NO812713L - Apparat for fremstilling av blokker av polymerskum - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrøret et apparat for fremstilling av blokker av polymer skum, slik som stive, halvstive og fleksible polyuretanskum.

Polyuretanskum er meget benyttede materialer og an-

vendes f.eks. til fremstilling av madrasser, puter og varme-isolerende gjenstander. Slike polymere skummaterialer fremstilles vanligvis ved støping hvorved en blanding av flytende poiyuretanskum-utviklende reaktanter avsettes i en form. Den benyttede betegnelse "form" omfatter både stasjonære former for satsvis støping og bevegbare former for kontinuerlig støping. Utvikling av en gass bevirker at reaktantene opp-skummes. For noen skumsammensetninger reagerer reaktantene selv slik at det utvikles tilstrekkelig gass, mens i andre blir et blåsemiddel blandet med reaktantene for å tilveiebringe en gassutvikling. Fortsatt gassutvikling bevirker utvidelse av skummet slik at formen fylles. Skummet som innledningsvis er en fluidmasse.blir mer og mer viskøs ettersom reaktantene poly-meriseres og Herdes til slutt til et polyuretan-støpeprodukt som er formet av formen.

Blokker av polyuretanskum som er omtrent rektangulære i tverrsnitt, støpes vanligvis i en translaterende kanalformet

form. Slike former omfatter typisk en beltetransportør som danner bunnen av formen og et par motstilte.sidevegger i av-

stand fra hverandre hvilke sidevegger kan være faststilt eller kan beveges méd transportbeltets hastighet. Formens sider og bunn er vanligvis foret med et eller flere ark av fleksibelt materiale, slik som kraftpapir eller polyetylenfilm. Form-foringsorkene trekkes vanligvis fra valser dg føres i translaterende bevegelse langs formkanalen med samme hastighet som

transportørens belte. Flytende skumutviklende reaktanter avsettes på formens bunn i et sikksakk-mønster fra en dyse som befinner seg over formen og som resiproseres frem og tilbake over . formens bredde. Ettersom skummet utvides, flyter reaktantene sammen til en ensartet skumblokk.

Dersom en frisk tillaget reaktantblanding avsettes på toppen av skum utviklet fra på forhånd avsatte reaktanter, vil det resulterende herdede skum få en ujevn overflate og uensartet tetthet, hvilket er uønsket for de fleste anvendelser.

Ved kontinuerlig translaterende bevegelse av formf6ringsmater-ialet, føres reaktantblandingen kontinuerlig bort fra helleom-rådet under tilføringsdysen hvilket reduserer tendensen for frisk reaktantblanding til å dekke på forhånd avsatt blanding.

For å minske ytterligere tendens for de flytende reaktanter til å strømme tilbake under tilføringsdysen og for å

sikre at sikksakk-mønstret av reaktantblanding forenes ensartet, er det vanlig å skråstille overflaten under dysen i forhold til horisontalplanet slik at bunnforingen skråner nedover i retning av den translaterende bevegelse. Skråningsvinkelen for helle-platen kan imidlertid ikke være større enn ca. 4,5° fra horisontalen for typiske fleksible polyeter-polyuretanskumsammen-setninger uten at reaktantblandingen bevirkes til å strømme forover under tidligere avsatt blanding, hvilket leder til uønsket, uensartet skum. Den maksimale skråningsvinkel er forskjellig for forskjellige skumsammensetninger slik som polyester-polyuretanskum.

Det oppstår problemer dersom formens bunn skråner nedover langs hele sin lengde. Konvensjonelle kontinuerlige blokkformer er temmelig lange, typisk over 18 m, for å ta

hensyn til skummets lange herdetid. Bygging av en translater-, bar form av denne lengde og som er skråttstilt i forhold til horisontalplanet, er meget mer kostbart enn å bygge en trans-laterbar form av samme lengde som er horisontal, fordi ved f.eks. bygging av huset for formen, ville dettes tak i en skråttstilt form være høyere enn normale tak. Dessuten, er det spesielt kostbart å sørge for at skråningsvinkelen til formen kan forandres for å kompensere for forskjellige viskositeter hos de forskjellige skumsammensetninger. Således har noen kontinuerlige blokkformer horisontale beltetransportører over nesten

hele lengden av formens bunn, men har relativt korte skråstilte hellebrett anbragt under tilføringsdysene. Ekspansjonen og hevingen av skummet finner vanligvis sted ved skråstilling av hellebrettet..

En annen grunn for tilveiebringelse av et hellebrett

som er vinkelstilt i forhold til beltetransportøren, er tverr-snittsformen for blokken som støpes i formen. Ettersom skummet utvider og hever seg i formen, sammenfaller det med formens sider. Dersom form-sideforingsmaterialet translateres helt parallelt med formbunnen, vil det ekspanderende skum utsettes for en skjærkraft som motsetter seg dets heving langs sidene. Denne skjærkraft resulterer i en avrunding av blokkens topp

slik at det dannes en bombering eller topp med konveks form i likhet med et brød. For de fleste anvendelser er slike av-rundede deler uegnet og må kasseres som avfall. Således, jo mer tilnærmet rektangulær blokkens tverrsnitt er, dvs. jo flatere toppen er, jo mer økonomisk er støpeprosessen .

