KR20060097650A

KR20060097650A - 발포되는 재료의 시트를 연속적으로 제조하기 위한 방법 및플랜트

Info

Publication number: KR20060097650A
Application number: KR1020060021999A
Authority: KR
Inventors: 후버트 에빙; 잉고 켈러호프; 라이너 라우하우스; 카르스텐 묄렌캄프
Original assignee: 바이엘 머티리얼사이언스 아게
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1700682A3; CA2538459A1; US20060202371A1; EP1700682A2; CN1830650A; DE102005010999A1; JP2006248230A; BRPI0600764A

Abstract

본 발명은 연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료의 시트를 제조하기 위한 방법 및 플랜트에 관한 것이며, 여기서 발포되는 재료의 실제 발포 프로필이 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행하게 검출되며, 목표 또는 기준 발포 프로필로부터 실제 발포 프로필의 편차의 함수로서 발포 프로세스에 대한 교정 변수가 결정되며, 프로세스 파라미터(들)가/이, 실제 발포 프로필을 기준 발포 프로필에 상응하도록 조정된다.

연속 발포체 프로세스, 발포되는 재료, 플랜트, 발포 프로필, 프로세스 파라미터.

Description

발포되는 재료의 시트를 연속적으로 제조하기 위한 방법 및 플랜트 {METHOD AND PLANT FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF SHEETS OF FOAMED MATERIAL}

도1은 발포되는 재료의 시트를 연속적으로 제조하기 위한 프로세스가 트윈 벨트 컨베이어 플랜트를 사용하여 수행되는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 개략도.

도2는 오버랩핑이 거의 없는 발포체 팽창 프로필을 도시한 도면.

도3은 오버랩핑이 심한 발포체 팽창 프로필을 도시한 도면.

도4는 오버랩핑이 전혀 없는 발포 프로필을 도시한 도면.

<도면 부호의 간단한 설명>

1: 컨베이어 벨트

2: 컨베이어 진행 방향

3: 혼합 헤드

4: 도포판

5: 팽창 발포체

6: 하부 커버층

7: 상부 커버층

8: 롤러

9: 측정 장치

10: 발포 프로필

11: 모선 시스템

12: 조절기

13: 오버랩핑이 거의 없는 발포 프로필

14: 오버랩핑이 심한 발포 프로필

15: 오버랩핑이 없는 발포 프로필

본 발명은 연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료의 시트, 특히 폴리우레탄 발포체 시트를 제조하기 위한 방법 및 플랜트에 관한 것이다.

가요성 블록 성형 발포되는 재료의 제조에서, 발포 특성을 예측하고 폴리우레탄 발포체의 제조 도중에 품질을 보장하기 위한 각종 컴퓨터 제어 방법이, 예를 들면 문헌들["블록 발포체 기술에 의한 가요성 폴리우레탄 발포체의 연속제조를 제어하는 소프트웨어(Software to Manage a Continuous Production of Flexible Polyurethane Foams by Slabstock Technology)", 1997년 3월, 볼륨 33, 페이지 102(Journal of Cellular Plastics, Volume 33, March 1997, page 102), 및 "가요성 폴리우레탄 발포체의 수학적 특성 예측 모델(Mathematical Property Prediction Models for Flexible Polyurethane Foams)", 1998년 에이디브이, 우레탄 에스씨아 이. 테크놀로지 페이지 1-44(Adv. Urethane Sci. Techn. 14 (1998), pages 1 to 44)]에 기재되어 있다.

생산성과 품질을 최적화하기 위한 목적을 위해, 소위 전문가 시스템이라고 불리우는 RIM 방법이 공지되어 있다. 문헌들["전문가와 시스템, 차체 외부 부품을 제조하기 위한 PUR-RRIM-프로세스의 프로세스 제어(Experten mit System, Prozesssteuerung des PUR-RRIM-Verfahrens zur Herstellung von Karosserieaussenteilen)", 쿤스트슈토페, 통권 88호, 10/98(Kunststoffe, 88th annual set, 10/98) 및 "PUR-부품의 경비 절감형 제작, 폴리우레탄-RRIM-기술의 현황", 쿤스트슈토페, 통권 91호, 4/2001(Kunststoffe, 91st annual set, 4/2001)]에서, RIM 프로세스 도중에 프로세스 파라미터를 분석하기 위한 전문가 시스템이 기재되어 있다. 이러한 전문가 시스템은 프로세스 모니터링, 품질 보장 및 예방 보전을 보조한다.

