CH632446A5

CH632446A5 - PROCESS AND APPARATUS FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF POLYURETHANE FOAM.

Info

Publication number: CH632446A5
Application number: CH1036379A
Authority: CH
Inventors: Derk Jan Boon
Original assignee: Reeves Bros Inc
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1982-10-15
Also published as: IN153400B; NZ192115A; NO793602L; ES492926A0; IT1119506B; ES8102902A1; IT7969240A0; IE48877B1; BE880113A; AR221119A1; AU531575B2; ES486104A1; DE2946396A1; FR2441480A1; BR7907493A; PT70450A; ZA796068B; AU5298179A; MX151491A; NL7908419A

Description

La présente invention concerne un procédé de production en continu de mousse de polyuréthanne coulée de type rigide, semi-rigide ou souple. The present invention relates to a process for the continuous production of polyurethane foam of rigid, semi-rigid or flexible type.

La mousse de polyuréthanne est un matériau de plus en plus utilisé dans le bâtiment comme isolation thermique et phonique, et dans l'ameublement pour la fabrication de matelas, de coussins, de rembourrages, etc. La mousse polymérisée est généralement obtenue par coulée dans un moule d'un mélange homogène de constituants réactifs liquides. Le terme de moule désigne aussi bien les moules fixes classiques que les moules translatables ou mobiles pour la coulée continue. La mousse est produite par un dégagement de bulles de gaz à l'intérieur du mélange réactif. Dans certaines compositions de mousses, la réaction isocyanate-alcool dégage suffisamment de gaz, mais dans d'autres il faut ajouter un agent d'expansion mélangé aux constituants réactifs. Le développement des bulles de gaz provoque l'expansion de la mousse qui finit par remplir complètement le moule. La mousse subit initialement une expansion partielle et, au moment de la coulée, le mélange est relativement fluide. Sa viscosité augmente au fur et à mesure de la polymérisation de la matière, et on obtient finalement un bloc de mousse de polyuréthanne ayant la forme intérieure du moule. Polyurethane foam is a material that is increasingly used in construction as thermal and sound insulation, and in furniture for the manufacture of mattresses, cushions, padding, etc. The polymerized foam is generally obtained by casting in a mold a homogeneous mixture of liquid reactive constituents. The term mold means both conventional fixed molds and translatable or mobile molds for continuous casting. The foam is produced by the release of gas bubbles inside the reaction mixture. In some foam compositions, the isocyanate-alcohol reaction gives off sufficient gas, but in others it is necessary to add a blowing agent mixed with the reactive constituents. The development of gas bubbles causes the foam to expand, which eventually completely fills the mold. The foam initially undergoes partial expansion and, at the time of casting, the mixture is relatively fluid. Its viscosity increases as the material polymerizes, and a block of polyurethane foam having the internal shape of the mold is finally obtained.

Pour fabriquer des blocs de mousse de polyuréthanne de section rectangulaire ou circulaire, on utilise généralement des moules à translation de forme appropriée. Ces moules comprennent généralement un tapis roulant formant le fond du moule et deux parois latérales espacées qui peuvent être fixes ou mobiles à la vitesse du tapis. Les parois latérales et le fond du moule sont généralement recouverts d'une ou plusieurs feuilles de papier kraft, de polyéthylène ou autre. Ces feuilles sont généralement déroulées de bobines et sont entraînées en continu le long de l'auge constituant le moule, à la vitesse du tapis roulant. Le mélange de réactifs liquides est déposé en zigzag sur le fond du moule par un bec verseur qui est animé d'un mouvement de va-et-vient transversal au-dessus du moule. Ensuite, la mousse gonfle et se solidifie en un bloc de section uniforme. Des procédés de fabrication de blocs ayant des sections rectangulaires et circulaires sont décrits dans les brevets des E.-U.A. Nos 3325823, 3325573,3786122 et 3870441. In order to manufacture polyurethane foam blocks of rectangular or circular cross section, translation molds of appropriate shape are generally used. These molds generally include a conveyor belt forming the bottom of the mold and two spaced side walls which can be fixed or movable at the speed of the belt. The side walls and the bottom of the mold are generally covered with one or more sheets of kraft paper, polyethylene or the like. These sheets are generally unwound from reels and are driven continuously along the trough constituting the mold, at the speed of the conveyor belt. The mixture of liquid reagents is deposited in a zigzag pattern on the bottom of the mold by a pouring spout which is moved back and forth across the mold. Then, the foam swells and solidifies into a block of uniform section. Methods of making blocks with rectangular and circular sections are described in US patents. Nos 3325823, 3325573,3786122 and 3870441.

Ces procédés connus ont cependant pour inconvénient de fournir des blocs de mousse de polyuréthanne dont la hauteur ou le diamètre est insuffisant pour certaines utilisations. However, these known methods have the drawback of providing blocks of polyurethane foam whose height or diameter is insufficient for certain uses.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient et, à cet effet, l'invention a pour objet le procédé défini dans la revendication 7, pour la mise en œuvre du procédé précité. The object of the invention is to remedy this drawback and, for this purpose, the invention relates to the process defined in claim 7, for the implementation of the above-mentioned process.

