KR20040015685A - 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체의 생산을 위한방법 및 장치 - Google Patents

연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체의 생산을 위한방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컨베이어를 따르는 발포체 형성 혼합물의 높이가 측정되고, 표준 높이와 상승된 실제 높이의 편차의 함수로 보정 변수가 결정되는 연속적인 블록 발포체 공정에서 발포체를 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체의 생산을 위한 방법 및 장치 {PROCESS AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF FOAM IN A CONTINUOUS SLABSTOCK FOAM PROCESS}
본 발명은 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체를 생산하기 위한, 특히 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
발포체의 품질은 다수의 환경 인자들과 장치 인자들에 의해 결정된다. 이것은 특히 폴리우레탄 발포체의 생산에 적용된다. 이들 인자들 중 몇몇을 포함하는 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 수학적 모델은 필 코놀리의 "피유 발포체 생산을 위한 전문적 처리(An Expert Touch for PU Foam Producton)"[쉘 석유 화학 제품(Shell Petrochemicals) No.5,1987, 제14면]에 공지되어 있다.
폴리우레탄 발포체의 생산에 중요한 다양한 인자들은 저널 "다공질 플라스틱(CELLULAR PLASTICS)"(1983년 1월/2월)의 "가요성 폴리우레탄 슬래브스톡 발포체: 발포체 품질에 대한 제제, 기후 상태 및 저장 상태의 영향(flexible Polyurethane Slabstock Foam: The Influence of Formulation , Climatic Conditions and Storage Conditions on Foam Properties)"(닥터 알. 쉬파우어 및 씨. 덴 헤이저)에 공지되었다. 특히, 예컨대 대기압과 대기 습도와 같은 환경 상태에 대한 생산 공정의 주요한 의존 관계는 생산이 여름-겨울 영향을 유발한다.
폴리우레탄의 생산시 품질 보장을 위해, 시작 물질의 품질을 분석하고 최종 제품을 포괄적으로 분석하는 것이 공지되어 있다. 초음파 센서에 의한 혼합식 시작 물질의 상승 특성을 결정하는 것은 "PUR-발포체의 품질 보장, 초음파를 갖는 상승 관계의 검사(Qualitatsicherung von PUR-Schaumstoffen, Prufung desSteigverhaltens mit Ultraschall"[베. 호프만(B. Hofmann)과 자. 알베르츠(J. Albertz), 합성 수지 86(1996)]에 공지되어 있다. 품질 제어를 위한 유사한 공정이 "발포체 계측을 위한 초음파: PU 발포체를 위한 품질 제어 기구(Ultrasonics for foam measurements: a quality control tool for PU foams)"[닥터. 잉. 디르크 베르한(Dr. Ing. Dirk Wehrhahn), 우레탄 기술(Urethanes Technology), 1991년 8월/9월호]에 공지되어 있다. 진동-공명법은 초음파 계측을 위해 사용된다.
거리의 초음파 계측을 기초로한 발포체 높이의 다른 계측 시스템은 "품질 조화(Qualitat gibt den Takt an)"[합성 수지 보조기(1993), 38(6), 제11면]에 공지되어 있다. CCD 카메라를 기초로하는 다른 센서 원리는 "액체 합성 몰딩 수지의 무한소 파장 광섬유 경화 모니터링을 위한 대전 결합식 장치(CCD) 카메라의 사용(Use of a charged coupled device (CCD) camera for evanescent wave optical fiber cure monitoring of liquid composite molding resins"[폴림. 콤포스.(Polym. Compos.)(1997) 18(4), 제518면 내지 제525면)]. 발포체의 무게 및 두께를 결정하는 발포체의 팽창의 계측을 위한 센서는 JP 103 29 160호에 공지되어 있다.
