BRPI0809278B1

BRPI0809278B1 - Processo e dispositivo para a produção de moldes com uma camada de poliuretano

Info

Publication number: BRPI0809278B1
Application number: BRPI0809278-8A
Authority: BR
Inventors: Wolfgang Pawlik; Dominik Obeloer; Ingo Kleba
Original assignee: Hennecke Gmbh
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2020-02-27
Also published as: CN101652187A; KR20100015354A; RU2009140748A; JP2010523306A; WO2008122400A1; EP2144703A1; CN101652187B; CA2682771A1; BRPI0809278A2; KR101442294B1; DE102007016785A1; US8329256B2; US20100112217A1; CA2682771C; JP5108935B2; EP2144703B1; RU2450867C2

Abstract

processo e dispositivo para a produção de moldes com uma camada de poliuretano a invenção refere-se a um processo e um dispositivo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de injeção, no qual um fluxo de gás é introduzido no canal de fluxo do dispositivo de spray em ao menos duas posições .

Description

Processo e dispositivo para a produção de moldes com uma camada de poliuretano

A invenção refere-se a um processo e um dispositivo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano em operação de injeção, na qual um fluxo de gás é 5 introduzido no canal de fluxo do dispositivo de spray em ao menos duas posições.

Quando material plástico reativo, por exemplo, poliuretano, tem que ser aplicado em duas dimensões a um substrato, o spray tem sido, na maior parte dos casos, uma técnica de aplicação bem sucedida. No caso de sistemas de matéria prima altamente reativos, 10 especialmente em operações de injeção, os chamados misturadores de alta pressão usados a jusante de tais bocais especiais de spray, já existem. Um exemplo de tais sistemas de spray é descrito em EP 0303 305 BI.

Como tais cabeças de spray são, em geral, guiadas por um robô, que precisa executar 15 movimentos extremamente rápidos, é muito vantajoso que tais cabeças de mistura de spray sejam pequenas e, consequentemente, leves também.

No caso de camadas de spray tridimensionais, entretanto, especialmente no caso de moldes que têm cavidades rasas e que têm cortes inferiores, como por exemplo, no caso 20 de elementos de couro para a indústria automotiva, mesmo cabeças de mistura de spray miniaturizadas surgem contra os fatores limitadores.

Um critério especialmente importante para um processo de spray opcional é interrupções da pulverização, porque quanto mais complicado o molde, mais 25 frequentemente a cabeça de mistura deve ser reposicionada para se obter camadas de spray perfeitas com a desejada espessura da camada de spray e superfície ótima.

Entretanto, após tais interrupções de pulverização necessárias, o sistema de spray deve 30 permanecer totalmente funcional, ou seja, a descarga ou o membro do spray não deve ficar bloqueado com a mistura reativa durante uma interrupção de pulverização.

O objeto tinha, portanto, que fornecer um processo e um dispositivo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de pulverização, na qual, com 35 o sistema de spray que é usado.

2/18 camadas de spray perfeitas podem ser produzidas mesmo quando há cavidades estreitas e cortes inferiores.

a descarga ou membro do spray não fica obstruído com a mistura reativa durante as interrupções da pulverização.

A invenção se refere a um processo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de pulverização, na qual

a) primeiramente os componentes reativos poliol e isocianato são misturados em uma cabeça de mistura e depois

b) a mistura reativa produzida na etapa a) é guiada através do canal de fluxo de um dispositivo de spray e

c) a mistura reativa que sai do dispositivo de spray é pulverizada na superfície de um substrato e realiza a cura sobre ele, caracterizado pelo fato de que

d) o fluxo de gás é introduzido no canal de fluxo do dispositivo do spray em ao menos duas posições, a distância 1 entre essas duas posições é então escolhida de forma que o quociente da distância 1 e o diâmetro d do canal de fluxo do dispositivo de spray

sejam > 10, de preferência >15, particularmente de preferência > 20.

Se um fluxo de gás for introduzido em mais de duas posições ou a partir de mais de dois tubos de suprimento, a distância I é a distância entre as posições ou tubos de suprimento que são as mais distantes entre si.

O dispositivo de spray pode ser, por exemplo uma lança de spray ou um bocal de spray ou outro dispositivo adequado para pulverizar a mistura reativa de poliuretano.

As figuras 1, 2 e 5 mostram, como exemplo, a solução para o problema descrito. Elas ilustram um processo para a produção de moldes contento uma camada de poliuretano na operação de pulverização. No processo, os componentes reativos são primeiramente misturados em uma cabeça de mistura e, em seguida, a mistura reativa assim produzida é

3/18 guiada através do canal de fluxo de uma lança de spray (figura 2) ou bocal de spray (figuras 1 e 5) e a mistura reativa que deixa a lança de spray ou o bocal de spray na superfície de um substrato, onde há a cura, um fluxo de gás é introduzido no canal de fluxo da lança de spray ou bocal de spray em ao menos duas posições.

Com este novo processo, os critérios descritos na declaração do objeto, para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de pulverização são alcançados total e completamente.

Como resultado do projeto de um membro de descarga quase arbitrariamente como uma lança de spray ou como um bocal de spray, e possível produzir camadas de spray perfeitas quando houver cavidades estreitas e/ou cortes inferiores em um molde. Isto também pode ser visto especialmente nas figuras 1 e 5.