L'invention va maintenant être illustrée par plusieurs exemples d'application décrits en regard des dessins annexés. The invention will now be illustrated by several application examples described with reference to the accompanying drawings.

La fig. 1 est une vue en plan d'un moule pour la production de mousse de polymère. Fig. 1 is a plan view of a mold for the production of polymer foam.

La fig. 2 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle du moule de la fig. 1 et d'une tête mélangeuse classique qui dépose un mélange réactif liquide sur une plaque de coulée plane inclinée d'un certain angle par rapport à l'horizontale. Fig. 2 is a side elevational view in partial section of the mold of FIG. 1 and a conventional mixing head which deposits a liquid reactive mixture on a flat pouring plate inclined at a certain angle with respect to the horizontal.

La fig. 3 est une vue analogue à celle de la fig. 2, mais représentant une plaque de coulée comprenant un pan horizontal suivi d'un pan oblique. Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 2, but representing a casting plate comprising a horizontal panel followed by an oblique panel.

La fig.. 4 illustre une variante de l'appareil de la fig. 1 dans laquelle le mélange réactif produit par la tête mélangeuse passe successivement dans une chambre de préexpansion puis dans un dispositif égalisateur situé en ampnt du moule. Fig .. 4 illustrates a variant of the apparatus of fig. 1 in which the reactive mixture produced by the mixing head passes successively through a pre-expansion chamber and then through an equalizing device located in the ampnt of the mold.

La fig. 4A est une vue frontale du dispositif égalisateur de la fig. 4. Fig. 4A is a front view of the equalizing device of FIG. 4.

La fig. 5 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'une modification de l'appareil de la fig. 4, qui utilise une plaque de coulée à deux pans ayant des inclinaisons différentes par rapport au plan horizontal. Fig. 5 is a side elevational view in partial section of a modification of the apparatus of FIG. 4, which uses a two-sided pouring plate having different inclinations with respect to the horizontal plane.

La fig. 6 est une vue frontale d'une variante de l'appareil de la fig. 1 dans laquelle le mélange réactif est introduit par-dessous à travers une chambre de préexpansion conique. Fig. 6 is a front view of a variant of the apparatus of FIG. 1 in which the reactive mixture is introduced from below through a conical pre-expansion chamber.

La fig. 6A est une vue frontale du dispositif égalisateur, de la chambre de préexpansion et d'une centrifugeuse montée en amont dans l'appareil de la fig. 6. Fig. 6A is a front view of the equalizing device, of the pre-expansion chamber and of a centrifuge mounted upstream in the apparatus of FIG. 6.

La fig. 1 représente un appareil 10 de production de blocs de polyuréthanne à partir d'un mélange réactif auto-expansif. Cet Fig. 1 shows an apparatus 10 for producing polyurethane blocks from a self-expanding reactive mixture. This

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

appareil fournit normalement des blocs de section rectangulaire, comme décrit dans le brevet des E.-U. A. N° 3325823. On peut cependant modifier l'appareil pour produire des blocs cylindriques, selon les principes du brevet des E.-U.A. N° 3325573. L'appareil de la fig. 1 comporte un tube vertical 11 qui peut être fixe ou mobile transversalement pour étaler les constituants réactifs préalablement mélangés à proximité du sommet d'une zone triangulaire 12. La zone triangulaire 12 forme l'entrée d'un moule 13 à translation continu. Le reste du moule est une auge de forme convenable dont le fond est mobile pour entraîner la mousse de polyuréthanne pendant son expansion et sa polymérisation. Les parois latérales parallèles 15 du moule peuvent être fixes ou mobiles. La partie triangulaire 12 est délimitée par des parois latérales 14 qui divergent et se raccordent aux parois latérales parallèles 15. apparatus normally provides blocks of rectangular cross section, as described in US Patent No. 3,325,823. However, the apparatus can be modified to produce cylindrical blocks, in accordance with the principles of the US Patent. No. 3325573. The apparatus of fig. 1 comprises a vertical tube 11 which can be fixed or movable transversely to spread the reactive constituents previously mixed near the top of a triangular area 12. The triangular area 12 forms the entrance to a mold 13 in continuous translation. The rest of the mold is a trough of suitable shape, the bottom of which is movable to entrain the polyurethane foam during its expansion and its polymerization. The parallel side walls 15 of the mold can be fixed or mobile. The triangular part 12 is delimited by side walls 14 which diverge and are connected to the parallel side walls 15.

On voit sur la fig. 2 que les constituants réactifs sont amenés par des tuyauteries 16,17 à une tête mélangeuse classique 18 dont la sortie est reliée au tube 11 pour déposer le mélange réactif sur une plaque de coulée 19. Le fond du moule est garni d'une feuille souple 20, par exemple un papier kraft, qui se déroule d'une bobine et est entraînée sur la surface 21 d'une tapis roulant 22. We see in fig. 2 that the reactive components are brought by pipes 16, 17 to a conventional mixing head 18, the outlet of which is connected to the tube 11 to deposit the reactive mixture on a pouring plate 19. The bottom of the mold is lined with a flexible sheet 20, for example a kraft paper, which unwinds from a reel and is driven on the surface 21 of a treadmill 22.