Dersom formens bunnforing og de to formsideforinger translateres ikke i parallell, men i en vinkel med hensyn til hverandre, over hele skummets bevegelsesbane ettersom det ekspanderes, kan formsidef6ringen ha en hastighetskomponent

i forhold til formbunnen i retning av skummets ekspansjon hvilken komponent kan kompensere for skjærkraftén som motsetter seg skummets heving. Ved å styre formbunnforingen, kan et skråttstilt hellebrett som er anbragt mellom sideveggene på en blokk-støpeform og som skjærer formens bunntransportbånd i en vinkel, gi en slik kompenserende hastighetskomponent når skumekspan-sjonen skjer over hellebrettes lengde og når formsideforingene translateres parallelt med formbunntransportøren. Den skjær-ingsvinkel som vanligvis gir polyuretanskumblokker med de mest tilnærmet rektangulære tverrsnitt, er omkring 10° for typiske skumsammensetninger og produksjonsforhold. Dersom hellebrettet skråstilles 10° i forhold til horisontalplanet, har uheldigvis nylig avsatt reaktantblanding tendens til å strømme forover, og dette vil som omtalt ovenfor lede til skumblokker med uens-

artet tetthet eller på annen måte er ufullkomne.

Selvom det er mulig å konstruere en kontinuerlig blokk-støpeform med et hellebrett som er skråttstilt i forhold til horisontalen i en vinkel på 4,5° og som skjærer beltetransportøren i en vinkel på 10°, må beltetransportøren i et slikt tilfelle skråstilles oppover i en vinkel på 5,5°, f.eks. US patent nr. 3.325.823. Som nevnt ovenfor er imidlertid skråstilte, trans-laterbare former mer kostbare enn horisontale former.

I US patent nr. 3.786.122 beskrives en fremgangsmåte til fremstilling av polyuretanskumblokker hvorved det anvendes en horisontal, kanalformet form som ved sin fremre ende har en skråstilt "fallplate" som befinner seg i en vinkel på betydelig mer enn 4,5° i forhold til horisontalplanet. Problemet med reaktantblanding som strømmer nedover den skråstilte fallplaten unngås ved å pre-reagere reaktantblandingen før den inn-føres på fallplaten. Pre-reageringstrinnet utføres i et trau som er åpent til fallplatens øvre kant. Flytende skumreaktanter innføres i bunnen av trauet.og skummet som utvikles får ekspanderes oppover i trauet og flyter over ned på fallplaten. Skummet fortsetter å ekspandere ettersom det føres nedover langs fallplaten av et translaterende bunnark. Siden den pre-skummede reaktantblanding som kommer fra trauet er mer visøks enn den innledende flytende reaktantblanding, kan fallplaten skråstilles i større vinkel i forhold til horisontalen enn et hellebrett i en konvensjonell polyuretanskumblokk-støpeform.

Ét ytterligere resultat fra innføring av pre-skummet reaktantblanding i formen, er at relativt høye skumblokker kan fremstilles sammenlignet med konvensjonelle prosesser. Den høyde til hvilken skummet heves kan tenkes oppdelt i to kompo-nenter; en første komponent er resultatet av ekspansjonen av skummet under et horisontalplan som går gjennom det punkt ved hvilket reaktantene begynner å skumme og bestemmes ved skrå-ningen på og lengden av hellebrettet, og en annen komponent er resultatet av hevingen av skummet over horisontalplanet.

Besparelser oppnås ved fremstilling av høye blokker fordi jo tykkere skumblokken er, jo mindre er tapet som skriver fra kassering av det skall som vanligvis dekker polyuretans.kum-støpeprodukter. Dersom innføringshastigheten for reaktantblanding i en konvensjonell blokkstøpeform holdes konstant og den translaterende bevegelseshastighet for formf6ringen reduseres, har skumblokkens høyde tendens til å øke fordi mer skumutviklendé réaktant avsettes pr. lengdeenhet. Siden gassutviklingshastig-heten forblir vesentlig konstant, finner imidlertid skumhevingen sted over en kortere lineær avstand i tillegg til å heves til en større høyde, hvilket gir det hevende skum en brattere skråning. Dersom translateringshastigheten nedsettes tilstrekkelig, vil denne skråning bli så bratt at det ekspanderende skum, særlig den nyeste og mest fluide del, bli ustabil og ha tendens til å gli og forskyves hvilket resulterer i sprekker og andre defekter i det.herdede skum.