생성된 발포체의 특성화를 위한 공정은 "초소형 세포질 발포체 구조의 비파괴 특성화. 제안된 센서의 오분석(Non-destructive characterization of microcellular foam structure. Error analysis of a proposed sensor)"[Annu. Tech. Conf. Soc. Plast. Eng.(1992), 제1519면 내지 1526면]
폴리우레탄 발포체의 생산에서 품질을 보장하는 다양한 계산기 지원식 방법도 예컨대, 슬래브스톡 기술에 의한 가요성 폴리우레탄 발포체의 연속 생산을 관리하는 소프트웨어"[살바토르 콘솔리, 정기 간행물 "세포질 플라스틱(CELLULAR PLASTICS)," 제33권, 1997년 3월, 제102면; "발포체 안내도 온라인 응답(Foam Roadmap On-Line Answernostics)"[제임스 디. 쇼웁(James D. Shoup), 폴리우레탄 1995년 9월 26일 내지 29일, 1995년 제489면 및 제490면; "가요성 폴리우레탄 발포체를 위한 수학적 특성 예측 모델(Mathematical Property Prediction Models for Flexible Polyurethane Foams)"[레인하르트 쉬파우어(Reinhart Schiffauer), Adv. Urethane Sci. Tehcn. 14(1998), 제1면 내지 제44면]에 개시되어 있다.
RIM 처리 중 인자들을 처리하기 위한 전문가 시스템은 "차체 외관부의 생산을 위한 PUR-RRIM 방법의 시스템, 공정 제어를 갖는 전문가(Experten mit System, Prozesssteuerugn des PUR-RRIM-Verfahrens zur Herstellugn von Karosserieaussenteilen)"[파. 슈나벨, 쥴츠바하 카.-하. 되르너, 합성 수지, 년 88, 10/98(F. Schanble, Sulzbach, K.-H. Dormer, Kunststoffe, year 88, 10/98]; "적절한 비용에 의한 PUR-부분의 마무리, 폴리우레탄-RRIM 기술 상태(PUR-Teile kostengunstig fertigen, Stand der Polyurethan-RRIM Technologie)"[칼-하인츠 되르너, 한스 요하임 마이너스, 한스-요하임 루드비히, 합성 수지, 년 91, 4/2001(Karl-Heinz Dorner, Hans Joachim Meiners, Hans-Joachim Ludwig, Kunststoffe, year 91, 4/2001)에 공지되어 있다. 이 전문가 시스템들은 제품 특성, 공정 모니터링, 품질 보장 및 예방 보존의 측면에서 결론을 제공한다고 알려진다.
폴리우레탄 슬래브스톡 발포체 및 다른 발포체의 생산을 위한 장치의 다양한 유형이 공지되어 있다. 이러한 장치, 특히 연속 생산에서의 슬래브스톡 가요성 발포체의 생산을 위한 장치들은 독일 53754 상크트 아우구스틴, 비를링호페너 슈트라세 30(Birlinghovener strasse 30, 53754, Sankt Augustin Germany)에 소재한 헨네케 게엠베하(Hennecke GmbH)에서 구입할 수 있다. 이러한 장치들은 또한 슬래브스톡 발포체 장치라고도 불리운다.
슬래브스톡 발포체 장치의 다른 유형은 플라니브로크, 드라카-페체타키스, 맥스폼 및 버티폼 에지 컨트롤(Planiblock, Drada-Petzetakis, Maxfoam and Vertifoam Edge Control)(합성 수지 안재 편람; 7. 폴리우레탄; 이디. 오에르텔, 지.; 뮌헨; 비엔나; 한저 출판사, 1993(ed. Oertel, G.; Munich; Vienna; Hanser Verlag, 1993))에 개시된 것들과 VPF(가변압 발포(variable pressure foaming)) 공정에 적절한 것들을 포함하는 종래 기술에 공지되어 있다. 폴리우레탄 가요성 발포체도 이들 유형의 장치에서의 연속 장방형 공정에서 생산될 수 있다.
연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 폴리우레탄의 생산을 위한 다양한 장치는 영국, 맨체스터, 바이킹(England, Manchester, Viking)에 소재한 캐논사(Canon)로부터 구입할 수 있다.
폴리우레탄 발포체 블록의 연속 생산을 위한 다양한 장치가 DE 691 19 244 T2호, DE 692, 17, 671, T2호, 및 US 4,492,664호에 개시되어 있다. 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 다른 장비는 DE 696 10 885 T2호에 공지되어 있다.
이러한 장치에서 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 다양한 공정들이 예컨대,DE 381 99 40 A1호, DE 196, 49, 829 A1호, DE 431 5874 A1 및 DE 195 06 671 C2호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서 발포체의 생산을 위한 개선된 방법과 이러한 공정에서의 발포체의 생산을 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 발포체 생산 공정을 조정하기 위한 발포체 높이 계측으로부터 결정된 보정 변수를 사용하여 달성된다.