Les parois latérales 14 et 15 du moule sont également revêtues de feuilles souples 23 et 23A de papier kraft ou autre. Les feuilles 23 et 23 A sont guidées entre des rouleaux 24 et sont entraînées le long des parois 14 et 15 à la vitesse du tapis roulant 22. Ces feuilles sont plaquées contre les parois latérales 14 et 15 par la pression de la mousse de polyuréthanne en expansion. En résumé, les feuilles latérales et inférieure délimitent un moule continu de section rectangulaire ou circulaire. Les trois feuilles sont entraînées par des moyens appropriés à une vitesse sensiblement égale à celle du tapis roulant 22. The side walls 14 and 15 of the mold are also coated with flexible sheets 23 and 23A of kraft paper or the like. The sheets 23 and 23 A are guided between rollers 24 and are driven along the walls 14 and 15 at the speed of the conveyor belt 22. These sheets are pressed against the side walls 14 and 15 by the pressure of the polyurethane foam in expansion. In summary, the side and bottom sheets define a continuous mold of rectangular or circular section. The three sheets are driven by appropriate means at a speed substantially equal to that of the conveyor belt 22.

La plaque de coulée 19, qui peut être plane ou incurvée, fait un angle a par rapport au plan horizontal. Cette inclinaison est de préférence réglable pour s'adapter aux variations de la viscosité du mélange. The pouring plate 19, which can be flat or curved, forms an angle α with respect to the horizontal plane. This inclination is preferably adjustable to adapt to variations in the viscosity of the mixture.

Bien que les fig. 1 et 2 illustrent une plaque de coulée sensiblement plane, il peut être intéressant pour certaines applications d'utiliser une plaque à plusieurs pans comme celle de la fig. 3. Chaque pan peut avoir un angle d'inclinaison différent par rapport à l'horizontale. Dans le cas de la fig. 3, la plaque comprend un pan horizontal 25 qui est suivi d'un pan oblique 26 faisant un angle a par rapport à l'horizontale. Cette configuration permet de fabriquer des blocs de mousse de section rectangulaire ou circulaire. On peut évidemment utiliser d'autres formes de plaque de coulée. Although fig. 1 and 2 illustrate a substantially planar casting plate, it may be advantageous for certain applications to use a plate with several sides like that of FIG. 3. Each pan can have a different angle of inclination from the horizontal. In the case of fig. 3, the plate comprises a horizontal section 25 which is followed by an oblique section 26 making an angle a with respect to the horizontal. This configuration makes it possible to manufacture blocks of foam of rectangular or circular section. One can obviously use other forms of casting plate.

La fig. 4 illustre une autre modification de l'appareil de la fig. 1 utilisant une chambre de préexpansion 27 dans laquelle les constituants commencent à réagir avant d'être déposés sur la plaque de coulée 18. La chambre de préexpansion 27 est de type centrifuge, comme décrit dans le brevet des E.-U.A. N° 4158132. On peut utiliser d'autres moyens de préexpansion, par exemple une chambre conique divergente, comme dans le cas des fig. 6 et 6A (voir également le brevet des E.-U.A. N° 4158132). Comme dans le cas de la fig. 1, les constituants réactifs sont amenés par des tuyauteries 16 et 17 à une tête mélangeuse 18 d'où ils ressortent par une tuyauterie 11 qui aboutit à la chambre de préexpansion. Fig. 4 illustrates another modification of the apparatus of FIG. 1 using a pre-expansion chamber 27 in which the constituents begin to react before being deposited on the pouring plate 18. The pre-expansion chamber 27 is of the centrifugal type, as described in the US patent. No. 4158132. Other pre-expansion means can be used, for example a divergent conical chamber, as in the case of FIGS. 6 and 6A (see also U.S. Patent No. 4,158,332). As in the case of fig. 1, the reactive constituents are brought by pipes 16 and 17 to a mixing head 18 from which they emerge by a pipe 11 which leads to the pre-expansion chamber.

On voit sur la fig. 4 que la chambre de préexpansion 27 comprend un pot centrifuge 29 qui est entraîné en rotation par un moteur électrique 28 et une transmission à courroie 30. Un régulateur 31 permet de faire varier à volonté la vitesse du moteur 28. Ainsi, le mélange réactif qui est introduit dans la chambre centrifuge subit un début d'expansion et de polymérisation. We see in fig. 4 that the pre-expansion chamber 27 comprises a centrifugal pot 29 which is rotated by an electric motor 28 and a belt transmission 30. A regulator 31 makes it possible to vary the speed of the motor 28 at will. Thus, the reactive mixture which is introduced into the centrifugal chamber undergoes a start of expansion and polymerization.