DE 28 19 709 B1호에는 커버층이 제공되는 발포체 시트의 연속 제조를 위한 방법이 기술되어 있으며, 여기서 발포체의 두께는 진행 방향에 대해 직각에서 초음파에 의해 검출된다. 따라서 제조 플랜트는 컨베이어 밸트의 진행 속도 및/또는 도포되는 발포체의 양에 의해 제어된다. 상기 방법에 기재되어 있는 제어 연산방식은 품질 손상, 작동상의 중단 및 노동 비용을 감소시키는데 기여한다.

DE 102 37 005 A1호에는 컨베이어 장치를 따라 국부적인 발포체 높이의 형태로 발포체 프로필을 연속적으로 검출하는 연속 블록 성형 발포체 프로세스의 모니터링 방법이 기술되어 있다. 이러한 목적을 위해 바람직하게 레이저 거리 센서가 사용된다. 블록 성형 프로세스를 제어하기 위해 사용되는 수정 변수는 실제 발포체 높이와 사전 설정되어 고정된 발포체 높이 사이의 가능한 편차의 함수로서 확인된다.

연속 또는 불연속 방법에 의한 금속성 복합 요소의 제조가 공지되어 있다. 연속 제조를 위한 장치는, 예를 들면 DE 1 609 668 A호, DE 1 247 612 A호 또는 DE 92 16 306 U1호에 기재되어 있다.

또한, 폴리우레탄 강성 발포체 시트 또는 폴리우레탄 강성 발포체 복합 시트를 연속 또는 불연속적으로 제조하기 위한 다양한 유형의 플랜트가 공지되어 있다. 예를 들면, 폴리우레탄 강성 발포체 시트는 트윈 벨트 컨베이어 플랜트를 사용하여 제조된다. 이러한 유형의 플랜트는, 예를 들면 제품명 콘티마트(CONTIMAT®)로 독일 53754 상크트 아우구스틴 비를링호버너 슈트라세 30(Birlinghoverner Strasse 30, 53754 Sankt Augustin, Germany)에 소재한 헨넥케 게엠베하(Hennecke GmbH)로부터 상업적으로 구매 가능하다.

폴리우레탄 발포체 시트의 연속적인 제작 중에 고품질 및 재생산 가능한 제품을 제조하기 위해, 가능한 한 안정된 작동 상태가 추구되어야 한다. 상기 상태는 전체적인 발포 프로필이 목적하는 형상을 보유하고 환경과 관련되는, 또는 더욱 정확하게는 성형 프레스와 관련된 특정한 한계 내에서 정적인 상태를 유지하는 경우 수득된다. 이러한 목적을 위해, 폴리우레탄 시스템의 반응 과정, 도포되는 발포체의 양, 벨트의 속도, 및 전체적인 플랜트와 원재료 성분의 온도 제어는 서로 조화를 이루어야 한다.

DE 196 16 643 C1호에는 발포되는 재료의 시트를 제조하기 위한 방법이 기술되어 있으며, 여기서 고정 지점으로부터 발포되는 측면 분리는 프레스의 입구 상류에서 측정된다. 상기 분리의 실제값은 발포되는 재료에 따라 좌우되는 목표값과 비교되고, 플랜트의 작동 속도는 실제값과 목표값 사이의 편차에 따라 제어된다. 폴리우레탄 시스템의 수식(formulation)과 그 결과로서 운동역학, 반응 혼합물의 도포량 및 플랜트의 온도가 고려되지는 않는다.

