NL7908419A - Werkwijze en inrichting voor continue produktie van polyurethanschuim. - Google Patents

Description

*

Werkwijze en inrichting voor de continue produktie van poly-ur ethans chuim.

De uitvinding heeft betrekking op de continue produktie van gegoten polyurethanschuimen, zoals stijve, halfstijve en buigzame polyurethanschuimen.

Polyurethanschuimen worden veel gebruikt als 5 materialen waaruit voortbrengselen zoals matrassen, stoelkussen en thermische isolaties worden gemaakt. Zulke polymere schuimma-terialen worden gewoonlijk gemaakt door een gietwerkwijze waarin een mengsel van vloeibaar polyurethan en schuimopwekkende reagentia wordt afgezet in een vorm. In de onderhavige aanvrage omvat de 10 term "vorm" zowel stationaire vormen voor ladingsgewij s gieten als rechtlijnig of op andere wijze bewegende vormen voor continu gieten. Ontwikkeling van een gas veroorzaakt dat de reagentia schuimen. Voor sommige schuimsamenstellingen geldt dat de reagentia zelf reageren om voldoende gas te ontwikkelen; bij anderen wordt een blaas-15 middel gemengd met de reagentia ter verschaffing van gasontwikkeling. Voortgezette gasontwikkeling veroorzaakt dat het schuim expandeert totdat de vorm gevuld is. Het schuim, aanvankelijk een gedeeltelijk geëxpandeerd vloeibaar mengsel, wordt steeds viskeuzer naarmate de reagentia polymeriseren en hardt uiteindelijk tot een 20 polyurethanschuim-gietsel in de vorm van de omgevende vorm.

Vellen polyurethanschuim die ongeveer rechthoekig of cirkelvormig van doorsnede zijn worden gewoonlijk gegoten in een rechtlijnig bewegende kanaalvormige vorm. Zulke vormen omvatten meestal een lopende band die de bodem van de vorm vormt 25 en een paar zich onderling op afstand bevindende tegenover elkaar staande zijwanden welke vast kunnen zijn of beweegbaar met de snelheid van de lopende band. De zijkanten en de bodem van de vorm

790 84 IS

2 zijn in het algemeen gevoerd met een of meer vellen buigzaam materiaal, zoals kraftpapier of polyetheenfilm. De vellen vormvoering worden gewoonlijk genomen van rollen en continu bewogen langs het vormkanaal met dezelfde snelheid als de lopende band. Vloeistof-5 schuim-genererende reagentia worden afgezet op de bodem van de vorm in een zig-zag-patroon uit een gietopening die geplaatst is boven de vorm en die heen en weer bewogen wordt over de breedte van de vorm. Meestal expanderen de reagentia nadat ze tezamen gestroomd zijn en vormen een gelijkmatige plaat van schuim. Conventional pro-10 duktie van schuimprodukten met rechthoekige en cirkelvormige doorsneden wordt beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.325.823 resp. 3.325.573.

Indien vers reagensmengsel wordt afgezet op schuim dat gevormd is uit eerder afgezette reagentia zal het resul-15 terende geharde schuim een ongelijkmatig oppervlak en een ongelijkmatige dichtheid hebben, hetgeen ongewenst is voor de meeste toepassingen. Door continu rechtlijnig bewegen van de vormvoering wordt het reagensmengsel continu weggevoerd van het gietgebied onder de gietopening, hetgeen de neiging van vers reagensmengsel eerder afge-20 zet reagensmengsel te bedekken vermindert.

Een juiste keuze van de snelheid van de lopende band kan de produktie van ongewenste schuimprodukten voorkomen.

Een traject van snelheden kan worden vastgesteld voor een specifieke reagensmengselsamenstelling. De minimale snelheid wordt bereikt 25 wanneer vloeibaar reagensmengsel gelijkmatig wordt verdeeld op de bodem van de vorm en niet stroomt in een richting tegengesteld aan die van de vorm en de lopende band. De maximale snelheid wordt bereikt wanneer het afgezette vloeistofmengsel begint te stromen in dezelfde richting als de.lopende band.

30 De keuze van een snelheid binnen het genoemde traject vereist dat men rekening houdt met de chemische reactie die plaats vindt na het aanbrengen van vloeibaar mngsel in de vorm. Tijdens het verblijf in de vorm schuimt en hardt vloeibaar mengsel. De hoogte van het schuim wordt beïnvloed door de snelheid 35 van de lopende band. Omdat de economie een maximale produkthoogte noodzakelijk maakt verdienen lagere snelheden de voorkeur tijdens 790 8 4 1 9 φ 3 het opschuimingsgedeelte van de reactie om zulke hoogten te bereiken. De verhouding van snelheid van de lopende band tot produkthoogte is een bruikbaar kriterium voor het evalueren van de doeltreffendheid van de werkwijze, dat wil zeggen hoe lager de verhouding hoe 5 doeltreffender de werkwijze. Volgens de uitvinding kan deze verhouding worden verminderd tot het traject van ongeveer 1 tot ongeveer 3.

Om de neiging van de vloeibare reagentia om terug te stromen onder de gietopening te verminderen en de !,zig-zags" van reagensmengsel gelijkmatig te helpen ineenvloeien is het ge-10 bruikelijk een gietplank te doen hellen met het oppervlak onder de opening, afwijkend van horizontaal zodanig dat de bodemvoering helt naar beneden toe in de richting van de verplaatsing. De hellings-hoek van de gietplank kan echter niet groter zijn dan ongeveer 4,5° ten opzichte van de horizontaal voor de gebruikelijke buigzame 15 polyether-polyurethan-schuim-samenstellingen zonder te veroorzaken dat het reagensmengsel vooruit stroomt onder eerder afgezet mengsel, hetgeen leidt tot ongewenst gelijkmatig schuim. De hellings-hoek is verschillend voor verschillende schuimsamenstellingen, zoals polyes ter-polyurethan-s chuimen.

