DK173953B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af polyurethanskum samt apparat til udførelse af fremgangsmåden - Google Patents

Description

i DK 173953 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af polyurethanskum, hvilken fremgangsmåde er af den art, der er angivet i krav l's indledning.

Fra DE patentskrift nr. 2.062.008 er det kendt til 5 blanding af isocyanat og polyol til en til polyurethan udreagerende blanding at anvende blandeapparater, der udviser en blandesnegl, som i det mindste i området for dennes til cylinderens udføringsende tilstødende afsnit tilspidses konisk, hvorhos cylinderen er udformet komplementært til 10 sneglen, og det til sneglen koblede drev er anbragt aksialt forskydeligt i apparatet i en kulisseføring.

Sådanne blandeapparater anvendes f.eks. på skoforsålingsmaskiner, i hvilke der til skoskafter tilpasses såler, der har en gangsål af slidstærkt polyurethan og en elastisk 15 mellemsål af polyurethan. Sådanne maskiner er udformet som rundbordsanordninger og har flere stationer med tilsvarende forme til formning af skosålerne, idet de i de tilfælde, i hvilke man først former gangsålen og derefter danner mellemsålen, udviser en læst for de skoskafter, der skal påsæt-20 tes, to sideformdele, et bundstempel og et modstempel, hvorhos der hver gang er anbragt et læst- og et modstempel på et svingbart drejehovede, der er anbragt højdeindstilleligt på skoforsålingsmaskinen.

Under formningen af gangsålen afgrænser begge side-25 formdelene i deres lukkestilling, bundstemplet og modstemplet et formhulrum, hvis rumfang er noget større end rumfanget af gangsålen af den udreagerede blanding, idet begge side-formdelene i deres lukkestilling afgrænser en støbeboring, gennem hvilken den udreagerende blanding til gangsålen ledes 30 ind i det dannede formhulrum. Derefter formindskes formhulrummet til rumfanget af den færdige gangsål, idet samtidig bundstemplet lukker støbeboringen. Efter en tilstrækkelig størkning af gangsålens materiale løftes formdelenes sider op, og drejehovedet svinges således og der gås således frem, 35 at læsten med et påspændt skaft står op på de igen i lukke-stilling anbragte sideformdele således, at det pålæstede DK 173953 B1 2 skaft, sideformdelene og den på bundstemplet værende gangsål afgrænser et formhulrum til dannelse af mellemsålen, idet sideformdelene afgrænser en anden støbeboring, via hvilken den til mellemsålen udreagerende og opskummende blanding 5 tilføres.

Under blandingen af isocyanatet og polyolen indtræder allerede de kemiske reaktioner således, at en del af blandingen slår sig ned på blandingskammer-indervæggen og danner en fast film af polyurethan, der med tiden bliver tykkere.

10 Dette fører til, at den til blandingen nødvendige spalte mellem cylindervæggen og sneglen stoppes til. Af denne grund er det påkrævet til opretholdelse af en spalte med en forud givet mindste spaltebredde i det mindste delvis at fjerne filmen. Dette foregår på den måde, at sneglen forskydes i 15 retning mod cylinderens udføringsende, og at man under denne bevægelse fjerner udreageret, på cylinderens indervæg dannet blanding. Dette sker i de tidsintervaller, i hvilke blandingsaggregatet er ude af indgreb med formenes støbeboringer. Tilførslen af isocyanat og polyol foregår via anbragte ven-2 0 tiler hver gang i doserede mængder i løbet af de enkelte blandingsintervaller.

Blandingen af isocyanat og polyol er hidtil foregået ved sneglomdrejningstal på ca. 18.000 omdrejninger pr. minut.

Ved disse høje omdrejningstal bortcentrifugeres blandingen 25 på blandingssneglens mellemstykker til efterladelse af små rester på grund af centrifugalkraften således, at der opnås lange holdetider for sneglen, dvs. at der kræves lange tidsrum, indtil de nævnte, i hvert enkelt tilfælde tilbageblivende små rester bevirker, at områderne mellem sneglegangene 30 er fyldt med udreageret blanding, og sneglen må ombyttes med en ny, og den udreagerede blanding må fjernes inden sneglens næste anvendelse ved hjælp af varme kemiske opløsninger på i og for sig kendt måde.

De til de enkelte lag af sålerne fremstillede blan-35 dinger udviser en mere eller mindre stærkt porøs struktur, dvs. at de består af mere eller mindre stærkt skummende DK 173953 B1 3 blandinger, som desuden tillige indeholder tilsvarende additiver.