도1은 본 발명의 범주 내에 있는 장치를 합체한 발포체 성형 장비를 도시한 도면.
도2는 발포체 생산 공정 중 다양한 지점에서 계측된 높이와 동일 지점에서 발포체에 대한 "표준" 높이를 그래프적으로 도시한 도면.
도3은 본 발명의 범주 내에 있는 장치의 블록 선도.
도4는 본 발명의 장치에서 사용되기에 적합한 인공 신경 조직을 도시한 도면.
도5는 본 발명의 장치의 작동을 위한 흐름도.
도6은 본 발명의 범주 내에 있는 장치를 합체한 다른 발포체 성형 장비를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 컨베이어 벨트
2 : 이송 방향
3 : 혼합 헤드
4 : 팽창 발포체
5 : 커버 종이
6 : 롤
7, 8, 9, 10, 11 : 센서
12, 14, 15, 16, 17 : 상승된 높이
13 : 거리
18 : 버스 시스템
19 : 조정기
20, 21, 22, 23, 24 : 상승될 설정 높이
25, 26 : 곡선
30 : 공정
31, 32, 33, 34, 36 : 모듈
35 : 컴퓨터 시스템
37 : 표
38 : 데이터뱅크
39 : 하강 판
40 : 세그먼트
41 : 발포체 블록
42 : 슬래브스톡 발포체
본 발명은 장치에서 발포체의 팽창 영역을 따르는 몇몇 지점에서 상승된 실제 높이를 기록하여 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서 발포체 제품의 개선된 조정을 가능하게 한다. 상승된 실제 높이는 상승될 ("표준" 높이라고도 불리는) 보정 세트 높이와 비교된다. 공정의 재조정을 위한 보정 변수는 상승될 세트 높이로부터의 상승된 실제 높이의 임의의 편차에 의해 결정된다.
본 발명은 발포체 생산 중에 최대한 일정한 소정의 발포체 품질에 도달하도록 발포체를 위한 시작 재료의 조성 및/또는 장치 인자들을 재조정하는 것이 가능한 것이 장점이다. 그 결과, 예컨대 대기압과 같은 환경 상태 및 가면 공정 인자에 의한, 발포체의 밀도 및 압축 강도와 같은 품질의 변화가 감소된다. 이것은 장치를 가동을 위해 요구되는 시간과 낭비되는 시간이 감소되는 장점을 갖는다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 발포체의 생산은 헨네케(Hennecke), 플라니블로크(Planiblock), 드라카-페체타키스(Drake-Petzetakis), 맥스폼(Maxfoam), 버티폼(Vertifoam), 에지 컨트롤 및 브이피에프(VPF)형의 장치에서 수행된다. 이러한 장치는 팽창 발포체가 이송 방향으로 이동되는 이송 장치를 갖는다. 몇몇 경우에서는, 소위 "강하 판(fall plate)"이 발포체의 팽창 영역에 존재한다.
본 발명에 따르면, 팽창 영역의 다양한 지점에서 상승되는 실제 높이를 계측하기 위해 몇몇의 높이 센서들이 발포체의 팽창 영역에서 이송 방향을 따라 배열된다. 상승된 실제 높이의 높이 계측이 가능한 예컨대, 초음파 센서, 광 차단부, CCD 카메라, 전기 용량성 센서, 유도 센서, 레이저 계측 시스템 또는 다른 센서들과 같은 다양한 센서 유형들이 본원 발명에서 사용되었다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 곡선은 계측되었던 상승된 실제 높이를 따라 피팅되어 설정된 곡선과 비교된다. 예컨대, 팽창 영역에서의 곡선들의 총합의 차이 또는 곡선들의 구배 차이는 보정 변수의 결정에 기초로서 사용된다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 팽창된 발포체의 이송 속도가 보정 변수로 사용된다. 예컨대, 상승된 실제 높이가 상승될 설정 높이 아래일 경우, 이송 속도가 상승된 실제 높이가 상승될 설정 높이에 충분히 일치될 때까지 감소된다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 슬래브스톡 발포체 공정에 단위 시간당 공급되는 재료의 양이 보정 변수로 사용된다. 예컨대, 상승된 실제 높이가 상승될 설정 높이 아래인 경우, 단위 시간당 공급되는 재료의 양이 상승된 실제 높이와 상승될 설정 높이가 충분히 일치할 때까지 증가된다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 예컨대, 이송 속도의 변화, 단위 시간당 공급되는 재료의 양 및/또는 공급되는 재료의 화학 조성과 같은 다양한 보정 변수들이 상승될 설정 높이로부터의 상승된 실제 높이의 편차를 기초로 결정된다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 최종 발포체의 적어도 하나의 제품 특성은 상승된 실제 높이를 기초로 예측된다. 정밀한 만곡 모델이 이러한 예측을 위해 사용될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 인공 신경 조직 또는 혼성 신경 조직이 예측을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상승된 실제 높이, 공급된 재료의 화학적 조성 및 장치 및/또는 환경 인자들이 입력 인자들로서 인공 신경 조직에 공급될 수 있다. 이들을 기초로, 인공 신경 조직은 예컨대, 밀도 또는 압축 강도와 같은 적어도 하나의 제품 특성을 예측한다.
