de saída sejam iguais e, de fato, elas podem ser diferentes. É esperado, entretanto, que seções transversais com bordas afiadas resultem em sujeira mais rápida e, portanto, seção transversal com uma forma circular ou elíptica, ou uma forma com bordas arredondadas é preferida.

[00225] A figura 30 é um fluxograma de alto nível que mostra o (pelo menos parte do) método de projeção e fabricação de uma barra distribuidora, de acordo com modalidades da presente invenção.

[00226] Na etapa 3001, uma geometria é escolhida, e um conjunto de parâmetros correspondentes a uma forma física e dimensões é definido.

[00227] Na etapa 3002, (um primeiro ou um conjunto subsequente de) valores são atribuídos aos parâmetros geométricos.

[00228] Na etapa 3003, um modelo virtual é construído a partir da dita geometria. Esta etapa pode significar, por exemplo, definição de condições de limite em uma ferramenta de simulação.

[00229] Na etapa 3005, uma simulação de computador da Dinâmica de Fluido Computacional (CFD) é realizada para simular o fluxo através do dito modelo virtual e para calcular os perfis de velocidade de saída em cada abertura de saída. Esta simulação é realizada levando em conta um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano que usa valores específicos para a mistura de líquido espumável viscoso para a qual a barra distribuidora é projetada. Este "levando em conta" pode ser realizado pela seleção de um apropriado modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano, e pela inserção de propriedades de material (etapa 3004). A seleção do modelo de pseudoplasticidade e a definição de valores em particular podem ser feitas por meio de uma seleção de menu na ferramenta de simulação (veja a captura de tela da figura 31). No exemplo mostrado na figura 31, "Consistência de Viscosidade" corresponde ao valor 'm' da Lei da Potência e é definida em 1,1 [Pa s], e o valor "Índice da Lei da Potência" corresponde ao valor 'n', e é definido em 0,79 (veja também as figuras 13 e 14)

[00230] Na etapa 3006, é avaliado se os perfis de velocidade de saída resultantes satisfazem uma condição predeterminada, por exemplo, que a vazão de saída individual de cada tubo de saída seja constante em uma margem de tolerância predefinida (por exemplo, +/- 5 %), ou que a velocidade de saída média de cada tubo de saída seja constante em uma margem de tolerância predefinida (por exemplo, +/- 5 %) e, por exemplo, que estas velocidades médias ly na faixa de 2,5 até 3,5 m/s. Se a condição não for satisfeita para a geometria escolhida, um ou mais parâmetros ou variáveis podem ser adaptados e as etapas 3002, 3003, 3005, 3006 podem ser repetidas, até que seja descoberta uma solução que satisfaz o critério predefinido.

[00231] Na etapa 3007, uma barra distribuidora física é construída, por exemplo, usando um processo de prototipagem ou fabricação.

[00232] Certamente, muitas variações são possíveis, por exemplo, em vez de interromper assim que for descoberta uma solução que satisfaz o critério testado na etapa 3006, um número predefinido de iterações pode ser realizado, e o "melhor" resultado (por exemplo, aquele com o fluxo mais uniforme) pode ser retido.

DETALHES DAS MEDIÇÕES DE VISCOSIDADE

[00233] Esta seção descreve com mais detalhes como as medições de viscosidade que levam aos resultados da figura 13 foram realizadas, como uma ilustração de como o comportamento de viscosidade de qualquer mistura espumável pode ser medido, mas, certamente, a invenção não é limitada aos detalhes específicos aqui mencionados.

Descrição e Preparação da Formulação

[00234] Uma composição de mistura de poliol (poliéster) em partes em peso (pbw) é: Hoopol 1394: 100 pbw; L6900: 2 pbw; TCPP: 9 pbw; Ciclo/Iso Pentano (70/30): 20,2 pbw; Água: 0,8 pbw.

[00235] O isocianato usado foi Suprasec S 2085. A razão de mistura foi 17,4 g de S 2085/12,7 g de mistura de poliol. A formulação usada nas medições foi catalisador livre a fim de permitir tempo suficiente para estudar a viscosidade precoce da mistura, que é importante para a projeção. Todos os conteúdos foram misturados por 5 s em 2.000 RPM com um misturador Heydolf e aplicados imediatamente posteriormente no reômetro.

