SE428186B

SE428186B - PROCEDURE AND DEVICE FOR FORMING BLAST CELL-SHEET URETANE ON THE BOTTOM LAYER OF A MAT

Info

Publication number: SE428186B
Application number: SE7811713A
Authority: SE
Inventors: John Gardner Tillotson
Original assignee: Tillotson John G
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-11-13
Publication date: 1983-06-13
Also published as: IT1110909B; SE7811713L; IT7919288A0

Description

7811713-2 2 Vid en ytterligare form av förfarandet enligt uppfinningen finns utrustning för formning av ett skikt av blåst, cellformig uretan på undersidan av botten av en vävd matta. Utrustningen inne- fattar ett ändlöst transportband, drivrullar för drivning av bandet längs en i huvudsak konvex transportbana, en anordning för belägg- ning av en elastomer film på transportbandet, en anordning för sträckning av transportbandet, en anordning för avsättning av en uretanbildande blandning på filmen på transportbandet, en anordning för reglering av blandningens temperatur, och en anordning för utpla- ning av transportbandet vid nämnda avsättningspunkt. Utrustningen innefattar även en anordning för formning av den avsatta blandningen till ett skikt på transportbandet, en anordning för förvärmning av den reaktiva blandningen och en anordning för bringande av undersi- dan av ett förvärmt och tuftat bottenmattskikt av en vävd matta i direkt kontakt med blandningen. Vidare finns en anordning för pålägg- ande av tryck på mattan under och efter den kemiska blåsningen av blandningen. Dessutom finns en anordning för uppvärmning av blandning- en till en i förväg bestämd temperatur medan den är i direkt kontakt med undersidan av bottenskiktet av den vävda mattan, varigenom den kemiska blåsningen och härdningen av blandningen regleras att sam- tidigt bilda ett kemiskt blåst cellformigt uretanmaterial på bott- enskiktet av den vävda mattan. In a further form of the method according to the invention, there is equipment for forming a layer of blown, cellular urethane on the underside of the bottom of a woven mat. The equipment comprises an endless conveyor belt, drive rollers for driving the belt along a substantially convex conveyor path, a device for coating an elastomeric film on the conveyor belt, a device for stretching the conveyor belt, a device for depositing a urethane-forming mixture on the film on the conveyor belt, a device for regulating the temperature of the mixture, and a device for leveling the conveyor belt at said outlet point. The equipment also includes a device for forming the deposited mixture into a layer on the conveyor belt, a device for preheating the reactive mixture and a device for bringing the underside of a preheated and tufted bottom mat layer of a woven mat into direct contact with the mixture. Furthermore, there is a device for applying pressure to the carpet during and after the chemical blowing of the mixture. In addition, there is an apparatus for heating the mixture to a predetermined temperature while in direct contact with the underside of the bottom layer of the woven mat, thereby controlling the chemical blowing and curing of the mixture to simultaneously form a chemically blown cellular urethane material. on the bottom layer of the woven carpet.

Det har visat sig, att en av de kritiska faktorerna för framgångsrikt utförande av förfarandet enligt föreliggande uppfin- ning är nödvändigheten av noggrann reglering av temperaturen av den uretanbildande blandningen vid alla faser av dess användning. Före blandningen avsättes på bärbandet eller den elastomera filmen på bärbandet, bringas bandets temperatur till ca 25°C genom blåsning av kyld. torr luft på dess underyta. Vidare finns medel för att bringa temperaturen av den reaktiva blandningen till ca 2500. Genom kylning av de behållare, som innehåller komponenterna av den reaktiva blandningen, och det tvärgående blandningshuvudet.It has been found that one of the critical factors for the successful performance of the process of the present invention is the need for careful control of the temperature of the urethane-forming mixture at all stages of its use. Before the mixture is deposited on the carrier tape or the elastomeric film on the carrier tape, the temperature of the tape is brought to about 25 ° C by blowing cooled. dry air on its lower surface. Furthermore, there are means for bringing the temperature of the reactive mixture to about 2500. By cooling the containers containing the components of the reactive mixture, and the transverse mixing head.

Istället för att använda den sedvanliga schaberklingan för spridning och tjockleksinställning av skiktet av den reaktiva bland- ningen, har det visat sig att ett likformigt skikt av reaktionskompo- nenterna bäst åstadkommas genom spridning och tjockleksinställning av den reaktiva blandningen med en tryckluftkniv. Dessutom kan till- läggas att knivens temperatur upprätthålles vid ca l8°C.' För att ytterligare hjälpa till vid framställningen av ett likformigt skikt av den reaktiva blandningen, finns organ för sträek-W 7811713-2 3 ning av bärbandet och därefter dragning av det sträckte bandet över en tvärgående stång vid spridningsstället för den reaktiva blandning- en. Den tvärgående stången har till uppgift att platta ut bandet och därigenom tillförsäkra ett kaistant avstånd mellan detsamma och tryckluftskniven.Instead of using the usual doctor blade for spreading and adjusting the thickness of the reactive mixture layer, it has been found that a uniform layer of the reactants is best achieved by spreading and adjusting the thickness of the reactive mixture with a compressed air knife. In addition, it can be added that the temperature of the knife is maintained at about 18 ° C. ' To further assist in the production of a uniform layer of the reactive mixture, means are provided for stretching the carrier tape and then drawing the stretched tape over a transverse bar at the spreading site of the reactive mixture. The purpose of the transverse bar is to flatten the belt and thereby ensure a caustic spacing between it and the compressed air knife.

