PL160684B1

PL160684B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwlaszcza formy PL PL PL

Info

Publication number: PL160684B1
Application number: PL1988273759A
Authority: PL
Inventors: Jacques Verwilst; Winter Hugo De; Andre Braeckman; Baes Bernard De
Original assignee: Recticel
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1988-07-16
Publication date: 1993-04-30
Also published as: NO883144L; ES2034161T3; EP0303305A3; EP0303305A2; ATE81034T1; GR3006184T3; CA1302801C; IE64847B1; JP2610308B2; IE882052L; LV10591B; FI883246A0; FI95216C; CN1024167C; CN1030536A; BR8803578A; KR890002298A; EP0303305B1; PT87999A; MD940205A

Abstract

m ieszan in y reakcyjnej zaw ierajacej p o lio l i izo cy jan ian y i p o siad ajacej lep k o sc m ied zy 20 a 2000 cen tip u azó w , w k tó ry m m ieszanine ro z p y la sie w p o staci w arstew ki cie- czy, zas p o w ierzch n ie p o k ry w a sie, zaleznie o d odleglosci z k tó rej sie ro zp y la, stru m ie n iem w p o staci w arstew ki lub k ro p lam i, znam ienny tym , ze ro zp y lan y stru m ien cieklej m ieszaniny reakcyjnej w p o staci w arstew ki ro zbija sie na stru m ie n k ro p li, k tó ry ch sre d n ica je st w ieksza niz 100 m ik ro n ó w , a k o rzy stn ie w ieksza niz 500 m ikronów . 7. U rzad zen ie d o w y tw arzan ia w arstw y p o liu re ta - now ej na p o w ierzch n i, zw laszcza fo rm y , zaw ierajace k o n có w k e w y lo to w a, z zam o n to w an y m w niej w tryski- w aczem m ajacy m lejk o w ate w glebienie, k tó re z jednej stro n y jest z ak o n c zo n e cylin d ry czn y m k an alem laczacym to w glebienie z o tw o re m w try sk o w y m , a z drugiej stro n y jest p o laczo n e p rzep ly w o w o z p rzew odem d o p ro w a d za - jacy m za p o sred n ictw em ro w k ó w usy tu o w an y ch w ew - n a trz lejkow atego w g leb ien ia, znam ienne tym , ze p rze- w ód d o p ro w a d za jac y (15) jest p o laczo n y z k o m o r a m ieszajaca (9) d o m ieszan ia sk lad n ik ó w reakcyjnych, n a to m iast row ki (23) sa u sy tu o w an e w zdluz stozkow ej po w ierzch n i lejk o w ateg o w glebienia (27) konców ki w ylotow ej (16), zas cy lin d ry czn y k an al (29) laczacy lej- k o w ate w glebienie (27) z o tw o rem w tryskow ym (22) m a dlugosc d o b ra n a d o w y tw arzan ia na jeg o wylocie sto z- kow ej w arstew ki cieczy, zaleznie od jej lepkosci. Fig. 3 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwłaszcza formy. Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania warstwy zżelowanego poliuretanu na powierzchni, zwłaszcza formy, poprzez rozpylanie ciekłej mieszaniny reakcyjnej zawierającej poliol i izocyjaniany, i której lepkość wynosi od 20 do 2000 centipuazów.

Wynalazek dotyczy, zwłaszcza sposobu formowania, poprzez rozpylanie elastomerycznej warstwy poliuretanowej, która jest korzystnie odporna na działanie światła i która służy zwłaszcza celom estetycznym, na przykład do pokrywania od wewnętrznej strony pojazdów. Bardziej szczegółowo, dla takich przypadków stosuje się technikę tzw. „bezpowietrznych układów dwuskładnikowych bez rozpuszczalnika.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 130910 ujawnia hydrauliczny rozpylający pistolet i sposób rozpylania i mieszania dwóch składników ciekłej mieszaniny reakcyjnej, zwłaszcza preparatu piany poliuretanowej, bez użycia powietrza. Jeden ze składników rozpyla się centralnie z dyszy rozpylającej w kształcie stożka, zaś drugi składnik rozpyla się z dyszy współosiowo otaczającej pierwszy składnik tak, że strumienie obu składników mają tendencję do przecinania się ze sobą na obrzeżach, co pwoduje ich wzajemne mieszanie się na wylocie dyszy. Według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3130910, mieszaninę obu składników rozpyla się z dyszy w postaci wydrążonego stożka, który po wyjściu z dyszy zmienia się z cienkiej warstewki w drobne strumienie, a następnie w kropelki, których rozmiar nie jest podany.

Główną wadą tego znanego sposobu jest to, że nie pozwala on na wystarczająco dobre zmieszanie obu składników reakcji w wylocie dyszy, ze względu na stosunkowo dużą lepkość rozpylanej mieszaniny reakcyjnej. W celu zwiększenia maksymalnie stopnia zmieszania, oba

160 684 składniki reakcyjne mają być rozpylane pod stosunkowo dużym ciśnieniem tak, żeby tworzona mieszanina reakcyjna była rozdzielana na małe kropelki.

Z uwagi na fakt, że mieszanina reakcyjna ma zwykle dużą lepkość, stosunkowo ważna jest grubość warstwy poliuretanu, a poza tym, wskazane jest aby kłaść ją jednorazowo za jednym przejściem, a także, wskazane jest szybkie żelowanie mieszaniny, celem uniknięcia zacieków materiału reakcyjnego na powierzchni formy pod wpływem sił grawitacyjnych. Ustalono, że jeżeli rozpyla się mieszaninę reakcyjną pod wysokim ciśnieniem na małe kropelki, powstają mikropęcherzyki powietrza zamknięte w zżelowanej warstwie poliuretanu. Poza tym z powodu niejednolitości napylania mieszaniny na powierzchni powstają różnice w gęstości i innych parametrach fizycznych, przykładowo zróżnicowanie koloru powstałej w ten sposób warstwy.