Um efeito adicional importante da introdução do gás em ao menos duas posições do canal de fluxo é que, mesmo no caso das interrupções das pulverizações, ou seja, quando a mistura reativa para, mas a introdução do gás ao menos em duas posições do canal de fluxo é mantida, o canal de fluxo é soprado livremente da mistura reativa sobre seu comprimento total e permanece, da mesma forma, totalmente funcional para o processo de spray adicional.

A vantagem fundamental de introdução de gás de múltiplos estágios é que os dois objetos têm bom padrão de spray com boa distribuição de composição e mantêm a lança de spray limpa é possível alcançar melhor e substancialmente mais flexibilidade. No caso da introdução de gás de estágio único há o problema, em caso de lanças de spray mais longas, que as gotículas finas que inicialmente se formam por conta do primeiro acúmulo de injeção de gás para formar gotas mais grossas novamente e que, por outro lado, a mistura de reação adere às paredes na região de trás da lança de spray e a lança de spray se toma, assim, obstruída e a operação prolongada ao menos na medida em que o jato de spray é danificado. Embora ambos os efeitos possam ser em princípio evitados aumentando a quantidade de gás no local de injeção, isto infelizmente leva parte da camada do spray

4/18 sendo soprada por fluxo de ar forte, de forma que a aplicação de spray uniforme não é mais obtida e a distribuição da composição não mais satisfaz os requisitos. No caso de uma adição de gás de múltiplos estágios, por outro lado, a combinação desses efeitos podem ser controlada ou otimizada de forma consideravelmente melhor.

Entretanto, as vantagens de introduzir gás em ao menos duas posições do canal de fluxo são eficazes somente quando os dois locais de injeção de gás mais externos (ou seja, o primeiro à jusante da zona de mistura e ao menos antes da saída a partir do dispositivo de spray) estão a uma distância mínima específica a partir do outro. Não é útil se não estiverem muito próximos, porque eles, então, atuam em princípio como uma injeção de gás única por seu efeito relacionado ao processo. Por esta razão, um número característico relacionado ao processo é introduzido para definir a distância mínima entre os dois locais de injeção de gás mais externos (ou seja, o primeiro à jusante da zona de mistura e ao menos antes da saída a partir do dispositivo de spray). Este número característico (Z / d)_msx refere-se à distância axial entre os locais de injeção de gás até o diâmetro interno do dispositiiO de spray. Se a geometria do canal de fluxo do dispositivo de spray diferir do de uma região cilíndrica contínua e ininterrupta (ex. se for cônica ou se for uma pluralidade de regiões cilíndricas que tenham diferentes diâmetros), o

I4. jz diâmetro de referência d é calculado a partir da. fórmula d = J----. Isto corresponde

V π·1 ao diâmetro que uma região cilíndrica contínua e ininterrupta que tem 0 mesmo volume e 0 mesmo comprimento do canal de fluxo real teria entre os dois locais de injeção de gás mais externos. Nesta fórmula. V corresponde ao volume do canal de fluxo entre os dois locais de injeção de gás mais externos.

Em uma aplicação adicional deste novo processo, a primeira introdução de gás no canal de fluxo da lança de spray ou bocal de spray ocorre na região da entrada da mistura reativa no canal de fluxo e a última introdução do gás ocorre na vizinhança imediata da saída da mistura reativa do canal de fluxo, ou seja, a distância da última introdução de gás transversal à saída é, de preferência, aproximadamente de 3 a 50 mm. particularmente de preferência de 5 a 40 mm e muito particularmente de preferência, de 8 a 30 mm.

Esta mistura, portanto, não somente tem 0 efeito de manter 0 canal de fluxo limpo de uma maneira particularmente eficaz em todo o seu comprimento, mas também permite a minimização do volume de gás introduzido e, consequentemente, um jato de spray livre

5/18 de aerossol, ou seja, uni jato de spray sem virtualmente nenhuma neblina de spray. Além disso, o jato de spray com o fluxo de gás minimizado tem distribuição virtualmente constante da composição em toda a sua amplitude.

Isto tudo traz grandes vantagens em termos de tecnologia de produção:

Como resultado, o inicio do spray, tanto no caso da primeira pulverização ou após uma interrupção das pulverizações, pode ser realizado imediatamente na borda de um molde quase sem nenhuma perda. Além disso, os revestimentos de camada única são possíveis com tais jatos de spray. Isto, por sua vez, causa uso minimizado de matérias primas e tempos de ciclo minimizados.

Este processo pode ser estendido de forma que introduções adicionais de gás também ocorram em posições intermediárias. Dependendo da reatividade da mistura reativa, isto permite que a lança de spray ou o bocal do spray estenda-se até 1000 mm. Os limites estabelecidos são mais relacionados à química do que ao processo, porque o tempo de contato da mistura reativa na mistura e o sistema de spray como um todo deve, é claro, ser marcadamente menor do que o tempo de início determinado quimicamente da mistura reativa.