Efter den reaktiva blandningen blivit likformigt spridd och tjockleksinställd, regleras reaktionskomponenternas temperatur noggrant medelst en serie uppvärmda bord, som är belägna under bär- bandet. Olika temperaturparametrar används för att reglera den kemis- ka blåsningen och härdningen av den reaktiva blandningen genom hela processen.After the reactive mixture has been uniformly dispersed and adjusted in thickness, the temperature of the reactants is carefully controlled by means of a series of heated tables, which are located below the conveyor belt. Different temperature parameters are used to regulate the chemical blowing and curing of the reactive mixture throughout the process.

Trycket kan påläggas på den övre ytan av mattan under två fïser av den reaktiva blandningens skumbildningsförlopp. En tryck- filt rider på toppen av den övre ytan av mattan omedelbart efter mattan anbringats på den reaktiva blandningen. Tryckfilten hjälper till att reglera den mängd av reaktionskomponenterna som tränger in i Väven, att avväga reaktionskomponenterna, förhindra värmeför- luster från mattväven till luften och att tillförsäkra en intim kon- takt mellan bärbandet och de uppvärmda borden under den för effektiv värmeöverföring.The pressure can be applied to the upper surface of the mat during two phases of the foaming process of the reactive mixture. A felt felt rides on top of the upper surface of the mat immediately after the mat is applied to the reactive mixture. The pressure blanket helps to regulate the amount of reactants that penetrate the fabric, to balance the reactants, prevent heat loss from the carpet fabric to the air and to ensure an intimate contact between the carrier tape and the heated tables during it for efficient heat transfer.

Efter blåsning av den reaktiva blandningen genom inre gas- generering, kan tryck påläggas på den övre ytan av mattan medelst en pressvals. Det tryck som utövas av pressvalsen har till uppgift att eliminera gasfickor som kan ha bildats beroende pá gas som har vand- rat ut från de inre utrymmena i mattan till matt/skum gränsytan. Om dessa fickor tillåts vara kvar, kan detta resultera 1 partiell eller total uppspaltning av skummet från bottenskiktet av mattan.After blowing the reactive mixture by internal gas generation, pressure can be applied to the upper surface of the mat by means of a press roll. The pressure exerted by the press roll has the task of eliminating gas pockets that may have formed due to gas that has migrated out from the internal spaces of the carpet to the carpet / foam interface. If these pockets are allowed to remain, this may result in a partial or total splitting of the foam from the bottom layer of the carpet.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, vilken visar en anordning innefattande ett ändlöst transportband 10 som sträcker sig längs en ändlös transportbana över fyra drivrullar 12, 14, 16 och 18, vilka drives av en (icke visad) elektrisk motor, odrivna rullar 20 och 22, bandstyrrullar 28, 50 och 32 och bandsträckningsrullar 33, 34 och 55. Fran drivrullen 14 ses transportbandet, som företrädesvis är konstruerat av Teflonbelagd glasfiber, passera runt drivrullarna 16 och 18. Bandet avges sedan av de odrivna rullarna 20 och 22 till en filmbeläggningsstation 40, som innefattar en pâföringsrulle 42 som är delvis nedsänkt i en fly- tande elastomer kompositionsblandning 44 i ett tråg 46. Blandningen består av eten-vinylacetat-latex, ytaktiv substans, förtjocknings- medel, flamretardator och ett inre lösningsmedel. Nedströms påför- 70811715-2 4 ingsrullen är anordnad en schaberklinga för reglering av tjockleken hos filmen allteftersom den påläggs på bandet genom avstrykning av varje överskott, som sedan rinner nedför knivens baksida i ett tràg.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a device comprising an endless conveyor belt 10 extending along an endless conveyor track over four drive rollers 12, 14, 16 and 18, which are driven by an electric motor (not shown), driven rollers 20 and 22, belt guide rollers 28, 50 and 32 and belt stretching rollers 33, 34 and 55. From the drive roller 14 the conveyor belt, which is preferably constructed of Teflon-coated fiberglass, is passed around the drive rollers 16 and 18. The belt is then discharged by the non-driven rollers 20 and 22 to a film coating station 40 comprising a applicator roller 42 partially immersed in a liquid elastomeric composition blend 44 in a tray 46. The blend consists of ethylene-vinyl acetate latex, surfactant, thickener, flame retardant and an internal solvent. Downstream of the applicator roller, a doctor blade is provided for adjusting the thickness of the film as it is applied to the belt by wiping off any excess, which then flows down the back of the knife into a trough.

Filmen på det belagda bandet torkas sedan i en med cirkulerande varm- luft arbetande torkanordning 50, i vilken en serie fläktar 52 är roterbart anordnade. Den torkade elastomera filmen har en tjocklek av ca 0,01-0,50 mm, företrädesvis ca 0,25 mm, och en vikt av ca lj- -67 å/M2, företrädesvis ca 30 g/m2. Bandet med den torkade elasto- mera filmen förflyttas sedan över bandstyrrullarna 28, 30 och 32 i och för lämplig placering av bandet i beredskap för uretanbeläggning.The film on the coated belt is then dried in a circulating hot air dryer 50, in which a series of fans 52 are rotatably mounted. The dried elastomeric film has a thickness of about 0.01-0.50 mm, preferably about 0.25 mm, and a weight of about 11-67 Å / m 2, preferably about 30 g / m 2. The belt with the dried elastomeric film is then moved over the belt guide rollers 28, 30 and 32 for proper placement of the belt in readiness for urethane coating.

