DE2027190A1 - Rohrmischverfahren mit Einlegeschlauch zur Plastikschaumherstellung mit intermittierenden Dosiervornchtungen und Kernzahlregelung - Google Patents

Rohrmischverfahren mit Einlegeschlauch zur Plastikschaumherstellung mit intermittierenden Dosiervornchtungen und Kernzahlregelung

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Description

  • Rohrmischverfahren mit Einlegeschlauch zur Plastikschaumherstellung mit intermittierenden Dosierungsvorrichtungen und Kernzahlregeluz Das Verfahren dient zur intermittierenden Herstellung von Plastikschaumstoff aus flüssigen sich vernetzenden Somponenten.
  • Dieses wird verwirklicjit durch: 1) automatisch, intermittierend arbeitende Präzisions-Dosierungsvorrichtungen für alle beteiligten Grand- und Hilfsstoffe.
  • 2) Vermischung der Komponenten mit Turbinenmischer in einem Rohrbehälter mit Einlegeschlauch mit dem Zweck, durch günstige Einführung des reaktiven Gemisches in die F@rm sowie durch Ausschaltung der Verschmutzungen und dea Nnchtropfens,die Schaumumwälzung, Lunker- und "pin-hole" Bildung zu verhindern und dadurch eine einwandfreie Schaumqualität zu sichern.
  • Durch dieses Verfahren werden die Investitionskosten auf ein Minimum beschränkt und bei einwandfreier Schaumqualität größtmögliche Rationalisierung gesichert.
  • Grundlagen: Stand der Technik.
  • Der Polyurethauschaum (hart, halbhart, elastisch) entsteht durch eine chemische oder chemisch-phy@ikalische Reaktion, bei der Poliol (en), Treibmittel (Wasser, Monofluortrichlormethan usw.) mit Isocyanat (en) beteiligt sind, wobei der Reaktionsablauf durch Additive geregelt wird.
  • Die Vermischung der Komponenten muss nicht nur innig und homogen sein, um eine gleichmäßige Vernetzung derselben zu erreichen, sondern sie muss gleichzeitig auch kontrolliert sein, um eine optische Zellstruktur des Schaumes zu sichern.
  • Denn, wie bei der Nebelbildung, entstehen die Zellen um "Kerne" herum, die hauptsächlich aus der. in den Ausgangsmaterialien gelösten Luft bestehen, von deren Menge bzw, Anzahl die Charakteristika des Schaumes abhängen (feinporig, grobporig, unregelmässig u@w.).
  • Die Produktion dieser Schaumstoffe in Blockform entwickelte sich in die Richtung der kontwinuierlichen Blockanlagen größten Umfanges (8@-500 kg/min Förderleistung), obwohl dieses Produktionssystem in einigen Beziehungen und für gewisse Aufgaben spezifische nicht geringe Nachteile hat; wie nachstehend aufgeführt: 1) beim Anfahren und bei der Beendigung des Schaflmprozesses entstehen boi den oder Großanlagen wesentliche Schaumverluete dadurch1 daß die Fördereinrichtungen nicht sofort einen geregelt dosierten Stro@ lie@ern. Normalerweise beläuft sich der Verlust auf mehrere cbm auf den Blockenden.
  • Hierbei und z.B. durch Aussetzen bestimmter Pumpen kann u.U. durch NCO-Überschuss oder Überheschleunigung der Reaktion eine Feuergefahr entstehen.
  • 2) Bei den Großanlagen kann jegliche Regelung nur bei laufender Produktion durchgeführt werden, wo bei den Durchlaufmengen, die sich unvermeidlicherweise ergeben, Qualitätsschwankungen ebenfalls auf grpße Mangen erstrecken.
  • 3) Eine falsche Einstellung dieser Anlagen, die ein fehlerhaftes Material ergibt sowie das Ergebnis der darauf folgenden Korrekturen wird erst nach Durchlaufen mehreren Netern Blockmaterials wahrnehmbar sein.