A distância entre as introduções individuais de gás é definida pelo número característico relacionado ao processo w°^p'·

A medida /· representa a distância axial entre dois locais de injeção de gás adjacentes e a medida d representa o diâmetro de referência naquela seção. O diâmetro de referência d é calculado novamente, se a geometria do canal de fluxo do dispositivo de spray diferir da de uma região cilíndrica contínua e ininterrupta (ex. se for cônica ou se houver uma pluralidade de regiões cilíndricas com diferentes diâmetros), a partir da fórmula d =

. Isto novamente corresponde ao diâmetro de uma região cilíndrica contínua e ininterrupta que tem o mesmo volume e o mesmo comprimento do canal de fluxo real que havería entre dois locais de injeção de gás adjacentes. Nesta fórmula, V corresponde ao volume do canal de fluxo entre dois locais de injeção de gás adjacentes e 1 é a

6/18 distância entre os dois locais de injeção de gás.

Dependendo do sistema de matéria prima usado, aquele número característico está em uma faixa de 5 a 100, de preferência de 7 a 70 e particularmente de preferência de 10 a 50. Para os sistemas de matéria prima de baixa atividade, um número característico de 40 pode ser usado como ponto inicial como uma primeira estimativa e um número característico de 20 pode ser usado como ponto inicial para sistemas de matéria prima altamente ativos. O índice opcional pode ser determinado empiricamente de forma melhor. Os critérios, então, estão no lado que a lança de spray deve ser mantida limpa e no outro lado a qualidade da aplicação de spray.

Uma distância pequena demais resulta, especialmente no caso de lanças mais longas, em um número grande de aberturas de entrada de ar muito pequenas. Entretanto, como as aberturas individuais de entrada de ar são geralmente alimentadas a partir de somente um reservatório de ar comprimido (ex. a rede de suprimento principal, opcionalmente com válvulas de redução de pressão arrumadas à jusante), há um risco que o fluxo através dos locais de injeção individual será muito irregular e que os orifícios individuais ficarão obstruídos. Embora seja teoricamente possível regular cada fluxo de gás individualmente, isto, é claro, seria muito complicado no caso de um grande número de aberturas de entrada de gás. Além disso, o efeito de um grande número de jatos de injeção de gás com baixo impulso com relação à produção de gotícuias é mais pobre do que de um número menor de jatos de injeção de gás altamente carregado por impulso.

Uma distância axial muito grande entre os locais de injeção individuais, em um lado, tem o resultado que ar em excesso deve ser adicionado para manter a lança limpa durante o spray. Entretanto, este tem efeitos negativos na aplicação do spray, porque um grande fluxo de ar sopra para longe um pouco do material pulverizado, formando ondas.

Se as introduções de gás no canal do fluxo da lança do spray ou do bocal do spray ocorre tangencialmente, isto melhora adicionalmente a formação de gotículas de spray e o transporte das gotículas de spray, bem como a limpeza do sistema de spray como um todo.

Em outra aplicação deste processo novo, os fluxos de gás das introduções de gás podem ser ajustados ou regulados. Desta maneira, quando o fluxo de massa da mistura reativa muda, os fluxos de gás também podem ser adaptados adequadamente.

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Em uma variante especial, os fluxos de gás individuais podem ser ajustados ou regulados separadamente um do outro. Isto é particularmente importante porque todos os fluxos de gás introduzidos fluem juntos com as gotas do spray da mistura reativa através da 5 abertura de saída do canal de fluxo e, dessa forma, surge a velocidade de saída do jato do spray. Isto, por sua vez, não deve ser somente baixo aerossol, mas também de baixo impulso, de forma que a camada de spray, que ainda está líquida após a aplicação, não é “soprada para longe pelo jato de spray.

Portanto, é adequado minimizar o número total de todas as introduções de gás, que quer dizer o fluxo de massa total de gás e para graduar as introduções de gás individual, quer dizer, por exemplo, que o fluxo de gás da primeira introdução de gás deve ser grande o suficiente para dividir o fluxo da mistura reativa no canal de fluxo em gotículas. Os fluxos de gás das introduções adicionais de gás podem, então, opcionalmente ser marcadamente menores. Eles somente devem ser suficientemente grandes para evitar que as gotículas de spray se aglutinem. O fluxo de volume total de todas as introduções de gás, de acordo com o tamanho do canal de fluxo e finalmente dependendo da capacidade de descarga da mistura de reação, pode estar na faixa de 5 Nl/min a 200 Nl/min, de preferência de 10 Nl/min a 150 Nl/min e particularmente de preferência de

15 Nl/min a. 100 Nl/min. O termo 1 NI (normal litro) aqui significa o volume de gás de 1 litro a20°C e pressão absoluto 1,013 bar.

Se os indicadores de pressão estão instalados em tubos para os fluxos de gás, é também possível monitorar a operabilidade, ou seja, a limpeza do canal de fluxo da lança de 25 spray ou do bocal de spray. Se um aumento de pressão ocorrer com fluxo de gás constante, que é uma indicação que a mistura reativa com reação total está aderindo ao canal de fluxo.

Em princípio, é suficiente instalar um indicador de pressão no tubo da primeira 30 introdução de gás. Se, entretanto, um indicador de pressão estiver presente em cada tubo de gás, é possível verificar qual região do canal de fluxo é particularmente afetado.