20 Problemen doen zich voor indien de bodem van de vorm benedenwaarts helt langs de gehele lengte daarvan. Conventionele continue plaat-vormen zijn behoorlijk lang, meestal meer dan 18 meter, om de lange hardingstijd van het schuim te verschaffen. Het bouwen van een beweegbare vorm van deze lengte die afwijkt 25 van horizontaal is aanzienlijk duurder dan het bouwen van een beweegbare vorm van dezelfde lengte die horizontaal is, omdat bijvoorbeeld het gebouw waarin de hellende vorm is ondergebracht hoger moet zijn dan normale plafonds. Bovendien is het duur de hellingshoek van de gehele vorm te veranderen om te compenseren 30 voor verschillende viscositeiten tussen verschillende schuimsamenstellingen. Derhalve hebben sommige continue plaat-vormen horizontale lopende banden voor het grootste gedeelte van de lengte van de vormbodem, maar hebben ze betrekkelijk korte hellende giet-planken die gesitueerd zijn onder de gietopeningen. De expansie 35 en het rijzen van het schuim vinden gewoonlijk plaats op de hellende gietplank.

7908419 4

Een tweede reden voor het verschaffen van de gietplank die een hoek maakt ten opzichte van de lopende band houdt verband met de vorm van de doorsnede van de plaat gegoten in de vorm. Naarmate het schuim expandeert en rijst in de vorm 5 komt het in aanraking met de zijwanden van de vorm. Indien de voeringen van de zijwanden van de vorm ongeveer evenwijdig met de bodem van de vorm worden verplaatst ondervindt het expanderende schuim een afschuifkracht welke weerstand biedt aan het rijzen ervan langs de zijwanden. Deze afschuifkracht resulteert in een af-10 ronding van de bovenkant van de plaat ter vorming van een kroon of kam van convexe vorm, ongeveer zoals een snede brood. Voor de meeste toepassingen zijn zulke afgeronde gedeelten onbruikbaar en moeten worden weggegooid als afval. Derhalve, hoe beter rechthoekig de doorsnede van de plaat is, dat wil zeggen hoe vlakker de boven-15 kant, hoe economischer het gietproces.

Indien over de lengte het schuim expandeert worden de voering van de bodem van de vorm en de beide voeringen van de zijwanden verplaatst met een hoek ten opzichte van elkaar, waarbij de zijwandvoering een snelheidscomponent ten opzichte van 20 de vormbodem kan hebben in de richting van de expansie van het schuim. Deze snelheidscomponent kan opwegen tegen de afschuifkracht die het rijzen van het schuim tegenhoudt. Het geleiden van de voering van de bodem van de vorm over een hellende gietplank welke een hellende vormbodemband snijdt kan zo’n compenserende snelheids-25 component verschaffen wanneer schuimexpansie plaats vindt over de lengte van de gietplank en wanneer vorm-zijwandvoeringen worden verplaatst evenwijdig met de vorm-bodem-band. De hoek van snijding, welke gewoonlijk leidt tot polyurethanschuimplaten met de beste rechthoekige doorsneden, is ongeveer 10° voor typische schuim-30 samenstellingen en produktie-omstandigheden. Helaas, indien de gietplank 10° helt ten opzichte van horizontaal heeft vers afgezet reagensmengsel de neiging naar beneden te stromen, zoals hierboven besproken, hetgeen leidt tot schuimplaten van ongelijkmatige dichtheid en andere onvolkomenheden.

35 Ofschoon het mogelijk is een continue plaat- vorm te construeren met een gietplank die afwijkt van horizontaal 790 8 4 19 * 5 >- met een hoek van 4,5° en de lopende band snijdt onder een hoek van 10° moet de lopende band in zoTn geval opwaarts hellen met een hoek van 5,5°. Zie bijvoorbeeld de inrichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.325.823. Zoals hierboven opgemerkt zijn 5 echter hellende beweegbare vormen duurder dan vergelijkbare horizontale vormen.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.786.122 beschrijft een werkwijze voor het produceren van polyurethan-schuimplaten waarin gebruik gemaakt wordt van een horizontale ka-10 naalvormige vorm met aan het voorste uiteinde daarvan een hellende "valplaat" welke een hoek aanzienlijk groter dan 4,5° ten opzichte van horizontaal maakt. Het probleem van reagensmengsel dat langs de hellende valplaat omlaag stroomt wordt vermeden door het reagensmengsel vooraf te laten reageren voordat het op de valplaat wordt 15 gebracht. De voorreactiestap wordt uitgevoerd in een trog die uitloopt op de bovenrand van de valplaat. Vloeibare schuimreagentia worden geïntroduceerd op de bodem van de trog en het schuim dat wordt opgewekt laat men opwaarts expanderen in de trog en overlopen op de valplaat. Het schuim gaat voort te expanderen wanneer 20 bö; benedenwaarts wordt gedragen langs de valplaat door een bewegend bodemvel. Omdat het voorgeschuimde reagensmengsel dat uit de trog komt viskeuzer is dan het aanvankelijke vloeibare reagensmengsel kan de valplaat met een grotere hoek ten opzichte van horizontaal hellen dan een gietplank in een conventionele polyurethanschuim-25 plaatvorm.

