PL173404B1

PL173404B1 - Sposób oraz urządzenie do ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia

Info

Publication number: PL173404B1
Application number: PL91305247A
Authority: PL
Inventors: Lucien Jourquin; Johannes A.M.G. Derksen; Rudi Mortelmans; Brian J. Blackwell
Original assignee: Prefoam Ag
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1998-03-31
Also published as: ATE137436T1; CN1073908A; RU94027571A; RO117359B1; LV10594A; SK278281B6; PT101062B; AU656931B2; HUT68673A; IL103659A; RU2106253C1; BG98771A; FI942168A7; EP0613415A1; WO1993009934A1; PT101062A; CA2123111A1; EP0613415B1; DE69119244T2; GR3020658T3

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz urządzenie do ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia. Piankę poliuretanową wytwarza się ze zdolnej do polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniają cy.

Sposób ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia zdolnej do polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej opisano w opisie EP-A1-0 044 226. W tym znanym sposobie proces spieniania prowadzony jest w kontrolowanych warunkach ciśnienia. Zgodnie z tą metodą proces spieniania można prowadzić na przykład przy zredukowanym ciśnieniu tak, że wymagana do otrzymania pianki o zadanej gęstości ilość fizycznych i chemicznych środków spieniających, a zwłaszcza wody, może być mniejsza, w konsekwencji pianka poliuretanowa będzie bardziej miękka. Natomiast twardość pianki poliuretanowej można zwiększyć prowadząc proces spieniania przy

173 404 większym ciśnieniu i stosując większą ilość środków spieniających, takich jak woda. Umożliwia to stosowanie ciśnienia jako dodatkowego parametru kształtującego.

Dobrze znanym problemem w procesie ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia jest utrzymywanie stałego ciśnienia otaczającego powietrza w celu wytwarzania pianki o stałych właściwościach. Wiadomo, że nawet względnie niewielkie wahania ciśnienia wpływają na gęstość i twardość otrzymanej pianki. W związku z powyższym zauważono, że gdy wykorzystuje się obecnie urządzenia typu otwartego do otrzymywania bloków pianki poliuretanowej w sposób ciągły, na przykład gdy proces spieniania jest prowadzony pod ciśnieniem otaczającego powietrza, to codzienne zmiany ciśnienia atmosferycznego powodują zmiany gęstości oraz innych właściwości, takich jak twardość bloku pianki. Co więcej, staje się oczywiste, że przy zastosowaniu urządzenia produkującego piankę w sposób ciągły w hermetycznej komorze bez odpowiednich urządzeń kontrolnych, zmiany ciśnienia wewnątrz wymienionej komory mogą być nawet większe i zachodzić szybciej niż przebiegające z dnia na dzień wahania ciśnienia atmosferycznego.

Opisane w EP-A1-0 044 226 urządzenie jest urządzeniem doświadczalnym w zakresie środków do kontrolowania ciśnienia głównie w urządzeniach produkujących pianki w sposób nieciągły w komorach zamkniętych. O możliwości zastosowania takich środków w urządzeniach do ciągłego produkowania pianki zostało tylko wspomniane. Jednakże, urządzenia do ciągłego produkowania pianek mają znacznie większe wymiary niż urządzenia do wytwarzania pianek w sposób nieciągły, co sprawia, że wymagają na przykład stosowania komory o pojemności 1000 do 1500 m³.

W opisie patentowym EP-A1-0 044 226 wprowadzono zawór nadmiarowy, który pozwala na uwolnienie gazu, gdy ciśnienie przekroczy wstępnie określoną stałą wartość. Dodatkowo można stosować kompresor pracujący w połączeniu z czujnikiem ciśnienia, zaworem nadmiarowym i urządzeniami sterującymi. Chociaż EP-A1-0 044 226 nie wspomina, jak mają działać te środki kontrolujące ciśnienie, jest sprawą oczywistą, że urządzenia sterujące stosuje się do włączania i wyłączania kompresora stosownie do wahań ciśnienia mierzonego czujnikiem ciśnienia. Co więcej, zgodnie z zaleceniami z patentu USA 4 777 186, kompresor będzie obsługiwać odpowiednio przeszkolona osoba tylko do otrzymywania wspomnianego wysokiego ciśnienia, najlepiej zanim rozpocznie się proces spieniania. Po uzyskaniu wymaganego ciśnienia, osoba ta powinna wyłączyć kompresor i utrzymywać w zasadzie stałe ciśnienie ponadatmosferyczne, wentylując w toku przebiegu reakcji zamkniętą komorę urządzenia do produkcji pianki.

Wadą opisanego wyżej sposobu postępowania jest fakt, że nie pozwala on na utrzymanie w dużym urządzeniu do produkcji pianki w sposób ciągły dostatecznie stałego wysokiego ciśnienia, wymaganego do otrzymywania bloków pianki poliuretanowej o jednorodnych właściwościach. W znanych urządzeniach do produkcji pianki zawsze występuje wahanie ciśnienia uruchamiające układ sterujący włączaniem i/lub wyłączaniem pompy kompresora i/lub otworzeniem i/lub zamknięciem zaworu nadmiarowego.

EP-A1-0 044 226 opisuje następnie wykorzystanie pompy próżniowej i odpowiedniego sterowania, które nie zostały szczegółowo omówione, do utrzymania w zasadzie stałego obniżonego ciśnienia. Z tego powodu, twórcy obecnego wynalazku przeprowadzili eksperymenty z dużą hermetycznie zamkniętą maszyną produkującą piankę w sposób ciągły. Podczas tych eksperymentów próbowali utrzymać stałe niskie ciśnienie poprzez kontrolowanie prędkości pracujących zestawów pompowych tak, aby odpompować z komory gazy z prędkością przepływu zasadniczo równą szybkości wywiązywania się gazów spieniających, ale okazało się, że nie jest możliwe utrzymanie w ten sposób ciśnienie na dostatecznie stałym poziomie.

