FI78260C

FI78260C - Metod och maskin foer kontinuerlig framstaellning av skummaterial.

Info

Publication number: FI78260C
Application number: FI823520A
Authority: FI
Inventors: Anthony Charles Murr Griffiths
Original assignee: Hyman Int Ltd
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1989-07-10
Also published as: FI78260B; NZ199749A; ES8304476A1; ES509677A0; AU8089982A; DK152183B; KR830008824A; DK152183C; KR870000089B1; BR8206162A; FI823520L; IE820293L; PT74446A; CA1176416A; DK448882A; EP0058553B1; WO1982002851A1; JPS625774B2; ATE13992T1; DE3264357D1

Description

1 78260

Menetelmä ja kone vaahdotetun materiaalin jatkuvaksi tuottamiseksi

Keksintö kohdistuu vaahdotettujen materiaalien tuottamiseen ja erityisesti polyuretaani- ja muiden polymeerivaahto-jen tuottamiseen/ missä yhteydessä keksintöä selitetään laveasti.

Paisutettuja materiaaleja, erityisesti polyuretaanivaahto-ja, valmistetaan sekä panoksittaisessa että jatkuvatoimisessa laitoksessa.

Panoksittainen tuotanto voi tapahtua halutulla nopeudella, joka sopii seuraavaan konversioon, mutta se on luonteeltaan työtä vaativaa, voi antaa vaihteluita lohkosta lohkoon ja on haaskaavaa, koska se antaa lohkoja, joiden kaikki kuusi sivua ovat kuorellisia ja tarvitsevat viimeistystä. Myös lohkoissa, jotka on vaahdotettu muoteissa, on ei-toivottu-ja tiivistymiä nurkissa, jotka nouseva ja jatkuvasti vis-koosimpi materiaali on pakotettu täyttämään painotetulla kelluvalla kannella tai muilla keinoilla.

Jatkuvalla tuotannolla, sellaisena kuin sitä nykyisin yleisesti toteutetaan, on myös suuria epäkohtia. Tavanomaisten, vaakasuorien koneiden luontaisina ominaisuuksina ovat suuri koko ja tuotannon suuri miniminopeus, joka johtuu vaahdotusreaktion ja juuri muodostetun vaahdon luonteesta ja kovettumisajasta, joka tarvitaan, ennenkuin materiaalia voidaan käsitellä. Tämä kovettumisaika, joka tyypillisesti on 5-15 min polyuretaanille, määrää koneiston pituuden sen jälkeen kun on määrätty sen kuljettimen kulkunopeus, joka kantaa vaahdotettua materiaalia. Tämä kulkunopeus vuorostaan riippuu tarvittavan lohkon korkeudesta; vaahdotuksen ja kovettumisen varhaisissa vaiheissa pystyy materiaali kantamaan vain profiilin tietyn jyrkkyyden. Ylijyrkän pro-’·* fiilin aiheuttamina pulmina ovat tiiviin, vaahtoamattoman 2 78260 materiaalin pohjavirta taikka tukemattoman, juuri vaahdotetun materiaalin laskeutuminen tai nämä molemmat. Kuljettimen tulee kulkea riittävän nopeasti oikean profiilin ylläpitämiseksi, mikä antaa tuotantonopeuden minimiksi esim. 100-200 kg/min 1 metrin korkuisille polyuretaanilohkoille ja täten koneen pituudeksi 40-50 metriä. Kaikki pyrkimykset vähentää kuljettimen nopeutta pienemmän tuotantonopeuden saavuttamiseksi ja täten periaatteessa lyhyemmän koneen mahdollistamiseksi jyrkentävät profiilia ja aiheuttavat alivirtausta tai slumppausta tai näitä molempia, mikä tekee tasaisen lohkon tuottamisen mahdottomaksi. Tämän vuoksi on suurilla pääomakustannuksilla asennettava suuria koneita vain jäämään käyttämättömiksi suureksi osaksi niiden elinaikaa.

Rajoittavia seikkoja on kuvattu oheisissa kaaviopiirustuk-sissa, jotka kuvaavat periaatteita kahdessa tunnettua laatua olevassa koneessa polyuretaanin vaahdottamiseksi. Ensimmäisen kaaviokuvan (kuvio 1) kuvaamassa menetelmässä syötetään nestemäiset reaktanssit suoraan hieman kalteval-;·’ le kuljettimelle (noin 6° vaakasuoraan nähden) ja toisessa • menetelmässä (kuvio 2) syötetään reaktanssit kaukaloon, : josta ne valuvat yli reaktion ensivaiheissa putoamislevyl- le, joka johtaa vaakasuoralle kuljettimelle. Tällaisia ko-neita on jonkin verran yksityiskohtaisesti kuvattu esimer-kiksi US-patenteissa 3 325 823 ja 3 786 122.

Kuvion 1 mukaisen koneen vaahtoprofiili on likimain sellainen kuin on osoitettu kohdassa 'B' ja sen määrää reaktans-sien syöttönopeus kohdassa Ά' ja kuljettimen kulkunopeus. Raja suljettukennoisen vaahtomateriaalin ja avokennoisen ’·’ materiaalin välillä geeliy.tymisen ja kaasunpäästön jälkeen on osoitettu kohdassa 'C ja kaasunpäästövyöhvkettä on merkitty merkillä 'D'. Katkaisu tapahtuu kohdassa Έ'. Kulkunopeudella on tietty minimi, koska laskeutumisen vält-tämiseksi, hitaammin ajettaessa, jyrkemmin kalteva kuljetin teoriassa jyrkentäisi profiilia suhteessa kuljettimeen, 3 78260 mutta jättäisi painovoiman vaikutuksen muuttumattomaksi/ jolloin kohdassa Ά' syötetyt nestemäiset reaktanssit silloin virtaisivat ali vaahtoutuvan massan.

Kuvion 2 kuvaamassa koneessa on alivirtauspulmia vähennetty toteuttamalla reaktion ensimmäiset vaiheet kaukalossa ja syöttämällä kermainen ja jo jonkin verran viskoosi reak-tiomassa putoamislevylle 'F'. Kuitenkin on vielä olemassa profiili 'C suljettukennoisen juoksevan vaahdon ja avoken-noisen juuri geeliytetyn materiaalin välillä, jota profiilia ei voida jyrkentää vähentämällä kuljettimen nopeutta ja täten toimintanopeutta ilman että syntyy laskeutumisvaa-ra ja täten epätasaisuutta tuloksena olevassa lohkossa.

Näihin koneisiin liittyvät vaikeudet ovat tuntuvia vain kun vaaditaan täyskokoisia vaahtolohkoja tuotantonopeuk-silla alle 100-200 kg/min, mutta tosiasiassa vain kaikkein suurimmat tuottajat voivat käyttää tätä suuruusluokkaa olevaa kapasiteettia. Monet tällaiset koneet ovat ajossa vain tunnin tai kaksi vuorokaudessa käyttäjän käyttäessä lopun päivästä tuloksena olevan vaahdon käsittelyyn. Tyy-'·: pillinen pieni vaahdottaja, joka tuottaa esimerkiksi 2000 tonnia tai vähemmän lopullista vaahtoa vuodessa, saattaa haluta tuotantoa, joka on 10 % edellä mainitusta taloudel-*. : lisesta tuotantonopeudesta eikä voi hyväksyä suurten vaah- tomäärien varastointi- ja käsittelypulmia ja suuren koneen tilavaatimuksia. Jopa keskikokoiset tuottajat, jotka voivat hyväksyä suuret koneet näiden epäkohtineen, saisivat paremman palvelun koneilta, joilla on alemmat tuotantonopeudet.

Sen vuoksi on olemassa potentiaalinen tarve, jota tähän asti ei ole tyydytetty, jatkuvatuotantoisesta koneesta, . : jota voitaisiin ajaa esimerkiksi nopeuksilla 10-50 kg/min tuottamaan polyuretaanivaahtoa, so. nopeuksilla, jotka olisivat mukavia tyypillisen pienen vaahdottajän tuotannolle.