조정된 수식, 발포되는 재료 시트의 공지된 높이 값과 폭 값, 및 고정된 생산율을 사용하여, 이론적으로 플랜트의 속도는 발포체가 성형 챔버 프레스에서 커버층들 사이의 공간을 채우고 발포체의 압착이 발생하지 않는 방식으로 선택될 수 있어야 한다. 실제로, 이러한 조정은 가능하지 않고 꼭 요구되지도 않는다. 커버층들 사이의 공간은 발포체로 완전히 채워져야 한다. 이러한 목적을 위해, 벨트의 진행 방향에 대해 반대 방향으로 혼합물의 지나친 편향 없이, 반응 혼합물의 특정한 압축이 필요하다. 이러한 편향을 오버랩핑(overlapping)이라 부른다. 상기 방식에서 발포하는 반응 혼합물의 미약한 파상 표면이 평활해지고, 상부 커버층 아래에 기포나 공기 구멍이 형성되지 않기 때문에, 약간의 오버랩핑이 제품에 따라 일부의 경우에는 바람직할 수도 있다. 지나친 오버랩핑은 발포체와 상부 커버층 또는 프레스의 상부 벽 사이에서 더욱 큰 마찰을 일으킨다. 발포체 셀(cell)은 벨트의 진행 방향으로 신장되고, 이에 의해 시트의 두께 방향에서 압축 강도와 인장 강도가 손상된다. 또한, 이러한 방식에 의해 발포체 시트에서 수직 균열이 형성될 수도 있다. 반면, 발포체의 오버랩핑은 특히 상부 커버층의 영역에서 재배향되는 플랫 셀(flat cell)을 유도한다. 일반적으로 이는 더욱 낮은 열 전도성 값을 야기하고 특정한 적용분야에 대해서는 바람직할 수 있다.

폴리우레탄 발포반응의 발열반응 특성으로 인해, 제조 플랜트의 온도 제어형 성형 챔버 프레스는 제조 과정 도중에 추가로 가열된다. 이는 반응 속도에 효과를 나타내고 결과적으로 발포 프로필과 오버랩핑 정도에 효과를 나타내기 때문에, 작동 중에 제어 대응책을 강구해야 한다. 이는 제조될 발포되는 재료 시트의 수식, 제조 속도, 도포량, 프로세스 온도 및 기하구조의 조화에 의해서만 이루어질 수 있다.

발포체 팽창 프로필 및, 구체적으로 오버랩핑은 제조되는 구체적인 제품을 위해 조정되어야 한다. 발포되는 재료 시트의 일정한 품질을 성취하기 위해, 발포체 팽창 프로필 및 결과적으로 오버랩핑이 전체적인 제조 프로세스에 걸쳐 그리고 각각의 부하 마다 동일하게 유지되도록 주의를 기울여야 한다. 프로필의 정확한 위치설정은 특정한 한계 내에서 중요하지 않다.

"발포체 팽창 프로필"은 팽창의 개시로부터 발포체가 상부 커버층에 닿을 때까지 형성하고 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행하게 팽창하는 발포체를 지켜보는 관측자에 의해 가시화될 수 있는 전체적인 발포체 팽창 윤곽으로 이해된다.

본 발명은 플랜트에서 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행한 발포 프로필, 구체적으로는 오버랩핑의 검출에 의해 연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료 시트의 제조에 대한 개선된 모니터링과 개선된 제어를 제공한다. 실제의 발포 프로필 과 실제의 오버랩핑은 수식에 의해 구체적으로 설정된 목표 프로필("기준 프로필"로도 언급된다)과 비교된다. 목표 프로필로부터 실제 프로필의 가능한 편차로부터 프로세스의 재조정을 위한 교정 변수가 검토된다. DE 196 16 643 C1호와는 대조적으로, 고정된 지점으로부터 정확한 분리의 검출에 의해서가 아니라 실제 프로필과 목표 프로필로부터 도출되는 상대값의 검출에 의해 제어가 이루어진다.