La chambre de préexpansion peut être pressurisée par une source de gaz sous pression 33 et une tuyauterie 34, pour faciliter l'expulsion du mélange préexpansé 32. Le mélange préexpansé circule dans un flexible 35 jusqu'à une buse 36 qui est disposée au sommet de la zone triangulaire 12 du moule. Plus précisément, la buse 36 est montée au-dessus d'un dispositif égalisateur comprenant un réservoir circulaire 37 et un déversoir 38, comme représenté en détail sur la fig. 4A. La buse 36 peut être fixe ou animée d'un mouvement transversal The pre-expansion chamber can be pressurized by a source of pressurized gas 33 and a pipe 34, to facilitate the expulsion of the pre-expanded mixture 32. The pre-expanded mixture flows through a hose 35 to a nozzle 36 which is disposed at the top of the triangular area 12 of the mold. More specifically, the nozzle 36 is mounted above an equalizing device comprising a circular tank 37 and a weir 38, as shown in detail in FIG. 4A. The nozzle 36 can be fixed or animated with a transverse movement

632446 632446

alternatif sur la largeur de la partie triangulaire 12 du moule. Comme indiqué précédemment, la plaque de coulée 19 s'étend jusqu'à la surface 21, de préférence horizontale, du tapis roulant 22. Pour le reste, l'appareil fonctionne de la même manière que celui de la fig 1. alternative across the width of the triangular part 12 of the mold. As indicated previously, the pouring plate 19 extends to the surface 21, preferably horizontal, of the conveyor belt 22. For the rest, the apparatus operates in the same manner as that of FIG. 1.

Le réservoir circulaire 37 et le déversoir 38 assurent un étalement uniforme du mélange préexpansé qui s'écoule sur une surface oblique 39 avant de s'étaler sur la plaque de coulée 19. The circular tank 37 and the overflow 38 ensure uniform spreading of the pre-expanded mixture which flows on an oblique surface 39 before spreading on the pouring plate 19.

Dans certaines applications, la plaque de coulée plane 19 de la fig. 4 peut être remplacée par une plaque à plusieurs pans, comme illustré par exemple sur la fig. 5. Dans ce cas, le mélange réactif est reçu de la buse 36 sur un premier pan 40 de la plaque ayant un angle d'inclinaison a! par rapport au plan horizontal. Le reste de la plaque de coulée forme un second pan 41 plus fortement incliné d'un angle <x2. Là encore, on peut évidemment concevoir des plaques de coulée à plusieurs pans ou à courbure continue. In certain applications, the flat casting plate 19 of FIG. 4 can be replaced by a multi-sided plate, as illustrated for example in FIG. 5. In this case, the reactive mixture is received from the nozzle 36 on a first section 40 of the plate having an angle of inclination a! with respect to the horizontal plane. The rest of the casting plate forms a second, more steep, inclined pan 41 at an angle <x2. Here again, it is obviously possible to design casting plates with several sides or with continuous curvature.

La fig. 6 est une vue frontale d'une modification de l'appareil de la fig. 1. Le mélange réactif est introduit par-dessous, par une chambre de préexpansion 42 de forme conique divergente qui débouche dans le haut de la plaque de coulée 19. Le système d'introduction du mélange préexpansé (voir fig. 6A) est monté sous la plaque 19, et la chambre de préexpansion 42 reçoit le mélange réactif par une tuyauterie 43. Le mélange partiellement expansé sortant de la chambre par un orifice 44 s'écoule dans un réservoir 45 qui est délimité par une paroi en U 46 et un déversoir frontal 47. Le déversoir sert à étaler uniformément le produit sur la feuille 20 de papier kraft, ou autre, qui recouvre la plaque de coulée 19. Comme indiqué précédemment, des feuilles 23 et 23A sont guidées par des rouleaux 24 et 24a le long des parois latérales du moule. Ces trois feuilles se déplacent en continu à la vitesse du tapis roulant 22. Fig. 6 is a front view of a modification of the apparatus of FIG. 1. The reactive mixture is introduced from below, by a pre-expansion chamber 42 of divergent conical shape which opens into the top of the pouring plate 19. The system for introducing the pre-expanded mixture (see FIG. 6A) is mounted under the plate 19, and the pre-expansion chamber 42 receives the reactive mixture by a pipe 43. The partially expanded mixture leaving the chamber through an orifice 44 flows into a tank 45 which is delimited by a U-shaped wall 46 and a weir frontal 47. The overflow serves to spread the product uniformly on the sheet 20 of kraft paper, or the like, which covers the pouring plate 19. As indicated above, sheets 23 and 23A are guided by rollers 24 and 24a along the side walls of the mold. These three sheets move continuously at the speed of the conveyor belt 22.

On voit sur la fig. 6A que la chambre de préexpansion 42 est alimentée en mélange réactif par l'intermédiaire d'une centrifugeuse 48. We see in fig. 6A that the pre-expansion chamber 42 is supplied with reactive mixture via a centrifuge 48.

