BE1026905B1 - Verbeterde vulling van vloeistoffen in polyurethaan spuitbussen - Google Patents

Abstract

Beschreven staat een vulstation voor het vullen van vloeistoffen voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus, doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minste één vulkop (3) van het vulstation voorzien is van een losschroefbare buitenkop (2) met daarin een verwijderbare spuitmond (1). Verder staat ook beschreven een werkwijze voor het vullen, door middel van het vulstation, van ten minste één vloeistof voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus, doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minst één van de vloeistofvullingen in de spuitbus wordt gebracht doorheen de vulkop (3) voorzien van de losschroefbare buitenkop (2) met verwijderbare spuitmond (1).

Description

,Ç BE2018/5925 Verbeterde vulling van vloeistoffen in polyurethaan spuitbussen

TOEPASSINGSGEBIED VAN DE UITVINDING De huidige uitvinding heeft betrekking op het onder druk afvullen van spuitbussen of drukbehouders. Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op het injecteren van vloeistoffen in spuitbussen waarin een samenstelling voor het vormen van een polyurethaan (PU) schuim wordt verpakt.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Polyurethaanschuim heeft vele toepassingen, vooral in de bouwnijverheid. Het wordt veel gebruikt als montagemateriaal en isolatiemateriaal, en dikwijls ook om gaten en kieren op te vullen en/of af te dichten. Het laat zich gemakkelijk aanbrengen vanuit een spuitbus onder druk, kleeft gemakkelijk aan de meeste oppervlakken, en is in vele gevallen ook nog overschilderbaar. Korte tijd na het aanbrengen wordt er een snijdbaar vast schuim gevormd, zodat overtollig volume gemakkelijk kan worden verwijderd.

De meeste spuitbussen met PU schuim bevatten een zogenaamd “ééncomponent” PU schuim (1 kPU-schuim), maar de familie omvat ook de zogenaamde 2k en 1.5k versies.

Om uiteindelijk tot een opschuimend geheel te komen zijn er drie componenten nodig: het polyolmengsel, het isocyanaat, en het drijfgas. Het polyolmengsel en het isocyanaat zijn de noodzakelijke ingrediënten om een polyurethaankunststof te verkrijgen. Deze twee componenten zijn vloeibaar bij omgevingscondities. Het drijfgas zorgt ervoor dat het polyurethaan opschuimt en uit de spuitbus gedreven wordt. Het neemtniet deel aan de reactie maar beïnvloedt wel mede de fysische eigenschappen van de vloeistof in de spuitbus, zoals de viscositeit ervan. Bij 1 KPU zitten al deze componenten al volledig gemengd in eenzelfde spuitbus. De 2 kPU systemen omvatten 2 containers onder druk, één met het polyolmengsel en het ander met het isocyanaat, en door druk van drijfgas in elk van de containers worden deze componenten eerst samengebracht en gemengd vooraleer het mengsel onmiddellijk daarna worden uitgespoten. Bij 1.5 k systemen is er binnen in de spuitbus een kleinere container aangebracht met daarin een reagens, doorgaans een snelreagerend polyol. Vóór het gebruik van de spuitous moet die kleine container door de gebruiker eerst worden geopend of “geactiveerd”, bij voorbeeld door een draaiknop te bewegen onderaan de spuitbus waardoor de inhoud van de kleinere container vrijgesteld wordt. Door het geheel te schudden, kan de inhoud van de kleine container gemengd worden met de inhoud in de spuitbus omheen de kleine container, en kan de inhoud van de kleine container daarmee reageren. Zo een activeringssysteem wordt bij voorbeeld beschreven in WO 2016/120336 AT.

Bij 1k PU schuim spuitoussen reageren het polyolmengsel en het isocyanaat in de pas afgevulde spuitbus, om het prepolymeer te vormen. De verhouding waarin deze componenten worden gemengd, doorgaans met een overmaat aan isocyanaatcomponent, en de aard van de componenten zelf, zijn verantwoordelijk voor de uiteindelijke eigenschappen van het eindproduct. Na het uitspuiten zal het prepolymeer opschuimen, en zal het opgeschuimde prepolymeer reageren met vochtigheid uit de omgevingslucht en eventueel ook uit het substraat waarmee het in contact komt. Het is deze uiteindelijke reactie met vocht die het verse schuim doet uitharden en nog extra doet opschuimen door de vorming van CO». Bij 2k en

1.5k PU schuim is de uiteindelijke uitharding veel minder, of zelfs nog nauwelijks, afhankelijk van een reactie met vocht uit de omgeving.

Vooral het 1 kPU schuim wordt op de dag van vandaag zowel door de vakman als door de doe-het-zelver gebruikt, en heeft zijn vaste plaats veroverd in de gereedschapskist, naast de siliconenkit en de contactlijm. De verpakking, en in het bijzonder de ontwikkeling van het ventiel,

hebben een belangrijke rol gespeeld in deze doorbraak en aanvaarding van het 1 kKPU schuim als een “praktisch en probleemloos” product. Voor intensieve toepassingen, voornamelijk gericht naar beroepsmensen, gebruikt men graag een doseer- of spuitpistool of een ander toestel dat handig in de hand ligt en doorgaans ook toelaat om precies te kunnen doseren en aanbrengen, zodat ook smalle voegen gemakkelijk en zonder veel afval kunnen worden opgevuld. Bussen of containers voor zulk gebruik worden dan ook aangeboden met een speciaal aangepast pistoolkoppelstuk of ring, die wordt aangebracht rond het ventiel op de spuitbus, en die moet dienen om te kunnen koppelen met het spuitpistool of ander toestel, dat dan meestal bedoeld is om de inhoud van de bus aan te brengen waar nodig. Het pistoolkoppelstuk omvat meestal ook een beschermdekseltje dat, als een zegel over het ventiel van de container, dit ventiel beschermt, en wat voor gebruik moet worden verwijderd om het ventiel vrij te maken. Het spuitpistool kan dan op de ring of op het pistoolkoppelstuk, dat op de bus zit, worden gedraaid met schroefdraad of met een vasikliksysteem, waardoor het ventiel tegelijkertijd in zijn open stand wordt gedrukt en het spuitpistool daardoor onmiddellijk gebruiksklaar wordt. Een gepast en erg gemakkelijk “Click & Fix” systeem van ring en bijpassend spuitpistool wordt beschreven in WO 98/43894 en WO 2011/151296 A2. Een systeem met schroefdraad wordt bij voorbeeld beschreven in US 5,271,537 en in EP 2576080.

De containers met polyurethaanschuim bedoeld voor de doe-het-zelver hebben doorgaans geen ring om een spuitpistool erop te draaien of vast te klikken. Het ventiel is meestal vrij, en kan zelf voorzien zijn van binnen- of buitenschroefdraad, waarop dan een afzonderlijk verkocht of meegeleverd applicatorslangetje kan worden gedraaid of geschroefd, of op een andere gepaste manier bevestigd, met daaraan een hefboompje dat bij indrukken het ventiel doet kantelen en dus toelaat om op die manier manueel het ventiel te openen, en bij loslaten weer te laten sluiten. Voor deze toepassing moet het ventiel dus vrij zijn, en het is gebruikelijk dat de container voor de doe- het-zelver wordt voorzien van een beschermkap die op verwijderbare wijze isbevestigd aan de container, en die het ventiel dus beschermt tot op het moment van gebruik.

De drukcontainers of spuitbussen zelf zijn doorgaans gemaakt van metaal en zijn gewoonlijk cilindrisch van vorm. De bodem is meestal gevormd door een plaat, met een flens op de cilinder bevestigd, en is gewoonlijk concaaf om beter bestand te zijn tegen de inwendige druk met behoud van de mogelijkheid voor de container om rechtop te staan op een vlakke ondergrond. De bovenkant is gewoonlijk voorzien van een containerkop, ook met een flens op de cilinder bevestigd, en die gewoonlijk convex is om dezelfde reden van een hogere drukweerstand. Een vulopening is voorzien, meestal centraal in de cilinderkop.

Het vullen van containers met vloeistoffen is een techniek die in vele industrieën wordt gebruikt, zoals in de distributie van melk en sappen, doorgaans in containers die niet onder druk komen, of bij cosmetica, parfums of andere persoonlijke verzorgingsmiddelen. Bij deze laatste gaat het heel dikwijls over zeer vloeibare en weinig viskeuze vloeistoffen, die dan makkelijk doorheen het ventiel in de reeds afgesloten spuitbus kunnen worden gebracht.