인공 신경 조직의 조작을 위해, 일련의 실험이 입력 인자들의 변화시 예측되는 제품 특성을 계측하도록 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 결정된 데이터를 기초로, 인공 신경 조직이 조작될 수 있는데, 즉 실제 인자들, 상승된 높이, 조성, 장치 및/또는 환경 인자들이 인공 신경 조직으로 진입된다. 인공 신경 조직에 의해 예측된 제품 특성은 실제 계측된 제품 특성과 비교된다. 예측된 제품 특성과 실제 제품 특성간의 차이점을 기초로, 신경의 무게의 개조, 즉 인공 신경 조직의 조작이 행해진다.
대안으로 또는 추가로, 인공 신경 조직의 이러한 조작은 생산이 진행되고 있는 도중에 발생할 수도 있다. 즉, 어떠한 일련의 실험이 수행되지 않았지만, 제품데이터는 소정의 시간 주기(예컨대, 일년)에 걸쳐 수집되고 인공 신경 조직을 조작하기 위해 사용된다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 예측된 제품 특성은 발포체의 품질을 분류하는데 사용된다. 예컨대, 예측된 품질은 데이터뱅크에 저장된다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제품 특성을 기초로, 생산된 발포체의 낮은 품질 영역이 식별된다. 이러한 영역은 발포체 덩어리로부터 절결된다. 종래 기술과 비교할 때, 본 발명은 적은 폐재료가 발생하는 장점을 갖는다.
예컨대, 연속 슬래브스톡 발포체에서는, 관례적으로 6m 길이의 제품 덩어리가 발포체 스트랜드로부터 절결된다. 반대로, 본 발명은 열등한 품질로 예측된 발포체 스트랜드의 영역을 발포체 스트랜드로부터 절결시켜, 예컨대 균일하게 예측된 품질의 6m 길이의 덩어리가 얻어진다. 상이한 품질 수준에 따른 분류도 가능하다.
본 발명의 양호한 실시예들은 도면을 참조로 이하 더욱 상세하게 설명된다.
도1은 헨네케 방법에 의한 연속 장방형 공정에서의 슬래브스톡 발포체 공정에서 본 발명의 양호한 실시예의 원리의 도면이다.
도2는 상승된 실제 높이와 상승될 설정 높이(표준 높이)의 도면이다.
도3은 제품 특성의 예측을 위한 조정기 및 계산기 시스템을 갖는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 블록 선도이다.
도4는 도3의 계산기 시스템을 위한 신경 조직의 실시예를 도시한다.
도5는 도3 및 도4의 장치의 작동에 대한 흐름도이다.
도6은 연속 맥스폼 장방형 공정의 슬래브스톡 발포체 공정에서의 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
도1은 헨네케 플라니블로크 공정에 의한 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체, 특히 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 장치를 도시한다. 이 장치는 이송 방향(2)으로 이동되는 컨베이어 벨트(1)를 갖는다. 컨베이어 벨트(1)의 시동시, 혼합 헤드(3)는 컨베이어 벨트(1) 위에 있다. 혼합 헤드(3)는 컨베이어 벨트(1)의 표면에 반응적 화학 시스템을 인가하도록 사용된다. 반응적 화학 시스템은 예컨대 폴리우레탄 발포체의 생산을 위한 발포 혼합물이다.