Dette problem med ustabilitet hos det hevende skum reduseres ved fremgangsmåten i nevnte US patent nr. 3.786.122 ved innføring i den translaterende form av pre-skummet reaktantblanding som er tilstrekkelig viskøs til at det kan tåle en relativt bratt skråning på hellebrettet ved fullendelse av déts ekspansjon. Den første komponent som bestemmer høyden på skummet kan således økes. I tillegg til at man kan støpe høyere skumblokker ved å redusere translasjonshastigheten for form-foringen, gir denne prosess adgang for bruk av blokkstøpeformer som er kortere enn de som anvendes ved konvensjonelle prosesser fordi blokken beveges en kortere distanse under herdetiden.

Fremgangsmåten i US patent nr. 3.786.122 har imidlertid i praksis flere ulemper. Den pre-skummede reaktantblanding som innføres i formen må være temmelig fluid fordi den skummende blanding som hever seg i trauet må på grunn av tyngdekraften, renne over en demningskonstruksjon og ned på fallplaten i formen. Pre-skummede reaktanter som er for viskøse til å renne fritt, kan således ikke anvendes.

Ytterligere problemer ledsager bruken.av det åpne trau

i ovennevnte US patent. F.eks. vil forandring av trauets bredde være vanskelig på grunn av at skumavsetninger forstyrrer re-etablering av væsketette avtetninger. Dessuten er trau-åpningen utsatt for delvis blokkering av avsetninger av herdet skum langs baksiden og sidene hvor strømmen av pre-skummet reaktantblanding stopper opp. Slike avsetninger brytes fra tid. til annen fri og medføres over demningskonstruksjonen og inn i skummet som heves og forårsaker derfor uønskede uensartetheter i skumblokken.

En ytterligere vanskelighet oppstår når luftbobler inn-føres i bunnen av trauet med de flytende reaktanter. Disse luftbobler forblir vanligvis innelukket i skummet og leder til hulrom og andre defekter i det herdede materialet.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en sentrifuge og en sentrifugeprosess for pre-skumming av flytende reaktanter for fremstilling av polyuretan-råskum som kan avsettes i en form for å fullende deres ekspansjon og herding. Foreliggende sentrifuge omfatter spesielt en beholder som har en sidevegg og en første endevegg som kan roteres eller dreies om en akse. Sentrifugen omfatter også anordninger for innføring av polymerskumutviklende flytende reaktanter i beholderens indre ettersom den roterer og retter reaktantene mot den radielt innoverrettede overflate av sideveggen. Den første endeveggen er forskynt med en i forhold til rotasjonsaksen konsentrisk beliggende åpning for uttak av skum som er utviklet i beholderen. Beholderens indre er fortrinnsvis fri for ikke-roterbare hindringer som ville kollidere med roterende skum og således forstyrre utviklingen av dette. Sentrifugen omfatter også anordninger for roterbar understøttelse av beholderen og anordninger for rotering av beholderén omkring dens rotasjonsakse.

Flytende skumutviklende reaktanter i den roterende beholderen utsettes for en sentrifugalkraft som driver væsken mot beholderens indre sidevegg. Fordi råskummet som utvikles av reaktantene er mindre tett enn de flytende reaktanter alene, har det tendens til å "heves" i en radielt innoverrettet retning mot sentrifugalkraften og mot rotasjonsaksen. Det pre-skummede råskum kan således trekkes fra aksialområdene i sentrifugen for avsetning i en form.

Ved å øke rotasjonshastigheten til sentrifugen, økes sentrifugalkraften mot hvilken skummet må "heves" og dette sammenpresser skummet og fordeler reaktantene mer jevnt langs beholderens innervegg. Den tid som er nødvendig for at skummet skal ekspandere til uttaksåpningen blir således forlenget. Jo lengre skummet oppholder seg i sentrifugen, jo mer viskøst er det når det uttas. Skummets viskositet kan således hensiktsmessig og kontinuerlig varieres i foretrukne utførelser av oppfinnelsen ved å variere sentrifugens rotasjonshastighet.

Utførelser av foreliggende oppfinnelse med en sentrifuge-beholder som er helt lukket og trykktett, er spesielt til-passet til fremstilling av råskum med høy viskositet. Beholderens indre kan holdes under trykk for å utføre råskummet fra beholderen og drive det til en støpeform. Hvis rektangulære skumblokker skal støpes, tillater bruk av et viskøst råskum i en translaterende blokkstøpeform fremstilling av tykke blokker ved en lav form-translasjonshastighet.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er at sentrifugering-en gjør at dé flytende reaktanter blir fri for luftbobler. Ved å underkaste reaktantene for en sentrifugalkraft vil innestengte bobler heves til overflaten mot sentrifugalkraften før skumming-en av reaktantene begynner. På denne måte kan man fremstille

herdet skum som er vesentlig fritt for hulrom forårsaket av luftbobler.

Råskum fra sentrifuger ifølge oppfinnelsen kan støpes i kontinuerlig translaterende former for fremstilling av skum-støpeprodukter av rektangulært, rundt eller annet tverrsnitt.

