專利名稱：連續生產聚氨酯塊狀泡沫塑料的方法和設備的制作方法
在聚氨酯塊狀泡沫塑料的連續生產中，將發泡劑與多異氰酸酯加聚反應組份(異氰酸酯和多醇)在混合頭中混合。在反應組份混合以后，將它們從混合頭施入到塊狀泡沫裝置的傳送帶上，在那里，該反應物發泡、硬化和被切成塊。這一制法已經在Becker/Braun的《Kunst stoffhandbuch》，第7卷，1993，第148和149中作了描述。
該制法推薦，將作為發泡劑的二氧化碳在壓力下溶于反應混合物的一組份之中，或在制反應混合物之前溶于其中。在壓力放掉以后，二氧化碳以在反應混合物中的小氣泡的形式釋放出(形成泡沫體)(見GB-A-803，771，US-A-3，184，419，US-A-4，906，672，US-A-5，120，770及EP-A-645，226)。在這一點上，可以用水作為另一發泡劑，通過異氰酸酯與水的反應又釋放出CO2。
以CO2的方式產生并在壓力下被溶解的發泡體在膨脹機中出現(膨脹機連在混合單元的下方)，其速度與傳送帶的速度(4-8米/分)相比，是相當高的，達0.5-5米/秒。慣用的發泡劑如氟烴類或低沸烴類的差別在于僅因在逐步反應過程中溫度的升高而釋放出。與未發泡的反應混合物相比，發泡體具有相當低的流動性。在塊狀物尺寸(目前要求的寬度為1.80-2.50米)大時，這導致在傳送帶的寬度上發泡體的分布出現許多問題。
根據EP-A-645，226，提出了一種設計，膨脹機連接在混合單元的下方，根據傳送帶的寬度，膨脹機以直角伸至傳送帶上。發泡腔連接到膨脹機上，在其中，發泡腔相應地以直角伸到傳送帶上。此外，發泡體實際上與傳送帶方向平行而出現，因此在發泡腔中發泡體的流動速度降低了。在這種設備中，發泡體在傳送帶的橫方向不會發生橫的分布，因為發泡體已經以相應于傳送帶的幾何形狀碼在傳送帶上了。這已被證明是一個缺點，因為發泡腔內的發泡體與相當大的剛性相接觸而移動，并在這些表面的鄰近外被剪切，因而與發泡腔界面相接觸的發泡泡體被破壞了，這導致所產生的塊狀泡沫存在不希望的小洞和不均勻的泡沫結構。特別是，在低界面上和在發泡腔中產生的小洞，由于發泡泡體的被破壞，不再會被釋放出，而會滲進泡沫物質中，因而在泡沫的固化過程中，小洞留下了。
根據本申請人先前的未公開的建議，將泡沫體以事實上垂直的方式被送到一個槽中，而此泡沫體是以一個對稱的及圓的形狀，即不以直角延伸至傳送帶的膨脹裝置中而產生的。這樣一個槽是與傳送帶成直角而形成的，并具有泡沫體流動的方向移動的壁。在膨脹裝置的一端(它位于傳送帶運動的方向)，由上襯相形成此槽，而此箔是以實際上垂直的方式通過轉折輥而供應的。在位于傳送帶運動方向的相反方向的膨脹裝置一側，由輔助箔形成此槽，而此輔助箔是以實際上垂直的方式供應并在與下襯箔滑動接觸的情況下通過轉折輥而離開的，這種類型安排的缺點是擁擠，而擁擠是在槽中發生的，這種擁擠，直到泡沫體在上襯箔用的轉折輥下面通過，都迫使泡沫體作純粹的橫向運動。此外，另一缺點是泡沫體的剪切，這種剪切是在輔助箔與下襯箔之間產生滑動接觸的區域中而引入的。
本發明的結果是克服了上述缺陷。
