FI106244B - Menetelmä ja laite levypolyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoimiseen valmistukseen ennalta määrätyllä painealueella - Google Patents

Description

106244

MENETELMÄ JA LAITE LEVYPOLYURETAANIVAAHTOMUOVIN JATKUVATOIMISEEN VALMISTUKSEEN ENNALTA MÄÄRÄTYLLÄ PAINEALUEELLA - FÖRFA-RANDE OCH ANORDNING FÖR KONTINUERLIG FRAMSTÄLLNING AV PLATT-POLYURETANSKUMPLAST INOM ETT FÖRUTBESTÄMT TRYCKOMRÄDE

Keksintö koskee menetelmää levymäisen (slabstock) polyuretaa-nivaahtomuovin jatkuvatoimiseen valmistukseen, joka käsittää polymeroituvan reaktioseoksen valmistamisen, joka sisältää vaahdotusainetta, mainitun reaktioseoksen lisäämisen oleellisen jatkuvatoimisesti liikkuvalle kuljetinvälineelle ja tämän reaktioseoksen vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen sallimisen mainitun vaahtomuovin muodostamiseksi, joka reaktioseoksen vapaa kohoamislaajeneminen ja polymeroituminen suoritetaan oleellisen hermeettisesti suljetussa tilassa, jossa reaktioseosta ympäröi ainakin osaksi kaasukerros, jonka kaasun painetta ylläpidetään mainitun vapaan kohoamislaajene-misen ja polymeroinnin aikana ennalta määrätyllä painealueel-la, ainakin osaksi poistamalla kaasua mainitusta tilasta.

Tällainen menetelmä kuvataan julkaisussa EP-A1-0 044 226. Tässä tunnetussa menetelmässä vaahtoprosessi suoritetaan kontrolloiduissa paineolosuhteissa. Tämän menetelmän mukaisesti vaahtomuoviprosessi voidaan suorittaa esimerkiksi alennetussa paineessa niin, että halutun alhaisen tiheyden saavuttamiseen vaaditaan pienempi määrä fysikaalisia ja kemiallisia vaahdotusaineita, erityisesti vettä. Veden pienemmästä määrästä johtuen tuotettu polyuretaanivaahtomuovi on pehmeämpää. Vastakohtana polyuretaanivaahtomuovin kovuutta voidaan lisätä suorittamalla vaahtoprosessin korkeammassa paineessa käyttäen saunalla suurempia määriä vaahdotusaineita kuten vettä. Tällä tavalla on tämän vuoksi mahdollista käyttää painetta lisäformulointiparametrinä.

Eräs hyvin tunnettu ongelma levypolyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoimisessa valmistuksessa on, että ympäröivä ilmanpaine olisi aina pidettävä samana vakioarvona vakiot ominaisuudet 2 106244 omaavan vaahtomuovin valmistamiseksi. Itse asiassa on hyvin tunnettua, että jopa suhteellisen pienillä painevaihteluilla on esimerkiksi vaikutusta tuotetun vaahtomuovin tiheyteen ja kovuuteen. Tässä suhteessa on havaittu, että käytettäessä nykyisiä jatkuvatoimisia polyuretaanilevyvaahtomuovinvalmis-tuskoneita, jotka kaikki ovat avointa tyyppiä, ts. joissa vaahdotusprosessi suoritetaan ympäristön paineolosuhteissa, ympäröivän ilmakehän paineen vaihtelut päivästä toiseen aiheuttavat tiheyden ja muiden ominaisuuksien kuten levyvaahto-muovin kovuuden vaihteluita. Lisäksi on selvää, että käytettäessä hermeettisesti suljettua jatkuvatoimista vaahtomuovin-valmistuskonetta ilman sopivia kontrolleja, voivat painevaih-telut mainitun kotelon sisällä olla vielä paljon suuremmat ja nopeammat kuin ympäristön paineen päivästä toiseen tapahtuvat vaihtelut.

Julkaisussa EP-Al-0 044 226 esitetään tapa paineen kontrolloimiseksi pääasiassa suljetussa epäjatkuvassa vaahtomuovin-valmistuskoneessa. Mahdollisuus käyttää tätä tapaa jatkuvatoimisessa vaahtomuovinvalmistuskoneessa ainoastaan mainitaan yhdessä ainoassa kappaleessa. Näillä jatkuvatoimisilla vaah-tomuovinvalmistuskoneilla on kuitenkin paljon suuremmat mitat kuin epäjatkuvilla vaahtomuovinvalmistuskoneilla, ja ne vaativat esimerkiksi 1 000 - 1 500-m3 kotelon.

Oleellisesti vakion korkean paineen ylläpitämiseksi julkaisussa EP-Al-0 044 226 ehdotetaan säätöventtiilin käyttöä, joka sallii kaasun vapautumisen kun paine ylittää ennalta määrätyn vakioarvon. Lisäksi voidaan käyttää paineilmapumppua, jota käytetään painemittarin, säätöventtiilin ja kytken-. täkontrollien yhteydessä. Vaikka julkaisussa EP-Al-0 044 226 ’ ei mainita mitään siitä, kuinka tätä paineenkontrollitapaa käytetään, olisi selvää, että kytkentäkontrolleja käytetään kytkemään paineilmapumpun päälle ja pois päältä painemittarin mittaaman paineen mukaan. Lisäksi julkaisun US-A-4 777 186 esityksen mukaan ammattimies voisi käyttää paineilmapumppua vain mainitun korkean paineen saavuttamiseen, edullisesti 3 106244 ennen vaahtoprosessin aloittamista. Halutun paineen tuotettu-aan hän kytkisi paineilmapumpun pois päältä ja ylläpitäisi ’ oleellisen vakiota, ilmakehän painetta korkeampaa painetta päästämällä suljetusta vaahtomuovinvalmistuskoneesta ilmaa * reaktion aikana.

Eräs edellä kuvatun menetelmän haitta on, ettei se salli suuressa jatkuvatoimisessa vaahtomuovinvalmistuskoneessa riittävän vakiona pysyvän korkean paineen ylläpitoa, jota vaaditaan tasaiset ominaisuudet omaavan levypolyuretaanivaahtomuovin saamiseen. Itse asiassa tunnetuissa vaahtomuovinvalmistusko-neissa vaaditaan aina minimaalista paineenvaihtelua joko aktivoimaan kytkentäkontrollit kytkemään paineilmapumpun päälle tai pois päältä, ja/tai avamaan tai sulkemaan säätöventtii-lin.

Julkaisussa EP-A1-0 044 226 kuvataan edelleen tyhjöpumpun ja sopivien kontrollien käyttö, joita ei kuvata edelleen, oleellisen vakion alennetun paineen ylläpitämiseksi. Tässä suhteessa keksinnön keksijät ovat suorittaneet kokeita suurella hermeettisesti suljetulla jatkuvatoimisella vaahtomuovinval-mistuskoneella, jossa he ovat koettaneet ylläpitää vakiota alhaista painetta kontrolloimalla käytettyjen pumppuyksiköi-den nopeutta pumppaamaan kaasuja ulos kotelosta virtausnopeudella, joka on oleellisestä yhtä suuri kuin vaahdotuskaa-sun muodostumisnopeus, mutta ilmeni, ettei mainitun paineen ylläpitäminen riittävän vakiona ollut mahdollista tällä tavalla.

Sen vuoksi keksinnön eräänä kohteena on aikaansaada menetelmä laattapolyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoimiseen valmistukseen, jossa paineenvaihtelua reaktioseoksen ympärillä pienen-’ netään vaahtoprosessin aikana oleellisen vakiolaatuisen laat tapolyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoimisen valmistuksen sallimiseksi .