•Råskummet kan f.eks. avsettes ved hjelp av en resiproserende

dyse på et hellebrett i en translaterende blokkstøpeform som har en horisontal beltetransportør. På grunn av råskummets viskositet kan hellebrettet være skråttstilt i en relativt steil vinkel i forhold til horisontalplanet og formens translasjonshastighet kan holdes ved en relativt lav verdi. På denne måte kan tykke polymerskumblokker med vesentlig rektangulært tverrsnitt fremstilles på hensiktsmessig måte.

Råskum fra foreliggende fremgangsmåte kan også avsettes

på en overflate, f.eks. overflaten på et tekstilmateriale, for

å belegge overflaten med et lag av skum.

Råskummet fra foreliggende sentrifugeprosess kan også støpes i en ubevegelig form. Siden råskummet er delvis ekspandert, har formveggene en begrenset virkning når det gjelder å inhibere den sluttlige heving av skummet sammenlignet med skum som gjennom-går hele sin ekspansjon i formen. Skallet som vanligvis dekker polymerskum-støpeprodukter er dessuten i alminnelighet tynnere og mer tilnærmet homogent med skummassen når et pre-skummet råskum støpes,.fordi jo lengre skummingsreaksjonen har forløpt før reaktantene kommer i kontakt med formens sider, jo mindre føl-somme er reaktantene som kommer i kontakt med formen for tempera-turforskjeller mellom formens sider og skummassen.

Foreliggende sentrifuge er en praktisk skumutviklende innretning som er billig og enkel å konstruere. Vedlikehold er videre intet problem fordi det ikke forekommer noen vesentlig oppbygning av rester etter lengre bruk av sentrifugen.

Til forskjell fra de ovenfor omtalte tidligere kjente apparater omfattende trau og demningsanordninger, tillater foreliggende sentrifuge uttømming av råskum fra et punkt.. Råskummet kan således hensiktsmessig dirigeres inn i forskjellige formtyper for støping eller på overflater for belegging. I tillegg kan.viskositeten på råskummet og diameteren for de største skumcellene reguleres på egnet måte ved å variere råskummets oppholdstid i sentrifugen og rotasjonshastigheten.

I det følgende beskrives utførelser av foreliggende opp- . finnelse under henvisning til de medfølgende tegninger hvor

fig. 1 er et sideriss av en sentrifuge ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 er et sideriss av en utførelse av oppfinnelsen for fremstilling av polymerskum med vesentlig rektangulært tverrsnitt.

På fig. 1 omfatter en sentrifuge for pre-skumming av polyuretanskum en beholder 4 med en sylindrisk sidevegg 6 og en første endevegg 8 med form av en kjeglestubb. Beholderen 4 er vesentlig aksialt symmetrisk omkring en akse for å lette rotasjon om aksen. Oså symmetrisk rundt rotasjonsaksen er et driv-rør 10 som ved den ene enden er forbundet med den første endevegg 8 i beholderen 4 langs en omkrets av råskum-utgangsåpningen 12 i den første endeveggen 8 konsentrisk i forhold til rotasjonsaksen. Drivrøret 10 er anbragt i et roterende støttelager 14 som igjen er festet til en bærebrakett 16 som understøtter beholderen 4 og orienterer rotasjonsaksen i vertikalretningen. En åpning i en annen ende av drivrøret 10 tjener som råskum-uttaksåpning 17.

Reaktanter for utvikling av polyuretanskum blandes i

et blandehode 18. Reaktantene kan alternativt blandes i beholderen 4. Et første og et annet blandehode-innløpsrør 20 og 22 er anordnet for innføring av reaktantene i blandehode 18.

Et sentrifugeinnløpsrør 24 fører blandingen fra blandehode 18 til en radielt innoverrettet overflate 26 i beholderen 4. Inn-løpsrøret 24 er fortrinnsvis anbragt slik at det ikke kolliderer med det roterende råskum 3 6 som utvikles i beholderen 4. Dersom det roterende råskum 36 kolliderer med en ikke-roterende hindring, vil luftbobler dannes og innestenges i råskummet og dette leder til hulrom og defekter i det resulterende skum.

Det indre, av beholderen 4 er således fortrinnsvis uten slike hindringer.

Sentrifugen 2 drives av en elektrisk motor .28 med varierbar hastighet og denne motor roterer beholderen 4 yed hjelp av remdrift 30. En motorhastighet-regulator 32 av konvensjonell design bestemmer hastigheten på motoren 28 som igjen bestemmer.- rotasjonshastigheten på beholderen 4.

