FI82415C - Foerfarande och maskin foer framstaellning av skummat material. - Google Patents

Description

! 82415

Menetelmä ja laite vaahdotetun materiaalin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee vaahdotettujen materiaalien ja erityisesti polyuretaanin ja muiden polymeerivaahtojen valmistusmenetelmää sekä valmistuksessa käytettävää konetta.

Paisutettuja materiaaleja, erityisesti polyuretaanivaahtoja valmistetaan sekä panos- että jatkuvatoimisessa laitoksessa.

Panostuotanto voi tapahtua millä tahansa halutulla nopeudella, joka sopii jälkikäsittelyyn, mutta se on luontaisesti työtä vaativaa, voi aiheuttaa vaihtelua harkosta toiseen ja on epätaloudellista tuottaessaan harkkoja, joiden kaikilla kuudella sivulla on kuori ja jotka tarvitsevat reunojen tasoittamista. Harkot, jotka vaahdotetaan muoteissa, osoittavat myös epämieluisaa tiivistymistä nurkissa, jotka kohoava ja jatkuvasti viskoosimpi materiaali on pakotettava täyttämään painolla varustetun, kelluvan kannen tai muun välineen avulla.

Jatkuvassa tuotannossa, jota nykyään harjoitetaan vaakasuorissa koneissa, on myös suurehkoja epäkohtia. Tavanomaisten koneiden luontaisina ominaisuuksina ovat suuri koko ja suuri minimituotantonopeus, jotka juontavat juurensa vaahdotus-reaktion ja vasta muodostetun vaahdon luonteesta, ja kove-tusaika, joka tarvitaan ennen kuin materiaalia voidaan käsitellä. Tämä kovetusaika, joka polyuretaaneilla on tyypillisesti 5-15 minuuttia, lyö lukkoon laitoksen pituuden sen jälkeen, kun vaahtomateriaalia kannattavan kuljettimen kulkunopeus on määrätty. Tämä kulkunopeus vuorostaan riippuu vaaditusta harkon korkeudesta, sillä materiaalin profiilin jyrkkyys ei saa ylittää tiettyä astetta materiaalin vaahdo-tuksen ja kovetuksen aikaisissa vaiheissa. Ylijyrkkä profiili aiheuttaa ongelmia, jotka ilmenevät tiiviinä, vaahtoa-mattoman materiaalin muodostamana pohjavirtana tai tukemat-toman, juuri vaahdotetun materiaalin kokoonpainumisena tai molempina. Kuljettimen on liikuttava kyllin nopeasti sopivan profiilin ylläpitämiseksi, mikä antaa minimituotantonopeu- 2 82415 deksi esimerkiksi 100-200 kg/min 1 metrin korkeilla polyure-taaniharkoilla ja näin ollen koneen pituudeksi 40-50 metriä. Jokainen yritys pienentää kuljettimen nopeutta pienemmän tuotantonopeuden ja siitä johtuen periaatteessa lyhyemmän koneen saamiseksi jyrkentää profiilia ja aiheuttaa vajaakäyttöä tai kokoonpainumista tai molempia, mikä tekee yhtenäisen harkon valmistuksen mahdottomaksi. Näin ollen on asennettava suurilla pääomakustannuksilla suuria koneita, jotka jäävät suureksi osaksi ajastaan käyttämättömiksi.

Vaikeudet näiden koneiden yhteydessä, joita on kuvattu joi-nekin yksityiskohtineen esimerkiksi US-patenteissa 3 325 823 ja 3 786 122, tuntuvat vain, kun vaaditaan täyskokoisia vaahtoharkkoja alle 100-200 kg/minsn tuotantonopeuksilla, mutta itse asiassa vain kaikkein suurimmat tuottajat voivat käyttää tätä luokkaa olevaa kapasiteettia hyväkseen. Monia koneita ajetaan vain tunti tai kaksi päivässä käyttäjän kuluttaessa loput päivästä saadun vaahdon käsittelyyn. Tyypillinen pieni vaahdottaja, joka tuottaa vaikkapa 2000 tonnia tai vähemmän valmista vaahtoa vuodessa, saattaisi haluta tuotantoa, joka on 10 % yllä mainitusta nopeudesta, taloudelliseen toimintaan eikä voi hyväksyä suurten vaahto-määrien varastointi- ja käsittelyongelmia ja suuren koneen kustannus- ja tilavaatimuksia. Keskikokoissakin tuottajia, jotka voivat hyväksyä suuret koneet epäkohtineen, palveltaisiin paremmin koneilla, joilla on pienempi tuotantonopeus.

Nyt on havaittu, että jos olemassa olevien koneiden periaate hylätään, voidaan aikaansaada pienen tuotantonopeuden kone. Keksintö juontaa juurensa toteamuksesta, että vaakasuora tuotanto on tarpeeton ja että sopivasti suunnitellussa koneessa vaahto voidaan vetää ylöspäin eikä vaakasuoraan häiritsemättä vaahtoamisreaktiota. Tällaista konetta kuvataan EP-patent-• · tijulkaisussa 82300748.9 (EP-hakemusjulkaisu A 0 058 533).

Tässä koneessa vaahtoaminen tapahtuu laajenevassa paisumis-*·: kammiossa, jonka seinämillä on pinnat, jotka liikkuvat vaah toavan materiaalin kanssa, jota kammiota rajoittaa ylhäällä jo paisunut vaahto, sivulta sanotut seinämät ja alhaalta vaahdon muodostavien materiaalien syöttövyöhyke.

3 82415

Muita ehdotuksia on tehty jatkuvan ylöspäin suuntautuvan vaahdotuksen suhteen DE-patenttijulkaisuissa 1 169 648 ja 1 505 091. DD-patenttijulkaisussa 61 613 ja IT-patenttijulkaisussa 851 709 (vastaa DE-hakemusjulkaisua 1 956 419 ja BE-patenttijulkaisua 741 836). Näiden ehdotusten yhtään käytännön sovellutusta ei kuitenkaan tunneta. Osoittautuu, että reaktion säädön ja yhtenäisen tuotteen valmistuksen ongelmia ei ollut ratkaistu kuvatuilla ehdotuksilla, joten huolimatta suurten vaakasuorien koneiden kaikista epäkohdista ne pysyivät laajassa kaupallisessa käytössä.