본 발명의 특별한 장점은 발포 작동의 질적 및 양적 모니터링이 제조 사이클의 초기 지점에서 이루어질 수 있다는 것이다. 또한, 플랜트의 파라미터 및/또는 발포체 형성 재료의 조성이 발포되는 재료가 제조되는 도중에 조정될 수 있어서, 가능한 일정한 제품 품질을 성취한다. 결국, 예를 들면 압축 강도와 같은 제품의 특성에서의 변동은 다양한 발포체 팽창 거동 또는 오버랩핑의 변화로 인해 감소된다.

본 발명의 또 다른 장점은 이미 제조 시작과 함께 발포체 팽창 프로필 및 오버랩핑의 검출에 의해 플랜트의 시동을 위한 시간이 단축된다는 것이다. 이러한 방식으로 제조 플랜트의 시동 중의 소모를 줄일 수 있다.

본 발명에 따라, 발포체 팽창 프로필 또는 오버랩핑을 검출하기 위한 장치는 프레스의 주입구 상류에 그리고 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행하게 장착된다. 상기 검출 장치는 바람직하게 몇몇 레이저 거리 센서를 포함하며, 센서는 발포체의 실제 프로필을 측정할 수 있도록 하는 방식으로 서로의 상부에 및/또는 옵셋으로 배치된다. 대안적으로 또는 추가로, 발포체 프로필을 측정할 수 있는 초음파 센 서, 광전 센서, CCD 카메라 또는 기타의 센서가 사용될 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 발포체 팽창 프로필을 컨베이어 방향에 대해 직각에서 2차원으로 검출하는 레이저 스캐너가 사용된다. 이러한 목적을 위해, 레이저선은 바람직하게 발포체 상에 투사되고, 프로필 높이가 삼각측량에 의해 결정된다. 컨베이어 방향에 대해 직각에서 몇몇 스캐너를 사용하여 또는 레이저선의 선회에 의해 발포체의 윤곽이 시트의 전체적인 단면에 걸쳐 작성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 발포되는 재료는 예를 들면, 헨넥케로부터 상품명 콘티마트로 상업적으로 구매 가능한 유형의 플랜트에서와 같은 트윈 벨트 컨베이어 플랜트에서 제조된다. 상기 플랜트는 보통 컨베이어 장치를 갖고, 이 장치 상에서 팽창하는 발포되는 재료가 컨베이어 진행 방향으로 이동한다. 일반적으로 상기 플랜트에서 작업은 가요성 및/또는 강성 커버층과 함께 진행된다. 커버층은 컨베이어 벨트에 의해 성형 챔버 프레스 내로 안내된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 각각의 위치마다 발포 프로필의 스캐닝이 수행되고, 발포체의 측정된 실제 프로필 값에 의해 적합한 곡선이 작성되고, 상기 적합한 곡선이 목표 곡선과 비교된다. 예를 들면, 곡선의 기울기들 사이의 차이 또는 팽창 영역에서의 곡선들의 적분값의 차이가 교정 변수를 결정하기 위한 기본으로서 사용된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 팽창하는 발포체의 컨베이어 진행 속도는 교정 변수로서 사용된다. 예를 들면, 발포체에서 발포 프로필의 적분값이 지나친 오버랩핑을 야기하는 방식으로 사전에 결정된 목표 프로필로부터 상이 한 경우, 컨베이어 진행 속도는 실제 프로필이 목표 프로필과 충분히 일치할 때까지 증가한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 단위시간 당 블록 성형 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 양은 교정 변수로서 사용된다. 예를 들면, 발포체에서 발포 프로필의 적분값이 지나친 오버랩핑을 야기하는 방식으로 사전에 결정된 목표 프로필로부터 상이한 경우, 단위시간 당 공급되는 재료의 양은 실제 프로필과 목표 프로필이 충분히 일치할 때까지 감소한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 블록 성형 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 화학적 조성은 교정 변수로서 사용된다. 예를 들면, 실제 프로필과 목표 프로필이 서로 지나치게 상이한 경우, 화학적 조성은 실제 프로필이 목표 프로필과 충분히 일치할 때까지 변경된다. 구체적으로는, 촉매의 양 및/또는 첨가되는 물리적 발포제(예를 들면 펜탄) 및/또는 화학적 활성 발포제로서의 물의 양이 변경될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반응 성분의 온도는 교정 변수로서 사용된다. 예를 들면, 실제 프로필과 목표 프로필이 서로 지나치게 상이한 경우, 반응 성분의 온도는 실제 프로필과 목표 프로필이 다시 일치할 때까지 변경된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 성형 챔버 프레스의 커버층의 온도는 교정 변수로서 사용된다. 예를 들면, 실제 프로필과 목표 프로필이 서로 지나치게 상이한 경우, 성형 챔버 프레스의 커버층의 온도는 실제 프로필이 목표 프로필과 충분히 일치할 때까지 변경된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 예를 들면 컨베이어 진행 속도의 변화, 성형 챔버 프레스 또는 커버층의 온도 변화, 단위시간 당 공급되는 재료의 양의 변화, 및/또는 공급되는 재료의 화학적 조성의 변화와 같은 몇몇 상이한 교정 변수는 발포체의 목표 프로필로부터 실제 프로필의 편차에 근거하여 결정된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제조되는 발포 재료 시트의 적어도 하나의 제조 특성은 발포체의 실제 프로필에 근거하여 예측된다. 예를 들면, 발포체 시트의 인장 강도 및/또는 압축 강도는 예측될 수 있다. 상기 예측을 위해 엄격한 회귀분석 모델이 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 뉴럴 네트워크(neural network) 또는 혼성 뉴럴 네트워크가 예측을 위해 사용될 수 있다. 반응 혼합물의 수식, 컨베이어 진행 속도, 성형 챔버 프레스와 커버층의 온도 및 단위시간 당 공급되는 재료의 양은 예를 위한 추가의 입력 변수로서 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 예측된 제품의 특성은 제조된, 발포되는 재료 시트의 품질을 분류하는데 사용된다. 예를 들면, 예측된 특성은 데이타베이스에 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제조된 저품질의 발포되는 재료 영역은 적어도 하나의 제품 특성에 대한 예측에 근거하여 규명된다. 상기 영역은 발포되는 재료의 시트로부터 절단된다. 당해 기술 분야에 비해, 본 발명은 폐기되는 재료가 덜 발생되는 장점을 갖는다.