Znane jest urządzenie do wytwarzania przez rozpylanie zżelowanej warstwy poliuretanowej, która zawiera końcówkę wylotową, w której jest zamontowany wtryskiwacz, określający wgłębienie w kształcie lejka. Wgłębienie z jednej strony przechodzi dalej w cylindryczny kanał łączący to wgłębienie z otworem wtryskowym, a z drugiej strony jest połączone przepływowo z przewodem doprowadzającym za pośrednictwem rowków znajdujących się we wnętrzu wgłębienia w kształcie lejka. Rowki te są przeznaczone do wytwarzania śrubowego lub wirowego ruchu w tym wgłębieniu.

Takie urządzenie jest ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 130910. W tym urządzeniu we wnęce w kształcie lejka, od jej najszerszej strony jest umieszczony wewnętrzny czołowy kołnierz rozdzielacza. Ten kołnierz jest ścięty tak, że jest dopasowany do wewnętrznej ściany wnęki w kształcie lejka. Zewnętrzna powierzchnia obwodowa tego kołnierza jest wyposażona w zestaw ukośnych rowków przeznaczonych do zawirowywania płynu. Ze względu na to, że wewnętrzny rozdzielacz ma powierzchnię walcową, za wyjątkiem ściętej krawędzi, to rowki są usytuowane względem powierzchni walcowej.

Według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 130 910, wtryskiwacz, który określa wgłębienie w kształcie lejka jest utworzony przez zewnętrzny rozdzielacz zamontowany w dłuższej wnęce w kształcie lejka, usytuowanej wokół pierwszej wnęki w kształcie lejka. Zewnętrzny rozdzielacz ma także kołnierz, który jest dopasowany do wewnętrznej ściany większej wnęki w kształcie lejka i który jest wyposażony w zestaw ukośnych rowków. Rowki te są ułożone wzdłuż powierzchni walcowej i są przeznaczone do zawirowywania płynu wchodzącego do większej lejkowej wnęki przez rowki.

W znanym urządzeniu, rowki wewnętrznego rozdzielacza są połączone przepływowo z kanałem doprowadzającym pierwszy składnik reakcyjny, podczas gdy rowki zewnętrznego rozdzielacza są połączone przepływowo z kanałem doprowadzającym drugi składnik reakcyjny. Pierwszy składnik reakcyjny jest rozpylany z wtryskiwacza lub otworu rozpylającego wzdłuż powierzchni stożka i zderza się z drugim składnikiem reakcyjnym w wylocie większej lejkowatej wnęki.

Wadą znanego urządzenia jest to, że składniki reakcyjne są mieszane dopiero w wylocie dyszy rozpylającej, a nie wewnątrz niej. W cytowanym opisie patentowym ujawniono, że stanowi to duże ograniczenie, zwłaszcza w przypadku piany poliuretanowej, ponieważ zmieszanie jej składników reakcyjnych w wylocie dyszy rozpylającej jest bardzo trudne. Wskutek tego jest praktycznie niemożliwe uzyskanie odpowiednio, jednorodnego produktu reakcji.

Sposób wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwłaszcza formy, według wynalazku, przez rozpylanie ciekłej mieszaniny reakcyjnej zawierającewj poliol i izocyjaniany i posiadającej lepkość między 20 a 2000 centipuazów, w których mieszaninę rozpyla się w postaci warstewki cieczy, zaś powierzchnię pokrywa się, zależnie od odległości z której się rozpyla, strumieniem w postaci warstewki lub kroplami, charakteryzuje się tym, że rozpylany strumień ciekłej mieszaniny reakcyjnej w postaci warstewki rozbija się na strumień kropli, których średnica jest większa niż 100 mikronów, a korzystnie większa niż 500 mikronów.

Korzystnie powierzchnię strumienia mieszaniny rozpylanej w postaci warstewki, kształtuje się od końwócki wylotowej w postaci wypłukłego stożka, którego kąt wierzchołkowy zawiera się między 5° a 80°, korzystnie między 20° a 40°. Korzystnie powierzchnię strumienia mieszaniny rozpylanej w postaci warstewki, kształtuje się od końcówki wylotowej w postać wypukłego stożka, którego wysokość wynosi od 0,5 do 20 cm.

Korzystnie rozbija się warstewkę na krople, których większość ma przeciętną średnicę zawartą między 500 a 5000 mikronów, korzystnie między 500 a 3000 mikronów.

160 684 5

Korzystnie mieszaninę rozpyla się przy natężeniu przepływu od 5 do 100 g/sek., najkorzystniej 10 do 30 g/sek.

Korzystnie wzdłuż zewnętrznych boków stożka wytwarza się strumień sprężonego powietrza o regulowanej prędkości, i zagina się ściany stożka utworzonego z warstewki lub kropli rozpylanej mieszaniny.