本發明的主題是通過在泡沫體用在塊狀泡沫裝置的傳送帶上而生產聚氨酯泡沫塑料的方法。此制法的特征在于，將泡沫體以自由的和實際上垂直落下的方式施在位于下方的傳送帶上。利用橫向安裝在傳送帶上的固定的實際上垂直的擋板，防止泡沫體發生與傳送帶運動方向相反的任何流動。
泡沫體是由發泡劑的復合物(它在室溫和環境壓力下是氣態的)，由反應組份(它們被送至反應混合單元中)及由反應混合物而產生的。將發泡劑在壓力下溶解在多異氰酸酯—加聚反應的至少一種組分之中。將含有在壓力下已溶解的發泡劑的反應混合物，在膨脹單元(減壓單元)中在環境條件下連續膨脹，并使它把所溶解的發泡劑以細氣泡形式釋放出來。


圖1表示的是實施根據本發明制備方法的設備側面的示意圖。
圖2表示的是根據圖1的設備的頂部示意圖。
圖3表示的是根據圖1的設備的另一實施。
圖4表示的是具有另一低襯箔供應系統的根據圖1的設備。
圖5表示的是泡沫體沿著擋板的流動及大泡從發泡體的逸出。
圖6表示的是能用于根據本發明的減壓單元的橫截面。
在本發明中，描述了通過把泡沫體施于塊狀泡沫裝置的傳送帶上而生產聚氨酯泡沫塑料的方法。此制法的特征是，在泡沫體以自由和實際上垂直落下的形式供應至位于下方的傳送帶上。利用橫向安裝在傳送帶上的固定的實際上垂直于擋板，而防止泡沫體發生與傳送帶運動方向相反的任何運動。
泡沫體是由發泡劑(它在室溫和環境壓力下是氣態的)，由反應組份(它們被送至反應混合單元中)及由反應混合物而產生的。將發泡劑在壓力下溶解在多異氰酸酯—加聚反應的至少一種組份(優選為多醇)中。將含有在壓力下溶解的發泡劑的反應混合物，在膨脹單元(減壓單元)中，在環境條件下連續膨脹，并使它們所溶解的發泡劑以細氣泡的形式釋放出來。在優選實施中，發泡劑是CO2。
合適的減壓單元是這樣一種單元，它具有一個或多個供反應混合物通過的洞，至少在一個尺寸上具有小的截面，例如通過距離或直徑為0.03～0.2mm的孔。這些孔對反應混合物的通過產生足夠高的阻力，因而在膨脹單元的上方維持一個應力，這足以使發泡劑處于溶解狀態。減壓單元優選由一塊或多塊其上有多個直徑為0.05～0.15mm的孔的板所組成。當若干塊帶孔板成系列使用時，板之間應有一個小間距，由于不存在在使已溶解的發泡劑被釋放的松馳時間，從而實際上不會生成氣泡。特別優選的是，減壓單元由一片或多片其所有孔的自由通過面積為0.5-5％的帶孔板(維持壓力的篩板)，以及其所有的孔的自由通過面積為8-30％的附加帶孔板(減速板)所組成。減速板的自由橫截面較大優選導致的流通孔的數目增大，相當于一個5～20的指數。這種減壓板在根據DE-A 195244346的申請人早先未公開的建議中已作過描述。
出口孔在傳送帶之上優選的朝著中心排列，并且它包括一與傳送帶的方向成直角的延伸部分，此延伸部分為傳送帶寬度的5-20％，優選為7-10％。
優選的是，減壓單元具有圓形出口橫截面，這使得因泡沫體與出口邊緣的接觸而產生的擾動保持最小。作為大氣與以實際上垂直的方式自由落下的泡沫體流體周邊相接觸的結果是，消除了無疑是因減壓單元的出口邊緣上泡沫泡眼的聚結而引起的擾動。因為在出口邊緣上的聚結所形成的大泡破裂了，所以這種擾動被消除了。
然而，為了機械穩定性的原因，可能必需這樣來設計發泡設備的出口開孔，即，在圓形橫截面變得太大的情況下，若此力作用于篩板，則以伸長的方式把篩板延伸。
