KR20060066044A

KR20060066044A - 연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 방법 및 설비

Info

Publication number: KR20060066044A
Application number: KR1020050120553A
Authority: KR
Inventors: 휴베르트 에빙; 홀거 지엔; 라이너 라우하우스; 요한 프라이
Original assignee: 바이엘 머티리얼사이언스 아게
Priority date: 2004-12-11
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-06-15
Also published as: EP1669183A2; CN1810485A; DE102004059724A1; US8389590B2; JP2006168360A; EP1669183A3; US20060128820A1

Abstract

본 발명은 이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하는 단계 및

실제 표면 온도와 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 발포 공정을 위한 제어 변수를 결정하는 단계를 갖는 연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 설비 및 방법에 관한 것이다.

발포체, 연속식 발포 공정, 실제 표면 온도, 공칭 표면 온도, 제어 변수

Description

연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 방법 및 설비 {PROCESS AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF FOAM IN A CONTINUOUS FOAMING PROCESS}

본 발명을 예시를 목적으로 도면과 함께 하기에 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 연속식 슬래브스톡 발포체 공정에서의 본 발명의 실시양태의 개략도를 나타낸다.

도 2는 이중 컨베이어 설비를 사용한 경질 발포체 복합 시트의 제조 방법에서의 본 발명의 바람직한 실시양태의 개략도를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1, 21 컨베이어 벨트 2, 22 이송 방향

3, 23 혼합 헤드 4, 24 주입판

5, 25 팽창 발포체 6 덮개 종이

27 대향층 8, 28 롤러

9, 10, 11, 12, 29, 30, 31, 32 감지기

13, 33 버스 시스템 14, 34 제어기

본 발명은 연속식 발포 공정에서의 발포체, 특히 폴리우레탄 발포체의 제조 방법 및 설비에 관한 것이다.

발포체의 품질은 여러 가지 환경적 파라미터 및 설비 파라미터에 좌우된다. 이는 특히 폴리우레탄 발포체의 제조에 있어서 그러하다.

폴리우레탄 발포체의 제조에서 품질 확인을 위한 다양한 컴퓨터 보조 공정이, 예를 들어 문헌 [Software to Manage a Continuous Production of Flexible Polyurethane Foams by Slabstock Technology", Salvatore Consoli, Journal of Cellular Plastics, volume 33, March 1997, page 102, "Foam Roadmap On-Line Answernostics", James D. Shoup, Polyurethane 1995, September 26-29, 1995, pages 489, 490 및 "Mathematical Property Prediction Models for Flexible Polyurethane Foams", Reinhart Schiffauer, Adv. Urethane Sci. Techn., 14(1998), pages 1 내지 44]에 공지되어 있다.

또한, RIM 공정에서의 공정 파라미터를 처리하기 위한 전문 시스템이 문헌 ["Experten mit System, Prozesssteuerung des PUR-RRIM-Verfahrens zur Herstellung von Karosserieaussenteilen" [Experts with system; process control of the PU-RRIM process for the production of exterior bodywork parts], F. Schnabel, Sulzback, K.-H. Doerner, Kunststoffe, volume 88, 10/98 및 "PUR-Teile kostenguenstig fertigen, Stand der Polyurethan-RRIM-Technologie" [Low-cost production of PU parts, status of polyurethane RRIM technology], Karl- Heinz Doerner, Hans Joachim Meiners, Hans-Joachim Ludwig, Kunststoffe, volume 91, 4/2001]에 기재되어 있다. 이러한 전문 시스템은 명백하게 제품 특성, 공정 모니터링, 품질 확인 및 예방 보수에 관한 예측을 할 수 있다.

또한, DE 28 19 709 B1에는 발포체 두께가 이송 방향의 횡방향으로 초음파에 의해 측정되는, 대향층이 제공된 발포체 시트의 연속식 제조 방법이 기재되어 있다. 제조 설비는 이후 컨베이어 벨트 속도 및(또는) 적용되는 발포체의 양을 통해 제어된다.