US 2010/0024910 A1 beschrijft een vulmond (“filing nozzle”), voor een vulstation van dranken in containers, waarbij de vulmond voorzien is van een zeer precies uitgevoerde stroomuitlijningsplaat (“flow straightening plate”), waardoor nadruppelen kan worden voorkomen en stroomafwaarts de vloeistofstromen steeds en betrouwbaar terug samen komen om één stabiele uitstroom te verkrijgen, zonder meeslepen van lucht. De uitlaatopeningen van de gaatjes in de stroomuitlijningsplaat worden speciaal gericht en bovendien voorzien van een afgeschuind uiteinde om toch maar het samenkomen te bekomen van de vloeistofstromen na het verlaten van de spuitmond en dit binnen een groot bereik van doorstroomdebieten en bij verscheidene voedingsmiddelen zoals water, tomatensap en maissoep. De stroomuitlijningsplaat krijgt heel speciale en precieze kenmerken wat betreft boven- en ondervlak en aantal, plaatsing en oriëntatie van de gaatjes erdoor, en wordt daarom afzonderlijk vervaardigd van de veel minder precieze vulmond waarin de plaat wordt bevestigd. Een mogelijk probleem van verstopping wordtvoorkomen door een gepaste keuze van de afmetingen van de gaatjes doorheen de stroomuitlijningsplaat. Het document is niet begaan met de vervanging van de spuitmond bij mogelijke problemen. US 2012/0291898 A1 beschrijft een apparaat 5 voor het snel vullen in containers van een precies afgemeten hoeveelheid van vloeistoffen zoals melk en sappen, waarbij vooral schuimvorming moet worden vermeden, maar tevens nadruppelen best ook voorkomen wordt. Het apparaat is voorzien van een afsluiter die gekenmerkt wordt door twee standen. Bij de eerste stand wordt enkel het centrale deel van de spuitmond geopend zodat initieel een kleine hoeveelheid vloeistof in de container komt en de bodem bedekt. De afsluiter opent verder tot in zijn tweede stand met volledige opening van de spuitmond, waarbij de vulling gaat verder tegen een hogere snelheid zonder schuimvorming of opspatten. Ook bij het weer sluiten wordt de eerste stand terug tijdelijk gehanteerd zodat ook schuimvorming en opspatten wordt vermeden op het einde van de vulstap. Ook dit document is niet begaan met de vervanging van de spuitmond bij mogelijke problemen.

US 9909290 B2 en het overeenkomstige WO 2015/043854 A1 beschrijven een apparaat voor het vullen zonder opspatten of nadruppelen van vrij stromende producten, in het bijzonder voedingsmiddelen zoals melk, fruitsap, sauzen en yoghurt, in kartonnen of plastic containers die niet-rotationeel symmetrisch zijn, maar bij voorbeeld rechthoekige oppervlakken hebben, en die nadien gesloten worden door middel van een lasoperatie. Het document leert om, door middel van heel speciaal gekozen aantal, vorm en oriëntatie van de kanaaltjes in de bij voorkeur roestvrij stalen spuitmond, de vorm van de vloeistofstroom aan te passen aan de oppervlakken van de verpakking. Het document is niet begaan met het vervangen van de spuitmond bij mogelijke problemen.

Bij het vullen van een polyurethaan schuim- samenstelling stellen zich echter nog bijkomende problemen.

Bij het verpakken wordt de lege container meestal gevuld via deze centrale vulopening in de kop, en die opening wordt vervolgens afgesloten door het vastzetten of “krimpen” van het ventiel op de vulopening. Veel componenten zijn een vloeistof onder atmosferische omstandigheden, enkunnen dus in de container gevuld worden door de grote vulopening, doorgaans een opening van 1 duim doormeter, vooraleer de bus wordt afgesloten. De drijfgassen die voor de hogere druk moeten zorgen kunnen dan vervolgens worden ingevoerd in de container, nadat deze is afgesloten met het ventiel, doorheen het ventiel. Deze veelgebruikte werkwijze noemt men de “vulling onder druk”. De druk in de bus loopt dan nog verder op na het sluiten van de container en het injecteren van de drijfgassen, omdat er een exotherme chemische reactie ontstaat tussen de componenten, in het bijzonder na het schudden van de container.

De vulling van de vloeistoffen in de spuitbus door de centrale vulopening in de kop gebeurt meestal in een vulstation, waarbij de lege spuitbus een plaats krijgt in een carrousel, en door het stapsgewijze draaien van de carrousel telkens een volgende plaats gaat innemen in het vulstation. Boven meerdere van die plaatsen in de carrousel zit dan een vulkop, die neerdaalt tot op de spuitous. Door de vulkop nog verder neer te drukken wordt de buitenkant van de vulkop met onderaan de buitenkop die steunt op de rand van de vulopening omhoog gestoten ten opzichte van het verder neerwaarts bewegende centrale deel van de vulkop, waardoor de afsluiter in de vulkop wordt geopend en de vloeistof doorheen het centrale deel van de buitenkop tot in de spuitbus kan.

Nadat de voorziene hoeveelheid vloeistof is geïnjecteerd, gaat de vulkop weer omhoog. De rand van de vulkop met de buitenkop wordt door een veer terug naar beneden gedrukt ten opzichte van de rest van de vulkop, en de afsluiter in de vulkop sluit zich weer. De spuitbus komt los van de vulkop, en is dan weer beschikbaar om naar zijn volgende positie in de carrousel te worden gebracht.

De vloeistof krijgt met zijn stroming met grote snelheid doorheen de afsluiter in de vulkop, een sterke turbulentie mee wanneer ze de ruimte van de vulkop stroomafwaarts van de afsluiter binnenkomt. Indien de vloeistof bij zijn vrijstellen in de spuitbus nog turbulent zou stromen, zou dat leiden tot ongecontroleerd spatten en sproeien. De vloeistof riskeert dan ook gedeeltelijk te belanden waar ze niet hoort te zijn, wat zou leiden totvloeistofverlies en tot vervuiling van de spuitbus en van het vulstation, wat wegens het reactief karakter van de vloeistof erg ongewenst is.

Om de turbulentie in de vloeistof te breken vooraleer ze in de spuitbus wordt gelaten, wordt de vloeistof bij het verlaten van de ruimte in de buitenkop stroomafwaarts van de afsluiter verplicht om door een geïntegreerd deel van de buitenkop te stromen dat een spuitmond (“nozzle”) vormt. Om de gewenste laminaire stroming te verkrijgen, wordt die spuitmond gekenmerkt door een veelheid aan langwerpige en smalle kanaaltjes, meestal een reeks gaatjes met kleine diameter, die zijn geboord doorheen de onderste wand van de buitenkop, waarbij men die wand een behoorlijke dikte geeft om een hoge L/D verhouding te verzekeren van de vloeistofkanaaltjes doorheen de spuitmond, zodat dank zij de oppervlaktespanning van de vloeistof er een capillaire werking ontstaat die de vloeistof in de kanaaltjes houdt en het risico op lekkage vermindert. De kanaaltjes doorheen de spuitmond aan de rand van de spuitmond worden bovendien schuin geboord, met de bedoeling om bij het vullen een deel van de vloeistof tegen de binnenwand van de spuitbus te spuiten, om tot minder opspatten te leiden. Daarmee is echter het aantal gaatjes dat kan geboord worden beperkt, wat een beperkend en dus nadelig effect heeft op de realiseerbare doseersnelheid en op de drukopbouw in de vulkop.

Het vervaardigen van een buitenkop met geïntegreerde spuitmond zoals hier beschreven is dan ook een complex gebeuren. Er moeten immers vele gaatjes met kleine diameter maar grote diepte worden geboord doorheen de onderste wand van de buitenkop, wat hoge eisen stelt aan de materiaalkeuze van de onderste wand van de buitenkop en van de boor, voornamelijk met het oog op een snel afvloeien van de warmte die bij dat boren onvermijdelijk vrijkomt. Het vervaardigen van zulke buitenkop is dan ook een tijdrovende en precieze aangelegenheid.

De fijne kanaaltjes in de spuitmond geven ook aanleiding tot andere en operationele problemen.

