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DE2628785A1 - Soft polyurethane cold-foam prodn. from a polyol and an isocyanate - by metering the reactants, after pressurising, into a mixing chamber and discharging for foaming - Google Patents

Soft polyurethane cold-foam prodn. from a polyol and an isocyanate - by metering the reactants, after pressurising, into a mixing chamber and discharging for foaming

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DE2628785A1
DE2628785A1 DE19762628785 DE2628785A DE2628785A1 DE 2628785 A1 DE2628785 A1 DE 2628785A1 DE 19762628785 DE19762628785 DE 19762628785 DE 2628785 A DE2628785 A DE 2628785A DE 2628785 A1 DE2628785 A1 DE 2628785A1
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Germany
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mixing chamber
polyol
foam
gas
reactants
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Guenter Keller
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Chem Fab Ludwigsburg Zeh & Co
Knecht Filterwerk GmbH
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Chem Fab Ludwigsburg Zeh & Co
Knecht Filterwerk GmbH
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Publication date
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Abstract

Polyurethane cold-foam, esp. soft foam, is mfd. by metering a polyol and an isocyanate, under normal press., into a mixing chamber where the reactants are compounded by a rotary stirrer. The resulting mixt. is discharged from the mixing chamber for subsequent foaming. Specifically, the polyol component is mixed with a gas under super-pressure before the metering step and then metered, together with the gas, into the mixing chamber. Both reactants are mixed together at less than 2000 rpm. Frequent regular, cleaning of the equipment used, is unnecessary, without risk of impairment of the quality of the resulting foam.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Method of making a

Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes, bei dem eine Polyol- und eine Isocyanat-Komponente in dosierten Mengen bei Normaldruck in eine Mischkammer eingebracht, dort mittels eines umlaufenden Rührwerks vermischt und die Mischung hierauf aus der Mischkammer zum Zwecke der Schaumbildung ausgebracht wird. Polyurethane cold foam, especially flexible foam The invention relates to a method for producing a polyurethane cold foam, in particular Flexible foam, in which a polyol and an isocyanate component in dosed quantities Introduced into a mixing chamber at normal pressure, there by means of a circulating Mixer mixed and the mixture thereupon from the mixing chamber for the purpose of Foaming is applied.

Nach diesem Verfahren hergestellte Kalt- insbesondere Weichschäume können insbesondere in Form von Ringen mit den Kanten sternförmig gefalteter Papierfilter verbunden werden, wobei diese Ringe der Formstabilisierung und Abdichtung der Papierfilter in einem Filtergehäuse dienen. Bei den bekannten Verfahren erfolgt die kontinuierliche Herstellung des Polyurethanschaumes in einer sogenannten Niederdruckmaschine, in deren Mischkammer die Komponenten im wesentlichen bei Normaldruck von einem Rührwerk vermischt werden, das mit 5000 - 10000 Umdrehungen pro Minute umläuft. Diese hohe Drehzahl ist deswegen erforderlich, um den Schaumbildungsprozeß einzuleiten und zu begünstigen.Cold foams, especially flexible foams, produced using this process can in particular in the form of rings with the edges of star-shaped folded paper filters be connected, these rings of shape stabilization and sealing of the paper filter serve in a filter housing. In the known processes, the continuous process takes place Production of the polyurethane foam in a so-called low-pressure machine, in whose mixing chamber the components essentially at normal pressure from an agitator be mixed, which rotates at 5000 - 10000 revolutions per minute. This high Speed is therefore required to initiate the foam formation process and to favor.

Dabei ist die hohe Drehzahl des Rührwerks offenbar deshalb erforderlich, um den Komponenten ausreichend Luft beizumischen, wodurch erst die ordnungsgemäße Schaumbildung ermöglicht wird.The high speed of the agitator is obviously necessary in order to mix sufficient air into the components, whereby only the proper Foaming is enabled.