Den elastomera filmen kan alternativt bestå av ett skikt av ett olefinmaterial, t.ex. polyeten eller polypropylen, eller ett skikt av polyvinylklorid eller gummilatexar, t.ex. naturligt eller synte- tiskt SBR latexgummi. Vidare kan den elastomera filmen sprutas på bandet.The elastomeric film may alternatively consist of a layer of an olefin material, e.g. polyethylene or polypropylene, or a layer of polyvinyl chloride or rubber latexes, e.g. natural or synthetic SBR latex rubber. Furthermore, the elastomeric film can be sprayed onto the belt.

Transportbandet 10 med den torkade elastomera filmen passe- rar därefter över den odrivna rullen 53, bandsträckningsrullen 35, som är vertikalt förflyttbar, den odrivna rullen 55 och drivrullen 12. Efter det att filmen har torkat och före uretanreaktionskompo- nenterna avsättes på bandet vid en avsättningsstation 60, bringas bandet till en temperatur mellan ca l0 och 38°C, företrädesvis ca 2#°C, genom påblåsning av kyld, torr luft på bandet från en band- kylancrdning 54. Bandkylanordningen 54 utgörs av ett perforerat rör, som sträcker sig tvärs över hela bredden av transportbandet 10 och är anordnad för att rikta kyld, torr tryokluft mot både under- sidan av transportbandet 10 och drivrullen 12.The conveyor belt 10 with the dried elastomeric film then passes over the non-driven roller 53, the vertically movable belt stretching roller 35, the non-driven roller 55 and the drive roller 12. After the film has dried and before the urethane reactants are deposited on the belt at a deposition station 60, the belt is brought to a temperature between about 10 and 38 ° C, preferably about 2 ° C, by blowing cooled, dry air onto the belt from a belt cooling device 54. The belt cooling device 54 consists of a perforated tube extending transversely. over the entire width of the conveyor belt 10 and is arranged to direct cooled, dry compressed air towards both the underside of the conveyor belt 10 and the drive roller 12.

Uretanavsättningsstationen 60 innefattar en tvärgående bland- ningsanordning 62, varvid mynningen av dess nedåt riktade pip 64 är belägen ovanför transportbandet 10. Uretanreaktionskomponenterna, som består av polyol, isocyanat, vatten och lämplig katalysator, tillsätt- es till blandningsanordningen. Blandningsanordningen har en passer- tid av ca 1,5 s per passage tvärsöver transportbandet. Uretanreak- tionskomponenterna och den tvärgående blandningsanordningen kyles så att temperaturen av de blandade reaktionskomponenterna, allteftersom de lämnar blandningsanordningen, kan bibehållas vid ca 15-58°C, före- trädesvis ca.24°C.The urethane deposition station 60 comprises a transverse mixing device 62, the mouth of its downwardly directed spout 64 being located above the conveyor belt 10. The urethane reactants, consisting of polyol, isocyanate, water and suitable catalyst, are added to the mixing device. The mixing device has a passage time of about 1.5 s per passage across the conveyor belt. The urethane reactants and the transverse mixer are cooled so that the temperature of the mixed reactants, as they leave the mixer, can be maintained at about 15-58 ° C, preferably about 24 ° C.

För tillförsäkrande av en likformig avsättning av reaktions- komponenterna på det filmbelagda bandet, är änden av blandningsanord- ' ningens munstycke placerat ca 6-100 mm, företrädesvis ca 35 mm ovan- för bandet. Vidare är centrumlinjen för blandningsanordningens mun- 7811713-2 5 stycke placerat ca 25-150 mm, företrädesvis ca 64 mm uppströms en spridningsanordning.To ensure a uniform deposition of the reactants on the film-coated belt, the end of the mixing device nozzle is placed about 6-100 mm, preferably about 35 mm above the belt. Furthermore, the center line of the nozzle of the mixing device is placed about 25-150 mm, preferably about 64 mm upstream of a spreading device.

Den avsatta uretanblandningen utjämnas och sprides därefter till ett reaktivt skikt medelst en luftkniv 65, som är anordnad vid avsättningsanordningen, men nedströms blandningsanordningens pip.The deposited urethane mixture is leveled and then spread to a reactive layer by means of an air knife 65, which is arranged at the deposition device, but downstream of the spout of the mixing device.

Luftkniven består av en tryckluftjetström, som riktas mot blandning- en av avsatta reaktionskomponenter 67 medelst en rektangulär slits i ledningen 66. Slitsen nar en öppning med en bredd av ca 0,1-2,5 mm, företrädesvis ca 0,3 mm. Luft med ett tryck av ca 0,9-26 kPa, före- trädesvis ca 2,5-10 kPa emitteras från slitsen. Slitsens utlopp är anordnat ca 1,2-50 mm, företrädesvis ca 9,5 mm från bandet och 1 ett vinkelläge i förhållande till bandet sådant att luftstrålen träffar bandet med en lutningsvinkel mellan luftströmmen och bandet av 10-600, företrädesvis 20-25°. För ytterligare reglering av has- tigheten av uretanreaktionskomponenternas reaktion regleras luft- strålens temperatur till mellan ca 10 O0h ÉÛOC, fÖfetPäd°sViS ca 18°c.The air knife consists of a compressed air jet stream, which is directed towards the mixture of deposited reactants 67 by means of a rectangular slot in the line 66. The slot reaches an opening with a width of about 0.1-2.5 mm, preferably about 0.3 mm. Air with a pressure of about 0.9-26 kPa, preferably about 2.5-10 kPa is emitted from the slot. The outlet of the slot is arranged about 1.2-50 mm, preferably about 9.5 mm from the belt and in an angular position relative to the belt such that the air jet hits the belt with an angle of inclination between the air flow and the belt of 10-600, preferably 20-25 ° . To further regulate the rate of reaction of the urethane reaction components, the temperature of the air jet is regulated to between about 10 ° C and 80 ° C, about 18 ° C.

