NO761822L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til ovérflatefor-ming av polymere som er fremstillet ved et-trins fri oppskumning av væskeblandinger.

Et spesielt område av plastindustrien og et spesielt bruksområde for plast er produksjon og bruk av forskjellige plast-skum. På grunn av den fremragende varme- og lyd-isolasjon og de elastiske egenskaper har plastskum'fått stadig større utbredelse.

En kjent og utbredt metode for fremstilling - av plast-skum er et-trins-friskumning ut fra væskeblandinger. Den viktigste representant for skumblokker som kan fremstilles ved ovenstående metode er myke polyurethanskum som prinsipielt fremstilles ved å omsette en polyol med molvekt mellom 250 og 4000, og med 2 til 6 hydroxygrupper eller aktive hydrogenatomer, med et orga-nisk isocyanat som har. minst to frie isocyanatgrupper, i nærvær av et overflateaktivt middel (fortrinsvis et silicon modifisert med en alifatisk sidekjede) og en katalysator (fortrinsvis et tertiært amin eller en tinn(IV)-forbindelse), hvorved man benyt-ter det carbondioxyd som dannes under reaksjonen mellom isocyanat-forbindelsen og vann, og/eller et annet drivmiddel, fortrinsvis triklorfluormethan, som oppskummingsmiddel. Betegnelsen "fri oppskumning" angir at reaksjonsblandingens overflate stiger fritt under skummingsprosessen.

Ovenstående metode kan utføres enten . satsvis eller kontinuerlig. I førstnevnte tilfelle helles reaksjonsblandingen opp i en åpen form som fylles av den oppsk.ummende blanding.

Apparatur for kontinuerlig produksjon inneholder en propellrører med alternerende bevegelse, og et kontinuerlig trans-portbånd løper under propellrøreren perpendikulært på retningen for den alternerende bevegelse. Den første del av transportbanen er svakt hellende. En papirkanal eller papir-støpeform med be- stemte dimensjoner og vanligvis med rektangulært tverrsnitt fe-stes til og beveger seg fremover sammen med transportbåndet. Re-aks jonsblandingen som helles opp i papirformen strømmer under oppskumming langs det første, hellende parti av transportbåndet ved innvirkning av tyngdekraften, mens reaksjonsblandingen langs det horisontalt parti av transportbåndet fører fremover sammen med formen.

Den ovenfor beskrevne apparatur gjør det imidlertid ba-re mulig å oppnå delvis kontroll med form og størrelse på de fremstillede blokker. Ved satsvis drift kan blokkenes horisonta-. le dimensjoner reguleres ved formens størrelse, mens ved kontinuerlig operasjon kan tverr-dimensjonene reguleres ved avstanden mellom papirformens sidevegger og de langsgående størrelser ved hastigheten til transportbåndet, avstanden mellom skjæreelemen-tene og/eller skjæreelementehes operasjonscyklus. Ved satsvis drift kan blokkenes høyde reguleres gjennom mengden av reaksjonsblanding som helles opp i formen, og ved kontinuerlig drift opp— når man mer eller mindre nøyaktig, regulering av høyden ved å av-passe tilførselshastigheten for reaksjonsblanding som mates opp i den løpende papirform og/eller ved å innvirke på de reaksjons-kinetiske parametre for det skummende kjemikaliesystem. Ved en gitt konstant matehastighet består eh annen åpenbar metode,til å forandre blokkens høyde i å forandre papirformens breddé og/eller transportbåndets hastighet.

Usikkerheten ved innstilling av blokkhøydene forøkes ved at der bare kan produseres blokker med konvekse overflater i kjent apparatur. Derfor blir råblokkene renskåret eller spaltet i en sekundærbehandling til skiver eller plater og folier med bestemt tykkelse. På grunn av den unøyaktige dimensjon for den konvekse overflate taper man ved splittingen 16 - 18 og ved ren-skjæringen ca. 32 - 40 %, hvilket naturligvis gir store økonomiske tap.

