KR101963461B1 - 발포 성형물의 제조 방법 - Google Patents

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라인하르트 알베르스
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바이엘 인텔렉쳐 프로퍼티 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 주형 (1)을 제공하는 단계 및 발포체-형성 반응 혼합물 (6)을 상기 주형 (1)에 도입하는 단계를 포함하되, 여기서 발포체-형성 반응 혼합물 (6)을 일정한 주입 압력 하에 및 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 상기 주형 (1)에 도입하는, 발포 성형물의 제조 방법에 관한 것이다. 발포체-형성 반응 혼합물의 도입 양은 반응 혼합물에 작동하는 펌프 모터의 출력을 달리함으로써 시간 경과에 따라 변하게 된다.

Description

발포 성형물의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING FOAMED MOLDINGS}
본 발명은 주형을 제조하는 단계 및 발포체-형성 반응 혼합물을 상기 주형에 도입하는 단계를 포함하는, 발포 성형물의 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 폴리우레탄 발포체로 단열되는 공동은 금속 패널 또는 단열 패널의 경우에서와 같이 연속적으로 단열되거나, 또는 예를 들면 냉각 기기, 파이프 또는 불연속 패널에서와 같이 불연속적으로 단열된다. 이들 방법에서는, 폴리우레탄 발포체 구조의 요건, 반응도 프로파일 및 혼합 요건을 충족시키기 위해, 특정 용도에 따라 소정 범위 내에 있어야 하는 단열 재료의 일정한 배출량을 사용한다.
냉각 기기용 단열재를 제조하기 위한 통상적인 방법의 예는, 상기 기기가 그 뒤에 놓여 압축기 스테이지 또는 상부 구역에서부터 충전되는 하향 자세 충전법이다. 더 개발된 통상적인 방법의 또 다른 예는 반응 혼합물이 아래로부터 주형에 도입되어 주형의 기준선 위까지 퍼져 나갈 수 있는 "상부 유동" 방법이다.
단위 시간 당 주입되는 물질의 일정량을 사용하고, 반응하여 폴리우레탄 발포체를 형성하는 혼합물을 비교적 제한된 구역에서 적용한다. 그러나, 특히 발포체-충전될 공동이 복잡한 기하구조를 가진 경우, 이는 덜 유리한 반응 혼합물 예비분포의 단점을 갖게 된다.
DE 10 2008 040 598 A1에서는, 특히 가정용 냉각 기기 하우징에서, 중공 본체의 주입구에 주입 노즐을 설치하는 단계, 주입 노즐의 보조 하에 발포체 형성제를 중공 본체에 주입하는 단계 및 주입된 발포체 형성제를 팽창시키는 단계를 포함하는, 중공 본체의 발포체 충전 방법을 개시한다. 여기서, 주입 작업 동안 주입 노즐로부터 중공 본체의 내벽 상의 충격점까지 발포체 형성제가 이동한 거리는 줄어든다.
발포체 형성제가 이동한 거리를 달리하는 한 방법은 주입 작업 동안 성형물의 주입 노즐 방향을 바꾸는 것이다. 그러나, DE 10 2008 040 598 A1에 따르면, 주입 노즐에서의 전달률을 감소시켜 발포체 재료에 대한 제트 에너지를 줄임으로써 발포체 형성제가 이동한 거리를 줄이는 것이 바람직하다. 이것은 가변적인 애퍼쳐 단면적을 가진 노즐에 의해 달성될 수 있다고 알려져 있다.
그러나, 이 방법의 한 가지 단점은 특별한 노즐이 요구된다는 것이다. 이는 현존 설비에서 전환 비용 및 다운타임의 기간을 야기한다.
따라서 본 발명은 선행 기술의 상기 단점을 극복한 발포 성형물의 제조 방법을 제공하려는 것 자체를 목적으로 한다. 특히, 더 균일한 발포체 밀도 분포가 발포체-충전될 중공 본체에 나타나고 그의 애퍼쳐 단면적의 관점에서 가변적이어서는 안 되는 주입 노즐을 사용하여 수행될 수 있는 이러한 방법을 제공하려는 것 자체를 목적으로 한다.