DE 102 37 005 A1에는 실제 상승 높이가 이송 기구를 따라 연속적으로 측정되는, 연속식 슬래브스톡(slabstock) 발포체 공정 방법이 기재되어 있다. 슬래브스톡 발포체 공정을 제어하기 위한 제어 변수는 실제 상승 높이와 미리 측정된 공칭 상승 높이 사이의 가능한 편차 함수로서 측정된다.

온도 측정 방법, 특히 비접촉 온도 측정법은 오래전부터 당업계에 공지되어 있다. 측정하려는 물체로부터 방출되는 적외선을 측정하기 위해 고온계가 사용된다. 이와 같은 방식으로, 예를 들어 연속식 벨트 설비, 플라스틱 압출기, 컨베이어 벨트 또는 캘린더의 표면 온도가 비접촉적으로 모니터링될 수 있다.

또한, 슬래브스톡 발포체 및 다른 발포체의 제조를 위한 여러 종류의 설비가 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어 플라니블록(Planiblock), UBT, QFM, 드라카-펫체타키스(Draka-Petzetakis), 맥스폼(Maxfoam), 베르티폼(Vertifoam), 엣지 컨트롤(Edge Control) 및 VPF 프로세스이다. 이러한 종류의 설비에서, 가요성 폴리우레탄 발포체는 연속식 장방형 공정(continuous rectangular process)으로 제조된 다. 가요성 또는 경질 대향층을 갖는 경질 발포체 복합 시트는 연속적으로 조작되는 이중 컨베이어 설비에서 제조된다.

또한, DE 691 19 244 T2, DE 692 17 671 T2 및 US 4,492,664 A에는 폴리우레탄 발포체 블록의 연속식 제조를 위한 여러 가지 기구가 개시되어 있다. DE 696 10 885 T2에는 폴리우레탄 발포체의 제조를 위한 또 다른 기구가 개시되어 있다. DE 38 19 940 A1, DE 196 49 829 A1, DE 43 15 874 A1 및 DE 195 06 671 C2에는 이러한 설비에서 폴리우레탄 발포체를 제조하는 다양한 방법이 개시되어 있다.

본 발명은 연속식 슬래브스톡 발포체 공정에서 발포체를 제조하기 위한 개선된 방법 및 이러한 공정에서 발포체를 제조하기 위한 개선된 설비를 제공한다.

본 발명의 상기 및 다른 장점 및 이익은 본원 하기의 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명을 예시의 목적으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예 또는 별도로 명시된 경우를 제외하고는, 명세서에 나타낸 양, 백분율 등을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 있어서 "약"이란 용어로 수식되어 있는 것으로 인지되어야 한다.

본 발명은 이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하고, 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 발포 공정을 위한 제어 변수를 결정하는 것을 포함하는, 연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 방법을 제공 한다.

또한, 본 발명은 이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하기 위한 수단, 및 실제 표면 온도와 미리 측정된 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 슬래브스톡 발포체 공정을 위한 제어 변수를 결정하기 위한 수단을 갖는, 연속식 발포 공정에서 발포체를 제조하기 위한 설비를 제공한다.

본 발명은 설비 중의 발포체의 팽창 구역에 따른 여러 지점에서 발포체의 실제 표면 온도를 측정함으로써 연속식 발포 공정에서의 발포체 제조의 개선된 모니터링 및 개선된 제어를 가능하게 한다. 실제 표면 온도는 상응하는 공칭 표면 온도와 비교된다. 공정을 재조정하기 위한 제어 변수는 실제 및 공칭 표면 온도 사이의 임의의 가능한 편차로부터 결정된다.

발포체의 반응열이 대향층의 온도를 또한 증가시키기 때문에, 기초판 또는 상부판 또는 발포체로부터 떨어진 면 위의 기초 종이의 온도는 별법으로 및(또는) 부가적으로 접촉 또는 비접촉 방법에 의해 이송 방향에 따라 측정될 수 있다. 혼합 헤드의 온도는 부가적으로 적외선 고온계로 비접촉식으로 측정되거나 또는 접촉식 온도계로 측정될 수 있다.