106244 4 Tätä varten keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että mainittuun tilaan toimitetaan oleellisen jatkuvatoimisesta kaasua, vaahdotuskaasun tuotannon lisäksi, vapaan vapaakohoamiselaajenemisen ja polymeroitumisen aikana Sennalla kun mainitusta tilasta poistetaan samanaikaisesti kaasua mainitun paineen ylläpitämiseksi mainitulla painealueella ja mainitun paineen vaihteluiden pienentämiseksi mainitulla painealueella. Hämmästyttävällä tavalla on kokeellisesti keksitty, että lisäämällä kaasua jatkuvatoimisesti reagoivaa reak-tioseosta ympäröivään tilaan samalla kun mainitusta tilasta samanaikaisesti poistetaan kaasua paineenvaihtelu mainitussa tilassa vähenee suhteessa painevaihteluihin, joita tapahtuu siinä tapauksessa, ettei lisätä lisää kaasua ja että sen vuoksi vain reaktioseoksesta muodostuvat kaasut poistetaan.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa kaasukerroksen lämpötila mainitussa suljetussa tilassa pidetään ainakin mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana alueella enimmillään noin 5 % ennalta määrätyn lämpötila-alueen alapuolella tai yläpuolella ainakin osaksi kontrolloimalla mainittuun tilaan toimitetun kaasun lämpötilaa ja/tai virtausnopeutta. Tällä tavalla keksinnön mukainen menetelmä sallii myös kontrolloida lämpötilaa reaktioseoksen ympärillä, jolla lämpötilalla on vaikutusta myös tuotetun vaahtomuovin ominaisuuksiin.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä erityisessä suoritusmuodossa paine mainitun tilan sisällä ylläpidetään vallitsevassa ympäristön paineessa tai tämän alla, ja mainittua kaasua lisätään virtausnopeudella, joka on yhtä suuri kuin aina- . kin puolet vaahdotuskaasuntuotannon nopeudesta ja joka on edullisesti ainakin yhtä suuri kuin mainittu vaahdotuskaasuntuotannon nopeus mutta joka virtausnopeus on pienempi kuin viisi kertaa mainittu vaahdotuskaasuntuotannon nopeus ja edullisesti pienempi kuin kolme kertaa mainittu vaahdotuskaasuntuotannon nopeus.

9 « 5 106244

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa erityisessä suoritusmuodossa paine mainitun tilan sisällä ylläpidetään vallitsevaa ympäristön painetta korkeammalla, ja mainittua kaasua lisätään virtausnopeudella, joka on ainakin yhtä suuri kuin kymmenesosa kaasuntuotannon nopeudesta ja joka on edullisesti ainakin yhtä suuri kuin kolmasosa vaahdotuskaasun-tuotannon nopeudesta mutta joka virtausnopeus on pienempi kuin neljä kertaa mainittu vaahdotuskaasuntuotannon nopeus ja edullisesti pienempi kuin kaksi kertaa mainittu vaahdotus-kaasuntuotannon nopeus.

Näissä kahdessa erityuisessä suoritusmuodossa määriteltyjen virtausnopeusrajoitusten puitteissa paine samoin kuin lämpötila voidaan kontrolloida riittävän tarkasti tuottamatta liikaa jätekaasuja, jotka on edullisesti tarkoitus puhdistaa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kaasua voidaan lisätä joko aktiivisesti tai passiivisesti, vallitsevassa ympäristön paineessa, mainittuun tilaan samalla kun kaasua päästetään ulos myös joko aktiivisesti tai passiivisesti, mainitussa tilassa muodostuneesta paineesta riippuen. Oleellisen vakioota painetta varten vallitsevassa ympäristön paineessa tai lähellä sitä kaasua lisätään ja poistetaan aktiivisesti.

* Edelleen keksintö koskee myös levymäisen polyuretaanivaahto-muovin jatkuvatoimiseen valmistukseen tarkoitettua laitetta, joka käsittää oleellisen hermeettisen kotelon, kuljetinväli-neen mainitun kotelon sisällä, sekoituspään vaahdotusainetta sisältävän polyuretaanireaktioseoksen sekoittamiseksi, välineen mainitun reaktioseoksen purkamiseksi mainitulle kulje-tinvälineelle niiden liikkuessa jatkuvatoimisesti mainitun reaktioseoksen vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen mahdollistamiseksi pitkin mainittua kuljetinvälinettä, kaasunpumppausvälineen, jossa on kaasun sisääntuloputki ja kaasun ulostuloputki, ja väline mainitun kaasun sisääntulo-putken yhdistämiseksi mainittuun koteloon mahdollistamaan kaasun aktiivisen poistamisen mainitusta kotelosta mainitun 6 106244 kaasunpumppausvälineen avulla mainitun vapaan kohoamislaa-jenemisen ja polymeroitumisen aikana.

Tällainen laite kuvataan julkaisussa EP-A1-0 044 226. Tässä tunnetussa laitteessa väline kaasun aktiiviseen poistamiseen koostuu tyhjöpumpusta. Kuten tässä edellä jo selitettiin, ei oleellisen vakion alhaisen paineen ylläpitäminen vaikuta sovellutuskelpoiselta suuren jatkuvatoimisen vaahtomuovinval-mistuslaitteen kotelon sisällä vain tyhjöpumppua kontrolloimalla.

Tämän ja muiden haittojen voittamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että se on varustettu laitteella kaasun jatkuvatoimiseen lisäämiseen mainittuun koteloon mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana samalla kun mainitusta kotelosta poistetaan samanaikaisesti aktiivisesti kaasua mainitun kaasunpumppausvälineen avulla painevaihteluiden pienentämiseksi mainitun kotelon sisällä.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen muut yksityiskohdat ja edut ilmenevät joidenklin erityisten suoritusmuotojen seu-raavasta kuvauksesta; tämä kuvaus esitetään vain kuvaanava esimerkkinä eikä sitä ole tarkoitettu keksinnön suoja-alaa rajoittavaksi. Viitenumerot liittyvät oheisiin piirroksiin, joissa: kuvio 1 on kaavamainen läpileikkauskuva keksinnön mukaisesta laitteesta, jossa luodaan ympäristön painetta alhaisempi paine; ja . kuvio 2 on myös kaavamainen läpileikkauskuva keksinnön mukaisesta laitteesta, jossa luodaan ympäristön painetta korkeampi paine.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä, samoin kuin tavanomaisessa, avoimissa jatkuvatoimisissa polyurtetaanilevyvaahtomuo-vinvalmistuslaitteissa, valmistetaan polymeroituva reaktio- 7 106244 seos, joka sisältää vaahdotusainetta, jota mainittua reaktio-seosta lisätään jatkuvatoimisesta liikkuvalle kuljetinväli-• neelle, joka sisältää tavallisesti ainakin yhden liikkuvan paperin tai kalvon ja yhden tai useita kuljetushihnoja, ja tämän reaktioseoksen annetaan kohota vapaasti ja polymeroitua mainitun vaahtomuovin muodostamiseksi. Tämä vaahtomuovipro-sessi voidaan suorittaa tunnetun jatkuvatoimisen vaahto-muovinvalmistuskoneen avulla, joka on "inclined convoyer"-tyyppiä, "Maxfoam/Varimax"-tyyppiä tai "Quadro-Foamat"-tyyppiä, joissa kaikissa kolmessa on tai ei ole tasapintajärjestelmää, tai "Vertifoam"-tyyppiä. Reaktioseos valmistetaan tavallisesti polyoli- ja polyisosyanaattikomponentista.