För att hjälpa till att likformigt sprida reaktionskomponen- terna på det filmbelagda bandet, görs bandet platt genom pàläggning av en linjär kraft på bandet av ca 0,2-1,7 N, företrädesvis 0,8 N per mm av bandets bredd och därefter drages det sträckta bandet över en tvärgående stång 68, som är placerad omedelbart nedanför luftkniven 65. Denna sträckningsoperation åstadkommas medelst rullen 34 för reglering av bandsträckningen som utgörs av en belastad, fly- tande rulle för Justering av spänningen i bandet mellan rullen och stången. För tillförsäkrande av likformig separering av transport- bandet 10 och luftkniven 65, är stången 68 justerbart monterad på skruvdcmkrafter 69, med vilka stångens 68 ändar kan höjas eller sänkas.To help evenly distribute the reactants on the film-coated strip, the strip is flattened by applying a linear force to the strip of about 0.2-1.7 N, preferably 0.8 N per mm of the strip width, and then drawn. the stretched belt over a transverse bar 68, which is located immediately below the air knife 65. This stretching operation is accomplished by the roller 34 for regulating the belt tension which consists of a loaded, floating roller for adjusting the tension in the belt between the roller and the bar. To ensure uniform separation of the conveyor belt 10 and the air knife 65, the rod 68 is adjustably mounted on screw forces 69, with which the ends of the rod 68 can be raised or lowered.

Samtidigt som uretanreaktionskomponenterna avsättas på trans- portbandet, avlindas en matta 70 av konventionell tuftad eller vävd konstruktion, med blottlagda öglor eller vävtràdar i en bottenskikts- väv 71, från en mattrulle. Mattbottenskiktet, från vilket ytgarn 72 fritt sträcker sig, föres över en odriven rulle 74, en vertikalt för- flyttbar sträckningsregleringsrulle 76 och en odriven rulle 78. Mattan matas därpå över en uppvärmningsanordning 80 som värmer upp botten- skiktet till en temperatur av mellan ca 38 och l49°C företrädesvis mellan ca 60 och 82°C. Bottenskiktet föres därpå under en passnings- stång 82 för sträckning av bottenskiktet, allteftersom det passerar över uppvärmningsanordningen och passning av bottenskiktet till det av uretanreaktionskomponenterna bestående skiktet. i *PÛÛd *i ﬂUAUçY 7811713-2 6 För att reglera den mängd av reaktionskomponentblandningen, som tränger in i den belagda väven, och för att reglera den mängd gas, som alstras av den del av blandningen som avsätts i mellanrum- men mellan vävens öglor, är det mycket viktigt att blandningen parti- ellt bringas att reagera till en noga reglerad grad före den uppvärm- da bottenskiktväven påföres. Detta åstadkommas genom ledning av ban- det över en reaktionskomponentförvärmningsanordning 84, som är anord- nad mellan stängerna 68 och 82. Tillräckligt med värme tillföres så att temperaturen av reaktionskomponentskiktet upprätthàlles vid ca 32-65°C, företrädesvis ca 43-54°C, vid exakt den tidpunkt som det uppvärmda bottenskiktet anbringas på reaktionskomponentblandningen Efter det att mattan blivit uppvärmd och linjärt sträckt, bringas dess bottenskikt i direkt kontakt med skiktet av uretanbil~ dande reaktionskomponenter genom att mattan föres under passnings- stången 82. Det lastade transportbandets och mattbottenskiktets hastighet inställes så att de passerar genom en uretanbildnings- station 85 med samma hastighet. .At the same time as the urethane reactants are deposited on the conveyor belt, a mat 70 of conventional tufted or woven construction, with exposed loops or woven threads in a bottom layer fabric 71, is unwound from a mat roll. The mat bottom layer, from which the surface yarn 72 extends freely, is passed over a non-driven roller 74, a vertically movable stretch control roller 76 and an non-driven roller 78. The mat is then fed over a heating device 80 which heats the bottom layer to a temperature of between about 38 and 149 ° C, preferably between about 60 and 82 ° C. The bottom layer is then passed under a fitting bar 82 for stretching the bottom layer as it passes over the heater and fitting the bottom layer to the layer consisting of the urethane reactants. i * PÛÛd * i ﬂ UAUçY 7811713-2 6 To control the amount of reactant mixture penetrating the coated fabric and to control the amount of gas generated by the portion of the mixture deposited in the spaces between the loops of the fabric , it is very important that the mixture is partially reacted to a carefully controlled degree before the heated bottom layer fabric is applied. This is accomplished by passing the belt over a reactant preheater 84 disposed between rods 68 and 82. Sufficient heat is applied so that the temperature of the reactant layer is maintained at about 32-65 ° C, preferably about 43-54 ° C. At the exact time the heated bottom layer is applied to the reactant mixture. After the mat has been heated and linearly stretched, its bottom layer is brought into direct contact with the layer of urethane-forming reactants by passing the mat under the fitting bar 82. are set to pass through a urethane forming station 85 at the same speed. .

