DE2405228A1 - Verfahren zum erzeugen von polyurethanschaum-bloecken - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erzeugen von Polyurethanschaum-Blbcken Die Erfindung bezieht sich auf ein Direkt-Verfahren zum Erzeugen eines Polyurethanschaums unter Verwendung von Reaktionsgemischen aus Polyhydroxyl-Verbindungen, Polyisocyanaten, Vernetzern, Emulgatoren, Katalysatoren und gegebenenfalls Treibmitteln.
• Bekanntlich werden Polyurethan-Schaumstoffe in der Praxis in der Weise hergestellt, daß das Polyol mit den oben beschriebenen Zusatzstoffen schnell und intensiv vermischt und sofort in eine Form gebracht wird, in der das Aufschäumen und die Ausreaktion stattfinden. Im Prinzip stellt auch der Schaumstoff-Block ein Formteil dar, bei dem an die Stelle der Form bewegliche Boden- und senkrechte Seitenbegrenzungen das schaumfähige Gemisch aufnehmen, das sich nach oben frei gegen die Atmosphäre ausdehnen kann. Die Boden-und Seitenbegrenzungen bestehen heute fast ausschließlich aus entsprechend gefaltenen Papserbahnens die so angeordnet sind, daß sie kontinuierlich fortbewegt werden können, während aus dem Mischaggregat das Reaktionsgemisch auf die als Unterseite dienende Papierbahn fließt.
• Um den Schaumblock rationell nutzen zu können, wird eine möglichst gleichmäßige Höhe des Blockes angestrebt. Da die Gestalt des Blocks weitgehend von der Verteilung des Reaktionsgemisches auf der Bodenbahn abhängt, sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, die eine gleichmäßige Verteilung bewirken sollen. Die technisch wichtigste Arbeitsweise versucht das angestrebte Ziel dadurch zu erreichen, daß das Mischaggregat -meist Mischkopf genannt- nach beiden Seiten beweglich auf einem sog. Düswagen angeordnet wird. Das erleichtert die Verteilung des Reaktionsgemisches, gleichzeitig wird aber durch die Bewegung des Mischkopfes das Auftreten von Schaunistrukturfehlern begünstigt. Z. B. bewirken die Erschütterungen an den Wendepunkten der Mischkopfbewegung Schaumverdichtungen und Lufteinschlüsse; an den Stellen, wo das Gemisch in zeitlich unterschiedlichen Reaktionsstadien zusammentrifft, entstehen Schlieren, ja teilweise sogar Löcher und Risse im Schaum.
• Graduelle Verbesserungen lassen sich erzielen, wenn der seitliche Weg des Mischkopfes kürzer gehalten wird, was z. B. durch die Verwendung von zwei Auslaufrohren, die am besten in Form einer Gabel angeordnet werden, erreicht werden kann, unidurch sanftere Abbremsung der Mischkopfbewegung vor den Wendepunkten, wofür sich hydraulische Einrichtungen bewährt haben.
• Schäume ohne die oben geschilderten Schaumfehler werden in der Praxis erhalten, wenn das am festmontierten Mischkopf angebrachte Auslaufrohr in der Weise verändert wird, daß das Reaktionsgemisch fast gefällelos und parallel zu der zu beschäumenden Bodenunterlage auf diese aufgebracht wird und die Verteilung über die ganze Breite erfolgt, ehe der Aufschäumvorgang optisch wahrnehmbar ist.
• Beide geschilderten Verfahren ergeben bei sachgemäßer Durchführung Schaumblöcke mit oben abgerundeten Ecken, im übrigen aber geraden, zur Bodenbahn parallelen Oberflächen.
• Werden solche Blöcke waagerecht aufgeschnitten, so fallen -bedingt durch die abgerundeten Ecken- eine Anzahl von Schaumplatten an, die aufgrund ihrer geringeren Breite wertgemindert sind.
• Im Bestreben, den wirtschaftlich idealen "Rechteckblock" zu erzeugen, sind viele Arbeitsweisen entwickelt worden.