Polyolikomponentti voi sisältää esimerkiksi: - polyeetteripolyoleja, jotka valmistetaan saattamalla yhtä tai useaa alkyleenioksidia tai substituoitua alkyleenioksidia kuten etyleenioksidia tai propyleenioksidia reagoimaan yhden tai usean aktiivista vetyä sisältävän initiaattorin kuten glyserolin tai trimetylolipropaanin kanssa, - osaksi tai täysin aminoituja polyeetteripolyoleja, jotka ovat edellä kuvattua tyyppiä, - polyesteripolyoleja, jotka valmistetaan saattamalla yhtä tai useaa polykarboksyylihaoppoa tai näiden anhydridiä tai esteriä kuten adipiinihappoa, ftaalihappoa, ..., reagoimaan yhden tai usean polyhydriden alkoholin kuten etyleeniglyko-lin, glyserolin, ... kanssa, - polyeetteri- tai polyesteripolyoleja, jotka sisältävät po-lyadditio- tai polykondensointipolymeerejä dispergoidussa tai liukoisessa muodossa.

Polyisosyanaattikomponentti voi koostua erilaisista alifaat-tisista tai aromaattisista isosyanaateista, joista TDI, MDI ja/tai TDI:n ja/tai MDI:n esipolymeerit ovat tavallisimmin käytettyjä.

Vaahdotusaineina voidaan käyttää kemiallisia vaahdotusaineita kuten vettä, muurahaishappoa tai näiden johdannaisia, ja fy δ 106244 sikaalisia vaahdotusaineita, kuten CFC 11, metyleenikloridi ja muut CFC't, HCFC't ja nesteet, joilla on suhteellisen alhainen kiehumispiste.

Reaktioseos sisältää myös katalysaattoreita, kuten hyvin tunnettuja amiinikatalysaattoreita ja/tai metallikatalysaatto-reita. Myös pinta-aktiiviset aineet ovat usen välttämättömiä, ja lukuisten tyyppien on havaittu olevan käyttökelpoisia. Mikäli välttämätöntä, reaktioseokseen voidaan lisätä muita lisäaineita kuten paloa hidastavia aineita, verkkoutusainei-ta, jatkoaineita, täyteaineita, solunavausaineita, pigmenttejä, hapetuksenestoaineita,...

Keksinnön mukaisessa menetelmässä vapaa kohoamislaajeneminen ja polymerointi suoritetaan oleellisen hermeettisesti suljetussa tai kaasutiiviissä tilassa, jossa reaktioseos on ainakin osaksi kaasukerroksen ympäröimänä. Ensimmäisessä vaiheessa, ts. vapaan kohoamislaajenemisen alkaessa, ja edullisesti jo ennen reaktioseoksen laajenemisen alkamista, kaasujen paine säädetään ennalta määrätylle painealueelle. Tämä painealue on normaalisti välillä 50 ja 1 000 kPa (0,5 ja 10 bar) ja tavallisesti välillä 70 ja 150 kPa (0,7 ja 1,5 bar). Toisessa vaiheessa, ts. polyturetaanivaahtomuovin jatkuvatoimisen valmistuksen aikana, paine pidetään mainitulla ennalta määrätyllä painealueella, toisaalta, poistamalla kaasua mainitusta tilasta, ja toisaalta lisäämällä jatkuvasti ilmaa mainittuun tilaan, vaahdotuskaasun muodostumisen lisäksi reaktioseoksen mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana. Hämmästyttävällä tavalla on keksitty, että johtuen yhdistelmästä, että kaasua poistetaan mainitusta tilasta ja : lisätään samalla kertaa, vaahdotuskaasutuotannon lisäksi, jatkuvasti mainittuun tilaan, painevaihteluita mainitussa tilassa voidaan pienentää huomattavasti.

Kun haluttu paine mainitussa tilassa on riittävästi alhaisempi kuin vallitseva ympäristön paine, kaasua voidaan lisätä mainittuun tilaan tuossa vallitsevassa ympäristön paineessa 9 106244 sisääntuloaukon kautta. Kaasun lisäämistä mainittuun tilaan kontrolloidaan sitten esimerkiksi säätösisääntuloventtiilien avulla tai mahdollisesti käyttämällä kuristuslaippoja, joilla on eri halkaisijat.

Kaasun mainittuun tilaan passiivisesti lisäämisen sijasta tätä kaasua voidaan lisätä mainittuun tilaan myös aktiivisesti, paineen alla, esimerkiksi kun paine mainitun tilan sisällä on pidettävä arvossa lähellä vallitsevaa ympäristön painetta, tai tämän yläpuolella. Edullisesti mainittuun tilaan lisätään ilmaa, mutta voidaan käyttää myös muita kaasuja kuten hiilidioksidi ja/tai typpikaasu.

Johtuern kaasun lisäämisestä mainittuun suljettuun tilaan, joko aktiivisesti tai passiivisesti, mainitussa tilassa ei voida kontrolloida ainoastaan painetta, vaan myös kaasujen lämpötilaa. Tätä varten mainittuun tilaan lisätyn kaasun lämpötilaa kontrolloidaan ja tämän kaasun virtausnopeutta voidaan mahdollisesti säätää. Lisäksi on myös mahdollista kierrättää jäähdytys- tai kuumennusfluidia pitkin mainittua tilaa tai mainitun tilan läpi. Edullisesti kaasujen lämpötila mainitussa tilassa ylläpidetään tällä tavalla, ainakin mainitun toisen vaiheen aikana, alueella enimmillään 5 % alle tai yli ennalta määrätyn lämpötila-arvon. Tämä lämpötila-arvo on normaalisti välillä 10 ja 75 ®C ja tavallisesti välillä 20 ja 50 °C.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kaasujen opasiteettia reak-tioseosta ympäröivässä tilassa kontrolloidaan myös tuulettamalla mainittua tilaa, varsinkin päästämällä kaasua ulos mainitusta tilasta samalla kun viimeksi mainittuun samanaikaisesti lisätään kaasua tässä edellä kuvatulla tavalla. Tällä tavalla höyryt kuten esimerkiksi haihtuneet isosyanaatit poistetaan mainitusta tilasta, mikä on tärkeä ominaispiirre, koska mainitut höyryt voivat muuten kerrostua kameroihin, tunnistimiin, valokennoihin, katseluaukkoihin ja vastaaviin, jotka ovat välttämättömiä vaahtomuovinvalmistuskoneen auto- 10 106244 maattisen toiminnan kontrollointiin.

Keksinnön mukainen menetelmä sallii vaahdonmuodostusreak-tioseoksen ympärillä eri olosuhteiden oleellisen täydellisen kontrollin, mukaan lukien paineen, lämpötilan, opasiteetin ja edullisesti myös esimerkiksi reaktioseosta ympäröivien kaasujen kosteuden.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä ensimmäisessä erityisessä suoritusmuodossa paine mainitun tilan sisäpuolella ylläpidetään ympäristössä vallitsevassa tai tätä alhaisemmassa paineessa, ts. verrattuna paineeseen, joka ympäröi suljettua jatkuvatoimista vaahtomuovinvalmistuskonetta, kun taas eräässä toisessa erityisessä suoritusmuodossa mainittua painetta pidetään vallitsevaa ympäristön painetta korkeammalla. Painevaihteluiden pienentämiseksi ja myös lämpötilan kontrolloinnin mahdollistamiseksi mainitun tilan sisällä kaasua lisätään viimeksi mainittuun joko aktiivisesti tai passiiviasesti, ensimmäisessä erityisessä suoritusmuodossa virtausnopeudella, joka on ainakin yhtä suuri kuin puolet vaahdotuskaasun muodostumisen nopeudesta ja joka on edullisesti ainakin yhtä suuri kuin mainittu kaasunmuodostumisnopeus, ja toisessa erityisessä suoritusmuodossa virtausnopeudella, joka on ainakin yhtä suuri kuin 1/10-osa vaahdotuskaasun muodostumisen nopeudesta ja joka on edullisesti ainakin yhtä suuri kuin 1/3-osa mainitun kaasun muodostumisnopeudesta. Ensimmäisessä erityisessä suoritusmuodossa kaasua lisätään virtausnopeudella, joka on pienempi kuin 5 kertaa vaahdotuskaasun muodostumisno-peus ja edullisesti pienempi kuin 3 kertaa mainitun kaasun muodostumisnopeus, ja toisessa erityisessä suoritusmuodossa kaasua lisätään nopeudella, joka on pienempi kuin 4 kertaa vaahdotuskaasun muodostumisnopeus ja edullisesti pienempi kuin 2 kertaa mainitun kaasun muodostumisnopeus, paineen kontrolloimiseksi tehokkaasti ja poistetun kaasun suurten tilavuuksien välttämiseksi. Edullisesti kaasut puhdistetaan ennen ilmakehään vapauttamista, tai ne voidaan johtaa uudelleen mainittuun tilaan. Taloudellisesti sovellettavissa ole- n 106244 vaa jatkuvatoimista vaahtomuovintuottamiskonetta varten, joka tuottaa esimerkiksi noin 1 000 m3 vaahtomuovia tunnissa kaasu-löisäyksen virtausnopeus on välillä 100 ja 5 000 Nm3/h (normaalia m3:a, ts. kaasu-m3-lukumäärä kun kaasu on normaalissa ilmakehän paineessa).