대부분의 경우, 사전에 결정된 길이(예를 들면 6m)의 시트는 발포체 시트의 연속 제조 프로세스에서 발포체 시트로부터 절단되고, 이어서 각각의 시트는 품질 검사에 회수 적용된다. 반면에, 본 발명에 따른 방법은 저품질로 예측된 발포체 시트에 대해 품질 등급을 차별화하면서 분류되고 적합하게 분류되는 것을 허용한다.

이후, 본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 구체적으로 폴리우레탄 발포체로부터 발포체 시트를 연속적으로 제조하기 위한 트윈 벨트 컨베이어 플랜트가 도시된다. 플랜트는 컨베이어 진행 방향(2)으로 움직이는 컨베이어 벨트(1)를 갖는다. 컨베이어 벨트(1)의 초입에 혼합 헤드(3)가 컨베이어 벨트(1) 위쪽에 위치한다. 혼합 헤드(3)는 반응성 화학물질 시스템을 컨베이어 벨트(1)의 도포판(4) 상에 도포하는데 사용된다. 반응성 화학물질 시스템은, 예를 들면 폴리우레탄 발포체를 제조하기 위한 발포체 혼합물이다.

반응성 화학물질 혼합물은 컨베이어 벨트(1) 상에서 팽창하여, 팽창하는 발포체(5)와 함께 팽창 영역이 형성된다. 발포체는 하부 커버층(6) 상에 도포된다. 또한, 커버층(7)은 상부에 도포된다. 커버층(6 및 7)은 가요성 및/또는 강성 재료일 수 있다. 단열판을 위한 커버층으로서 유용한 재료의 예는 크라프트지, 타르지, 아스팔트 함침판지, 주름 종이, PE-피복된 유리 매트 및 알루미늄박을 포함한다. 양쪽 측면 상에서 강성인 커버층을 갖는 구조 요소에는 래커 도칠되거나 피복된 강 시트, 스테인레스 강 시트, 목재 시트, 알루미늄 시트, 또는 GRP 커버층이 제공된다. 강성판(예를 들면, 칩보드, 석고보드, 섬유 보강된 시멘트 보드, 유리 섬유 보드, 암면 보드 또는 펄라이트 보드)이 하부 커버층으로서 사용되고 롤링 가능한(rollable) 외부층이 상부 커버층으로 사용되는 경우, 배합 시트(복합재)가 수득된다. 커버층은 롤러(8)를 통해 공급된다. 발포 혼합물은 벨트 채널에서 상부 커버층(7)에 도달한다. 하부 벨트로부터 상부 벨트의 규정된 분리에 의해 플랜트의 이 영역은 프레스로서 기능하고 정확한 시트 두께를 보장한다.