Nyt on keksitty, että jos olemassa olevien koneiden periaate 4 78260 hylätään, voidaan saada aikaan pientuotantonopeuksinen kone. Keksintö perustuu toteamukseen, että tuotanto vaakasuorassa on tarpeetonta ja että sopivasti suunnitellussa koneessa vaahtoa voidaan vetää ulos ylöspäin vaakasuoran sijaan ja ilman, että häiritään vaahdotusreaktiota.

Tosiasiassa on tehty ehdotuksia vaahdon jatkuvasti tuottamiseksi ylöspäin, DE-patenttijulkaisuissa 1 169 648 ja 1 504 091 ja DD-patenttijulkaisussa 61613, mutta näitä ratkaisuja ei ole tiettävästi sovellettu. Käy ilmi, että pulmia reaktion kontrolloimiseksi ja tasaisen tuotteen valmistamiseksi ei ole ratkaistu muilla ehdotuksilla, niin että kaikista epäkohdistaan huolimatta ovat suuret vaakasuorat koneet olleet laajassa kaupallisessa käytössä. DD-patenttijulkaisu 61613 on yleiskuvaus, joka ei anna mitään prosessin yksityiskohtia tai muuta indikaatiota siitä, että menetelmää on käytetty ja DE-patent-tijulkaisun 1 169 648 suhteen pätee sama. Lisäksi DD-patentti julkaisussa 61613 kuvataan sen tyyppistä tasapohjaista reaktorikammiota, jonka tyyppinen on kokemuksen mukaan mahdoton tasaisesti syötettäväksi vaahtoa muodostavalla materiaalilla. Jopa yksityiskohtaisimmassa mainituista kolmesta julkaisusta, DE-patenttijulkaisu 1 504 091, ei havaita mitään vaikeutta koneen konstruktion suhteessa vaahdotusreaktion vaiheisiin lopputuotteen tasaisuuden varmistamiseksi.

Keksintö koskee siis patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista vaahdotetun materiaalin valmistusmenetelmää, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimuksen 1 tunnus-merkkiosassa.

Kuten jäljempänä yksityiskohtaisesti selitetään, olennaista on, että paisumiskammiossa on liikkuvat pinnat.

5 78260

Vaahdotus

Suurin osa vaahdotuksesta, vaikkakaan ei välttämättömästi koko vaahdotus, tapahtuu suljetussa paisumistilassa. Erityisesti on huomattava, että koska syöttövyöhyke ja suljettu paisumistila ovat toistensa kanssa jatkuvia ja jakona näiden kahden välillä pidetään kohtaa, jossa liikkuva pinnat alkavat, vaahdotus voi alkaa syöttövyöhykkeessä. Siten vaahdotusmateriaali tulee kosketukseen liikkuvien pintojen kanssa reaktion välivaiheessa.

Viimeinen tyydyttävä välivaihe vaihtelee vaahdon lajin mukana, mutta kaikissa tavallisissa tapauksissa vaahdotus-materiaalin kerros, jossa tapahtuu kosketus liikkuvaan pintaan, on alle 50 % paisunut laskettuna tilavuuden muutoksena alkuperäisistä vaahdotusmateriaaleista lopulliseen vaahtoon. Tavallisempaa on, että materiaali on alle 40 % paisunut ja usein alle 30 % tai jopa alle 20 %.

Tietyn paisumisasteen omaavan kerroksen asema koneessa lasketaan vapaan vaahdon nousuprofiilista kotelotestissä materiaalipanoksella lähtien tuoreen materiaalin syöttöno-peudesta koneeseen, summaamalla tilavuudet, jotka materiaalin peräkkäiset pienet tilavuudet ovat saavuttaneet yksilöllisten viipymisaikojensa aikana ja vertaamalla summaa koneen syöttövyöhykkeen ja suljetun paisumistilan yhdistettyyn tilavuuteen tiettyyn korkeuteen saakka. Esimerkkejä näistä laskelmista on yksityiskohtaisesti annettu jäljempänä.

Materiaalin paisumisaste, mikä määrittää materiaalien, kuten esimerkiksi polyuretaanin lisääntyvän viskositeetin - · ja mahdollisesti geeliytymisen, on siten riippuvainen vii meisestä mahdollisesta asemasta ottoa varten liikkuville pinnoille. Lisääntyvä materiaalin hidastuminen, joka tapah-tuu stationääristen seinien vieressä, kun viskositeetti lisääntyy, on otettu huomioon ja ei tapahdu materiaalin pidättämistä seinillä, joka johtaisi geeliytymiseen näillä 6 78260 seinillä. Päinvastoin ylläpidetään tasaista virtausta ja virtauksen estäminen tai jaksottaiset geeliytyneen materiaalin möhkäleiden menetykset, jotka antaisivat tuotteelle epätasaiset ominaisuudet, saadaan vältetyiksi.

Suljettu paisumistila

Suljettu paisumistila laajenee (sen poikkileikkauspinta-ala kasvaa) suurimmalla osalla sen tilavuutta vaikkakaan ei välttämättömästi koko sen tilavuudella. Täten se voi sekä alkaa että päättyä ja sopivasti ainakin päättyy ei-laajenevalla osalla. Ensinmainittu tapaus voi syntyä, jos liikkuvat pinnat tuodaan sisään varhain, alempana kuin tasolla, jolla vaahtoseoksen paisuminen alkaa. Jälkimmäinen on sopiva mahdollistamaan toleranssisäädön ajon aikana, niin että paisumisen loppuun saattamisen ei tarvitse olla sovitettu täsmälleen poikkileikkaukseen eikä ole olemassa vaaraa, että paisuminen olisi riittämätöntä ja jättäisi vaihtelevan suuruisen välin paisuneen massan ja suljetun tilan seinien väliin.

Liikkuvat pinnat

Liikkuvien pintojen nopeuden ei tarvitse olla sama kuin vaahdotusseoksen siirtymisnopeus näiden pintojen vieressä, vaikkakin on suositeltavaa, että nämä kaksi nopeutta ovat likimain samat. On huomattava, että kun suorakulmaisen poikkileikkauksen omaavalla suljetulla paisumistilalla on esimerkiksi kaksi vastakkaista yhdensuuntaista seinää ja laajeneva poikkileikkaus on saatu aikaan kahdella muulla seinällä, paperi- tai muovirainalla, joita vedetään yli levenevien seinien muodostamaan liikkuvat pinnat, poikkileikkaus ei voi olla sovitettu suljetussa tilassa olevan mate-‘ ; riaalin nopeuteen tämän materiaalin tien sekä levenevissä - että senjälkeisissä yhdensuuntaisissa osissa.

Täten edellä kuvatulla tavalla koko materiaalimäärä pide-tään paisumisen aikana liikkuvana vähentäen pyörteily- ja 78260 7 joenrantaefektejä, mikä estää geeliytyneen tai kiinteytyneen materiaalin kehittymisen suljetun tilan seinille ja varmistaa sen, että materiaali jokaisessa mielivaltaisessa paisumisvaiheessa on olennaisesti samassa vaakasuorassa tasossa kauttaaltaan ja että saadaan tuotetuksi tasainen vaahtokappale. Esimerkiksi polyuretaanivaahtotuotannossa raja vielä nestemäisen ja geeliytyneen materiaalin välillä on vaakasuora tai olennaisesti vaakasuora painovoimasta riippumattomasti. Edellä aikaisemmin mainittuja alivirtaus-ta ja laskeutumista ei synny ja mikä tahansa mukava tuo-tantonopeus voidaan omaksua maksimaalisen nopeuden riippuessa materiaalitien pituudesta ja täten sen antamasta viipymisajasta. Tuotetussa vaahdossa on luontainen omina-suuksien tasaisuus, lohkon kaikkien osien "painovoimahis-torian" ollessa sama.

Laitos

Keksinnöllä saadaan lisäksi aikaan laitos vaahdon ylöspäin tuottamiseksi. Tähän laitokseen kuuluu syöttövyöhyke, joka avautuu levenevään suljettuun paisumistilaan, välineet vaahtoa muodostavien materiaalien syöttämiseksi syöttövyö-hykkeeseen ja vaahdotettua materiaalia varten poisottotie, joka avautuu suljetusta tilasta, jossa suljetussa tilassa on seinät, jotka on varustettu vaahtoavan materiaalin mukana kulkevilla pinnoilla.