Omedelbart efter det uppvärmda bottenskiktet anbringats på det partiellt reagerade uretanet, är det nödvändigt att pressa bottenskiktet mot reaktionskomponenterna med en kraft av ca 860-2150 P, företrädesvis ca 430-860 P, under en del av eller hela den tid som gas utvecklas av reaktionskomponentblandningen, dvs. under 1-10 s, företrädesvis 30-50 s. Detta åstadkommas genom dragning av det lastade bandet under en tryckfilt av förutbestämd vikt. Filten be- står av en väv 86 med låg friktionskoefficient, företrädesvis Teflon- -belagda glasfiber, som rider över mattans ytgarn 72, ett skikt av belastningsfördelande skum 88, företrädesvis uretanskum, som är beläget på väven med låg friktionskoefficient, och en last av tunna metallplåtar 90, som är belägna på toppen av belastningsfördelnings- skummet. Väven med låg friktionskoefficient är fäst vid ena änden så att filttryoket pâföres mattan omedelbart efter det att matt- bottenskiktet anbringats på uretanreaktionskomponenterna.Immediately after the heated bottom layer is applied to the partially reacted urethane, it is necessary to press the bottom layer against the reactants with a force of about 860-2150 P, preferably about 430-860 P, for part or all of the time that gas is evolved from the reactant mixture. , i.e. for 1-10 s, preferably 30-50 s. This is accomplished by pulling the loaded belt under a pressure blanket of predetermined weight. The felt consists of a low friction coefficient web 86, preferably Teflon coated glass fiber, which rides over the surface yarn 72 of the mat, a layer of load distributing foam 88, preferably urethane foam, located on the low friction coefficient web, and a load of thin metal plates 90, which are located on top of the load distribution foam. The low coefficient of friction fabric is attached to one end so that the felt pressure is applied to the mat immediately after the mat bottom layer is applied to the urethane reactants.

Under den tid som reaktionskomponenterna utvecklar gas, är det mycket viktigt att reglera deras temperatur för att förhindra att skummet sjunker samman. Detta göres genom justering av tempera- turen av en reaktionskomponentuppvärmningsanordning 92 och en för- härdningsuppvärmningsanordning 94 så att reaktionskomponenterna höjs till en temperatur av ca 48-9300, företrädesvis ca 60-6500, och hålles vid den temperaturen under en period av 15-120 s, före- trädesvis 50-75 s. 7811713-2 7 Efter gasutvecklingen är avslutad och före härdningen, får det lastade bandet passera under en pressvals 96, som är pla- cerad på ett i förväg fixerat avstånd ovanför förhärdningsuppvärm- ningsanordningen 94 och på ett förutbestämt avstånd nedströms tryck- filten. Denna vals har två funktioner. Dels jämnar den ut skummet till likformig önskad tjocklek och dels bringar den mattan till att åter vidhäfta vid det fortfarande klibbiga skummet vid alla de om- råden där gasfickor har bildats. Dessa gasfickor är förbundna med processen och härrör från den gas som utvecklas i mellanrummen mellan vävens fibrer. Eftersom dessa mellanrum icke är tillräck- ligt stora för att hysa en cellformig struktur, vandrar all gas som där utvecklas ut utanför fiberbuntarna och bildar gasfickor.During the time that the reactants develop gas, it is very important to regulate their temperature to prevent the foam from collapsing. This is done by adjusting the temperature of a reactant heater 92 and a precure heater 94 so that the reactants are raised to a temperature of about 48-9300, preferably about 60-6500, and maintained at that temperature for a period of 15-120 seconds. , preferably 50-75 p. 7811713-2 7 After the gas evolution is completed and before the curing, the loaded strip is allowed to pass under a press roll 96, which is placed at a predetermined distance above the hardening heater 94 and on a predetermined distance downstream of the pressure blanket. This roller has two functions. On the one hand, it evens out the foam to a uniform desired thickness and on the other hand, it causes the carpet to adhere again to the still sticky foam in all the areas where gas pockets have formed. These gas pockets are connected to the process and originate from the gas that develops in the spaces between the fibers of the fabric. Since these gaps are not large enough to accommodate a cellular structure, all the gas that develops there travels outside the fiber bundles and forms gas pockets.

Härigenom finns möjlighet för att en uppspaltning av skumskiktet från mattbottenskiktet åstadkommas. Emellertid, då tillräckligt tryck pålägges på mattan av valsen 96, ca 3,5-69 kP, upprättas åter en bindning mellan mattan och det klibbiga skummet. På detta sätt kan en tillfredsställande bindning mellan skummet och mattan till- försäkras, trots den omfattande uppspaltning som kan uppträda under gasutvecklingsreaktionen. Eftersom uppspaltning icke alltid är ett problem, är användningen av en pressvals valfri.There is thus a possibility that a splitting of the foam layer from the carpet bottom layer is achieved. However, when sufficient pressure is applied to the mat of the roller 96, about 3.5-69 kP, a bond is again established between the mat and the sticky foam. In this way, a satisfactory bond between the foam and the carpet can be ensured, despite the extensive splitting that can occur during the gas evolution reaction. Since splitting is not always a problem, the use of a press roll is optional.