이와 관련하여, 발포 공정의 정성 및 정량 모니터링은 반응 혼합물의 적용 바로 직후에 달성될 수 있는 것이 특히 유리하다. 한편, 발포체의 제조가 진행되는 동안, 설비 파라미터 및(또는) 발포체용 출발 재료의 조성은 목적하는 발포체 품질을 최대한도로 일정하게 얻기 위해 재조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 다양한 공정 파라미터 및 대기 압력 등과 같은 환경적 조건에 기인하는, 발포체의 밀도 및 압착 강도 등과 같은 제품 특성의 변동은 감소될 수 있다. 이는, 설비가 더욱 빠르게 개시될 수 있고, 손실이 감소된다는 추가의 장점을 갖는다.

본 발명의 실시양태에 따르면, 발포체의 제조는 헨네케(Hennecke), 플라니블록, 드라카-펫체타키스, 맥스폼, 베르티폼, 엣지 컨트롤 또는 VPF형의 설비 또는 이중 컨베이어 설비에서 수행된다. 이러한 설비는 통상적으로 팽창하는 발포체를 이송 방향으로 이동시키는 컨베이어 기구를 갖는다. 때때로 "하강판(fall plate)"이 발포체 팽창 구역 중에 존재한다.

팽창 구역 중의 여러 지점에서 실제 표면 온도를 측정하기 위해, 다수의 온도 감지기가 이송 방향에 따라 발포체 팽창 구역에 배치될 수 있다. 발포체의 실제 표면 온도를 측정할 수 있는 비접촉식 적외선 고온계가 상기 목적을 위해 바람직하게 사용된다. 기초판 또는 상부판 또는 기초 종이의 온도는 별법으로 또는 부가적으로 접촉 또는 비접촉 방법에 의해 측정될 수 있다.

발포체의 실제 표면 온도 측정값으로부터 회귀 곡선을 플롯팅하여 공칭 곡선과 비교한다. 예를 들어, 곡선의 기울기의 차이 또는 팽창 구역 내의 곡선의 적분값의 차이는 제어 변수를 측정하기 위한 기초로서 사용된다.

팽창 발포체의 이송 속도가 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 공칭 표면 온도 미만인 경우, 실제 온도와 공칭 온도가 적절하게 조화될 때까지 이송 속도를 감소시킨다.

또한, 단위 시간 당 슬래브스톡 발포체 공정으로 공급되는 재료의 양도 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 공칭 표면 온도 미만인 경 우, 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도가 적절하게 조화될 때까지 단위 시간 당 공급되는 재료의 양을 증가시킨다.

슬래브스톡 발포체 공정으로 공급되는 재료의 화학적 조성이 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 공칭 표면 온도 미만인 경우, 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도가 적절하게 조화될 때까지 화학적 조성을 변경시킨다. 특히 촉매 및(또는) 물의 양을 변화시킬 수 있다.

또한, 반응 성분의 온도도 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 발포체의 공칭 표면 온도 미만인 경우, 발포체의 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도가 적절하게 조화될 때까지 반응 성분의 온도를 증가시킨다.

하강판 또는 주입판의 온도가 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 발포체의 공칭 표면 온도 미만인 경우, 발포체의 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도가 적절하게 조화될 때까지 하강판 또는 주입판의 온도를 증가시킨다.

바람직하게는 금속성인 대향층의 온도가 제어 변수로서 사용될 수 있다. 예를 들어 실제 표면 온도가 발포체의 공칭 표면 온도 미만인 경우, 발포체의 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도가 적절하게 조화될 때까지 대향층의 온도를 증가시킨다.