Määritelmiä

Keksintö on periaatteessa sovellettavissa kaiken laatuis-ten vaahdotettujen materiaalien tuotantoon, mutta erityisesti paisutettavien ja varsinkin kemiallisesti paisutettavien polymeerivaahtojen tuotantoon. "Kovettuminen" on kemiallinen tai fysikaalinen prosessi, jolla juuri muodostettu vaahto tulee käsiteltäväksi ja "reaktio" on prosessi, jolla kehitetään kaasut, joilla vaahditettava materiaali paisutetaan.

8 78260

Syöttövyöhykkeen ja suljetun paisumistilan konstruktio Koko paisuminen voi, kuten mainittu, tapahtua kosketuksessa liikkuvien pintojen kanssa, jos tämä on saavutettavissa ilman vaikeita tiivistyspulmia, kun syöttövyöhyke on pieni, mutta materiaaleilla, kuten polyuretaanivaahdoilla, joilla alkuperäinen reaktanssiseos on ohut neste, jota on vaikea tiivistää, on edullista, että syöttövyöhykkeen määrittää päältä avoin astia, jota jatkuvasti alhaal-tapäin syötetään vaahtoa muodostavilla materiaaleilla, jolloin liikkuvat pinnat alkavat siinä, missä tämä astia liittyy suljetun paisumistilan seiniin. Mainittu astia on helppo mitoittaa siten, että se mahdollistaa ensimmäisen vaiheen esimerkiksi polyuretaanin vaahdotusreaktiossa tapahtumisen siinä, jolloin kermainen ja jo jonkin verran viskoosi materiaali menee varsinaiseen suljettuun paisumis-tilaan.

Suljetun paisumistilan ja syöttövyöhykkeen muoto on valittavissa sen mukaan kuin halutaan, mutta on tavallisesti sellainen, että tilavuuden kasvu vaahdotettavan materiaalin liikesuunnassa on sovitettu reagoivan materiaalin paisumis-käyrään. Tällöin on olemassa olennaisesti vakinaisella nopeudella tavahtuva liike ylöspäin vaahdotettavan materiaalin massassa.

On suositeltavaa, että syöttövyöhykkeellä on vaakasuoran kanavan muoto, jota rajoittavat seinät, jotka sivuilla jatkuvat levenevinä seininä ja päissä suljetun paisumistilan yhdensuuntaisina seininä, joiden välissä leviävät : sivuseinät sijaitsevat. Tällainen konstruktio, joka antaa suljetulle paisumistilalle yleisesti kiilan muodon, sovel-* 1 tuu vaihtelevaan suljetun paisumistilan geometriaan, esimer kiksi kääntämällä tai taivuttamalla leviäviä seiniä, ja -·[ täten helppoon lohkon koon muuttamiseen samalla kun kone käy, vastaavasti siirtämällä ulospäin ulosottotien seiniä.

•j On lisäksi mahdollista, että leviävät seinät ja syöttökana- va ovat teleskooppiset, mikä tekee mahdolliseksi vaihdella 9 78260 tuotetun lohkon syvyyttä sekä leveyttä.

Paperi- ja muovirainat

Edellä kuvattu konstruktio soveltuu myös helposti sellaisesta materiaalista kuten paperista tai muovista olevien liikkuvien rainojen vetämiseen niitä tukevien seinäpintojen ylitse, mikä on edullinen tapa likkkuvien pintojen muodostamiseksi. Esimerkiksi paperiraina, joka on taitettu ympäri sivuilta, niin että saadaan lieve, joka sijaitsee näiden seinien takana, helposti seuraa niiden muotoa vedettynä lävitse ylhäältäpäin, silloinkin, kun muoto on jonkin verran kaareva, nousematta irti ja ryömimättä yli seinän reunan. Stabiliteetti paranee, jos leviävien seinien reunoissa on pitkittäinen harjanne eli palle, jonka ylitse paperi kulkee ja erityisesti jos venymätön nauha on sijoitettu pitkin paperin takasivua lähelle seinän reunaa (palteen viereen, jos tätä käytetään).

Paineen tarkkailu Tärkeä seikka vaahdon tuotannossa varmaa ja yhdenmukaista solurakennetta varten, etenkin polyuretaanilla on paineen kontrolli vaahtoavassa massassa. Koska luontaisena piirteenä ylöspäin vaahtoavassa menetelmässä on se, että paisuminen täytyy toteuttaa suljetussa tilavuudessa ja koska kemiallisilla reaktioilla on taipumus nopeusvaihteluihin johtuen sellaisista seikoista kuin lämpötila, reaktanssien sekoittumisaste ja epäpuhtaudet, on suositeltavaa, että järjestetään paineen säätö suljetussa paisumistilassa.

Tämä saadaan helposti aikaan esimerkiksi painetransdukto-rilla syöttövyöhykkeen seinässä tai jossakin muussa kohdassa, jossa vaahtoava seos vielä on nestemäistä ja säätämällä syöttöä tai poisottoa vastaavasti.

, Yleensä on kuitenkin riittävää havaita paineen pysyminen turvallisissa rajoissa ja pienenä positiivisena arvona. Geeliytynyttä vaahtoa reaktiossa, kuten polyuretaanin tuotannossa ei silloin voida vetää pois allaolevasta geeliy- ίο 7 8 2 6 0 tymättömästä, vielä nestemäisestä vaahtoamisaineesta.

Sopiva paine on esimerkiksi 10-30 mm Hg.

Syöttö- ja poisottonopeuksien säätö

Varsinainen säätö suoritetaan sitten sovittamalla tietyn tiheyden omaavan vaahdon tilavuuden poisottotilavuus tietyn tiheyden omaavien reaktanssien syöttötilavuusnopeuteen (ottamalla huomioon ne mahdolliset materiaalin reaktiohä-viöt, jotka eivät esiinny loppuvaahdossa). Kuten edellä aikaisemmin mainittiin, on tärkeää, että paisuminen ei ole loppuun asti tapahtunut ennenkuin vaahdotettu materiaali jättää kulkuratansa levenevän osan. Jos siinä esiintyy pyrkimystä tähän, voidaan joko lisätä kokonaisläpäisyä taikka reaktionopeutta tietyllä läpäisyllä voidaan hidastaa esimerkiksi alentamalla lämpötilaa tai katalysaattori-konsentraatiota. On selvää, että nopeasti reagoivaa vaahtoa varten tarvitaan pienempi paisumiskammio tietyllä valmiin vaahdon poistonopeudella kuin hitaasti reagoivaa varten, koska vähemmän aikaa kuluu materiaalien sisäänviennin ja niiden täyden vaahdotuksen välillä ja siten pienempi tilavuus lopullista vaahtoa on otettu pois tänä aikana.

Jos tietty suljettu paisumistila sen vuoksi osoittautuu liian suureksi, kompensoi reaktion hidastaminen tätä. Käytännössä voidaan valita tietty suljettu paisumistila, lä-päisy valittuna, ottamalla yksinkertaisimmalla tavalla : huomioon reaktanssien paino ja vaahdon tilavuuspaino, to teutettu hienosäätö katalysaattoria tai lämpötilaa muuttamalla, täysvaahdotetun profiilin liikkuessa ylös tai alas reaktionopeuden mukaisesti.

Kaltevat tiet

Vaahdotetun materiaalin ylöspäin paisuminen ja liike on sopivasti pystysuoraa, mutta pystysuoraan nähden kaltevaa tietä voidaan käyttää edellyttäen, että materiaalin paisu- t.‘ misen aikana tämän paisumisen aikaisemmissa vaiheissa ja täten tiheämpi materiaali pysyy paisumisen myöhempien vaiheiden ja täten vähemmän tiheän materiaalin alapuolella.

n 78260

Voi olla edullista käyttää kaltevaa tietä, jos, kuten jäljempänä selitetään, käytetään tapeilla varustettuja kuljettimia. Materiaalin paino auttaa tartuntaa yhden kuljettimen tappoihin sekä kuljetin suoraan ottaa painon osittain samalla kun se sallii tartunnan toisen kuljettimen tappeihin lohkon vastakkaisella sivulla. Vaahdotetun materiaalin paieumis- ja liiketie on lisäksi normaalisti suora, mutta taipuisalla vaahdolla voidaan tarvittaessa tehdä suunnan muutos sen jälkeen kun vaahdossa on kehittynyt riittävä koossapysyminen. Tarvitaan laaja kaari, mutta tämä antaa mahdollisuuden esimerkiksi siihen, että pitkät vaahtopituudet liittyvät päit-täin, sekä käyttöön levyjen valmistuksessa "hihna"-kuorinnal-la.