Zo zijn ze onderhevig aan sterke erosie door de toch wel hoge snelheden waarmee de vloeistof er doorheen wordt gestuurd. De wanden tussen twee naast elkaar liggende kanaaltjes zijn erg dun, en wanneerdie verdwijnt of beschadigd wordt door erosie, ontstaat er een groter kanaal, dat gemakkelijker aanleiding geeft tot nadruppelen van vloeistof uit de vulkop na het sluiten van de afsluiter in de vulkop. Die druppels komen dan terecht op de buitenkant van de spuitbus, of op de carrousel van het vulstation. Wegens het reactief karakter van de vloeistoffen voor PU schuim maakt die vervuiling de spuitbus onbruikbaar of hindert ze de goede werking van het vulstation.

De fijne kanaaltjes in de spuitmond raken ook snel verstopt, of kunnen vernauwen, wanneer er kleine vaste stofdeeltjes in de vloeistof voorkomen, of wanneer er vorming van kristallen en/of vaste stofdeeltjes optreedt, zoals mogelijk is bij een isocyanaatvloeistof. Wanneer er enkele kanaaltjes verstopt raken, lopen de vloeistofsnelheden in de andere kanaaltjes verder op, waardoor die aan hogere erosie worden blootgesteld. Door een vernauwd kanaal stroomt de vloeistof met minder kracht, zodat er gemakkelijker een druppel gevormd wordt op het einde van de uitstroom van vloeistof uit de spuitmond, waarbij die druppel aan de spuitmond kan blijven hangen en pas loskomt wanneer de vulkop zich niet meer boven de vulopening van de spuitbus bevindt, wat opnieuw tot vervuiling leidt.

Het is dus nodig om de buitenkop met geïntegreerde spuitmond regelmatig te vervangen en te ontdoen van de verstoppingen of vernauwingen in de kanaaltjes. We hebben ondervonden dat de vervuiling in de kanaaltjes hardnekkig kan zijn en doorgaans ook erg hard van aard is, zodat de vernauwde en/of verstopte kanaaltjes opnieuw moeten worden uitgeboord. Dit uitboren is een bijkomende bron van erosie, ditmaal van mechanische aard, zodat de kanaaltjes nog sneller wijder zullen worden, met de hogervermelde problemen tot gevolg.

Het is dus nodig om de buitenkop met spuitmond, zelfs wanneer die regelmatig wordt schoongemaakt, ook met een hoge regelmaat te vervangen door een nieuw exemplaar, en wegens de hoge kostprijs om ze te vervaardigen vertegenwoordigt deze vervanging een belangrijk element in de onderhoudsinspanningen en de daarmee gepaard gaande kosten.

Er blijft dus nog een nood aan een vulstation en aan een werkwijze om vloeistoffen in een spuitbus voor PU schuim te brengenwaarbij dit onderhoud van de buitenkop met spuitmond eenvoudiger kan en minder omslachtig is.

De huidige uitvinding heeft tot doel het vermijden of ten minste verlichten van de hierboven beschreven problemen en/of algemeen in verbeteringen te voorzien.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Volgens de uitvinding is er voorzien in een werkwijze en een vulstation zoals gedefinieerd in elk van de hierbij gevoegde conclusies.

In een uitvoeringsvorm voorziet de huidige uitvinding in een vulstation voor het vullen van vloeistoffen voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus, doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minste één vulkop van het vulstation voorzien is van een losschroefbare buitenkop met daarin een verwijderbare spuitmond.

In een uitvoeringsvorm voorziet de huidige uitvinding in een werkwijze voor het vullen, door middel van een vulstation volgens de huidige uitvinding, van ten minste één vloeistof voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minst één van de vloeistofvullingen in de spuitbus wordt gebracht doorheen de vulkop die voorzien is van de buitenkop met de verwijderbare spuitmond.

We hebben gevonden dat het voorzien van een verwijderbare spuitmond toelaat, bij problemen met de spuitmond, om gemakkelijker de problematische spuitmond te verwijderen uit de buitenkop en deze te vervangen door een probleemloos exemplaar.

We hebben verder gevonden dat de verwijderbare spuitmond veel eenvoudiger kan worden vervaardigd, met een eenvoudiger werkwijze, dan de gelijkaardige voorzieningen die gekend zijn uit de huidige stand van techniek. We hebben gevonden dat daardoor de kostprijs van de spuitmond behoorlijk kan worden gedrukt, bij voorkeur tot een niveau dat de kostprijs van een nieuw exemplaar zo laag wordt dat de kostenbesparing bijreinigen en hergebruiken van een reeds gebruikt exemplaar onvoldoende is om het risico te verrechtvaardigen op een mogelijk slechte werking van een hergebruikt exemplaar, na een kortere tijd van hergebruik dan van eerste gebruik, of mogelijk zelfs onmiddellijk bij hergebruik, bij voorbeeld ingevolge overmatige erosie of beschadiging bij het reinigen.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN Figuren 1 en 2 tonen respectievelijk een onderaanzicht en een doorsnede van een verwijderbare spuitmond volgens de huidige uitvinding. Figuren 3 en 4 tonen respectievelijk een onderaanzicht en een doorsnede van een buitenkop met verwijderbare spuitmond volgens de huidige uitvinding. Figuren 5, 6 en 7 tonen respectievelijk een doorsnede, een onderaanzicht en een zijaanzicht van een buitenkop volgens de huidige uitvinding. Figuur 8 toont een doorsnede van een vulkop met buitenkop en spuitmond volgens de huidige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De huidige uitvinding zal hierna beschreven worden in bepaalde uitvoeringsvormen en met eventuele referentie naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, maar enkel door de conclusies. De mogelijke tekeningen zijn enkel schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen sommige van de elementen overdreven zijn weergegeven en niet op schaal getekend voor illustratieve doeleinden, De dimensies, ook relatief, in de tekeningen komen daarom niet noodzakelijk overeen met hoe de uitvinding in praktijk wordt gebracht.

Daarenboven worden de termen, eerste, tweede, derde, en dergelijke, in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk om een sequentiële of chronologische volgorde te beschrijven. Deze termen zijn onderling uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen optreden in andere volgordes dan deze beschreven en geïllustreerd hierin.

Daarbij komt dat de termen top, bodem, over, onder, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt zijn voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijk om relatieve posities aan te duiden. Deze termen aldus gebruikt zijn onderling uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen optreden in andere volgordes dan deze beschreven en geïllustreerd hierin.

De term “omvatten”, zoals gebruikt in de conclusies, mag niet worden beschouwd als beperkend tot de elementen die zijn opgelijst in context ermee. Het sluit niet uit dat er nog andere elementen of stappen voorkomen. Het moet worden beschouwd als de aanwezigheid voorschrijvend van de genoemde kenmerken, getallen, stappen of onderdelen zoals voorgeschreven, maar sluit niet de aanwezigheid of toevoeging uit van één of meerdere andere kenmerken, getallen, stappen of onderdelen, of groepen daarvan. Aldus mag de omvang van “een voorwerp omvattende middelen A en B” niet worden beperkt tot een voorwerp dat enkel bestaat uit middelen A en B. Het wil zeggen dat A en B de enige elementen van belang voor het voorwerp in verband met de huidige uitvinding zijn. In overeenstemming hiermee, sluiten de termen “omvatten” of “insluiten” ook de meer beperkte termen “in essentie bestaan uit” en “bestaan uit” in.

Tenzij anders gesteld, omvatten alle bereiken aangegeven in dit document ook de eindpunten, en worden alle waarden voor ingrediënten en componenten van samenstellingen uitgedrukt in gewichtspercenten of % gewicht van elk ingrediënt van de samenstelling.

De uitdrukkingen “gewichtspercent”, “%gew”, “percent gewicht”, en variaties daarop, slaan op de concentraties van een stof als het gewicht van die stof gedeeld door het totale gewicht van de samenstelling en vermenigvuldigd met 100, tenzij anders gesteld. Hetzelfde geldt mutatis mutandum voor “ppm” of “ppm gewicht” of “gewichtsppm”, maar dan met een factor van 1 miljoen (1000000). In dit document zijn “percent”, “%”, “wt”, bedoeld als synoniem van “gewichtspercent”.

Het is ook te verstaan dat, zoals gebruikt in deze octrooitekst en de aangehangen conclusies, de enkelvoudsvorm “een” en “de” en “het” ook naar het meervoud verwijzen, tenzij de context duidelijk andersuitwijst. Dus, bij voorbeeld, is het verwijzen naar een samenstelling die “een stof” omvat, ook een samenstelling insluit met daarin twee of meerdere stoffen. Het is ook te verstaan dat de term “of” gewoonlijk gebruikt wordt in zijn betekenis van “en/of”, tenzij de context duidelijk anders uitwijst.