Die genannte, außerordentlich hohe Drehzahl hat jedoch den Nachteil, daß das Rührwerk sehr häufig gereinigt werden muß, wobei während der Reinigung das Herstellungsverfahren ausgesetzt werden muß. In der Praxis muß beispielsweise in Zeitabständen von jeweils 30 Sekunden mit chloriertem Kohlenwasserstoff gespült werden, was jedes Mal 7 - 8 Sekunden in Anspruch nimmt. Wegen der im Rührwerk verbleibenden Reste des Reinigungs- oder Spülmittels muß zudem der nach der Reinigung aus der Mischkammer ausgebrachte, erste "Schuß" verworfen werden. Versuche, daß Rührwerk mit niedrigerer Umdrehungszahl laufen zu lassen, führten nicht zum Erfolg, weil die dabei erzeugten Schäume nicht die erforderliche Gleichmäßigkeit und Höhe (Expansion) aufwiesen.However, the above-mentioned, extremely high speed has the disadvantage that the agitator has to be cleaned very frequently, with the Manufacturing processes must be suspended. In practice, for example, in Rinsed with chlorinated hydrocarbon at intervals of 30 seconds which takes 7-8 seconds each time. Because of the remaining in the agitator Residues of the cleaning or washing-up liquid must also be removed from the after cleaning Mixing chamber applied, first "shot" are discarded. Try that agitator Running at a lower speed did not work because the foams produced do not have the required uniformity and height (expansion) exhibited.

Man hat daher die zur Reinigung des Rührwerks erforderlichen, häufigen Unterbrechungen des Verfahrens bisher in Kauf genommen.The necessary frequent cleaning of the agitator is therefore required Interruptions in the process so far accepted.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die bisherige, periodisch in kurzen Zeitabständen auszuführende Reinigung des Rührwerks und der Mischkammer unterbleiben kann.It is the object of the invention, the method of the aforementioned Kind to improve so that the previous one, to be carried out periodically at short time intervals Cleaning of the agitator and the mixing chamber can be omitted.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polyol-Komponente vor der Dosierung unter berdruck mit einem Gas vermischt und zusammen mit diesem Gas dosiert und in die Mischkammer überführt, und daß beide Komponente in der Mischkammer mit einer Umlaufgeschwindigkeit kleiner als 2000 U/min durchgerührt werden.The object is achieved according to the invention in that the polyol component mixed with a gas before dosing under positive pressure and together with this Gas metered and transferred into the mixing chamber, and that both components in the mixing chamber be carried out at a speed of less than 2000 rpm.

Es hat sich in überraschender Weise gezeigt,daß aufgrund dieser Maßnahmen die periodische Reinigung von Rührwerk und Mischkammer unterbleiben kann, ohne die Qualität des erzeugten Kaltschaumes zu beeinträchtigen. Man kann nach dem erfindungsgemeßen Verfahren ohne weiteres über mehrere Stunden ohne Reinigung der Mischkammer und des Rührwerks produzieren, wodurch natürlich die Wirtschaftlichkeit gegenüber dem bekannten Verfahren erheblich gesteigert ist. Ein Spül- und Reinigungsprozeß ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur dann notwendig, wenn Betriebsunterbrechungen durch Pausen oder sonstige Störungen eine längere Stllegung der für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung verursachen.It has been shown, surprisingly, that due to these measures periodic cleaning of the agitator and mixing chamber can be omitted without the To impair the quality of the cold foam produced. One can according to the invention Process easily over several hours without cleaning the mixing chamber and of the agitator, which of course makes it more economical compared to the known method is significantly increased. There is a rinsing and cleaning process in the method according to the invention only necessary if there are business interruptions due to breaks or other disruptions, a longer suspension of the implementation cause of the device used.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung, auf der eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt ist, der weiteren Erläuterung.The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the accompanying drawing, on which a device for implementation of the method according to the invention is shown schematically, the further explanation.