Een verder resultaat van het introduceren van voorgeschuimd reagensmengsel in de vorm is dat betrekkelijk hoge sehuimplaten kunnen worden geproduceerd in vergelijking met conventionele werkwijzen. Besparingen resulteren uit het produceren 30 van hoge platen omdat hoe dikker de schuimplaat, hoe minder het verlies op grond van het weggooien van korsten die in het algemeen polyurethanschuimgietsels bedekken. Met een conventionele plaatvorm, indien de snelheid waarmee reagensmengsel wordt geïntroduceerd constant gehouden wordt en de bewegingssnelheid van de vormvoering 35 wordt verminderd, heeft de hoogte van de schuimplaat de neiging toe te nemen omdat meer schuim opwekkend reagens wordt afgezet per 790 34 19 6 lengte-eenheid. Wanneer echter de bewegingssnelheid voldoende wordt verlaagd wordt het expanderende schuim, in het bijzonder het jongste en meest vloeibare gedeelte, instabiel en heeft de neiging te slippen en te schuiven, hetgeen resulteert in barsten en andere onvol-5 komeriheden in het geharde schuim.

Dit probleem van instabiliteit van rijzend schuim wordt verminderd in de werkwijze volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.786.122 door in de bewegende vorm voorgeschuimd reagensmengsel te introduceren dat voldoende viskeus is om in staat 10 te zijn een betrekkelijk steile helling van de gietplank te verdragen wanneer het zijn expansie voltooit. Zo kan de hoogte van het schuim worden vergroot. Naast het feit dat hogere schuimplaten kunnen worden gegoten door de bewegingssnelheid van de voering van de vorm te verminderen maakt deze werkwijze het gebruik mogelijk van 15 plaatvormen die korter zijn dan die van conventionele werkwijzen, omdat de plaat over een kortere afstand beweegt tijdens de hardings-tijd.

Bepaalde problemen doen zich voor bij het gebruik van de open trog volgens het Amerikaanse octrooischrift 20 3.786.122. Bijvoorbeeld is het veranderen van de breedte van de trog moeilijk omdat schuimafzettingen storen bij het weer instellen van vloeistofdichte afsluitingen. Bovendien is de trogopening onderhevig aan gedeeltelijke blokkering door afzettingen van gehard schuim langs de achterkant en de zijkanten waar de stroming 25 van voorgeschuimd reagensmengsel stagneert. Zulke afzettingen komen van tijd tot tijd los en worden over de keerplaat gevoerd in het rijzende schuim, waardoor hinderlijke ongelijkmatigheden worden veroorzaakt in de schuimplaat. Een verdere moeilijkheid wordt ondervonden wanneer luchtbellen worden geïntroduceerd in de bodem 30 van de trog met de vloeibare reagentia. Deze luchtbellen blijven in het algemeen gevangen in het schuim, hetgeen leidt tot holten en andere defecten in het geharde materiaal.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.870.441 beschrijft een inrichting voor de vervaardiging van polyurethan-35 schuimplaten waarin gebruik gemaakt wordt van een horizontale kanaalvormige vorm soortgelijk aan de inrichting volgens het Ameri- 790 04 19

V

7 kaanse octrooischrift 3.786.122. Evenzo worden vloeibare schuim-reagentia geïntroduceerd in de bodem van de trog en laat men deze opwaarts expanderen en uiteindelijk overlopen op een valplaat. Het expanderende schuim beweegt over de valplaat naar een lopende band 5 via een rechtlijnig bewegend bodemvel. De verbetering van het

Amerikaanse octrooischrift 3.870.441 is gericht op een middel om het geëxpandeerde schuim over de valplaat te helpen lopen. Dit stromingshulpmiddel omvat rechtlijnig bewegende vellen, nagenoeg loodrecht op het bodemvel, die continu bewegen rond de omtrek van 10 de kanaal vormige vorm inclusief de omtrek van de trog. Deze verbetering van de inrichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.786.122 heft niet alle nadelen op die hierboven zijn aangegeven voor de inrichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.786.122.

De onderhavige uitvinding is gericht op een 15 werkwijze en een inrichting voor de produktie van polyurethan- schuimprodukten. De uitvinding beoogt het gebruik van een unieke lateraal bewegende vormopstelling met het vermogen hoge blokhoogten en ronde blokschuimen met een grotere diameter te verwezenlijken. In het bijzonder bevat deze vormopstelling een eerste vormgedeelte met 20 divergerende zijwanden, in het bijzonder een V-vormig vormgedeelte met divergerende rechte vertikale zijwanden. De hoek van de divergerende zijwanden is niet kritisch maar dient minder dan ongeveer 120° te zijn, bij voorkeur binnen het traject van 10 tot 90°. De bedoelde hoek wordt gedefinieerd door denkbeeldige lijnen vanaf 25 de top van het eerste vormgedeelte naar het snijpunt van de divergerende zijwanden met de evenwijdige tweede zijwandgedeelten van de vorm. Reactiemengsel wordt afgezet aan de top van de V en voltooit zijn expansie nagenoeg kort voorbij de extremiteiten van de V die verbonden zijn met evenwijdige zijwanden van een conventionele 30 vormopstelling. Een centrifuge, als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.158.132, kan met voordeel worden gebruikt om een ten dele geëxpandeerd voorgeschuimd mengsel van reagentia af te zetten. Het mengsel kan worden afgezet op een gesegmenteerde giet-plank. Gebruik van de onderhavige uitvinding resulteert in lage 35 verhoudingen van bandsnelheid tot produkthoogte in vergelijking met aanzienlijk hogere verhoudingen toegepast in werkwijzen en in- 7908419 8 richtingen volgens de stand van de techniek.

Diverse voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding worden hieronder beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen.

5 Figuur 1 is een bovenaanzicht van een inrich ting volgens de uitvinding, gebruikt voor de produktie van poly-mere schuimprodukten onder toepassing van een vorm met een V-vorm.

Figuur 2 is een zijaanzicht, gedeeltelijk in 10 doorsnede, van de uitvoeringsvorm van figuur 1, waarin een conventionele mengkop wordt gebruikt om polyurethanreagentia af te zetten op een gietplank die helt met een hoek a ten opzichte van horizontaal nabij de top van het V-gedeelte van de vorm.