반응적 화학 혼합물은 컨베이어 벨트(1) 상에서 팽창하여, 팽창 발포체(4)를 갖는 팽창 영역이 형성된다. 롤(6)들을 통해 공급된 커버 종이(5)가 발포체 표면에 인가된다.
센서(7,8,9,10,11)은 팽창 영역 위에 배열된다. 예컨대, 센서(7)는 발포체에 의해 상승된 높이를 계측하도록 사용된다. 이를 위해, 사용된 센서 원리에 의거하여, 상승된 높이(12)가 센서(7)와 팽창 발포체(4)의 표면 사이의 거리를 거쳐 직접 또는 간접적으로 결정된다. 따라서, 상승된 높이(14, 15, 16, 17)는 센서(8, 9, 10, 11)에 의해 결정된다.
센서(7, 8, 9, 10, 11)는 버스 시스템(18)에 각각 연결된다. 버스 시스템(18)은 조정기(19)에 연결된다. 따라서, 조정기(19)는 버스 시스템(18)을 거쳐 센서(7, 8, 9, 10, 11)의 계측 신호를 수신한다. 계측 신호를 기초로, 조정기(19)는 슬래브스톡 발포체 공정의 재조정을 위한 보정 변수를 결정한다. 예컨대, 시스템의 화학 조성 및/또는 단위 시간당 혼합 헤드(3)를 거쳐 공급되는 반응적 화학 시스템의 양 및/또는 컨베이어 벨트(1)의 속도가 보정 변수로 사용된다.
도2는 예컨대 맥스폼과 같은 강하 판을 구비한 장치에서 발생할 수 있는 상승될 소정의 설정 높이와 비교하여 결정된 상승된 실제 높이의 개략도를 도시한다. 상승된 실제 높이(12, 14, 15, 16, 17)들은 좌표 시스템에 의해 도시된다. 이 때, x축은 이송 방향(2)에 대응되고 y축은 상승된 높이에 대응된다.
또한, 상승될 설정 높이(20, 21, 22, 23, 24)가 좌표 시스템에 도시된다. 상승될 불연속 설정 높이 대신에 상승될 윤곽선이 곡선(25)의 형태로 설정될 수도 있다.
조정하기 위해, 상승된 실제 높이와 상승될 설정 높이의 차이가 평가된다. 예컨대, 이는 측정에 의해 결정되는 상승된 실제 높이(12, 14, 15, 16, 17)에 따라 곡선(26)을 피팅시킴으로서 달성된다. 예컨대, 이는 피팅된 곡선(26)이 측정에 의해 결정된 상승된 실제 높이(12, 14, 15, 16, 17)를 따라 놓임으로써 달성될 수 있다. 이는 피팅된 곡선이거나, 예컨대 스플라인 다항식 또는 웨이브렛과 같은 다항식일 수 있다.
예컨대, 보정 변수를 결정하기 위해, 곡선(25, 26)들의 구배 차이, 즉 곡선(25)의 구배와 얻어진 곡선의 구배 사이의 차이가 사용될 수 있다. 이러한 구배의 차이는 상승될 설정 높이로부터의 상승된 실제 높이의 편차이다.
또한, 예컨대 곡선(25)의 총합과 곡선(26)의 총합이 얻어질 수 있다. 두 개의 총합의 차이는 상승될 설정 높이로부터의 상승된 실제 높이의 편차이다.
또한, 실제 곡선 및 설정 곡선의 굴절 지점 또는 굴절 지점들은 보정 변수를 결정하는 데 사용될 수 있다. 강하 판이 없는 장치 형태에서, 통상 발포체를 분출하는 영역 내의 굴절 지점을 갖는 S자형 곡선이 얻어진다. 이러한 두 개의 굴절 지점은 보정 변수를 결정하는 데 사용될 수 있다.
상승될 설정 높이로부터의 상승된 실제 높이의 편차에 기초하여, 보정 변수는 슬래브스톡 발포체 공정을 재조정하기 위해 결정된다. 도2에 도시된 예시에서, 예컨대 컨베이어 벨트(1; 도1)의 속도는 이송 방향(2)을 따라 센서(7, 8, 9, 10, 11)의 측정 지점에서 상승된 실제 높이를 감소시키기 위해 증가 될 수 있다. 또한, 단위 시간당 혼합 헤드(3)에 의해 공급되는 반응적 화학 시스템의 양은 상승된 실제 높이를 감소시키기 위해 감소될 수 있다. 또한, 반응적 화학 시스템의 조성은 측정 지점에서 상승된 실제 높이를 감소시키기 위해 더욱 느리게 형성되도록 변경될 수도 있다.