Sposób wytwarzania bloku pianki poliuretanowej opisano w patencie GB 2050922. Proces spieniania prowadzony jest w warunkach kontrolowanego ciśnienia, które można redukować przez częściowe odbieranie gazu z hermetycznej komory, w której jest prowadzony proces spieniania piankowego tworzywa sztucznego.

173 404

Sposób wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w zamkniętej komorze, w której utrzymuje się ciśnienie atmosferyczne, opisano w opisie EPO 0127385. Gęstość pianki reguluje się ilością wody lub innych środków płynnych dodawanych do mieszaniny reakcyjnej, gdy temperatura procesu przekracza 170°C. Ciśnienie atmosferyczne wewnątrz komory jest utrzymywane przez odprowadzanie gazów z dna i boków komory i doprowadzanie powietrza do jej wnętrza powyżej poziomu spienianej mieszaniny reakcyjnej.

Dotychczas hermetycznie zamknięte urządzenie do produkcji pianki w sposób ciągły nie było stosowane w praktyce, gdyż nie można było odpowiednio kontrolować wewnętrznych warunków ciśnienia i temperatury. Bez odpowiedniej kontroli ciśnienia wahania właściwości pianki są znacznie większe niż pianek produkowanych w warunkach ciśnienia atmosferycznego.

Celem mniejszego wynalazku jest sposób postępowania pozwalający na ciągłe wytwarzanie bloku pianki poliuretanowej, przy zmniejszeniu wahań ciśnienia wokół mieszaniny reakcyjnej podczas procesu spieniania w celu utrzymywania zasadniczo stałej jakości pianki.

Sposób ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej według wynalazku polega na wytworzeniu zdolnej do polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniający, nakładaniu wymienionej mieszaniny w sposób ciągły na ruchome urządzenia przenośnika i pozwolenie na swobodny wzrost spieniania i polimeryzację mieszaniny reakcyjnej aż do utworzenia wspomnianej pianki. Swobodny wzrost spieniania i polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej zachodzi w hermetycznie zamkniętej komorze, w której jest ona co najmniej częściowo otoczona warstwą gazu. Ciśnienie gazu podczas omawianego swobodnego spieniania i polimeryzacji jest utrzymywane w granicach wstępnie określonego zakresu, co najmniej częściowo przez odlot gazu z omawianej komory.

Istota wynalazku polega na wytworzeniu zdolnej do polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniający, nakładaniu tej mieszaniny zasadniczo w sposób ciągły na ruchomy przenośnik i pozwolenie na swobodny wzrost jej spieniania i polimeryzację tak, by została utworzona pianka, przy czym wzrost spieniania i polimeryzację mieszaniny prowadzi się przeważnie w hermetycznie zamkniętej komorze, a mieszanina jest co najmniej częściowo otoczona warstwą gazu, którego ciśnienie utrzymywane jest podczas wzrostu spieniania i polimeryzacji w granicach wstępnie określonego zakresu, co najmniej częściowo przez odbieranie gazu z komory. Poza gazem spieniającym, który wywiązuje się podczas procesu, do komory dostarcza się dodatkowo gaz, przeważnie w sposób ciągły, i jednocześnie odbiera się gaz z komory. Przy czym gaz dostarcza się i odbiera w takich ilościach, by utrzymać w komorze ciśnienie o określonej wysokości i o niewielkich wahaniach. W sposobie według wynalazku temperaturę gazu w zamkniętej komorze utrzymuje się, zwłaszcza podczas wzrostu spieniania i polimeryzacji, w zakresie nie przekraczającym ±5% wstępnie określonej wartości, kontrolując, przynajmniej częściowo, wysokość temperatury i/lub szybkość przepływu gazu dostarczanego do komory.

Korzystnie, proces prowadzi się w temperaturze 10-75°C, najkorzystniej 20-50°C.

Korzystnie, ciśnienie wewnątrz komory utrzymuje się na poziomie nie wyższym od ciśnienia otoczenia, a gaz dostarcza się do komory z szybkością przepływu równą przynajmniej połowie szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej równą co najmniej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego. Natomiast korzystnie, szybkość przepływu dostarczanego gazu jest mniejsza od pięciokrotnej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej mniejsza od trzykrotnej szybkości wywiązywania się go gazu.

W innym korzystnym wariancie ciśnienie wewnątrz komory utrzymuje się na poziomie wyższym od ciśnienia otoczenia, a gaz dostarcza się do komory z szybkością przepływu równą przynajmniej jednej dziesiątej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej równą co najmniej jednej trzeciej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego. Natomiast korzystnie, szybkość przepływu dostarczanego gazu jest mniejsza od czterokrotnej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej mniejsza od dwukrotnej szybkości wywiązywania się go.

173 404

Korzystnie, podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji do komory dostarcza się gaz, ze stałą szybkością przepływu, a wahanie ciśnienia w komorze podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji utrzymuje się w zakresie nie przekraczającym ±1% wstępnie określonej wartości.

Korzystnie, gdy ciśnienie wewnątrz komory utrzymuje się na poziomie nie wyższym od ciśnienia otoczenia, gaz wypompowuje się z komory i dostarcza go do komory pod ciśnieniem otoczenia.

Korzystnie, gaz dostarcza się do komory pod ciśnieniem za pomocą zestawu pompy.

Korzystnie, wstępnie określony zakres ciśnienia wynosi 0,5-10 x 10⁵ Pa, najkorzystniej 0,7-1,5 x 105 Pa. w sposobie według wynalazku gaz odlotowy oczyszcza się.