Urządzenie do wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwłaszcza formy, według wynalazku zawiera końcówkę wylotową z zamontowanym w niej wtryskiwaczem mającym lejkowate wgłębienie, które z jednej strony jest zakończone cylindrycznym kanałem łączącym to wgłębienie z otworem wtryskowym, a z drugiej strony jest połączone przepływowo z przewodem doprowadzającym za pośrednictwem rowków usytuowanych wewnątrz lejkowatego wgłębienia. Urządzenie charakteryzuje się tym, że przewód doprowadzający jest połączony z komorą mieszającą do mieszania składników reakcyjnych, natomiast rowki są usytuowane wzdłuż stożkowej powierzchni lejkowatego wgłębienia końcówki wylotowej, zaś cylindryczny kanał łączący lejkowate wgłębienie z otworem wtryskowym ma długość dobraną do wytwarzania na jego wylocie stożkowej warstewki cieczy, zależnie od jej lepkości.

Korzystnie rowki są równomiernie rozmieszczone przy wlocie lejkowatego wgłębienia i są ustawione wzdłuż linii śrubowych względem jego osi.

Korzystnie w lejkowatym wgłębieniu jest umieszczony centralny rdzeń posiadający część stożkową w kształcie stożka ściętego, ustawioną w kierunku wlotu wgłębienia, przy czym rowki są usytuowane w ścianie części stożkowej i stanowią połączenie przepływowe lejkowatego wgłębienia z komorą zasilającą, która z kolei jest połączona z komorą mieszającą.

Korzystnie rdzeń posiada część cylindryczną i umieszczony jest w cylindrycznym wydrążonym korpusie, przy czym pomiędzy częścią cylindryczną rdzenia i korpusem jest utworzona komora zasilająca w kształcie pierścienia. Korzystnie rdzeń ma część cylindryczną, która jest usytuowana w tyle względem lejkowatego wgłębienia i w której jest utworzona komora zasilająca połączona z jednej strony z rowkami usytuowanymi w ścianie części stożkowej rdzenia, zaś z drugiej strony z komorą mieszającą.

Korzystnie rowki umieszczone są we wtryskiwaczu na krawędzi jego lejkowatego wgłębienia. Korzystnie rowki połączone są z komorą zasilającą usytuowaną w tylnej cylindrycznej części rdzenia poprzez cylindryczne otwory ułożone od komory zasilającej do rowków.

Korzystnie na obwodzie ściany części stożkowej rdzenia są równomiernie rozmieszczone cztery identyczne rowki, które są ustawione wzdłuż linii śrubowych, względem osi części stożkowej.

Korzystnie końcówka wylotowa zamocowana jest na swobodnym końcu elementu rurowego, stanowiącego połączenie między lejkowatym wgłębieniem i komorą mieszającą.

Korzystnie element rurowy co najmniej częściowo składa się z miksera statycznego.

Korzystnie końcówka wylotowa nakręcona jest na swobodny koniec elementu rurowego.

Korzystnie prostopadle do osi elementu rurowego jest ustawiona oś cylindrycznego kanału i otworu wtryskowego końcówki wylotowej.

Korzystnie końcówka wylotowa ma kształt rurowy, a jej zewnętrzna średnica wynosi co najwyżej 10 mm.

Korzystnie rowki mają głębokość i szerokość od 0,1 do 2 mm, a szczególnie korzystnie od 0,3 do 1 mm.

Również korzystnie otwór wtryskowy ma średnicę od 0,1 do 5 mm, a szczególnie korzystnie od 0,7 do 2 mm.

Korzystnie wspólśrodkowo wokół otworu wtryskowego są rozmieszczone małe otwory, przy czym wszystkie są ustawione pod tym samym kątem w stosunku do osi otworu wtryskowego i są połączone z pierścieniową komorą zasilającą, dołączoną do źródła sprężonego powietrza, która to komora jest usytuowana wokół korpusu końcówki wylotowej.

Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano stały i regularny sposób natryskiwania, ponieważ stożek cieczy uformowany w trakcie rozpylania posiada kołowy przekrój poprzeczny, prostopadły do swojej osi oraz grubość ściany w przekroju poprzecznym stałą w każdym miejscu. Poza tym warstwę elastomeryczną formuje się przy użyciu tzw. „bezpowietrznego systemu dwuskładnikowego bez środków rozpuszczających.

160 684

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat sposobu wytwarzania warstwy poliuretanowej, fig. 2 - przekrój podłużny strumienia cieczy uzyskanego sposobem według wynalazku, fig. 3 - fragment urządzenia do wytwarzania warstwy poliuretanowej w przekroju poprzecznym, fig. 4 - pierwszy przykład wykonania końcówki wylotowej urządzenia z fig. 3, w przekroju poprzecznym, pokazany w większej skali, fig. 5 - fragment końcówki wylotowej z fig. 4 w widoku z boku i w częściowym przekroju poprzecznym, fig. 6 - rzut końcówki wylotowej wzdłuż linii VI-VI z fig. 5, fig. 7 - drugi przykład wykonania końcówki wylotowej w rzucie podłużnym wzdłuż linii VII-VII z fig. 8, fig. 8 - końcówkę z fig. 7 w widoku z przodu, wzdłuż linii VI11-VIII z fig. 7, fig. 9 - szczegół końcówki wylotowej z fig. 7 i 8 w widoku z przodu, wzdłuż lini ΙΧ-ΙΧ, w powiększonej skali, z fig. 10 - szczegół końcówki wylotowej z fig. 7 i 8, w widoku z boku, wzdłuż linii X-Xzfig.9,fig. 11 - ten sam szczegół w widoku z tyłu wzdłuż linii ΧΙ-ΧΙ z fig. 10, fig. 12 - trzeci przykład wykonania końcówki wylotowej w widoku z przodu, fig. 13 - końcówka z fig. 12 w przekroju podłużnym, wzdłuż linii XIII-XIII z fig. 12, fig. 14 szczegół końcówki wylotowej z fig. 12 i 13 w przekroju poprzecznym, wpowiększonej skali, fig. 15szczegół końcówki wylotowej z fig. 14 wzdłuż linii XV-XV, w widoku z tyłu, fig. 16 - końcówka wylotowa z fig. 12 i 13 przed jej zmontowaniem na inną część szczególnego, korzystnego wykonania obecnego wynalazku w przekroju podłużnym częściowym, fig. 17 - inny przykład wykonania szczegółu końcówki wylotowej z fig. 9 w widoku z przodu wzdłuż linii ΧΙΙ-ΧΙΙ z fig. 18, fig. 18 szczegół końcówki wylotowej z fig. 17 w widoku z boku z częściowym przekrojem poprzecznym wzdłuż linii XVI11-XVIII z fig. 19, fig. 19 - szczegół końcówki wylotowej z fig. 17,18 w widoku z tyłu wzdłuż linii ΧΙΧ-ΧΙΧ z fig. 18, fig. 20 - czwarty przykład wykonania końcówki wylotowej w przekroju, fig. 21 -końcówkę wylotową w widoku z przodu wzdłuż linii ΧΧΙ-ΧΧΙ z fig. 20.