Efter det att gasutvecklingen upphört och passagen under pressvalsen är avslutad (om sådan används), uppvärmes den belagda mattan under ytterligare en tid för àstadkommande av den önskade härdningen av uretanskummet. Detta åstadkommas genom att man leder det lastade bandet över en härdningsuppvärmningsanordning 98 för höjning av skummets temperatur till ca 65-l76°C, företrädesvis ca 121-l48°C. Detta slutliga värmehärdningssteg kan valfritt genomfö- ras efter den sammansatta konstruktionen tagits av från bärbandet eller delvis före och delvis efteråt.After gas evolution has ceased and the passage under the press roll is completed (if used), the coated mat is heated for an additional period of time to achieve the desired cure of the urethane foam. This is accomplished by passing the loaded belt over a curing heater 98 to raise the temperature of the foam to about 65-176 ° C, preferably about 121-148 ° C. This final heat curing step can optionally be carried out after the composite structure has been removed from the conveyor belt or partly before and partly afterwards.

Till sist tas mattan, tillsammans med det blåsta, cell- formiga uretanskiktet och den elastomera filmen, av från bandet vid utloppet 100 från stationen 85, matas över en avtagningsrulle 102 och lindas upp på en upprullningsrulle 104.Finally, the mat, together with the blown, cellular urethane layer and the elastomeric film, is removed from the belt at the outlet 100 from the station 85, fed over a take-off roll 102 and wound on a take-up roll 104.

Det bör påpekas att den uretanreaktiva blandningen anbringas på bandet 10 medan bandet rör sig 1 en i huvudsak konvex bana från drivrullen 12, och att denna konvexa konfiguration bibehàlles under den kemiska blâsningen och härdningen av skummet då bandet 10 passe- rar över serien av uppvärmda bord, 84, 92, 94 och 98 tills den tas av från bandet 10 vid stationens 85 utlopp 100. Det har visat sig att det genom avsättning av uretanreaktionskomponenter på bandet Pont GUALÉV 7811713-2 8 10 och upprätthållande av en konvex konfiguration hos bandet fram till sluthärdningen, är möjligt att eliminera längsgående veck in mattväven och slutprodukten. Därför är serien av uppvärmda bord 84, 92, 94 och 98 anordnade för att bilda en relativt jämn konti- nuerlig konvex bana för bandet under dess passage från drivrullen l2 till drivrullen 14.It should be noted that the urethane-reactive mixture is applied to the belt 10 while the belt moves in a substantially convex path from the drive roller 12, and that this convex configuration is maintained during the chemical blowing and curing of the foam as the belt 10 passes over the series of heated tables. , 84, 92, 94 and 98 until it is removed from the belt 10 at the outlet 100 of the station 85. It has been found that by depositing urethane reactants on the belt Pont GUALÉV 7811713-2 8 10 and maintaining a convex configuration of the belt up to final curing, it is possible to eliminate longitudinal folds in the carpet fabric and the final product. Therefore, the series of heated tables 84, 92, 94 and 98 are arranged to form a relatively smooth continuous convex path of the belt during its passage from the drive roller 12 to the drive roller 14.

Slutprodukten innefattar ytgarn som är tuftat eller invävt i ett primärt mattbottenskikt, ett skikt av cellformigt uretan på underytan av hottenskiktet och garnöglor, samt en tunn elastomer film på uretanet. _ Den exakta beskaffenheten av den blandningssammansättning som bildar en elastomerisk film på bandet 10 vid filmbeläggnings- stationen 40 eller den uretanblandningssammansättning som bildar en helt bundet uretanunderlägg för mattprodukten är icke kritisk för föreliggande uppfinning. En blandning av etylvinylacetatlatex och standardblandningstillsatser har nämnts, och det är självklart att även andra filmbildande material och nätverksstrukturer likaså kommer att funktionera i lika hög grad.The final product comprises surface yarns tufted or woven into a primary mat bottom layer, a layer of cellular urethane on the lower surface of the mantle layer and yarn loops, and a thin elastomeric film on the urethane. The exact nature of the blend composition which forms an elastomeric film on the belt 10 at the film coating station 40 or the urethane blend composition which forms a fully bonded urethane backing for the carpet product is not critical to the present invention. A mixture of ethyl vinyl acetate latex and standard blend additives has been mentioned, and it is obvious that other film-forming materials and network structures will also function to the same extent.

Uretanmaterialet är en polymerisationsprodukt av en bland- ning av polyol, ett isocyanat, vattenwrh ett katalysatorsystem som befrämjar en polymerisationsreaktion mellan isocyanatet och poly- olen för bildning av polyuretanen. En polyol som är lämplig för användning vid föreliggande blandningssammansättning, är reaktions- produkten av en polyol som blivit modifierad genom polymerisation med antingen styren eller akrylonnitryl eller båda i polyolen. Poly- oiens modifieringsgrsd bör vara 10-100 så, företrädesvis 40-60 7,.The urethane material is a polymerization product of a mixture of polyol, an isocyanate, water and a catalyst system which promotes a polymerization reaction between the isocyanate and the polyol to form the polyurethane. A polyol suitable for use in the present blend composition is the reaction product of a polyol which has been modified by polymerization with either styrene or acrylonitrile or both in the polyol. The modification degree of the polyol should be 10-100 so, preferably 40-60 7 ,.

Samtidigt som närvaron eller frånvaron av denna speciella polyol på intet sätt påverkar processens förlopp, framkallar den en tyd- lig förbättring av produktens fysikaliska egenskaper. Lastbärför- mågan och deformationsåterhämtningshastigheten ökas sålunda kraftigt.While the presence or absence of this particular polyol in no way affects the course of the process, it produces a clear improvement in the physical properties of the product. The load-bearing capacity and deformation recovery rate are thus greatly increased.