측정 장치(9)는 혼합 헤드의 하류에 곧바로 장착된다. 측정 장치(9)는 발포체의 팽창 영역에서 발포 프로필(10)을 측정한다. 측정 장치(9)는 모선 시스템(11)을 통해 연결된다. 모선 시스템(11)은 조절기(12)에 연결된다. 모선 시스템(11)을 통해, 조절기(12)는 측정 장치(9)의 측정 신호를 받는다. 이러한 측정 신호를 기준으로, 조절기(12)는 발포체 프로세스를 재조정하기 위한 교정 변수를 조사한다. 예를 들면, 컨베이어 벨트(1)의 속도 및/또는 혼합 헤드(3)를 통해 단위시간 당 공급되는 반응성 화학물질 시스템의 양 및/또는 시스템의 화학적 조성 및/또는 도포판(4)의 온도 및/또는 원재료 성분의 온도 및/또는 커버층(6 및 7)의 온도는 교정 변수로서 사용된다.

도2는 오버랩핑(13)이 거의 없는 발포 프로필을 나타낸다. 상부 커버층(7) 바로 아래에서 발포체는 컨베이어 진행 방향(2)에 반대로 흐른다. 도3은 오버랩핑(14)이 심한 발포 프로필을 나타내며, 여기서 상부 커버층(7) 아래에서 발포체는 컨베이어 진행 방향(2)에 반대로 상당한 정도로 흐른다. 도4는 오버랩핑(15)이 없는 발포 프로필을 나타내며, 여기서 상부 커버층(7) 아래에서 컨베이어 진행 방향(2)에 반대로 흐르는 발포체가 발생하지 않는다.

폐쇄 루프 제어를 수행하기 위해, 실제 프로필과 목표 프로필 사이의 차이가 평가된다. 이러한 평가는, 예를 들면 도량형학에 의해 측정되는 실제 프로필 값에 의해 적응 곡선이 작성되는 방식으로 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 회귀직선 또는 다항식 예를 들면, 스플린 다항식(spline polynomial) 또는 잔물결선에 관한 것일 수 있다.

교정 변수를 결정하기 위해, 실제 프로필 곡선과 목표 프로필 곡선의 상이한 기울기가 작성될 수 있고, 즉 곡선 기울기들 사이의 차이가 결정된다. 이러한 차이는 목표 프로필로부터 실제 프로필의 편차에 대한 측정값을 구성한다.

대안적으로 또는 추가로, 실제 프로필 곡선과 목표 프로필 곡선의 적분값이 형성될 수 있다. 또한, 두 적분값의 차이는 목표 프로필로부터 실제 프로필의 편차에 대한 측정값을 제공한다.

대안적으로 또는 추가로, 실제 곡선과 목표 곡선의 변곡점은 교정 변수를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 전형적으로, 오버랩핑을 갖는 발포 프로필의 경우, 교정 변수를 결정하기 위해 사용될 수 있는 변곡점을 갖는 곡선이 수득된다.

실제 프로필과 목표 프로필 사이의 편차에 근거하여, 교정 변수는 발포체 프로세스의 제어 목적을 위해 조사된다. 실제 프로필이 목표 프로필로부터 상이한 경우, 예를 들면 컨베이어 벨트의 속도(1)가 조정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 단위시간 당 혼합 헤드(3)에 의해 도포되는 반응성 화학물질 시스템의 양, 반응성 화학물질 시스템의 조성 및/또는 프로세스 온도(예를 들면, 반응 성분의 온도 또는 커버층의 온도)가 조정될 수 있다.