Lohkon koon muuttaminen

On huomattava, että lohkon kokoa ei rajoita vaahdon nouseminen, kuten vaakasuorissa koneissa. Voidaan tuottaa mikä tahansa lohko, joka on niissä kokorajoissa, jonka määrittävät suljettu paisumistila ja poisottotie. Tämä koko sinänsä voi olla muuteltava, jos kone on varustettu kennoilla suljetun paieumistilan vastakkaisten osien välin vaihtelemiseen taikka muulla tavoin tien poikkileikkauksen vaihtelemiseen.

Esimerkiksi, kuten edellä jo mainittiin, voi suljetun pai-sumistilan sivuseinien pohjareuna olla saranoitu ja pois-ottotien vastaavat seinät voivat olla liikutettavat sisäänpäin ja ulospäin sovitettaviksi sivuseinien erilaisiin kaltevuuksiin ja/tai voidaan käyttää teleskooppiapa sivuseiniä 12 78260 (ja syöttökanavaa tai senkaltaista) ja päätyseiniä voidaan liikutella sisäänpäin ja ulospäin. Tämä on arvokas piirre keksinnön mukaisissa kohtalaisen ulostulon omaavissa koneissa tehden mahdolliseksi erikokoisten lohkojen pienet ajot.

Suljetun tilan edullinen muoto on, kuten edellä aikaisemmin jo selitettiin, kiilamuoto, joka avautuu suorakulmaiseen (tai neliömäiseen) kulkurataan muodostettua vaahtoa varten. Kanavan muotoinen syöttövyöhyke, johon vaahtoa muodostavat materiaalit syötetään, voi sitten sopivasti olla sijoitettu kiilan pohjaan ja suljetun paisumistilan pääpinnat eli sivut voidaan helposti tehdä aseteltaviksi, kuten edellä selitettiin, antamaan vaihdettavan sisäkulman ja täten vaihdeltavan lohkon koon. Paisumiskammion pituus ja materiaalin viipymisaika siinä sovelletaan edelleen kysymyksessä olevan, vaahdotettavan materiaalin ja käytettävän tuotantonopeuden mukaisiksi.

Vaihtoehtoisia suljetun paisumistilan konstruktioita Suljetun paisumistilan seinät ovat mukavasti tasaiset tai • *: muotoillut metallilevyt tai senkaltaiset, mutta voidaan · myös käyttää taipuisia elimiä, erityisesti leveneviä sei- niä varten. Pituus voi sitten olla aseteltava esimerkiksi ’muuttamalla päätytelojeniväliä tai muiden ohjainelinten väliä, joiden ylitse taipuisat elimet menevät. On sopivaa käyttää jatkuvaa hihnaa, yhtä tai useampia aputeloja tai senkaltaisia ohjaimia, jotka ottavat vastaan hihnan liika-pituuden. Tavallisesti ovat hihnat liikkuvia, sopivasti niille syötetään irrotettava paperiraina tai muovikalvo, kuten kysymyksen ollessa sellaisista kiinteistä seinistä, kuin edellä aikaisemmin jo selitettiin.

Kiilanrauotoisen suljetun paisumistilan levenevien sivujen liikkuvat pinnat joko kiinteillä tai taipuisilla seinillä voivat haluttaessa liikkua suuremmalla nopeudella kuin kuljetin, joka siirtää muodostettua vaahtoa pois, sen mu- 13 78260 kaisesti kun ne ovat kaltevat suhteessa virtauksen pääsuun-taan, kun kaikki "joenranta"-vaikutukset materiaalin liikkeeseen on vältetty. Erillisiä kulkevia rainoja voidaan helposti käyttää tämän saavuttamiseksi, mutta kuten edellä jo mainittiin, tämä ei ole olennaista ja tosiasiassa on mukavaa vetää rainat ulos koneen huipusta syöttöjen ja telojen moninaisuuden välttämiseksi.

Suljetun paisumistilan tiivistäminen

Niiden nurkkien tiivistämiseksi materiaalin vuotoa vastaan, joissa suljetun paisumistilan sivut kohtaavat toisensa, voidaan ylläpitää läheistä kosketusta ja tämä on helposti mahdollista, kun kuvatulla tavalla käytetään esimerkiksi ympärikäärittyjä paperirainoja tai senkaltaisia. Vaihtoehtoisesti voi olla suositeltavaa syöttää irrotettava paperi-tai muovikalvo sillä tavoin, että se nurkan sisällä limittyy suljetun paisumistilan kosketuksessa olevan elimen pinnalle, niin että vaahtoa muodostavan materiaalin tai juuri muodostuneen vaahdon paine saattaa limityksen kosketukseen ja parantaa tiivistystä. Siinä missä syöttövyöhyke ja suljettu paisumistila kohtaavat toisensa, taipuisa muoviliuska, joka limittyy tuleville rainoille, jotka muodostavat liikkuvat pinnat, antaa hyvän tiivistyksen.

Vaihtoehtoiset lohkomuodot

Edellä kuvatulla tavalla valmistettu vaahtokappale on sopivasti suorakulmainen tai neliömäinen, mutta ei ole mitään rajoituksia muodon suhteen. Erityisesti voidaan pyöreitä lohkoja valmistaa sopivasti muotoillulla syöttövyöhykkeellä, suljetulla paisumistilalla ja poisottotiellä suunnattavaksi käytettäväksi vaahtoarkin tuotannossa "kuormis"-prosessilla. Mitä tahansa prismamaisia tai pyöristettyjä muotoja voidaan valmistaa asianmukaisesti muotoillulla ja tarvittaessa jaksottaisella paisumistilalla ja poisottotiellä, joita syötetään niin monella erillisellä rainalla irrotus-paperia tai muovikalvoa kuin on sopivaa. Pyöreiden jaksoloh-kojen valmistusta varten on sopiva paisuntatila kartiomainen, 14 78260 muodostettuna esim. kahdesta tai useammasta osasta, joita syötetään irrotuspaperi- tai muovikalvorainoilla, jotka on ohjattu tulemaan sisään siellä, missä syöttövyöhyke kohtaa suljetun paisumistilan. Siinä missä nämä rainat tulevat sisään, ne ovat laajalti ulkopuolella suljettua pai-sumistilaa, taitettuina taakse jaksojen välisten välien läpi, mutta kun ne kulkevat ylös suljettua tilaa, liikamää-rä tulee laajalti vedetyksi sisään. Syöttöpulmat eivät ole vaikeita tarvittavilla matalilla liikenopeuksilla.

Seuraavassa selitetään keksintöä esimerkin avulla. Oheisissa piirustuksissa kuviot 1 ja 2 esittävät tunnettuja koneita, kuten edellä aikaisemmin jo mainittiin, mutta seuraava selitys liittyy muihin oheisiin piirustuksiin, joista kuvio 3 esittää yleiskuvaa täydellisestä koneesta; kuvio 3A esittää paperinkääntäjän yksityiskohtia; kuviot 4A ja 4B esittävät konetta kahtena, toisiaan vastaan kohtisuorana pystyleikkauksena; kuvio 5 esittää suljettua paisumistilaa; kuviot 6A-6E esittävät tiheysprofiileja vaahtolohkoissa, : jotka on valmistettu kolmessa tavanomaisessa kaltevakulje- tinkoneessa, joita kuvio 1 esittää, käyttämällä paperia säätämään yläkuoren muodostumista ja parantamaan lohkomuo-toa (kuviot 6A, 6B, 6C); tavanomaisessa koneessa, jossa on kaukalo ja putoamislevy ja vapaa yläpinta, kuten on esitetty kuviossa 2 (kuvio 6D) ja keksinnön mukaisessa koneessa (kuvio 3), jota on käytetty siten kuin on kuvattu esimerkissä 1; ' ’ kuvio 7 on graafinen esitys syöttövyöhykkeen ja suljetun paisumistilan (ylös yhdensuuntaiseen osaan saakka) yhdiste--.· tystä tilavuudesta viimeksimainitussa koneessa; ja kuvio 8 on nousuprofiili esimerkissä 1 käytettyjen mate- - riaalien kotelokaadosta.