Selon le procédé de l'invention, un premier constituant A et un second constituant B sont injectés ensemble dans la tête mélangeuse 18. A la sortie de la tête mélangeuse, les deux constituants réactifs intimement mélangés sont soit déposés directement sur la plaque de coulée 19, soit introduits dans la chambre de préexpansion 27 où ils se transforment en un mélange 32 qui est refoulé vers la buse de distribution 36. La tuyauterie 11 et la buse 36 peuvent être fixes ou animées d'un mouvement alternatif transversal. Le mélange est normalement déposé avec un débit constant au sommet de la zone triangulaire 12 du moule 13. La réaction se poursuivant, le mélange se transforme en une mousse de polyuréthanne qui gonfle et se polymérise pendant son transport le long du moule. Le tapis roulant se déplace normalement à la même vitesse constante que les trois feuilles de papier kraft. According to the method of the invention, a first constituent A and a second constituent B are injected together into the mixing head 18. At the outlet of the mixing head, the two reactive constituents intimately mixed are either deposited directly on the pouring plate 19 , or introduced into the pre-expansion chamber 27 where they transform into a mixture 32 which is discharged towards the dispensing nozzle 36. The piping 11 and the nozzle 36 can be fixed or driven in a reciprocating transverse movement. The mixture is normally deposited with a constant flow rate at the top of the triangular zone 12 of the mold 13. As the reaction continues, the mixture turns into a polyurethane foam which swells and polymerizes during its transport along the mold. The treadmill will normally move at the same constant speed as the three sheets of kraft paper.

Les exemples ci-après illustrent plusieurs applications du procédé de l'invention pour la fabrication de blocs de mousse de polyuréthanne. The examples below illustrate several applications of the process of the invention for the production of polyurethane foam blocks.

Exemple I: Example I:

L'appareil utilisé est celui de la fig. 1 avec une tête mélangeuse classique. Les deux constituants réactifs mélangés et déposés dans le moule répondent aux compositions suivantes: The apparatus used is that of FIG. 1 with a conventional mixing head. The two reactive constituents mixed and deposited in the mold correspond to the following compositions:

Poids Poids Débit ConstituantA (%) (%) (kg/min) Weight Weight Constituent Flow A (%) (%) (kg / min)

Polyol Dow CP-3140 (Copolymère 3700 MV d'oxydes d'éthylène et de propylène, fabriqué par la société Polyol Dow CP-3140 (3700 MV copolymer of ethylene and propylene oxides, manufactured by the company

Dow Chemical) 65,05 65,05 3,470 Dow Chemical) 65.05 65.05 3.470

Master Batch I: Master Batch I:

Polyol Dow CP-3140 32,45 BF-2370 (agent tensioactif au silicone, fabriqué par la société Polyol Dow CP-3140 32.45 BF-2370 (silicone surfactant, manufactured by the company

Goldschmidt Chemical) 0,75 Goldschmidt Chemical) 0.75

Eau 4,00 Water 4.00

3 3

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

632446 632446

4 4

A-l (solution à 70% de bis-(diméthylaminoéthyl)éther dans du dipropylèneglycol, fabriqué par la société Union Carbide) A-1 (70% solution of bis- (dimethylaminoethyl) ether in dipropylene glycol, manufactured by the company Union Carbide)

Master Batch II: Master Batch II:

Polyol Dow CP-3140 C-6 (33,33% de T-9) (solution à 33,33% d'octoate stanneux dans du D.O.P., fabriqué par la société Witco Chemical) Polyol Dow CP-3140 C-6 (33.33% T-9) (33.33% solution of stannous octoate in D.O.P., manufactured by the company Witco Chemical)

Constituant B Constituent B

0,10 0.10

37,30 37,30 3,470 37.30 37.30 3.470

2,50 2.50

Dans ce cas, le débit de mélange réactif est de 7 kg/min et la vitesse du tapis roulant est de 104 cm/min. On obtient un bloc de mousse de haute qualité ayant une section rectangulaire et une hauteur de 40,4 cm. Le rapport de la vitesse du tapis et de la hauteur s du produit est d'environ 2,6. In this case, the flow rate of the reactive mixture is 7 kg / min and the speed of the conveyor belt is 104 cm / min. A block of high quality foam is obtained having a rectangular section and a height of 40.4 cm. The ratio of the belt speed and the height s of the product is approximately 2.6.

Exemple III: Example III:

Un bloc de mousse de polyuréthanne est coulé en continu en io utilisant un pot centrifuge de préexpansion semblable à celui de la fig. 4. Les constituants réactifs ont les compositions suivantes : A block of polyurethane foam is poured continuously using a centrifugal pre-expansion pot similar to that of FIG. 4. The reactive components have the following compositions:

0,75 3,25 0.75 3.25

3,25 0,173 3.25 0.173

TD-80 (diisocyanate de toluène avec un rapport d'isomères 2,4/2,6 de 80/20, fabriqué par Mobay Chemical) TD-80 (toluene diisocyanate with a 2.4 / 2.6 isomer ratio of 80/20, manufactured by Mobay Chemical)

50,00 50.00

50,00 2,667 50.00 2.667

155,60 8,300 155.60 8.300

Constituant A Constituent A

Poids Weight

(%) (%)

Polyol Dow CP-3140 Polyol Dow CP-3140

Master Batch I: Master Batch I:

Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Eau A-l Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Water A-l