As camadas de spray tais como aquelas mostradas na figura 5, por exemplo, não podem ser produzidas com um membro de spray único. É necessário, durante o ciclo de spray 35 para alterar o membro do spray, que pode ser realizado com uma lança de spray ou alteração da estação de bocal de spray ou como uma ferramenta de molde está associada

8/18 com ao menos duas cabeças de mistura de spray que têm membros de spray correspondentes, que pulveriza simultaneamente ou altemadamente, dependendo do espaço disponível.

Uma medida particularmente efetiva para manter o canal de fluxo da lança de spray ou bocal de spray operacional, ou seja limpo, é pulsar os fluxos de gás durante as interrupções de pulverização e especialmente após o final de uma pulverização, ou seja, permitir que o fluxo de gás aumente de maneira pulsada além do valor necessário para o processo de spray.

Em uma aplicação vantajosa do processo, o canal de fluxo é dividido em uma pluralidade de regiões, cada uma tendo diâmetros diferentes. Aqui, também, o diâmetro de referência d é novamente calculado a partir da fórmula d = . Isto, novamente, corresponde ao diâmetro que uma região cilíndrica contínua e não interrompida que tem o mesmo volume e o mesmo comprimento como o canal de fluxo real teria entre dois locais de injeção de gás adjacentes. Nesta fórmula, V corresponde ao volume do canal de fluxo entre os locais de injeção de gás adjacentes e I é a distância entre os dois locais de injeção de gás.

Em uma aplicação particularmente vantajosa, o diâmetro aumenta de região para região na direção da abertura da saída. Como resultado, é possível na primeira porção da lança de spray superar uma distância relativamente grande com um fluxo carregado relativamente por impulso. O impulso é, então, reduzido pelas ampliações transversais. De maneira vantajosa, como mostrado na figura 4, os locais de injeção de gás são colocados à jusante dessas ampliações transversais, porque as zonas mortas nessas regiões, podem, assim, ser evitadas.

A invenção refere-se também a um dispositivo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de pulverização, compreendendo:

a) os recipientes de armazenagem e unidades de medição para os componentes reativos poliol e isocianato.

b) uma cabeça de mistura para misturar os componentes reativos,

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c) tubos de conexão dos recipientes de armazenagem para unidades de medida e das unidades de medidas para a cabeça de mistura.

d) um dispositivo de spray contendo um canal de fluxo conectado hidraulicamente com a cabeça de mistura, caracterizado pelo fato de que também compreende

e) um primeiro tubo de suprimento, colocado na região da entrada do canal do fluxo, para a introdução de um primeiro fluxo de gás no canal do fluxo,

f) um segundo tubo de suprimento, colocado na região de saída do canal de fluxo, para a introdução de um segundo fluxo de gás no canal de fluxo, o primeiro tubo de suprimento e o segundo tubo de suprimento sendo colocados a uma distância 1 um do outro, de forma que o quociente da distância 1 e o diâmetro d do canal de fluxo do dispositivo de spray

I — I ^se.i^am > 10, de preferência >15, particularmente de preferência > 20.

K J · v X max

Se um fluxo de gás for introduzido em mais de duas posições ou de mais de dois tubos de suprimento, a distância l é a distância entre as posições ou tubos de suprimento que estiverem mais longe uma da outra

A região de entrada do canal de fluxo é entendida como sendo a região localizada na região dos primeiros 20% do comprimento geral do canal de fluxo, com base na abertura de entrada do canal de fluxo voltado para a cabeça de mistura De maneira correspondente, a região de saída do canal de fluxo é entendida como sendo a região localizada na região dos últimos 20% de comprimento total do canal de fluxo, com base na abertura de entrada voltada para a cabeça de mistura.

O suprimento de gás no canal de fluxo é possível pela provisão de uma fonte de gás ou de um compressor e dos tubos de conexão da fonte de gás ou do compressor aos primeiro e segundo tubos de suprimento no canal de fluxo.

O dispositivo de spray pode ser uma lança de spray ou um bocal de spray ou outro dispositivo para pulverizar a mistura reativa de poliuretano.

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As cabeças de mistura usadas no caso da operação de pulverização são chamadas de cabeças de mistura de alta pressão, em geral cabeças de misturas controladas por deslizadores, nas quais a alteração da recirculação à operação de pulverização é realizada por meio de um desíizador de controle, que é simultaneamente também o membro de limpeza para a câmara de mistura.

O canal de fluxo da lança de spray ou do bocal de spray é imediatamente adjacente à câmara de mistura, a primeira introdução de um fluxo de gás no canal de fluxo ocorrendo diretamente no início do canal de fluxo. Isto tem a vantagem de, no caso de interrupções de pulverização ou no final de uma pulverização, não somente o canal de fluxo, mas também a face final do deslizamento de controle localizada na frente, ou seja, na posição de limpeza, podem ser limpos por sopro de explosão de ar.

Dependendo do sistema de matéria prima, quer dizer dependendo da reatividade e viscosidade da mistura reativa, as pressões usadas na pulverização são de aproximadamente 0,2 a 50 bar, de preferência de 0,3 a 30 bar, particularmente de preferência de 0,5 a 10 bar. Como resultado, é possível produzir tamanhos de gota marcadamente abaixo de 100 Vm mesmo com um canal de spray relativamente longo. A distribuição de tamanho de gota pode ser determinada pela medida usando, por exemplo, o espectrômetro de diffação a laser Spraytec da Malvem.