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kaasua voidaan lisätä oleellisen vakiolla virtausnopeudella. Valitsemalla sopivan virtausnopeuden paine voidaan pitää, mainitussa toisessa vaiheessa, alueella 1 % alle tai yli ennalta määrätyn painear-von. Jäljelle jäävät painevaihtelut ovat sen vuoksi pienempiä kuin ympäristön paineen päivästä toiseen tapahtuvat vaihtelut niin, että keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan valmistaa paremmin vakiot ominaisuudet omaavaa vaahtomuovia verrattuna vaahtomuoveihin, jotka on valmistettu tavanomaisella avoimella levyvaahtomuovinvalmistuskoneella. Mikäli välttämätöntä, myös kaasun lisäystä voidaan kontrolloida painevaihteluiden edelleen pienentämiseksi mainitun tilan sisällä.

Keksinnön mukaiseen menetelmän muita etuja ovat, että on puhdistettava paljon pienempi määrä kaasuja verrattuna kaasumää-rään, joka poistetaan poistoilmakuvulla tavanomaisten jatkuvatoimisten vaahtomuovinvalmistuskoneiden yläpuolella, että poistetut kaasut sisältävät suuremmat määrät haitallisia aineita niin, että puhdistusyksikkö voi toimia tehokkaammin ja että vaaditaan pienempi määrä vaahdotusaineita. Kaikista näistä eduista huolimatta hermeettisesti suljettua jatkuvatoimista vaahtomuovikonetta ei ole koskaan käytetty käytännössä, koska ei ollut mahdollista kontrolloida sisäpuolen paine- ja lämpötilaolosuhteita mukavasti. Itse asiassa ilman sopivaa paineen kontrollia vaahtomuoviominaisuuksien vaihtelut ovat paljon suuremmat ympäristönpaineolosuhteissa valmistettuihin vaahtomuoveihin verrattuna.

Oheisissa piirroksissa esitetään kaavamainen läpileikkauskuva sopivasta laitteesta keksinnön mukaisen polyuretaanin jatkuvatoimiseen valmistukseen. Tämä laite käsittää jatkuvatoimi- 12 106244 sen vaahtomuovinvalmistuskoneen 1, joka on suljettu hermeettiseen koteloon 2. Käytetty jatkuvatoiminen vaahtomuovinval-mistuskone 1 on sinänsä tunnettu, ja voi olla "Maxfoam/Vari-max"-tyyppiä, joka kuvataan piirroksissa, "inclined convey-or"-tyyppiä tai "Veriform"-tyyppiä tai "Quadro-Foaroat"-tyyppiä. Kuvattu vaahtomuovikone 1 käsittää sekoituspään 3 vaah-dotusainetta sisältävien poluretaanireaktiokomponenttien sekoittamiseksi, kourun 4, joka on yhdistetty putken 5 kautta sekoituspään 3 ulostuloon, nk. laskeva levynosa (fall-plate section) 6 ja ensimmäisen kuljetushihnan 7. Pohjapaperin- tai -kalvonsyöttöyksikkö 8 on varustettu joko kotelon 2 sisäpuolelle tai erilliseen koteloon 9, kuten kuvatussa laitteessa. Mainitun pohjapaperin- tai -kalvonsyöttöyksikön 8 vapauttama pohjapaperi tai -kalvo 10 kulkee laskevan levynosan 6 yli ja ensimmäisen kuljetushihnan 7 yli ja kelataan uudelleen pohja-paperin takaisinkelausyksiköllä 11. On myös kaksi sivupape-rin/-kalvon takaisinkelausyksikköä 13, jotka on asennettu siten, että vapautettu sivupaperi tai -kalvo kulkee sivuseinien 14 välistä. Voidaan myös varustaa päällyspaperin/kalvon-syöttöyksikkö ja vastaava takaisinkelausyksikkö.

Kuvattu laite käsittää edelleen vaahtomuovinkappaleenkatkai-suyksikön 15, joka on asennettu kauempana sijaitsevan kuljetushihnan 16 yläpuolelle, joka sijaitsee ensimmäisen kuljetushihnan 7 jälkeen kotelon 2 sisäpuolella.

Keksinnön mukaisen laitteeen kotelo 2 on edullisesti jaettu ainakin kahteen osastoon 17 ja 18 hermeettisen välioven 19 avulla, joista ensimmäinen osasto 17 on nk. prosessikotelo 17, joka sisältää jatkuvatoimisen vaahtomuovinvalmistuskoneen 1, kun taas toinen osasto 18 on ilmalukkokotelo 18. Tämä il-malukkokotelo on varustettu poisto-ovella 20 tuotettuja vaah-tomuovikappaleita varten.

Keksinnön mukaisessa laitteessa sekoituspäässä 3 valmistettu reaktioseos syötetään liikkuvalle kuljetushihnalle, joka koostuu pohjapaperista 10, joka liikkuu jatkuvatoimisesti 13 106244 laskevan levynosan 6 ja ensimmäisen kuljetushihnan 7 yli sallien siten mainitun reaktioseoksen vapaan kohoamislaajenemi-sen ja polymeroitumisen. Sitten tällä tavalla tuotettu levy-polyuretaanivaahtomuovi 21 katkaistaan katkaisuyksiköllä 15 halutun mittaisiksi kappaleiksi 22. Katkaisuyksikkö 15 sijaitsee sellaisella etäisyydellä kourusta 4, että tuotettu vaahtomuovi 21 on polymeroitunut riittävästi saavuttaessaan katkaisuyksikön 15 estäen siten vaahtomuovin vaurioitumisen katkaisun aikana, vaaditun minimipolymerointiajan ollessa tavallisesti noin 6 min. Katkaisuyksikön 15 ja ilmalukkokote-lon 18 välinen etäisyys riippuu halutusta kappaleen pituudesta ja on esimerkiksi noin 30 m. On selvää, että ilmalukkoko-telon 18 pituus riippuu halutusta kappalepituudesta ja voi sen vuoksi myös olla esimerkiksi 30 m. Katkaistujen vaahto-muovikappaleiden 22 kuljettamiseksi prosessikotelosta 17 il-malukkokoteloon 18 prosessikotelo 17 käsittää toisen kulje-tushihnan 23 ja ilmalukkokotelo kolmannen kuljetushihnan 24, jotka on varustettu katkaistujen vaahtomuovikappaleiden 22 jouduttamiseksi ilmalukkokoteloon 18. On selvää, että vaaditun kotelon suuret mitat ja polyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoiminen tuotanto tekevät vakiopaineen kotelon sisällä ylläpitämisen vaikeaksi.