Master Batch II: Polyol Dow CP-3140 C-6 (33,33% de T-9) Master Batch II: Polyol Dow CP-3140 C-6 (33.33% T-9)

Constituant B Constituent B

77,13 77,13 3,470 77.13 77.13 3.470

20,37 0,75 4,00 0,10 20.37 0.75 4.00 0.10

25,22 25,22 1,135 25.22 25.22 1.135

2,50 0,75 2.50 0.75

3,25 3.25

3,25 0,146 3.25 0.146

TD-80 TD-80

50,00 50.00

50,00 2,249 50.00 2.249

Constituant A Constituent A

Poids (%) Weight (%)

Poids Débit (%) (kg/min) Weight Flow rate (%) (kg / min)

Les ingrédients du constituant A, qui contient le polyol, sont préalablement mélangés et sont injectés ensemble dans la tête mélangeuse 18. Le constituant B, qui contient le diisocyanate de toluène, est injecté séparément dans la tête où le mélange se produit à la température ambiante. Le débit global de mélange réactif est de 8,3 kg/min. Ce mélange est déposé à débit constant près du sommet de la partie triangulaire du moule. Les parois latérales de la partie triangulaire ont une longueur de 112 cm et sont espacées de 63,5 cm à l'endroit où elles se raccordent aux parois latérales parallèles. L'ouverture de ces parois latérales divergentes est de l'ordre de 33°. Le mélange en expansion s'écoule le long d'une plaque à deux pans semblable à celle de la fig. 3. Le premier pan est horizontal et le second fait un angle de 17° avec l'horizontale. The ingredients of component A, which contains the polyol, are premixed and are injected together into the mixing head 18. Component B, which contains toluene diisocyanate, is injected separately into the head where the mixing occurs at room temperature . The overall flow rate of the reactive mixture is 8.3 kg / min. This mixture is deposited at a constant flow rate near the top of the triangular part of the mold. The side walls of the triangular part are 112 cm long and are spaced 63.5 cm apart where they connect to the parallel side walls. The opening of these divergent side walls is of the order of 33 °. The expanding mixture flows along a two-sided plate similar to that of FIG. 3. The first section is horizontal and the second is at an angle of 17 ° to the horizontal.

La plaque de coulée 19 se termine à proximité d'un tapis roulant à mouvement continu qui monte de 3° par rapport à l'horizontale et dont la vitesse est 130 cm/min. Le fond et les parois latérales du moule sont revêtus de feuilles de papier kraft qui se déplacent *à la même vitesse que le tapis roulant. On obtient un bloc de mousse de polyuréthanne, de section rectangulaire, ayant une densité d'environ 80 kg/m3 et une hauteur de 48,8 cm. Le rapport de la vitesse du tapis roulant à la hauteur du produit est de l'ordre de 2,7. The pouring plate 19 ends near a continuously moving conveyor belt which rises 3 ° with respect to the horizontal and whose speed is 130 cm / min. The bottom and side walls of the mold are covered with sheets of kraft paper which move * at the same speed as the treadmill. A block of polyurethane foam is obtained, of rectangular section, having a density of approximately 80 kg / m3 and a height of 48.8 cm. The ratio of the speed of the treadmill to the height of the product is around 2.7.

Exemple II: Example II:

L'appareil est le même que dans l'exemple I, mais on utilise un débit réduit et des produits réactifs de compositions différentes. The apparatus is the same as in Example I, but a reduced flow rate and reagents of different compositions are used.

Polyol Dow CP-3140 Polyol Dow CP-3140

Master Batch I: Master Batch I:

Polyol Dow CP-3140 BF-2370 20 Eau A-5 Polyol Dow CP-3140 BF-2370 20 Water A-5

Master Batch II: Polyol Dow CP-3140 25 C-6 (33,33% de T-9) Master Batch II: Polyol Dow CP-3140 25 C-6 (33.33% T-9)

75,00 75,00 7,160 75.00 75.00 7.160

22,50 0,80 4,00 0,03 22.50 0.80 4.00 0.03

27,33 27,33 2,609 27.33 27.33 2.609

2,50 0,57 2.50 0.57

3,07 3.07

3,07 0,293 3.07 0.293

Constituant B Constituent B

30 TD-80 30 TD-80

50,00 50.00

50,00 4,773 50.00 4.773

155,40 14,835 155.40 14.835

35 35

45 45

Poids Débit (%) (kg/min) Weight Flow rate (%) (kg / min)