Tässä keksinnössä on saavutettu vaahdotetun materiaalin onnistunut jatkuva tuotanto menetelmällä ja sen suorittamiseen tarkoitetuilla koneilla, joiden tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksinnölle on tunnusomaista se, että i) vaahdon muodostavia materiaaleja syötetään alhaalta hallitulla nopeudella ja muodostunutta vaahtoutunutta materiaalia vedetään pois ylhäältä vastaavalla nopeudella, ii) vaahtoaminen tapahtuu laajenevassa paisumiskammiossa, jota rajoittaa liikkuva kalvomateriaali, joka noudattaa laajenevaa kulkureittiä ja se vedetään pois ylhäältä niin, että se kulkee vaahtoavan materiaalin kanssa ylöspäin suuntautuvaa vastaanottoreittiä nopeudella, joka vastaa sen kulkunopeutta, iii) kammiota rajoittaa ylhäältä jo paisunut vaahto, sivuilta sanottu kalvomateriaali ja alhaalta syöttövyöhyke, joka on suljettu, jotta se voi sisältää vaahton muodostavat materiaalit, ja iv) paisumiskammio ja sopivasti myös syöttövyöhyke on muodostettu joustavasta putkimaisesta kudoksesta, jota syötetään kokoonpainetussa muodossa vaahdon muodostavien materiaalien kanssa, jotka kulkevat putken sisälle ja vedetään sitten pois nopeudella, joka on sovitettu syötön nopeuteen, ohjataan ulkoapäin pyöreän tai muun poikkileikkauksen omaksumiseksi, kun vaahdon muodostavat materiaalit paisuvat sen sisällä.

Yksinkertaisimmin putkimaista kudosta syötetään litteänä vastakkain olevien syöttötelojen välistä, mutta on arvioita- 4 82415 vissa, että muut syöttömuodot ovat mahdollisia poikkeamatta käsitteestä, jonka mukaan putki syötetään kokoonpainetussa muodossa ja pannaan se omaksumaan vaadittu poikkileikkaus, kun vaahdon muodostavat materiaalit paisuvat sen sisällä. Esimerkiksi kudosta, joka on taitettu laskoksiksi eikä vain yksinkertaisesti litistetty (toinen sivu toista vasten), voidaan käyttää tai reagensseille tarkoitettu syöttökouru voi olla telojen välillä kudosten kulkiessa telojen ja kourun sivujen välissä. Sitä paitsi telat ovat vain yksi sopiva keino syöttää kudosta.

Paisumiskammio

Paisumiskammio laajenee (siinä mielessä, että sillä on kasvava poikkipinta-ala) suurimmalla osalla, vaikkei välttämättä koko tilavuudeltaan. Näin ollen se voi sekä alkaa että päättyä ja sopivasti ainakin päättyy ei-laajenevaan osaan. Viimemainittu on erityisen sopiva tekemään mahdolliseksi toleranssien säädön ajon aikana niin, ettei paisumisen loppuunsaattamista tarvitse sovittaa tarkalleen poikkileikkaukseen eikä ole vaaraa siitä, että paisuminen on riittämätöntä ja jättää vaihtelevan levyisen raon paisutetun massan ja kammion seinämien väliin. Kaikki vaahdon muotoilu kammion sisällä on helppo saavuttaa, mikä on luonnollisesti välttämätöntä, koska vaahto on vielä tarpeeksi juoksevaa muotoil-:·' tavaksi vahingoittamatta sen rakennetta.

Liikkuvat pinnat

Varhaisissa vaiheissa putkimaisen kudoksen muodostamien liikkuvien pintojen nopeuden ei tarvitse olla tarkalleen sama kuin niihin rajoittuvan seoksen siirtymisnopeus, vaikka on toivottavaa, että nämä kaksi nopeutta ovat likimäärin samat. Voidaan arvioida, että putkimaiset kudokset, jotka laajenevat aikaansaaden liikkuvat pinnat, eivät voi sopia sisään suljetun materiaalin nopeuteen sekä materiaalin kulkureitin laajenevissa että sen jälkeisissä suoraviivaisissa osissa.

Kaikesta huolimatta materiaali kokonaisuudessaan pidetään liikkeessä paisumisen aikana, mikä vähentää pyörre- tai 5 82415 joentörmävaikutuksia estäen geelittyneen tai jähmettyneen materiaalin kehittymisen kammion seinämille ja takaa, että materiaali missä tahansa paisumisen vaiheessa on olennaisesti samassa vaakatasossa koko ajan ja että muodostuu yhtenäinen vaahtokappale. Esimerkiksi polyuretaanivaahdon valmistuksessa raja vielä nestemäisen ja geelittyneen materiaalin välillä on vaakasuora tai olennaisesti sellainen riipumatta tiheydestä. Vajaakäyttöä tai kokoonpainumista, joita selostettiin edellä, ei voi syntyä ja mitä tahansa sopivaa tuo-tantonopeutta voidaan soveltaa maksimin riippuessa materiaalin kulkureitin pituudesta ja siten sen antamasta viipymis-ajasta. Tuotetussa vaahdossa on luontainen ominaisuuksien yhtenäisyys kappaleen kaikkien osien "tiheyshistorian" ollessa sama.

Putkimainen kudos

Putkimainen kudos on sopivasti muovia ja se voi olla lukuisissa muodoissa. Esimerkiksi litistetty putki voi olla halkaistu vaahdon muodostavien materiaalien syötön päästämiseksi sisään ja sen jälkeen suljettu uudelleen tai sitä voidaan käyttää laskostettuna (harmonikkamaisena) pakettina. On kuitenkin edullista järjestelyn helppouden kannalta syöttää erillisiä kudoksia ja liittää ne yhteen reunoista esimerkiksi lämmön, levitetyn liiman tai liimanauhan avulla.