Kuten tämän jälkeen kuvataan, keksintö aikaansaa välineen ’’ painevaihteluiden pienentämiseksi kotelon sisällä samoin kun paine kotelon sisällä pidetään alhaisena, tai vallitsevan ympäristön paineen yläpuolella tai lähellä sitä. Tämä väline koostuu oleellisesti pumppausyksiköistä ja sopivista putkista, jotka on varustettu venttiileillä. Kuviossa 1 esitetään täysviivoilla ne putket, jotka ovat toiminnassa ympäristön painetta alhaisemman paineen luotaessa, ja katkoviivoilla putket, jotka suljetaan suljetuilla venttiileillä, joita edustaa täysin musta venttiilisymboli kun taas avoimet venttiilit ilmaistaan avoimella venttiilisymbolilla 0<^ . Kuvio 2 edustaa tilannetta, jossa kotelossa luodaan ympäristön painetta korkeampi paine.

14 106244

Keksinnön mukainen laite käsittää kaasunpumppausvälineen 25, edullisesti puhallinyksikön 25, joka on varustettu kaasun sisääntulolla 26 ja kaasun ulostulolla 27 ja putkella 28 kaasun sisääntulon yhdistämiseksi prosessikoteloon 17 mahdollistamaan täten, kun venttiili 29 on auki, kuten kuviossa 1 esitetään, poistamaan kaasua aktiivisesti mainitusta prosessiko-telosta 17. Poistetut kaasut johdetaan putken 30 kautta, jossa on venttiili 31 auki-asennossa, höyrynpesulaitteeseen, esimerkiksi aktiivihiiliabsorptioyksikköön 32 näiden kaasujen puhdistamiseksi ennen niiden päästämistä vapaaseen ilmakehään.

Eräs keksinnön mukaisen laitteen tärkeä ominaispiirre on, että se käsittää välineen 33 kaasun jatkuvatoimiseen lisäämiseen prosessikoteloon 17 samalla kun kaasua poistetaan samanaikaisesti viimeksi mainitusta mainitun puhallinyksikön 25 avulla. Kuvatun laitteen kaasunlisäysväline 33 käsittää putken ympäristön ilman lisäämiseksi, lämmönvaihtimen 34 lisätyn ilman lämpötilan kontrolloimiseen, ja säätöventtiilin 35 lisätyn kaasun, erityisesti ilman virtausnopeuden kontrolloimisen mahdollistamiseksi.

Kuten tässä edellä selitetään, kaasun poistamisen ja kaasun lisäämisen yhdistelmä sallii hämmmästyttävällä tavalla painevaihteluiden pienentämisen mainitussa kotelossa, ts. paremmin vakiona pysyvän paineen ylläpitämisen mainitussa kotelossa. Tämä paine voi olla paljon vallitsevaa ympäristön painetta alhaisempi, mutta kun mainittu kaasunlisäysväline 33 käsittää esimerkiksi apupumppuyksikön 36 varmistamaan riittävän kaa-sunlisäyksen koteloon, myös vallitsevan ympäristön paineen lähellä tai jonkin verran korkeammalla.

Keksinnön mukaisessa kuvatussa laitteessa ja kuten kuviossa 2 esitetään, kaasun ulostulo 27 ja puhallinyksikkö 25 voidaan myös yhdistää putkien 37 kautta lämmönvaihtimen 34 kautta prosessikoteloon 17 samalla kun kaasun sisääntulo 26 on flui-diyhteydessä vapaan ilmakehän tai kaasusäiliön kanssa. Väki- 15 106244 on, ympäristön painetta korkeamman kaasunpaineen ylläpitämiseksi prosessikotelossa 17 poistetaan kaasuja putken 38 kautta säätöventtiilin 35 ja apupumppuyksikön 36 kautta höyryn-pesulaitteeseen 32. Tämä apupumppuyksikkö 36 on edullisesti kaksisuuntainen pumppu- tai puhallinyksikkö, joka sallii kaasun pumppaamisen joko prosessikotelon 17 sisälle tai siitä ulos. Vastakohtana puhallinyksikkö 25 pyörii aina samaan suuntaan ja prosessikoteloon 17 voidaan luoda joko ylipaine tai alipaine eri venttiilit sopiviin asentoihin asettamalla. Analogista mekanismia voidaan kuitenkin käyttää myös apupump-puyksikölle 36.

Keksinnön mukaisen laitteen ilmalukkokotelo 18 on varustettu poistamaan katkaistut vaahtomuovikappaleet 22 prosessikote-losta aiheuttamatta viimeksi mainitussa painevaihteluita. Tähän tarkoitukseen mainittu laite käsittää edelleen välineen mainitun ilmalukkokotelon 18 sisäisen paineen säätämiseksi prosessikotelon 17 sisäiseen paineeseen kun mainittu poisto-ovi 20 ja mainittu väliovi 19 ovat kiinni, ennen mainitun välioven 19 avaamista. Edullisesti tämä väline aikaansaadaan myös ylläpitämään paineen ilmalukkokotelossa 18 oleellisen vakiona ainakin kun mainittu väliovi 19 on auki. Se käsittää kuvatussa laitteessa, analogisesti prosessikotelolle 17, pu-hallinyksikön 39 ja sopivat putket joko sen saadun sisääntu- lon 40 tai sen kaasun ulostulon 41 ilmalukkokoteloon 18.

Kuviossa 1 esitetyssä tilanteessa, ympäristön painetta alhaisemman paineen luomiseksi, puhallinyksikön 39 sisääntulo 40 on yhdistetty putken 42 kautta ilmalukkokoteloon 18 paineen alentamiseksi sen sisällä samalla kun sen ulostulo 41 on yhdistetty putken 43 kautta höyrynpesulaitteeseen 32. Painevaihteluiden pienentämiseksi ilmalukkokotelossa 18, erityisesti kun väliovi 19 on auki, kuten piirroksissa esitetään, ja myös mahdollistamaan lämpötilan säädön ilmalukkokotelossa 18 prosessikotelon 17 lämpötilaan, on varustettu putki 44, joka sisältää lämmönvaihtimen 45, lisäämään ilmaa ilmalukko-koteloon 18. Lisäksi tämä putki 44 voi käsittää säätöventtii- 16 106244

Iin 52 ja mahdollisesti myös apupumppuyksikön 46, edullisesti kaksisuuntaisen pumppuyksikön, virtausnopeuden kontrolloimiseksi tämän putken 44 läpi, erityisesti kun paine mainitun ilmalukkokotelon sisällä on säädettävä arvoon, joka on lähellä ympäröivää painetta.

Ympäristön painetta korkeamman paineen toteuttamiseksi kuvion 2 tapaisessa ilmalukkokotelossa 18, puhallinyksikön 39 ulostulo 41 on liitetty putken 47 kautta, joka sisältää mainitun lämmönvaihtimen 45 lämpötilan säätämiseksi mainitussa ilmalukkokotelossa, ilmalukkokoteloon 18 samalla kun puhallinyksikön 39 sisääntulo 40 on fluidiyhteydessä vapaan ilmakehän tai kaasusäiliön kanssa. Tässä tilanteessa, kaasua poistetaan ilmalukkokotelosta 18 säätöventtiilin 52 ja kaksisuuntaisen pumppuyksikön 46 kautta, putken 48 kautta höyrynpesulaittee-seen 32. Tämä venttiili 45 ja/tai kaksisuuntainen pumppuyk-sikkö 46 sallivat kaasulukkokotelosta 18 poistetun kaasun virtausnopeuden kontrolloinnin.