예를 들어 이송 속도, 주입판 또는 대향층의 온도, 단위 시간 당 공급되는 재료의 양 및(또는) 공급되는 재료의 화학적 조성의 변화와 같은 여러 가지 제어 변수는 발포체의 공칭 표면 온도와 실제 표면 온도의 편차 또는 대향층의 공칭 온 도 프로파일과 대향층의 실제 온도 프로파일의 편차를 기초로 하여 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 발포체의 실제 표면 온도를 기초로 하여 생성되는 발포체의 1가지 이상의 제품 특성이 예측될 수 있다. 이러한 예측은 정밀 회귀 모델을 사용하여 수행될 수 있다. 별법으로 또는 부가적으로, 뉴럴 네트워크(neural network) 또는 하이브리드 뉴럴 네트워크가 예측을 위해 사용될 수 있다.

발포체의 발포 거동은 발포체의 실제 온도를 기초로 하여 예측될 수 있다. 특히, 경질 발포체 복합 시트의 제조에 있어서, 상부 대향층의 바로 아래로의 발포체의 흐름 거동 및 "드래깅(dragging)"은 중요한 공정 변수이다. 상기 예측은 정밀 회귀 모델을 사용하여 수행될 수 있다. 별법으로 또는 부가적으로, 뉴럴 네트워크 또는 하이브리드 뉴럴 네트워크가 예측을 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 발포체의 실제 표면 온도, 공급되는 재료의 화학적 조성 및 설비 및(또는) 환경적 파라미터가 입력 변수로서 뉴럴 네트워크에 입력될 수 있다. 이들을 기초로 하여, 뉴럴 네트워크는 1가지 이상의 제품 특성, 예를 들어 밀도, 압착 강도 또는 강도를 예측한다.

본 발명에서 이러한 뉴럴 네트워크는 입력 변수의 변화량의 함수로서 예측될 수 있는 제품 특성을 측정하기 위한 일련의 시험을 수행함으로써 조작될 수 있다. 이어서, 뉴럴 네트워크는 얻어지는 데이타, 즉 뉴럴 네트워크에 입력되는 실제 파라미터, 발포체의 표면 온도, 상승 높이, 조성, 설비 및(또는) 환경적 파라미터를 기초로 하여 조작된다. 뉴럴 네트워크에 의해 예측되는 제품 특성은 실제로 측정된 제품 특성과 비교된다. 예측된 제품 특성과 실제 제품 특성 간의 차이를 기초로 하여, 뉴런(neuron)의 중량이 조절된다. 즉, 뉴럴 네트워크가 조작된다.

뉴럴 네트워크의 상기 조작은 별법으로 또는 부가적으로 제조가 진행되는 동안에 수행된다. 즉, 이러한 경우, 일련의 시험이 실시되지 않고, 대신에 소정의 기간, 예를 들어 1년 동안 제조 데이타가 수집되어, 뉴럴 네트워크를 조작하기 위해 사용된다.

또한, 예측되는 제품 특성은 제조되는 발포체의 품질을 분류하기 위해 사용될 수도 있다. 예측되는 품질 수준은, 예를 들어 데이타베이스에 저장된다.

저품질 구역이 1가지 이상의 제품 특성의 예측을 기초로 하여 제조된 발포체에서 확인될 수 있다. 이러한 구역은 발포체 블록으로부터 절단 제거될 수 있다. 종래기술에 비해, 이는 폐기물이 덜 생산된다는 장점을 갖는다.

예를 들어 연속식 발포체 제조에서, 예를 들어 길이가 6 m인 블록이 발포체 스트랜드로부터 절단된다. 이후, 선행기술에서는, 각 블록의 품질을 계속적으로 시험한다. 반대로, 본 발명에서는 저품질일 것으로 예측된 구역을 발포체 스트랜드로부터 절단 제거하는 것이 가능하여, 예를 들어 길이 6 m의 블록은 예측된 품질이 균일한 것이 얻어진다. 본 발명에서는 또한 상이한 품질 수준으로의 분류도 가능하다.

도 1은 연속식 슬래브스톡 발포체 공정에서의 발포체, 특히 폴리우레탄 발포체의 제조를 위한 설비를 나타낸다.