Putkimaisen kudoksen syöttö paisumiskammion muodostamiseksi tapahtuu sopivasti puristustelojen tai vastakkain olevien kuljettimien läpi, mikä tekee mahdolliseksi sovittaa kudoksen syöttönopeus helposti nopeuteen, jolla paisutettua vaahtoa vedetään pois sallien kudosten minkä tahansa venymisen. Kudoksessa on vain vähäinen jännitys, kun se laajennetaan alkutilasta lopulliseen läpimittaansa, ja vakioreaktio-olosuhteita voidaan ylläpitää paisumiskammiossa, jolla on tunnettu ennalta määrätty muoto. Edelleen puristustelat, etenkin jos niillä on joustava pinta, voidaan helposti muotoilla niin, että ne sallivat yhden tai useamman syötön läpikulun vaahdon muodostaville materiaaleille, esimerkiksi pyöreiden putkien tai jopa pitkänomaisen kourun läpikulun 6 82415 ilman vaahtoa muodostavien materiaalien vuotoa. Nämä ovat ainakin polyuretaanivaahdon tapauksessa ohuita tunkeutumis-kykyisiä nesteitä, joita on vaikea padota.

Ohjaimet ovat sopivasti sileiden tai muotoiltujen telojen vastakkaisia pareja, mutta monia kiinteän tai liikkuvan ohjaimen muotoja voidaan käyttää vaaditun lopullisen muodon ja sen asennon mukaan, jossa ohjainta käytetään. Erityisesti ohjaimet, jotka auttavat kudosta laajenemaan sivuilta syötetystä kokoonpainetusta tilasta paisuntakammion muodostamiseksi, ovat edullisesti koneellisia teloja tai hihnoja, jotka kuljettavat kudosta eteenpäin kudoksen materiaalin kitkavedolla (tai jopa tahmean pinnan), jota valinnaisesti autetaan imulaatikoilla. Laajeneminen on näin ollen hallittua ja pakotettua, mikä antaa kammion säännöllisen poikkeamisen. Päissä sen sijaan yksinkertaiset kiinteät ohjaimet tai tukitelat ovat riittäviä. Nämä ohjaimet kulkevat sen linjan poikki, jota pitkin kudosta syötetään ja ne yksinkertaisesti pakottavat kudoksen omaksumaan sisäkulkureitin. Vaihdettavia ohjainsarjoja ja valinnaisesti kudossyöttöjä erilaisille lopullisille harkkomuodoille voidaan käyttää, esimerkiksi pyörillä varustetulla pohjaosalla, joka on keksinnön erikoisetu.

Lämmitys

Keksinnön toisessa kohdassa, joka on sovellettavissa nykyisiin koneisiin ja koneisiin yleensä toimivatpa ne pystytä! vaakasuoraan, lämmitettäviä pintoja levitetään vaahto-harkon pinnoille, kun se kerran on täysin paisutettu lämpö-häviöiden estämiseksi harkosta ja näin ollen kovettumisen aikaansaamiseksi (joka sallii esimerkiksi tarttumisen puikoilla) mahdollisimman aikaisin ja saadaan kone, jolla on minimimitat. Edelleen yhtenäinen kovettumisnopeus varmistetaan läpi harkon. Nykyisin valmistetuissa vaahtoharkoissa sisäosa on täysin kovettunut pian sen jälkeen kun täysi paisumisvaihe on saavutettu, kun taas ulko-osalta, jota ympäristö jäähdyttää, kuluu paljon pitempään, mikä aiheuttaa tarpeettoman 7 82415 suuret koneet ja huonot harkon pinnat. Esimerkiksi polyure-taaniharkoissa sisälämpötila 100-120°C saavutetaan helposti ja ylläpidetään reaktiolämmön avuilla ja kovettuminen edistyy nopeasti. Lämpötilat ovat kuitenkin paljon matalammat harkon pinnoilla, jos ne ovat suojaamattomat.

Edullinen lämmitys levitetään koko harkon pinnalle. Edelleen on lämmitys edullista aikaansaada pienitehoisilla lämmittimillä, joiden takana on lämpöeristys, jonka tarkoituksena on taata, ettei harkko menetä lämpöä ympäristöönsä aikaansaamalla lämmitetyn tilan sen sijaan, että lämpöä todella johdetaan harkkoon. Metallifoliolämmitys, jollaista käytetään autonikkunan huur-teenpoistajissa, on esimerkiksi sopiva tai lämmitys nokitäyt- teisellä polymeerikalvolla. Voidaan käyttää matalia, turval- 2 lisiä jännitteitä ja matalilla, esim. 50-100 W/m :n tehoilla, jotka ovat sopivia, mitään lämpötiloja, jotka aiheuttaisivat vahinkoa kosketuksessa, ei voi kehittyä lämmityspinnan mihinkään osaan, joka ei ole suojaeristyksen peittämä.

Valmistettaessa polyuretaanivaahtoa pystysuorassa koneessa, esimerkiksi 1 1/2-2 m pitkää lämmitysvyöhykettä voivat seurata 2-2 1/2 m pitkät kuljettimet paisuntakammion ollessa esimerkiksi 1 m korkea. Reaktion "lumi"-vaihe, jossa vaahto on kemiallisesti pääasiassa polyureaa ja on hyvin heikko, sisältyy tällöin lämmitettyyn vyöhykkeeseen. Kun seuraava uretaani-reaktio on muuttanut rakenteen luonteeltaan kumimaiseksi, puikot voivat ottaa sen haltuunsa.