Det kræves således f.eks. ved tolaga, en gangsål og en mellemsål udvisende, til et skoskaft tilpassede såler, 5 at gangsålen er kompakt og slidstærk, medens mellemsålen, som forbinder gangsålen med skoskaftet, skal være elastisk og eftergivelig og derfor også betegnes som en komfortsål.

Det har vist sig, at disse høje omdrejningstal i området omkring 18.000 omdrejninger pr. minut i praksis 10 løser problemerne med hensyn til rensningen af sneglen og indervæggen i blandingskammeret i blandingsanordningerne, men at de optimale blandingsomdrejningstal imidlertid kan ligge særdeles meget lavere og afhænger af de PUR-komponen-ter, som skal blandes. Dette gælder navnlig for mellemsål-15 materialer.

Det har overraskende vist sig, at man til optimalt opskummede blandinger i mange tilfælde skal vælge omdrejningstallene i området mellem 6.000 og 15.000 omdrejninger.

Ved disse lave omdrejningstal kan man imidlertid med de 20 ovenfor beskrevne metoder hverken opnå den hidtidige standtid for sneglen eller bortføringen af udreagerede rester af blandingen på cylinderens indervæg.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, som sikrer en 25 optimal fremstilling af til polyurethan udreagerende blandinger af isocyanat og polyol og desuden sikrer de hidtidige standtider for sneglen og tillige den sikre fjernelse af udreageret blanding på cylinderens indervæg.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen med en frem-3 0 gangsmåde til fremstilling af polyurethanskum ud fra til polyurethan udreagerende blandinger af isocyanat og polyol med en blandingsanordning, der udviser en konisk, i forhold til udføringsåbningen i aksial retning mellem en bageste blandings- og udføringsstilling og en forreste rensnings-35 stilling forskydelig blandingssnegl, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at isocyanatet og polyolen blandes i DK 173953 B1 4 blandings- og udføringsstillingen ved omdrejningstal for blandingssneglen på fra ca. 5.000 til ca. 10.000 omdrejninger pr. minut, at polyurethanblandingen føres ud til en form, og at derefter på anordningens indervæg værende udreageret 5 polyurethan og blandingsrester på sneglens kamme fjernes i rensningsstillingen ved omdrejningstal for blandingssneglen på fra ca. 15.000 til ca. 20.000 omdrejninger pr. minut.

Den formulering, at blandingen af isocyanat og polyol foregår ved fra ca. 5.000 til ca. 10.000 omdrejninger pr.

10 minut, betyder, at omdrejningstallet for en optimal blanding afhænger af mængdeandelene og den kemiske sammensætning af isocyanatet og polyolen og deres yderligere additiver samt den forud givne opskummede struktur af polyurethanen efter udreageringen.

15 Endvidere kan tilsvarende omdrejningstallet i området fra 15.000 til 20.000 omdrejninger for sneglen under rensningen være forud givet, hvorhos ligeledes alt efter den kemiske sammensætning af isocyanatet og polyolen og deres yderligere additiver det optimale rensningsomdrejningstal 20 kan bestemmes eksperimentelt.

Derved, at sneglen kun under rensningseffekten, dvs. i kort tid drives med tilsvarende høje omdrejningstal, kan denne også drives over de hidtil gængse 18.000 omdrejninger pr. minut, således at man i så tilfælde på grund af den 25 højere centrifugalkraft med større virkning kan fjerne blandingsrester på sneglmellemstykkerne, og sneglens standtid kan forøges.

Endvidere nedsættes under blandingen den hidtidige støj frembringelse på grund af de ringe omdrejningstal. End-30 videre opnår man på grund af det forhold, at omdrejningstallet kun i kort tid er højt, dvs. under den hver gang anvendte rensningsfase, at sliddet på anordningen formindskes i betydelig grad.

På grund af de til dels væsentligt lavere blandings-35 omdrejningstal i forhold til rensningsomdrejningstallet er også den termiske belastning af PUR-komponenterne meget ! DK 173953 B1 5 lavere, hvilket igen har en positiv indflydelse på reaktionens starttid.