상기 설비는 이송 방향 (2)로 이동하도록 설정된 컨베이어 벨트 (1)을 갖는다. 컨베이어 벨트 (1)의 시작지점에는, 혼합 헤드 (3)이 컨베이어 벨트 (1) 위에 배치된다. 혼합 헤드 (3)은 화학 반응계를 컨베이어 벨트 (1)의 주입판 (4)로 공급하는 데 사용된다. 화학 반응계는, 예를 들어 폴리우레탄 발포체의 제조를 위한 발포체 혼합물을 함유한다.

화학 반응 혼합물은 컨베이어 벨트 (1) 상에서 팽창하여, 팽창 발포체 (5)를 갖는 팽창 구역을 생성한다. 롤러 (8)에 의해 인도되는 덮개 종이 (6)이 발포체 표면에 도포된다.

감지기 (9, 10, 11 및 12)는 팽창 구역 위에 배치된다. 이 감지기는 발포체의 표면 온도를 측정하는 데 사용된다. 감지기 (9, 10, 11 및 12)는 각각 버스 시스템 (13)과 연결된다. 버스 시스템 (13)은 제어기 (14)와 연결된다. 따라서, 제어기 (14)는 버스 시스템 (13)을 통해 감지기 (9, 10, 11 및 12)로부터 측정 신호를 수용한다. 이러한 측정 신호를 기초로 하여, 제어기 (14)는 발포 공정을 재조정하기 위한 제어 변수를 결정한다. 예를 들어 컨베이어 벨트 (1)의 속도 및(또는) 혼합 헤드 (3)을 통해 단위 시간 당 공급되는 화학 반응계의 양 및(또는) 반응계의 화학적 조성 및(또는) 주입판 (4)의 온도가 제어 변수로서 사용된다.

도 2는 폴리우레탄 발포체, 특히 이중 컨베이어 설비를 갖는 경질 발포체 시트의 연속식 제조를 위한 설비를 나타낸다.

상기 설비는 이송 방향 (22)로 이동하도록 설정된 컨베이어 벨트 (21)을 갖는다. 컨베이어 벨트 (21)의 시작지점에는, 혼합 헤드 (23)이 컨베이어 벨트 (21) 위에 배치된다. 혼합 헤드 (23)은 화학 반응계를 컨베이어 벨트 (21)의 주입판 (24)로 공급하는 데 사용된다. 화학 반응계는, 예를 들어 경질 폴리우레탄 발포체의 제조를 위한 발포체 혼합물을 함유한다.

화학 반응 혼합물은 컨베이어 벨트 (21) 상에서 팽창하여, 팽창 발포체 (25)를 갖는 팽창 구역을 생성한다. 여기서, 발포체는 예를 들어 금속성인 하부 대향층 (27) 상에 도포된다. 마찬가지로, 예를 들어 금속성 대향층 (27)이 윗면에도 도포된다. 대향층 (27)은 가요성 및(또는) 경질 재료로 구성될 수 있다. 절연 시트용 대향층으로서는 크래프트(Kraft) 종이, 역청화 종이, 역청 보드, 크레이프 종이, PE-코팅된 유리 섬유 부직포 및 알루미늄 호일이 사용될 수 있다. 양면에 경질 대향층을 갖는 구조적 요소에는 도장된 또는 코팅된 강 또는 알루미늄 시트 또는 GRP의 대향층이 제공된다. 경질 시트 (예를 들어 입상 보드, 플라스터보드, 섬유 시멘트 보드, 유리 섬유 시트, 암면 또는 펄라이트 시트)가 바닥 대향층으로서 사용되고 감길 수 있는(reelable) 대향층이 상부 위에 사용되는 경우, 복합 시트가 얻어진다. 대향층은 롤러 (28)을 통해 인도된다. 컨베이어 채널 중에서, 발포 혼합물은 상부 대향층 (27)에 도달한다. 정확한 시트 두께는 상부 및 하부 컨베이어 사이의 소정의 거리로 얻어진다.

감지기 (29, 30, 31 및 32)는 팽창 구역 위에 배치된다. 감지기는 팽창 구역 중의 발포체의 표면 온도를 측정하는 데 사용된다. 단지 초기 팽창 구역 및 발포체가 상부 대향층 (27)에 도달하기 전까지만 발포체 표면이 측정 도구에 접근가능하여, 표면 온도가 측정될 수 있다.