장치의 하강 판의 경사는 또한 보정 변수로 사용될 수도 있다. 예컨대, 상승된 실제 높이가 상승될 설정 높이보다 낮을 경우, 하강 판의 경사가 감소되도록 하강 판의 하나 이상의 세그먼트가 그에 따라 조정될 수 있다.
혼합 헤드에 공급되는 재료의 온도는 보정 변수로 사용될 수도 있다. 이러한 목적으로, 바람직하게는 혼합 헤드로 공급되는 성분의 온도를 조정하기 위해 혼합 헤드로의 공급 라인에 통기 히터가 제공된다.
성분의 혼합 헤드로의 분사압도 보정 변수로 적합하다. 분사압은 각각의 성분이 혼합 헤드 내로 주입되는 압력이다. 또한, 혼합 헤드에 인가되는 압력도 보정 변수의 역할을 할 수 있다. 예컨대, 그러한 조정은 혼합 헤드의 출구에서 스로틀을 통해 영향을 받는다.
성분을 혼합하는 혼합기의 속도도 보정 변수로 사용될 수 있다. 예컨대, 그러한 혼합기 또는 교반기는 혼합 헤드 내에 배열된다. 혼합기의 통상적인 속도 범위는 분 당 2000 내지 5000 회전이다.
성분 내의 용해되거나 및/또는 분사된 가스의 양도 보정 변수가 될 수 있다.
도3은 본 발명에 따른 장치의 블록 선도를 도시한다. 도3의 요소와 대응하는 도1의 요소는 각각 동일한 도면 부호로 표시된다.
장치에서, 발포체의 생성은, 예컨대 헤네케 또는 맥스폼 공정에 의한 연속적인 직사각형 공정에서 연속적인 슬래브스톡 발포체 공정(30)에서 일어난다. 센서(7, 8, 9, 10, 11)는 도1에 도시된 장치에 배치된다.
공정(30)은 조정기(19)를 통해 조정된다. 조정기(19)는 실제 상승된 곡선(도2의 곡선(26))을 결정하는 모듈(31)을 포함한다. 또한, 조정기(19)는 모듈(31)에서 결정된 실제 상승 곡선을 모듈(33)에 저장된 설정 상승 곡선(도2의 곡선(25))과 비교하는 모듈(32)을 포함한다. 모듈(32)에서, 실제 상승 곡선과 설정 상승 곡선의 편차를 나타내는 측정값이 계산된다. 이러한 측정값은 공정(30)의 재조정을 위한 보정 변수를 결정하는 역할을 하는 모듈(34)로 들어간다.
또한, 장치는 생성된 발포체의 적어도 하나의 생산 특성을 예측하는 모듈(36), 생성된 발포체의 예측 품질을 분류하는 표(37) 및 데이터뱅크(38)를 구비한 컴퓨터 시스템(35)을 갖는다. 슬래브스톡 발포체의 종방향으로 예측되는 제품의 품질은 데이터뱅크(38)에 저장될 수 있다. 즉, x 방향으로 슬래브스톡 발포체의 특정 지점을 위해, 예측된 제품 품질이 데이터뱅크(38)에 저장된다.
컴퓨터 시스템(35)은 입력 변수로 모듈(31)에 의해 결정되어 모듈(36)에 입력되는 실제 상승 곡선을 수용한다. 다르게는, 상승된 실제 높이만이 입력되기도 한다. 또한, 실제 상승 곡선과 설정 상승 곡선 사이의 편차의 크기를 나타내고 모듈(32)에서 결정되는 측정값이 컴퓨터 시스템(35)으로 입력될 수도 있다.
이러한 입력값들에 기초하여, 모듈(36)에서 현재 생산되는 발포체의 하나 이상의 제품 특성이 예측된다. 예측된 제품 특성은, 예컨대 밀도 및 압축력일 수 있다.
그 후에, 표(27)로의 액세스에 의한 품질의 분류는 예측된 제품 특성에 의해 일어난다. 제품 품질에 따른 제품 특성의 허용 공차값은 표(27)에 저장된다.