Figuur 3 is eveneens een zijaanzicht, gedeel-15 telijk in doorsnede, van een modificatie van figuur 1, waarin de gesegmenteerde gietplank is weergegeven met een eerste horizontaal segment, gevolgd door een tweede segment dat helt met een hoek α ten opzichte van horizontaal.

Figuur 4 is eveneens een zijaanzicht, gedeel-20 telijk in doorsnede, van een modificatie van figuur 1, waarin de polyurethanschuimreagentia worden gevoerd vanaf een conventionele mengkop naar een voorschuiminrichting en vervolgens afgezet op een inrichting die in meer detail wordt weergegeven in figuur 4A, welke inrichting is opgehangen onder de mengkop en boven de giet-25 plank van een partieel geëxpandeerd voorgeschuimd mengsel van reagentia.

Figuur 4A is een vooraanzicht van de inrichting in figuur 4 waarop het partieel geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia wórdt afgezet.

30 Figuur 5 is eveneens een zijaanzicht, gedeel telijk in doorsnede, van een modificatie van figuur 4, waarin een gesegmenteerde gietplank is weergegeven met een eerste en een tweede segment die hellen onder hoeken respectievelijk ctj en ten opzichte van horizontaal.

35 Figuur 6 is een vooraanzicht van de modifica tie van figuur 1 waarin de polyurethanschuimvormende reagentia 790 84 19 9 worden gevoerd in een voorschuimorgaan met kegelvormige bodem en vervolgens afgezet op de gietplank door uitstroming uit het kegelvormige voorschuimorgaan als een gedeeltelijk geëxpandeerd voorgeschuimd mengsel van reagentia.

5 Figuur 6A is een vooraanzicht van het kegel vormige voorschuimorgaan gebruikt in de inrichting van figuur 6, gebruikt in samenhang met een stroomopwaartse of bodemcentrifuge.

In figuur 1 wordt een inrichting 10 weergegeven voor het produceren van produkten uit vrij rijzend polyurethan-10 schuim. Het schuimprodukt zal een nagenoeg rechthoekige doorsnede hebben (zie het Amerikaanse octrooischrift 3.325.823); deze inrichting zou echter kunnen worden gemodificeerd voor het vervaardigen van een schuimprodukt met een in hoofdzaak cirkelvormige doorsnede volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.325.573. Deze inrichting 15 is geschikt voor gebruik in de werkwijze volgens de uitvinding. De inrichting omvat een leiding 11, welke stationair kan zijn of heen en weer kan bewegen, afhankelijk van de noodzaak de voorgemengde reagentia te verdelen nabij de top van het V-vormige eerste gedeelte 12 van een continu rechtlijnig bewegende vorm 13. Het 20 laatstgenoemde tweede gedeelte van vorm 13 omvat een conventionele opstelling voor het produceren van een produkt met de gewenste vorm met een bodem bestaande uit een conventionele lopende band om het expanderende en hardende polyurethanschuim te transporteren en evenwijdige zijwanden welke hetzij bewegen hetzij stationair 25 kunnen zijn. Het V-vormige gedeelte omvat de zijwanden 14 van het eerste vormgedeelte welke divergeren en niet evenwijdig of convergent kunnen zijn. Deze zijwanden van het eerste vormgedeelte van het V-vormige gedeelte komen samen aan hun uiteinden met de evenwijdige zijwanden 15 van het tweede vormgedeelte van de vorm 13.

30 Figuur 2 toont leidingen 16 en 17 welke ge lijktijdig een mengsel van polyurethanschuim-vormende reagentia transporteren naar een conventionele mengkop 18 verbonden aan leiding 11 voor het afzetten van voorgemengde reagentia op de giet-plarik 19. Een voering 20 voor de bodem van de vorm, gemaakt uit een 35 buigzame baan, zoals Kraft-papier, wordt toegevoerd vanaf een rol die in de tekening is weergegeven en wordt geleid over de giet- 7903419 10 plank 19 op een vormbodemoppèrylak 21 yan een lopende band 22.

Eerste en tweede z i j wandvoeringen 23 en 23A, eveneens gemaakt uit een buigzaam materiaal, zoals Kraft-papier, worden geleid langs tegenover elkaar gelegen geleidingsorganen 24 5 en bewegen ziek vervolgens over de zijwanden 14 van het V-vormige eerste vormgedeelte 12 en vervolgens langs de zijwanden 15 van het tweede vormgedeelte van vorm 13. De zijwandvoeringen 23 bevinden zich vlak tegen de vormzijwanden 14 en 15 door de druk van de expanderende voorgemengde polyurethanschuimvormende reagentia.

10 De zijwandvoeringen en de bodemvoering van de vorm definiëren een kanaalvormige vorm voor het gieten van schuimprodukten, welke nagenoeg rechthoekige of nagenoeg cirkelvormige doorsneden kunnen hebben. Middelen worden verschaft voor het geleiden en transporteren van de zijwandvoeringen en de bodemvoering op para-llelle wijze.

15 Natuurlijk moet de translatiesnelheid van de drie voeringen nagenoeg gelijk zijn aan de translatiesnelheid van de lopende band 22.

Gietplank 19 kan nagenoeg vlak zijn of gebogen zijn en maakt een hoek a met het horizontale vlak. De inclina-tiehoek cs kan worden bij gesteld om tegemoet te komen aan variaties 20 in de viscositeit van het daarop afgezette mengsel.

Ofschoon een gietplank met een enkele hoek is weergegeven in de figuren 1 en 2 kan het in sommige toepassingen gunstig zijn gietplanken te gebruiken met meer dan één segment, zoals die weergegeven in figuur 3, waarbij elk segment helt met 25 een andere hoek ten opzichte van horizontaal, of, zoals in figuur 3, met een eerste segment dat horizontaal is opgesteld. Figuur 3 toont een gietplank die uit twee segmenten bestaat, een eerste horizontaal segment 25 dat zich bevindt in de nabijheid van de leiding 11 en een tweede hellend segment 26 dat aansluit op het 30 eerste segment 25..en grenst aan de lopende band 22 hellend onder een hoek os ten opzichte van het horizontale vlak. Een dergelijke gietplankopstelling is gebruikt om schuimprodukten te maken met nagenoeg rechthoekige en nagenoeg cirkelvormige doorsneden. Andere gesegmenteerde gietplanken zijn natuurlijk binnen het kader van de 35 uitvinding.