발포체 프로세스의 폐쇄 루프 제어는 조절기(12)를 통해 이루어진다. 조절기(12)는 실제 프로필을 결정하기 위한 모듈을 포함한다. 조절기(12)는 측정된 실제 프로필을 저장된 목표 프로필과 비교하기 위한 모듈을 추가로 포함한다. 목표 프로필로부터 실제 프로필의 편차에 대한 측정값을 나타내는 측정 지수가 전산처리된다. 이러한 측정 지수는 프로세스를 재조정하기 위한 교정 변수를 측정하기 위해 사용된다.

플랜트는 제조되는 발포 재료 시트의 적어도 하나의 제품 특정을 예측하기 위한 모듈, 제조되는 발포된 재료의 예측된 품질을 분류하기 위한 표, 및 데이타베이스를 갖는 컴퓨터 시스템(도시되지 않음)을 추가로 갖는다. 데이타베이스에서, 발포체 시트의 세로방향에서 예측된 제품의 품질이 저장될 수 있으며, 즉 연속 제조되는 발포체 시트에서의 특정한 지점에 대한 제품의 품질이 데이타베이스에 저장된다. 컴퓨터 시스템은 입력 변수에 의해 실제 프로필을 받는다. 대안적으로, 측정된 실제 프로필 값이 입력된다. 또한, 실제 프로필 곡선과 목표 프로필 곡선 사이의 편차의 측정값을 나타내는 조사된 측정값 지수는 컴퓨터 시스템 내에 입력될 수 있다.

이러한 입력값에 근거하여, 현재 제조되고 있는, 발포되는 재료의 하나 이상의 제품 특성이 예측된다. 예측된 제품 특성은, 예를 들면 압축 강도 또는 인장 강도일 수 있다.

예측된 제품 특성에 의해, 제품 특성에 대한 허용 가능한 허용값이 저장된 표를 적용함으로써, 제품의 품질에 따라 품질 분류가 이루어 진다. 따라서, 현재 제조되고 있는 발포되는 재료에 대해 예측된 제품 특성 및 이에 할당되는 품질은 데이타베이스에 저장된다.

보통, 연속 발포체 프로세스로 제조되는 발포 재료는, 예를 들면 길이가 6m인 시트로 절단된다. 플랜트는 이러한 목적을 위해 절단 장치(도시되지 않음)를 갖는다. 이러한 절단 장치는 바람직하게 컴퓨터 시스템에 의해 활성화된다. 컴퓨터 시스템이 연속 제조되는 발포체 시트의 한 부분에 대해 더욱 낮은 품질을 갖게될 것이라고 예측하는 경우, 이 부분은 절단 장치의 활성화에 따라 발포체 시트로부터 절단된다. 이러한 방식으로, 발포체 프로세스의 폐기물이 감소될 수 있다.

예측 모듈의 한 실시예는 뉴럴 네트워크이다. 뉴럴 네트워크의 입력 변수는 실제 발포 프로필, 혼합 헤드(3)에 의해 컨베이어 벨트(1) 상에 도포되는 반응성 화학물질 시스템의 조성, 및 예를 들면 압력과 온도와 같은 플랜트의 파라미터, 및 또한 바람직하게는, 예를 들면 대기압과 같은 환경 파라미터이다. 이들 입력 파라미터로부터 뉴럴 네트워크는 하나 이상의 제품 특성을 예측한다. 뉴럴 네트워크의 트레이닝(training)을 위해 필요한 트레이닝은 별도의 실험 시리즈에 의해 또는 현재의 제조 운전을 유지하는 데이타의 승인에 의해 수득될 수 있다.