상기 목적은, 하기 단계:
A) 주형을 제공하는 단계 및
B) 발포체-형성 반응 혼합물을 상기 주형에 도입하는 단계를 포함하되,
단계 B)에서 발포체-형성 반응 혼합물을 일정한 주입 압력 하에 그리고 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 상기 주형에 도입하고,
여기서 발포체-형성 반응 혼합물의 도입 양이 반응 혼합물에 작동하는 펌프 모터의 출력을 달리함으로써 시간 경과에 따라 변한다는 사실을 특징으로 하는, 발포 성형물의 제조 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 특히, 중공 본체의 기하구조가 반응 시스템의 유동 특성에 특별한 요구를 둔 중공 본체에 적합하다. 이들에는 특히 연신된 기하구조, 높은 세장비, 얇고 좁은 중공 본체 챔버와 반응 혼합물의 주입점에서부터 충전될 중공 본체의 유동 경로의 말단까지의 긴 거리를 가진 기하구조가 포함된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 (A)에서 제공되는 주형은 폐쇄 또는 개방 주형을 포함할 수 있다. 여기서 "개방"은 둘 이상의 측벽이 존재함을 의미한다. 수득된 발포체는 주형으로부터 제거될 수 있거나 또는 그의 최종 목적을 위해 주형에 남을 수도 있다. 냉각 기기의 내장 단열재가 제조되는 주형은 본 발명에 따르면 특히 적합하다. 주형으로 도입된 반응 혼합물이 그 기준선 위까지 퍼져 나갈 수 있도록 주형을 바람직하게 배열한다.
발포체-형성 반응 혼합물은, 변경의 경우 일정 압력 주입기 및 임의로 동적 스로틀을 사용하여 변경된, 종래의 고압 혼합기를 사용하여 단계 (B)에서 제조되어 배출 관에 의해 주형으로 도입될 수 있다. 주형 당 하나의 배출 관 또는 다수의 배출 관을 사용할 수 있다. 발포화 완료 후, 반응 혼합물은 경화된다.
또한 본 발명에 따른 방법에서, 발포체-형성 반응 혼합물을 일정한 주입 압력 하에 주형에 도입한다. 본원에서 용어 "일정한"에는 기술적으로 불가피한 변동이 포함된다. 특히, 평균 근방 ± 15%의 변동이 포함된다. 특히 발열 반응의 경우, 반응 혼합물의 우수한 혼합을 수행할 수 있다는 것이 일정한 주입 압력의 이점이다. 일정한 압력으로 인해 역시 일정한 반응 시스템으로의 에너지의 투입은 반응 속도론 및 또한 그에 따른 혼합 품질에 유리한 영향을 미친다.
바람직하게, 발포체-형성 반응 혼합물은 혼합 헤드에서 다수의 성분을 혼합하여 수득되고 그 후 즉시 주형으로 도입된다. 여기서 혼합 헤드의 출구 애퍼쳐는 동시에 배출 관을 나타내는데, 이것을 사용하여 혼합물이 주형에 도입된다.
발포체-형성 반응 혼합물이 혼합 헤드에서 다수의 성분을 혼합하여 수득되고 혼합 헤드가 하나 이상의 주입 노즐을 포함하는 경우, 본 발명에 따른 방법에서 일정하게 유지되는 압력은 주입 노즐에 가해진 압력이다.
폴리우레탄 공정에서는 액체 반응 성분의 혼합을 혼합 헤드에서 수행하는데 고압 및 저압 혼합 사이에 차이가 있다. 방법을 설명하는데 바람직하게 사용되는 고압 혼합 방법에서는, 펌프에 의해 생성되는 반응 성분의 압력 에너지가 노즐에 의해 운동 에너지로 전환된다. 성분을 혼합 헤드에 위치한 비교적 작은 혼합 챔버로 주입함으로써, 운동 에너지가 공간상 집중되어 반응 성분을 혼합하는데 사용된다. 통상적인 주입 압력은 120 내지 170 bar로서, 재료 밀도에 따라 약 140 내지 180 m/s의 유속이 달성되게 한다.