Wynalazek obejmuje także urządzenie do ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia, zawierające w przeważnie hermetycznej komorze środki przenośnikowe, głowicę mieszającą składniki poliuretanu zawierające środek spieniający, środki rozładowujące mieszaninę na przenośnik, zestaw pompujący posiadający wlot i wylot gazu oraz środki łączące wlot gazu z komorą, przy czym dodatkowo urządzenie jest zaopatrzone w środki dostarczające w sposób ciągły gaz do komory. Urządzenie zawiera środki łączące wylot gazu zestawu pompującego gaz z komorą oraz środki do usuwania gazu z tej komory.

Korzystnie, zestaw pompujący gaz zawiera co najmniej jedną dmuchawę.

Korzystnie, środki dostarczające gaz do komory mają przynajmniej jeden wlot do tej komory zaopatrzony w regulacyjny zawór wlotowy.

Korzystnie, środki dostarczające gaz do komory zawierają co najmniej jeden zestaw dodatkowej pompy.

Urządzenie zawiera także środki do czynnego usuwania gazu z komory zawierające co najmniej jeden wylot zaopatrzony w regulacyjny zawór regulacyjny wylotowy, w szczególności zawór nadmiarowy.

Korzystnie, urządzenie jest wyposażone w przynajmniej jedne hermetyczne drzwi dzielące komorę na co najmniej dwie komory, przy czym w pierwszej komorze są umieszczone co najmniej środki przenośnikowe oraz zestaw tnący wyprodukowaną piankę na bloki o zjadanej długości, a druga komora jest wposażona w drzwi wylotowe. Natomiast zestaw pompujący gaz jest połączony z komorą pierwszą. Komora urządzenia zawiera także środki do ustalania wysokości ciśnienia w komorze drugiej w stosunku do ciśnienia panującego w komorze pierwszej, środki do otwierania drzwi podziałowych, środki do transportowania odciętego bloku pianki przez drzwi podziałowe z komory pierwszej do komory drugiej, środki do zamykania drzwi podziałowych, środki do ustalania wysokości ciśnienia w komorze w stosunku do ciśnienia otoczenia, środki do otwierania drzwi wylotowych, środki do usuwania odciętego bloku pianki przez otwarte drzwi wylotowe z komory oraz środki do zamykania drzwi wylotowych. Ponadto urządzenie jest wyposażone w środki do regulowania temperatury gazu dostarczanego lub usuwanego z komory.

Sposób ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia obejmuje zatem przygotowanie polimeryzującej mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniający, nałożenie tej mieszaniny reakcyjnej w zasadzie w sposób ciągły na ruchomy przenośnik i pozwolenie na swobodny wzrost jej spieniania i polimeryzację tak, by została utworzona pianka, w której swobodny wzrost spieniania oraz polimeryzacja mieszaniny reakcyjnej przeprowadzane są w zasadniczo hermetycznie zamkniętej komorze, w której mieszanina reakcyjna jest co najmniej częściowo otoczona przez warstwę gazu, a ciśnienie tego gazu utrzymane jest podczas omawianego swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia, co najmniej częściowo przez odbieranie gazu z komory, przy czym gazjest zasadniczo w sposób ciągły dostarczany do komory, dodatkowo do wywiązującego się gazu spieniającego podczas omawianego swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji, i jednocześnie gaz jest odbierany z komory tak, aby utrzymać ciśnienie w granicach wspomnianego zakresu oraz w taki sposób, aby zredukować wahania ciśnienia w granicach omawianego zakresu.

173 404

Wynalazek zatem polega na tym, że gaz jest zasadniczo dostarczany w sposób ciągły do omawianej komory, poza gazem spieniającym, wywiązującym się podczas wspomnianego swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji, a jednocześnie gaz jest odbierany z komory w taki sposób, aby utrzymać ciśnienie w przyjętym zakresie. Nieoczekiwanie odkryto eksperymentalnie, że przez ciągłe dostarczanie gazu do zamkniętej przestrzeni wokół mieszaniny reakcyjnej, przy jedno czesnym odbieraniu gazu z komory, wahania ciśnienia w takiej komorze są mniejsze niż w przypadku, gdy nie zachodzi dodatkowe dostarczanie gazu, i w związku z tym usuwane są tylko gazy wydzielające się z mieszaniny reakcyjnej.

W preferowanej realizacji sposobu według wynalazku utrzymuje się odpowiednią temperaturę warstwy gazów w omawianej zamkniętej komorze, co najmniej podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji, w zakresie nie większym niż 5 % powyżej lub poniżej wstępnie określonej wartości temperatury, co najmniej częściowo kontrolując temperaturę i/lub szybkość przepływu gazu dostarczanego do tej komory. W ten sposób postępowanie według wynalazku pozwala również na kontrolowanie temperatury wokół mieszaniny reakcyjnej, która to temperatura ma wpływ na właściwości produkowanej pianki.

W szczególnym przypadku realizacji sposobu postępowania według wynalazku ciśnienie wewnątrz omawianej komory jest utrzymywane na poziomie lub poniżej przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia, a gaz dostarczany jest z prędkością przepływu, która jest korzystnie równa co najmniej połowie szybkości wywiązywania się gazu spieniającego. Z kolei prędkość przepływu jest pięciokrotnie mniejsza od szybkości wywiązywania się gazu spieniającego i - korzystnie trzykrotnie mniejsza od szybkości wywiązywania się wymienionego gazu spieniającego.

W innym szczególnym przypadku realizacji sposobu postępowania według wynalazku ciśnienie wewnątrz omawianej komory jest utrzymywane powyżej przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia i wspomniany gaz dostarczany jest z prędkością przepływu równą co najmniej jednej dziesiątej szybkości wywiązywania się gazu, korzystnie równej co najmniej jednej trzeciej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, którego szybkość przepływu jest mniejsza od czterokrotnej wartości szybkości wywiązywania się tego gazu spieniającego, a korzystnie mniejsza od dwukrotnej szybkości wywiązywania się tego gazu.