감지기 (29, 30, 31 및 32)는 각각 버스 시스템 (33)과 연결된다. 버스 시스템 (33)은 제어기 (34)와 연결된다. 제어기 (34)는 버스 시스템 (33)을 통해 감지기 (29, 30, 31 및 32)로부터 측정 신호를 수용한다. 이러한 측정 신호를 기초로 하여, 제어기 (34)는 발포 공정을 재조정하기 위한 제어 변수를 결정한다. 예를 들어 컨베이어 벨트 (21)의 속도 및(또는) 혼합 헤드 (23)을 통해 단위 시간 당 공급되는 화학 반응계의 양 및(또는) 반응계의 화학적 조성 및(또는) 주입판 (24)의 온도 및(또는) 재료 성분의 온도 및(또는) 대향층 (27)의 온도가 제어 변수로서 사용된다.

실제 온도와 공칭 온도 간의 차이를 측정함으로써 제어가 수행된다. 이는, 예를 들어 도구를 사용하여 측정된 실제 온도로부터 회귀 곡선을 플롯팅함으로써 달성될 수 있다. 이는 선형 회귀 또는 다항식, 예를 들어 스플라인(spline) 다항식 또는 웨이브렛(wavelet)을 포함한다.

제어 변수는 실제 온도 곡선과 공칭 온도 곡선의 기울기의 차이, 즉 생성되는 곡선 기울기 간의 차이를 참조함으로써 결정될 수 있다. 이러한 차이는 실제 온도와 공칭 온도의 편차의 측정값이다.

실제 온도 곡선과 공칭 온도 곡선의 적분이 별법으로 또는 부가적으로 형성될 수 있다. 두 적분값의 차이 또한 실제 온도와 공칭 온도의 편차의 측정값이다.

실제 곡선 및 공칭 곡선의 변곡점은 별법으로 또는 부가적으로 제어 변수를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 가요성 슬래브스톡 발포체 플랜트 또는 이중 컨베이어 설비의 경우, S-모양의 곡선이 통상적으로 얻어진다. 이들의 변곡점이 제어 변수를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

따라서, 발포 공정을 재조정하기 위한 제어 변수는 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도의 편차를 기초로 하여 결정된다. 측정된 표면 온도가 공칭 온도를 초과하는 경우, 예를 들어 이송 방향 (2)(또는 22)에 따른 감지기 (9, 10, 11 및 12)(또는 29, 30, 31 및 32)의 측정 위치에서의 실제 표면 온도를 감소시키기 위해 컨베이어 벨트 (1, 21)(도 1 및 2 참조)의 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 별법으로 또는 부가적으로 실제 표면 온도를 감소시키기 위해 혼합 헤드 (3)(또는 23)에 의해 단위 시간 당 공급되는 화학 반응계의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 결과적으로 측정 위치에서의 실제 표면 온도를 감소시켜 더욱 느리게 발포하도록, 별법으로 또는 부가적으로 화학 반응계의 조성을 변경시킬 수 있다. 결과적으로 측정 위치에서의 실제 표면 온도를 감소시켜 반응성 혼합물이 더욱 느리게 발포하도록, 별법으로 또는 부가적으로 주입판의 온도를 변경시킬 수 있다.

이중 컨베이어 설비의 경우, 결과적으로 측정 위치에서의 실제 표면 온도를 감소시켜 반응성 혼합물이 더욱 느리게 발포하도록, 별법으로 또는 부가적으로 접합층의 온도를 변경시킬 수 있다. 상기 목적을 위해 바람직게는 금속성인 대향층이 예열되는 오븐의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 혼합 헤드로 공급되는 재료의 온도도 제어 변수로서 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 목적을 위해, 혼합 헤드로 공급되는 성분의 온도를 제어하기 위해 통류 가열기/냉각기가 공급 라인에서 혼합 헤드에 제공된다.