단위 시간 당 배출량을 달리하는 것과 관련된 압력 변화는 일정 압력 주입기에 의해 계측될 수 있다. 적합한 노즐의 예로는 용수철이 든 일정 압력 주입기, 또는 공압 (가스 스프링) 또는 유압 제어형 일정 압력 주입기가 있다.
발포체-형성 반응 혼합물을 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 주형에 도입한다는 사실은 예를 들어 초 당 그램으로 표현될 수 있는 주형으로의 반응 혼합물의 물질 유동이 가변적임을 의미한다. 시간 경과에 따른 변화는 선형일 수 있거나 다른 시간 규칙을 따를 수 있다.
주형으로의 반응 혼합물의 도입은 반응 혼합물에 작동하는 펌프 모터의 출력에 의해 제어된다. 이것에는 운반될 발포체-형성 반응 혼합물의 다수의 성분이 있는 곳에서 다수의 모터가 영향을 주는 경우가 당연히 포함된다. 투입 프로파일은 각 주형에 대해 개별적으로 조정될 수 있다.
시간 경과에 따라 일정한 주형으로의 반응 혼합물의 도입에 있어서, 비유적으로 말하면 주형의 기준선 위까지 수평으로 주입된 반응 혼합물의 타원-형 분포가 얻어진다. 한편, 본 발명에 따라 배출 성능이 시간 경과에 따라 변하는 경우, 반응 혼합물은 길쭉한 스트립의 형태로 수득된다.
따라서 더 좋은 예비분포를 갖는 팽창된 반응 혼합물은 주형을 충전하기 위해 더 짧은 경로를 갖는다. 유동 경로의 단축은 재료 절약과 더 등방성이거나 더 균일한 발포체 구조에 이르게 한다. 한편, 더 균일한 부피 밀도 분포는 마무리처리된 발포체에서 얻어질 수 있다. 전단 손실이 최소화되기 때문에, 발포체의 강도 특성이 또한 개선된다. 가능한 가장 짧은 유동 경로에 적합한 발포체 시스템을 사용할 수 있다. 이들은 또한 "고속 시스템"으로 지칭된다.
본 발명에 따른 방법에서, 애퍼쳐 단면적이 혼합물의 배출과 관련해서 가변적이지 않은 혼합 헤드 또는 주입 노즐을 사용하여 반응 혼합물을 주형에 도입할 수 있다.
바람직하게 발포체-형성 반응 혼합물은, 폴리우레탄 발포체를 수득하기 위해 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 포함한다. 발포체가 개방 셀 또는 폐쇄 셀일 수 있다. 이는 또한 반응 혼합물이 혼합 동안 우세한 온도에서, 예를 들어 300 mPas 이상 2000 mPas 이하의 낮은 초기 점도를 갖는다면 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시양태를 하기에 기재하였고, 문맥으로부터 분명히 반대로 추론할 수 없는 한, 상기 실시양태들을 서로 마음대로 조합할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 한 실시양태에서, 펌프 모터의 출력은 주파수 인버터를 사용하여 모터의 속도를 달리함으로써 달라진다. 이것은 모터 또는 모터들의 프로그램 가능 논리 제어기 (PLC)에 의해 쉽게 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 발포체-형성 반응 혼합물은 제1 및 제2 반응 성분의 반응으로부터 수득되고 제1 및 제2 반응 성분은 각각 일정 압력 주입기에 의해 혼합 챔버에 도입된다. 적합한 노즐의 예로는 용수철이 든 일정 압력 주입기, 또는 공압 (가스 스프링) 또는 유압 제어형 일정 압력 주입기가 있다. 