Kuvattua konetta voidaan käyttää esimerkiksi taipuisille 15 78260 polyuretaanivaahdoille, jäykille polyuretaanivaahdoille, polyisosyanaattivaahdoille, ureaformaldehydivaahdoille, fenoli-formaldehydivaahdoille, silikonivaahdoille ja epok-sipohjäisille vaahdoille, mutta se selitetään tässä liittyen ensiksimainittuun materiaaliin ja vaahtoon.

Kuvioissa 3-5 kuvatussa koneessa sijaitsee suljettu paisu-mistila 1 poisottotien 2 alapuolella, jonka tien määrittävät vastakkaiset kiinteät seinät 2 ja piikitetyt sälekul-jettimet 3. Kone on rakennettu kehykselle (ei esitetty), jossa on pääsyportaat keskilavalle ja ylälavalle. Yleisesti tavanomaista kaltevan kulkuradan leikkaussahaa (joka antaa neliöleikkauksen) 6 on käytetty irrottamaan lohkot 7 (kuvio 4) nousevasta vaahtokappaleesta 8, jotka lohkot kallistamalla kaadetaan tavanomaiselle rullakuljettimelle, joka sijaitsee koneessa ylhäällä oikealla (kuvio 3).

Koneen yhdellä sivulla on yleensä tavanomainen sekoituspää 10, joka syöttää syöttökanavaa 11 kahdella syöttöputkella 12. Syöttökanava sijaitsee suljetun paisumistilan kahden kaarevan sivuseinän alareunojen välissä, joita sivuseiniä on osoitettu viitenumeroilla 13, ja kahden päätyseinän 14 välissä. Sivuseinät päättyvät poisottotien seiniin 2 ja päätyseinät 14 laakeisiin kuljettimiin 3.

Suljetun paisumistilan ja poisottotien päätyseinien liikkuvat pinnat on muodostettu polyeteenirainoista 15, jotka syötetään teloilta 16 ja vedetään päätyseinien 14 alareunojen ympäri kuljettimilla 3. Rainat jäävät tuotettujen vaah-tolohkojen päätypinnoille. Suljetun paisumistilan kaarevien sivuseinien liikkuvat pinnat on muodostettu paperirainois-ta 17, jotka syötetään teloilta 18 ja vedetään läpi koneen konekäyttöisillä nipistysteloilla 19' (kuvio 4A) vastaanotto-teloille 19 erottaen ne lohkon sivuseinistä. Paperirainat I.' kulkevat kerran koneen lävitse ja ne hylätään jätteenä käytön jälkeen. Laakeat kuljettimet ja nipistystelat on synkronoitu yhteisellä, ylälavan alapuolisella käyttölait- 16 78260 teella, johon kuuluu neljä akselia neli muodossa ja kartio-hanmaspyörä parit nurkissa, jolloin kaksi akselia (joista yksi, 19" on esitetty) muodostaa kuljettimen yläakselit ja kahdella muulla akselilla (joista yksi 19 * * ' on esitetty) on ketjukäytöt 19"" nipistystelojen 19' alempiin teloihin.

Koneen pohjalla kukin paperiraina, ennenkuin se kulkee ali ohjaustelan 22 ja suljetun paisumistilan sivuseinille, on kummallakin sivulla sinänsä tunnettua laatua olevilla kaksiosaisilla ohjaimilla 20 taitettu muodostamaan reuna-lieve 21 suljetun paisumistilan sivuseinien kummallakin reunalla 13, kulkien yli muutaman mm halkaisijäisten palteiden (eivät näy kuvioissa), jotka on muodostettu seinien reunoihin. Kuvio 3A esittää peräkkäiset vaiheet I-IV liepeen muodostamisessa ylhäältä (vasemmalta kuviossa) katsottuna ja leikkauksena ohjaimien 20 ollessa esitettyinä (oikealla kuvioissa). Tarkoituksella lisää auttaa paperin aseman ylläpidossa ja täten aiheuttaa se, että kun se on suljetussa paisumistilassa, se seuraa seinien käyrämuotoa, syötetään venymätön paineelle herkkä liimanauha 21' paperin alasivulle ennen taittamista, keloilta 21", jotka on asennettu koneen kehykseen (runkoon), niin että tämä nauha sijaitsee palteen vieressä taittamisen jälkeen. Nauha kulkee paperin mukana telojen 22 alitse ja vahvistaa paperia tämän kulkiessa koneen lävitse.

Koneen ollessa toiminnassa on vaahdon poisottonopeus (vas-taanottonopeus) tasapainotettu reaktanssien syötön nopeuden kanssa. Vähäinen ylipaine ylläpidetään suljetussa pai-suntatilassa, esimerkiksi joidenkin elohopeasenttimetrien * - suuruinen ylipaine ja transduktori 23 syöttökanavan pohjal la tarkkailee tätä painetta jatkuvasti.

Kuvio 5 esittää suuremmassa mittakaavassa suljetun paisun-tatilan sivujen kaarevan muodon, joka on sovitettu vaahdon paisumiseen. Kuvioon on lisäksi merkitty numeroita, jotka 78260 esittävät korkeutta, kulunutta aikaa ja sitä prosenttimäärää lopullisesta paisumisesta, joka on saavutettu tietyllä tasolla kysymyksessä olevassa HR-polyuretaanin vaahdotus-reaktiossa. Viipymisaika suljetun paisuntatilan pääosassa (levenevässä osassa) on tässä esimerkissä likimäärin kaksi minuuttia ja vaahto saavuttaa likimäärin 90 % täydestä paisumisesta (paisumisnopeus on olennaisesti lineaarinen tähän pisteeseen saakka) poistuessaan levenevästä tiestä jonka suljettu tila muodostaa. Tätä tasoa on kuviossa merkitty kirjaimella D. Tämän yläpuolella on kirjaimella E merkitty kohta, jossa on saavutettu 100 % paisuminen, mikä tarkoittaa, että tässä kohdassa solut murtuvat ja materiaali alkaa hengittää. Taso F (noin 1 minuutti D:stä) on taso, jolla materiaali tulee riittävän lujaksi kestämään vetovoimia ja kuljetin ottaa materiaalin mukaansa. "Vaahdotuskorkeus" ei sen vuoksi ole enempää kuin 1-1,5 metriä. Hengittäminen tapahtuu ylöspäin läpi yläpuolella olevan avosoluisen materiaalin ja koneen satunnaisena, mutta hyvin merkittävänä etuna onse, että ulkopuolinen kupu voidaan hyvin helposti sijoittaa vaahtotien yläpuolelle poistamaan vaahdon hengittämät kaasut, jos käytettynä isosyanaattina on esimerkiksi tolueenidi-isosyanaatti (TDI), tarkoituksella pitää konetta ympäröivät tolueenidi-isosyanaattitasot sallittujen tasojen alapuolella suuria poistoilmatilavuuksia käyttämättä. Tämä on tärkeä käytännöllinen etu, kun otetaan huomioon poistolaitteiden suuret kustannukset. Verrattuna muottiprosesseihin ja vaakasuoraan vaahdotukseen on sellaisen materiaalin paljastuminen, joka luovuttaa tällaisia aineita, hyvin pieni, melkein koko reaktiomassan ollessa suljettuna ja osan TDI:stä, joka luovutetaan, reagoidessa, kun se kulkee ylös kolonnia. Lisäksi on tietysti TDI-höyryjen todellinen tuotantonopeus alhainen verrattuna siihen, mitä tapahtuu suurtuotantoisissa vaakasuorissa koneissa.

·’ Seuraavassa on annettu yksityiskohtaisia esimerkkejä koos tumuksista ja toimintaolosuhteista.