Figuur 4 geeft een verdere modificatie van 7908419 4 11 figuur 1 weer, gebruikmakend van een voorschuiminrichting 27, gebruikt bij bet bereiden van een partieel geëxpandeerd voorgeschuimd mengsel van polyurethanschuim vormende reagentia om te worden afgezet op gietplank 19. De voorschuiminrichting 27 is weergegeven als 5 een topcentrifuge, zoals die beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 4.158.132. Andere voorschuiminrichtingen die bruikbaar zijn bij het uitvoeren van de onderhavige uitvinding zijn de kegelvormige voorschuiminrichting alleen of tezamen met de bodemcentri-fuge weergegeven in de figuren 6 en 6A, in dit opzicht wordt op-10 nieuw verwezen naar het Amerikaanse octrooischrift 4.158.132.

Zoals hiervoor beschreven transporteren de leidingen 16 en 17 gelijktijdig polyurethanschuimreagentia in de mengkop 18. Voorgemengde reagentia komen uit de mengkop 18 via leiding 11, welke uitloopt in de voorschuiminrichting 27, welke in dit geval is weergegeven als 15 een topcentrifuge.

Wanneer voorschuiminrichting 27 een topcentrifuge omvat wordt een elektrische motor 28 met variabele snelheid gebruikt om de houder 29 te roteren door middel van een drijfriem 30. Een motorsnelheidregelaar 31 varieert de snelheid van de motor 20 28. Dienovereenkomstig komen gemengde reagentia door inlaatbuis 11 binnen in de roterende en onder druk staande houder 29 ter vorming van partieel geëxpandeerd polymeermengsel 32.

Een gasatmosfeer kan worden gehandhaafd boven mengsel 32. De druk van deze atmosfeer wordt geregeld op een te 25 voren bepaalde waarde door een conventionele gasdrukregelaar 33 welke verbonden is met houder 29 door leiding 34. Deze druk stuwt het partieel geëxpandeerde mengsel door de buigzame leiding 35 naar een afgeef-spuitopening 36. De buigzame leiding 35 brengt het gedeeltelijk geëxpandeerde mengsel vanuit het binnenste van de houder 30 29 naar de top van het V-vormige gedeelte 12 van vorm 13. Spuit- opening 36 bevindt zich boven de gietplank 19 nabij de top van het V-vormige gedeelte van de vorm. Voordeligerwijs is een combinatie van een cirkelvormig reservoir 37 en een keerplaat 38 geplaatst onder de spuitopening 36; deze combinatie wordt in meer detail 35 weergegeven door figuur 4A. De spuitopening kan stationair zijn of heen en weer worden bewogen over de breedte van de top van het 790 84 19 12 V-vormige gedeelte 12 van vorm 13 door conventionele heen en weer beweegorganen. Een rand van de gietplank 19 komt uit tegen een oppervlak van een conventionele lopende hand 22, welke wordt gebruikt om een bodemoppervlak 21 van de vorm te vormen. Dit opper-5 vlak is bij voorkeur nagenoeg horizontaal. Overigens werkt de inrichting op een wijze die hiervoor is beschreven met betrekking tot figuur 1.

De combinatie van cirkelvormige reservoir 37 en keerplaat 38, weergegeven in figuur 4A, wordt gebruikt om de 10 spreiding van het gedeeltelijk geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia op de gietplank 19 verder te beheersen. Deze combinatie bevat tevens een lip 39 waaroverheen het gedeeltelijk geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia passeert alvorens op de gietplank 19 te komen.

15 Ofschoon een gietplank 19 met een enkel seg ment is weergegeven in figuur 4 kan het in bepaalde toepassingen gunstig zijn een gietplank met meerdere segmenten te gebruiken, zoals die weergegeven in figuur 5, waarbij elk segment helt onder een andere hoek ten opzichte van het horizontale vlak. Figuur 5 20 toont een gietplank die uit twee segmenten bestaat, een eerste segment 40 dat zich in de buurt van de spuitopening tevindt en dat een hoek öj heeft ten opzichte van het horizontale vlak, en een tweede segment 41 dat aansluit op het eerste segment 40 en in de buurt komt van de lopende band 22, met een hoek α^ ten opzichte 25 van het horizontale vlak. Nogmaals, verdere gietplanken met meerdere segmenten vallen binnen het kader van de uitvinding.

Figuur 6 toont een vooraanzicht van een modificatie van de inrichting weergegeven in figuur 1, waarin een kegelvormige bodemvoorschuiminrichting 42 wordt gebruikt om het par-30 tieel geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia op de gietplank 19 aan te brengen. In deze kegelvormige bodemvoorschuiminrichting (afzonderlijk weergegeven in figuur 6A) wordt het partieel geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia geïntroduceerd van onder de gietplank 19 door leiding 43; daarna komt het 35 mengsel uit de opening 44 en.stroomt.in het reservoir 45, gevormd door de achter- en zijwand 46 en de zich voorin bevindende keer- 790 84 19 4.

13 plaat 47. Daarna beweegt het partieel geëxpandeerde voorgeschuimde mengsel van reagentia zich op de gietplank 19, waarboven een vorm-bodemvoering 20, vervaardigd uit een buigzaam materiaal, zoals Kraft-papier, passeert. De voeringen 23 en 23a van de eerste en de 5 tweede zijwand, eveneens gemaakt uit een flexibel materiaal, zoals Kraft-papier, worden geleid langs tegenover elkaar staande gelei-dingsorganen 24 en 24a. De bodemvoering 20 en de zijwandvoeringen 23 en 23a passeren daarna over het oppervlak 21 van de lopende band 22.