Na różnych figurach, te same oznaczenia dotyczą tych samych elementów.

Na figurze 1 przedstawiony jest schemat prowadzenia sposobu według wynalazku. W pierwszym etapie oba składniki tzn. poliol i izocyjaniany umieszcza się odpowiednio w zbiornikach 1A i IB i dozuje za pomocą pomp dozujących 2A i 2B. Następnie w drugim etapie doprowadza się je do odpowiedniej temperatury za pomocą wymienników ciepła 3A i 3B. Po czym miesza się w głowicy mieszającej 4 przed wprowadzeniem do końcówki wylotowej 16. Z końcówki wylotowej 16 strumień tak utworzonej mieszaniny reakcyjnej rozpylany jest na powierzchnię formy, w celu utworzenia warstwy elastomerycznej. Według wynalazku, mieszanina reakcyjna rozpylana jest w postaci warstewki i/lub deszczu kropli, z których większa część posiada przeciętną średnicę według norm ASTM E 779-81 większą niż 100 mikronów, korzystnie większą niż 500 mikronów.

Jak przedstawiono na fig. 2, strumień cieczy rozpylany z końcówki wylotowej 16 składa się zwykle z dwóch części 7 i 8, zasadniczo różnych pod względem fizycznym. Tak więc część 7, najbliższa końcówce 16 utworzona jest z warstewki 7' w postaci stożka, którego przekrój poprzeczny ma kształt koła lub owalu, w zależności od rodzaju użytej końcówki wylotowej 16. Część 8 tego strumienia rozbita jest na krople 8'.

Zwykle dąży się do utrzymania stałej odległości między końcówką wylotową 16 a powierzchnią, na której elastomer ma być utworzony, przy czym odległość ta zawiera się między 0,5 cm a 30 cm, korzystnie między 15 a 20 cm.

Na figurze 2 przedstawiono linią ciągłą dwa przykłady wykonania. Pierwszy przykład wykonania jest pokazany linią ciągłą. Powierzchnia 25, która ma być pokryta warstwą elastomerową 26, leży w odległości d od końcówki wylotowej 16. Odległość d jest większa od wysokości hi części 7, w której mieszanina reakcyjna tworzy warstewkę. Drugi przykład wykonania pokazano linią łamaną. Powierzchnia 25' leży w odległości d' mniejszej niż wysokość hi. W pierwszym przypadku warstwa 26 utworzona jest z kropli 8', zaś w drugim przypadku - z warstewki 7'. Wysokość hi części 7 jest dla takiej samej końcówki wylotowej 16, określana głównie przez funkcję lepkości mieszaniny reakcyjnej i kąta a oraz wydajności rozpylanej cieczy, Tak więc te parametry są dostosowywane w korzystny sposób tak, aby wysokość hi części 7 wynosiła od 0,5 do 20cm.

Korzystnie mieszanina ta winna być rozpylana w postaci warstewki, która od końcówki wylotowej 16 ma kształt pustego, nieco wypukłego stożka, którego kąt wierzchołkowy zawiera się korzystnie od 5° do 80°, korzystnie między 20° a 40°.

Jeżeli jednak, na przykład, ze względów praktycznych mieszanina reakcyjna musi być rozprowadzana w postaci kropel nad pokrywaną powierzchnią, ustalono, że najkorzystniejsze wyniki

160 684 7 osiąga się wówczas, gdy większość kropelek 8' posiada stosunkowo dużą średnicę, przeciętnie w większości zawartą między 1000 a 5000 mikronów, a korzystnie między 500 a 3000 mikronów.

Wysokość łi2 części 8, w porównaniu z wysokością hi części 7 może być ważna, jeśli mieszanina reakcyjna rozpylana jest ze znacznie zmniejszoną wydajnością.

Jak przedstawiono schematycznie na fig. 2, poczynając od pewnej odległości za częścią 7, gdzie ciecz rozpływa się w postaci pustego stożka, krople rozpryskują się w części 8 w sposób jednolity nad dużą częścią przekroju poprzecznego stożka, gdzie są utworzone, w przeciwieństwie do przypadku z części 7.