Auf der Zeichnung enthält der Behälter 1 in bekannter Weise die sog. Polyol- oder A-Komponente, beispielsweise einen Polyäther oder Polyester. Ein Behälter 2 enthält in ebenfalls bekannter Weise die sog. Isocyanat- oderB-Komponente, Über Leitungen 3 bzw. 4 werden die Komponenten jeweils Dosiereinrichtungen 5 bzw. 6, beispielsweise Kolbendosierern,zugeleitet, in denen sie dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechend dosiert werden. Die dosierten Mengen der (flüssigen) Komponenten A und B gelangen schließlich in eine Mischkammer 7, in der sie von einem (an sich bekannten und deshalb nicht dargestellten) umlaufenden Rührwerk innig miteinander vermischt werden. Aus einem Auslaß 8 der Mischkammer 7 fließt schließlich die Mischung beispielsweise auf eine Unterlage oder ein Papierfilter aus, wo sich dann der eigentliche Schaumbildungsvorgang abspielt.In the drawing, the container 1 contains the so-called. Polyol or A component, for example a polyether or polyester. A container 2 also contains the so-called isocyanate or B component, over Lines 3 and 4, the components are each metering devices 5 and 6, for example piston dispensers, in which they can be used in the desired mixing ratio be dosed accordingly. The dosed amounts of the (liquid) components A and B finally arrive in a mixing chamber 7, in which they are known and therefore not shown) rotating agitator intimately with each other be mixed. The mixture finally flows from an outlet 8 of the mixing chamber 7 for example on a pad or a paper filter, where the actual Foaming process takes place.

Wie dargestellt, ist in die Leitung 3 ein Druckbehälter oder Autoklav 9 eingeschaltet, in den ein Gas, beispielsweise C02 mit einem Überdruck zwischen etwa 2 - 5, vorzugsweise 3 - 4 kg/ cm2 eingeleitet werden kann. Unter dem Überdruck vermischt sich das Gas mit der durchströmenden A-Komponente. Dem Autoklav 9 ist ein Rückschlagventil 11 nachgeschaltet. Hinter dem Ventil 11 liegen in der Anlage Niederdruckbedingungen vor, d.h. es herrscht im wesentlichen Atmosphärendruck.As shown, a pressure vessel or autoclave is in the line 3 9 switched on, in which a gas, for example C02 with an overpressure between about 2 - 5, preferably 3 - 4 kg / cm2 can be introduced. Under the overpressure the gas mixes with the A-component flowing through. The autoclave 9 is a check valve 11 is connected downstream. Behind the valve 11 are located in the system Conditions of low pressure prevail, i.e. there is essentially atmospheric pressure.

Es wurde gefunden, daß durch die unter Uberdruck erfolgende Vermischung der Polyol-Komponente mit einem Gas, vorzugsweise CO2 die Durchrührung in der Mischkammer 7 mit relativ niedrigen Umlaufgeschwindigkeiten, nämlich unterhalb 2000 U/min, insbesondere zwischen etwa 1000 und 1500, vorzugsweise etwa 1200 U/min vorgenommen werden kann und daß dennoch das aus der Mischkammer 7 ausfließende Produkt zu einer gleichmäßigen Schaumbildung mit der gewünschten Höhe befähigt ist. Bei den vorgenannten, niedrigen Umlaufgeschwindigkeiten ist aber eine ständige, periodische Spülung der Mischkammer und des von ihr umschlossenen Rührwerkes nicht erforderlich. Das Verfahren kann also in der dargestellten Vorrichtung über Stunden hinweg ununterbrochen ausgeführt werden.It has been found that the mixing which takes place under excess pressure the polyol component with a gas, preferably CO2, the stirring in the mixing chamber 7 with relatively low rotational speeds, namely below 2000 rpm, in particular between about 1000 and 1500, preferably about 1200 rpm can be made and that nevertheless the product flowing out of the mixing chamber 7 becomes uniform Foaming is capable of the desired height. With the aforementioned, low circulation speeds is a constant, periodic flushing of the Mixing chamber and the agitator enclosed by it are not required. The procedure can therefore run continuously for hours in the device shown will.

In die Polyol-Komponente wird vor ihrer Einbringung in den Behälter 1 in herkömmlicher Weise etwa 2 - 3 % Luft mit einer besonderen Rührvorrichtung eingerührt, wobei Verteilung und Größe der Luftblasen durch ebenfalls an sich bekannten Zusatz eines Tensides und Thixotropierungsmittel reguliert werden können.The polyol component is added to before it is placed in the container 1 conventionally about 2-3% air with a special stirring device stirred in, the distribution and size of the air bubbles also being known per se The addition of a surfactant and thixotropic agent can be regulated.