De metoder som er utviklet for å unngå, ulemper har vært basert på at dannelse av nevnte konvekse overflate ved fri oppskumming henger sammen med den visco-elas tLske flyt som er kjent, fra reologien. Overflaten på den oppskummende blokk i papirformen kan således betraktes som et stivnet strømningsmønster for en væske som beveger seg oppover i en form med omtrent laminær strømning.Strømningstypen. skyldes forskjellen mellom trykket i oppskummingsgassen og atmosfære trykket.

En undersøkelse av de krefter som virker på partiklene i oppskummingsblandingen viser at likevektstilstanden for de enkelte partikler bestemmes som en resultant av fire krefter: den stigende kraft som skyldes trykkforskjellen, gravitasjonskraf-ten, friksjonskrefter og den kraft som skyldes atmosfæretrykket. Denne oppskumming er den stigende kraft som virker på en gitt partikkel større enn summen av de tre andre krefter som virker i motsatt retning,og den oppskummende overflate slutter først å stige når disse krefter kommer i likevekt.Dannelsen av den konvekse overflate skyldes at friksjonskreftene som virker mellom.de separate plastpartikler er mindre enn kreftene mellom polymerpar-tiklene og støtteformens eller papirformens vegger. På grunn av denne vegg-virkning stiger skummet hurtigere i midten av systemet enn langs sideveggene, og stigningen av skumflaten slutter tidligere langs veggene. -

Siden tyngdekraften og atmosfæretrykket er konstant blant de nevnte krefter, har tidligere metoder for modifisering av overflateformen bestått i å fjerne den lokale forskjell i friksjonskreftene eller i å redusere veggvirkningén, respektivt ved hjelp av mekaniske midler.

I henhold til US patent 3.553.300 og 3.566.448anordnes således et belte over oppskummingspartiet av transportbåndet, hvilket belte føres synkront fremover sammen med transportbåndet og utøver et regulert trykk på skumoverflaten.

I henhold til spansk patent 423.434 anordnes en tele-skopisk valse-bane i trinvis avtrappende høyde over oppskummingspartiet

Australsk patent 428.451 angir bruk av en papirform med trapesformet tverrsnitt for å øke løftehastigheten for skumoverflaten langs papirformens sidevegger.

Det er også kjent å løfte sideveggene i forhold til formens bunn eller å. senke bunnen i formen i forhold til sideveggene under formingstrinnet. Sistnevnte metode beskrives i tids-skriftet "Urethane Indus trial Digest" 17 - 18, side 135 (1974).

En felles ulempe ved de kjente metoder til forandring, av skumoverflatens form er at de bare kan-foretas med en spesiell apparatur, dvs. at eksisterende apparatur og utstyr er uegnet. En annen ulempe ved de kjente fremgangsmåter er at de bare mulig-gjør fremstilling av skumblokker med rektangulært tverrsnitt til trots for at behovet for blokker med ikke-réktangulært (særlig sirkulært) tverrsnitt stadig øker.

Man tar i henhold til oppfinnelsen sikte på en prosess som er egnet for fremstilling av skumblokker med et hvilket som helst tverrsnitt og som kan utføres i alle typer kjent utstyr.

Dette oppnåes i henhold til oppfinnelsen ved å bevege en gasstrøm, fortrinsvis' luft, langs den. oppskummende polymer-overflate, loddrett på sideveggene.

Oppfinnelsen er basert på den oppdagelse at atmosfære-trykkets krefter, som hittil har vært ansett fullstendig uforan-derlige, kan forandres om ønsket, og i varierende grad langs skumoverflaten. På grunn av disse lokale trykkforskjeller kan stigehastigheten for de enkelte partikler i reaksjonsblandingen påvirkes slik at man kan regulere formen på skumoverflaten innen vide grenser.