Na figurach 3 do 6 przedstawiono urządzenie do rozpylania w pierwszym przykładzie wykonania. Rozpylacz zawiera komorę mieszania 9 posiadającą wlot poliolu 10 i wlot izocyjanianu 11 oraz wlot środków płuczących 12, które mogą być zamknięte przy użyciu zaworu kulowego. Wtryskiwacz 13 poliolu i wtryskiwacz 14 izocyjanianu są odpowiednio umieszczone między wlotami lOi ll zjednej strony, a komorą mieszania 9-zdrugiej. Wtryskiwacze 13 i 14 są dołączone do komory 9 z przeciwnych kierunków. Umożliwiają w ten sposób przeciwprądowe wprowadzenie do komory 9 ze stosunkowo dużą prędkością poliolu i izocyjanianów. Mieszanina tak otrzymana w komorze mieszania 9 jest dalej odprowadzana do końcówki wylotowej 16 przewodem doprowadzającym 15.

Na figurach 3 do 6 pokazano końcówkę wylotową 16 w pierwszym przykładzie wykonania. Końcówka wylotowa 16 posiada centralny rdzeń 17, wkręcony w wydrążony, cylindryczny korpus 18 tak, że jest ukształtowana pierścieniowa komora wlotowa 19 wokół rdzenia 17. Rdzeń 17 posiada tylko z tyłu zewnętrzny gwint śrubowy 17', współpracujący z wewnętrzną ścianą wydrążonego korpusu 18 wyposażonego w gwint 18'. Rdzeń 17 posiada wlotową część 20 w kształcie ściętego stożka. Ta część stożkowa 20 jest wsunięta do wgłębienia lejkowatego 27 usytuowanego we wtryskiwaczu 21, wyposażonym w otwór wtryskowy 22. Wtryskiwacz 21 umieszczony jest w stożkowo ukształtowanym otworze w korpusie końcówki wylotowej 16.

Część stożkowa rdzenia 17 jest, jak wyraźnie pokazano w dużej skali na fig. 4,5,6, wyposażona w cztery rowki 23 umieszczone w jej ścianie, pozwalające na połączenie otworu wtryskowego 22 z komorą pierścieniową 19. Rowki 23 mają głębokość i szerokość od 0,1 do 2 mm, korzystnie od 0,3 do 1 mm. Rozmieszczone są równomiernie na części stożkowej 20 rdzenia 17, w kształcie ściętego stożka rdzenia 17. Poza tym są umieszczone mimośrodowo i ustawione wzdłuż linii śrubowych względem osi rdzenia 17 przy wlocie 27' wgłębienia 27 tak, że mieszanina reakcyjna, wychodząca z komory 19 wprowadzana jest ruchem śrubowym lub wirowym do lejkowatego wgłębienia 27 wtryskiwacza 21, jak to widać z odpowiedniego ruchu strzałek 28, pokazanych na fig. 4 - 6. Lejkowate wgłębienie 27 przedłużone jest cylindrycznie ukształtowanym kanałem 29, przechodzącym do otworu wtryskowego 22. Według wynalazku, cylindryczny kanał 29 posiada długość od 0 do 3 mm, korzystnie od 0,1 do 0,6 mm. Stwierdzono, że kształt strumienia mieszaniny reakcyjnej w otworze wtryskowym 22 wylotowej końcówki 16 jest zależny od długości cylindrycznego kanału 29 dla mieszaniny reakcyjnej o tej samej lepkości. Czyli poprzez odpowiedni dobór tej długości uzyskuje się na wylocie z końcówki 16 strumień posiadający charakterystykę przedstawioną powyżej, a zwłaszcza przedstawioną na fig. 2.

Niezbędne jest według wynalazku, aby cylindryczny kanał 29 był stosunkowo krótki w porównaniu z długością odpowiadającej mu części w znanej końcówce, stosowanej do rozpylania farb o lepkości poniżej 20 centypuazów. Tak więc jeśli cylindrycznie ukształtowany kanał 29 est stosunkowo długi, nie jest możliwe uzyskanie warstewki cieczy przy wylocie końcówki 16, która miałaby kształt stożka.

Otwór wtryskowy 22 posiada przeważnie średnicę od 0,2 do 5 mm, korzystnie od 0,7 do 2 mm.

Część stożkowa 20 rdzenia 17, a także wtryskiwacz 21 są korzystnie . wykonane z węglika wolframu, choć mogą być także stosowane inne materiały o odpowiedniej twardości i odporności na zużycie.

Na figurach 7-11 przedstawiono końcówkę wylotową 16 w drugim przykładzie wykonania. Kształt tej końcówki 16 jest podobny do końcówki pokazanej uprzednio na fig. 3-6, aczkolwiek różni się konstrukcyjnie. W drugim przykładzie wykonania rdzeń 17 osadzony jest bezpośrednio w przedłużonej cylindrycznej części 21' wtryskiwacza 21. W cylindrycznej części 20' rdzenia 17, umieszczonej z tyłu za lejkowatym wgłębieniem 27 jest usytuowany wystarczająco duży, ułożony

160 684 poprzecznie rowek, stanowiący komorę zasilania 19. Jest ona połączona z jednej strony z rowkami 23 umieszczonymi w części stożkowej 20 rdzenia 17, a z drugiej strony - z komorą mieszania 9. Część stożkowa 20 rdzenia 17 posiada tylko dwa rowki 23, usytuowane przeciwległe na jego średnicy. W razie potrzeby, można zastosować więcej rowków. W przypadku czterech rowków, na przykład, wystarczy wyposażyć część cylindryczną 20 rdzenia 17 w dwa rowki 19 ułożone prostopadle do siebie, które łączą rowki 23 ze sobą.