18 78260

Esimerkki 1 Käytettiin kuvion 3 esittämää konetta.

A. Mitat 2

Paperi = 100 g/m voimapapri, leveys 1,78 m

Kalvo =45 mikronin polyeteenikalvo, leveys 1,10 m

Syöttökanavan ja suljetun paisuntatilan tilavuus, yhteensä 2 yhdensuuntaiseen osaan saakka = 0,95 m 3

Syöttökanavan tilavuus = 0,03 m

Kuljettimen nopeus = 0,77 m/min Kuljettimen pituus = 4 m

Kemikaalien kokonaissisäänmeno =37 kg/min Lopullisen vaahdon tiheys =26 kg/m^ 2

Lopullisen lohkon poikkileikkauspinta-ala = 1,70 m .

B. Koostumus (taipuisa polyeetterivaahto)

Paino-osaa

Polyeetteripolyoli, molekyylipaino 3500, hydroksyylinumero 48 100

Vesi 3,3

Tavanomainen silikoni-pinta-aktiivinen aine 1,1

Tavanomainen amiinikatalysaattori - Dabco 33LV 0,35

Tinakatalysaattori - stanno-oktoaatti 0,26

Trikloorifluorimetaani (Arcton 11) 4,00

Tolueenidi-isosyanaatti (80:20 TDI) 43,5 (Dabco ja Arcton ovat tavarmerkkejä) C. Yleiset olosuhteet Reaktioseoksen lämpötila = 20°C.

Nousuaika 100 % paisumista varten (kotelokaato) = 110 s.

Kemikaalit sekoitettiin jatkuvasti monikomponentti-sekoitus-Γ: päässä pyörivällä sekoittimella (3500 kierr/min). Ilmaa suihkutettiin nopeudella 1000 ml/min vaahdon soluytimiä ' . varten.

Reaktioseos johdettiin syöttökanavaan kahdella taipuisalla * · muoviletkulla, sisähalkaisija 18 mm.

Reaktioseoksen painetta tarkkailtiin paineen tuntoelimellä, joka oli asennettu syöttökanavan pohjan keskelle.

Havaittu paine jatkuvan ajon aikana = 10-15 mm Hg.

19 78260 D. Vaahtolohkojen tutkiminen Lohkon mitat: 1,65 x 1,03 x 2,0 metriä

Trimmaushäviö - kaikki neljä kuorta (nahkaa) poistettuna = 4 paino-%

Lohkon poikkileikkaus oli suorakulmainen 3

Trimmatun kappaleen tiheys = 26 kg/m 3

Tiheyden vaihtelu - maksimitiheys = 26r8 kg/m 3 minimitiheys = 25,7 kg/m I.L.D. (loveuskuormataipuma)-kovuus (203 mm halkaisijainen indentori, näyte 460 x 460 x 75 mm), 50 % kokoonpuristuminen keskikovuus 22,5 kg maksimikovuus 23,0 kg minimikovuus 22,0 kg

Kuumapuristuspainuma 4,5 %

Vetolujuus 130 kPa

Murtovenymä 230 %

Edellä esitetty osoittaa vaahdon tuotantoa, jolla on hyvät ominaisuudet kaikissa suhteissa.

Esimerkki 2

Kone oli aseteltu yleisesti samalla tavoin kuin esimerkissä 1.

A. Koostumus ____ - Paxno-osaa

Polyeetteripolyoli, molekyylipaino 3500, hydroksyylinumero 48 100

Vesi 4,3 : : Silikoni-pinta-aktiivinen aine 0,9 *

Amiinikatalysaattori - Dabco 33LV : Niax AI

painosuhde 3:1 0,2-0,35

Tinakatalysaattori - stanno-oktoaatti 0,28

Trikloorifluorimetaani - Arcton 11 1,5

Tolueeni-di-isosyanaatti (80:20 TDI) 53,6 .. *

Tavaramerkki 2o 7 8260 B. Yleiset olosuhteet

Kuljettinen nopeus 0,93 m/min

Kemikaalien kokonaissisäänmeno 38,3 kg/min

Kemikaalien sisäänmeno miinus reaktiohäviö 8,5 % = 35,0 kg/min.

Ajon aikana vaihdeltiin amiinikatalysaattorin tasoa välillä 0,2-0,35 osaa polyolin 100 osaa kohden. Havaittiin, että korkeammilla katalysaattoritasoilla (so. nopeammalla pai-sumisreaktiolla) aleni lohkon paksuus ("paksuus" on dimensio poikki levenevän osan huipun). Amiinikatalysaattoritason alentaminen palautti lohkon paksuuden normaaliksi.

C. Tuote 3

Vaahtolohkojen viimeistetty tiheys oli 22 kg/m ja niillä oli kaikissa suhteissa hyvät ominaisuudet testattuna esimerkissä 1 annetulla tavalla.

Esimerkki 3

Hyvin joustava vaahtokoostumus perustui eteenioksidiin "kaadettuun" polyoliin, jonka molekyylipaino oli 6000 ja *

Bayer Chemicals Ltd:n isosyanaattiin - Desmodur MT58.

; Ajo suoritettiin samalla koneella kuin esimerkeissä 1 ja 2.

3

Vaahdon tiheys 36 kg/m ·: Kemikaalien sisäänpanonopeus (netto) 35 kg/min

Kuljettimen nopeus 0,55 m/min

Myös tässä esimerkissä saatiin valmistetuksi hyvälaatuista vaahtoa.

Yleisesti osoittavat keksinnön mukaisella menetelmällä tuotetut vaahdot ominaisuuksia, jotka ovat vertailukelpoisia tavanomaisesti tuotetun vaahdon kanssa. Ominaisuuden vaihtelun symmetriaan nähden lohkossa on tuotettu vaahto kuitenkin parempaa, kuten kuviot 6A-6E osoittavat. (Diagrammat antavat prosentuaalisen vaihtelun keskitiheyteen nähden, keski- *

Tavaramerkki 2i 78260 tiheyttä (A) ja trimmaushäviötä (B) osoittavien numeroiden sijaitessa graafisen esityksen vieressä). Kaikki diagrammat kuvaavat tilannetta kuoren (nahan) trimmauksen jälkeen. Kuvioiden 6A-6D esittämillä ennestään tunnetuilla vaahdoilla on kaikilla ominaisuuksien vaihtelu suunnilleen symmetrinen pystysuoraan keskiviivaan nähden vaikkakin esiintyy joitakin vaihteluita, joissa olosuhteet molemmilla puolilla eivät ole aivan samat. Ominaisuuksissa lohkon lävitse huipusta pohjaan nähdään kuitenkin huomattavia vaihteluita, jotka periaatteessa ovat ei-toivottavia ja ovat käytössä huomattavia muunnettuina suurille esineille kuten esimerkiksi patjoille, erityisesti jos leikkaus on lohkon pystysuunnassa eikä sen vaakasuunnassa. Sitävastoin keksinnön mukaisella menetelmällä tuotetut lohkot ovat olennaisesti symmetriset lohkon keskustaan nähden, kuten kuviossa 6E on esitetty esimerkin 1 vaahtolohkojen tiheydelle.

Tarkasteltaessa vaahdotuksen säädön yksityiskohtia erityisesti esimerkkiin 1 liittyen voidaan viitata kuvioon 7, joka esittää tilavuutta, jonka sisältävät kuvion 3 mukaisen koneen syöttövyöhyke, suljettu paisuntatila ja poisot-totie eri korkeuksilla syöttökanavan pohjan yläpuolella ja kuvioon 8, joka esittää vaahdon paisumisen nousuprofiilia esimerkin 1 mukaisen koostumusken kotelokaadolle. Kuviossa 7 on kumulatiivinen tilavuus pystyakselilla ja korkeus pohjasta vaaka-akselilla. Kohtisuora A on yhdensuuntaisen poisottotien alun korkeudella ja kohtisuora B on tapitetun kuljettimen lähtökohdan korkeudella. Kuviossa 8 on prosentuaalinen paisuminen pystyakselilla ja nousuaika sekunneissa (t) vaaka-akselilla. Kohtisuorat on piirretty vastaamaan paisumista 10 %, 20 % jne. - 100 %.