본 발명은 위에서 예시를 위한 목적으로 상세하게 기술되었지만, 이러한 세부사항은 상기 목적만을 위한 것이고 특허청구범위에 의해 한정될 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 변경이 당해 기술 분야의 숙련자들에 의해 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명에 따르면, 플랜트에서 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행한 발포 프로필, 구체적으로는 오버랩핑의 검출에 의해 연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료 시트의 제조에 대한 개선된 모니터링과 개선된 제어가 제공된다.

Claims

연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료의 시트를 제조하기 위한 방법이며,

a) 컨베이어 벨트의 진행 방향에 평행하게 제공되는 발포체 형성 혼합물에 대한 실제 발포 프로필을 검출하는 단계,

b) 기준 발포 프로필로부터 발포체 형성 혼합물의 실제 발포 프로필의 편차의 함수로서 발포체 프로세스를 위한 교정 변수를 결정하는 단계, 및

c) 발포체 형성 혼합물의 실제 발포 프로필이 기준 발포 프로필에 상응하도록 교정 변수의 변경에 의해 발포체 프로세스를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 발포되는 재료는 폴리우레탄 발포체인 방법.
제1항에 있어서, 연속 발포체 프로세스는 트윈 벨트 컨베이어 플랜트를 사용하여 수행되는 방법.
제1항에 있어서, 실제 발포 프로필은 측정 센서로 검출되는 방법.
제1항에 있어서, 컨베이어 진행 속도가 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 단위시간 당 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 양이 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 화학적 조성이 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 온도가 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 도포판의 온도가 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포체 프로세스에 공급되는 커버층의 온도가 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 성형 챔버 프레스의 온도가 교정 변수인 방법.
제1항에 있어서, 발포되는 재료의 컨베이어 진행 방향을 따르는 영역에 위치된 발포되는 재료 시트의 적어도 하나의 제품 특성은 실제 발포 프로필의 함수로서 예측되는 방법.
제12항에 있어서, 제품 특성의 예측은 회귀분석 모델에 의해 이루어지는 방 법.
제12항에 있어서, 제품 특성의 예측은 뉴럴 네트워크에 의해 또는 혼성 뉴럴 네트워크에 의해 이루어지는 방법.
제14항에 있어서, 실제 발포 프로필은 입력 파라미터로서 뉴럴 네트워크에 입력되는 방법.
제12항에 있어서, 제품 특성은 발포되는 재료의 품질을 분류하기 위해 사용되는 방법.
제16항에 있어서, 품질이 낮은 발포되는 재료의 영역은 절단되는 방법.
연속 발포체 프로세스에서 발포되는 재료를 제조하기 위한 플랜트이며,

a) 발포되는 재료 시트의 실제 발포 프로필을 검출하기 위한 수단,

b) 미리 결정된 기준 발포 프로필로부터 실제 발포 프로필의 편차의 함수로서 발포체 프로세스를 위한 교정 변수를 결정하기 위한 수단을 포함하는 플랜트.
제18항에 있어서, 트윈 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 플랜트.
제18항에 있어서, 실제 발포 프로필을 검출하기 위한 수단은 적어도 하나의 레이저 거리 센서 또는 레이저 스캐너 또는 초음파 센서 또는 CCD 카메라를 포함하는 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 발포체 형성 혼합물의 컨베이어 진행 속도를 결정하기 위한 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 단위시간 당 발포체 프로세스에 공급될 발포체 형성 재료의 양을 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 발포체 프로세스에 공급될 재료의 화학적 조성을 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 발포체 프로세스에 공급되는 재료의 온도를 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 도포판의 온도를 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 발포체 프로세스에 공 급되는 커버층의 온도를 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 교정 변수를 결정하기 위한 수단은 성형 챔버 프레스의 온도를 결정할 수 있는 장치인 플랜트.
제18항에 있어서, 실제 발포 프로필의 함수로서 발포되는 재료의 적어도 하나의 제품 특성을 예측하기 위한 수단을 추가로 포함하며, 상기 수단은 발포체 형성 혼합물의 컨베이어 진행 방향을 따라 위치되는 플랜트.
제28항에 있어서, 발포되는 재료를 예측된 제품 특성을 갖는 시트로 절단하기 위한 절단 장치의 제어 수단을 추가로 포함하는 플랜트.