W pewnych przypadkach, gdy napyla się powierzchnie małych płytkich otworów lub form ważne jest, aby stosować niewielką średnicę rozpylania, to znaczy kąt a (patrz fig. 2) musi być stosunkowo niewielki, w celu zminimalizowania strat. Dlatego też, według wynalazku, dla tego typu zastosowań, korzystne jest stosowanie wtryskiwacza 21, w którym kąt nachylenia β wtryskiwacza 21 jest stosunkowo ostry i mniejszy niż 30°, przy czym wymiary h' i h są zwiększone.

Na figurach 12-15 pokazano końcówkę wylotową 16 w trzecim przykładzie wykonania. Ten przykład różni się od poprzednich głównie tym, że nie posiada centralnego rdzenia, zaś rowki 23 są ułożone na wtryskiwaczu 21, na krawędzi 30 jego lejkowatego wgłębienia 27. Krawędź 30 styka się z płaską wewnętrzną powierzchnią 31 wydrążonego korpusu 18, w który wtryskiwacz 21 jest wkręcony. Wtryskiwacz 21 posiada także w czołowej ścianie długą część 32 z zewnętrznym gwintem 32' do umocowania wtryskiwacza 21 w korpusie 18. W ten sposób otwór wtryskowy 22 jest zagłębiony w korpusie 18. Z drugiej strony otworu wtryskowego 22, jest utworzona strefa ochronna 33 dla strumienia cieczy przy wylocie z wtryskiwacza 21.

Korzystnie, końcówki wylotowe 16, według dwóch ostatnich przykładów wykonania mogą być zamocowane na wolnym końcu elementu rurowego 34, łączącego wylotową końcówkę 16 z komorą mieszającą 9 poprzez przewód doprowadzający 15. Element rurowy 34, na przykład może stanowić znany mikser statyczny, jak pokazano na fig. 16. Ważne jest, aby zewnętrzne wymiary samej końcówki 16 i zespołów ją łączących z elementem 34 nie były większe od tego elementu 34. Według wynalazku, korpus 18 ostatnich dówch przykładów wykonania ma także kształt rury, który poza jego głowicą 35, jest spłaszczona i tworzy swobodny koniec końcówki wylotowej 16, przy czym drugi koniec wydrążonego korpusu 18, znajdujący się po przeciwnej stronie głowicy 35 posiada gwint śrubowy 36. Rurowy korpus 18 posiada podłużny otwór 39 usytuowany od komory zasilającej 19 do przeciwległego końca korpusu 18.

W ten sposób końcówka 16 może być łatwo wkręcona w swobodny koniec elementu rurowego 34, który także posiada gwint.

Końcówka wylotowa 16 może mieć wewnętrzny gwint 36 i wtedy korpus 18 jest nakręcany na zewnętrzną powierzchnię elementu 34. Może mieć także gwint zewnętrzny, i w tym przypadku swobodny koniec korpusu 18 jest wkręcany w swobodny koniec elementu rurowego 34, jak pokazano na fig. 16. Oś cylindrycznego kanału 29 z otworem wtryskowym 22 jest ustawiona prostopadle do osi elementu rurowego 34, a elemenet rurowy 34, na przeciwległym końcu do końcówki wlotowej 16 posiada kołnierz 37 przymocowany do głowicy mieszającej 4, jak pokazano na fig. 3, przy użyciu nakładanej zasuwy 38.

Na figurach 17-19 przedstawiono inny szczególny przykład wykonania rdzenia 17, który mógłby na przykład zastąpić rdzeń 17 pokazany w drugim przykładzie wykonania końcówki wylotowej 16 z fig. 7-11. Rdzeń 17 różni się od rdzenia 17 przedstawionego na fig. 9-11 tym, że komora zasilająca 19 umieszczona jest wewnątrz rdzenia 17, zamiast w postaci rowka ułożonego wzdłuż średnicy, na tylnej ścianie cylindrycznej części 20. Komora zasilająca 19 połączona jest poprzez cylindrycznie ukształtowane otwory 40 z czterema rowkami 23, równomiernie rozmieszczonymi na ścianie stożkowej części 20 rdzenia 17, ustawionymi wzdłuż linii śrubowej względem osi części stożkowej 20. Otwory 40 są usytuowane od komory zasilającej 19 do rowków 23.

Na figurach 20 i 21 przedstawiono czwarty przykład wykonania końcówki wylotowej 16, która różni się od poprzednich tym, że jest wyposżaona w elementy do regulowania rozpylania, niezależnie od wydajności, a konkretnie powierzchni przekroju poprzecznego prostopadłego do osi stożka utworzonego z rozpylanej cieczy, przedstawionego schematycznie na fig. 2. Użycie powietrza, tzn. wytworzenie zasłony sprężonego powietrza wokół rozpylanego stożka cieczy, umożliwia, poprzez kontrolowanie wydajności sprężonego powietrza, dobranie odpowiedniego ciśnienia, bocznie działającego na powierzchnię stożka 7 (fig. 2) i zagięcia go do wewnątrz. W tym celu wokół cylindrycznego wydrążonego korpusu 18, w którym znajduje się (nie pokazany) wtryskiwacz 21 z

160 684 rdzeniem 17, wkręconym w sposób pokazany na fig. 7, umieszczono w końcówce wylotowej 16 szereg niewielkich otworów 41, rozmieszczonych współśrodkowo wokół otworu wtryskowego 22 wtryskiwacza 21, ustawionych pod jednakowym kątem w stosunku do osi 42 otworu wtryskowego 22. Niewielkie otwory 41 umieszzcone są w powierzchni ukośnej przy wewnętrznej stronie krawędzi 43 korpusu 18 wystającej w górę w stosunku do osi 42, i mają połączenie z pierścieniową komorą 44 usytuowaną wokół korpusu 18, z którą z kolei jest połączony przewód powietrzny 45, łączący ją ze źródłem sprężonego powietrza. Poprzez regulowanie wydajności sprężonego powietrza dostarczanego przez przewód 45, można kontrolować ciśnienie strumienia sprężonego powietrza, który przez usytuowanie otworów 41 jest ustawiony ukośnie względem zewnętrznej strony ściany stożka 7, przez co ta ściana stożka 7 może być zagięta w kierunku osi 42.