Reaktiosäätö syöttö- ja vastaanottonopeuksien avulla Vaahdotusreaktion säätö saavutetaan sovittamalla tietyn tiheyk-sisen vaahdon tilavuuden vastaanottonopeus tietyn tiheyksis-ten reagenssien tilavuuden svöttönopeuteen (sallien kaikki niiden materiaalien reaktiohäviöt, jotka eivät esiinny lopullisessa vaahdossa). Kuten aikaisemmin mainittiin on tärkeää, ettei paisuminen olisi tapahtunut loppuun ennen kuin vaahdot-tunut materiaali poistuu kulkutiensä laajenevasta osasta. Jos se osoittaa taipumusta tehdä niin, kokonaistuotantoa voidaan s 82415 nostaa tai (vähemmän vaivattomasti) reaktionopeutta annetulla tuotannolla voidaan hidastaa esimerkiksi alentamalla lämpötilaa tai katalyytin väkevyyttä. On selvää, että nopeasti reagoivalle vaahdolle tarvitaan pienempi paisumiskammio valmiin vaahdon annetulla poistonopeudella kuin hitaasti reagoivalle vaahdolle, koska vähemmän aikaa kuluu materiaalien syötön ja niiden täyden vaahtoamisen välillä ja näin ollen pienempi tilavuusmäärä valmista vaahtoa tulee otetuksi vastaan kyseisessä ajassa. Käytännössä voidaan valita tietty paisumiskammion tilavuus tuotannon ollessa valittu ottaen yksinkertaisesti huomioon sisäänmenevien reagenssien paino ja ulostulevan vaahdon tilavuuspaino ja hienosäätöä harjoitetaan vaihtelemalla tuotantoa ehkä 10 %:n alueella sovellettuna kaikkiin reagenssien syöttöpumppuihin yhdessä, täysin vaahdonneen profiilin aseman liikkuessa vastaavasti ylös tai alas.

Puikkokuljettimet

Puikkokuljettimet on sopivasti asennettu vastaanottoreitille valmiin vaahdon vetämiseksi läpi. Ne läpäisevät putkimaisen kudoksen ja edellyttäen, että kuljetin poistuu jälleen kulmassa, joka loittonee vähitellen harkon reitiltä, ne on helppo irrottaa reitin yläosassa. Valmiin vaahdon päällä on kudos kaikilla sivuilla, joka leikataan poikki katkaisusahalla myö-hempää kuorimista varten. Sopivan pituiset puikot polyuretaa-nivaahdolle ovat esimerkiksi 1,5 cm, jotka on sivusuunnassa asetettu 5 cm:n ja pystysuunnassa 5 cm:n välein, vaikka mitään rajoitusta johonkin puikkojen väliseen rakoon tai pituuteen tai jakautumaan ei ole olemassa. Tämän pituiset puikot tunkeutuvat harkon siihen paksuuteen, joka normaalisti kuoritaan pois pintojen siistimiseksi, mutta joka tapauksessa puikkojen harkoille aiheuttama vahinko on yleensä mitätön.

Vaikka puikot ovat sopivia, ne eivät ole ainoa keino, joka toimii tuottaen harkon siirron. Esimerkiksi suurikitkaiset, '· rei'itetyt kuljetinhihnat autettuna takaa vaikuttavalla tyh jöllä ovat myös sopivia, kun kudokset liittyvät riittävästi vaahtoharkkoon, kuten ne tekevät ainakin HR-polyuretaanivaahdon kohdalla.

9 82415

Harkon koon ja muodon vaihtelu

On arvioitavissa, että vaahdon kohoaminen ei rajoita harkon kokoa kuten vaakasuorissa koneissa. Voidaan tuottaa mikä tahansa harkko, joka on niissä kokorajoissa, jotka paisumis-kammio ja vastaanottoreitti määrittelevät. Tämä koko voi itsessään olla vaihdettavissa, jos on huolehdittu vastaanotto-reitin vastakkaisten osien välisen etäisyyden vaihtelemisesta tai muulla tavoin harkon poikkileikkauksen vaihtelemisesta asianmukaisine lämmitettyine osineen, kun niitä käytetään. Esimerkiksi yksittäiset kuljettimet tai kuljetinryhmät voivat liikkua sisään- tai ulospäin vaahdon kulkureitin keskiviivan suhteen mitä tahansa harkon poikkileikkausta varten ja kone voidaan muuttaa yhdestä poikkileikkauksesta toiseen, esim. pyöreä harkko suorakulmaiseksi. Esimerkiksi yksittäin käytettyjä kuljettimia voidaan siirtää sijoituksesta toiseen tai kahden, kolmen tai useamman kuljettimen muodostamassa ryhmässä voi olla toisiinsa saranoilla liitetyt kannattimet, yhden ryhmässä olevan kuljettimen vastaanottaessa sopivasti vedon ja johtaen sen muihin kuulanivelakseleilla, jotka tekevät saranoinnin mahdolliseksi.

Tämän keksinnön mukaisia koneita kuvataan esimerkin avulla liitteenä olevissa piirroksissa, joissa:

Kuva 1 on sivukuva koneesta kehyksineen, käytävineen ja toimivine osineen, joihin kuuluvat paisumiskammio, lämmitetty osa, kuljettimet ja katkaisusaha (numeroimaton) koneen yläosassa; kuvat 2 ja 3 ovat kaavamaisia, osittaisia pystyleikkauksia koneesta, joka on järjestetty pyöreän harkon valmistusta varten, kuvan 3 ollessa kuvanto samaan suuntaan kuin kuva 1; kuva 4 on pohjakuvanto koneesta pitkin kuvan 2 leikkausta A-A, joka kuvanto esittää paisutuskammiota; kuva 5 on leikkaus koneesta pitkin kuvan 2 viivaa B-B, joka leikkaus esittää lämmitettyä osaa; kuva 6a on leikkaus pitkin kuvan 2 viivaa C-C ja se esittää ryhmissä olevia kuljettimia; 10 8241 5 kuva 6b esittää muunnettua kuljetinmuotoa; kuvat 7-9a ovat luonnoksia suorakulmaisesta harkkokoneesta, jotka luonnokset vastaavat samassa järjestyksessä kuvaa 4 ja kuvien 2 ja 3 pohjaosia; kuva 9b on luonnos pyöreän harkkokoneen alaosasta ja se esittää kudosohjäimiä; kuva 10a on luonnos laskostetun letkupakkauksen käytöstä putkimaisena kudoksena; ja kuva 10b on luonnos litistetyn letkun käytöstä putkimaisena kudoksena.