Bovendien kan elke stof hierin op wederzijds uitwisselbare manier besproken worden door middel van haar chemische formule, chemische naam, afkorting, enz...

De drukcontainers of spuitbussen zelf zijn doorgaans gemaakt van metaal en zijn gewoonlijk cilindrisch van vorm. De bodem is meestal gevormd door een plaat, met een flens op de cilinder bevestigd, en is gewoonlijk concaaf om beter bestand te zijn tegen de inwendige druk met behoud van de mogelijkheid voor de container om rechtop te staan op een vlakke ondergrond. De bovenkant is gewoonlijk voorzien van een containerkop, ook met een flens op de cilinder bevestigd, en die gewoonlijk convex is om dezelfde reden van een hogere drukweerstand. Een vulopening is voorzien, meestal centraal in de cilinderkop.

Bij het verpakken wordt de lege container meestal gevuld via deze centrale vulopening in de kop, en die opening wordt vervolgens afgesloten door het vastzetten of “krimpen” van het ventiel op de vulopening.

Veel componenten kunnen in de container gevuld worden onder atmosferische druk, en de componenten die voor de hogere druk moeten zorgen kunnen dan vervolgens worden ingevoerd in de container, nadat deze is afgesloten met het ventiel. Deze werkwijze noemt men “vulling onder druk”. De druk in de bus loopt dan nog verder op na het sluiten van de container en het injecteren van de drijfgassen, omdat er een exotherme chemische reactie ontstaat tussen de componenten, in het bijzonder na het schudden van de container. De drijfgassen zouden ook kunnen worden ingebracht op het moment van het vullen van de container, als een voldoend koude vloeistof, die vervolgens dan kan verdampen na het sluiten van de container. Deze laatste methode wordt echter steeds minder gebruikt omdat ze doorgaans aanleiding geeft tot hogere emissies van drijfgassen, met negatieve economische en ecologische gevolgen.

Het ventiel voor spuitoussen met PU schuim wordt, zoals hoger beschreven, gekenmerkt door een veel wijder kanaal dan bijspuitbussen met een minder viskeuze inhoud, om een voldoende snelle uitstroom toe te laten. Dit wijder kanaal biedt ook voordelen bij het inbrengen van het drijfgas.

De spuitbussen met PU schuim zijn immers doorgaans veel groter dan deze met de minder viskeuze samenstellingen die hoger werden opgenoemd. Een spuitbus met PU schuim heeft dikwijls een inhoud van 1000 ml, terwijl spuitoussen voor andere toepassingen dikwijls veel kleiner zijn, ten hoogste 400 ml en dikwijls maar 200 of slechts 150 ml. Meestal is de druk in de spuitous met PU schuim beduidend hoger dan bij de andere spuitbussen, vooral omwille van de hogere viscositeit van de samenstelling in de bus. De hoeveelheid drijfgas die moet ingebracht worden is dan ook beduidend hoger bij spuitbussen met PU schuim dan bij de meeste andere spuitbussen met minder viskeuze inhoud. Het wijdere kanaal doorheen de steel van het ventiel voor PU schuim biedt het voordeel dat het toelaat om deze grotere hoeveelheid drijfgas enkel doorheen de ventielsteel toch snel in te kunnen brengen, zodat de afvulstap van drijfgas de doorloopsnelheid van de vulmachine niet of slechts zelden beperkt.

Bij kamertemperatuur is de druk binnen een gevulde en kant-en-klare spuitbus of container met 1k PU schuim typisch ongeveer 5 bar overdruk. De containers zijn meestal in staat om niet permanent te vervormen tot een druk van 18 bar overdruk, en zijn ontworpen om niet open te barsten tot bij een druk van beneden de 21,6 bar overdruk. Het ventiel is meestal ontworpen om een druk te weerstaan van ten minste 22 bar overdruk. Andere containers bestaan, welke slechts in staat zijn om intact te blijven tot een druk van 12 of 15 bar overdruk.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding is de uitlaatkant van de buitenkop voorzien van een vernauwing en is de spuitmond voorzien van een zijdelings uitstaande verbreding die aangepast is om door de vernauwing in de buitenkop tegengehouden te worden. Dit brengt het voordeel dat de spuitmond op zijn plaats blijft zitten in de buitenkop door de zwaartekracht en door de druk van de vloeistof op de bovenkant van de spuitmond.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding is spuitmond voorzien van een patroon van kanaaltjes om de vloeistof doorheen de spuitmond te geleiden. Deze kanaaltjes brengen het voordeel dat stroming van de vloeistof bij het verlaten van de buitenkop met de spuitmond voornamelijk laminair is en met enige kracht uit de spuitmond komt. Dit verlaagt het risico dat een deel van de vloeistof aan de spuitmond zou blijven hangen en dan, door later af te druppelen, op plaatsen zou komen waar ze ongewenst is. Dit verlaagt het risico op ongewenste vervuiling van de spuitbus en/of van het vulstation en/of de transportband. Een bijkomend voordeel is dat deze kanaaltjes zorgen voor een hogere vloeistofdruk op de bovenkant van de spuitmond, zodat die beter op zijn plaats wordt gehouden.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding zijn de kanaaltjes doorheen de spuitmond parallel uitgevoerd. Dit brengt het voordeel dat er meer kanaaltjes kunnen voorzien worden dan indien tenminste een deel van de kanaaltjes schuin moeten worden voorzien. Dit ontwerp van spuitmond biedt een groter doorstromingsoppervlak wat een sneller doseersnelheid toelaat zodat de productiesnelheid hoger kan zijn, vooral bij vloeistoffen die meer viskeus zijn.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding waarbij de spuitmond voorzien is van een patroon van kanaaltjes om de vloeistof doorheen de spuitmond te geleiden, hebben de kanaaltjes een lengte/diameter (L/D) verhouding hebben van ten minste 5, bij voorkeur ten minste 6, 7, 8, 9, 10 of 11. Dit zorgt nog beter voor laminaire stroming van de vloeistof doorheen de spuitmond, en verlaagt dus het risico nog verder op vervuiling van de spuitbus en/of het vulstation en/of de transportband. Ook biedt het voor de vloeistofmeniscus die zich in een kanaaltje vormt een groter aanhechtingsoppervlak en een kleiner contact met de omgevingslucht, zodat de meniscus steviger is en er minder risico is dat de meniscus zou breken en er verplaatsing van vloeistof zou optreden door de lucht in het kanaaltje, waarbij die vloeistof op een ongewenst moment uit het kanaaltje zou kunnen lekken.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding is de spuitmond vervaardigd door additieve vervaardiging

(“additive manufacturing”), bij voorkeur door gebruik van een driedimensionele druktechniek (“3D printing”). De aanvragers hebben gevonden dat additieve vervaardiging, of “additive manufacturing”, een zeer geschikte manier is om de verwijderbare spuitmond te vervaardigen, onder andere wegens de complexiteit van de spuitmond. Om een bepaalde hoeveelheid vloeistof snel te kunnen inbrengen in de spuitbus, voorzien de aanvragers in de spuitmond zo veel mogelijk kanaaltjes. Dat heeft tot gevolg dat de wanden tussen naast elkaar liggende kanaaltjes bij voorkeur erg dun zijn. Indien de spuitmond zou vervaardigd worden met de meer conventionele technieken, en de kanaaltjes zouden geboord worden, dan zijn deze dunne wanden het meest kwetsbaar, omdat door de lokale hoge warmteontwikkeling bij het boren de temperatuur van het materiaal in die dunne wand boven zijn vloeigrens zou kunnen geraken, en de wand zou kunnen begeven. Bij additieve vervaardiging is er veel minder lokale warmteontwikkeling. De aanvragers hebben gevonden dat de verwijderbare spuitmond veel sneller en met hogere precisie kan worden vervaardigd door middel van additieve vervaardiging, zodat zowel de kwaliteit als de kostprijs gunstiger zijn.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding is de spuitmond vervaardigd uit een materiaal gekozen uit metaal en kunststof, bij voorkeur kunststof, bij voorbeeld een thermoplastische kunststof, bij meer voorkeur een fotopolymeer. De aanvragers hebben gevonden dat kunststof als materiaal voor de verwijderbare spuitmond het voordeel biedt dat ze meer elastisch is dan metaal, waardoor de spuitmond gemakkelijker in de daarvoor voorziene ruimte in de buitenkop kan worden geplaatst, gewoon met handkracht zonder daarvoor extra bekrachtiging nodig te hebben, terwijl er toch een goede afdichting kan bekomen worden tussen de contactoppervlakken van de spuitmond en de buitenkop. Ook biedt kunststof het voordeel dat de krachten nodig om de gebruikte spuitmond weer uit de buitenkop te verwijderen beperkt blijven, zodat ook die handeling eenvoudig en meestal met enkel handkracht kan worden uitgevoerd. In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding omvat de vulkop, stroomopwaarts van de spuitmond, een afsluiter om de vloeistoftoevoer te openen en te sluiten. Dit biedt het voordeelvan een lager risico dat er nog vloeistof uit de vulkop zou komen nadat de vulkop van de spuitbus is verwijderd, en dus op ongewenste vervuiling van spuitbus, vulstation en/of transportband voor de spuitbussen.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding waarbij de vulkop een afsluiter omvat stroomopwaarts van de spuitmond, omvat de vulkop verder een uitloopkamer tussen de afsluiter en de spuitmond.