W dopuszczalnych granicach wartości przepływu zdefiniowanych dla podanych dwóch szczególnych przypadków, ciśnienie oraz temperaturę można kontrolować z dostateczną dokładnością bez wytwarzania nadmiernej ilości gazów odpadowych, które w zasadzie wymagałyby oczyszczenia.

W sposobie według wynalazku gaz może być dostarczany do omawianej przestrzeni w sposób czynny lub bierny, przy przeważającym w danym okresie ciśnieniu otoczenia, a jednocześnie może być odbierany również w sposób czynny lub bierny zależnie od ciśnienia wytworzonego w omawianej komorze. Gaz jest dostarczany i odbierany w sposób czynny przy w zasadzie stałym ciśnieniu, równym lub bliskim otaczającemu ciśnieniu atmosferycznemu.

Wynalazek obejmuje również urządzenie do ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej posiadające zasadniczo hermetyczną komorę, urządzenie przenośnika wewnątrz tej komory, głowicę mieszającą do zmieszania składników reakcji poliuretanu zawierających środek spieniający, urządzenia do rozładowania tej mieszaniny reakcyjnej na omawiane urządzenie przenośnika, będące w ciągłym ruchu i w ten sposób umożliwiające swobodny wzrost spieniania i polimeryzację omawianej mieszaniny reakcyjnej wzdłuż wspomnianego urządzenia przenośnikowego,' urządzenia do pompowania gazu z wlotem i wylotem gazu i urządzenia do podłączenia wlotu gazu do komory w taki sposób, aby umożliwić jego czynny odlot z komory za pomocą urządzeń do pompowania gazu podczas jego swobodnego spieniania i polimeryzacji.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest zaopatrzone w środki do ciągłego dostarczania gazu do wspomnianej komory podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji przy jednoczesnym czynnym usuwaniu gazu z tej komory za

173 404 pomocą środków do pompowania gazu tak, aby zmniejszyć wahania ciśnienia wewnątrz komory.

Dalsze zalety sposobu postępowania według wynalazku polegają na tym, że w porównaniu do ilości gazów usuwanych przez wyciąg odlotowy konwencjonalnej maszyny produkującej piankę w sposób ciągły, znacznie maleją ilości gazów podlegających oczyszczaniu, poza tym gazy odlotowe zawierają większą ilość szkodliwych substancji, a zatem zestaw oczyszczający pracuje wydajniej i jednocześnie stosowane są mniejsze ilości środków spieniających.

Załączone rysunki ilustrują schematycznie przekrój urządzenia do ciągłej produkcji pianki poliuretanowej według wynalazku. Figura 1 przedstawia schemat urządzenia, w którym wytwarzane jest podciśnienie, a fig. 2 - schemat urządzenia, w którym wywarzane jest nadciśnienie.

Inne szczegóły i zalety tego sposobu postępowania oraz urządzenia, w którym zastosowano wynalazek ukaże następujący opis kilku przykładowych rozwiązań; opis ten podany został jedynie jako przykład ilustrujący i nie jest jego zadaniem ograniczenie zakresu niniejszego wynalazku.

Sposób postępowania według wynalazku, podobnie jak sposoby stosowane w konwencjonalnych, otwartych urządzeniach produkujących piankę poliuretanową w sposób ciągły, polega na przygotowaniu polimeryzującej mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniający; po czym mieszanina jest wylewana w sposób ciągły na przenośnik zaopatrzony w co najmniej jeden przesuwający się papier lub folię oraz jeden lub więcej pasów, a następnie pozostawiana do swobodnego wzrostu i polimeryzacji tak, aby wytworzyła się wspomniana pianka. Taki proces produkcji pianek w sposób ciągły może być wykonywany za pomocą znanych urządzeń, jak typu pochylony przenośnik, typu Maxfoam/Varimax lub typu Quadro-Foamat, (z systemem płaskiego wierzchu lub bez) oraz za pomocą urządzenia typu Vertifoam. Mieszanina reakcyjna jest zwykle przygotowana ze składników poliolowych i poliizocyjanianowych.

Składnik poliolowy może zawierać na przykład:

- poliole polieterowe, otrzymywane przez reakcję jednego lub więcej tlenków alkenów lub podstawionych tlenków alkenów, takich jak tlenek etylenu lub tlenek propylenu, z inicjatorem zawierającym jeden lub więcej aktywnych wodorów, takich jak gliceryna lub trimetylopropan,

- częściowo lub całkowicie zaminowane poliole polieterowe rodzajów opisanych powyżej,

- poliole poliestrowe, przygotowane w drodze reakcji na przykład jednego lub więcej polikarboksylowych kwasów lub ich bezwodników lub ich estrów, takich jak kwas adypinowy, kwas ftalowy, z jednym lub więcej poliwodorowymi alkoholami jak na przykład glikol etylenowy, gliceryna,

- polieterowymi lub poliestrowymi poliolami, które zawierają polimery poliaddycyjne lub polikondensacyjne w stanie rozproszonym lub w stanie rozpuszczonym.

Składniki poliizocyjanianowe mogą zawierać różne alifatyczne lub aromatyczne izocyjaniany, z których TDl, MDI, prepolimery TDI lub MDI oraz wszystkie możliwe ich mieszaniny są najczęściej stosowane.

Jako środki spieniające - chemiczne środki spieniające, takie jak woda, kwas mrówkowy lub ich pochodne oraz fizyczne środki spieniające, jak CFC 11, chlorek metylenu oraz inne CFC, HCFC, a także ciecze o względnie niskiej temperaturze wrzenia.

Mieszanina reakcyjna zawiera również katalizatory, takie jak dobrze znane katalizatory aminowe i/lub katalizatory metali. Zwykle potrzebne są również środki powierzchniowo czynne. Liczne środki i różnych rodzajów dały zadowalające wyniki. W zależności od potrzeb, do mieszaniny reakcyjnej można dodawać także inne środki, takie jak środki zmniejszające palność, środki sieciujące, środki przedłużające łańcuch, wypełniacze, środki otwierające komórki, pigmenty, antyutleniacze.