Koneessa nähdään paisutuskammion ja sitä seuraavan vaahto-reitin pystysuora sijoittelu kuvan 1 esittäessä kudoksen reittiä vain kaavamaisesti sen syöttörullien 7, 8 ollessa asennettu pyörillä varustetulle kehykselle. Paisutuskammio 1 johtaa vastaanottoreitille 2, jonka määrittelee sylinteri-mäinen, lämmitetty seinäosa 3 ja ylempänä kahdentoista piikeillä varustetun hihnakuljettimen sarja 4, joka ympäröi reittiä ja tarttuu vaahtoon sen ollessa riittävän vahva kestämään vetoa.

Kuljettimet, jotka on muodostettu piikeillä varustetuista liuskoista, joita ketjut kannattavat, kulkevat sähkökäyttöisillä vetopyörillä 5 ja kantopyörillä 6 sinänsä tavanomaisella tavalla eikä niitä kuvata enempää. Ne on kuitenkin ryhmitelty kolmen yksiköihin (kuvat 6a ja 6b) keskikuljet-timen ollessa koneellisesti vedetty ja muiden vedon tapahtuessa siitä kuulanivelakseleilla 5a, joita puolestaan vedetään kuten kuvasta 1 nähdään, akseleista 5b, jotka ovat koneen neljällä sivulla ja jotka on yhdistety toisiinsa kar-tiohammaspyörälaatikoilla 5c ja joita vetää yhteinen moottori 5d. Lähellä huippua kuljettimet irtoavat harkosta tietyssä kulmassa kannatusketjujen kulkiessa ohjauspyörien yli molemmilla sivuilla (ei esitetty). Tämä takaa, että puikot poistuvat harkosta siististi kiskomatta muovikudosta irti siitä.

1X 8241 5

Kuvassa 6b esitetystä modifioidusta kuljetinkaaviosta nähdään, kuinka kuljettimet voidaan järjestää siten, että kunkin ryhmän ulommat kuljettimet kääntyvät ulospäin saranoilla varustetuilla kiinnikkeillä (joita itseään ei ole esitetty), jotka on tuettu kehysosiin 5e, 5f (kuva 1} suorakulmaisen ulkomuodon saamiseksi. Kehysosat 5f on edelleen asennettu siirtymään sivusuunnassa (kuva 6b) harkon koon vaihtelemiseksi suorakulmaisessa ulkomuodossa.

Seinämäosissa 3 oleva lämmitys on aikaansaatu johtavalla, nokitäytteisellä polymeerikalvolla syöttämällä siihen sähköä ja eristävällä vahvikkeella, jota ei ole esitetty yksityiskohtaisesti. Paisutettua lämmönkestoista polyuretaania oleva lämpöeristyslaatta ympäröi kalvon muodostamaa lämmitysele-menttiä ja koneen toimiessa se sallii tehokkaan kovettamisen suhteellisen lyhyellä matkalla paisutuskammion ja piikeillä varustettujen kuljettimien alun välillä. Esimerkiksi poly-uretaanivaahto voi sitten ottaa kuljettimen puikot vastaan ilman vaaraa, että ne leikkautuisivat materiaalikappaleen läpi, jolloin veto pienenisi ja harkon pinta vaurioituisi.

Paisutuskammion alapuolella ovat syöttörullat 7, 8 suurti-heyksiselle polyeteenikalvolle, joka soveltuu käyttölämpötiloihin 100-120°C, joille se saatetaan alttiiksi vaahdon muodostuksen ja kovetuksen aikana vaaditun lujuuden häviämättä. Rullilta 7, 8 johdetut polyeteenikudokset 10 tulevat puristustelojen 11 kosketuskohtaan, johon tulee myös liima-teippi keloilta, joista yksi 9 on esitetty. Läsnä on myös, vaikkei niitä ole esitetty, taitto-ohjaimet, jotka kääntävät yli taitokset, yhden toisen kudoksen toisesta päästä ja toisen kudoksen toisesta päästä niin, että teippi syötetään limittymään toisen kudoksen taitoksesta toisen kudoksen taittamattomaan pintaan. Kun muodostettu putkimainen kudos avautuu muodostettaessa paisutuskammio, tämä tuottaa liitoksen, jossa teippi on leikkausvoimien alainen, eikä pyri avautumaan kuoriutumalla.

i2 8241 5

Muodon antaminen paisutuskammiolle, mikä auttaa kudoksen luonnollista pyrkimystä omaksua putkimainen muoto materiaalin paisuessa sen sisällä, saavutetaan ohjaimilla, joille useat eri muodot ovat mahdollisia. Esimerkiksi kuvissa 2 ja 3 esitetään yksinkertaisia tukiteloja 12 ja sähkökäyttöisiä teloja 14, joilla jälkimmäisillä on kumipinta, joka antaa vetävän kitkakosketuksen kudokseen. Puristustelojen 11 ja sähkökäyttöisten ohjaustelojen 14 välillä ovat kiinteät ohjaimet 15, joiden yli kudos liukuu ja jotka estävät kudoksen epämieluisan laajenemisen ko. kohdassa. Vaihtoehtona olisi pari hihnakul-jettimia, joilla on hyvin lyhyt kulkumatka verrattuna niiden leveyteen, joko ohjaustelojen 14 ja kiinteiden ohjaimien 15 paikalla tai korvaamassa sekä nämä että puristustelat 11 ja suorittamassa samaa tehtävää kuin nämä. Kuvasta 3 voidaan havaita, kuinka putkimainen kudos avautuu poikkisuunnassa antaen tasaisesti kaareutuvan paisutuskammion, puristustelojen 11 ja sähkökäyttöisten telojen 14 syöttönopeuden ollessa sovitettu kuljettimen muodostetulle vaahdolle antamaan nopeuteen niin, ettei kudos ole jännityksen alaisena. Kudoksella ei näin ollen ole taipumusta kaventua enempää paisutuskammion sivujen vapaassa osassa kuin vastaanottoreitin alaosassakaan sylinteri-mäisen seinämän sisällä, jossa vaahto, vaikka onkin muodostunut, ; on vielä hyvin heikko. Puristustelojen ja telojen 14 tarkkaa nopeutta kuljettimen nopeuteen nähden säädetään riippumatta kuljettimesta pienen, muttei mitättömän, esimerkiksi korkein-· taan 10 %:n venymisen sallimiseksi kudoksessa.