In het vulstation volgens de huidige uitvinding krijgt de lege spuitbus een plaats in een carrousel, en door het stapsgewijze draaien van de carrousel gaat die spuitous telkens een volgende plaats innemen in het vulstation.

Boven meerdere van die plaatsen in de carrousel zit dan een vulkop, die neerdaalt tot op de spuitous.

Door de vulkop nog verder neer te drukken wordt de buitenkant van de vulkop, met onderaan de buitenkop die steunt op de rand van de vulopening, omhoog gestoten ten opzichte van het verder neerwaarts bewegende centrale deel van de vulkop, waardoor de afsluiter in de vulkop wordt geopend en de vloeistof doorheen het centrale deel van de buitenkop en door de spuitmond tot in de spuitbus kan.

Nadat de voorziene hoeveelheid vloeistof is geïnjecteerd, de zogenaamde “vloeistofvulling”, gaat de vulkop weer omhoog.

De buitenkant van de vulkop wordt dan, bij voorkeur door een veer, terug naar beneden gedrukt ten opzichte van de rest van de vulkop, en de afsluiter in de vulkop sluit zich weer.

De spuitbus komt los van de vulkop, en is dan weer beschikbaar om naar zijn volgende positie in de carrousel te worden gebracht.

Bij het vullen van vloeistoffen in de spuitbus haalt de vloeistof die doorheen de afsluiter in de vulkop stroomt lokaal hoge snelheden, wat aanleiding geeft tot turbulentie.

Om de vloeistof weer wat tot rust te brengen voorzien de aanvragers in de vulkop bij voorkeur een uitloopkamer.

De vloeistof krijgt, met zijn stroming met grote snelheid doorheen de afsluiter in de vulkop, een sterke turbulentie mee wanneer ze de ruimte van de buitenkop stroomafwaarts van de afsluiter binnenkomt.

Indien de vloeistof bij zijn vrijstellen in de spuitbus nog turbulent zou stromen, zou dat leiden tot ongecontroleerd spatten en sproeien.

De vloeistof riskeertdan ook gedeeltelijk te belanden waar ze niet hoort, wat zou leiden tot vloeistofverlies en tot vervuiling van de spuitbus en van het vulstation, wat wegens het reactief karakter van de vloeistof erg ongewenst is.

Om de turbulentie in de vloeistof te breken vooraleer ze in de spuitbus wordt gelaten, wordt de vloeistof bij het verlaten van de ruimte in de buitenkop stroomafwaarts van de afsluiter verplicht om door de spuitmond (“nozzle”) te stromen. Om de gewenste laminaire stroming te verkrijgen, wordt die spuitmond doorgaans gekenmerkt door een veelheid aan langwerpige en smalle kanaaltjes.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding waarbij de vulkop de uitloopkamer omvat, is het volume van de uitloopkamer groter bij gesloten afsluiter dan bij open afsluiter. Dit biedt het voordeel dat bij het sluiten van de afsluiter de vloeistof in de uitloopkamer wordt teruggetrokken, zodat ook de vloeistof die in de kanaaltjes van de spuitmond zit over een zeker afstand teruggetrokken wordt. Ook een vloeistofdruppel die nog op het uiteinde van een kanaaltje zou zitten wordt dan terug in het kanaaltje getrokken. Er is dus veel minder risico dat zulke vloeistofdruppel blijft hangen nadat de vulkop met spuitmond van de spuitbus is gehaald, en zou weglekken op een ongewenst moment naar een ongewenste plaats in het vulstation.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding hebben de kanaaltjes doorheen de spuitmond de diameter die de maximale totale doorstromingsoppervlakte doorheen de spuitmond oplevert zonder lekkage van vloeistofdruppels onderaan de spuitmond te krijgen. De aanvragers hebben vastgesteld dat deze maximale diameter eenvoudig proefondervindelijk kan worden vastgesteld en dat die tevens afhankelijk is van de eigenschappen van de vloeistof die door de spuitmond moet worden gevuld.

De teruggetrokken vloeistofzuil in het kanaaltje in de spuitmond vormt dan een meniscus. Het is de bedoeling dat deze meniscus, door de oppervlaktespanning van de vloeistof en de adhesiekrachten tussen de vloeistof en het materiaal van de spuitmond, stevig op zijn plaats blijft, zodat er geen vloeistof uit de spuitmond lekt. De aanvragers hebben gevonden dat het zeer eenvoudig proefondervindelijk vast te stellen is wat, gezien deeigenschappen van de vloeistof en van het materiaal van de spuitmond, de beste doormeter is voor de kanaaltjes doorheen de spuitmond, die voorzien is voor die bepaalde vloeistof, om het risico op ongewenst lekken te beperken maar tegelijkertijd een zo groot mogelijk doorstroomgebied te vormen zodat zo veel mogelijk vloeistof op zo kort mogelijke tijd maar met laminaire stroming door de spuitmond kan worden geduwd.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding zijn ten minste twee en bij voorkeur al de vulkoppen voor het vullen van de polyolsamenstelling voor de PU schuimsamenstelling voorzien van de buitenkop met de verwijderbare spuitmond. Dit biedt het voordeel dat de gewenste technische effecten van de huidige uitvinding op meerdere plaatsen in het vulstation worden bereikt, en bij voorkeur bij alle vulkoppen voor de polyolsamenstelling van het bepaalde vulstation worden gerealiseerd. De aanvragers voorzien doorgaans drie vulkoppen voor polyolsamenstelling per vulstation, zodat de totale hoeveelheid polyolsamenstelling nodig voor één spuitbus kan worden verdeeld over meerdere vulkoppen, waardoor de vulling sneller verloopt en er meer spuitbussen per tijdseenheid kunnen worden gevuld.