Jeżeli stosuje się rdzeń 17 i wtryskiwacz 21, jak pokazano na fig. 17, 19 i 7 możliwe jest sterowanie za pomocą komputera prędkościami natrysku na końcówce wylotowej 16 w zależności od ustawienia i położenia względem formy, a także zarówno od rodzaju cieczy wychodzącej z otworu wtryskowego 22 jak i powierzchni -prostopadłego przekroju poprzecznego stożka w funkcji położenia końcówki wylotowej 16 w stosunku do formy, która powinna być spryskana.

Poniżej opisano warunki robocze w jakich został przeprowadzony sposób według wynalazku za pomocą urządzenia według wynalazku. Opracowano dwa praktyczne przykłady rozpylania mieszaniny poliolu, izocyjanianów i poliuretanu.

Parametry	Przykład I	Przykład II
Wydajność mieszaniny (g/sek)	25	10
Ciśnienie poliolu (bary)	150	150
Ciśnienie izocyjanianów (bary)	100	100
Wymiary kropli(mikzoęy)/wartości
(wartości MVD)	2000	1000
Kąt stożka (°)	35	27
Wysokość hi stożka (mm)	50	25
Odległość od końcówki wylotowej
16 do powierzchni 25 spryskiwanej (mm)	200	100
Ilość rowków 23 w ściętej
stożkowej części wlotowej 20
końcówki wylotowej 16	4	2
Głębokość rowków (mm)	0,50	0,30
Szerokość rowków (mm)	0,50	0,30
Średnica otworu wtryskowego 22 (mm)	1,52	0,71
Długość części cylindrycznej 29 (mm)	0,6	0,2

Przykłady mieszanin reakcyjnych. Dotyczy to mieszanin będących przedmiotem patentów belgijskich nr nr 852 337 i 882058, także należących do zgłaszającego.

Przykład I.

1. Charakterystyka poliolu (rieznzzrgo składnika)

Skład części wagowych

Polieterotriol, uzyskany przez dodanie tlenku propylenu i tlenku etylenu do gliceryny jako inicjatora (wskaźnik OH:35, stosunek do podstawowych rodników OH:80%) 100 glikol etylenowy 5

N^N-dwumetylobutadiamina 5

Kaprylan ołowiu (33% ołowiu metalicznego) 0,7

Pasta kolory-zująca 5

115,7

Charakterystyka:

Lepkość w M Pas przy 25°C 1170 przy 45°C 300 przy 45°C 150 przy 65°C 150

Gęstość (2.1°) 1,02

160 684

Charakterystyka izocyjanianu (drugiego składnika)

Skład części wagowych

Quasi-prepolimer (100 części dwuizocyjanianu izoforanu + 13,28 części glikolu dwupropylenowego końcowy stosunek przy grupie NCO:26%) 67J

Dimethylstanodineodecanoate 1

68,1

Charakterystyka

Lepkość w MPas przy 25°C przy 45°C przy 65°C

Gęstość (21°) składnik poliolowy

Stosunek _

Składnik izocyjanianowy

1450

350

1,07

115,7 _=1,7

68,1

Przykład II 1. Charakterystyka poliolu (pierwszy składnik)
Skład według części wagowych Polieterotriol typu wg przykładu 1 Dabco 33 Lv (dwuamina trójetylenowa:	90
33% w roztworze DPG)	2,25
Butan-diol	7,9
Pasta koloryzująca	5
	105,15
Charakterystyka Lepkość w MPas przy 25°C	1060
przy 45°C	320
Gęstość (21 °C)	1,02
2. Charakterystyka izocyjanianu (drugi składnik) Skład Izocyjaniany RMA 200 (Upjohn)	43,5
Charakterystyka Lepkość w MPas przy 25°C	620
przy 45°C	126
Gęstość (21 °C)	1,21
poliol 105,15
Stosunek· = = 9 4?
izocyjaniany 4,3,5

Z dwóch różnych doświadczeń przedstawionych powyżej można wysnuć wniosek, że przez stosowanie sposobu i urządzenia według wynalazku możliwe jest uzyskanie pełnej jednolitości pod względem rozłożenia warstwy elastomeru na pokrywanej powierzchni, jednolitości koloru i innych cech fizycznych warstwy po pojedynczym przejściu końcówki wylotowej na powierzchnią.

Mikser statyczny 34 musi być umieszczony między komorą mieszania 9 a końcówką wylotową 16 na przykład gdy jednorodność mieszaniny opuszczającej komorę 9 jest niewystarczająca.

Możliwe są także różne warianty budowy końcówki 16 oraz środki inne niż rowki 23 w celu uzyskania ruchu śrubowego lub wirowego cieczy, która ma być rozpylana przez otwór wtryskowy 21.

18 41 42 43

Fig.21.

XX

Fig.15.

Fig.16.