W sposobie postępowania według wynalazku swobodny wzrost spieniania i polimeryzacja prowadzi się w zasadniczo hermetycznie zamkniętej lub w gazoszczelnej komorze 2,

173 404 w której mieszanina reakcyjna jest co najmniej częściowo otoczona warstwą gazu. W pierwszym okresie, na przykład gdy rozpoczyna się swobodny wzrost spieniania, a zwłaszcza zanim rozpocznie się ekspansja mieszaniny reakcyjnej, ciśnienie gazów waha się w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia. Zawiera się on zwykle w granicach między 0,5 a 10 x 10⁵Pa i wynosi zazwyczaj 0,7 do 1,5 x 10⁵ Pa. W drugim okresie, na przykład podczas ciągłego wytwarzania pianki poliuretanowej, ciśnienie jest utrzymywane w granicach omawianego wstępnie określonego zakresu: poprzez z jednej strony usuwanie gazu z omawianej komory, a z drugiej - poprzez ciągłe dostarczanie gazu do tej komory, przy jednoczesnym wywiązywaniu się gazu spieniającego podczas omawianego swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji mieszaniny reakcyjnej. Nieoczekiwanie okazało się, że wahania ciśnienia w komorze 2 można znacznie zredukować dzięki usuwaniu gazu z komory, przyjednoczesnym dostarczaniu dodatkowo, w sposób ciągły, gazu do wywiązującego się gazu spieniającego.

Gdy w omawianej 2 komorze zadane ciśnienie jest dostatecznie niższe od przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia, gaz można dostarczać przez wlot do tej komory. Dostarczanie gazu do omawianej komory można zatem sterować na przykład regulowanymi zaworami wlotowymi lub ewentualnie przez stosowanie przesłon szczelinowych o różnych średnicach.

Zamiast biernego dostarczania gazu do omawianej komory, gaz ten dostarcza się w sposób czynny, pod ciśnieniem, na przykład gdy wartość ciśnienia wewnątrz tej komory ma być utrzymana blisko lub powyżej panującego ciśnienia atmosferycznego. Najchętniej dodaje się powietrze, ale można stosować również inne gazy, takie jak dwutlenek węgla, azot lub ich mieszaniny.

W wyniku dostarczania gazu do omawianej zamkniętej komory 2 w sposób zarówno czynny, jak i bierny nie tylko ciśnienie, lecz także temperatura gazów w tej komorze jest kontrolowana. W tym celu ustala się temperaturę dostarczanego gazu; można również zadawać szybkość jego przepływu. Co więcej, możliwa się również cyrkulacja medium chłodzącego lub grzewczego poprzez omawianą komorę. Najlepiej, gdy temperaturę gazów w komorze utrzymuje się w taki sposób, że co najmniej podczas wspomnianego drugiego okresu znajduje się ona nie więcej niż 5% poniżej lub powyżej wstępnie zadanej wartości. Waha się ona przeważnie między 10 a 75°Ć i zwykle wynosi od 20 do 50°C.

W sposobie postępowania według wynalazku mętność gazów wokół mieszaniny reakcyjnej również kontroluje się przez wentylowanie komory 2, w znacznym stopniu poprzez usuwanie gazu z tej komory i jednoczesne dostarczanie do niej gazu, takiego jak powietrze co opisano powyżej. Dzięki temu związki pary, takie jak na przykład lotne izocyjaniany, są usuwane z komory, co jest istotną zaletą, gdyż mogą one osadzać się na kamerach, czujnikach, fotokomórkach, oknach obserwacyjnych i innych zespołach potrzebnych do automatycznego funkcjonowania urządzenia do produkcji pianki.

Sposób postępowania według wynalazku pozwala w zasadzie całkowicie kontrolować różne warunki panujące wokół spienianej mieszaniny reakcyjnej włącznie z ciśnieniem, temperaturą, mętnością, a zwłaszcza na przykład wilgotnością gazów otaczających mieszaninę reakcyjną.

W pierwszej szczególnej realizacji sposobu postępowania objętego niniejszym wynalazkiem ciśnienie wewnątrz omawianej komory 2 jest utrzymywane na poziomie nie przekraczającym przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia, na przykład ciśnienia wokół zamkniętej maszyny do produkcji pianki, podczas gdy w drugiej szczególnej realizacji wynalazku ciśnienie w omawianej komorze jest utrzymywane powyżej przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia. W celu zmniejszenia wahań oraz umożliwienia kontrolowania temperatury wewnątrz omawianej komory, gaz można dostarczać do niej zarówno w sposób czynny, jak i bierny. W pierwszej szczególnej realizacji, szybkość dostarczania gazu równa jest co najmniej połowie szybkości wywiązywania się gazu spieniającego i korzystnie co najmniej równa omawianej prędkości wywiązywania się gazu, oraz w drugiej szczególnej realizacji, przy prędkości przepływu równej co najmniej jednej dziesiątej prędkości wywiązywania się gazu spieniającego i co najmniej równa jednej trzeciej omawianej prędkości wywiązywania się gazu. W pierwszej szczególnej realizacji gaz dostarczanyjest z prędkością

173 404 przepływu mniejsza niż pięciokrotna szybkość wywiązywania się gazu spieniającego, korzystnie mniejszą niż trzykrotna szybkość wywiązywania się gazu. W drugiej szczególnej realizacji gaz dostarczany jest z prędkością przepływu mniejszą niż czterokrotna szybkość wywiązywania się gazu spieniającego, korzystnie mniejszą niż dwukrotna omawiana prędkość wywiązywania się gazu tak, aby całkowicie kontrolować ciśnienie i jednocześnie unikać zbyt dużych objętości gazów odlotowych. Zaleca się oczyszczanie gazów przed uwolnieniem ich do atmosfery; można je też wprowadzić z powrotem do omawianej komory. Dla ekonomicznie uzasadnionej produkcji maszyny spieniającej w sposób ciągły produkującej przykładowo około 1000 m³ pianki na godzinę szybkość dostarczania gazu waha się między 100 a 5000 Nm3/godzinę (normalny m3 to liczba m3 gazu pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym).