10 Figuur 6A geeft afzonderlijk de kegelvormige bodemvoorschuiminrichting gebruikt in figuur 6 weer. Figuur 6Δ bevat tevens een weergave van een bodemcentrifuge 48 welke met voordeel is gebruikt in combinatie daarmee.

In overeenstemming met de werkwijze volgens de 15 uitvinding komen een eerste component A en een tweede component B

gelijktijdig mengkop 18 binnen. Deze componenten worden voorgemengd onder toepassing van een conventionele mengkop en kunnen hetzij rechtstreeks worden afgezet op gietplank 19 door leiding 11 of kunnen voorschuiminrichting 27 binnenkomen waar een partieel geëxpan-20 deerd voorgeschuim mengsel 32 wordt gevormd en vervolgens via spuit-opening 36 worden afgezet op de gietplank. Leiding 11 en spuit-opening 36 kunnen stationair zijn of heen en weer bewegen. Het mengsel wordt normaliter afgezet met een constante snelheid nabij de top van het V-vormige gedeelte 12 van vorm 13. De componenten van 25 het mengsel gaan voort te reageren, expanderen en harden ter vorming van een polyurethanschuimprodukt. Het afgezette mengsel beweegt zich continu langs de voeringen van de vorm en de lopende band. De lopende band beweegt normaliter met een constante snelheid. Typische schuimsamenstellingen gebruikt in de onderhavige 30 uitvinding worden hieronder bij wijze van voorbeeld gegeven.

De volgende voorbeelden zijn illustratief voor het gemak waarmee polyurethanschuimprodukten kunnen worden geproduceerd volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding. Voorbeeld I

35 Een plaat van polyurethanschuim werd gegoten op continue wijze onder toepassing van een conventionele mengkop, 790 34 19

U

weergegeven in figuur 1. Het volgende recept werd gemengd in de kop en afgezet nabij de top van het V-vormige gedeelte van de vorm:

Component A Gew.% Gew.% g/min 5 Dow Polyol CP 3140 (3700 -MV 65,05 65,05 3.470 copolymeer van ethyleenoxyde en propyleenoxyde, van Dow Chemical Company)

Master Batch I: 10 Dow Polyol CP 3140 32,45 BP 2370 (Siliconen oppervlakte-actief middel van Goldschmidt Chemical Company) 0,75

Water 4,00 15 A-l (70 %-ige oplossing van bis(dime thylaminoethyl)ether in dipropyleenglycol, van Union Carbide Company 0,10 37,30 37,30 1.990 20 Master Batch II:

Dow Polyol CP 3140 2,50 C-6 (33-1/3 % T-9) 33-1/3 %-ige oplossing van stanno-octoaat in D.O.P. van Witco Chemical 25 Company) 0,75 3,25 3,25 173

Component B

TD-80 (tolueen-diïsocyanaat 80/20 2,4/2,6 isomeer-verhou- 30 ding, van Mobay Chemical) 50,00 50,00 2.667 155,60 8.300

De ingrediënten van component A, waarin zich de polymeercomponst bevindt, werden voorgemengd en met een enkele stroom in de mengkop gepompt. Component B, die de tolueendixso-35 cyanaatcomponent omvat, werd afzonderlijk en gelijktijdig in de kop gepompt. De beide componenten werden bij omgevingstemperatuur gemengd. De toevoersnelheid van de gemengde componenten was 8300 g per minuut. Het resulterende mengsel werd afgezet met een constante snelheid nabij de top van het V-vormige gedeelte van de 40 vorm. De zijwanden van het V-vormige gedeelte waren 112 cm lang en bevonden zich 63,5 cm van elkaar op,het punt waar ze samenkwamen met de zijwanden van het tweede vorm-gedeelte. De hoek tussen de divergente zijwanden is derhalve in dit geval ongeveer 33°.

7908419 15

Hetgeëxpandeerde mengsel bewoog zich naar beneden langs een gesegmenteerde gietplanfc soortgelijk aan die weergegeven in figuur 3.

Het eerste segment van de gietplank had een hoek van 0° ten opzichte van het horizontale vlak, terwijl het tweede segment helde met 5 een hoek van 17° ten opzichte van het horizontale vlak. De gesegmenteerde gietplank kwam uit op een lopende band die opwaarts helde met een hoek van 3° ten opzichtevan het horizontale vlak. De constante snelheid van de lopende band was 131 cm per minuut. In overeenstemming met figuur 3 was de vorm kanaalvormig met evenwijdige 10 zijwanden gevoerd met Kraft-papier, dat zich met dezelfde snelheid bewoog als de lopende band. Een nagenoeg rechthoekig polyurethan- 3 schuimprodukt werd geproduceerd meteen dichtheid van 26,4 kg/m en met een hoogte van 48,8 cm. De verhouding van de snelheid van de lopende band tot de produkthoogte was ongeveer 2,7.

15 Voorbeeld II

Voorbeeld I werd herhaald onder toepassing van een lagere toevoersnelheid en een andere reagenssamenstelling: Component A Gew.% Gew.% g/min.

Dow Polyol CP 3140 77,13 77,13 3.470 20 Master Batch I:

Dow Polyol CP 3140 20,37 BF-2370 0,75

Water 4,00 A-I 0,10 25 25,22 25,22 1.135

Master Batch II:

Dow Polyol CP 3140 2,50 C-6 (33-1/3 % T-9) 0,75 3,25 3,25 146

30 Component B

TD-80 50,00 50,00 2.249 155,60 7.000

De toevoersnelheid van de reagentia was 7,0 kg/min., en de snelheid van de lopende band was 104 em/min. Een 35 goed schuimprodukt werd geproduceerd met een rechthoekige doorsnede en met een hoogte van 40,5 cm. De verhouding van de snelheid van de lopende band tot de hoogte van het produkt was ongeveer 2,6.