Reaktanter for utvikling av et polymerskum kan fremstilles og sentrifugebehandles for dannelse av et råskum for avsetning i en form på følgende måte. Beholderen 4 dreies rundt sin akse ved hjelp av den elektriske motor 28. Reaktanter for fremstilling av et polymerskum utmåles i blandeho.de 18 gjennom det første og andre blandehode-innløpsrør 20 og 22. Et blåsemiddel kan også inkorporeres i reaktantblandingen. Reaktantblandingen dirigeres fra blandehodet 18 mot den radielt innoverrettede overflate 26 i beholderen 4 gjennom sentrifugeinnløps-røret 24. Siden sentrifugalkraften er størst i nærheten av overflaten 26 i beholderen 4, vil den flytende reaktantblanding 34 komme til å ligge langs denne overflate. Etter en kort tid begynner reaktantblandingen å utvikle gass og danner et fluid råskum 36. Siden råskummet er mindre tett enn den væskeformige reaktantblanding, vil det ekspanderes mot sentrifugalkraften i en generelt radiell retning. Råskummet 36 strømmer fra beholderen 4 gjennom en råskum-utløpsåpning 12 under innvirkning av tyngdekraften. Siden åpningen 12 er beliggende radielt innoverrettet. fra den indre overflate 26 i beholderen 4, uttas råskum fra beholderen fra et område adskilt fra området med maksimal sentrifugalkraft. En form kan anbringes under sentrifugen 2 for å motta råskummet som strømmer fira råskum-uttaksåpningen 17.

Ved å forandre rotasjonen av beholderen 4 forandres skummets viskositet. Ved å øke rotasjonshastigheten økes sentrifugalkraften som innvirker på. skummet og reaktantblandingen.

Det kreves følgelig lenger tid for ekspandering av råskummet

til utløpsåpningen 12 som forklart ovenfor. På grunn av at råskummet er "eldre" er det således mer viskøst.

Under henvisning til fig. 2, omfatter et apparat 50

for fremstilling av blokker av polymerskum med vesentlig rektangulært tverrsnitt, en sentrifuge 52 og en kontinuerlig blokkstøpe-form 54. Sentrifugen 52 omfatter en beholder 55.som har en

sylindrisk sidevegg 56 og en første endevegg 58. Et drivrør 60 er tilsluttet den.første endeveggen 58 i beholderen 55 langs en omkrets av en råskum-uttaksåpning 62 i den første endeveggen 58. Drivrøret 60 er forbundet med en første roterende kobling 64 som igjen er festet til en bærebrakett 66. En fleksibel uttløps-ledning 68 er forbundet med koblingen 64 med en flens 70 som er festet til en ende av ledningen 68. Koblingen 64 er fluid-tett og tillater rotering av drivrøret 60, mens flensen 70 er fiksert. Det indre av ledningen 68 står i forbindelse med det indre av beholderen 56 gjennom en passasje (ikke vist) i koblingen 64 og det indre av drivrøret 60.

En elektrisk motor 72 med variabel hastighet roterer beholderen 55 ved hjelp av remdrift 74 . Hastigheten på motoren 72 og således rotasjonshastigheten på beholderen 56, fastsettes ved hjelp av en motorhastighetsregulator 76.

Til den sylindriske sidevegg 56 i beholderen 55 er det ved hjelp av en flens 77 festet en annen endevegg 78. For å gi adgang til det indre 86 av beholderen 55, er den andre endeveggen 78 fortrinnsvis avtagbar. Endeveggen 78 har en åpning (ikke vist) beliggende konsentrisk i forhold til rotasjonsaksen og hvilken åpning er lukket med et innløpskammer 80 som er forbundet med den andre endeveggen 78 med en annen roterbar kobling 82. Koblingen 82 er vesentlig trykktett og tillater rotasjon av beholderen 55 mens innløpskamret 80 forblir stasjonær.

Et sentrifugeinnløpsrør 84 er ført gjennom innløpskamret 80 for innføring av en reaktantblanding i det indre 86 av beholderen 55 og dirigere denne blanding mot en radielt innoverrettet overflate 88 av sideveggen 56. Den ytre overflate til innløps-

røret 84 er festet trykktett til innløpskamret. Sentrifuge-innløpsrøret 84 er forbundet med et blandehode (ikke vist) på samme måte som innløpsrøret 24 på fig. 1 er forbundet med blandehodet 18.

Rotasjonen av beholderen 55 bevirker at reaktantblandingen 95 drives mot overflaten 88 på sideveggen 56. Råskummet 94 som utvikles av reaktantblandingen 95 utvides radielt innover mot rotasjonsaksen.

Trykket i det indre 86 av beholderen 55 reguleres ved

en bestemt verdi ved hjelp av en konvensjonell gasstrykkregula-tor 90 som kommuniserer med det indre 86 gjennom en trykk-

regulatorledning 92 som passerer gjennom innløpskamret 80. Ved. å holde det indre 8 6 av beholderen 55 ved et trykk som er høyere enn det omgivende atmosfæretrykk>drives råskum 96 fra det indre 86 gjennom den fleksible ledning 68. ,

Ledningen 68 leder råskum fra det indre av beholderen 55 til blokkstøpeformen 54. En dyse 96 som er festet til den andre enden av ledning 68 er beliggende over en helleflate 98 på ét hellebrett 100.. Dysen 96 kan resiproseres på tvers av blokk-støpef ormen 54 over formens bredde ved hjelp av resiproserings-anordninger som omfatter bærerskinner 97 og et drivverk (ikke vist) for den resiproserende dyse. En første kant 102 på hellebrettet 100 er beliggende tilstøtende til en overflate av en beltetransportør 104 som danner en formbunnoverflate 106. Overflaten 106 er vesentlig horisontal når formen 54 er i horisontal hvilestilling, hvilket er den foretrukne stilling.