혼합 챔버로부터, 반응 혼합물이 이와 같이 주형에 도입될 수 있다. 이 방법의 이점은 두 성분의 일정한 혼합 품질에 있다. 이미 상기에 언급된 바와 같이, 두 성분은 구체적으로 폴리올 시스템 및 폴리이소시아네이트이다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 발포체-형성 반응 혼합물은 경질 폴리우레탄 발포체가 수득되도록 선택된다. 용어 "경질 폴리우레탄 발포체"에는 폴리우레탄/폴리이소시아누레이트 경질 발포체가 포함된다. 우레탄 및/또는 이소시아누레이트 기를 포함한 경질 발포체의 제조의 경우, 출발 성분으로서 특히 다음을 사용할 수 있다:
a) 지방족, 지환족, 아르지방족, 방향족 및 헤테로고리 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI) 또는 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 (중합체성 MDI), 카르보디이미드 기, 우레탄 기, 알로파네이트 기, 이소시아누레이트 기, 우레아 기 또는 뷰렛 기를 갖는 폴리이소시아네이트, 특히 바람직하게는 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 기재 화합물, 및
b) 400 g/mol 내지 10000 g/mol 범위의 분자량을 가진 둘 이상의 이소시아네이트-반응성 수소 원자를 갖는 화합물, 예를 들어 아미노 기, 티올 기, 히드록실 기 또는 카르복실 기를 갖는 화합물. 본원에서 바람직한 것은 아미노 기 상에서 1급 히드록실 기로 시작된 폴리에틸렌 글리콜이다.
발포체는 종래의 보조 물질 및 첨가제, 예컨대 촉매, 발포제, 가교제, 난연제, 발포 안정화제, 유동 촉진제 및/또는 억제제를 사용하여 제조될 수 있다.
발포체-형성 반응 혼합물은 바람직하게 15 s 이상 50 s 이하의 경화 시간을 갖는다. 이것은 또한 20 s 이상 40 s 이하일 수 있다. 경화 시간은 일반적으로 특정 시간으로서, 그 시간 후에, 예를 들어 폴리올과 폴리이소시아네이트 사이의 다중 첨가 동안, 이론상 무한히 긴 중합체가 형성된다. 경화 시간은, 얇은 나무로 된 스틱을 발포화 반응 혼합물에 짧은 간격으로 담금으로써 실험적으로 결정될 수 있다. 성분의 혼합에서부터 스틱을 빼냈을 때 스레드가 스틱에 매달려 남아 있는 시간까지의 기간이 경화 시간이다. 언급한 경화 시간은, 본 발명에 따른 방법과 결합하여 주형을 신속하게 그리고 완전히 충전시킬 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 발포체-형성 반응 혼합물을 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 주형에 도입하는 동안의 시간 기간은 1 s 이상 20 s 이하이다. 이 시간 기간은 또한 5 s 이상 10 s 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 단계 B)에서 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률은 0.5 m/s 이상 6 m/s 이하이다. 이 값은 바람직하게는 1 m/s 이상 5 m/s 이하의 범위이다.