泡沫體的流體(其速度可為0.5-5米/秒，優選為0.5-2米/秒)，在下面傳送帶的上方40-80cm處以實際上垂直的方式落到傳送帶上。若泡沫體的流體與傳送帶的方向稍稍傾斜例如20°，則也可能是有益的。
為了避免在傳送帶上的泡沫體堆狀物在與傳送帶運動方向的相反方向上分散開，可橫過傳送帶安裝一個實際上垂直的平板狀擋板。對傳送帶的運動方向來說，擋板的底部優選位于泡沫體流動軸與傳送帶的交接點的后方。擋板可以傾斜一個角度α，對垂直于(相對于傳送帶運動方向而言)傳送帶而言，此α可高達30°，優選為僅高達20°。
優選的是，由不被或難被聚氨酯反應混合物潤濕的材料組成的擋板僅被潤濕，或者此擋板僅被這種材料涂敷。適用的材料是聚乙烯，聚四氰乙烯或聚硅氧烷。
當然，由于相對速度，特別是在泡沫體走進擋板的區域的相對速度提高，擋板與泡沫體之間的表面構成了擾動，并導致泡沫眼聚結。換句話說，能產生更大的泡或腔。令人驚奇的是，在已制成的泡沫塑料中不能觀察到這些較大泡眼的生成。顯然，在事實上垂直的擋板上形成的較大泡眼或腔可以粘到一起，繼續增長，而且當已達到足夠大時，會沿著擋板升高，升高的方向與泡沫體滑下的方向相反，或至少成直角，并離開泡沫體。
作為泡沫體流動沖擊所形成的泡沫體堆狀物，由于泡沫體的重力及可流動性，以自由流動的方式分散開，并處于與傳送帶的方向成直角的方向，而且處于與擋板相反的一側。
擋板可以在傳送帶中央的兩側，向傳送帶的方向扭曲或彎曲。然而，在擋板上橫向流掉的泡沫體應被迫而不比在傳送帶方向的傳送帶速度更快。具體地說，擋板應在兩邊，與一個方向(此方向與傳送帶的運動成直角)成一個小于20°，優選小于10°的角度。
考慮到泡沫體在傳送帶上、在從泡沫體流的供應點的距離上的進一步橫向分布，可以安裝一個插入泡沫體中的并橫伸過傳送帶的輥。上襯箔通過此輥送入并被轉向。在傳送帶方向中的輥與泡沫體流(它以實際上垂直的方式供應)的軸之間的距離、應至少為傳送帶寬度的三分之一。特別優選的是上襯箔的供應和轉折輥應大約安排在這樣一個點，在那里聚異氰酸酯加聚反應明顯開始(在這里泡沫開始生成)，即，在水作為發泡劑使用的場合。
在圖1中，塊狀泡沫裝置機中的傳送帶以側面圖表示。將下襯箔2供至傳送帶1，其中，襯箔隨著傳送帶以3-7米/分的速度移至右邊。異氰酸酯31及可含3-7重量％處于溶解狀態的二氧化碳的多醇32，以及其他添加劑及輔助物33，一起在壓力下被送輥合單元3。在混合單元中，高于已溶解的二氧化碳飽和蒸氣壓的壓力在起作用。將反應混合物由混合單元3送至減壓單元4，從那里反應混合物出現自由流動，在點劃線51的方向中，被發泡成為發泡體5，實際上垂直的板狀擋板6防止泡沫體5反著傳送帶1的運動方向而散開。為了避免下襯箔與擋板6下端之間進入空氣，擋板6的下端保持與下襯箔2滑動接觸。擋板6最好這樣保持，在傳送帶的經度方向可以置換，而且可以以與傳送帶的約成直角的軸旋轉，這樣，生產過程中擋板6的置換就可以最佳化。在與泡沫體5供應點有一距離的情況下，通過插入泡沫5中的轉折輥7把上襯箔8以傳送帶運動的方向而送入。此外，在傳送帶的兩側，通過轉折輥9送入側襯箔10。
在圖2的所示的圖中(這是根據圖1的設備的頂示圖)，圖2中的相同參考數字表示如圖1的相同部件。