교반 혼합에 의해 성분을 혼합하는 데 사용되는 혼합기의 회전 속도가 추가 의 제어 변수로서 사용될 수 있다. 이러한 혼합기 또는 교반기는, 예를 들어 혼합 헤드 중에 배치된다. 혼합기의 통상적인 회전 속도는 분 당 2,000 내지 5,000 회전이다.

성분의 고압 혼합을 위해 사용되는 성분의 압력이 추가의 제어 변수로서 사용될 수 있다. 고압 혼합은 폴리올 혼합물 및 이소시아네이트 성분을 통상적으로 120 내지 200 bar의 압력으로 가압함으로써 수행될 수 있다.

발포 공정은 제어기 (14)(또는 34)에 의해 제어된다. 제어기 (14)(또는 34)는 실제 상승 곡선을 측정하기 위한 모듈을 함유한다. 제어기 (14)(또는 34)는 추가로 측정된 실제 온도 곡선과 저장된 공칭 온도 곡선을 비교하기 위한 모듈도 포함한다. 실제 온도 곡선과 공칭 온도 곡선의 편차의 측정을 제공하는 통계값이 얻어진다. 이 통계값은 공정을 재조정하기 위한 제어 변수를 결정하기 위해 사용된다.

설비는, 추가의 발포 거동을 예측하기 위한, 제조되는 발포체의 1가지 이상의 제품 특성을 예측하기 위한 모듈, 제조되는 발포체의 예측된 품질을 분류하기 위한 테이블 및 데이타베이스를 갖는 컴퓨터 시스템을 추가로 포함한다. 데이타베이스는 슬래브스톡 발포체의 종방향에서 예측되는 제품 품질, 즉 데이타베이스 중에 저장된 슬래브스톡 발포체의 X 방향의 특정 지점에서 예측되는 제품 품질을 저장할 수 있다.

컴퓨터 시스템은 실제 온도 곡선을 입력 변수로서 수용한다. 별법으로, 측정된 실제 표면 온도만이 입력된다. 실제 온도 곡선과 공칭 온도 곡선 간의 편차 의 측정값인 측정 통계값은 추가로 컴퓨터 시스템에 입력될 수 있다.

생산되는 발포체의 추가의 발포 거동 및(또는) 1가지 이상의 제품 특성은 상기 입력값을 기초로 하여 예측된다. 예측되는 제품 특성은, 예를 들어 밀도, 압착 강도 또는 강도일 수 있다.

이어서, 제품 특성에 대해 용인되는 품질 허용치가 저장된 테이블을 참조함으로써, 예측된 제품 특성에 의해 품질이 분류된다. 이어서, 예측된 제품 특성 및 이들에게 지정된 품질은 상기 제조되는 발포체를 위한 데이타베이스 중에 저장된다.

연속식 발포 공정으로부터 수득되는 발포체는 통상적으로, 예를 들어 길이 6 m의 블록으로 다시 나누어진다. 이를 위해 설비는 절단 기구를 갖는다. 이 절단 기구는 바람직하게는 컴퓨터 시스템에 의해 작동된다. 컴퓨터 시스템이 슬래브스톡 발포체의 짧은 부위를 저품질인 것으로 예측하는 경우, 절단 기구는 슬래브스톡 발포체의 상기 부분을 절단 제거하기 위해 작동된다. 이러한 방식으로, 발포 공정의 손실이 감소될 수 있다.

뉴럴 네트워크는 예측 모듈의 일 실시양태이다. 뉴럴 네트워크의 입력 변수는 실제 표면 온도, 혼합 헤드 (3)(또는 23)(도 1 또는 2 참조)에 의해 컨베이어 벨트 (1)(또는 21) 상에 도포되는 화학 반응계의 조성, 및 예를 들어 압력 및 온도와 같은 설비 파라미터, 및 또한 바람직하게는, 예를 들어 대기압 및 대기 습도와 같은 환경적 파라미터이다. 이러한 입력 변수로부터, 뉴럴 네트워크는 1가지 이상의 제품 특성 및 추가의 발포 거동 (예를 들어 "드래깅")을 예측한다. 뉴럴 네트 워크를 조작하기 위해 요구되는 조작 데이타는 별도의 일련의 시험 또는 실제 제조로부터의 데이타를 기록함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명을 예시를 목적으로 상기에 상세히 설명하였으나, 이러한 상세 사항은 단지 예시를 목적으로 한 것이며, 특허 청구 범위에 의해 제한될 수 있는 것 이외로 본 발명의 취지 및 범주를 벗어남 없이 당업자에 의해 변경될 수 있음을 알아야 한다.