반응 혼합물이 출구 세정 피스톤 또는 램에 의해 세정될 수 있는 혼합 헤드로부터 배출되는 경우, 혼합 헤드로부터의 전달률이 램에서 측정된다면 유용하다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률은 단계 B)에서 시간 경과에 따라 감소한다. 이 방법은, 예를 들어 냉장고의 단열 요소용 하우징에서 직면하게 되는, 길고 가느다란 기하구조의 주형인 경우에 추천된다. 충전될 용적이 주형의 전체 기저 면적에 걸쳐 균일하게 분포된 경우 감소하는 투입량이 또한 적절하다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률은 단계 B)에서 시간 경과에 따라 증가한다. 이는 짧고 작은 기하구조의 주형에서 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 단계 B) 전 및/또는 후 발포체-형성 반응 혼합물을 시간 경과에 따라 일정한 전달률로 주형에 도입한다. 이 방식으로, 램프 정량적 분포를 상기 주형에서 달성할 수 있다. 이는 주형의 수미에서 높은-부피 면적에서 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 발포체-형성 반응 혼합물을 단계 B)에서 수평 방향으로 주형에 도입한다. 바람직하게는, 반응 혼합물을 주형의 기준선 약 2 ㎜ 내지 50 ㎜ 위에 도입한다. 수평 적용을 이용한 경우, 반응 혼합물은 특히 균일하게 분포될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 단면에서 본 주형은 수평 배열 기저 용적 및 상기 기저 용적과 연통되는 수직 배열 용적을 갖는다. 이 방식으로, 냉장고용 필수 단열 요소를 제조할 수 있다. 주형을 반응 혼합물로 충전한 경우, 이는 먼저 기저 용적에서 분포된 후, 발포하는 동안, 수직 용적으로 올라간다. 이들 용적 또는 채널은 또한 주형의 전체 길이 또는 폭에 이르는 크기를 가질 수 있다. 두께의 예는 20 ㎜ 내지 200 ㎜이고, 또한 단면적 두께를 달리할 수 있는 삽입된 선, 채널, 패널 및 관이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 주형은 그 안에 배열된 외부 덕트 및 내부 덕트를 포함하고, 발포체-형성 반응 혼합물이 내부 덕트와 외부 덕트 사이에 도입된다. 결과적으로, 단열 덕트가 수득될 수 있다. 이 경우, 내부 덕트는 원하는 물질을 수송하고 외부 덕트는 보호 재킷으로서 기능한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 주형은 이격된 두 개의 편평 요소를 포함하고 발포체-형성 반응 혼합물이 이들 편평 요소들 사이에 도입된다. 이 방식으로, 단열 및 화재 방지 목적에 필요한 불연속 패널이 제조될 수 있다. 바람직하게, 하나 또는 두 개의 편평 요소는 금속으로 제조된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시양태에서, 발포체-형성 반응 혼합물이 혼합 챔버를 갖는 혼합 헤드를 통해 도입되고, 또한 혼합 챔버의 유출 단면이 도입 동안에 달라진다. 이는 혼합 헤드의 적합한 변경 및 제어 프로그램으로의 통합에 의해 달성될 수 있다.
이 방식으로, 용융물 처리량을 달리하면서 반응 혼합물의 혼합 품질을 일정하게 높은 수준으로 유지할 수 있다. 낮은 용융물 처리량을 이용하면서, 유출 단면을 더 높은 용융물 처리량을 이용한 것보다 더 적게 유지한다.
이것이 확립한 최적의 교축은 평균 값 (150 bar) 근방 ± 15%의 주입 압력의 적당한 변화 및 일정하게 우수한 혼합 결과를 가지면서 사출 시간에 걸쳐 일정 압력 주입기의 최대 배출 대역폭의 이용을 허용한다. 성분 당 두 개보다 많은 노즐을 가진 혼합 헤드를 사용한 경우, 많은 경우에 노즐의 조합을 통해 전체 혼합 헤드의 배출 성능에 걸쳐 배출 대역폭을 1:6 또는 6:1로 달리할 수 있다.
다음 도면을 사용하여, 그러나 이것으로 제한됨 없이, 본 발명을 추가 설명한다. 도면은 다음을 나타낸다:
도 1a 주형을 발포체-형성 반응 혼합물로 충전한 것
도 1b 주형을 발포체-형성 반응 혼합물로 더 충전한 것
도 2 전달률을 달리하면서 페이퍼 웹 상으로 반응 혼합물을 배출하는 동안의 거리-의존성 양 프로파일
도 3 작동 위치에서 변경된 혼합 헤드
도 4 또 다른 작동 위치에서 변경된 혼합 헤드
도 1a는 주형 (1)을 발포체-형성 반응 혼합물 (6)으로 충전한 직후 상태의 다이어그램을 나타낸다. 주형 (1)은 중공 본체로서 설계되고 횡단면도로 나타나 있다.