En formbunnffiring 108 bestående av en fleksibel bane slik som kraftpapir, tilføres fra en rull 110 og ledes over en valse 112 ned langs helleoverflaten 98 på. hellebrettet 100, over en første kant 102 på brettet 100 og på formbunnoverflaten 106 på beltetransportøren 104. Formbunnffiringen 108 blir således kontinuerlig tanslatert ettersom beltetransportøren 104 translateres .

En første formsidevegg 104 er anbragt perpendikulært på og tilstøtende til formbunnoverflaten 106. En første formside-forihg 116, også bestående av en fleksibel bane.slik som kraftpapir, er beliggende flatt mot den første formsideveggen 114.

En annen formsidevegg og formsideforing (ikke vist) er beliggende tilstøtende, til formbunnoverflaten 106 i avstand fra og motsatt stilt i forhold til den første formsideveggen 114 og den første formsideforing 116 i et speilbildeforhold. Den første og andre formsideforing og formbunnf6ring 106 definerer således en kanalformet form for støping av skumblokker med vesentlig rektangulært tverrsnitt. Det er sørget for anordninger for føring og translasjon av den første formsidef6ring 116 og den andre formsideforing i en lineær retning parallelt med translasjonsretningen av formbunnffiringen 108 når denne forer formbunnflaten 106 av beltetransportøren 104. Formsidefifringene kan f.eks. føres og translateres ved å gjøre formsideveggene til vertikalt orienterte beltetransportører. Translasjons- hastighetene for de to formsideffiringen i retning av formbunnffiringen bør tilsvare translasjonshastigheten for beltetrans-portøren 104.

Helleflaten 98 i blokkstøpeformen 54 er vesentlig plan og utgjør en. vinkel a med formbunnflaten 106. Siden et pre-skummet råskum er avsatt på helleflaten 98, kan vinkelen a være vesentlig større enn den maksimale vinkel som konvensjonelle, helleflater for mottak av flytende skumutviklende reaktanter utgjør med horisontalplanet. I en foretrukken utførelse av formen 54 kan f.eks. vinkelen a være omtrent 10° for en spesiell typisk skumsammensetning, og den tilsvarende maksimale vinkel ville bare være ca. 4,5° i en konvensjonell prosess. Skråningsvinkelen a for helleflaten 98 kan endres avhengig av forandringer i råskummets viskositet.

Skjønt et plant hellebrett 100 er illustrert på fig. 2, kan det i visse anvendelser være fordelaktig å anvende et hellebrett som har flere plane segmenter, idet hvert segment er skråttstilt i forskjellig vinkel til horisontalplanet. Et buet hellebrett kan alternativt anvendes om dette skulle være. ønskelig.

Følgende eksempler illusterer fremstilling av polyuretanskum ifølge foreliggende sentrifugeprosess.

Eksempel I

En blokk av polyuretanskum med firkantet tverrsnitt ble støpt kontinuerlig under anvendelse av en sentrifuge for pre-skumming av reaktantene.

Sentrifugen var konstruert generelt slik som sentrifugen vist på fig. 2. ■ Sentrifugebeholderen hadde en sylindrisk del med en indre diameter på omkring 14 cm og var omkring 15,4 cm dyp. Volumet til sentrifugens beholder minus det volum som ble opptatt av sentrifugens innløpsrør, var omkring 2753 cm 2. Sentrifugens topp var forbundet gjennom en rotasjonskobling med en regulert trykkluftkilde som holdt trykket i beholderen på mellom 12,7 og 25,4 cm vannsøyle større enn omgivelsestrykket. Sentrifugen ble dreiet med en elektrisk motor i en hastighet i området fra ca. 140 til 170 omdr./min. Uttaksåpningen for råskummet i sentrifugen var omkring 2,5 cm i diameter og var forbundet ved hjelp av en rotasjonskobling med et råskum-uttømmings-rør som var omkring 4 5,7 cm langt og hadde en diameter på

2,5 cm. Sentrifugen var anbragt direkte over et hellebrett i eh

form slik åt råskum uttømt fra utløpsrøret falt på hellebrettet.

Følgende sammensetning ble benyttet:

Bestanddelene i komponent A ble forblandet og pumpet

i form av en strøm inn i et konvensjonelt blandehode. Kompo-

nent B ble separat pumpet inn i blandehodet der de to komponentene ble sammenblandet. Den kombinerte tilførselshastighet for komponentene A og B var omkring 9 kg pr. minutt. Blandehodet.

ble forbundet med sentrifugen ved hjelp av en slange av en lengde på ca. 1,83 m og en indre diameter på 1,9 cm..