In een uitvoeringsvorm van het vulstation volgens de huidige uitvinding is ten minste één van de vulkoppen voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling voor de PU schuimsamenstelling voorzien van de buitenkop met de verwijderbare spuitmond, en zijn bij voorkeur al de vulkoppen voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling voorzien van de buitenkop met de verwijderbare spuitmond. Het voordeel van de huidige uitvinding wordt daarbij ook bereikt bij het vullen van de isocyanaatsamenstelling, en bij voorkeur over het ganse vulstation.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de vulkop een afsluiter stroomopwaarts van de spuitmond en sluit de afsluiter de vloeistoftoevoer af na het vullen van ten minste één van de vloeistofvullingen en opent de afsluiter terug vóór het vullen van het volgende exemplaar van de ten minste één van de vloeistofvullingen. Dit biedt het voordeel dat het risico op lekkage van vloeistof uit de vulkop tussen twee vuloperaties lager is, en dus ook op bevuiling van de spuitbus aan debuitenkant en/of van het vulstation en/of van de transportband voor de spuitbussen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding sluit de afsluiter tijdens het verwijderen van de vulkop van de spuitbus na het vullen van de ten minste één van de vloeistofvullingen en opent de afsluiter terug tijdens het plaatsen van de vulkop op de volgende spuitbus vóór het vullen van het volgende exemplaar van de ten minste één van de vloeistofvullingen. De aanvragers vinden dit een zeer gepaste uitvoeringsvorm om het risico op lekkage te beperken terwijl toch een zo hoog mogelijke productiesnelheid kan worden behaald, omdat het een zo lang mogelijke tijd geeft om de vloeistofvulling in de spuitbus te krijgen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de vulkop verder een uitloopkamer tussen de afsluiter en de spuitmond, en vergroot het volume van de uitloopkamer bij het sluiten van de afsluiter. Dit brengt het hoger reeds beschreven voordeel dat de vloeistof in de uitloopkamer, en dus ook de vloeistof in de kanaaltjes van de spuitmond, teruggetrokken wordt, en dus het risico op ongewenste lekkage verder gereduceerd wordt.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de spuitmond, bij slijtage en/of vernauwing en/of verstopping van openingen in de spuitmond, verwijderd uit de vulkop en vervangen door een schoon exemplaar van de spuitmond. Dit biedt het voordeel dat bij een minder goede werking van de spuitmond wegens ten minste één van de aangehaalde oorzaken, het probleem eenvoudig kan worden opgelost, en de werking van het vulstation snel weer probleemloos kan verdergaan. Dit biedt verder het voordeel van minder vervangstukken, omdat alle onderdelen van de vulkop, met uitzondering van de verwijderbare spuitmond, onmiddellijk terug kunnen worden geplaatst en er dus geen grote voorraad aan wisselstukken moet worden aangehouden, tenzij van de verwijderbare spuitmond.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het schoon exemplaar van de spuitmond een nieuw vervaardigd exemplaar van de spuitmond. De aanvragers hebben gevondendat de kosten van een nieuw exemplaar van de spuitmond zo laag kan worden gehouden dat een reiniging en/of herstelling van de gebruikte spuitmond niet meer verrechtvaardigd kan worden, en vervanging door een nieuw exemplaar de voorkeur verdient.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt het schoon exemplaar van de spuitmond in de uitlaat van de buitenkop aangebracht door de spuitmond te plaatsen in de uitlaat van de buitenkop, bij voorkeur door die lichtjes in die positie te persen. De aanvragers hebben gevonden dat de spuitmond met een gepaste precisie kan worden vervaardigd zodat hij door eenvoudig te plaatsen, bij voorkeur lichtjes te persen in de uitlaat van de buitenkop kan worden vastgezet en daarbij een goede afdichting kan worden bekomen tussen de oppervlakken van de spuitmond en van de buitenkop die met elkaar in contact komen te zitten.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de spuitmond verwijderd uit de buitenkop door de buitenkop los te schroeven van de vulkop in het vulstation en vervolgens de spuitmond uit de buitenkop op te drukken in de richting tegengesteld aan de stromingsrichting van de vloeistof doorheen de spuitmond. Deze werkwijze gaat het best wanneer de buitenkop en de spuitmond voorzien zijn van de vernauwing en zijdelings uitstaande verbreding die elders in dit document worden beschreven. De aanvragers verkiezen deze werkwijze en opstelling omdat op die manier de vloeistofdruk tijdens het vullen meewerkt om de spuitmond op zijn plaats te houden in de buitenkop.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de verwijderbare spuitmond na gebruik verwijderd en niet hergebruikt voor dezelfde functie. De aanvragers hebben gevonden dat het voordeel van hergebruik na reiniging en/of reparatie meestal niet opweegt tegen het risico op problemen tijdens het vulproces dat bij hergebruik zou kunnen optreden wegens een foutieve spuitmond.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding zijn twee of meer vulkoppen voorzien voor het vullen van de polyolsamenstelling en wordt ten minste een deel van de in eenzelfde spuitbus te vullen polyolsamenstelling gevuld doorheen de vulkop voorzien vande buitenkop met verwijderbare spuitmond, bij voorkeur wordt de ganse hoeveelheid polyolsamenstelling gevuld doorheen een vulkop voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond. Op deze manier worden de voordelen van de huidige uitvinding bereikt bij de meerdere vulkoppen, bij voorkeur drie vulkoppen, die in eenzelfde vulstation worden gebruikt voor het inbrengen van de hoeveelheid polyolsamenstelling in de spuitbus.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding zijn twee of meer vulkoppen voorzien voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling, bij voorkeur drie vulkoppen, en wordt ten minste een deel van de vulling van de isocyanaatsamenstelling gevuld doorheen een vulkop voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond, bij voorkeur wordt de ganse hoeveelheid isocyanaatsamenstelling gevuld doorheen een vulkop voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond. Dit brengt het voordeel dat de gewenste effecten gebracht door de huidige uitvinding worden gerealiseerd bij het vullen van de isocyanaatsamenstelling, en bij voorkeur samen met het vullen van de polyolsamenstelling, en bij meer voorkeur over het ganse vulstation.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het afsluiten van de gevulde spuitbus door een ventiel met ventielkraag te bevestigen op de vulopening van de spuitbus. De spuitbus wordt daarmee gesloten zodat er niet ongewenst nog iets in de bus kan komen, zoals luchtvochtigheid, waarmee de isocyanaatgroepen in de spuitbus zouden kunnen reageren.

Het containerventiel of “ventiel” bestaat meestal uit een ventielbeker of “ventielcup”, dwz. een ronde metalen beker, die langs zijn omtrek vastgezet of "gekrompen" is op de centrale vulopening van de container of spuitbus, doorgaans in aanvulling met behulp van een rubberen afdichting, meestal een O-ring, om lekkage te voorkomen van spuitbusinhoud langs deze gekrompen ventielkraag.

In het conventionele ventiel, ondersteunt de ventielcup een centrale rubberen afdichting, “grommet” of “ventielrubber genoemd, waardoorheen een holle en meestal plastieken steel van een ventiel steekt. De steel is meestal stijf en heeft een centrale leiding die, net voor desteel eindigt op haar onderste uiteinde in een blindflens, zijdelings, overgaat, in één of meerdere, meestal vier, zijopeningen.

In een staat van rust trekt de rubberen pakking de blindflens tegen de onderkant van de pakking en verzegelt zo de openingen.

Het ventiel is ontworpen om te worden geopend door het neerdrukken van de steel ten opzichte van de pakking of beker, waarbij meestal de pakking elastisch vervormt en waarbij ten minste één van de zijopeningen inde steel van het ventiel beschikbaar wordt voor de containerinhoud.

Omdat het rubber van de pakking van het conventionele ventiel, in het bijzonder wanneer koolstofpoeder is gebruikt als vulstof in het rubber, diffusie van water toelaat, dat vervolgens kan reageren met de nog vrije isocyanaatgroepen in het prepolymeer in de container om een kleverige vaste stof te vormen, heeft het conventionele ventiel het nadeel dat de blindflens van het ventiel na verloop van tijd kan verkleven met de rubber, zeker wanneer de container zich een tijd in horizontale positie bevindt.

Dit kan al gebeuren wanneer de container op zijn kant ligt voor een periode van slechts 3 tot 6 weken.

Door deze verkleving kan de bus niet meer geopend worden en kan het materiaal niet geëxtrudeerd worden.

Een ander nadeel is dat het rubber van de ventielafdichting ook de diffusie van drijfgassen naar buiten de container mogelijk maakt, zodanig dat de container na een tijdje het meeste van of al zijn druk kan verloren hebben.

Om deze redenen werden nog andere types van ventielen ontwikkeld, die geen rubberen pakking mogen omvatten zoals beschreven voor de conventionele ventiel.

Dergelijke containerventielen kunnen ook aangeduid worden als "feststof" ventielen, en geschikte varianten daarvan zijn bijvoorbeeld beschreven in WO 2009/004097, US 5,014,887, WO 03/062092, of US 5215225, US 5549226 en US 6058960. Deze ventielen hebben geen rubberen afdichting, of slechts een rubberen afdichting aan de buitenkant van het ventiel die niet in contact komt met de inhoud van de container.

Deze "feststof" ventielen kunnen dus worden gekenmerkt doordat de materialen van de ventielonderdelen die in aanraking komen met de inhoud van de spuitbus nagenoeg ondoordringbaar zijn voor water en/of drijfgassen, meestal vastere materialen dan rubber (“feststoff”). De ventielen kunnen bijvoorbeeld worden voorzien van één of zelfs meer dan één metalen veren, zijnde een spiraalveer of een bladveer of een combinatie daarvan.

De veer ofveren kunnen zodanig worden voorzien en afgestemd dat het ventiel makkelijker kan worden geopend dan een conventioneel ventiel, en dus een verder verbeterde ergonomie biedt aan de gebruiker, alsmede een verbeterde richt- en doseer mogelijkheid. De veren kunnen ook zorgen voor een snellere sluiting van het ventiel in vergelijking met het conventionele ventiel. Een ventiel met een interne spiraalveer is bijvoorbeeld beschreven in WO 2015/032963 A1 en in US 5,014,887. Ventielen met externe spiraalveren kunnen gevonden worden als onderdeel van de familie van de ventielen MIKAVent PU-RF, verkrijgbaar bij Mikropakk. Ventielen met een bladveer kunnen worden gevonden in US 6058960, WO 03/062092 en WO 2009/004097.