• Am weitesten verbreitet sind Verfahren, bei denen durch vorsichtiges Hochziehen der Seitenwände das Steigen des an diesen Wänden haftenden Schaums unterstützt wird, so daß die sog. Schulterhöhe des Blocks, d. h. die Höhe des Blocks vom Boden bis zum Beginn der abgerundeten Ecke, deutlich größer wird. Bei günstigen Rezepturbedingungen ist es manchmal möglich, dem idealen Rechteckblock nahe zu kommen. Die Empfindlichkeit des Schaums gegen diese mechanische Beeinflussung ist aber relativ hoch, so daß sich selbst bei großer Erfahrung Risse im Block nicht immer vermeiden lassen.
• Bei einem anderen Verfahren werden auf die Blockoberfläche luftdurchlässige Bahnen aus Papiers Flies oder Schaumstoff aufgelegt, bevor der Schaum seine endgültige Höhe erreicht hat. Durch leichtes Andrücken dieser Bahnen, z. B. mittels Walzen, wird ein Teil der noch plastischen Schaummasse seitlich in die Ecken geschoben. Es entsteht ein rechteckiger Block, der aber geringfügig niedriger ist als der frei aufgeschäumte Block und eine verdichtete Oberseite besitzt, wodurch die angestrebte bessere Maierialausnutzung z. T. wieder aufgehoben wird.
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an beiden Seiten zusätzlich Reaktionsgemische gleicher Zusammensetzung durch dort installierte kleinere Mischaggregate aufzutragen.
• Natürlich lassen sich auf diese Weise Schaumblöcke mit größerer seitlicher Höhe erhalten, doch entstehen beim Zusammenfließen der aus verschiedenen Quellen stammenden Reaktionsgemische Störungen in der Schaumstruktur. Außerdem ist der technische Aufwand relativ groß. In vielen Fällen lassen sich sogar aus Platzgründen allein zusätzliche Mischaggregate an den Maschinen nicht mehr anbringen.
• Es wurde nun gefunden, daß Polyurethanschaum-Blöcke mit nahezu rechteckigem Querschnitt hergestellt werden können, wenn das bzw. die Auslaufrohre so gestaltet werden, daß die Gesamtmenge des schaumfähigen Gemisches in mindestens drei Ströme aufgeteilt wird, nämlich den Hauptstrom, der wie üblich in Laufrichtung der Papierunterlage fließt und über die Gesamtbreite dieser Unterlage verteilt wird, und zwei kleinere Ströme, die quer zur Laufrichtung des Papiers direkt zu den seitlichen Begrenzungen fließen. Zur Anpassung an die jeweiligen Produktionsbedingungen kann die Ablenkung der seitlichen geführten Teilströme des Reaktionsgemisches, bezogen auf die Richtung der kontinuierlich bewegten Boden-und Seitenbahnen, 45 - 1350 betragen.
• Die Abbildungen 1 - 3 dienen der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigen einige Ausführungsbeispiele.
• Figur 1 a ist die Vorderansicht der schematischen Darstellung eines Auslaufsystems, in dem 1 die Mischkammer andeutet, 2 das Ausflußrohr, durch das die Hauptmenge des Reaktionsgemisches fließt und über eine Ablenkeinrichtung 3, z. B. ein Prallblech, eine Breitschlitzdüse, einen nach vorn gebogenen Schlauch oder ähnliches auf die kontinuierlich bewegte Bodenbahn 4 aufgebracht wird und sich gleichmäßig über die ganze Breite der Fläche verteilt. 5 und 5 a sind seitlich abzweigende Rohrleitungen, durch die zusätzlich kleinere Mengen des Reaktionsgemisches an die seitliche Begrenzung gelenkt werden. Anstelle starrer Rohrleitungen können natürlich auch flexible Schläuche Verwendung finden. Die Blenden bzw. Schieber 8 und 8 a ermöglichen eine genaue Dosierung der Menge des Reaktionsgemisches, das direkt an die Seitenbegrenzungen geführt wird.
• Die Figur 1 b zeigt das gleiche Auslaufrystem in der Draufsicht. Die gestrichelten Linien 6 und 6 a bzw. 7 und 7 a sollen andeuten, daß die seitlichen Ableitungen auch schräg nach vorn bzw. nach hinten gerichtet werden können.
• Wählt man -z.B. bei breiteren Schaumblöcken- ein Auslaufsystem mit zwei gabelförmig angeordneten Auslaufrohren, so ist sinngemäß an der nach außen gerichteten Seite jedes Auslaufrohrs eine Abzweigung anzubringen, so daß insgesamt zwei nach vorn gerichtete, die Hauptmenge des Reaktionsgemisches enthaltende und zwei seitlich gerich#tete, aus kleinen Teilmengen des Reaktionsgemisches bestehende Ströme auf die Bodenbahn fließen.