Blåsningen av polyuretankompositionen åstadkommes genom reglering av katalysatorsystemet, vattenkoncentrationen och iso- cyanatnivån. Vanligtvis finns förutom det vatten som normalt före- kommer i reaktionsblandningen vatten närvarande i reaktionsmassan i en halt av 0,01-5,0 delar per 100 delar polyol, företrädesvis 2-2 delar. Katalysatorsystemet måste icke endast åstadkomma en snabb härdning utan måste även reglera bildningen av koldioxiden till följd av reaktionen mellan vatten och isocyanat. Blåsningen bör regleras för åstadkommande av en expansion av 500-6400 %, före- trädesvis 1600-3000 75, så att en mattgargäglesöm mättes medpreak- q_ 7811713-2 9 tionskomponenten och reaktionskomponenterna expanderar tillräck- ligt före härdningen. Lämpliga katalysatorer är de som befrämjar polyuretanbildning och samtidigt befrämjar blâsreaktionen. Före- dragna katalysatorer är organiska metallföreningar, aminer och metallsåpor, varvid dessa katalysatorer innefattar dibutyltenn- dilaurat och tenn(II)oktoat.The blowing of the polyurethane composition is accomplished by controlling the catalyst system, the water concentration and the isocyanate level. Usually, in addition to the water normally present in the reaction mixture, water is present in the reaction mass at a level of 0.01-5.0 parts per 100 parts of polyol, preferably 2-2 parts. The catalyst system must not only provide rapid curing but must also control the formation of the carbon dioxide due to the reaction between water and isocyanate. The blowing should be controlled to achieve an expansion of 500-6400%, preferably 1600-3000 75, so that a mat gargle seam was measured with the pre-curing component and the reaction components expand sufficiently before curing. Suitable catalysts are those which promote polyurethane formation and at the same time promote the blowing reaction. Preferred catalysts are organic metal compounds, amines and metal soaps, these catalysts comprising dibutyltin dilaurate and stannous octoate.

Ytterligare lämpliga polyoler som kan användas vid före- liggande uppfinning är polyeterpolyolerna med en funktionalitet av minst 2, en medelmolekylvikt mellan ca 1000 och 9000 och ett hydroxylnummer mindre än lOO. Dessa polyoler omfattar polybutylen- glykol, polyetylenglykol, polypropylenglykol, l,2-poly-dimetylen- glykol, polydekametylenglykol och blandningar därav. Föredragna polyoler har en medelmolekylvikt mellan 2000 och 6000, och särskilt föredragna polyoler har en molekylvikt mellan 3000 och 5000.Further suitable polyols which can be used in the present invention are the polyether polyols having a functionality of at least 2, an average molecular weight between about 1000 and 9000 and a hydroxyl number of less than 100. These polyols include polybutylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,2-polydimethylene glycol, polydecamethylene glycol and mixtures thereof. Preferred polyols have an average molecular weight between 2000 and 6000, and especially preferred polyols have a molecular weight between 3000 and 5000.

En mångfald isocyanater kan bringas att reagera med poly- ol=rna för uppnående av tillfredsställande polyuretanblåsta cell- formiga beläggningar. Särskilt lämpliga isocyanater är aromatiska diisocyanater, eftersom de är mer reaktiva och mindre giftiga än alifatiska diisooyanater. Dessa diisocyanater innefattar 2,4- -toluendiisocyanat, 2,6-toluendiisocyanat, metandiisocyanat, naftylen-1,4-diisocyanat, difenylmetyl~4,4'-diisocyanat, 3,3'-di- metoxibifenylendiisocyanat, 4,4'-difenylendiisocyanat och blandning- ar därav. Isocyanatet används vanligen i stökiometriskt överskott för tillförsäkrande av fullständig reaktion med de funktionella grupperna hos polyolen och med vattnet som är närvarande. Företrä- desvis används 20-80 delar isocyanat per 100 delar polyol i reak- tionsblandningen.A variety of isocyanates can be reacted with the polyols to achieve satisfactory polyurethane blown cellular coatings. Particularly suitable isocyanates are aromatic diisocyanates, as they are more reactive and less toxic than aliphatic diisocyanates. These diisocyanates include 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, methane diisocyanate, naphthylene 1,4-diisocyanate, diphenylmethyl-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxybiphenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylene diisocyanate and mixtures thereof. The isocyanate is usually used in stoichiometric excess to ensure complete reaction with the functional groups of the polyol and with the water present. Preferably, 20-80 parts of isocyanate are used per 100 parts of polyol in the reaction mixture.

Det nya och unika med föreliggande uppfinning omfattar processteg varigenom ett tuftat eller vävt primärt bottenskikt av en vävd matta förvärmes till en temperatur av ca 7l°C och därefter bringas i kontakt med en uretanbildande blandning medan blandningen rör sig i en i huvudsak konvex bana. De uretanbildande reaktions- komponenterna blåses och härdas sedan till ett cellformigt uretan- skikt på bottenskiktet genom noggrann reglering av temperaturen av reaktionskomponenterna genom tillförsel av värme från en serie upp- hettade bord som är placerade i en i huvudsak konvex bana. Regle- ringen av den reaktionskomponentmängd som tränger in i väven, av- vägningen av reaktionskomponenterna, förhindrandet av värmeförlus- ter från väven till luften och den intima kontakten mellan bandet, det uppvärmda bordet befordras genom anbringande av_en tryckfiltThe novelty and uniqueness of the present invention comprises process steps whereby a tufted or woven primary bottom layer of a woven mat is preheated to a temperature of about 71 ° C and then brought into contact with a urethane-forming mixture while the mixture is moving in a substantially convex path. The urethane-forming reactants are blown and then cured to a cellular urethane layer on the bottom layer by carefully controlling the temperature of the reactants by supplying heat from a series of heated tables placed in a substantially convex web. The regulation of the amount of reactant penetrating into the fabric, the balancing of the reactants, the prevention of heat loss from the fabric to the air and the intimate contact between the belt, the heated table is promoted by applying a pressure blanket