Net zoals conventionele ventielen, hebben deze "feststof" ventielen meestal ook een ventielcup en een steel. De ventielcup van dergelijke ventielen kan nog steeds gevoelig zijn voor vervorming. Deze ventielen zijn meestal voorzien van ten minste één oppervlak voor afdichting aan de buitenkant van de steel van het ventiel, geschikt voor het vormen van een afdichting, wanneer in contact gebracht met een pistool adapter, een doseerpistool, of een handbediening applicator. Deze afdichting oppervlakken kunnen bestaan uit lamellen voor de verbetering van de afdichtende werking, en deze lamellen kunnen worden voorzien op geschikte locaties aan de buitenkant van de ventiel. Voorbeelden van dergelijke lamellen worden beschreven in US 5014887, US 6058960 en in WO 2009/004097.

Om veiligheidsredenen worden de containers die klaar zijn voor verkoop daarom steeds voorzien van een beschermkap, dat het containerventiel en meer specifiek de ventielsteel moet afschermen tegen beschadiging, afscheuren of aanraking, en verschuiving relatief gezien ten opzichte van de ventielplaat, en dus om Vveiligheidsredenen en voor bescherming tegen een accidentele verspilling. De containers voor gebruik in handbediening worden typisch voorzien zonder pistoolkoppelstuk, i.e. met het ventiel volledig bereikbaar. Daarom worden dergelijke containers conventioneel voorzien met een aparte beschermkap die meestal op de flens rond de containerkop wordt geklikt. De containers voor professioneel gebruik, d.w.z. voor gebruik in combinatie met bijvoorbeeld een pistool worden voorzien met een pistoolkoppelstuk, dat typisch op de flens rond de ventielplaat geklikt.

Toegang tot de ventielsteel door dit eerste koppelstuk wordt dan typisch afgesloten door middel van een apart beschermingsdeksel, dat bijvoorbeeld op de bovenste rand van het pistoolkoppelstuk kan klikken, dat op een geschikte wijze kan worden aangepast voor het opklikken van het deksel, zoals door het voorzien van een kleine kraag.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het injecteren van ten minste één drijfgas in de spuitbus, bij voorkeur doorheen het geopende ventiel. De aanvragers verkiezen deze methode van “vulling onder druk” omdat ze de mogelijkheid beperkt dat de inhoud van de bus in contact zou komen met veel luchtvochtigheid, en ook omdat deze methode ecologisch en economisch meer aanvaardbaar is omdat er minder drijfgas verloren gaat naar de omgeving. Een zeer gepaste werkwijze voor het injecteren van drijfgas in een spuitbus voor PU schuim staat beschreven in de octrooiaanvraag met als referentie BE 2018/5924.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze verder de stap van het schudden van de spuitbus. Op deze manier wordt de reactie tussen de polyolsamenstelling en de isocyanaatsamenstelling tot prepolymeer bevorderd.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het ventiel een ventiel voor pistoolschuim. Dit biedt het voordeel dat, met een gepast hulpmiddel, de spuitbus geschikt kan zijn voor gebruik met een doseerpistool, maar bij goede keuze van het hulpmiddel ook voor handgebruik, d.i. met een applicator voor handbediening, zoals verder beschreven.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding waarbij de spuitbus wordt afgesloten met een ventiel voor pistoolschuim omvat de werkwijze verder de stap van het bevestigen van een applicator voor handbediening geschikt voor een spuitbus met pistoolschuim.

Een applicator voor handbediening die geschikt is voor een spuitous met een ventiel voor pistoolschuim staat bij voorbeeld beschreven in WO 2012/052449 A2 en US 10106309 B2. Dit biedt het voordeel dat in de productielijn van PU spuitbussen maar één enkele lijn moet worden voorzien,

waarbij op elke spuitbus een ventiel voor pistoolschuim mag worden bevestigd maar dat een deel van deze productie kan worden uitgerust voor gebruik in handbediening, d.i. meer gericht naar de doe-het-zelver of de meer occasionele gebruiker.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding waarbij de spuitbus wordt afgesloten met een ventiel voor pistoolschuim omvat de werkwijze verder de stap van het bevestigen van een pistoolkoppelstuk op de ventielkraag, bij voorkeur een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel. Hierdoor wordt de spuitbus klaargemaakt voor gebruik als pistoolschuim, d.i. met behulp van een doseerpistool. Het beschermdeksel biedt het voordeel dat het ventiel van de spuitbus beschermd is tijdens zijn behandeling tussen de productielijn en de plaats van gebruik, tot vlak voor het koppelen met een doseerpistool. Een geschikt pistoolkoppelstuk met afbreekbaar beschermdeksel staat bij voorbeeld beschreven in WO 2009/004097 A1. Een geschikt pistoolkoppelstuk waarbij het beschermdeksel niet alleen verwijderbaar is maar ook terug kan worden aangebracht na een eerste gebruik, staat beschreven in WO 2011/151295 A1. Dit laatste biedt het voordeel dat het ventiel ook beschermd kan zijn tussen een eerder gebruik en een later hergebruik van dezelfde spuitbus.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het pistoolkoppelstuk geschikt voor het bevestigen van een applicator voor handbediening. Een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel dat geschikt is voor het bevestigen van een applicator voor handbediening staat bij voorbeeld beschreven in WO 2011/151295 A1. Het pistoolkoppelstuk uit WO 2011/151295 A1 biedt het bijkomend voordeel dat de logistieke aanvoerketen slechts één vorm van spuitbus moet behandelen om zowel de professionele gebruiker, die graag met een doseerpistool werkt, als de doe-het-zelver, die liever met handbediening werkt, te kunnen bevoorraden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het ventiel een ventiel voor handbediening. Dit biedt het voordeel dat, met een gepast hulpmiddel, de spuitous geschikt is voor gebruik met handbediening, zoals na het bevestigen op het ventiel van eenapplicatorslangetje of van een applicator voor handbediening met hefboom, zoals hoger reeds beschreven.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze, na de injectie van drijfgas, verder de stap van het aanbrengen van een beschermkap op de spuitbuskop, bij voorkeur een beschermkap met daarin een accessoir voorwerp, bij voorkeur ten minste één kunststof handschoen, bij meer voorkeur ten minste één paar kunststof handschoenen. Een geschikte beschermkap staat bij voorbeeld beschreven in EP 2371738 A1. Deze beschermkap heeft tot doel het ventiel op de spuitbus te beschermen tijdens de behandeling tussen de productielijn en de plaats van gebruik door de gebruiker.

VOORBEELDEN Figuren 1 en 2 tonen respectievelijk een onderaanzicht en een doorsnede van een verwijderbare spuitmond 1 volgens de huidige uitvinding. De doorsnede in Figuur 2 is genomen langs de lijnen 1-11 op Figuur 1.

Figuren 3 en 4 tonen respectievelijk een onderaanzicht en een doorsnede van een buitenkop 2 met verwijderbare spuitmond 1 volgens de huidige uitvinding. De doorsnede in Figuur 4 is genomen langs de lijnen IV-IV op Figuur 3.

Figuren 5, 6 en 7 tonen respectievelijk een doorsnede, een onderaanzicht en een zijaanzicht van een buitenkop 2 volgens de huidige uitvinding.

Figuur 8 toont een doorsnede van een vulkop 3 met buitenkop 2 en spuitmond 1 volgens de huidige uitvinding. De figuur toont ook de afsluiter 4, gevormd door een kegel 6, waarvan de top uitloopt in een bout waarmee die kegel 6 vastgeschroefd zit in het bovenste deel 7 van de vulkop en waarvan de zijwand onderaan voorzien is van een pakking 8 waarmee die kegel 6 past tegen een zitting 10 in het onderste deel 9 van de vulkop. Terwijl het onderste deel 9, waarop de buitenkop 2 is geschroefd, op de vulopening van de spuitbus, die niet getoond is, steunt, kan het bovenste deel 7 verder naar beneden bewegen waardoor de afsluiter 4 opent doordat dekegel 6 met zijn pakking 8 loskomt van zijn zitting 10. Wanneer het bovenste deel 7 van de vulkop na de vloeistofvulling terug omhoog wordt gehaald, komt ook de kegel 6 weer omhoog, terwijl het onderste deel 9 van de vulkop door de spiraalveer 11 naar beneden wordt gedrukt en nog op de spuitbus blijft zitten. De zijwand van de kegel 6 sluit dan opnieuw aan met zijn pakking 8 tegen zijn zitting 10 in het onderste deel van de vulkop. Wanneer de vulkop 3 dan verder omhoog wordt gehaald gaat ook het onderste deel 9 van de vulkop mee omhoog, zodat de buitenkop 2 loslaat van de spuitous en de spuitmond 1 uit de vulopening wordt gehaald. Dit alles gebeurt bij voorkeur in één vloeiende beweging.