Les ingrédients du constituant A, qui contient le polyol, sont préalablement mélangés et sont ensuite injectés ensemble dans la tête mélangeuse classique. Le constituant B, qui contient le diisocyanate de toluène, est injecté séparément dans la tête où le mélange se fait à la température ambiante. Le mélange réactif est ensuite introduit dans un pot centrifuge où la mousse de polyuréthanne subit une expansion partielle. Le mélange préexpansè est déposé près du sommet de la zone triangulaire du moule, avec un débit constant de 14,835 kg/min. Les parois latérales de la zone triangulaire ont une longueur de 152 cm et un espacement de 117 cm à l'endroit où elles se raccordent aux parois parallèles. L'ouverture des parois divergentes est d'environ 45°. L'appareil utilise une plaque de coulée à trois pans dont le premier est incliné de 15°, le second de 0° et le troisième de 13°. Comme précédemment, le tapis roulant remonte vers l'aval sous un angle de 3°. L'écartement des parois parallèles du moule est de 117 cm. Le tapis roulant et les parois sont recouverts de feuilles de papier kraft entraînées à la vitesse du tapis. En utilisant les formules et les débits indiqués ci-dessus, on effectue plusieurs essais comparatifs avec des vitesses de translation différentes. Les résultats suivants ont été obtenus: The ingredients of component A, which contains the polyol, are mixed beforehand and are then injected together into the conventional mixing head. Component B, which contains toluene diisocyanate, is injected separately into the head where the mixing takes place at room temperature. The reactive mixture is then introduced into a centrifugal pot where the polyurethane foam undergoes partial expansion. The pre-expanded mixture is deposited near the top of the triangular mold area, with a constant flow rate of 14.835 kg / min. The side walls of the triangular area have a length of 152 cm and a spacing of 117 cm at the point where they join the parallel walls. The opening of the divergent walls is approximately 45 °. The device uses a three-sided casting plate, the first of which is inclined by 15 °, the second by 0 ° and the third by 13 °. As before, the treadmill rises downstream at an angle of 3 °. The spacing of the parallel walls of the mold is 117 cm. The conveyor belt and the walls are covered with sheets of kraft paper driven at the speed of the belt. Using the formulas and the flow rates indicated above, several comparative tests are carried out with different translation speeds. The following results were obtained:

60 60

65 65

N°de No.

Vitesse linéaire Linear speed

Hauteur du Height of

Rapport l'essai Test report

Vc (cm/min) Vc (cm / min)

bloc (cm) block (cm)

Vc/H Vc / H

1 1

83,8 83.8

43,7 43.7

1,92 1.92

2 2

89,3 89.3

41,0 41.0

2,18 2.18

3 3

92,0 92.0

42,3 42.3

2,18 2.18

4 4

92,0 92.0

40,9 40.9

2,25 2.25

5 5

101,8 101.8

41,9 41.9

2,43 2.43

6 6

101,8 101.8

43,0 43.0

2,37 2.37

7 7

101,8 101.8

41,0 41.0

2,48 2.48

8 8

110,0 110.0

42,0 42.0

2,62 2.62

9 9

125,0 125.0

44,7 44.7

2,79 2.79

10 10

133,3 133.3

45,7 45.7

2,92 2.92

155,60 7,000 155.60 7,000

On constate que le rapport Vc/H varie d'environ 1,9 à 2,9. It can be seen that the Vc / H ratio varies from approximately 1.9 to 2.9.

5 5

632446 632446

Exemple IV: Example IV:

L'exemple I est répété avec des compositions similaires, mais avec un débit plus important de 14,845 kg/min. Example I is repeated with similar compositions, but with a higher flow rate of 14.845 kg / min.

Les constituants suivants sont introduits séparément dans la chambre de préexpansion: The following constituents are introduced separately into the pre-expansion chamber:

Constituant A Constituent A

Poids Poids Débit 5 (%) (%>) (kg/min) Weight Weight Flow rate 5 (%) (%>) (kg / min)

Polyol Dow CP-3140 Polyol Dow CP-3140

Master Batch I : Master Batch I:

Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Eau A-5 Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Water A-5

Master Batch II: Master Batch II:

Polyol Dow CP-3140 C-6 (33,33% de T-91) Polyol Dow CP-3140 C-6 (33.33% T-91)

75,00 75.00

22,50 0,80 4,00 0,07 22.50 0.80 4.00 0.07

27,37 27.37

2,50 0,57 2.50 0.57

3,07 3.07

75,00 75.00

7,160 7,160

27,37 27.37

2,613 2,613

3,07 0,299 3.07 0.299

Constituant B Constituent B

TD-80 TD-80

50,00 50.00

50,00 4,773 50.00 4.773

155,44 14,845 155.44 14.845

Dans la partie triangulaire du moule, les parois latérales ont une longueur de 152 cm et s'écartent jusqu'à 117 cm selon un angle d'environ 45°. La plaque de coulée est à quatre pans ayant les inclinaisons respectives suivantes: premier pan 15°, deuxième pan 0°, troisième pan 3°, quatrième pan 18°. Le tapis roulant monte avec un angle de 3° et une vitesse linéaire de 122 cm/min. On obtient un bloc rectangulaire de 39,4 cm de haut, soit un rapport de 3,1 entre la vitesse du tapis et la hauteur du produit. In the triangular part of the mold, the side walls are 152 cm long and deviate up to 117 cm at an angle of about 45 °. The casting plate is four-sided having the following respective inclinations: first section 15 °, second section 0 °, third section 3 °, fourth section 18 °. The treadmill rises at an angle of 3 ° and a linear speed of 122 cm / min. A rectangular block 39.4 cm high is obtained, a ratio of 3.1 between the speed of the carpet and the height of the product.