W sposobie według wynalazku gaz można dostarczać w zasadzie ze stałą prędkością przepływu. Dobierając odpowiednio parametry, w drugim okresie wytwarzania pianki ciśnienie w komorze można utrzymywać w granicach 1% poniżej lub powyżej wartości wstępnie określonego ciśnienia. W tym stanie wahania ciśnienia wewnątrz są mniejsze niż dzienne wahania ciśnienia atmosferycznego, a zatem według niniejszego wynalazku, można produkować piankę o bardziej stabilnych właściwościach niż pianki produkowane w konwencjonalnych otwartych maszynach. W razie potrzeby ilości dostarczanego gazu można również kontrolować tak, aby jeszcze bardziej zmniejszyć wahania ciśnienia wewnątrz omawianej komory 2.

Urządzenie według wynalazku zawiera maszynę 1 spieniającą piankę w sposób ciągły zamkniętą w hermetycznej komorze 2. Może to być urządzenie typu Maxfoam/Varimaw, jak zostało zilustrowane na rysunkach, typu pochylony przenośnik, typu Vertifoam albo typu Quadro-Foamat. Przedstawiona maszyna 1 spieniająca zawiera głowicę 3 mieszającą składniki reakcyjne poliuretanowe z dodatkiem środka spieniającego, nieckę 4 połączoną za pomocą łącznika 5 z wylotem głowicy 3 mieszającej, tak zwaną sekcję opadającej płyty 6 i pierwszy pas 7 przenośnika. Zestaw 8 zasilający w spodni papier lub folię jest umieszczony albo wewnątrz komory 2 albo w oddzielnej komorze 9, jak uwiidocznio.no na rysunku. Spodni papier lub folia 10, dostarczane przez omawiany zestaw 8, przesuwa się przez sekcję opadającej płyty 6 i przez pierwszy pas 7 przenośnika i jest ponownie nawijany na zestaw 11 zwijania spodniego papieru. Znajdują się tam również dwa boczne zestawy 12 zasilające w papier/folię, po jednym z każdej strony maszyny 1, oraz dwa boczne zestawy 13 zwijające papier/folię umieszczone w taki sposób, że dostarczany papier lub folia biegnie pomiędzy bocznymi ścianami 14. Można również dołączyć zestaw zasilający w górny papier/folię oraz odpowiedni zestaw zwijający.

Przedstawione urządzenie zawiera ponadto zestaw 15 tnący blok pianki umocowany powyżej dalszego pasa 16 przenośnika umieszczonego za pierwszym pasem 7 przenośnika znajdującego się wewnątrz komory 2.

Komora 2 urządzenia według wynalazku jest najkorzystniej podzielona hermetycznymi drzwiami 19 podziałowymi na co najmniej dwie komory 17 i 18, przy czym komora 17, w której przebiega proces, zawiera maszynę 1 spieniającą piankę w sposób ciągły, podczas gdy komora 18 jest komorą ciśnieniową. Komora 18 ciśnieniowa jest zaopatrzona w drzwi 20 wylotowe dla wyprodukowanych bloków pianki.

W urządzeniu według wynalazku mieszanina reakcy’na przygotowana w głowicy 3 mieszającej jest rozładowywana na przemieszczające się urządzenia przenośnika złożone ze spodniego papieru 10 przesuwającego się w sposób ciągły przez sekcję opadającej płyty 6 i pierwszy pas 7 przenośnika w taki sposób, aby umożliwić swobodny wzrost spieniania i polimeryzację omawianej mieszaniny reakcyjnej. Wyprodukowana w ten sposób pianka 21 poliuretanowa jest następnie cięta przez zestaw 15 tnący na bloki 22 o zadanej długości. Zestaw 15 tnący jest usytuowany w takiej odległości od niecki 4, by wyprodukowana pianka 21 została spolimeryzowana w dostatecznym stopniu przed dojściem do zestawu 15 tnącego, aby zapobiec jej uszkodzeniu podczas rozcinania. Minimalny czas polimeryzacji wynosi zwykle około 6 minut. Odległość pomiędzy zestawem 15 tnącym a komorą 18 ciśnieniową zależy od zadanej długości bloku pianki i może wynosić na przykład 30 metrów.

173 404

Jest rzeczą oczywistą, że długość komory 18 ciśnieniowej zależy od zadanej długości bloku, może zatem wynosić również 30 metrów do przetransportowania odciętych bloków 22 pianki z komory 17, w której przebiega proces, do komory 18 ciśnieniowej. Komora 17 zawiera drugi pas 23 przenośnika, podczas gdy komora ciśnieniowa zawiera trzeci pas 24 przenośnika, na którym odcięte bloki 22 pianki przemieszczane są do komory 18 ciśnieniowej. Jest oczywiste, że wymagane duże wymiary komory oraz ciągła produkcja pianki poliuretanowej sprawiają, iż utrzymanie stałego ciśnienia wewnątrz komory jest trudne.

Jak podano dalej, wynalazek dostarcza środków do zmniejszenia wahań ciśnienia wewnątrz komory zarówno wtedy, gdy ciśnienie wewnątrz niej mą być niższe, wyższe, jak i bliskie przeważającemu w danym okresie ciśnieniu otoczenia. Środki te składają się w zasadzie z zestawów pompujących oraz odpowiednich rurociągów zaopatrzonych w zawory. Na fig. 1 zaznaczono liniami ciągłymi rury wykorzystywane przy wytwarzaniu podciśnienia oraz liniami przerywanymi rury, które są odcięte przez zamknięcie zaworów przedstawionych za pomocą całkowicie zaczernionych symbolik, pddcza s dyyzawory otwart e zaznaczono symbolami >< (bez zaczernienia). Figura 2 przedstawia sytuację, gdy w komorze wytwarza się nadciśnienie.