예측된 제품 특성 및 할당된 품질은 그 후에 현재 생산되는 발포체의 데이터뱅크(38)에 저장된다.
공정(30)에 의한 연속적인 슬래브스톡 발포체는, 예컨대 연속적으로 6 m 길이의 블록으로 분할된다. 이러한 목적으로, 공정(30)은 절삭 장치를 포함한다. 이러한 절삭 장치는 바람직하게는 컴퓨터 시스템(35)에 의해 제어된다. 컴퓨터 시스템(35)이 비교적 짧고 더욱 낮은 품질을 갖는 슬래브스톡 발포체를 예측한다면, 공정(30) 내의 절삭 장치를 제어하여 슬래브스톡의 발포체를 절단한다. 공정(30)에서의 낭비는 이러한 방법으로 감소시킬 수 있다.
도4는 도3의 예측 모듈(36)의 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 인공 신경 조직의 실시예이다. 인공 신경 조직의 입력 변수는 상승된 실제 높이(도1 및 도2의 높이(12, 14, 15, 16, 17))와, 혼합 헤드(3; 도1)에 의해 컨베이어 벨트(1)로 공급되는 반응적 화학 시스템과, 예컨대 압력과 온도와 같은 장치 변수, 바람직하게는 대기압과 대기 습도와 같은 환경 변수이다.
이러한 입력 변수로부터, 인공 신경 조직은 하나 이상의 제품 특성을 예측한다.
인공 신경 조직을 조작하기 위한 조작 데이터는 분리된 일련의 실험 또는 현재 제품의 기록 데이터에 의해 얻어질 수 있다.
도5는 본 발명에 따른 공정을 흐름도로 도시한다. 슬래브스톡 발포체 공정에서 발포체의 팽창 영역에서의 상승된 실제 높이는 단계(50)에서 첫번째로 측정된다. 슬래브스톡 발포체 공정의 재조정을 위한 보정 변수는 단계(51)에서 상승될 설정 높이로부터의 상승된 실제 높이의 편차로 결정된다. 공정은 단계(52)에 따라 재조정된다. 따라서, 상승된 실제 높이의 측정은 슬래브스톡 발포체 공정의 점진적인 재조정을 위해 단계(50)에서 다시 수행된다.
제품 특성은 상승된 실제 높이 및/또는 단계(53)에서의 보정 변수로부터 예측된다. 품질 등급은 예측된 제품 특성으로부터 단계(54)에서 예측된다. 이는 단계(55)에서 데이터뱅크에 저장된다. 단계(56)에서, 슬래브스톡 발포체의 분할은 예컨대 저품질의 슬래브스톡 발포체의 섹션은 고품질의 큰 응집성있는 블록을 달성하도록 절단되는 것과 같이 예측된 품질에 따라 제어된다.
도6은 맥스폼 공정에 의해 작동하는 장치에서 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도1의 요소에 대응하는 도6의 요소는 동일한 도면 부호로 나타낸다.
도1의 실시예와는 달리, 도6의 실시예의 컨베이어 벨트(1)는 하강 판(39)의 형태로 팽창 영역을 진행한다. 하강 판은 세그먼트(40)로 분할되어, 대략 팽창 발포체(4)의 윤곽을 모방하도록 조정된다. 따라서, 팽창 발포체의 상부 측은 대략 평평하다.
팽창 발포체(4)의 표면은 상승된 특정 실제 높이를 결정하기 위해 팽창 영역에서 센서(7, 8, 9, ...)에 의해 스캐닝된다. 이는 결국 팽창이 하강 판(39)에 의해 형성된 윤곽 내로의 하향 이동으로 행해지기 때문에 가능한 한 0 까지이다. 이러한 예시의 실시예에서, 조정은 센서(7, 8, 9, ...)에 의해 기록된 팽창 발포체의 표면이 가능한 한 평평해질때까지 수행된다.
또한, 도6은 슬래브스톡 발포체가 절단된 발포체 블록(41)을 도시하며, 발포체 블록은 슬래브스톡 발포체(42)를 분할하여 얻어진다.
본 발명이 위에서 설명할 목적으로 상세하게 설명되었지만, 그러한 상세한 설명은 설명을 목적으로 하며, 특허 청구범위에 한정된 것을 제외하고는 기술 사상 및 범주에 벗어남없이 당해 분야의 숙련자에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 연속 슬래브스톡 발포체 공정에서 발포체의 생산을 위한 개선된 방법과 이러한 공정에서의 발포체의 생산을 위한 개선된 장치를 제공할 수있다.