Katkaistujen kappaleiden 22 poistamiseksi prosessikotelosta 17 keksinnön mukainen laite käsittää välineen välioven 19 avaamiseksi kun paine ilmalukkokotelossa 18 ja edullisesti myös lämpötila on säädetty prosessikotelossa 17 olevaan paineeseen ja vastaavasti lämpötilaan, välineen ainakin yhden ; katkaistun vaahtomuovikappaleen 22 kuljettamiseksi mainitun avoimen välioven 19 kautta ilmalukkokoteloon, joka väline käsittää mainitun piirroksissa kuvatun toisen 23 ja kolmannen kuljetushihnan 24, välineen mainitun välioven 19 sulkemiseksi sen jälkeen kun mainittu kappale on kuljetettu ilmalukkokoteloon 18, välineen, esimerkiksi ilman- tai kaasunsisääntuloau-kon, joka on varustettu suljetulla venttiilillä 49, paineen säätämiseksi mainitussa ilmalukkokotelossa vallitsevaan ympäristön paineeseen, välineen mainitun poisto-oven 20 avaamiseksi, välineen 24 ja 50 mainitun katkaistun vaahtomuovikappaleen 22 poistamiseksi avoimen poisto-oven kautta ilmalukko-kotelosta 18 ja välineen mainitun poisto-oven 20 sulkemiseksi.

17 106244

Sen jälkeen kun poisto-ovi 20 on suljettu, paine ja edullisesti myös lämpötila ilmalukkokotelossa 18 säädetään puhal-linyksikön 39, lämmönvaihtimen 45 ja mahdollisesti pumppuyk-sikön ja/tai säätöventtiilin 52 avulla. Lisäksi keksinnön mukaista laitetta voidaan täydentää välineellä prosessi- ja ilmalukkokoteloon lisättyjen kaasujen kosteuden kontrolloimiseksi. Lisäksi prosessikoteloon 17 voidaan luoda kaasunkier-rätys tuulettimen 51 avulla tasaisemman paineen ja lämpötilan saavuttamiseksi tuossa kotelossa 17.

Seuraavat esimerkit suoritettiin piirroksissa kuvatulla ja tässä edellä kuvatulla laitteella.

ESIMERKKI 1 Tässä esimerkissä tuotettiin polyuretaanivaahtomuovikappalei-ta ympäristön painetta alhaisemmassa paineessa noin 70 kPa (0,7 bar) ja lämpötilassa noin 25 °C. Tämä tilanne vastaa kuviossa 1 esitettyä tilannetta.

Ennen reaktioseoksen kouruun 4 syöttämisen aloittamista ilma poistettiin kotelosta 2 puhallinyksikköjen 25 ja 39 avulla, poisto-oven 20 ollessa suljettuna ja välioven 19 ollessa avoimena, paineen alentamiseksi kotelon sisällä noin 70 kPa:- hän (0,7 bar). Sillä välin ilmaa lisättiin prosessikoteloon ja ilmalukkokoteloon 18 putkien 33 ja 44 kautta, vastaavasti. Lisätty ilma kuumennettiin lämpötilaan 25 °C. 10 minuutin kuluttua saavutettiin koko kotelon sisäpuolella vakiotila 25 °C/70 kPa (0,7 bar) säätämällä puhallinyksiköiden 25 ja 39 nopeutta ja säätämällä venttiilejä 35 ja 52.

Sitten sekoitinpäähän mitattiin kemiallista reaktioseosta, joka koostui seuraavista valmistusosista (paino-osaa), ja syötettiin jatkuvasti eteenpäin kuljetetulle pohjapaperille 10: - Tavanomainen polyeetteripolyoli 100 - Vesi 4,5 18 106244 - TDI 80/20 57,1 - Silikonisurfaktantti 1,7 - Amiinikatalysaattori 0,14 - Tina(II)oktoaatti 0,23 Tämän reaktiosaeoksen annettiin laajentua vapaasti ja polyme-roitua pohjapaperilla, jota kuljetettiin jatkuvatoimisesti katkaisuyksikköä kohden nopeudella noin 5 m/min. Kun vaahto-muovikappale oli saavuttanut toivotun pituuden 30 m, kat-kaisuyksikkö käynnistettiin, ja katkaistu vaahtomuovikappale kiihdytettiin ilmalukkoon kuljettimelle 24, jolloin jäi tilaa halutunpituisen seuraavan vaahtomuovikappaleen jatkuvatoimiselle valmistukselle. Väliovi 19 suljettiin, puhallinyksikkö 39 pysäytettiin, ja lämpötila ja paine ilmalukossa säädettiin prosessiolosuhteista ympäristön paineeseen avaamalla venttiilin 49. Tämän jälkeen poisto-ovi 20 avattiin, ja vaahtomuovi-kappale kiihdytettiin pois kuljettimelle 50 ja välitettiin edelleen kovetustelinejärjestelmään. Sitten poisto-ovi 20 ja venttiili 49 suljettiin jälleen, ja lämpötila ja paine ilmalukossa säädettiin jälleen vastaavasti 25 eC:seen ja 70 kPa:-han (0,7 bar) poistamalla kaasua puhallinyksikön 39 avulla ja lisäämällä samanaikaisesti ilmaa putken 44 ja lämmönvaihtimen 45 kautta. Väliovi 19 avattiin jälleen, ja prosessi toistettiin kunnes vaadittu vaahtomuovikappaleiden jatkuvatoiminen valmistus oli suoritettu loppuun. Tasapainotilakäytössä keskimääräinen ilmanlisäys putken 33 kautta prosessikoteloon 17 oli noin 900 NmVtunti, kun taas vaahdotuskaasuntuotannolla nähtiin tasapainotilan arvo noin 700 NmVtunti. Prosessikoteloon lisätyn ilman keskimääräinen tasapainotilalämpötila oli 22,5 °C.

Koko tuotantoajon aikana aloituksen jälkeen prosessikotelon sisällä mitattiin seuraavat lämpötilan ja paineen tasapainotila-arvot:

- Lämpötila: keskimääräinen: 25,3 °C

minimi: 24,1 eC maksimi: 26,0 °C

19 106244 - Paine: keskimääräinen: 69,9 kPa (0,699 bar) minimi: 69,4 kPa (0,694 bar) maksimi: 70,4 kPa (0,704 bar)

Tuotettujen vaahtomuovikappaleiden pituus oli 30 m, leveys 2,1 m ja paksuus 1,22 m. Nettotiheys oli 16,1 kg/m3, ja ILD-kovuus 40-% painumalla oli 86 N. Lisäksi vaahtomuovilla oli hyvät ominaisuudet suhteessa tiheyteen, ja ominaisuudet, jotka olivat verrattavissa vaahtomuoviin, joka oli tuotettu CFCll:llä fysikaalisena vaahdotusaineena, ja jolla oli yhtä suuri tiheys ja kovuus.