Puristusteloihin nähden pituussuuntaisessa tasossa, kuten kuvassa 2 nähdään (jossa kudoksen syöttö alhaalta on tietysti selvyyden vuoksi jätetty pois) voidaan havaita, kuinka kudos kulkee sisään puristustelojen poistopuolelta ohjausteloille 12 ja niistä sylinterimäisen vastaanottoreitin sisään. Mitään * materiaaliylimäärää, jollaista tarvitaan laajentuneen paisu in iskammiomuodon muodostamiseen toisessa tasossa, ei ole ja tästä johtuen kudoksen hallinta on helppoa. Muoto näkyy kuvasta 4, jossa puristuskohta nähdään kohdassa 16 ja muutos litteäs- : tä muodosta syötössä muodostuvaan sylinterimäiseen muotoon i3 8241 5 kudoksen sisällä näkyy hyvin. Kuvassa 10b esitetään syöttö-putken 17 sisääntulotapa telojen ollessa uritetut, kuten kohdassa 18 putken läpikulun sallimiseksi. Vaadituilla pienillä syöttönopeuksilla reagenssin syöttöputkien sulkeminen puristuskohdassa on tyydyttävä, jos puristustelojen pinnat ovat joustavat, esimerkiksi kumiseosta, joiden on toivottavaa joka tapauksessa antaa täydellinen kitkaliitos kudoksen kanssa sen syöttämiseksi hallitulla tavalla.

Kuvassa 9b esitetään kehittyneempi muunnos kudoksen ohjaimista pyöröharkkokoneessa. Syöttöteloja 11 käytetään kuten edellä. Sivuilla laajenemista hillitsevät sähkökäyttöiset hihnat 19, jotka antavat kudosmateriaalille kitkavedon samalla, kun ne säätävät sitä, paisuvan vaahdon läsnäolon pitäessä materiaalin hihnoja vasten, vaikka imua voidaan vaadittaessa käyttää niinikään. Lähellä syöttötelojen päitä ovat pienet tukitelat 20b ja kiinteät ohjaimet 20a. Lopuksi kiinteät kaarevat ohjaimet 20c pakottavat ja ohjaavat kudosta, ennen kuin se tulee lämmitettyyn osaan 3. Muodostettu paisumiskammio on merkitty numerolla 1 ja muut kuvassa näkyvät kudoksen osat numerolla 10.

Kuva 7 esittää suorakulmaiselle harkolle tarkoitettua konetta samanlaisena kuvantona kuin kuva 4 ja kuvat 8 ja 9a vastaavat Selmassa järjestyksessä kuvien 2 ja 3 pohjaosaa. Tässä toteutusmuodossa kuten edellä lukuunottamatta vaihtokelpoista pohjaosaa muoto-ohjaimet ovat hihnakuljettimien pareja 19, 19 ja 20, 20, jotka ohjaavat kudoksen vaadittuun muotoon. Molemmat parit on asennettu sijaitsemaan esitetyllä tavalla tai vaihtoehtoisesti kallistumaan ulospäin ylhäältä, jolloin niiden vaikutus on olennaisesti kuvan 4 telojen.

Kone kykenee tällöin tuottamaan joko suorakulmaisen tai pyöreän harkon. On huomattava, että suorakulmaisten harkkojen muodostuksessa vaaditaan täysimuotoista ohjausta, kun taas pyöreillä harkoilla kudos pyrkii vaadittuun muotoon. Kaikissa tapauksissa paljaan, tukemattoman kudoksen suuret alueet eivät ole toivottavia, koska ne pyrkivät pullistumaan, jos kudos venyy tai syöttöä on vähänkin ylimäärin. Kudos voidaan syöttää koneeseen, erityisesti kun se on suunniteltu suora- i4 8241 5 kulmaisen muotoista harkkoa varten, lukuisina erillisinä osina, esimerkiksi neljänä eikä kahtena kuten aikaisemmin kuvattiin, jotta olisi helppoa saavuttaa riittävä ympärysmitta. Edelleen syöttötelojen 11 liiallisen pituuden välttämiseksi kudokset voidaan syöttää laskostettuna. Esimerkiksi kaksi kudosta voidaan syöttää litteänä ja kaksi muuta syötetään syöttötelojen päistä laskostettuna, esim. taitettuna muotoon, jolla on jonkin verran avattuna kirjaimen W muoto keskipiikin muodostaessa laskoksen (joka osoittaa muodostettavan putken sisälle). Laskostetut kudokset voivat sijaita reunoistaan kahden litistetyn kudoksen sisäpuolella ja ne voidaan liittää näihin liimateipillä edellä kuvatulla tavalla. Laskostusta käytettäessä kudosten lukumäärä voi vaihdella, ja litistetty putki voidaan laskostuksen estämättä viiltää auki ja sulkea sen jälkeen uudelleen. Haluttaessa sitä voidaan käyttää pyöreän harkon valmistuksessa, jossa hyvin lyhyet syöttötelat ovat mahdollisia, jopa harkon halkaisijaa lyhyemmät. (Vaadittu lopullinen ympärysmitta on nd, jossa d on harkon halkaisija ja puristusteloihin, joilla on sama pituus kuin harkon halkaisija, voi mahtua kudoksia, jotka antava ympärysmitaksi jopa 4d, jos käytetään kahta laskosta, jotka ulottuvat telojen keskelle.)