Urządzenie zbudowane według wynalazku zawiera zestawy do pompowania gazu, korzystnie jako zestaw 25 dmuchawy zaopatrzonej we wlot gazu 26 i wylot gazu 27 oraz rurociągi 28 łączące wlot gazu 26 z komorą 17 w taki sposób, aby przy otwartym zaworze 29, jak pokazano na fig. 1, otwarty był wylot gazu ze wspomnianej komory 17. Gdy zawór 31 jest w pozycji otwartej, to odlotowe gazy płyną przez rurę 30 do urządzenia oczyszczającego opary 32, na przykład do zestawu absorbcyjnego zawierającego węgiel aktywny. Pozwala to oczyścić te gazy przed wypuszczeniem do atmosfery.

Istotną zaletą urządzenia według wynalazku jest fakt, że zawiera ono środki 33 do ciągłego dostarczania gazu do komory 17, w której przebiega proces, podczas gdy jednocześnie gaz jest z niej odprowadzany za pomocą omawianego zestawu 25 dmuchawy. Środki 33 dostarczające gaz stanowi rurociąg do dostarczania powietrza z otoczenia, wymiennik 34 ciepła do regulowania temperatury dostarczanego powietrza oraz regulowany zawór 35 pozwalający na kontrolowanie szybkości przepływu dostarczanego gazu, zwłaszcza powietrza.

Jak wyjaśniono powyżej, jednoczesne odbieranie oraz dostarczanie gazu nieoczekiwanie pozwoliło na zmniejszenie wahań ciśnienia w omawianej komorze, czyli na utrzymanie bardziej stabilnego ciśnienia wewnątrz tej komory. Może ono być zarówno niższe od przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia, ale też - gdy omawiane środki 33 dostarczające gaz zawierają na przykład zestaw 36 dodatkowej pompy do zapewnienia dostarczania dostatecznej ilości gazu do komory - również bliskie lub nieco wyższe od przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia.

W urządzeniu według wynalazku, jak pokazano na fig. 2, wylot 27 gazu zestawu 25 dmuchawy może być również połączony rurociągiem 37 przez wymiennik 34 ciepła z komorą 17, w której przebiega proces, podczas gdy wlot 26 gazu jest w przepływowym kontakcie z atmosferą lub pojemnikiem gazu. W celu utrzymania w komorze 17 stałego ciśnienia gazu, wyższego od ciśnienia otoczenia, gazy usuwa się rurą 38 poprzez regulowany zawór 35 i zestaw 36 dodatkowej pompy do urządzenia oczyszczającego 32 opary. Ten zestaw 36 dodatkowej pompy składa się korzystnie z pompy ssąco-tłoczącej lub zestawu dmuchawy umożliwiającej pompowanie gazu albo do komory 17, albo z tej komory. Z drugiej strony, zestaw 25 dmuchawy zawsze obraca się w tym samym kierunku i może tworzyć nadciśnienie lub podciśnienie w komorze 17 zależnie od ustawienia zaworów. Jednocześnie można stosować analogiczny mechanizm do zestawu 36 dodatkowej pompy.

Komora 18 ciśnieniowa urządzenia według wynalazku ma na celu usunięcie odciętych bloków 22 pianki z komory 17 bez powodowania w niej wahań ciśnienia. W tym celu omawiane urządzenie zawiera środki do regulowania ciśnienia wewnątrz komory 18 ciśnieniowej do wysokości ciśnienia panującego wewnątrz komory 17, gdy drzwi 20 wylotowe oraz drzwi 19 podziałowe są zamknięte, zanim zostaną otwarte drzwi 19 podziałowe. Środków tych używa się korzystnie do utrzymania ciśnienia wewnątrz zamkniętej obudowy komory

173 404 ciśnieniowej zasadniczo na stałym poziomie, przynajmniej wtedy, gdy drzwi 19 podziałowe są otwarte. W przedstawionym na rysunku urządzeniu, podobnie jak w komorze 17, składają się one z zestawu 39 dmuchawy i odpowiednich rurociągów do połączenia wlotu 40 gazu albo wylotu 41 gazu z komorą 18 ciśnieniową.

W sytuacji przedstawionej na fig. 1, w celu wytwarzania podciśnienia, wlot 40 zestawu 39 dmuchawy jest połączony poprzez rurę 42 z komorą 18 ciśnieniową, aby zmniejszyć w niej ciśnienie, podczas gdy wylot 41 gazu połączony jest poprzez rurę 43 z urządzeniem oczyszczającym 32 opary. W celu zmniejszenia wahań ciśnienia w komorze 18 ciśnieniowej, szczególnie gdy drzwi 19 podziałowe są otwarte, jak zostało to przedstawione na rysunkach, oraz także w celu umożliwienia dostosowania temperatury w komorze 18 ciśnieniowej do temperatury w komorze 17, rura 44 zawierająca wymiennik 45 ciepła została podłączona do zasilania w powietrze komory 18 ciśnieniowej. Ta rura 44 może zostać następnie zaopatrzona w regulowany zawór 52 i możliwie również w pomocniczy zestaw 46 pompowy, korzystnie ssąco-tłoczący, aby kontrolować szybkość przepływu gazu przez rurę 44, szczególnie, gdy ciśnienie wewnątrz omawianej komory ciśnieniowej ma być zbliżone do ciśnienia otoczenia.