  • 4) Jegliche änderung der Farbe oder der Grund- oder Hilfsoft stoffe bedeutet den Verlmst des in den Rohrleitungen befindlichen Materials. Oft wird bei Umstellungen eine zeit-und materialsmäßig aufwändige Säuberung der Amlage unvermeidlich.
  • 5) Großanlagen, die meistens nur mit wenigen Pro@enten ihrer Kapazität arbeiten, sind deswegen prädestinlert, größte Mengen zu produzieren, und sind für die Herstellung kleinerer Mengen mit wechselnder Qualität ökonomisch weniger geeignet.
  • 6) Die Großanlagen produzieren normalerweise Blöcke mit "Krone" also nicht parallelepipedförniige Stücke, worunter die Ausbeute an erstklassigem Material leidet.
  • Die diskontinuierlichen Systeme bleiben fast ausschließlich bisher auf Herstellung im Labor beschränkt, weil: a) die exakte Kernzahlregelung praktisch undurchführbar war.
  • b) das Abwiegen und Vormischen der Ingredienzien einen industriellen Ausstoß durch Zeitverlust verhinderte.
  • c) das am Mischer und Behälter, nach der Mischung anhaftende Material nicht nur Verlast, sondern gleichzeitig solche Verschmutzungcn verursachte, die die Qualität durch tunkerblildung und "pin-holes" wesentlich verschlechterten.
  • Beschreibung der zu patentierenden Vorrichtungen und des Verfahrens.
  • Prinzipien: Das zu patentierende Verfahren sichert mit Hilfe der unten beschriebenen Vorrichtungen eine tadellose Schaumqualität durch: 1) leichte, schnelle und exakte Dosierung der an der Raktion beteiligten Chemikalien.
  • 2) Durch Korrekturen größter Exaktheit mit geringstem Materialverlust.
  • 3) Genaue und reproduzierbare Kernregelung (Schaumstrukturregelung) 4) Gute Materialausbeute durch Parallelepipedblöcke.
  • 5) Möglichkeit zur verlustlosen und sofortigen Umstellung auf andere Chemikalien, Farben und Qualitäten.
  • 6) Äußerste Ökonomie durch geringste Investitionskosten (z..
  • 4 tato und mehr bei einem 3-Mann Betrieb).
  • Beschreibung: 1) Als Mischer wird ein Turbinenmischer geeigneter Konstruktion verwendet mit dem Materialmengen von 6o kg leicht mischbar sind (nicht patentierbar).
  • Der Turbinenkopf wird mit einem Rojonettverschluß auf der Achse befestigt, wodurch er sofort austauschbar ist. Wach jedem Mischprnzess wird der Kopf ausgetauscht und in Lösungsmittel abgetaucht, um Verschmutzungangen abzulösen.
  • 2) Der Mischer wird mit einem Umdrehungszähler versehen.
  • , Durch die absolute Umdrehungszahl wird die Kernbildung eingestellt (Equivalenztabellen zu einem kleinen Labormischer ersparen Zeit und Materialverlust).
  • 3) Beschreibung der Präzisionsmessgeräte: n) Poliol und Hilfsstoffe: (Zeichnung)l) Das Nessgerät besteht im Prinzip aus einem schwebenden Kolben (1), der sich in einem (durchsichtigen) Zylinder (2) befindet. Er wird in eine Richtung vom Materisldrick in die andere durch Luftdruck bewegt. Der Hub wird stufenlos von einer Reglerschraube (3) geregelt.
  • Funktion: Der Kolben wird vom Anschlagpunkt am Zylinderboden beim Öffnen des Materialeinlaufventils (4) von dem unter Druck einströnaenden Material hochgedriickt . Durch das Öffnen oder durch Synchronschaltung mit Solenoid wird auf der Druckluftseite das Druckluftventil (5) geschlossen und das.Entlastungsventil (6) mit kurzer Verzögerung geöffnet.