As pressões usadas durante a limpeza por sopro são de 1,0 a 100 bar, de preferência de 2,0 a 50 bar, particularmente de preferência de 3,0 a 20 bar.

O gás usado, tanto para pulverizar como para limpar por sopro, é geralmente ar comprimido. Entretanto, outros gases inertes, como por exemplo, nitrogênio, podem, da mesma forma, ser usados. Também é concebível, entretanto, especialmente durante a limpeza por sopro, para adicionar partículas sólidas ou gotas líquidas ao fluxo de gás para assegurar o efeito de limpeza requerido, por exemplo, no caso de sistemas de matéria prima altamente reativa.

A última introdução de um fluxo de gás no canal de fluxo de preferência ocorre na vizinhança imediata da saída da mistura reativa do canal de fluxo da lança de spray ou bocal de spiay, ou seja, aproximadamente de 3,0 a 50,0 mm, de preferência de 5,0 a 40.0 mm, particularmente de preferência de 8,0 a 30,0 mm, antes do final do canal de fluxo.

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No caso de comprimentos de lança de spray ou bocal de spray maiores de 200 mm, é conveniente ter introduções de gás adicionais em posições intermediárias entre as primeira e última introduções de gás.

Se a distância entre as introduções de gás individuais for grande demais, as gotículas de spray aglutinam-se, e como resultado, o transporte das gotas do spray através do canal de fluxo é consideravelmente prejudicado.

A distância entre as introduções de gás individuais é definida pelo número característico relacionado ao processo

Dependendo do sistema de matéria prima usado, está de preferência em uma faixa de 5 a 100, particularmente de preferência de 7 a 70 e muito particularmente de preferência de 10 a 50. Para os sistemas de matéria prima de baixa atividade, um número característico de 40 pode ser usado como um ponto inicial como uma primeira estimativa e um número característico de 20 pode ser usado como um ponto de início para sistemas de matéria prima mais áltamente ativa.

Dependendo da quantidade de descarga, viscosidade e reatividade da mistura reativa e dependendo do comprimento geral requerido L do canal de fluxo, o diâmetro d do canal de fluxo pode ser 2,0 a 30,0 mm, de preferência de 3,0 a 20,0 mm, particularmente de preferência de 4,0 a 10,0 mm.

Qual diâmetro d deve ser finalmente escolhido somente pode ser determinado em um teste prático que, de acordo com o sistema de matéria prima, quantidade de aplicação e o comprimento do canal de fluxo, deve ser realizado somente uma vez.

Entretanto, uma lança de spray com uma pluralidade de regiões cilíndricas, cada uma tendo diâmetros diferentes, também é vantajosa. Em uma aplicação particularmente vantajosa, o diâmetro aumenta de região para região na direção da abertura de saída. Como resultado, é possível na primeira porção da lança de spray exceder uma distância relativamente grande com um fluxo com carga relativamente carregada por impulso. O

12/18 impulso é, então, reduzido por ampliações transversais. Com vantagem, como mostrado na figura 4, os locais de injeção de gás são colocados à jusante das ampliações transversais, pois as zonas mortas nessas regiões podem, dessa forma, ser evitadas. Aqui também o diâmetro de referência d é novamente calculado a partir da fórmula d —

Isto novamente corresponde ao diâmetro que uma região cilíndrica contínua e ininterrupta que tem o mesmo volume e o mesmo comprimento que o canal de fluxo real teria entre dois locais de injeção de gás adjacentes. Nesta fórmula, V corresponde ao volume de canal de fluxo entre os locais de injeção de gás adjacentes e 1 é a distância entre os dois locais de injeção de gás.

As aberturas de entrada para a introdução do gás no canal de fluxo da lança de spray ou do bocal de spray pode ser colocado tangencialmente. Isto melhora a formação das gotas de spray e consequentemente também o transporte das gotas de spray, e também a limpeza do sistema de spray como um todo. Cada local de injeção também pode consistir de uma pluralidade de aberturas de entrada, que são, então, de preferência uniformemente distribuídas na periferia. Também é concebível para as aberturas de entrada associadas a um local de injeção a ser colocado de forma a fazer uma compensação levemente axial.

Em outra aplicação do dispositivo novo, os membros de controle para ajuste do volume de gás são colocados nos tubos de conexão de gás entre a fonte de gás e os tubos para suprimento de fluxos de gás no canal de fluxo da lança de spray ou bocal de spray. Dessa forma é possível adaptar o volume de gás quando a quantidade de descarga das alterações de mistura reativa.

Também é possível ajustar os fluxos de gás de tubos de conexão de gás individuais em etapas, de acordo com os requisitos relacionados ao processo, ou seja, por exemplo, no caso de dois tubos de conexão de gás, o primeiro recebe de 60 a 80% do volume total de fluxo de gás e o segundo tubo de conexão de gás recebe aproximadamente de 20 a 40% do volume total do fluxo de gás. Desta maneira, é possível minimizar o volume total de gás, que, por sua vez, traz jatos de spray com baixo aerossol e baixo impulso.

Se os indicadores de pressão estiverem arrumados à jusante dos membros de controle, é possível monitorar a operabilidade, ou seja, a limpeza, do canal de fluxo da lança de spray ou do bocal de spray. Se um aumento de pressão ocorre com um fluxo de gás

13/18 constante, esta é uma indicação que a mistura reativa que reagiu completamente está aderindo ao canal de fluxo.