주형 (1)은 냉장고 및 냉동고의 조합을 위한 단열 요소일 수 있다. 따라서, 수평 주형 (1)은 수평으로 배열된 구간 (2), (3) 및 (4)를 갖는다. 구간 (2)는 기저 구간을 형성하고, 구간 (3)은 냉장고 격실 및 냉동고 격실을 서로 분리하고 구간 (4)는 헤드 구간을 형성한다. 수평 배열 기저 용적이 형성된다. 구간 (2), (3) 및 (4)의 공동은 기저 용적과 연통되는 수직 배열 용적을 형성한다.
주형을 충전하는데 있어서, 배출 관 (5)는 주형 (1)에서 해당하는 공급구와 연결되어 있다. 배출 관 (5)로부터, 바람직하게 폴리우레판 발포체를 제공하는 발포체-형성 반응 혼합물 (6)이 도입된다. 도 1a에 예시된 경우에서, 반응 혼합물 (6)을 먼저 단위 시간 당 대량으로 도입한 후 양을 연속해서 감소시켰다. 초기 고온 용융물 처리량 및 그에 따른 혼합 헤드 (더 상세히 예시되지 않음)로부터의 반응 혼합물의 높은 전달률의 결과로, 반응 혼합물 (6)이 주형 (1)의 후방 구간으로 운반되었다. 용융물 처리량의 연속적인 감소에 의해 반응 혼합물 (6)이 주형 (1)의 전방 부분으로 운반되었다. 이로써, 반응 혼합물 (6)은 주형 (1)의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 적용된다.
이 방식으로, 도 1a에 도시된 반응 혼합물 (6)의 웨지-형 프로파일은, 발포화가 주형 6의 후방 부분에서 이미 시작된 후에 얻어진다. 주형 (1)의 구간 (4)의 공동은 먼저 발포체로 충전된다. 발포화 반응의 추가 개시에 의해, 재료가 구간 (3) 및 (2)의 공동으로 가압된다. 전체 면적에 걸쳐 처음에 여전히 액체인 반응 혼합물의 개선된 예비분포와 함께, 더 균일한 유동 경로 거리가 주형 (1) 내에서 수득된다. 결과적으로, 더 균일한 부피 밀도 분포가, 수득된 발포 성형물 내에서 개선된 기계적 특성 및 단열 특성과 더 등방성인 셀 기하구조와 함께 수득된다.
도 1b는 도 1a와 비교해서 주형 (1)의 충전과 반대인 경우를 도시한다. 여기서, 반응 혼합물 (6)을 먼저 단위 시간 당 소량으로 도입한 후 양을 증가시켰다. 이 방식으로, 예를 들면, 구간 (2)의 공동에 의해 나타난 바와 같이, 공급구에 근접하게 위치한 더 큰 용적에 쉽게 도달할 수 있다.
도 2는 측면상 제한되지 않은 페이퍼 웹 상으로 전달률을 달리하면서 액체 발포제로 발포시킨 경질 폴리우레탄 발포체 시스템을 적용한 예비 시험의 결과를 나타낸다. 추가로, 배출량이 800 g/s에서 시간 경과에 따라 일정하게 남아 있는 비교 시험 (1)을 나타낸다. x-축 상에 배출 관으로부터의 거리를 ㎝로 나타내고 y-축 상에 각 시험의 총 사출량 중의 양을 %로 나타낸다. 사출 기간은 각각의 경우에 약 8 초였다.
시험 (3) 및 (4)에서, 각각 1200 및 1300 g/s의 초기 배출량에서부터 시작하여, 이 값은 시험 과정 동안 400 g/s까지 감소했다. 시험 (2) 및 (5)에서는, 반대 상황이 적용된다. 400 g/s의 값에서부터 시작하여, 이는 각각 1200 g/s 및 1050 g/s의 값까지 증가했다.