ESIMERKKI 2

Jotta kuvattaisiin hyvin laajaa joukkoa polyuretaanivaahto-muoveja, jotka voidaan valmistaa käyttämällä painetta proses-siparametrinä täsmälleen samaa kemiallista reaktiuoseosta kuin esimerkissä 1 käytettiin, käytettiin jälleen seuraavin määritellyin kotelo-olosuhtein: lämpötila: 25 ®C; paine: 100 kPa (1,0 bar) absoluuttista. Ympäristöolosuhteet olivat: lämpötila: 21 °C} paine: 101,7 kPa (1,017 bar). Käytettiin samaa menetelmää ja laitteistoa kuin esimerkissä 1 (katso kuviota 1). Koko tuotantoajon aikana prosessikotelon sisällä mitattiin seuraavat lämpötilan ja paineen tasapainotila-arvot:

: - Lämpötila: keskimääräinen: 24,9 °C

minimi: 23,8 °C maksimi: 25,7 °C

- Paine: keskimääräinen: 100,2 kPa (1,002 bar) minimi: 99,3 kPa (0,993 bar) maksimi: 100,7 kPa (1,007 bar)

Tasapainotilassa vaahtomuovintuotannon aikana prosessikote-loon 17 lisätty keskimääräinen ilmamäärä oli 2 500 NmVtunti. Vastakohtana esimerkille 1 on käytetty apupumppuyksikköä 36 sellaisen ilmamäärän lisäämiseen. Tämä ilma kuumennettiin lämpötilaan 23,5 °C lämmönvaihtimen 34 avulla. Muodostuneet vaahdotuskaasut ja lisätty ilma pumpattiin ulos prosessikote- 20 106244 losta 17 puhallinyksikön 25 avulla keskimääräisellä virtausnopeudella noin 3 100 NmVtunti (= 2 500 Nm3 + vaahdotusai-neentuotantonopeus noin 600 NmVtunti). Ilmalukkokoteloa 18 käytettiin kuten esimerkissä 1, paitsi että ilmaa pumpattiin tähän koteloon apupumppuyksikön 46 avulla. Tuotetuilla vaah-tomuovikappaleilla oli samat mitat, mutta vaahtomuovin netto-tiheys oli 21,3 kg/m3 ja ILD-kovuus 40-% painumalla oli 119 N. Jälleen vaahtomuovilla oli erinomainen laatu suhteessa tiheyteen.

Saman tuotantoajon aikana ilman lisäys lopetettiin 30 min ajaksi, ja painetta kontrolloitiin vain puhallinyksiköiden nopeutta kontrolloimalla. Tämän ajanjakson aikana prosessiko-telon sisäpuolella mitattiin seuraavat epätyydyttävät arvot: - Lämpötila: kohosi 68 °C:seen - Paine: minimi: 92,5 kPa (0,925 bar) maksimi: 105,6 kPa (1,056 bar) Tämän ajanjaksomn aikana tuotettujen kappaleiden vaahtomuovi-tiheys vaihteli välillä 19,4 ja 22,9 kg/m3, mikä on epätyydyttävää .

ESIMERKKI 3 ’ Jälleen käytettiin saunaa menetelmää ja laitteistoa esimerkeistä 1 ja 2 polyuretaanivaahtomuovin tuottamiseksi seuraa-vissa olosuhteissa: lämpötila: 35 °C; paine: 130 kPa (1,3 bar) absoluuttista. Tässä esimerkissä käytetään kuitenkin kuviossa 2 esitettyä konfiguraatiota ympäristöä korkeamman paineen luomiseksi. Kemiallinen reaktioseos koostui seuraa-vista valmistusaineista: paino-osaa - Tavanomainen polyeetteripolyoli 100 - Vesi 3,5 - TDI 80/20 47,4 - Silikonisurfaktantti 1,5 - Amiinikatalysaattori 0,19 21 106244 - Tina(II)oktoaatti 0,27 j

Koko tuotantoajon aikana käynnistyksestä pysäytykseen asti kotelon sisäpuolella mitattiin seuraavat lämpötila- ja paine arvot :

- Lämpötila: keskimääräinen: 35,2 °C

minimi: 33,9 °C maksimi: 36,3 ®C

- Paine: keskimääräinen: 129,8 kPa (1,298 bar) minimi: 128,9 kPa (1,289 bar) maksimi: 131,0 kPa (1,310 bar)

Tasapainotilakäytössä prosessikoteloon aktiivisesti puhallin-yksiköllä 25 lisätyn ilman määrä oli 175 NmVtunti lämpötilassa 32 °C. Tuotetut vaahtomuovikappaleet olivat 30 m pitkiä, 2,05 m leveitä ja 1,07 m korkeita. Vaahdon nettotiheys oli 34,6 kg/m3, ja ILD-kovuus 40-% painumalla oli 253 N. Lisäksi vaahtomuovilla oli hyvät ominaisuudet suhteessa tiheyteen ja suuri kovuus, joka voidaan normaalisti saavuttaa tässä tiheydessä mikäli reaktioseoksessa käytettäisiin erityisiä polyoleja.

On selvää, ettei keksintö rajoitu tässä edellä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan että esimerkiksi jatkuvatoimisen " vaahtomuovikoneen ja kotelon konstruktion ja dimensioiden suhteen voidaan patenttihakemuksen suoja-alasta poikkeamatta ottaa huomioon useita modifikaatioita.

Tällä tavalla voi olla mahdollista välttää ilmalukkokotelo ja käyttää sen sijaan sopivia teloja tai läppiä tai kuljettimia, jotka puristetaan muodostunutta vaahtomuovia vasten paikassa, missä vaahtomuovi poistuu prosessikotelosta, erityisesti riittävän jäykkää vaahtomuovia tuotettaessa. Eräs tämän järjestelmän etu on, että levyvaahtomuovi voidaan leikata pro-sessikotelon ulkopuolella, mikä sallii pitempien kappaleiden tuottamisen ilman, että kuitenkaan vaaditaan suurempaa koteloa.

22 106244

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole välttämätöntä aikaansaada prosessikotelosta poistuvan levyvaahtomuovin ympärille täydellisen ilmatiivistä sulkua, koska määrätty määrä kaasua voi joko tulla tämän kotelon sisään tai poistua siitä sen sisällä olevan paineen mukaan. Sen vuoksi oleellisen hermeettisellä kotelolla tarkoitetaan tässä patenttihakemuksessa koteloa, joka on ilmatiivis lukuunottamatta mahdollisesti joitain pieniä aukkoja, jotka sallivat esimerkiksi vain ilman päästä koteloihin patenttivaatimuksessa määriteltyjen rajojen sisällä olevalla virtausnopeudella painevaihteluiden pienentämiseksi kun koteloon luodaan ympäröivää painetta alhaisempi paine.

Claims (21)

106244

1. Menetelmä levypolyuretaanivaahtomuovin (slabstock polyurethane foam) jatkuvatoimiseen valmistukseen, jossa valmistetaan polymeroituvaa reaktioseosta, joka sisältää vaahdo-tusainetta, lisätään mainittua reaktioseosta oleellisen jatkuvatoimisesta liikkuvalle kuljetinvälineelle ja sallitaan tämän reaktioseoksen vapaa kohoamislaajeneminen ja polymeroituminen mainitun vaahtomuodon muodostamiseksi, joka reaktioseoksen vapaa kohoamislaajeneminen ja polymeroituminen suoritetaan oleellisen hermeettisesti suljetussa tilassa, jossa reaktioseos on ainakin osaksi kaasukerroksen ympäröimänä, jonka kaasun painetta ylläpidetään mainitun vapaan koho-amislaajenemisen ja polymerisoitumisen aikana ennalta määrätyllä painealueella, ainakin osaksi poistamalla kaasua mainitusta tilasta, tunnettu siitä, että mainittuun tilaan lisätään oleellisen jatkuvatoimisesti kaasua, vaahdotus-kaasun tuotannon lisäksi, mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana samalla kun mainitusta tilasta samanaikaisesti poistetaan kaasua mainitun paineen pitämiseksi mainitulla painealueella ja mainitun paineen vaihtelujen pienentämiseksi mainitulla painealueella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu .) siitä, että kaasukerroksen lämpötila mainitussa suljetussa tilassa pidetään, ainakin mainitun vapaan kohoamislaajenemi-sen ja polymeoritumisen aikana, alueella enintään 5 % ennalta määrätyn lämpötila-arvon alapuolella tai yläpuolella ainakin osaksi kontrolloimalla mainittuun tilaan lisätyn kaasun lämpötilaa ja/tai virtausnopeutta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ennalta määrätty lämpötila-arvo on välillä 10 ja 75 °C ja edullisesti välillä 20 ja 50 °C.

4. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen mene-. .· telmä, tunnettu siitä, että paine mainitun tilan 24 106244 sisällä pidetään vallitsevassa ympäristön paineessa tai tämän alla ja mainittua kaasua lisätään virtausnopeudella, joka on ainakin puolet vaahdotuskaasun tuotantonopeudesta ja joka on edullisesti ainakin yhtä suuri kuin mainitun vaahdotuskaasun tuotantonopeus mutta joka virtausnopeus on edullisesti pienempi kuin 5 kertaa mainittu vaahdotuskaasun tuotantonopeus ja edullisesti pienempi kuin 3 kertaa mainittu vaahdotuskaasun tuotantonopeus.

5. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paine mainitun tilan sisällä pidetään vallitsevan ympäristönpaineen yläpuolella ja mainittua kaasua lisätään virtausnopeudella, joka on ainakin yhtä suuri kuin 1/10 kaasun tuotantonopeudesta ja joka on edullisesti ainakin 1/3 vaahdotuskaasun tuotantonopeudesta mutta joka virtausnopeus on pienempi kuin 4 kertaa mainittu vaahdotuskaasun tuotantonopeus ja edullisesti pienempi kuin 2 kertaa mainittu vaahdotuskaasun tuotantonopeus.

6. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua kaasua lisätään oleellisesti vakiolla virtausnopeudella mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana.

7. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu paine pidetään mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana alueella 1 % alle tai yli ennalta määrätyn painearvon.

8. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasua poistetaan mainitusta tilasta aktiivisesti. 1 Minkä hyvänsä patenttivaatimuksesta 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasua lisätään mainittuun tilaan vallitsevassa ympäristön paineessa. 25 106244

10. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä , tunnettu siitä, että kaasua lisätään mainittuun tilaan paineen alla pumppuyksikön avulla.

11. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ennalta määrätty painealue on välillä 50 ja 1 000 kPa (0,5 - 10 bar) ja edullisesti välillä 70 ja 150 kPa (0,7 ja 1,5 bar).

12. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu poistettu kaasu puhdistetaan.

13. Laite levypolyuretaanivaahtomuovin jatkuvatoimiseen valmistukseen, joka käsittää oleellisen hermeettisen kotelon (2), kuljetinvälineen (7, 10) mainitun kotelon (2) sisäpuolella, sekoituspään (3) vaahdotusainetta sisältävien polyure-taanireaktiokomponenttien sekoittamiseksi, välineen mainitun reaktioseoksen purkamiseksi mainitulle kuljetinvälineelle (7, 10), samalla kun se liikkuu jatkuvasti mainitun reaktioseoksen vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen mahdollistamiseksi pitkin mainittua kuljetinvälinettä, kaasunpump-pausvälineen (25), jossa on kaasun sisääntulo (26) ja kaasun ulostulo (27), ja välineen (28) mainitun kaasun sisääntulon (26) liittämiseksi mainittuun koteloon (2) kaasun aktiivisen poistamisen mahdollistamiseksi mainitusta kotelosta mainitun kaasunpumppausvälineen (25) avulla mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana, tunnettu siitä, että mainittu laite on varustettu laitteella (33) kaasun lisäämiseksi jatkuvatoimisesti mainittuun koteloon (2) mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana samalla kun kaasua poistetaan samanaikaisesti aktiivisesti mainitusta kotelosta mainitun kaasunpumppausvälineen (25) avulla painevaihteluiden pienentämiseksi mainitun kotelon sisäpuolella. 26 106244

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu laite käsittää välineen (37) mainitun kaasunpumppausvälineen (25) mainitun kaasun ulostulon (27) liittämiseksi mainittuun koteloon (2) mainitun vapaan koho-amislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana, ja välineen (38) kaasun poistamiseksi mainitusta kotelosta (2) mainitun vapaan kohoamislaajenemisen ja polymeroitumisen aikana samalla kun kaasua pumpataan samanaikaisesti aktiivisesti mainittuun koteloon mainitun pumppuvälineen (25) avulla painevaihteluiden pienentämiseksi mainitun kotelon (2) sisäpuolella.

15. Kumman hyvänsä patenttivaatimuksista 13 ja 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu kaasunpump-pausyksikkö käsittää ainakin yhden puhallinyksikön (25).

16. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 13 - 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu väline (33) kaasun lisäämiseksi mainittuun koteloon sisältää ainakin yhden sisääntulon mainittuun koteloon (2), joka on varustettu säädettävällä sisääntuloventtiilillä (35).

17. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 13 - 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu väline (33) kaasun lisäämiseksi mainittuun koteloon sisältää ainakin yhden apu-sisääntulopumppuyksikön (36).

18. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 14 - 17 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu väline (38) kaasun poistamiseksi mainitusta kotelosta (2) sisältää ainakin yhden ulostulon, joka on varustettu säädettävällä ulostuloventtii-lillä (35), erityisesti paineentasausventtiilillä.

19. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 14 - 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu väline (38) kaasun poistamiseksi mainitusta kotelosta (2) sisältää ainakin yhden apu-ulostulopumppuyksikön (36). 27 106244

20. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 13 - 19 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu laite käsittää ainakin yhden hermeettisen välioven (19) kotelon (2) jakamiseksi ainakin kahteen osastoon, joista ensimmäinen osasto (17) sisältää ainakin mainitun kuljetinvälineen (7, 10) ja yksikön (15) ennalta määrätyn pituisten vaahtomuovikappalei-den (22) katkaisemiseksi, kun taas toinen osasto (18) käsittää poisto-oven (20), jolloin mainittu kaasunpumppausväline (25) on liitetty mainittuun ensimmäiseen osastoon (17), kun taas mainittu väline (33) kaasun lisäämiseksi mainittuun koteloon on varustettu kaasun lisäämiseksi ensimmäiseen osaas-toon (17), jolloin mainittu laite käsittää edelleen välineen (39, 44) paineen säätämiseksi mainitun toisen osaston (18) sisäpuolella paineeseen mainitun ensimmäisen osaston (17) sisällä kun mainittu poisto-ovi (20) ja mainittu jako-ovi (19) on suljettu, välineen mainitun jako-oven (19) avaamiseksi kun mainittu paine toisen osaston (18) sisäpuolella on säädetty paineeseen mainitun ensimmäisen osaston (17) sisäpuolella, välineen (23, 24) ainakin yhden katkaistun vaahto-muovikappaleen (22) kuljettamiseksi mainitun avoimen välioven (19) kautta toiseen osastoon (18), välineen mainitun välioven sulkemiseksi sen jälkeen kun mainittu kappale (22) on kuljetettu mainittuun toiseen osastoon (18), välineen (49) paineen säätämiseksi mainitussa toisessa osastossa (18) vallitsevaan .· ympäristön paineeseen, välineen mainitun poisto-oven (20) avaamiseksi kun paine mainitun toisen osaston (18) sisällä on säädetty vallitsevaan ympäristön paineeseen, välineen (24, 50. mainitun katkaistun vaahtomuovikappaleen (22) poistamiseksi avoimen poisto-oven (20) kautta, ja välineen mainitun poisto-oven sulkemiseksi sen jälkeen kun mainittu vaahto-muovikappale (22) on poistettu mainitusta toisesta osastosta (18) .

21. Minkä hyvänsä patenttivaatimuksista 13 - 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää välineen (34, 45) mainittuun koteloon lisätyn tai pumpatun kaasun lämpöti-lan kontrolliin. 28 PATENTKRAV 106244