Formen var kanalformet med sidevegger ragende parallelt

i forhold til hverandre og i en avstand på ca. 45,7 cm. Hellebrettet besto av tre plane segmenter: det første var skråttstilt i en vinkel på 12° i forhold til horisontalen og strakk seg ca. 76,2 cm fra hellepunktet, det andre segment skrånet med en vinkel på 2,4° i.en lengde på omkring 61 cm, og det tredje segment skrånet i en vinkel på 13,2° i en lengde på 122 cm. Formen var foret med kraftpapir som ble translatert med en hastighet i området på ca. 1,37 til ca. 1,52 m pr. min.

Det fremstilte polyuretanskum var av god kvalitet og

hadde en tetthet på ca. 0,025 g/cm .Blokken hadde et.i alt vesentlig firkantet tverrsnitt, sidekant ca. 45,7 cm, og hadde en vesentlig flat topp.

Eksempel II

En rekke prøver av støpte polyuretanskum ble fremstilt

for å bestemme virkningen av sentrifuge-rotasjonshastigheten og oppholdstiden på egenskapene hos det resulterende skum.

Fem forsøk, betegnet forsøk 1 til 5, ble utført under anvendelse av følgende sammensetning:

Det ble fremstilt to ytterligere porsjoner for forsøk

6 og 7 med nedenstående sammensenting som hadde en forøket kon-sentrasjon av dimetyletanolamin-katalysator for å minske reak-sjonstiden.

For.hvert forsøk ble de angitte mengder for komponentene

A og B sammenblandet med en liten mengde luft i 7 sekunder.

De forblandede reaktanter ble deretter sentrifugebehandlet i en sentrifuge med en enkelt åpning i toppen for innføring av de skumutviklende reaktanter og fjerning av det resulterende råskum. Det indre av sentrifugebeholderen hadde form av to av-kortede sirkulære kjegler sammenføyet grunnflate-til-grunnflate.Beholderens indre hadde en diameter på 7,9 cm ved den lukkede

enden, videt seg ut til 12,7 cm og avsmalnet deretter til 5,1 cm ved åpningen. Det indre rom hadde en aksial lengde på 22,5 cm, idet. den viste delen var beliggende 3,8 cm under åpningen.

De forblandede reaktanter ble rotasjonsbehandlet ved

målte rotasjonshastigheter og målte tider. Rotasjonshastighet-ene og oppholdstiden i sentrifugen er angitt i nedenstående tabell I.

Forsøk 1 og 6 tjente som kontroller og her ble Ingen sentrifugebehandling foretatt. Rotasjon av beholderen som var orientert vertikalt, ga en dirigering av reaktantene fra beholderens bunn-overflate til områder med maksimal sentrifugalkraft lang.S sideveggene.

Etter at reaktantene var sentrifugebehandlet i det spesifiserte tidsrom, ble det resulterende råskum helt i en boks som tjente som en form. Når det gjaldt kontrollforsøkene 1 og 6, ble de forblandede reaktanter helt direkte i formen. Etter at prøvene av polyuretanskum i formen hadde hevet seg og var herdet, ble deres tettheter målt. Prøvene ble også under-søkt for å bestemme diameteren på de største cellene i skummet. Disse målinger er angitt i tabell I for hvert enkelt forsøk.

Som det fremgår av tabell I, leder sentrifugebehandling ved høye rotasjonshastigheter (dvs. vanligvis større enn 1000 omdr./min.) for dannelse' av et råskum fra de skumutviklende reaktanter, til polyuretanskum som er kjennetegnet Ved for-økede cellediametere og, i mindre grad, til forøkede tettheter. For en gitt sammensetning er det følgelig mulig å oppnå uvanlig stor cellestørelse i det resulterende polyuretanskum under anvendelse av sentrifugebehandling ved høye rotasjonshastigheter for fremstilling av det skumdannende råskum. For en fastsatt rotasjonshastighet hvorved de skumutviklende reaktanter behandles, kan det som en generell regel sies at jo større oppholdstiden i sentrifugen er, jo større er diameteren til de største celler i det resulterende polyuretanskum. For en fastsatt oppholdstid får man.ved øking av rotasjonshastigheten en forøket tetthet hos det resulterende skum og en forøket diameter hos de største celler, og dette skjedde opptil en bestemt rotasjonshastighet over hvilken tettheten og cellediameterne forble omtrent konstant over det aktuelle området av rotasjonshastigheter.

Det skal imidlertid påpekes at bestemte polyuretanskum-sammensetninger, særlig noen polyesterpolyuretanskum, kan være for følsomme overfor mekaniske påkjenninger for med hell å kunne benyttes i foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen skal ikke begrenses til de ovenfor be-skrevne spesielle utførelser. Foreliggende fremgangsmåte kan f.eks. anvendes i forbindelse med stive eller halvstive polyuretanskum eller andre typer av polymerskum som fremstilles og støpes på en måte i likhet med polyuretanskum. Man vil også forstå at en stiv ledning som dreies rundt en akse kan benyttes istedenfor den fleksible ledning 68 på fig. 2.