  • Der Kolben bewegt sich nach oben, bis er durch Anschlag an der Reglerschraube aufgehalten wird. Durch Einstellung der Reglerschraube wird das Material exakt gemessen.
  • Bei der Umschaltung schließt sich das Material-Einlauf-, und öffnet sich das Auslaufventil, (7)schließt sich das Entlastungs-und öffnet sich das Druckluftventil. Der Kolben wird vom einströmenden Druckluft heruntergepresst und die gemessene Menge des Materials hinausbefördert.
  • Als System werden Messgeräte dieser Art für alle o.g. Bestandteile synchroniseh in einer Batterie zusarmengefasst, wobei der Jeweilige Kolbendurchmesser nach den praktisoben Dosiergrenzen der einzelnen Bestandteile variiert wird.
  • Der Vorteil dieses System besteht nicht nur darin, dass alle Teile synchronisiert in Sekunden disiert werden können, sondern besonders darin, daß jeweilige Korrektur der Dosierung der Bestandteile (gas~und Vernetungsbeschleuniger Emulgator usw.) sofort und ohne Materialverlust oder Reinigung einfach durch das VcrdreIien der Reglerschraube mit größter Genauigkeit vorgenommen werden kann.
  • Die Einstellung neuer Formel oer Änderungen der verwendeten, können Mit derselben Leichtigkeit durchführt werden.
  • Eine Variation dieses Prinzips ist das Messgerät ohne Kolben, bei dem das Materialvolumen visuell einegstellt, und das Material durch Druckluft evakuiert wird; sowie mit Kolben, der regelbar mechanisch bewegt wird.
  • Beide Fälle sollen hierbei nur in Bezug auf ihre Verwendung für die Schaumstoffherstellung erfasst werden, obwoghl das erste System zu langsam ist , während das Zweite bei der Bündelung der Messgeräte keine so einfache KLösung darbietet, wie die Kombination des Flüssigkeitsdruck/Luftdruckantriebes.
  • b) Isocyanat: pie Einfüllung des Isocyanats in den Mischbehälter muss fegen der Kürze der Reaktionszeit mit großer Geschwingdigkeit erfolgen. Das hierzu verwendete Transfergerät (Zeichnung 2) funktioniert wie folgt: Beim Öffnen des Einlaßventils (1) wird das gekoppelte Druckluftventil (2) geschlossen, die ebenfalls gekoppelte Entlastungsventil (3) geöffnet. Das Material strömt aus dem Behälter unter-Druck ein. Der Materialstand und Menge wird auf dem Kommunizierenden Rohr des Druckbehälters (4) gezeigt und nach Skala gemessen. Bei dem Rezepturwert schließt man das Einlaßventil und im Augenblick des Transfer öffnet man das Dr@ckventil. Das Isocyanat (z.B.) wird durch den Syphon in den Mischbehälter gesagt.
  • Verwendung eines Rohres als Mischbehälter.
  • Die richtige Einfüllung des reaktiven Gemisches in eine Form oder aut eine Bahn ist eine wesentliche Qualitätsvorbedingung. Ein ruhiges "Hinlegen" des flüssigen Geminches ist notwendig, um Umwälzungen, Nachtropfen, Spritzen und Luftblasen zu vermeiden.
  • Lösung: Statt eines Mischbehälters wird ein Rohr verwendet, auf dem oben ein Elektromotor mit Mischachse und Kopf montiert ist. Auf der unteren Seite dieses @@h@@ushes R@hres ist ein Dichtungsring z.B. Polyäthylen angebraeht. Ein Schlauch aus dünner Polyäthylenfolie wird ver jedem Mischvorgang eingeführt und oben nach aussen umgestülpt, dann mit einem Pressring befestigt. Am uneteren Saum führt der Schlauch einen sehr dehnbaren Gummiring, der denslben nach dem Um stülpen am uneteren Rand des Rohres nach oben von aussen festhält. Der Ring liegt auf 4 Kipphebeln mit Spannvorrichtung und wird abrutschen, sobald diese umkippen.