Descrição de Medições

[00236] As medições foram realizadas em um reômetro TA instruments AR 2000 com geometria de placa em disco paralelo com uma folga entre as placas de 500 micrômetros. Embora o catalisador seja removido, os conteúdos, contudo, reagirão lentamente. Para obter a dependência da taxa de cisalhamento da mistura inicial, uma série de medições deve ser realizada em diferentes condições operacionais.

[00237] As medições podem ser realizadas com três diferentes modos operacionais, a saber:1) aplicar uma tensão de cisalhamento constante na amostra de material e observar a taxa de cisalhamento do material durante o tempo;2) aplicar uma taxa de cisalhamento constante na amostra de material e observar a tensão de cisalhamento do material durante o tempo;3) aplicar um aumento linear de tensão de cisalhamento na amostra de material e observar a taxa de cisalhamento do material durante o tempo.

[00238] Para obter a dependência da taxa de cisalhamento da viscosidade da mistura inicial, o seguinte procedimento pode ser seguido, mas outros procedimentos conhecidos por versados na técnica também podem ser usados:1) começar a gravar tempo a partir do momento em que os conteúdos da formulação são misturados;2) misturar conteúdos para uma dada quantidade de tempo (mantida igual durante diferentes medições) e aplicar imediatamente no reômetro;3) realizar uma série de experimentos para a mesma formulação em qualquer um de diferentes tensões de cisalhamento constantes, diferentes taxas de cisalhamento constantes, diferentes aumentos lineares de tensão de cisalhamento ou combinações dos mesmos;4) observar o tempo mínimo em que se obtém medições estáveis para todos os experimentos e gravar a tensão de cisalhamento em função da taxa de cisalhamento para os diferentes experimentos neste tempo;5) o modelo de viscosidade, então, deve ser adequado a estes dados, por exemplo, da forma mostrada na figura 13, em que a "Lei da Potência" foi escolhida, mas, da forma já mencionada, também, outros modelos de viscosidade podem ter sido usados, em particular, por exemplo: Cross, Carreau Yasuda ou Herschel Bulkley.

EM SUMÁRIO

[00239] Até o ponto em que é conhecido pelos inventores, nenhuma barra distribuidora com a mesma geometria e (especialmente) as mesmas dimensões propostas pela presente invenção existe na técnica anterior, portanto, ela não pode prover o mesmo comportamento (quando sujeita às mesmas condições).

[00240] A experiência tem mostrado que os métodos de projeção clássicos, que funcionaram bem por muitos anos, não mais correspondem bem com a realidade, por um motivo desconhecido. Levaram diversos meses de investigação, e muitos protótipos antes de os inventores chegarem à ideia de tentar usar um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano (em vez de um valor constante de viscosidade) durante a simulação, ao contrário da sua sensação de que um modelo como este teria algum impacto significativo, em virtude de a mistura de líquido espumável viscoso estar na barra distribuidora apenas por cerca de 150 ms imediatamente depois da mistura, em cujo momento ela ainda não está espumante.

[00241] Além do mais, chegar à ideia de "usar um modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano" é uma coisa, mas ser capaz de realmente fazer os assim exigidos valores realísticos das misturas reais ser usados, e realizar uma medição como esta com uma mistura, tais como PUR ou PIR (que tem um fator de expansão de volume de cerca de 100, ainda não sendo capazes de adicionar agentes de retardo em virtude de isto influenciar a medição), foi um outro grande obstáculo.

[00242] O próximo problema foi relacionado à reatividade da mistura, que tipicamente aumentou juntamente com a velocidade da linha. Os inventores sugeriram uma solução muito elegante pela incorporação da reatividade no parâmetro "Nholes".