7908419

Voorbeeld III

16

Een plaat van polyurethansehuim werd continu gegoten onder toepassing van een centrifugale voorschuiminrich-ting soortgelijk aan die weergegeven in figuur 4. De volgende sa-5 menstelling werd gemengd in de voorschuiminrichting:

Component A. Gew.% Gew.% g/min.

Dow Polyol CP 3140 75,00 75,00 7.160

Master Batch I:

Dow Polyol CP-3140 22,50 10 BP 2370 0,80

Water 4,00 A-5 ( 0,03 15 27,33 27,33 2.609

Master Batch II:

Dow Polyol CP-3140 2,50 C-6 (33-1/3 % T-9) 0,57 3,07 3,07 293

20 Component B

TD-80 50,00 50,00 4.773 155,40 14.835

De ingrediënten van component A, die de polyolcomponent omvat, werden voorgemengd en als een enkele stroom 25 in een conventionele mengkop gepompt. Component B, die de tolueen-diïsocyanaatcomponent omvat, werd afzonderlijk en gelijktijdig in die kop gepompt. Vervolgens werden de beide componenten bij omgevingstemperatuur gemengd. De gemengde componenten werden vervolgens toegevoerd aan een centrifugale voorschuiminrichting ter vor-30 ming van een gedeeltelijk geëxpandeerd polyurethanschuimmengsel. Dit mengsel werd afgezet nabij de top van het V-vormige gedeelte van de vorm met een constante toevoersnelheid van 14,835 kg/min.

De zijwanden van het V-vormige gedeelte van de vorm waren 152 cm lang en bevonden zich 117 cm van elkaar; de hoek tussen de zij-35 gedeelten van de V-vormige vorm is derhalve ongeveer 45°. De giet-plank waarop het gedeeltelijk geëxpandeerde mengsel werd afgezet omvatte drie segmenten: een eerste segment hellend onder 15°, een tweede segment dat horizontaal is en een derde segment met 7908410 17 een helling van 13°. De gietplank kwam uit op een lopende band welke opwaarts helde met een hoek van 3°. Het laatstgenoemde gedeelte van de vorm was kanaalvormig met evenwijdige zijwanden op een afstand van ongeveer 117 cm. De vorm was gevoerd met Kraft-5 papier dat zich bewoog met een constante snelheid. Gebruikmakend van de hierboven genoemde samenstelling en toevoersnelheid werd een aantal experimenten uitgevoerd waarin de snelheid van de lopende band werd gevarieerd. De resultaten worden hieronder weergegeven:

Tabel 10 Experiment Bandsnelheid (V ) Produkthoogte (H) Verhouding no. (m/min.) C (cm) (Vc / H) 1 0,84 43,6 1,92 2 0,89 41,0 2,18 3 0,92 42,4 2,18 15 4 0,92 40,9 2,25 5 1,02 42,0 2,43 6 1,02 43,1 2,36 7 1,02 41,0 2,48 8 1,10 42,0 2,62 20 9 1,25 44,7 2,79 10 1,33 45,7 2,92

De verhouding varieerde van ongeveer 1,9 tot ongeveer 2.9.

Voorbeeld IV

25 Experiment I werd herhaald onder toepassing van een soortgelijk polyurethanrecept met een verhoogde toevoersnelheid van 14,8 kg/min:

Component A Gew.% Gew.% g/min.

Dow Polyol CP 3140 75,00 75,00 7.160 30 Master Batch I:

Dow Polyol CP-3140 22,50 BF 2370 0,80

Water 4,00 A-5 0,07 35 27,37 27,37 2.613

Master Batch II:

Dow Polyol CP-3140 2,50 C-6 (33-1/3 % T-91) 0,57 3,07 3,07 299 790 8 4 19 18

Component B

TD-80 50,00 50,00 4.773 155,44 14.845

De zijwanden van het V-vormige gedeelte van 5 de vorm waren 152,5 cm lang en 117 cm van elkaar op het punt waar ze aansloten op het tweede gedeelte van de vorm (dat wil zeggen α = ongeveer 45°). Het geëxpandeerde mengsel bewoog zich naar beneden langs een gesegmenteerde gietplank: een eerste segment helde onder 15°, een tweede segment was horizontaal, een derde segment 10 helde onder 3° en een vierde segment onder 18°. De gesegmenteerde gietplank kwam uit op een lopende band die opwaarts helde met een hoek van 3°. De snelheid van de lopende band was 1,22 m/min. en de hoogte van de rechthoekige schuimplaat was 39,4 cm, hetgeen resulteerde in een verhouding van de bandsnelheid tot de produkthoogte 15 van ongeveer 3.2.

Voorbeeld V

Voorbeeld III werd herhaald voor de produktie van een rond blok onder toepassing van een tunnelvormig gedeelte voor het laatste gedeelte van de vorm.

20 Het volgende polyetherrecept werd gemengd in de voorschuiminrichting:

Component A Gew.% Gew.% g/min.

Dow Polyol CP-3140 64,968 64,968 3.470

Master Batch I: 25 Dow Polyol CP-3140 32,522 BF 2370 0,800

Water 4,000 A-5 0,030 37,352 37,352 1.995 30 Master Batch II:

Dow Polyol CP-3140 2,50 C-6 (33-1/3 % T—91) 0,59 3,070 3,070 164

Component B

35 TD-80 50,000 50,000 2.671 155,390 8.300

De zijwanden van het eerste vormgedeelte had den een lengte van 112 cm en bevonden zich 58 cm van elkaar. De gietplank was gesegmenteerd, met een eerste segment hellend onder 7908419 * 19 6° en een tweede segment Mlend onder 15°. De gietplank kwam uit op de lopende band welke opwaarts helde onder een hoek van 3°. Cirkelvormige schuimprodukten worden verkregen met een diameter van 56 cm. De snelheid van de lopende band varieerde van 65 tot 127 cm per 5 minuut met daarbij behorende verhoudingen van respectievelijk ongeveer 1,1 en ongeveer 2,2.