Fig.ó

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwłaszcza formy, przez rozpylanie ciekłej mieszaniny reakcyjnej zawierającej poliol i izocyjaniany i posiadającej lepkość między 20 a 2000 centipuazów, w którym mieszaninę rozpyla się w postaci warstewki cieczy, zaś powierzchnię pokrywa się, zależnie od odległości z której się rozpyla, strumieniem w postaci warstewki lub kroplami, znamienny tym, że rozpylany strumień ciekłej mieszaniny reakcyjnej w postaci warstewki rozbija się na strumień kropli, których średnica jest większa niż 100 mikronów, a korzystnie większa niż 500 mikronów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnię strumienia mieszaniny rozpylanej w postaci warstewki kształtuje się od końcówki wylotowej w postać wypukłego stożka, którego kąt wierzchołkowy zawiera się między 5° a 80°, korzystnie między 20° a 40°.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnię strumienia mieszaniny rozpylanej w postaci warstewki, kształtuje się od końcówki wylotowej w postać wypukłego stożka, którego wysokość wynosi od 0,5 do 20 cm.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozbija się warstewkę na krople, których większość ma przeciętną ' średnicę zawartą między 500 a 5000 mikronów, korzystnie między 500 a 3000 mikronów.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę rozpyla się przy natężeniu przepływu od 5 do 100g/sek., korzystnie od 10 do 30g/sek.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wzdłuż zewnętrznych boków stożka wytwarza się strumień sprężonego powietrza o regulowanej prędkości, i zagina się ściany stożka utworzonego z warstewki lub kropli rozpylanej mieszaniny.
7. Urządzenie do wytwarzania warstwy poliuretanowej na powierzchni, zwłaszcza formy, zawierające końcówkę wylotową, z zamontowanym w niej wtryskiwaczem mającym lejkowate wgłębienie, które z jednej strony jest zakończone cylindrycznym kanałem łączącym to wgłębienie z otworem wtryskowym, a z drugiej strony jest połączone przepływowo z przewodem doprowadzającym za pośrednictwem rowków usytuowanych wewnątrz lejkowatego wgłębienia, znamienne tym, że przewód doprowadzający (15) jest połączony z komorą mieszającą (9) do mieszania składników reakcyjnych, natomiast rowki (23) są usytuowane wzdłuż stożkowej powierzchni lejkowatego wgłębienia (27) końcówki wylotowej (16), zaś cylindryczny kanał (29) łączący lejkowate wgłębienie (27) z otworem wtryskowym (22) ma długość dobraną do wytwarzania na jego wylocie stożkowej warstewki cieczy, zależnie od jej lepkości.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że rowki (23) są równomiernie rozmieszczone przy wlocie (27') lejkowatego wgłębienia (27) i są ustawione wzdłuż linii śrubowych względem jego osi.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że w lejkowatym wgłębieniu (27) jest umieszczony centralny rdzeń (17) posiadający część stożkową (20) w kształcie stożka ściętego, ustawioną w kierunku wlotu (27') wgłębienia (27), przy czym rowki (23) są usytuowane w ścianie części stożkowej (20) i stanowią połączenie przepływowe lejkowatego wgłębienia (27) z komorą zasilającą (19), która z kolei jest połączona z komorą mieszającą (9).
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że rdzeń (17) posiada część cylindryczną (20') i umieszczony jest w cylindrycznym wydrążonym korpusie (18), przy czym pomiędzy częścią cylindryczną (20') rdzenia (17) i korpusem (18) jest utworzona komora zasilająca (19) w kształcie pierścienia.
11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że rdzeń (17) ma część cylindryczną (20'), która jest usytuowana w tyle względem lejkowatego wgłębienia (27) i w której jest utworzona komora zasilająca (19) połączona z jednej strony z rowkami (23) usytuowanymi w ścianie części stożkowej (20) rdzenia (17), zaś z drugiej strony - z komorą mieszającą (9).

160 684 3
12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że rowki (23) umieszczone są we wtryskiwaczu (21) na krawędzi jego lejkowatego wgłębienia (27).
13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że rowki (23) połączone są z komorą zasilającą (19) usytuowaną w tylnej cylindrycznej części (20) rdzenia (17) poprzez cylindryczne otwory (40) łączące komorę zasilającą (19) z rowkami (23).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że na obwodzie ściany części stożkowej (20) rdzenia (17) są równomiernie rozmieszczone cztery identyczne rowki (23), które są ustawione wzdłuż linii śrubowych, względem osi części stożkowej (20).
15. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że końcówka wylotowa (16) zamocowana jest na swobodnym końcu elementu rurowego (34), stanowiącego połączenie między lejkowatym wgłębieniem (27) i komorą mieszającą (9).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że element rurowy (34) co najmniej częściowo składa się z miksera statycznego.
17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że końcówka wylotowa (16) nakręcona jest na swobodny koniec elementu rurowego (34).
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że prostopadle do osi elementu rurowego (34) jest ustawiona oś cylindrycznego kanału (29) i otworu wtryskowego (22) końcówki wylotowej (16).
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że końcówka wylotowa (16) ma kształt rurowy a jej zewnętrzna średnica wynosi co najwyżej 10 mm.
20. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że rowki (23) mają głębokość i szerokość od 0,1 do 2 mm, korzystnie od 0,3 do 1 mm.
21. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że otwór wtryskowy (22) ma średnicę od 0,1 do 5 mm, korzystnie od 0,7 do 2 mm.
22. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że współśrodkowo wokół otworu wtryskowego (22) są rozmieszczone małe otwory (41), przy czym wszystkie są ustawione pod tym samym kątem w stosunku do osi otworu wtryskowego (22) i są połączone z pierścieniową komorą zasilającą (44), dołączoną do źródła sprężonego powietrza, przy czym komora (44) jest usytuowana wokół korpusu (18) końcówki wylotowej (16).