Claims

7811715-2 on the surface of the carpet immediately after the bottom layer is brought into contact with the urethane-forming mixture. The splitting of the foam layer from the bottom layer is prevented by using a pressure application step. The blow-curing of the foam is completed. The urethane reaction mixture is deposited on a stretched continuous belt which has been pre-coated with a thin elastomeric film and dried so that the urethane, latex and bottom layer are easily released from the belt at the completion of the process. A uniform coating of the urethane reactants on the film-coated tape is facilitated by delaying the gas generation of the urethane reactants until after spreading. This is accomplished by controlling the temperature of the latex coated carrier belt, the urethane reactants and the spreader. An additional guarantee for a uniform coating of the urethane reaction components is provided by guiding the urethane-coated strip over a transverse rod which is located immediately below the spreading device. With this method, mat mats have been successfully formed, in situ, on the bottom layer of a woven mat together with the cellular urethane having a density between about 16 and 160 kg / m 5, a thickness between about 1.6 and 25 mm, and a homogeneous cell structure substantially free of cells with a diameter greater than about 3.2 mm. P a t e n t k r a v

A method of forming a layer of blown cellular urethane on the bottom layer of a woven mat, characterized in that a mixture of reactive urethane-forming agents containing sufficient water is prepared to induce chemical blowing of the mixture when it is sufficiently heated. , and regulates the temperature of the mixture to a temperature between 15 and 58 ° C; acquires an endless conveyor belt; applies an elastomeric film to the conveyor belt; depositing the mixture of reactive urethane-forming agents on the film and the conveyor belt while controlling the temperature of the film and the belt with respect to the temperature; preheats the lower surface of an uncoated mat material to a temperature between 38 and 149 ° C; heating the urethane-forming mixture to effect chemical blowing thereof and bringing the lower surface of the preheated mat into direct contact with the heated urethane-forming mixture; applying pressure to the mat material while the reactive mixture is undergoing chemical blowing; heating the urethane-forming mixture after the preheated mat has been brought into contact with the mixture; and pulls the coated mat material from the conveyor belt.

2. A method according to claim 1, characterized in that to provide the elastomeric film on the conveyor belt, the conveyor belt is coated with a layer of liquid latex material and dried this layer to form a latex film, in situ, on the conveyor belt.

3. A method according to claim 1, characterized in that cooled, dry air is inflated on the conveyor belt to bring the temperature of the conveyor belt to 10-38 ° C, before the urethane-forming mixture is deposited on the latex film.

4. A method according to claim 1, characterized in that the conveyor belt is stretched by applying a linear force of 4.5-45 N; that the conveyor belt is made flat as the urethane-forming mixture is deposited on the belt; that the urethane-forming mixture is spread into a uniform layer by means of an air knife; that the temperature of the air in the air knife is regulated to 10-38 ° C, and that the pressure of the air in the air knife is regulated to 0.8-26 kP.

5. A method according to claim 1, characterized in that a heated table is arranged below the conveyor belt for heating the urethane-forming mixture to 52-65 ° C before the preheated mat is brought into direct contact with the urethane-forming mixture.

A method according to claim 1, characterized in that a pressure blanket is applied to the upper surface of the mat at a pressure of 80-2200 P.

7. A method according to claim 1, characterized in that the heated tables are arranged below the conveyor belt for heating the urethane-forming mixture to a temperature of 48-95 ° C during chemical blowing of the mixture and then to 65-1148 ° c.

8. A method according to claim 4, characterized in that the conveyor belt is stretched by applying a linear force of 22.5 N, that the air temperature in the air knife is regulated to 18 ° C, and that the air pressure in the air knife is regulated to 2.5-10, 3 P.

9. A method according to claim 5, characterized in that the heated tables heat the urethane-forming mixture to 43-5400, before the preheated mat is brought into direct contact with the urethane-forming mixture.

10. A method according to claim 6, characterized in that the pressure felt is applied to the upper surface of the mat at a pressure of 430-860 P.

11. ll. Process according to claim 7, characterized in that the heated tables heat the urethane-forming mixture to a temperature of 60-65 ° C during the chemical blowing of the mixture and that the mixture is subsequently heated to 121-148 ° C.

12. A method according to claim 1, characterized in that the conveyor belt follows a path which is substantially convex during the curing of the urethane-forming agents. lb.

13. A method according to claim 1, characterized in that pressure is applied to the upper surface of the mat after the mixture has substantially completed its chemical blowing, but before the reactive mixture has hardened by conducting the upper surface of the mat during a press roll.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises an endless conveyor belt, means for driving the endless conveyor belt along a conveyor path, means for mixing reactive urethane-forming agents and depositing the mixture on the conveyor belt, means for forming the deposited reactive mixture into a layer on the conveyor belt, means for preheating the bottom layer of a woven mat to a temperature between 38 and 149%, other conveyor means for transferring the underside of the preheated bottom layer of the woven mat in direct contact with the layer of reactive mixture, and means for heating the layer of reactive mixture while in direct contact with the bottom layer of the woven mat, thereby enabling the reactive mixture to be chemically blown into cellular urethane and bonded to the bottom layer of the woven mat.