Het is duidelijk uit Figuur 8 dat bij het sluiten van de afsluiter 4 door het opwaarts bewegen van de kegel 6 ten opzichte van de buitenkop 2 en spuitmond 1, het volume van de uitloopkamer 5 vergroot zodanig dat vloeistof die in de kanaaltjes in de spuitmond 1 zit, omhoog wordt getrokken zodat het risico op lekken uit de spuitmond 1 vermindert.

Nu deze uitvinding volledig beschreven is, zal de vakman beseffen dat de uitvinding kan worden uitgevoerd met een brede waaier aan parameters binnen wat wordt geclaimd, zonder daarom af te wijken van de omvang van de uitvinding, zoals gedefinieerd door de conclusies.

Claims (32)

CONCLUSIES

1. Een vulstation voor het vullen van vloeistoffen voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus, doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minste één vulkop (3) van het vulstation voorzien is van een losschroefbare buitenkop (2) met daarin een verwijderbare spuitmond (1).

2. Het vulstation volgens conclusie 1 waarbij de uitlaatkant van de buitenkop (2) voorzien is van een vernauwing en de spuitmond (1) voorzien is van een zijdelings uitstaande verbreding die aangepast is om door de vernauwing in de buitenkop tegengehouden te worden.

3. Het vulstation volgens conclusie 1 of 2 waarbij de spuitmond (1) voorzien is van een patroon van kanaaltjes om de vloeistof doorheen de spuitmond te geleiden.

4. Het vulstation volgens de voorgaande conclusie waarbij de kanaaltjes parallel zijn uitgevoerd.

5. Het vulstation volgens eender welke van de conclusies 3-4 waarbij de kanaaltjes een lengte-over-diameter (L/D) verhouding hebben van ten minste 5.

6. Het vulstation volgens een der voorgaande conclusies waarbij de spuitmond (1) is vervaardigd door additieve vervaardiging (“additive manufacturing”), bij voorkeur door gebruik van een driedimensionele druktechniek (“3D printing”).

7. Het vulstation volgens een der voorgaande conclusies waarbij de spuitmond (1) is vervaardigd uit een materiaal gekozen uit metaal en kunststof, bij voorkeur kunststof.

8. Het vulstation volgens een der voorgaande conclusies waarbij de vulkop (3) een afsluiter (4) omvat om de vloeistoftoevoer te openen en te sluiten.

9. Het vulstation volgens de voorgaande conclusie waarbij de vulkop (3) verder een uitloopkamer (5) omvat tussen de afsluiter (4) en de spuitmond (1).

10. Het vulstation volgens de voorgaandeconclusie waarbij het volume van de uitloopkamer (5) groter is bij gesloten afsluiter (4) dan bij open afsluiter.

11. Het vulstation volgens een der voorgaande conclusies waarbij ten minste twee en bij voorkeur al de vulkoppen (3) voor het vullen van de polyolsamenstelling voor de PU schuimsamenstelling voorzien zijn van de buitenkop (2) met de verwijderbare spuitmond (1).

12. Het vulstation volgens een der voorgaande conclusies waarbij ten minste één van de vulkoppen (3) voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling voor de PU schuimsamenstelling voorzien is van de buitenkop (2) met de verwijderbare spuitmond (1), bij voorkeur al de vulkoppen (3) voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling.

13. Een werkwijze, door middel van een vulstation volgens één van de voorgaande conclusies, voor het vullen van ten minste één vloeistof voor een polyurethaan (PU) schuimsamenstelling in een spuitbus doorheen de vulopening vooraleer de bus wordt afgesloten met een ventiel, waarbij ten minste één van de vloeistofvullingen in de spuitbus wordt gebracht doorheen de vulkop (3) die voorzien is van de losschoefbare buitenkop (2) met de verwijderbare spuitmond.

14. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij de vulkop (3) een afsluiter (4) omvat stroomopwaarts van de spuitmond (1) die de vloeistoftoevoer afsluit na het vullen van de ten minste één van de vloeistofvullingen en terug opent vóór het vullen van het volgende exemplaar van de ten minste één van de vloeistofvullingen.

15. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij de afsluiter (4) sluit tijdens het verwijderen van de vulkop (3) van de spuitbus na het vullen van de ten minste één van de vloeistofvullingen en terug opent tijdens het plaatsen van de vulkop (3) op de volgende spuitbus voor het vullen van het volgende exemplaar van de ten minste één van de vloeistofvullingen.

16. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 14-15 waarbij de vulkop (3) verder een uitloopkamer (5) omvat tussen de afsluiter (4) en de spuitmond (1), en waarbij het sluiten van de afsluiter (4) het volume van de uitloopkamer (5) vergroot.

17. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 13-16 waarbij de spuitmond (1), bij slijtage en/of vernauwing en/of verstopping van openingen in de spuitmond, verwijderd wordt uit de buitenkop en vervangen wordt door een schoon exemplaar van de spuitmond.

18. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij het schoon exemplaar van de spuitmond (1) een nieuw vervaardigd exemplaar is van de spuitmond.

19. De werkwijze volgens één van de conclusies 17-18 waarbij het schoon exemplaar in de uitlaat van de buitenkop wordt aangebracht door de spuitmond te plaatsen in de uitlaat van de buitenkop.

20. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 13-19 waarbij de spuitmond (1) verwijderd wordt uit de buitenkop door de buitenkop los te schroeven van de vulkop en vervolgens de spuitmond uit de buitenkop op te drukken in de richting tegengesteld aan de stromingsrichting van de vloeistof doorheen de spuitmond.

21. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 13-20 waarbij de verwijderbare spuitmond (1) na gebruik wordt verwijderd en niet wordt hergebruikt voor dezelfde functie.

22. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 13-21 waarbij twee of meer vulkoppen voorzien zijn voor het vullen van de polyolsamenstelling en waarbij ten minste een deel van de in eenzelfde spuitbus te vullen polyolsamenstelling gevuld wordt doorheen de vulkop (3) voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond, bij voorkeur wordt de ganse hoeveelheid polyolsamenstelling gevuld doorheen een vulkop (3) voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond.

23. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 13-22 waarbij twee of meer vulkoppen voorzien zijn voor het vullen van de isocyanaatsamenstelling en waarbij ten minste een deel van de vulling van de isocyanaatsamenstelling gevuld wordt doorheen de vulkop (3) voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond, bij voorkeur wordt de ganse hoeveelheid isocyanaatsamenstelling gevuld doorheen een vulkop (3) voorzien van de buitenkop met verwijderbare spuitmond.

24. De werkwijze volgens eender welke vande conclusies 13-23 verder omvattend de stap van het afsluiten van de gevulde spuitbus door een ventiel met ventielkraag te bevestigen op de vulopening van de spuitbus.

25. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie verder omvattend de stap van het injecteren van ten minste één drijfgas in de spuitbus, bij voorkeur doorheen het geopende ventiel.

26. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 24-25 verder omvattend de stap van het schudden van de spuitbus.

27. De werkwijze volgens eender welke van de conclusies 24-26 waarbij het ventiel een ventiel voor pistoolschuim is.

28. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie verder omvattend de stap van het bevestigen van een applicator voor handbediening geschikt voor een spuitbus met pistoolschuim.

29. De werkwijze volgens conclusie 27 verder omvattend de stap van het bevestigen van een pistoolkoppelstuk op de ventielkraag, bij voorkeur een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel.

30. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij het pistoolkoppelstuk geschikt is voor het bevestigen van een applicator voor handbediening.

31. De werkwijze volgens een der conclusies 24-26 waarbij het ventiel een ventiel voor handbediening is.

32. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie verder omvattend, na de injectie van drijfgas, de stap van het aanbrengen van een beschermkap op de spuitouskop, bij voorkeur een beschermkap met daarin een accessoir voorwerp, bij voorkeur ten minste één kunststof handschoen, bij meer voorkeur ten minste één paar kunststof handschoenen.