• Figur 2 a, 2 b und 2 c zeigen die Vorder-, Seiten- und Draufsicht eines anderen Auslaufsystems, wobei die arabischen Ziffern 1 - 4 die gleiche Bedeutung haben wie Figur 1 a und 1 b. Die Ablenkvorrichtung 4 ist als Prallblech ausgebildet. Die Aufteilung des Reaktionsgemisches in einen Hauptstrom und zwei seitlich abgelenkte Nebenströme erfolgt durch keilförmige Einsatzstücke 8 und 8 a, durch die die seitlichen Ausflüsse 9 und 9 a in Verbindung mit der Rückwand des Prallblechs gebildet werden.
• Während in Figur 1 und 2 von einem Auslaufrohr ausgegangen wird, zeigen Figur 3 und 3 b in Vorder- bzw. Draufsicht ein Auslaufsystem mit zwei Auslaufrohren. Jedes der beiden Auslaufrohre ist am unteren Ende mit einem Prallblech versehen, das so gestaltet ist, daß die Hauptmenge des Reaktionsgemisches in Laufrichtung der Bodenbahn fließt. Ein keilförmiges Zwischenstück trennt eine kleine Teilmenge des Reaktionsgemisches von der Gesamtmenge und lenkt sie quer zur Laufrichtung der Bodenbahn direkt an die seitliche Begrentung.
• Die senkrecht stehenden Führungswände des Prallblechs dnd so gestaltet, daß der Hauptstrom des Reaktionsgemisches sich nur auf einer Hälfte der Bodenbahn verteilt und das Zusammenfließen beider Haupt ströme nicht sofort hinter dem Auslauf erfolgt.

Claims (8)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung von Polyurethanschaumblöcken mit rechteckigem Querschnitt unter Verwendung von bekannten Reaktionsgemischen aus Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten, Vernetzern, Katalysatoren, Stabilisatoren, Emulgatoren, gegebenenfalls Treibmitteln usw., dadurch gekennzeichnet, daß das in bekannter Weise in einer iiber der zu beschäumenden Unterlage ortsfest installierten Mischkammer erzeugte Reaktionsgemisch vor dem Auftreffen auf die Unterlage in mindestens drei Ströme aufgeteilt und so gelenkt wird, daß die Hauptmenge des Reaktionsgemisches aus dem Auslaufrohr durch entsprechend geformte Leit- und Prallbleche nahezu parallel zu der zu beschäumenden Unterlage auf sie aufgebracht wird, in Laufrichtung der Unterlage fließt und sich über die ganze Breite der Unterlage verteilt, während zwei kleinere Teilströme des Reaktionsgemisches direkt zu den seitlichen Begrenzungen der Schaum anlage geführt werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurcfr gekennzeichnet, daß an ein Auslaufrohr mit Prall-oder Leitblechen, Breitschlitzdüsen oder ähnlichem an jeder Seite eine Abzweigung zur Aufnahme und seitlichen Ablenkung kleinerer Mengen des Reaktionsgemisches angebracht ist.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei gabelförmig angeordnete, mit Prall- oder Leitblechen, Breitschlitzdüsen oder ähnlichem versehene Auslaufrohre je eine nach außen gerichtete seitliche Abzweigung zur Aufnahme und seitlichen Ablenkung kleinerer Mengen des Reaktionsgemisches angebracht ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abzweigungen Blenden oder Schieber zur Regulierung der seitlich abgelenkten Mengen des Reaktionsgemisches installiert sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen aus starren Metallrohren bestehen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen aus flexiblen Schläuchen bestehen.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Auslaufrohr ein Prall-oder Leitblech angebracht ist, das mit zwei keilförmigen Einsätzen (8, 8 a) zur Aufteilung des Reaktionsgemisches in drei Ströme versehen ist.
8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei gabelförmig angeordnete Auslaufrohre Je ein Prall- bzw. Leitblech angebracht ist, das mit einem keilartigen Einsatz zur Aufteilung des Reaktionsgemisches in einen nach vorn fließenden Haupt-und einen seitlich fließenden Nebenstrom versehen ist.

   L e e r s e i t e