비교 시험 (1)에서 더 높은 최고치를 가진 더 좁은 양 분포가 발생함을 여기서 볼 수 있다. 단위 시간 당 배출량이 증가했던 시험 (2) 및 (5)에서는 배출 관으로부터 더 먼 거리 쪽으로 이동하는 최대치 및 더 폭넓은 양 분포가 나타난다. 단위 시간 당 배출량이 감소했던 시험 (3) 및 (4)에서는, 더 짧은 거리 쪽으로 이동하는 최대치 및 다시 더 폭넓은 양 분포를 관측할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시양태에서 사용하기 위한 변경 혼합 헤드를 나타낸다. 본 경우에 전달 혼합 헤드로 설계되었다. 노즐 (1)을 떠난 후, 반응 성분은 실린더형 혼합 챔버 (2)에서 운동 에너지에 의해 혼합된 후, 그 단면적이 크게 증가된 배출 관 (3)으로 90° 굽이로 둥글게 흘러 들어가, 혼합물 스트림의 유동 완화를 초래한다.
혼합물 배출의 완료 후, 성분 스트림은 조절 피스톤 (4)의 그루브를 통해 재순환 위치로 스위칭된다. 동시에, 조절 피스톤에 의해, 혼합물 잔류물은 혼합 챔버로부터 배출 관으로 배출된다. 그 다음, 배출 관은 또 다른 램 (5)에 의해 세정된다. 스위칭 작동은 신속할 뿐만 아니라 강력한 스위칭 이동을 달성할 수 있도록 약 100 내지 160 bar의 압력을 이용하여 다이어그램으로 도시된 유압 "H1" 및 "H2"에 의해 가능하게 된다.
세정 기능 이외에, 세정 램 (5)는 또한 스로틀 요소로서 작용한다. 램 (5)의 이동은 일반적으로, 유동 방향에서 더 낮은 램 말단이 혼합 챔버 (2)와 배출 관 (3) 사이에 전달 오버랩을 생성하도록, 가는 스레드를 통해 수동으로 조정가능한 스트로크 제한기에 의해 정지시 제한된다. 오버랩 정도에 따라, 자유 유출 단면 (6)이 달라지고, 이는 혼합 챔버 압력 수준 뿐만 아니라 혼합 양에 영향을 미친다.
여기서 나타낸 작동 위치에서, 혼합물 배출은 크게 제한된다.
본 변경된 혼합 헤드에서, 수동 조정은 분해되어 한 쌍의 톱니바퀴 (7)로 대체된다. 혼합 헤드 하우징 상에, 한 쌍의 톱니바퀴를 통해 스트로크 제한기와 확실히 연결되어 설비 제어 시스템으로 통합된 서보 모터 "S" 8을 부착시킨다.
조정 스레드 상의 클램핑 또는 마찰 저항을 감소시키려는 목적을 위해, 세정 램 (5)의 조작 유압력을 혼합물 전달 단계 동안 바이패스 회로 (9)를 통해 10 bar 미만으로 감소시키고 이동 정지와 유압 피스톤 사이의 접촉면을 스러스트 볼 베어링 (10)에 의해 전달 순간에 맞서 분리시킨다. 따라서, 이동 방향에 따라, 유압은 오직 가변적인 스트로크 제한기에 맞서 유압 피스톤을 추적하도록 또는 정지면에 맞서 그 위치를 고정하도록 기여한다.
혼합물의 배출 완료시, 서보 모터 (8)은 스트로크 제한기를 더 위쪽 말단 위치로 구동시켜, 스러스트 볼 베어링 (10)을 상향 제한 실린더형 플레이트 (11)에 부딪치게 한다. 이 위치에서 바이패스 밸브가 닫혀 세정 램 (5)은 통상적인 유압으로 작동될 수 있다.
서보 모터를 사용함으로써, 혼합물 배출 시간에 대한 혼합물 배출의 함수로서 조정될 수 있는, 고 정밀 및 재생가능한 스로틀 설정이 달성된다.
도 4는 도 3에 도시된 것과 유사하지만, 램 (5)의 다른 위치로 인해 자유 유출 단면 (6)이 확대된 변경된 혼합 헤드를 나타낸다. 결과적으로, 혼합물 배출이 제한된다.