Em uma aplicação particular do dispositivo novo, as válvulas de controle de volume são usadas como membros de controle para ajustar o volume de gás, as válvulas de controle de volume e os indicadores de pressão que são conectados a um dispositivo de controle por meio de tubos de impulso (linhas de sinal elétrico).

Desta maneira, é possível contra-atacar a obstrução do canal de fluxo automaticamente no caso de um aumento na pressão pelo aumento do volume de gás. Claro que esta medida tem limites, pois o volume de gás somente pode ser aumentado de acordo com os critérios de ‘jato de spray de baixo aerossol e baixo impulso”, que são importantes para o processo de spray, não são prejudicados.

Se o dispositivo de controle também for conectado à unidade de medição via um tubo de impulso adicional (linha de sinal eiétnco), o volume de gás pode automaticamente ser adaptado adequadamente quando a quantidade da descarga das alterações da mistura reativa

Em conjunto com uma estação de alteração de lança de spray ou bocal de spray, mesmo um processo totalmente automático é, então, possível. As lanças de spray ou bocais de spray são de preferência alteradas automaticamente quando uma lança de spray ou bocal de spray fica excessivamente obstruído com mistura reativa “cozida”.

a quantidade de descarga da mistura reativa é alterada, por exemplo, no caso de camadas de spray de espessuras diferentes.

devido ao contorno especial da camada de spray, a pulverização é iniciada, por exemplo, com um bocal de spray (veja também a figura 5) e deve, então, ser alterado para uma lança de spray.

A invenção refere-se também ao uso de moldes contendo uma camada de poliuretano que foi produzido por meio de um processo ou dispositivo, como descrito nesta aplicação.

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A invenção é explicada em detalhes com referência aos seguintes diagramas nos quais

A figura 1 mostra, na forma de diagrama, uma cabeça de mistura que tem um bocal de spray que contém uma curvatura de 90“»,

A figura 2 mostra, na forma de diagrama, um sistema de spray com uma lança de spray.

A figura 3 mostra, na forma de diagrama, uma construção especial de uma lança de spray,

A figura 4 mostra, na forma de diagrama, uma construção especial adicional de uma lança de spray,

A figura 5 mostra, na forma de diagrama, um sistema de spray com uma estação de troca de lança de spray ou bocal de spray.

A figura 1 mostra um dispositivo 1 que contém uma cabeça de mistura 2 e, como dispositivo de spray, um bocal de spray 3 contendo uma curvatura de 90° 4 para pulverizar a mistura reativa de poliuretano sobre um substrato 5. Os componentes reativos poliol A e isocianaío B são transportados dos recipientes de armazenamento, via unidades de medida (não mostradas no diagrama), por meio de tubos de conexão, a uma cabeça de mistura de alta pressão 2, onde são misturados entre si. A mistura reativa é. então, forçada atravús do canal de fluxo de um bocal de spray 3 com uma curvatura de 90 4 e é aplicada na forma de um jato de spray 6 ao substrato 5, que é aqui a superfície da ferramenta de uma ferramenta com uma cavidade pronunciada e um corte inferior ou seja, uma cavidade que é difícil de alcançar.

A mistura reativa pulverizada reage totalmente na superfície da ferramenta (substrato 5), resultando na formação de uma pele 7, na parte de trás da qual espuma é subsequentemente aplicada em etapas de processamento adicionais (não mostradas no diagrama) e que pode ser processada adicionalmente para formar por exemplo, um molde para a indústria automotiva

Na direção do fluxo, imediatamente à jusante da cabeça de mistura 2, um fluxo de gás 8 é passado pelo canal anelar do bocal de spray 3. O gás, então, passa do canal anelar 9.

15/18 via três tubos de suprimento de gás 10a, 10b, 10c no canal de fluxo 11 do bocal de spray 3, onde primeiramente o flu.xo de gás divide a mistura reativa em gotículas de spray e, em seguida, a mistura reativa é guiada adicionalmente para a saída a partir do canal de fluxo e é então pulverizada.

Na figura 2, os componentes reativos A e B são, da mesma forma, transportados dos recipientes de armazenagem, via unidades de medição (não mostradas no diagrama), através da conexão de tubos a uma de mistura de alta pressão 2, onde eles são misturados entre si. A mistura reativa é, então, forçada através de um canal de fluxo 11' de um dispositivo de spray na forma de uma lança de spray 3'.

Uma primeira introdução de gás, ou seja, um primeiro tubo de suprimento 10a’ arrumado na região de entrada do canal de fluxo 11’, no canal de fluxo 11’ da lança de spray 3' ocorrem imediatamente à jusante da cabeça de mistura 2. Como resultado, a mistura reativa é dividida em gotículas de spray e transportada na direção da saída a partir do canal de fluxo.