在圖3中，擋板6被聚乙烯箔61覆蓋，此箔不被聚氨酯反應混合物潤濕，而且在生產停止時能容易地被置換。
在根據圖4的表示中，用輥21，22通過擋板6把下襯箔2以滑動方式送入，兩個輥中的一個被驅動。
圖5表示的是從圖1中的剪頭A方向看設備的圖。圖5中的參考數字表示與圖1中所示的相同部件。基于擋板6是一片玻璃的這種假設，則泡沫體53的輪廓在擋板6上變得可見。已畫在輪廓53中的箭頭大約指示泡沫體在擋板6上的流動方向和速度。由于泡沫體在擋板6上的流動，生成大泡眼54(這可能是泡眼聚結的結果)，沿著虛線55的途徑前進，并通過輪廓線53而出現，因而大氣泡54不加入到泡沫塑料中。
圖6表示的是能用于本發明的減壓單元4的例子。此單元包括圓筒狀罩子41，在其中，含有處于溶解狀二氧化碳的聚氨酯反應混合物在壓力例如10-15巴下被從上面送進來。孔板42，43安在出口處，并用墊片45使之保持距離0.5～2mm，并用凸緣44支持住以便抗壓。孔板42包括多個直徑為0.1mm的孔46，它們一起構成孔板42的2％的自由橫截面通過面積。當反應混合物通過孔板42時，反應混合物的壓力在極短時間降低。附加孔板43具有的直徑為0.1mm的孔數，約比孔板42中的多10倍，這相當于20％的自由通過面積，這使得通過孔板43的速度僅為通過孔板42的速度的十分之一。在通過孔板43后，已溶解的二氧化碳在10-2～10-4秒內從反應混合物內釋放出，在此時間內，形成泡沫體5的鈴形輪廓。優選使用如半截面中所指出的圓頂形篩板以代替平板形篩板42，43。
雖然上面為了解釋的目的已對本發明作了詳細描述，但是應該知道，這一詳述僅是為此目的，本領域技術熟練人員在不背離本發明的精神和范圍的情況下可以作出各種變更，被權利要求所限定的除外。
權利要求
1.一種制造聚氨酯泡沫塑料的方法，它包括下列步驟a)把泡沫體施到塊狀泡沫裝置機的傳送帶上，其特征在于該泡沫體以自由地事實上垂直地落下；b)橫過該傳送帶安裝事實上垂直的擋板，以防止該泡沫體逆著該傳送帶的運動方向而流動。
2.根據權利要求1的制法，其中，該發泡體在發泡設備中產生的，此發泡設備以與該傳送帶成直角而延伸，延伸長度小于該傳送帶寬度的20％；該發泡設備被設計成減壓單元并具有實際上對稱的圓形。
3.一種生產聚氨酯泡沫塑料的設備，它包括a)帶有傳送帶的連續塊狀泡沫裝置；b)位于該傳送帶上面、在使用點供應聚氨酯液態泡沫的設備，該設備包括一個從實際上垂直的方式朝下的開口；以及c)一個實際上垂直的擋板，就該傳送帶運動方向來說它安裝在該泡沫施用點的后方，而且橫跨過傳送帶而延伸。
全文摘要
描述了一種生產聚酯泡沫塑料的方法和設備，這是把泡沫施到塊狀泡沫裝置的傳送帶上，由此將泡沫體以自由的實際上垂直落下的方式施到下方傳送帶上，而且用固定的、實際上垂直的、橫向安置在傳送帶上的擋板，以防止泡沫體作與傳送帶運動方向相反的流動。
文檔編號B29K105/04GK1156659SQ9612108
公開日1997年8月13日 申請日期1996年10月20日 優先權日1995年10月20日
發明者H·施泰倫, R·拉費爾, R·艾賓, W·艾貝林 申請人:亨內克機械制造有限公司