Näitä graafisia esityksiä käytetään laskettaessa vaahdon tilavuutta jossakin aikavälissä perustuen seuraavassa esitettyyn teoriaan.

Merkitään T1Q0 aikaa sekunneissa, jolloin on saavutettu 3 22 7 8 2 6 0 100 % paisuminen. D on vaahdon lopullinen tiheys kg/m ja W on vaahtomateriaalin nettosisäänmeno (reaktanssien kokonaissisäänmeno miinus reaktanssihäviö) kg/min ja tarkastellaan aikaväliä t^-t2 sekuntia, jolloin saadaan, jättämällä huomioonottamatta alkuperäisen paisumattoman polymeerin tilavuus: Käyrän alainen pinta-ala t^:n ja välillä t0 = Σ Ext -φ Tänä aikana valmistetun vaahdon paino «* ίοχ 1 kg -© Tämän painon edustama vaahdon tilavuus

= V = w x ^— -(D

V t^ D x 100 ^

Sijoittamalla (T) ja Q) kaavaan Q) saadaan

^ _ Pinta-ala käyrän alapuolella x W ti 6000 x D

Menettely on seuraava: 1. Piirrä nousukäyrä paisumis-% funktiona ajasta sekunneissa.

2. Jaa pystysuoriin sarakkaisiin A, B - J vastaten 10 %, 20 % - 100 %.

3. Mittaa kunkin sarakkeen ala käyrän alapuolella.

4. Laske kutakin saraketta A, B - J vastaava vaahtotila-vuus käyttämällä kaavaa

v _ pinta-ala käyrän alapuolella x W 6000 x D

5. Tunnetusta reaktiotilavuudesta (syöttövyöhykkeen ja suljetun paisuntatilan tilavuus) laske paisuntakorkeus.

23 78260

Todelliset laskelmat esimerkkiä 1 varten ovat: A - Osittain paisuneen vaahdon tilavuus vastaten aikaväliä 110 sekuntia (100 % nousuaika)

Taulukko I

Pinta-ala Laskettu Kumulatii-

Maksi- nousukäy- vaahtoti- vinen Vaahto- mi pai- Aika rän ala- lavuus tilavuus korkeus sumis-% (s) puolella (nr) (m^) (m?) 10 19 60 0,013 0,013 0,1 20 30 165 0,036 0,049 0,25 30 40 250 0,054 0,103 0,40 40 49 315 0,069 0,172 0,50 50 57 360 0,078 0,250 0,60 60 66 495 0,108 0,358 0,69 70 75 585 0,127 0,485 0,76 80 84 675 0,147 0,632 0,86 90 93 765 0,167 0,799 0,96 100 110 1615 0,352 1,151 1,15

Reaktiotilavuus yhdensuuntaiseen osaan saakka = 0,95 m3 Korkeus yhdensuuntaiseen osaan saakka = 1,05 m so. vaahto saavutti 100 % paisumisen pisteessä, joka on 0,1 m yhdensuuntaisen osan alkamiskohdan yläpuolella.

B ~ Kuljettimen nopeuden laskeminen;

Kemikaalien nettosisäänmenon täytyy sopia yhteen vaahdon ulostulonopeuden kanssa painoihin perustuen.

2

Jos: vaahdon lopullinen tiheys = D kg/m kemikaalien nettosisäänmeno = W kg/min 2 vaahdon poikkileikkausala = A m w

Silloin: kuljettimen nopeus = d x k = -—- =0,77 m/min 26 x 1,7 C - Paisumisen säädön teoria

Oletetaan, että kuljettimen nopeus on aseteltu oikeaa lopullista tiheyttä ja läpäisynopeutta varten.

Tarkasteltaessa kutakin seiiraavista kolmesta tapauksesta: 24 7 8 2 6 0 1 τ 100 on juuri oikea

Koko paisuminen tapahtuu levenevän osan lopussa. Soluorientoin-ti maksimoitu vaakasuorassa suunnassa. Tiheys oikea.

2 τ 100 liian matala

Vaahto ei täytä koko leveyttä, levenevän osan päätä ei ole saavutettu. Tiheys on suurempi Korkeampi paine suljetussa paisuntatilassa.

^* T100 lilan korkea

Vaahto muodostuu koko leveydelle, jonkin verran paisumista tapahtuu yhdensuuntaisessa osassa. Soluorientoituminen iso-trooppisempi. Piikkitartunta alentunut, koska lujuuden kehittyminen vaahdossa nyt vaatii pidemmän ajan.

Käytännössä on järjestetty siten, että T^q aika on marginaalisesti suurempi kuin mitä teoreettisesti tarvitaan, tarkoituksella varmistaa täydellinen täyttö.

Yhteenveto eduista

Uskotaan, että edut vaahdon tuottamisesta siten kuin edellä -·' selitettiin, ovat selvät. Koottuina ne ovat: - pääomakustannusten ja koneiden tilavaatimusten alenemi- | · nen; - sopiva tuotantonopeus pienemmällä, jatkuvasti työlliste- -.· tyllä työvoimalla ja koneen vaatiman hoidon väheneminen joka tapauksessa; tuotteen ennen edelleenkäsittelyä vaativan varasto- ja kovettumistilan pieneneminen; höyryemission alempi nopeus ja vähäisempi absoluuttinen määrä, mikä tekee helpoksi ja huokeaksi sopeutumisen säädettyihin vaatimuksiin; vähentynyt käynnistys- ja katkaisuhävikki ja samalla : tavoin laadun ja värin muutoksissa johtuen pienemmästä toi mintanopeudesta; ei mitään nahkamaista yläkuorta paitsi käynnistyksessä ja ohuemmat kuoret yleisesti; 25 7 8 2 6 0 - fysikaalisten ominaisuuksien symmetrinen jakaantuminen lohkossa; tarkasti säädelty poikkileikkaus.

Kaikki nämä seikat summautuvat suureksi eduksi vaahdon tuotannossa mahdollistaen vaahdon laajalti ja taloudellisesti valmistamisen kohtuullisen kokoisissa yksiköissä palvellen yksilöllisiä markkinoita, joilla ei ole käytettävissä pääomaa suurille installaatioille eikä näiden tuotteille kuljetuksia laajoille alueille.