Como as gotículas de spray tendem a aglutinar-se à medida que fluem através do canal de fluxo, uma segunda introdução de gás através do tubo de suprimento 10b’ ocorre a uma distância li, como resultado da qual a aglutinação das gotículas de spray é contraatacada

A uma distância adicional a terceira, e neste exemplo final, introdução de gás 10c’ ocorre através do tubo de suprimento 10c’ colocado na região de saída do canal de fluxo 11', da mesma forma visando contra-atacar a aglutinação. Desta maneira, uma cascata de adições de gás forma sobre todo o comprimento L do canal de fluxo, produzindo uma dispersão de gás/líquido finamente dividido, que então deixa o canal de fluxo 11 ’ da lança de spray 3’ como jato de spray. Desta maneira, um espectro de gota com tamanhos de gota abaixo de 100 ^>m pode ser atingido mesmo com canais de fluxo relativamente longos.

A figura 2 mostra adicionalmente um compressor 13 conectado a uma fonte de gás, a partir do compressor 13 os tubos de gás 16a, 16b, 16c levam, via válvulas de controle de volume 14a, 14b, 14c e indicadores de pressão 15a, 15b, 15c aos tubos de suprimento de gás 10a', 10b', 10c'. Os indicadores de pressão 15a, 15b, 15c e as válvulas de controle de volume 14a, 14b, 14c são conectados via tubos de impulso 17 a um dispositivo de

16/18 controle 18.

O dispositivo de controle é conectado via um tubo de impulso adicional 19 a uma máquina de medição (não mostrada no diagrama) para os componentes reativos A e B. Desta maneira, os fluxos de gás introduzidos no canal de fluxo da lança de spray podem ser adaptados automaticamente quando a quantia de descarga das alterações da mistura reativa.

Também é possível, por meio dos indicadores de pressão 15a, 15b, 15c monitorar a condição do canal de fluxo 11’. Se o canal de fluxo 11’ ficar cada vez mais bloqueado com mistura reativa que reagiu totalmente, o fluxo de gás pode ser aumentado para contra-atacar o bloqueio. Entretanto, o fluxo de gás somente pode ser aumentado na medida que o jato de spray não possa ser prejudicado, pois o jato de spray deve permanecer com baixo aerossol e baixo impulso para permitir a produção de camadas de spray perfeitas. Se a mistura excessivamente reativa ficar incrustada no canal de spray IT, a lança de spray 3' deve ser mudada Isto pode ser realizado de forma totalmente automática em conjunto com a estação de troca de lança de spray/bocal de spray mostrada na forma de diagrama na figura 5.

Por meio de indicadores de pressão, também é possível determinar qual região da lança de spray 3' do canal de spray 11' aumentou a crosta da mistura reativa Se a crosta aumentada for na região final do canal de fluxo 11’, então a pressão aumenta em todos os três indicadores de pressão. Se a crosta aumentada for somente na região superior do canal de fluxo 11', a pressão somente aumenta no indicador de pressão 15a para o primeiro tubo de suprimento de gás 10a'.

No caso de interrupções de pulverização ou após o final de uma pulverização, a cabeça de mistura coloca os componentes reativos em recirculação, como resultado disto, a operação de medição é terminada.

A operação de spray é mantida por um curto período de tempo até o canal de fluxo ter sido completamente limpo por sopro.

A cabeça de mistura 2 com a lança de spray 3’ é então colocada na posição de limpeza e o fluxo de gás é automaticamente aumentado pelas válvulas de controle de volume 14a, 14b, 14c, onde os resíduos finais da mistura reativa são soprados do canal de fluxo 11’

17/18 em uma estação de limpeza. Os aerossóis assim formados são removidos por um dispositivo de exaustão.

A figura 3 mostra uma construção especial de uma lança de spray 3” com as seguintes características particulares:

Os tubos de suprimento de gás 10a, 10b, 10c no canal de fluxo 11 são realizados via canais colocados de forma anelar ao redor do canal de fluxo. Isto afeta a formação de gotículas de spray ótima e também um fluxo de gota de spray completamente uniforme que não é interrompido, ou seja livre de espaço morto. Além disso, a limpeza do canal de fluxo da lança de spray também é promovido pelo fluxo do gás via canais.

A deflexão da névoa de spray em 90° na região da saída do canal de spray 1Γ ’ é realizada por uma construção particularmente simples, que também permite que a pulverização dos cortes inferiores, no caso de cavidades extremamente estreitas ou mesmo a superfície interna de um tubo.

A figura 4 mostra uma lança de spray relativamente curta 3’” que tem um comprimento de aproximadamente 100 a 200 mm, com somente dois tubos de suprimento de gás (10a’, 10c').

Uma característica particular desta aplicação é, entretanto, que o canal de fluxo é dividido em seções 19a, 19c que se estreita conicamente (aproximadamente de I^o a 5^a) na direção do fluxo.

Finalmente, este arranjo é uma variante especial, em termos de seu modo de ação, para fluxo como mostrado na figura 3.

Entretanto, a conicidade também afeta um jato de spray particularmente amplo, especialmente no caso do fluxo tangencial das introduções de gás.

A figura 5 mostra, na forma de diagrama, uma cabeça de mistura 2 com um bocal de spray 3”' equipado com um arco de 180^a. Isto é necessário neste caso em particular porque parte da superfície a ser revestida (substrato 5) está em uma cavidade de ferramenta

18/18

As introduções de gás no canal de fluxo do bocal de spray 3™' ocorre nes*e exemplo, como mostrado na figura 1. por meio de um canal anelar (não mostrado na figura 5) arrumado ao redor de um canal de fluxo.