Vaihtoehtona laskostukselle, mikäli ongelmana on käytettävissä oleva kudoksen leveys eikä rullan pituus, kaksi litteää kudosta voidaan syöttää kuten edellä pituussuuntaan taitettujen kudosten (jotka muodostavat V-kuvion, jos niitä avataan jonkin verran, V-kirjaimen kärjen (tyvi) osoittaessa ulospäin muodostettavasta putkesta) ollessa litteiden kudosten välissä kummallakin puolella ja kiinnitetty niihin kuten edellä. Näitä mahdollisuuksia ei ole esitetty piirroksissa, mutta niiden sijoitus on helposti arvioitavissa.

Lämmitys 50 tai 100 W/m^:n teholla sylinterimäisessä osassa 3 tuettuna takaa sen, että 5 cm paksulla jäykällä polyure-taanieristeellä harkkoon tuotetaan yhtenäinen kovetus. Suur-tiheyksinen polyeteenikudos säilyttää lujuutensa tyydyttävästi saavutetuissa lämpötiloissa.

is 8241 5

Kuvien 10a ja 10b luonnokset esittävät samanlaisia puristuste-loja 11 kuin edellä ja reagenssin syöttöputkea 17. Kuvassa 10a esitetään muoviletkun laskostettua pakkausta 21, josta materiaalia vedetään kohdassa 22 telojen 23 läpi, jotka levittävät sen litteään muotoon, jota vaaditaan puristustelojen sisääntuloa varten. Kuvassa 10b litteäksi levitetty letku, joka on halkaistu toiselta puolelta veitsellä (ei esitetty), ottaa vastaan syöttöputken 17 ja suljetaan sitten uudelleen kelalta 24 tulevalla teipillä, joka vedetään ohjaimen 25 ohi. Muuten rakenne on sama kuin edellä. (Puristusteloista esiintuleva putkimainen kudos on kuvassa 10b jätetty selvyyden vuoksi pois.)

Kaksi esimerkkiä koneiden käytöstä on hahmoteltu alle:

Esimerkki 1 Tässä esimerkissä valmistetaan joustava polyeetterivaahto, 3 jonka paino on 22 kg/m . Kokoonpano on seuraava:

Paino-osaa

Polyeetteripolyoli, molekyylipaino 3500, hydroksyyliluku 48 100

Vesi 4,3

Pinta-aktiivinen silikoni 0,9

Amiini-katalyytti - Dabco 33LV:

Niax Ai (kauppanimi) painosuhde 3:1 0,2-0,35

Tinakatalyytti-stanno-oktoaatti 0,28

Trikloorifluorimetaani - Arcton 11 1,5

Tolueenidi-isosyanaatti (80:20 TDA) 53,6

Yllä oleva syötetään tavanomaisilla linjoilla ja sekoituspääl-lä ja saadaan harkko, jolla on seuraavat ominaisuudet:

Valmiin harkon halkaisija 1,2 m 2

Poikkipinta-ala 1,13 m - 3

Paisutuskammion tilavuus 0,85 m

Vaahdon kohoamisaika (kulunut aika vaahdon sisääntulosta puristuskohtaan täyteen paisumiseen suunnilleen kohdassa, jossa sylinterimäi-nen osa 3 alkaa) 110 s ___ - T“ ΐ6 8241 5

O

Valmiin vaahdon tiheys 22 kg/m 3

Materiaalin keskitiheys paisutuskammiossa 44 kg/m

Vaahdon massa paisutuskammiossa 37,4 kg

^ “7 A

Vaahdon nettotuotanto = jJq- x 60 20,4 kg/min

Nopeus pystysuunnassa = - 0,82 m/min 22 x 1,13

Muodostuu vaahto, jolla on normaalit ominaisuudet.

Esimerkki 2

Erittäin kimmoisan, joustavan polyuretaanivaahdon valmistaminen suorakulmaisen harkon muodossa(HR 30).

Käytetään tavanomaista HR-polyuretaaniseosta ja saadaan onnistunut vaahto, esimerkkiä 1 vastaavien laskelmien ollessa seu-raavat:

Poikkileikkaus 1,8 x 1 m 2

Poikkipinta-ala 1,8 m

Paisutusvyöhykkeen tilavuus 1,0 m^

Kohoamisaika 110 s

• * · O

:.· Valmiin vaahdon tiheys 31 kg/m -·- 3

Arvioitu keskitiheys paisutuskammiossa 62 kg/m

Vaahdon massa paisutuskammiossa 62 kg “ *. 6 2

Nettotuotanto -- 33,8 kg/min 110 x 60 * : Nopeus pystysuunnassa = 33— 0,61 m/min 31 X l,o Käytössä kaikki koneet osoittavat haluttuja ominaispiirteitä.

i) Nestemäisten reagenssien syöttö.

ii) Kalvo/kudosten tarkka syötön valvonta teloilla/kuljettimilla.

iii) Tarkka vaahtoharkon nopeuden säätö ylöspäin piikeillä va- • : rustetuilla kuljettimilla.

--· iv) Paisutuskammion muodon tarkka säätö teloilla/kiinteillä '' pinnoilla/kuljettimilla ja erityisesti niiden kitka/adheesio- kosketuksen säätö kudoksen kanssa, mikä takaa, että paisutus- i7 8241 5 kammion muodon antaminen tapahtuu pakotetusta eikä yksinkertaisesti hydrostaattisen paineen avulla.

v) Vaaditun poikkileikkauksen saavuttaminen vaahdon ollessa yhä juoksevaa vahingoittamatta kehittynyttä tartuntaraken-netta.