Detaljene ifølge oppfinnelsen gjengis best ved å refe-rere til de vedlagte tegninger. Fig. 1 og 2 viser fremstilling av skumblokker med pla-ne overflater, mens Fig. 3 og 4 viser fremstilling av skumblokker med sirkulært tverrsnitt.

Ved fri oppskumming av overflaten langs veggen 1 i formen eller papirformen vil overflaten innta den form som er angitt ved den strekede linje på tegningen. I henhold til utførelsen

vist i fig. 1 anordnes en L-formet ledeplate 3 langs sideveggen 1 og skumoverflaten 2, og en gasstrøm angitt ved piler, innføres ved hjelp av en ikke vist vifte eller lignende, dvs. der opprettes en lokal, negativ trykkforskjell med hensyn til atmosfæretrykket

langs veggen 1 over skumoverflaten 2.

Som vist på fig. 2 anordnes en deflektor eller ledepla-r te 4 over hele skumoverflaten 2 bortsett fra kantpartiene, og gasstrømmen gjengitt ved piler forårsaker en lokal trykkøkning i midten av overflaten og en lokal trykksenkning langs veggen 1.

Som vist på fig. 3 blåses luft i pilretningen under ledeplaten 5 som dekker hele skumoverflaten 2, og skaper et over-trykk langs veggen 1 og et trykkfall langs midten av skumoverflaten 2.

I henhold til utførelsen på fig. 4 dannes en lokal trykkøkning langs veggen 1 ved hjelp av . ledeplaten 6 anordnet langs veggen 1. . Prosessen skal beskrives i detalj ved hjelp av neden-stående ikke begrensende eksempel.

Eksempel

Der fremstilles en myk polyurethan-skumblokk av toluy-lendiisocyanat (isomerforhold 8:2) og en polyether-triol (molvekt 3500) med et emulgeringsmiddel og tinn (IV) -octoa.t og di-methylethanolamin som katalysator, ved tilblahding av vann.som oppskummingsmiddel. Reaksjonsblandingen har følgende sammensetning :

Reaksjonsblandingen med denne sammensetning påfylles gjennom propellrøreren i vanlig oppskummingsapparatur i en papirform med bestemt tverrsnitt og konstant hastighet. Over oppskummingspartiet og langs begge sidevegger 1 anordnes, en deflektor 3 med lengde 2000 mm og i avstand 50 mm fra veggen 1 (se fig. 1). Rommet mellom veggen 1 og ledeplaten 3 utsettes for sug fra en

vifte med effekt 3000 m 3/time, og man oppnår en glatt skumover-flate 2 på grunn av den resulterende negative trykkforskjell.

Efter vår erfaring bør den lokale trykkforskjell inn-stilles på ikke mer enn 0,2 kp/cm 2. Enhver gass kan benyttes, og luft viste seg å være særlig gunstig.

Den viktigste fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at den kan tilpasses på enkel måte til alle typer utstyr og formingsredskap. Prosessen kan også anvendes på fremstilling av.blokker med sirkulært tverrsnitt, og man kan derved også til en. viss grad regulere blokkenes volumvekt. Mengde av-skjæringstap reduseres med 6 - 8 % i forhold til tidligere metoder.

b

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til forming av overflaten på polymerprodukter fremstillet ved fri oppskumming av væske-blandinger i ett trin, karakterisert ved at en gass, fortrinsvis luft, bringes til å strømme langs den oppskummende polymerover-flate perpendikulært på sideveggene.

2 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der opprettes en lokal trykkforskjell på høyst 0,2 kg/cm <2> i forhold til atmosfæretrykket langs den oppskummende polymer-overflate.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at der opprettes en negativ, lokal trykkforskjell langs sideveggene.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at der opprettes en positiv, lokal trykkforskjell langs" midten av overflaten.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakter, i sert ved at der opprettes en positiv, lokal trykkforskjell langs sideveggene. m

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 5, karakterisert ved at der opprettes en negativ, lokal trykkforskjell langs midten av overflaten..