O dispositivo de spray 1 mostrado na forma de diagrama na figura 5, também tem uma estação de alteração de lança de spray ou bocal de spray associada 20, que permite que os bocais de spray ou lanças de spray sejam trocados durante todo o processo de spray, que é necessário neste exemplo particular porque quase todas as superfícies requerem 10 um bocal de spray ou lança de spray separado.

Também é concebível usar duas cabeças de mistura neste exemplo específico, que opera simultânea ou altemadamente. Isto economiza ao menos o tempo que é requerido com somente uma cabeça de mistura para alterar uma lança de spray ou bocal de spray.

A estação de alteração de lança de spray ou bocal de spray mostrada na forma de diagrama na figura 5, em conjunto com uma estação de spray mostrada na figura 2, permite um processo de spray totalmente automático.

Claims

1. Processo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de injeção, na qual

a) primeiro os componentes reativos poliol e isocianato são misturados em uma cabeça de mistura (2) e em seguida

b) a mistura reativa produzida na etapa a) é guiada através do canal de fluxo (11, 11', 11”, 11”’, 11””) de um dispositivo de spray (3, 3', 3”, 3”’, 3””) e

c) a mistura reativa saindo do dispositivo de spray é pulverizada sobre a superfície de um substrato (5) e polimeriza sobre ele, caracterizado pelo fato de que

d) Um fluxo de gás é introduzido no canal de fluxo do dispositivo de spray em ao menos duas posições, a distância 1 entre essas duas posições sendo assim escolhida de forma que o quociente da distância 1 e o diâmetro d do canal de fluxo do dispositivo de spray (1Id)max é >10, de preferência >15, particularmente de preferência >20.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira introdução de gás ocorrer através de um primeiro tubo de suprimento (10a, 10a’, 10a’’, 10a’’’) situado na região de entrada do canal de fluxo e a segunda introdução de gás ocorrer através de um segundo tudo de suprimento (10c, 10c’, 10c’’, 10c’’’) situado na região de saída do canal de fluxo.

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por um fluxo de gás ser introduzido no canal de fluxo do dispositivo de spray em mais de duas posições.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 3, caracterizado por a introdução de gás no canal de fluxo (11, 11’, 11’’, 11’’’, 11’’’’) ocorrer tangencialmente.

Petição 870190046411, de 17/05/2019, pág. 7/9

2 I 3

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 4, caracterizado por o canal de fluxo ter uma pluralidade de regiões cilíndricas que possuem diâmetros diferentes.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o diâmetro do canal de fluxo aumentar em etapas na direção da abertura de saída.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por um tubo de suprimento para a introdução de um fluxo de gás ser colocado imediatamente a jusante de um alargamento transversal.

8. Dispositivo para a produção de moldes contendo uma camada de poliuretano na operação de injeção, contendo

a) Recipientes de armazenamento e unidades de medição para os componentes reativos poliol e isocianato,

b) Uma cabeça de mistura (2) para misturar os componentes reativos,

c) Tubos de conexão dos recipientes de armazenamento às unidades de medição e das unidades de medição à cabeça de mistura

d) Um dispositivo de spray (3, 3', 3’’, 3’’’, 3’’’’) contendo um canal de fluxo (11, 11', 11’’, 11’’’, 11’’’’) conectado hidraulicamente a cabeça de mistura (2), Caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente

e) Um primeiro tubo de suprimento (10a, 10a’, 10a’’, 10a’’’) situado na região de entrada do canal de fluxo para a introdução de um primeiro fluxo de gás no canal de fluxo,

a) um segundo tudo de suprimento (10c, 10c’, 10c’’, 10c’’’) situado na região de saída do canal de fluxo, para a introdução de um segundo fluxo de gás no canal de fluxo, a distância 1 entre as duas posições assim escolhida de forma que o quociente da distancia 1 e do diâmetro d do canal de fluxo do dispositivo de spray (1Id)max é >10, de preferência >15, particularmente de preferência >20.

Petição 870190046411, de 17/05/2019, pág. 8/9

3 I 3

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por ao menos um tubo de suprimento adicional (10b, 10b', 10b’’) para a introdução de um fluxo de gás adicional é colocado no canal de fluxo (11, 11’, 11’’, 11’’’, 11’’’’) entre o primeiro tubo de suprimento (10a, 10a’, 10a’’, 10a’’’) e o segundo tubo de suprimento (10c, 10c’, 10c’’, 10c’’’).

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por as aberturas de entrada dos tubos de suprimentos no canal de fluxo são colocados tangencialmente ao canal de fluxo.

11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 - 10, caracterizado por o canal de fluxo ser composto de uma pluralidade de regiões cilíndricas que têm diâmetros diferentes.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o diâmetro do canal de fluxo aumenta em etapas na direção da abertura de saída.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por um tubo de suprimento para introdução de um fluxo de gás ser colocado imediatamente a jusante de um alargamento transversal.

14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-13, caracterizado por os membros de controle (14a, 14b, 14c) para ajustar o respectivo fluxo de gás são colocados nos tubos de gás (16a, 16b, 16c) para os tubos de suprimento (10a, 10a’, 10a’’, 10a’’’, 10b, 10b’,10b’’,10c, 10c’, 10c’’, 10c’’’).