Opfindelsen angår også et apparat til udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvilket apparat er ind-5 rettet med en konisk, i et tilsvarende konisk udformet blandingskammer omløbende og i forhold til udføringsåbningen mellem en bageste blandings- og udføringsstilling og en forreste rensningsstilling aksialt forskydelig blandingssnegl, og dette apparat er ejendommeligt ved, at blåndings-10 sneglen udviser et drev, hvis omdrejningstal kan styres således via en styreindretning, at efter måltal af tilsvarende tidsintervaller i afhængighed dels af blandings-og udføringsstillingen og dels af blandingssneglens rensningsstilling, der detekteres ved hjælp af en øjebliksværdimåler, 15 formindskes eller forøges blandingssneglens omdrejningstal til i blandings- og udføringsstillingen at være på fra ca.

5.000 til ca. 10.000 omdrejninger pr. minut og i rensnings-stillingen at være på fra ca. 15.000 til ca. 20.000 omdrejninger pr. minut.

20 Opfindelsen illustreres nærmere på tegningen ved hjælp af et udførelseseksempel.

Figur 1 viser et snit gennem en i og for sig kendt blandingsanordning med en i blokdiagramform vist styring ifølge opfindelsen for omdrejningstallene.

25 I figuren udviser en blandingssnegl 1 et cylindrisk afsnit 2, hvortil der i aksial retning slutter sig et i retning mod en udføringsende 3 værende konisk afsnit 4.

Blandingssneglen 1 er i et blandingskammer 5 anbragt aksialt forskydelig over strækningen a.

30 Figuren viser apparat et i arbejdsstilling, dvs. under blandingen. I doserede mængder tilføres der hver gang via boringer 6 eller 7 og på tegningen ikke viste ventiler til dosering af et blandingskammer 8 isocyanat og polyol.

Efter sammenblandingen og tilførslen af blandingen 35 til en på tegningen ikke vist form forskydes blandingssneglen aksialt i retning mod udføringsenden, nemlig til netop inden DK 173953 B1 6 metallisk berøring mellem det koniske afsnit 4 og den komplementært udformede indervæg af blandingskammeret til fjernelse af så godt som alle rester af udreageret polyurethan fra indervæggen.

5 En aksel 9, der bærer blandingssneglen 1, er lejret drejeligt over kuglelejer 10 i en rørformet lejedel 11 og bærer ved den bort fra blandingssneglen 1 vendende ende en kileremskive 12, der tjener til at drive blandingssneglen.

Løftningen af sneglen til rensningen udføres via en 10 pneumatisk cylinder.

Styringen af bevægelsen kan foregå på i og for sig kendt måde ved hjælp af endeomskiftere, der bevirker omskiftning af bevægelsesretningen. Så snart blåndingssneglen forskydes aksialt fra dens indstillede position, forøger anord-15 ningen 19 omdrejningstallet for blandingssneglen og eftersæt-ter den igen efter opnåelse af den indstillede position.

Claims (2)

7 DK 173953 B1 PATENTKRAV.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af polyurethanskum ud fra til polyurethan udreagerende blandinger af isocyanat og polyol med en blandingsanordning, der udviser en konisk, 5. forhold til udføringsåbningen i aksial retning mellem en bageste blandings- og udføringsstilling og en forreste rensningsstilling forskydelig blandingssnegl, kendetegnet ved, at isocyanatet og polyolen blandes i blandings-og udføringsstillingen ved omdrejningstal for blandingssneg-10 len på fra ca. 5.000 til ca. 10.000 omdrejninger pr. minut, at polyurethanblandingen føres ud til en form, og at derefter på anordningens indervæg værende udreageret polyurethan og blandingsrester på sneglens kamme fjernes i rensningsstillingen ved omdrejningstal for blandingssneglen på fra ca. 15.000 15 til ca. 20.000 omdrejninger pr. minut.

2. Apparat til udførelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 med en konisk, i et tilsvarende konisk udformet blandingskammer omløbende og i forhold til udføringsåbningen 20 mellem en bageste blandings- og udføringsstilling og en forreste rensningsstilling aksialt forskydelig blandingssnegl, kendetegnet ved, at blandingssneglen udviser et drev, hvis omdrejningstal kan styres således via en styreindretning, at efter måltal af tilsvarende tidsinter-25 valler i afhængighed dels af blandings- og udføringsstillingen og dels af blandingssneglens rensningsstilling, der detekteres ved hjælp af en øjebliksværdimåler, formindskes eller forøges blandingssneglens omdrejningstal til i blandings- og udføringsstillingen at være på fra ca. 5.000 til 30 ca. 10.000 omdrejninger pr. minut og i rensningsstillingen at være på fra ca. 15.000 til ca. 20.000 omdrejninger pr. minut.