Diese Zusätze gewährleisten gleichzeitig die Stabilität der Luftblasen in der A-Komponente über mehrere Wochen hinweg vor der Verarbeitung, so daß diese Komponente lagerfähig ist. Desweiteren werden der Komponente A in herkömmlicherWeise vor Einbringung in den Behälter 1 vorher Aktivatoren, Treibmittel u.These additives also ensure the stability of the air bubbles in the A component for several weeks before processing, so this Component is storable. Furthermore, the component A is used in a conventional manner before placing in the container 1 beforehand activators, propellants and the like.

dgl. zugegeben, falls erforderlich.Like. Added if necessary.

Das Innere des Autoklaven 9 wird durch das eingeleitete Gas auf einem konstanten Überdruck gehalten. Durch den Zusatz des Gases, vorzugsweise C02, erfolgt die Schaumbildung mit der gewünschten Expansionshöhe, wie sie für das zu schäumende Produkt erforderlich ist. Der Autoklav 9 kann ein Rührwerk enthalten.The inside of the autoclave 9 is by the introduced gas on a kept constant overpressure. By adding the gas, preferably C02, takes place the foam formation with the desired expansion height, as required for the foam to be foamed Product is required. The autoclave 9 can contain a stirrer.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Polyol-Komponente etwa 2 -3 Vol% des Gases unter Überdruck beigemischt werden.It has proven to be advantageous if the polyol component is about 2 -3% by volume of the gas can be added under excess pressure.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (6)

Patentansprüche: Verfahren zum Herstellen eines Polyurethan-Kaltschaumes, insbesondere Weichschaumes, bei dem eine Polyol- und Isocyanat-Komponente dosierten Mengen bei Normaldruck in eine Mischkammer eingebracht, dort mittels eines umlaufenden Rührwerks vermiscnt und die Mischung hierauf aus der Mischkammer zum Zwecke der Schaumbildung ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente vor der Dosierung unter überdruck mit einem Gas vermischt und zusammen mit diesem Gas dosiert und in die Mischkammer überführt wird, und daß beide Komponenten in der Mischkammer mit einer Umlaufgeschwindigkeit des Rührwerks kleiner als 2000 U/min durchgerührt werden. Claims: Method for producing a polyurethane cold foam, especially flexible foam in which a polyol and isocyanate component are dosed Quantities introduced into a mixing chamber at normal pressure, there by means of a circulating Agitator mixed and the mixture thereupon from the mixing chamber for the purpose of Foam formation is applied, characterized in that the polyol component mixed with a gas before dosing under positive pressure and together with this Gas is metered and transferred into the mixing chamber, and that both components in the mixing chamber with a rotating speed of the agitator less than 2000 rpm be carried out. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Polyol-Komponente mit dem Gas bei einem Überdruck zwischen etwa 2-5, vorzugsweise 3-4 kg/cm2 vorgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixing the polyol component with the gas at an excess pressure between about 2-5, preferably 3-4 kg / cm2 is made. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyol-Komponente etwa 2-3 VolZ des Gases unter Überdruck beigemischt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the The polyol component can be mixed in with about 2-3 VolZ of the gas under excess pressure. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyol-Komponente C02 beigemischt wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the polyol component C02 is added. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Umlaufgeschwindigkeit zwischen etwa 1000 und 1500 U/min, vorzugsweise etwa 1200 U/min gerührt wird.5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that that at a rotational speed between about 1000 and 1500 rpm, preferably about 1200 rpm is stirred. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer die Polyol-Komponente dosierenden Einrichtung (5) ein mit Rührer versehener Autoklav (9) angeordnet ist, in den das Gas einleitbar ist.6. Device for performing the method according to one of the claims 1-5, characterized in that in front of a device metering the polyol component (5) an autoclave (9) provided with a stirrer is arranged, into which the gas can be introduced is.
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