  • Das so ausgertistete Rohr wird auf den Boden der Blockform angepresst, wodurch ein Behälter entsteht.
  • Nach beendetem Xischvorgang wird das Rohr etwas angehoben, wobei das reaktive Gemisch sich auf dem Formboden ausbreitet @hinlegt".
  • Es kann noch ein Abstreifring die noch anhaftende Flüssigkeit in die Form befödrdern- Beim darauf folgenden Abkippen der hebel wird,das nach oben umgestülpte Teil des Polyäthylensackes nach unten ab gestreift. Der au Saum befindliche Gummiring zieht die Schlauehöffnung sackförmig zusammen, wodurch ein Nach tropfen verhindert wird.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verwendung eines Rohres als Mischgefäss bei der Plastikschaumberstellung, das dadurch gekennzeichnet wird, dass ein offenes Rohr, am unteren Saum mit einem elastischen Dichtungsring versehen, auf den Boden eine Behälters augepresst wird, wodurch es als Abmischbehälter verwendet werden kann.
    Beim Anheben des Rohres verteilt sich die darin hergestellte reaktive Mischung schnell und doch sanft ohne Umwälzungen und Luftbläschen.
  2. 2) Verwendung eines zusammenziehbaren Einlegeschlauchez im Mischrohr, dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigung des reaktiven Gemisches mit daraus resultierenden Schaumfehlern dadurch ausgeschlossen wird, dass man vor dem Mischvorgaug einen Schlauch in das Mischrohr einführt, der sich nach Abfluss des Gemisches sackförmig zusammenzieht und das Nachtropfenverhindert.
  3. 3A)Verwendung einer Schhelltransfbrvorrichtung zur Plastikschaumherstellung für eine der reaktiven Komponenten (z.B.Isocyanat), die dadurch gekennzeichnet wird, dass die in einem Druckbehälter gemessene Flüssigkeit iiber einen Syphon unter Gasdruck (Stickstoff oder Luft) in den Mischbehälter gejagt wird.
  4. 4) Verwendung von Spezialmessvorrichtungen für die Herstellung von Plastikschaumen aus reaktiven Komponenten, welche das Messen der Ingredienzien mit ihrem Transfer und dem notwendigen Dosierungskorrekturen in einem System vereinigt gekennzeichnet durch: t) Den Gebrauch von Messbehältern, welche einzeln oder in Batterien zusammengefasst, a) die Messung durch schwebende Kolben, die sich in eine Richtung durch Luftdruck in die andere durch en Materialdruck bewegen, durchführen.
    b) oder ohne Kolben durch Ventilspiel wischen Luft und Materialdruck arbeiten, wobei beide dadurch gekonnzeichnet sind, dass die Funktion der Messbehälter gleichzeitig aber voneinander unabhängig, d.h. mechanisch nicht starr gekoppelt, vor sich geht.
    2) Die Verwendung von Sperrvorrichtungen ftr den oben erwähnton Zweck, welche die Abmessung der Materialmenge und ihre genaue Korrektur zulässt (Reglerschraube).
    3) Den Zusammenschluß der einzelnen Behalter in einer oder mehroren Batterien mit San-eirohren für die Abflums.
    4) Die Regulierung der Dauer und Reihenfolge des Matorialabflusses aus don einzelnen Messbehältern durch dem. Dia meter des Luftdruckanschlusses ohne Störung einer Kollektivschaltung.
  5. 5) Sychronschaltung aller Material- Ein-und Ablassventile der Betterien mit den Luftdruck- und Entlastungsventilen, sei es auf einfachem, mechanischem (Leitschiene) oder auf anderem Wege (pneumatisch Solenoid).
    L e e r s e i t e
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