[00243] O próximo problema foi relacionado a descobrir valores adequados para o grande número de saídas (por exemplo, L[i], i=1 a 16), o que foi um problema de complexidade matemática, a saber, como limitar o número de simulações a um número razoável, ainda sendo capaz de descobrir um bom conjunto de valores. É mencionado, neste aspecto, que mera "tentativa e erro" ou uma abordagem de "força bruta" (em que todas as possíveis combinações são testadas) não foram uma opção realística, simplesmente, em virtude de exigirem uma enorme quantidade de tempo. A fim de superar este obstáculo, os inventores chegaram à ideia de usar uma expressão matemática em apenas duas variáveis (a, k). Isto efetivamente os habilitou a reduzir a complexidade de um problema de (por exemplo) 16 dimensões para um problema bidimensional. Além do mais, observa-se que uma destas duas "variáveis" (no exemplo aqui descrito: o valor 'k') é intimamente relacionada a um parâmetro do "modelo de pseudoplasticidade não Newtoniano" (no exemplo descrito: k ~ 'n'+1), que é considerado um parâmetro variável para a simulação matemática, mas que é, realmente, uma constante de uma mistura em particular. Portanto, esta abordagem também não foi trivial.

[00244] Finalmente, o modelo matemático da barra distribuidora foi realizado como um objeto físico, e apenas então ele pôde ser testado para verificar se, e em que grau, o comportamento do dispositivo físico correspondeu com as simulações. Descobriu-se que as medições mostraram uma boa correspondência com as simulações, apesar de todas as incertezas. Olhando de volta para todos os desafios que foram necessários ser superados para chegar à solução proposta pela presente invenção, e as incertezas e o resultado imprevisível ao longo do caminho, acredita-se firmemente que esta solução está distante do trivial.REFERÊNCIAS40, 80, 120, 210, 230, 240, 250, 260, 280, 290, 300: barra distribuidora2 entrada5 espaço interno6 linha centralp1 a p12 saídas (por exemplo tubos de saída, fendas de saída) 4a, 4b, ... abertura de saídat1 a t12 trilha (ou fluxo contínuo) de material líquido espumável viscosow1 a w12 largura da trilha de material líquido espumável viscoso51 , 91 laminador (também referido como "primeiro sistema de correia contínua")70 painel sanduíche71 material de espuma expandida72 sistema de correia superior73 linhas de enlace101 camada de líquido espumável viscoso uniforme110 painel sanduíche111 camada de espuma expandida72 sistema de correia superior L[..] arranjo de comprimentos dos tubos de saída (modalidades 1, 2, 3)A[..] arranjo de áreas dos funis de saída (modalidade 4)

Claims

1. Linha de produção, caracterizada pelo fato de que compreende:- um ou mais cabeçotes de mistura adaptados para receber materiais de espuma brutos e produzir uma mistura de líquido espumável viscoso;- um laminador que tem uma largura predefinida (Wpanel) e que é adaptado para operar em uma velocidade de linha (Vline) de pelo menos 15 m/min;- uma barra distribuidora possuindo (i) uma entrada central fluidamente conectada aos ditos um ou mais cabeçotes de mistura para receber a dita mistura de líquido espumável viscoso a uma razão de vazão pré-definida e (ii) um número par pré-definido de saídas cilíndricas fluidamente conectadas à dita entrada central através de um canal principal para depositar a dita mistura de líquido espumável viscoso no dito laminador, as saídas cilíndricas espaçadas por uma largura pré-definida e o canal principal tendo um diâmetro interno que diminui linearmente a partir de um primeiro diâmetro D1, no seu centro, para um segundo diâmetro αD1 em cada extremidade externa, onde α é um valor constante na faixa entre 0.5 a 0.95, em que a mistura de líquido espumável viscoso é depositada a partir das saídas cilíndricas posicionadas em cada extremidade externa do canal principal diretamente para baixo com respeito à uma direção perpendicular ao laminador e em que, quando uma razão da vazão predefinida (Qtotal) entrando pela entrada central e a largura pré-definida é pelo menos 1,00 x 10-4 m2/s, a mistura de líquido espumável viscoso deixará cada uma das saídas cilíndricas a uma velocidade média, que é constante para cada uma das saídas cilíndricas dentro, dentro de uma margem de tolerância pré-definida de no máximo +/- 5%.

2. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o laminador é adaptado para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 20 m/min

3. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o laminador é adaptado para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 25 m/min.

4. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o laminador é adaptado para operar em uma velocidade de linha de pelo menos 40 m/min.

5. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as saídas cilíndricas possuem um diâmetro interno constante.

6. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que α é um valor constante na faixa de 0,75 a 0,8.

7. Linha de produção de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a margem de tolerância pré-definida é no máximo +/- 3%.