실시예
냉장고-냉동고 조합용 단열 요소를 사용하여 시험을 수행했다. 이들 시험은 주형의 균일한 발포체-충전에 필요한 발포체-형성 반응 혼합물의 양을 가능한 낮게 유지하는데 어떤 방법을 사용할 수 있는지를 조사했다. 액체 발포제로 발포시킨 경질 폴리우레탄 발포체 시스템을 사용했고 기술적으로 훈련된 인원에 의해 결과를 시각적으로 평가했다. 각 경우, 발포체 충전을 위해 동일한 주형을 사용했다.
실시예 1 (본 발명에 따름)
실시에 1에서, 주형을 처음에 1200 g/s에서 반응 혼합물로 400 g/s의 최종 값까지의 단위 시간 당 감소량으로 충전했다. 용융물 처리량의 감소를, 실제로 가능했던 제한 내에서, 선형 방식으로 수행했다. 총 4940 g의 반응 혼합물을 도입했다. 주형을 완전히 발포체로 충전했다. 특히, 위쪽 에지조차도 예리하게 그려졌다.
실시예 2 (비교)
여기서, 주형을 마찬가지로 4940 g 반응 혼합물로 800 g/s의 일정량으로 충전했다. 발포체-충전 작업의 완료시, 주목해야 할 점은 불완전한 발포체 충전에 기인할 수 있는, 단열 요소의 위쪽 말단에서 물질이 없어졌다는 것이다.

Claims (15)

  1. A) 주형을 제공하는 단계, 및
    B) 발포체-형성 반응 혼합물을 주형에 도입하는 단계
    를 포함하는, 발포 성형물의 제조 방법이며,
    단계 B)에서 발포체-형성 반응 혼합물을 일정한 주입 압력 하에 및 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 주형에 도입하고,
    여기서 발포체-형성 반응 혼합물의 도입 양은 반응 혼합물에 작동하는 펌프 모터의 출력을 달리함으로써 시간 경과에 따라 변하고,
    여기서 발포체-형성 반응 혼합물은 제1 및 제2 반응 성분의 반응으로부터 수득되고, 제1 및 제2 반응 성분은 각각 일정 압력 주입기에 의해 혼합 챔버에 도입되고,
    상기 방법에서 일정하게 유지되는 압력은 혼합 챔버의 주입 노즐에 가해진 압력인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 펌프 모터의 출력이 주파수 인버터를 사용하여 모터의 속도를 달리함으로써 달라지는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 발포체-형성 반응 혼합물이, 경질 폴리우레탄 발포체가 수득되도록 선택된 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 발포체-형성 반응 혼합물이 15 s 이상 50 s 이하의 경화 시간을 갖는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 발포체-형성 반응 혼합물을 시간 경과에 따라 가변적인 양으로 주형에 도입하는 동안의 시간 기간이 1 s 이상 20 s 이하인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계 B)에서 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률이 0.5 m/s 이상 6 m/s 이하인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률이 단계 B)에서 시간 경과에 따라 감소하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 도입되는 발포체-형성 반응 혼합물의 전달률이 단계 B)에서 시간 경과에 따라 증가하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계 B) 전에 또는 단계 B) 후에, 또는 단계 B) 전에 및 단계 B) 후에 발포체-형성 반응 혼합물을 시간 경과에 따라 일정한 전달률로 주형에 도입하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 발포체-형성 반응 혼합물을 단계 B)에서 수평 방향으로 주형에 도입하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 단면에서 본 주형이 수평 배열 기저 용적 및 상기 기저 용적과 연통되는 수직 배열 용적을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 주형이 그 안에 배열된 외부 덕트 및 내부 덕트를 포함하고, 발포체-형성 반응 혼합물이 내부 덕트와 외부 덕트 사이에 도입되는 것인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 주형이 이격된 두 개의 편평 요소를 포함하고 발포체-형성 반응 혼합물이 이들 편평 요소들 사이에 도입되는 것인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 발포체-형성 반응 혼합물을 혼합 챔버 (2)를 갖는 혼합 헤드를 통해 도입하고, 또한 혼합 챔버 (2)의 유출 단면 (6)이 도입 동안에 달라지는 것인 방법.
  15. 삭제
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