본 발명은 이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하고, 실제 표면 온도와 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 발포 공정을 위한 제어 변수를 결정하는 것을 포함하는, 연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 방법을 제공한다.

Claims

이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하는 단계,

실제 표면 온도와 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 발포 공정을 위한 제어 변수를 결정하는 단계

를 포함하는 연속식 발포 공정에서의 발포체의 제조 방법.
제1항에 있어서, 발포체가 폴리우레탄 발포체인 방법.
제1항에 있어서, 실제 표면 온도가 이송 방향에 따라 배치된 온도 감지기에 의해 측정되는 방법.
제1항에 있어서, 이송 속도가 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 단위 시간 당 발포 공정으로 공급되는 재료의 양이 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포 공정으로 공급되는 재료의 화학적 조성이 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포 공정으로 공급되는 재료의 온도가 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 주입판의 온도가 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포 공정으로 공급되는 대향층의 온도가 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 고압 혼합에서의 반응 성분의 압력이 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포체의 출발 성분들의 교반 혼합에서의 혼합기의 회전 속도가 제어 변수인 방법.
제1항에 있어서, 이송 방향에 따라 특정 구역에 위치하는 발포체의 1가지 이상의 제품 특성이 실제 표면 온도의 함수로서 예측되는 방법.
제1항에 있어서, 발포 거동이 실제 표면 온도의 함수로서 예측되는 방법.
제12항에 있어서, 회귀 모델에 의해 예측되는 방법.
제12항에 있어서, 뉴럴 네트워크 또는 하이브리드 뉴럴 네트워크에 의해 예 측되는 방법.
제15항에 있어서, 적어도 실제 표면 온도가 입력 파라미터로서 뉴럴 네트워크에 입력되는 방법.
제12항에 있어서, 발포체의 품질이 1가지 이상의 제품 특성을 기초로 하여 분류되는 방법.
제17항에 있어서, 저품질을 나타내는 발포체 블록의 구역이 블록으로부터 제거되는 방법.
이송 방향에 따라 발포체 또는 대향층의 실제 표면 온도를 측정하기 위한 수단; 및

실제 표면 온도와 미리 측정된 공칭 표면 온도의 편차 함수로서 슬래브스톡 발포체 공정을 위한 제어 변수를 결정하기 위한 수단

을 포함하는 연속식 발포 공정에서의 발포체 제조용 설비.
제19항에 있어서, 실제 표면 온도를 측정하기 위한 수단이 이송 방향에 따라 배치된 온도 감지기를 포함하는 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 이송 속도를 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 단위 시간 당 발포 공정으로 공급되는 재료의 양을 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 발포 공정으로 공급되는 재료의 화학적 조성을 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 발포 공정으로 공급되는 재료의 온도를 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 주입판의 온도를 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 발포 공정으로 공급되는 대향층의 온도를 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 발포체의 출발 성분들의 교반 혼합을 위한 혼합기의 회전 속도를 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 제어 변수를 결정하기 위한 수단이 고압 혼합을 위한 반응 성분들의 압력을 결정하기 위해 배열된 것인 설비.
제19항에 있어서, 이송 방향에 따라 특정 위치에 위치하는 발포체의 1가지 이상의 제품 특성을 실제 표면 온도의 함수로서 예측하기 위한 수단을 갖는 설비.
제9항에 있어서, 발포체를 예측된 제품 특성을 나타내는 블록으로 다시 나누기 위한 절단 기구를 제어하기 위한 수단을 갖는 설비.