Exemple V: Example V:

L'exemple III est répété avec un moule de configuration cylindrique pour produire un bloc de mousse de section circulaire. Example III is repeated with a mold of cylindrical configuration to produce a foam block of circular section.

Constituant A Constituent A

Polyol Dow CP-3140 Polyol Dow CP-3140

Master Batch I: Master Batch I:

Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Eau A-5 Polyol Dow CP-3140 BF-2370 Water A-5

Master Batch II: Master Batch II:

Polyol Dow CP-3140 C-6 (33,33% de T-91) Polyol Dow CP-3140 C-6 (33.33% T-91)

Constituant B Constituent B

TD-80 TD-80

Poids Poids Débit (%) (%) (kg/min) Weight Weight Flow rate (%) (%) (kg / min)

64,968 64,968 3,470 64,968 64,968 3,470

32,522 0,800 4,000 0,030 32.522 0.800 4,000 0.030

37,352 37,352 1,995 37.352 37.352 1.995

2,50 0,57 2.50 0.57

3,070 3,070 0,164 3.070 3.070 0.164

50,000 50,000 2,671 155,390 8,300 50,000 50,000 2,671 155,390 8,300

35 35

Les parois latérales de la zone triangulaire du moule ont dans ce cas une longueur de 112 cm et s'écartent jusqu'à 58 cm. La plaque de coulée comporte un premier pan incliné à 6° et un deuxième pan incliné à 15°. Comme dans les exemples précédents, le tapis roulant monte vers l'aval sous un angle de 3°. Les blocs de mousse cylindriques ont un diamètre de 56 cm. En faisant varier la vitesse du tapis de 65 à 127 cm/min, on obtient des rapports d'environ 1,1 et 2,2 entre la vitesse de translation et le diamètre du produit. The side walls of the triangular zone of the mold are in this case 112 cm long and deviate up to 58 cm. The casting plate has a first panel inclined at 6 ° and a second panel inclined at 15 °. As in the previous examples, the treadmill rises downstream at an angle of 3 °. The cylindrical foam blocks have a diameter of 56 cm. By varying the speed of the belt from 65 to 127 cm / min, ratios of about 1.1 and 2.2 are obtained between the translation speed and the diameter of the product.

Il convient de noter que certaines mousses de polyuréthanne à base de polyesters peuvent être trop fragiles pour supporter les contraintes mécaniques qu'engendre l'appareil de l'invention. It should be noted that certain polyurethane foams based on polyesters may be too fragile to withstand the mechanical stresses which the apparatus of the invention generates.

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

632446

1. Process for the continuous molding of a self-expanding polyurethane foam in a mold open upwards, the bottom of which is a conveyor belt moving at constant speed, the reactive mixture being deposited with a constant flow rate on a pouring plate, characterized in that it consists in depositing the reactive mixture near the top of a first part of the translational mold which is delimited by divergent side walls, forming between them an angle between 10 ° and 120 ° and connecting to parallel side walls of a second part of the mold, the dimensions of the first part of the mold being such that the expansion of the foam is practically completed at the outlet of the first part of the mold.

2. Method according to claim 1, characterized in that the ratio of the speed of the treadmill and the height of the polyurethane foam block is between 1 and 3.

2

3. Method according to claim 1, characterized in that the reactive mixture which produces the polyurethane foam is already partially expanded when it is deposited between the divergent side walls of the first part of the mold.

4. Method according to claim 3, characterized in that the reactive mixture which produces the polyurethane foam is first deposited in the first part of the mold.

5. Method according to claim 3, characterized in that the reactive mixture which produces the polyurethane foam is first introduced into a divergent conical pre-expansion chamber before being deposited in the first part of the mold.

6. Method according to claim 1, characterized in that the foam is a polyurethane based on polyester.

7. Apparatus for implementing the method according to claim 1, comprising a device for mixing two liquid constituents, the reaction of which gives the polyurethane foam, a device for depositing the reactive mixture in an axial translation mold and a continuous mold, open at the top, comprising a conveyor belt which forms the bottom of the mold and receives the reactive mixture, a translatable surface adjacent to the conveyor belt and a pouring plate placed between the side walls of the mold, the plate having a raised edge near the device for depositing the reactive mixture and extending to the surface of the bottom of the mold, characterized in that the deposition device is fixed for delivering the reactive mixture near the top of a first part of the open mold delimited by two walls divergent lateral sides making an angle between 10 ° and 120 °, the ends of the walls connecting to the parallel lateral walls of the second part of the mold.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that a pre-expansion device is incorporated in the deposition device so that the reactive mixture is already partially expanded by the time it is deposited on the casting plate.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the pre-expansion device is a centrifugal pot.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the pre-expansion device is a divergent conical chamber.

11. Apparatus according to claim 7, characterized in that the casting plate is multi-sided.

12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the pouring plate comprises a first horizontal panel which is adjacent to the deposition device and which is followed by a second inclined panel.

13. Apparatus according to claim 7, characterized in that the second part of the mold has a rectangular section.

14. Apparatus according to claim 7, characterized in that the second part of the mold has a circular section.