Claims (44)

  1. 슬래브스톡 발포체의 생산을 위한 연속적인 방법이며,
    a) 이동 컨베이어 상에 발포체 형성 혼합물을 적층하는 단계와,
    b) 발포체 형성 혼합물에 의해 상승된 실제 높이를 컨베이어를 따라 측정하는 단계와,
    c) 대응하는 표준 높이로부터 상승된 실제 높이의 편차의 함수로 보정 변수를 결정하는 단계와,
    d) 보정 변수를 사용하여 공정을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물은 폴리우레탄 발포체 형성 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물은 가요성 폴리우레탄 발포체를 형성하도록 반응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 이송 방향으로 구동되는 컨베이어 벨트를 구비한 이송 장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 이송 장치는 하강 판을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상승된 실제 높이는 이송 방향을 따라 배치된 하나 이상의 높이 센서에 의해 기록되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 이송 속도가 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 하강 판이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단위 시간당 발포체 형성 혼합물의 양이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물의 화학 조성이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물의 온도가 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 온도는 혼합 헤드 공급 라인에 배치된 적어도 하나의 통기 히터에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 혼합 헤드 내의 발포체 형성 혼합물 구성 요소의 분사압이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 혼합 헤드 내의 압력이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 혼합 헤드 내의 압력이 혼합 헤드 출구에서 스로틀을 통해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물 구성 요소를 위한 혼합기의 속도가 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 발포체 형성 혼합물 구성 요소 내의 용해 및/또는 분사압의 양이 보정 변수의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 컨베이어를 따르는 특정 영역에서 적어도 하나의 발포체 제품 특성이 상승된 실제 높이의 함수로 예측되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 회귀 모델에 의해 적어도 하나의 제품 특성의 예측이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 인공 신경 조직 또는 혼성 인공 신경 조직에 의해 예측이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상승된 실제 높이는 인공 신경 조직 내에 입력 변수로 들어가는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 예측된 제품 특성이 발포체 제품의 품질을 분류하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 발포체 제품의 임의의 저품질 영역이 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 연속적인 공정으로 슬래브스톡 발포체를 생산하는 장치이며,
    a) 발포체 형성 혼합물에 의해 상승된 실제 높이를 컨베이어를 따라 결정하는 수단과,
    b) 표준 높이와 상승된 실제 높이의 편차의 함수로 고정의 보정 변수를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 생산된 발포체 제품은 가요성 폴리우레탄 발포체인 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제24항에 있어서, 컨베이어는 이송 방향으로 구동되는 컨베이어 벨트를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제24항에 있어서, 하강 판을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제24항에 있어서, 상승된 실제 높이를 기록하는 수단은 이송 방향을 따라 적어도 하나의 높이 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 이송 속도를 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 하강 판의 경사를 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 단위 시간당 공급되는 발포체 형성 혼합물의 양을 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 발포체 형성 혼합물의 화학 조성을 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 혼합 헤드에서 발포체 형성 혼합물 구성 요소의 분사압을 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 혼합 헤드에서 압력을 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제34항에 있어서, 혼합 헤드 내의 압력은 혼합 헤드 출구의 스로틀을 통해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 발포체 형성 혼합물 구성 요소를 위한 혼합기의 속도를 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제36항에 있어서, 혼합기는 혼합 헤드 내에 배열된 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 발포체 형성 혼합물 내의 용해 및/또는 분사압의 양을 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제24항에 있어서, 보정 변수를 결정하는 수단은 발포체 형성 혼합물의 온도를 결정하는 수단인 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 제39항에 있어서, 통기 히터는 온도를 조정하기 위해 혼합 헤드로의 공급 라인에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  41. 제24항에 있어서, 상승된 실제 높이의 함수로 적어도 하나의 발포체의 생산 특성을 예측하는 수단이 컨베이어를 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 제41항에 있어서, 예측 수단은 회귀 모델을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 제41항에 있어서, 예측 수단은 인공 신경 조직 또는 혼성 인공 신경 조직인 것을 특징으로 하는 장치.
  44. 제41항에 있어서, 발포체를 예측된 제품 특성을 가지고 블록으로 분할하는 절삭 장치를 제어하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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