Claims

78260
1. Menetelmä vaahdotetun materiaalin jatkuvaa tuotantoa varten syöttämällä vaahtoa muodostavat materiaalit alhaalta ja ottamalla vaahdotettu materiaali pois ylhäältä, jossa vaahdottaminen tapahtuu levenevässä suljetussa paisumistilassa <1>, jonka seinät <13, 14) on varustettu pinnoilla <15, 17), jotka kulkevat vaahdotettavan materiaalin mukana ja joita vedetään ylhäältä käsin, joka suljettu tila <1) johtaa ylöspäin suunnatulle vaahdon poisottotielle <2> ja sitä rajaa ylhäältä valmiiksi laajennettu vaahto <8>, sivuilta mainitut pinnat <15, 17) ja alhaalta vaahtoa muodostavien aineiden syöttövyö-hyke <11), tunnettu siitä, että poisottotien <2) sivujen yhteen tai useampaan kohtaan on järjestetty kuljettimet, kuten piikkikuljettimet <3), jotka tarttuvat vaahdotettuun materiaaliin <8> ja vetävät sitä ylöspäin valvotulla nopeudella suhteessa lähtöaineiden syöttönopeuteen ja vaahdotueolosuh-teisiin, ja että varmistetaan, ettei laajeneminen ole saatettu päätökseen ennen kuin suljetun paisumistilan <1) laajenevan osan pää on saavutettu.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahdottaminen alkaa syöttövyöhykkeeesä <11) ja on tullut loppuun suoritetuksi suljetussa paisumistilassa <1>, joten kosketus liikkuviin pintoihin <15, 17) tapahtuu reaktion välivaiheessa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikkuvat pinnat muodostuvat materiaali-arkkirainoieta <15, 17), joita vedetään suljetun paisumis-tilan (1) seinien <13, 14) ylitse.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainat <15, 17) kulkevat ylös poisottotietä vaahdotetun materiaalin mukana. 78260
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eyöttövyöhyke (11) tai suljettu paieumietila (1) on varustettu paineen valvontamittarilla, Joka on kosketuksessa yhä nestemäisiin vaahtoa muodostaviin materiaaleihin.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suljettu paieumietila <1) on yleisesti kiilan muotoinen, Jota rajaavat kaksi yhdensuuntaista vastakkaista seinää (14) Ja pari vastakkaisia, leveneviä seiniä (13), Jotka sijaitsevat yhdensuuntaisten seinien (14) välissä Ja että syöttövyöhykkeenä on kanava (11) levenevien seinien alareunoilla.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levenevät seinät (13) on siten muotoiltu, että ne sovittavat suljetun tilan vaahdotettavien materiaalien paisu-miskäyrään siten, että paisumistilan (1) poikkipinta-ala kasvaa eteenpäin mentäessä verrannollisesti vaahtoa muodostavan materiaalin volyymiin. Θ. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että raina yhdensuuntaisilla seinillä (14) on polyeteeni- tai muu muovikalvo (15), Joka kulkee ylös poisot-totietä (2) tullakseen lävistetyksi vaahdon (8) piikkisellä kuljettimella (3).
9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levenevien seinien (13) rainana on pa-periraina (17), Jonka reunat on käännetty liepeiksi (21) seinien (13) reunojen ympäri kunkin sivun taakse.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venymätön paineelle herkkä teippi (21') on liitetty kuhunkin liepeeseen (21). 2β 78260
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levenevissä seinissä <13> on reunapalteet sivuilla, jotka ovat poispäin suljetusta paisumistilasta <1), joiden palteiden ylitse paperiliepeet <21) on muodostettu ja joiden viereen venymättömät nauhat <21') on sijoitettu.
12. Jonkin patenttivaatimuksista 6-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suljetussa paisumistilassa (1) yhdensuuntaisten seinien <14) tai levenevien seinien <13) väli tai molemmat nämä välit ovat muutettavia ja vastaava muutos on tehtävissä poisottotien <2) seinissä tarkoituksella tehdä mahdolliseksi muutokset lohkon leveydessä erityisesti kääntämällä tai taivuttamalla leveneviä seiniä <13).
13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suljettu paisumistila <1> ja poisotto-tie <2) ovat poikkileikkaukseltaan pyöreät sylinterimäisten lohkojen tuottamiseksi levyjen kuorimista varten niistä, jossa sylinterimäinsn lohko leikataan jatkuvaksi levyksi suurino-peuksisella nauhaleikkurilla, joka on samansuuntainen lohkon akselin kanssa, kun lohkoa pyöritetään hitaasti akselinsa ym-päri.
14. Kone vaahdotetun materiaalin jatkuvaa tuottamista varten syöttämällä vaahtoa muodostavat materiaalit alhaalta ja ottamalla vaahdotettu materiaali pois ylhäältä, jossa koneessa on järjestetty levenevä suljettu paisumistila <1>, jossa vaahdotus tapahtuu, ja välineet suljetun tilan seinien <13, 14. varustamiseksi pinnoilla <15, 17), jotka kulkevat vaahdotettavan materiaalin mukana ja jotka vedetään ylhäältä käsin, ja suljettu tila <1> johtaa ylöspäin suunnatulle vaahdon pois-ottotielle <2> ja sitä rajaa käytön aikana ylhäältä valmiiksi laajennettu vaahto <8>, sivuilla mainitut pinnat <15, 17) ja alhaalta vaahtoa muodostavien aineiden syöttövyöhyke <11>, tunnettu siitä, että poisottotien <2) sivujen yhteen tai useampaan kohtaan on järjestetty kuljettimet, kuten piikki- 78260 kuljettimet (3), jotka käytössä tarttuvat vaahdotettuun materiaaliin <8> ja vetävät sitä ylöspäin nopeudella, joka on valvottu suhteessa lähtöaineiden syöttönopeuteen ja vaahdotu-eolosuhteisiin ja että on järjestetty valvontavälineet varmistamaan, ettei laajeneminen ole käytön aikana saatettu päätökseen ennen kuin suljetun paisumistilan <1) laajenevan osan Pää on saavutettu.
15· Patenttivaatimuksen 14 mukainen kone, tunnettu sii tä, että se on siten mitoitettu, että vaahtoaminen alkaa syöttövyöhykkeessä <11> ja on tullut loppuun suoritetuksi suljetussa paisumistilassa (1), joten kosketus liikkuviin pintoihin (15, 17) tapahtuu reaktion välivaiheessa.
16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen kone, tunnettu siitä, että se on varustettu välineillä (3, 19'), jotka vetävät arkkimateriaalirainoja <15, 17) suljetun paieumisti-lan (1) seinien <13, 14) ylitse liikkuvien pintojen muodostamiseksi .
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kone, tunnettu siitä, että mainitut välineet <3, 19') johtavat rainat <15, 17) ylös poisottotietä vaahdotetun materiaalin (Θ) mukana.
18. Jonkin patenttivaatimuksista 14-17 mukainen kone, tunnettu siitä, että paineen vaivontamittari <23) on sijoitettu syöttövyöhykkeeseen <11) tai suljettuun paisumistilaan <1) kohtaan, jossa se on kosketuksessa vielä nestemäisiin vaahtoa muodostaviin materiaaleihin.
19. Jonkin patenttivaatimuksista 14-18 mukainen kone, tunnettu siitä, että suljettu paisumistila (1) on yleisesti kiilanmuotoinen, joka on rajattu kahdella vastakkaisella yhdensuuntaisella seinällä (14) ja kahdella vastakkaisella le- . . venevällä seinällä <13), jotka sijaitsevat yhdensuuntaisten seinien <14) välissä ja että syöttövyöhykkeenä on kanava <11) 30 78260 levenevien seinien alareunoilla.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen kone, tunnettu siitä, että levenevät seinät (13) on muotoiltu sovittamaan suljettu tila koneessa vaahdotettavan materiaalin paisumiskäy-rään siten, että paisumistilan (1) poikkipinta-ala kasvaa eteenpäin mentäessä verrannollisesti vaahtoa muodostavan materiaalin volyymiin.
21. Patenttivaatimuksen 19 tai 20 mukainen kone, tunnettu siitä, että raina yhdensuuntaisilla seinillä (14) on po-lyeteeni- tai jokin muu muovikalvo (15), joka kulkee ylös poisottotietä tullakseen rei'itetyksi vaahdon (8) piikkisellä kuljettimella (3).
22. Jonkin patenttivaatimuksen 19-21 mukainen kone, tunnettu siitä, että raina levenevillä seinillä (13) on paperi-raina (17), jonka reunat on taitettu liepeeksi (21) seinien (13) reunojen ympäri kunkin sivun taakse.
23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen kone, tunnettu siitä, että kuhunkin liepeeseen (21) on sijoitettu venymätön, paineelle herkkä nauha (21').
24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen kone, tunnettu siitä, että levenevissä seinissä (13) on reunapalteet sivuilla, jotka ovat poispäin suljetusta paisumistilasta (1), joiden palteiden ylitse paperiliepeet (21) on tehty ja joiden viereen venymättömät nauhat (21') on sijoitettu.
25. Jonkin patenttivaatimuksista 19-24 mukainen kone, tunnettu siitä, että suljetussa paisumistilassa (1) yhdensuuntaisten seinien (14) väli tai levenevien seinien (13) väli tai molemmat nämä välit ovat muutettavat ja vastaava muu- - - tos on tehtävissä poisottotien seinissä (2, 3), tarkoituksel la tehdä mahdolliseksi muutokset lohkon leveydessä erityises- 31 78260 ti kääntämällä tai taivuttamalla leveneviä seiniä <13>.
26. Jonkin patenttivaatimuksista 14-10 mukainen kone, tunnettu siitä, että suljettu paisumistila ja poisottotie ovat poikkileikkaukseltaan pyöreät sylinterimäisten lohkojen tuottamiseksi levyjen kuorimista varten niistä, jossa sylin-terimäinen lohko leikataan jatkuvaksi levyksi suurinopeuksi-sella nauhaleikkurilla, joka on samansuuntainen lohkon akselin kanssa, kun lohkoa pyöritetään hitaasti akselinsa ympäri.