Over het geheel genomen dient te worden opgemerkt dat bepaalde vrij rijzende van polyester afgeleide polyurethan-schuimrecepten te gevoelig kunnen zijn voor mechanische spanningen 10 om te worden gebruikt in de onderhavige uitvinding.

Het is niet de bedoeling de onderhavige uitvinding te beperken tot de hierboven beschreven specifieke uitvoeringsvormen. Andere wijzigingen kunnen worden gemaakt in de werkwijze en de inrichting zoals die hierboven specifiek beschre-15 ven zijn zonder buiten het kader van de uitvinding te komen, en het is de bedoeling alle andere uitvoeringsvormen, alternatieven en modificaties die in overeenstemming met de uitvinding te omvatten.

20 790 84 19

Claims (19)

1. Werkwijze voor het continu vormen van vrij rijzend polyurethanschuim in een continue lateraal bewegende vorm met een open bovenkant bij een gegeven bodem-band-snelheid 5 door afzetting van een polyurethanschuimvormend mengsel van reagentia met een gegeven toevoersnelheid op een gietplank, met het kenmerk, dat men de hoogte van het gevormde buigzame polyurethanschuim-produkt die verkregen wordt verhoogt door (1) afzetten van het polyurethanschuimvormende mengsel van reagentia nabij de top van 10 een eerste vormgedeelte van de lateraal bewegende vorm, welk eerste gedeelte van de lateraal bewegende vorm divergente eerste zijwanden heeft welke een hoek daartussen van meer dan ongeveer 10° en minder dan ongeveer 120° vormen en welke aan hun uiteinden samenkomen met de evenwijdige tweede zijwanden van een tweede ge- 15 deelte van de bewegende vorm, en (2) nagenoeg laten voltooien van het rijzen van het polyurethanschuimvormende mengsel van reagentia na doorloping van het eerste gedeelte van de bewegende vorm.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verhouding van de snelheid van de lopende band tot 20 de hoogte van het schuimprodukt is van ongeveer 1 tot ongeveer 3.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyurethaanschuimvormende mengsel van reagentia wordt afgezet in partieel geëxpandeerde voorgeschuimde vorm tussen de divergente vertikale zijwanden van het eerste vormgedeelte.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het polyurethanschuimvormende mengsel van reagentia wordt afgezet in een partieel geëxpandeerde voorgeschuimde vorm vanuit een centrifuge-voorschuiminrichting.

5. Werkwijze -vdgens conclusie 3, met het 30 kenmerk, dat het polyurethanschuimvormende mengsel van reagentia wordt afgezet in een gedeeltelijk geëxpandeerde voorgeschuimde vorm vanuit een kegelvormige voorschuiminrichting.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyurethanschuim een van polyester afgeleid poly- 35 urethanschuim is.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 790 8 4 1 9 kenmerk, dat het afgezette mengsel van reagentia zich beweegt over een gesegmenteerde gietplank met een horizontaal eerste segment.

8. Werkwijze volgens conclusie 1 of 7, met het kenmerk, dat het afgezette mengsel van reagentia zich beweegt over 5 een gietplank met tenminste eën segment dat naar beneden toe helt naar het tweede gedeelte van de bewegende vorm.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een continue vorm wordt gevormd met een nagenoeg rechthoekige doorsnede.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een continue vorm wordt gevormd met een nagenoeg cirkelvormige doorsnede.

11. Inrichting voor het produceren van vrij rijzend polyurethanschuim, omvattende: 15 (a) organen voor het mengen van vloeibare polyurethanschuim-genererende reagentia; (b) organen voor het afzetten van de gemengde reagentia in een lateraal bewegende vorm; en (c) een continue vorm met een open bovenkant, 20 omvattende: (3) een bodem-bandtransporteur die zich lateraal uitstrekt voor het verplaatsen van een schuimprodukt; (2) een lateraal bewegende vorm waarvan het bodemoppervlak grenst aan de bandtransporteur; en 25 (3) een gietplank die is opgesteld tussen zij wanden van de vorm met een verhoogde rand in de buurt van het af-zetorgaan welke zich uitstrekt tot het vormbodemoppervlak; met het kenmerk, dat een stationair afzet-orgaan aanwezig is om het mengsel van polyurethanschuimvormende 30 reagentia af te zetten nabij de top van een eerste van boven open vormgedeelte met divergerende zijwanden welke daartussen een hoek van meer dan ongeveer 10 en minder dan ongeveer 120° vormen en welke aan de uiteinden daarvan samenkomen met de evenwijdige zijwanden van een tweede gedeelte van de bewegende vorm.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat een voorschuiminrichting aanwezig is in combinatie met 790 8 4 1 9 de afzetinrichting zodanig dat bij afzetting het mengsel van poly-urethanschuimvormende reagentia in een partieel geëxpandeerde voorgeschuimde toestand is.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het 5 kenmerk, dat de voorschuiminrichting een centrifuge is.

14. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de voorschuiminrichting een kegelvormige bodemvoor-schuiminrichting is.

15. Inrichting volgens conclusie 11, met het 10 kenmerk, dat de gietplank gesegmenteerd is.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de gietplank een eerste horizontaal segment heeft in de buurt van het afzetorgaan gevolgd door een hellend tweede segment.

17. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het tweede-vormgedeelte rechthoekig is.

18. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het tweede vormgedeelte cirkelvormig is.

19. Werkwijzen, inrichtingen en produkten 20 in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. // 790 84 19 ut l~ i