Claims (14)

1. Menetelmä vaahdotetun materiaalin jatkuvaksi valmistamiseksi , jossa vaahdon muodostavia materiaaleja syötetään alhaalta päin säädetyllä nopeudella ja muodostunutta vaah-toutunutta materiaalia vedetään pois ylhäältä päin vastaavalla nopeudella, vaahtoaminen tapahtuu laajenevassa paisu-tuskammiossa (1), jota rajoittaa liikkuva kalvomateriaali (10) , joka noudattaa laajenevaa kulkureittiä ja joka vedetään pois ylhäältä niin, että se kulkee vaahtoavan materiaalin kanssa ylöspäin suuntautuvaa vastaanottoreittiä nopeudella, joka vastaa sen kulkunopeutta, ja kammiota rajoittaa ylhäältä jo paisunut vaahto, sivuilla sanottu kalvomateriaali ja alhaalla syöttövyöhyke, joka on suljettu pitämään sisällään vaahdon muodostavat materiaalit, tunnettu siitä, että paisutuskammio (1) ja edullisesti myös syöttövyöhyke on muodostettu joustavasta putkimaisesta kudoksesta, joka muodostaa kalvomateriaalin (10), jota syötetään litistetyssä muodossa vaahdon muodostavien materiaalien kanssa, jotka tulevat putken sisäpuolelle, ja vedetään sitten pois nopeudella, joka on sovitettu syöttönopeuteen, ja sitä ohjataan ulkoapäin niin, että se omaksuu ennalta määrätyn avoimen poikkileikkauksen, kun vaahdon muodostavat materiaalit paisuvat sen sisällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkimainen kudos on muovia, jota syötetään litteäksi painettuna putkena, joka on halkaistu vaahdon muodostavien materiaalien syötön päästämiseksi sisään ja suljetaan uudelleen sen jälkeen, tai laskostetusta pakkauksesta (21) syötön kulkiessa pakkauksen keskustan läpi, tai erillisinä kudoksina (10), joiden välissä syöttö kulkee ja jotka kiinnitetään sitten yhteen reunoista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, . . tunnettu siitä, että putkimainen kudos syötetään teloilla (11) tai vastakkaisilla kuljettimilla syöttövyöhykkeen ja paisutuskammion (1) alimmasta kohdasta. i9 8241 5

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanotuilla teloilla (11) tai kuljettimilla on kimmoisa pinta, joka on uritettu (18) tai muulla tavoin muotoiltu niin, että se sallii vaahdon muodostavien materiaalien yhden tai useamman syötön (17) läpikulun.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjaimet (14, 19, 20) auttavat putkimaista kudosta (10) laajenemaan kokoon-painetusta syöttötilasta paisumiskammion (1) muodostamiseksi, jotka ohjaimet ovat sähkökäyttöisiä teloja (14) tai hihnoja (19, 20), jotka liikuttavat kudosta kitkavedolla.

6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että piikeillä varustetut kuljettimet (4) on sijoitettu yhteen tai useampaan kohtaan vastaanottoreitin (2) sivuille ja ne liittyvät vaahdotettuun materiaaliin läpäisemällä kudoksen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuljettimet (4) ovat yhdensuuntaisia vastaanottoreitin (2) akselin kanssa suurimmalta osalta niiden pituutta, mutta poikkeavat siitä pienessä kulmassa pituutensa loppuosalta sallien piikkien helpon poistamisen kudoksesta.

8. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitetyt pinnat (3) levitetään vaahtokappaleen pinnalle sen paisuttua täysin lämpöhäviön estämiseksi kappaleesta ja näin ollen nopean pintakovettumisen varmistamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu lämmitys suoritetaan pienitehoisilla sähkökalvolämmittimillä, jotka on takaa tuettu lämpöeristeellä.

10. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu putkimainen 20 8241 5 kudos on alussa laskostetussa muodossa, sanottujen laskosten avautuessa, kun vaahdon muodostavat materiaalit paisuvat kudoksen sisällä.

11. Kone vaahdotetun materiaalin jatkuvaa tuotantoa varten, joka käsittää välineen (17) vaahdon muodostavien materiaalien syöttämiseksi alhaalta säädetyllä nopeudella, vastaanottovälineen (4) muodostetun vaahdotetun materiaalin vetämiseksi pois ylhäältä vastaavalla nopeudella, välineen, joka muodostaa laajenevan paisutuskammion (1), jota rajoittaa liikkuva kalvomateriaali (10), joka on pakotettu noudattamaan laajenevaa kulkureittiä ja jota vedetään pois ylhäältä niin, että se kulkee vaahtoavan materiaalin kanssa ylöspäin suuntautuvaa vastaanottoreittiä (2) nopeudella, joka vastaa sen kulkunopeutta, jossa laajenevassa paisu-tuskammiossa vaahtoaminen tapahtuu, jota kammiota rajoittaa ylhäältä jo paisutettu vaahto, sivuilta sanottu kalvomateriaali ja alhaalta syöttövyöhyke, joka on suljettu pitämään sisällään vaahdon muodostavat materiaalit, tunnettu siitä, että paisutuskammio (1) ja edullisesti syöttövyöhyke on muodostettu joustavasta putkimaisesta kudoksesta, joka muodostaa kalvomateriaalin (10), jota syötetään litistetyssä muodossa vaahdon muodostavien materiaalien kulkiessa putken sisäpuolelle, ja vedetään sitten pois nopeudella, joka on sovitettu syötön nopeuteen, ja jota ohjataan ulkoapäin omaksumaan ennalta määrätty avoin poikkileikkaus, kun vaahdon muodostavat materiaalit paisuvat sen sisällä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kone, tunnettu siitä, että siinä on paisutuskammion (1) ohjaimien (14, 15, 19, 20) ja kudoksen (10) syöttövälineen (11) sarjat asennettu keskenään vaihdettavina yksikköinä poikkileikkaukseltaan erilaisten vaahdotetun materiaalin harkkojen tuottamiseksi.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen kone, tunnettu siitä, että useat kuljettimet (4) ympäröivät vastaanotto-reittiä (2) ja on asennettu liikkumaan sisään- ja ulospäin li 2i 8241 5 reitin keskiviivan suhteen tuotetun vaahdotetun materiaalin poikkileikkauksen vaihtelemiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen kone, tunnettu siitä, että kuljettimet (4) on ryhmissä saranoitu tai muulla tavoin kiinnitetty toinen toiseensa ryhmän sisällä kaarimai-sen sijoituksen omaksumiseksi pyöreän vaahtoharkon tuotantoa varten tai lineaarisen sijoituksen omaksumiseksi suorakulmaisen vaahtoharkon tuotantoa varten.