Claims (6)

1. Apparat for fremstilling av blokker av polymerskum, karakterisert ved at det omfatter: (a) en sentrifuge for pre-skumming av flytende polymerskum-utyiklende reaktanter, hvilken sentrifuge omfatter: (a.l) en roterbar. beholder som har en sidevegg og en første endevegg, idet beholderen er roterbar rundt en akse og idet den første endeveggen har en åpning som er konsentrisk i forhold til aksen for utføring av et råskum fra beholderens indre, (a.2) anordninger for roterbar understøttelse av beholderen, (a.3) anordninger for rotasjon^ av beholderen omkring aksen, og (a.4) anordninger for innføring av polymerskum-utviklende flytende reaktanter i beholderens indre når den roteres, (b) en kontinuerlig blokkstøpeform som omfatter: (b.l) en lineært anordnet beltetransportør for translasjon av en skumblokk, idet en overflate av beltetransportøren er generelt plan bg definerer en formbunnoverflate som er vesentlig horisontal når formen befinner seg i en horisontal hvilestilling, (b.2) en første formsidevegg og en annen formsidevegg som strekker seg langs beltetransportøren, idet de to formsideveggene er i avstand fra hverandre, og er motstilte og definerer formsideoverflater, og idet formsideoverflåtene er perpendiku-lære på og tilstøtende til formbunnoverflaten, (b.3) et hellebrett anbragt mellom forsideveggene og med en første kant tilstøtende til formbunnoverflaten av beltetransportøren, hvor en overflate av hellebrettet utgjør en helleoverflate som rager til nevnte første kant og er skråttstilt. i forhold til formbunnoverflaten, (b.4) anordninger for føring av en fleksibel, baneformet formbunnfor ing glidbart over helleoverflaten og nevnte første kant av hellebrettet til formbunnoverflaten av belte-transportøren slik at formbunnfor ingen kontinuerlig kan trans lateres over og bort fra hellebrettet ved hjelp av beltetrans-portøren, og (b.5) anordninger for kontinuerlig translasjon av en første fleksibel, baneformet formsidefor ing og en annen fleksibel, baneformet formsidefor ing tilstøtende den første og den andre formsideoverflate, respektivt, idet translasjonshastigheten for formsideforingene i retning av formbuhnforingen er lik translasjonshastigheten av formbunnforingen, og (c) anordninger for fordeling av råskum fra beholderens indre til blokkstøpeformen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at helleoverflaten er generelt plan.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at helleoverflaten er inndelt i segmenter hvor hvert segment er generelt plant og skråttstilt i forhold til form-bunnover f laten .

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningene for rotasjon av beholderen omkring aksen omfatter: (cl) en elektrisk motor med variabel hastighet, (c.2) drivanordninger som forbinder.den elektriske motoren med beholderen for rotasjon av beholderen med motoren, og (c.3) en motorhastighets-regulator forbundet med den. elektriske motor for fastsetting av rotasjonshastigheten til beholderen til en bestemt verdi.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at sentrifugens beholder har en annen endevegg, idet beholderen er vesentlig omsluttet, og at anordningene for inn-føring av reaktanten i beholderen omfatter: (i) et innløpskammer forbundet med den andre endeveggen gjennom en trykktett roterbar kobling som ér konsentrisk i forhold til beholderen, idet den andre endeveggen har en åpning som er konsentrisk i forhold til aksen, (ii) et blandehode for sammenblanding av flytende reagenser for dannelse av de flytende polymerskum-utviklende reaktanter, (ili) anordninger for innføring av reagenser i blandehodet, (iv) et innløpsrør forbundet med blandehodet og ragende inn i beholderens indre gjennom en åpning i innløps-kammeret for innføring av de skumutviklende flytende reaktanter i beholderens indre og for dirigering av reaktantene til en radielt innover rettet overflate av sideveggen, idet den ytre overflate av innløpsrøret er festet tii innløpskammeret på en trykktett måte,, og (v) en trykkregulator forbundet med innløpskammeret og i forbindelse med beholderens indre, gjennom en åpning i innløpskammeret for opprettholdelse av trykket i beholderen ved en bestemt verdi.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at anordningene for fordeling av råskummet omfatter: (cl) en fleksibel ledning for dirigering av råskum- I met fra beholderens indre til formen, idet en første ende av ledningen er forbundet med den første endeveggen i beholderen gjennom en roterbar kobling som er konsentrisk i forhold til beholderens akse, og idet det indre av den fleksible ledning står i forbindelse med beholderens indre gjennom en åpning i den første endeveggen, og (c.2) anordninger for resiprosering av en annen ende av den fleksible ledning på tvers av translasjonsretningen for formbunnfor ingen over helleflaten når formen befinner seg i en horisontal hvilestilling.