W celu ustalenia ciśnienia wyższego od otoczenia w komorze 18 ciśnieniowej, jak to pokazano na fig. 2, wylot 41 zestawu 39 dmuchawy został połączony poprzez rurę 47, zawierającą wymiennik 45 ciepła dla ustalania temperatury w komorze ciśnieniowej, z komorą 18 ciśnieniową, podczas gdy wlot 40 zestawu 39 dmuchawy jest w przepływowej łączności z atmosferą albo ze zbiornikiem gazu. W tej sytuacji gaz usuwany jest z komory 18 ciśnieniowej poprzez regulowany zawór 52 oraz ssąco-tłoczący zestaw 46 pompowy przez rurę 48 do urządzenia oczyszczającego opary 32. Ten zawór 45 i/lub zestaw pompy 46 ssąco-tłoczącej pozwala kontrolować szybkości przepływu gazu usuwanego z komory 18 ciśnieniowej.

Do usuwania odciętych bloków 22 z komory 17, w której przebiega proces, urządzenie według wynalazku zawiera środki 53 do otwierania drzwi 19 podziałowych, korzystnie zawierające hydrauliczny podnośnik zaopatrzony w tłoczysko, gdy ciśnienie w komorze 18 ciśnieniowej i korzystnie również temperatura są ustalone odpowiednio do ciśnienia i do temperatury w komorze 17, w której przebiega proces; środki do transportowania co najmniej jednego bloku z odciętego bloku 22 pianki przez omawiane otwarte drzwi 19 podziałowe do komory ciśnieniowej, które to środki stanowią omawiany drugi pas 23 i trzeci pas 24 przenośnika przedstawiony na rysunkach; środki 54 do zamykania drzwi podziałowych po przetransportowaniu bloku pianki do komory 18 ciśnieniowej; środki takie jak na przykład otwarcie wlotu powietrza lub gazu z zaworem 49 odcinającym, do dostosowywania ciśnienia w komorze ciśnieniowej do przeważającego w danym okresie ciśnienia otoczenia; środki 53 do otwierania drzwi 20 wylotowych; środki 24 i 50 do usuwania odciętego bloku pianki poprzez otwarte drzwi wylotowe z komory 18 ciśnieniowej oraz środki 54 do zamykania drzwi 20 wylotowych.

Po zamknięciu drzwi 20 wylotowych ciśnienie i korzystnie również temperaturę w komorze 19 ciśnieniowej ustala się za pomocą zestawu 39 dmuchawy, wymiennika 45 ciepła oraz w miarę możliwości zestawu 46 pompowego i/lub regulowanego zaworu. Urządzenie według wynalazku może być dalej uzupełnianie środkami do kontrolowania wilgotności gazów dostarczonych do komory 17, w której przebiega proces, i do komory ciśnieniowej. Co więcej, można doprowadzić do cyrkulacji gazu w komorze 17 za pomocą takich środków, jak nawiew 51, w celu otrzymania bardziej stabilnego ciśnienia i temperatury w tej komorze.

Przykład 1. W tym przykładzie bloki pianki poliuretanowej były wytworzone przy ciśnieniu niższym niż ciśnienie otoczenia, wynoszącym około 0,7 x 105Pa i w temperaturze około 25°C. Opisany przypadek odpowiada sytuacji przedstawionej na fig. 1.

Przed rozpoczęciem wyładowywania mieszaniny reakcyjnej do niecki 4, powietrze z zamkniętej komory 2 usunięto za pomocą zestawów 25 i 39 dmuchaw, przy zamkniętych drzwiach 20 wylotowych oraz drzwiami 19 podziałowymi otwartymi tak, że obniżono ciśnienie wewnątrz zamkniętej komory do około 0,7 x 105 Pa. w tym czasie powietrze

173 404 dostarczono do komory 17, w której przebiega proces, i do komory 18 ciśnieniowej poprzez rury 33 i 44. Dostarczone powietrze podgrzano do temperatury około 25°C. Po 10 minutach otrzymano stabilne warunki 25°C/0,7 x 10 Pa wewnątrz całej zamkniętej komory poprzez regulowanie szybkości zestawów dmuchaw 25 i 39 oraz za pomocą regulowania zaworów 35 i 52.

Następnie mieszaninę reakcyjną o podanym niżej składzie (w częściach wagowych) dozowano do głowicy mieszającej i wyładowywano na przesuwający się w sposób ciągły spodni papier 10:

- typowy poliol polimerowy	100
- woda	4,5
- TDI80/20	57,1
- detergent silikonowy	1,7
- katalizator aminowy	0,14
- oktanian cynowy	0,23
Tę mieszaninę reakcyjną pozostawiono do swobodnego spieniania i do polimeryzacji

na papierze spodnim, który przesuwał się w sposób ciągły w kierunku zestawu tnącego z szybkością około 5 metrów na minutę. Gdy blok pianki osiągnął zadaną długość 30 m, uruchomiono zestaw tnący i odcięty blok pianki skierowano do komory ciśnieniowej za pomocą przenośnika 24, pozostawiając wolną przestrzeń do ciągłej produkcji następnego bloku pianki o zadanej długości. Drzwi 19 podziałowe zamknięto, zestaw 39 dmuchawy zatrzymano, a temperaturę oraz ciśnienie w komorze ciśnieniowej dostosowano do ciśnienia otoczenia poprzez otwieranie zaworu 49. Następnie drzwi 20 wylotowe otwarto i blok pianki skierowano dalej na przenośnik 50, a potem rozdzielono na zestaw stelaży do sieciowania. Następnie drzwi 20 wylotowe oraz zawór 49 ponownie zamknięto i temperaturę oraz ciśnienie w komorze 18 ciśnieniowej ponownie dostosowano do odpowiednio 25°C oraz 0,7 x 10⁵ Pa poprzez usuwanie gazu za pomocą zestawu 39 dmuchawy i jednoczesne dostarczanie powietrza poprzez rurę 44 i wymiennik 45 ciepła. Drzwi 19 podziałowe ponownie otwarto i proces powtórzono aż do ukończenia produkcji bloków pianki. Przy pracy w warunkach ustalonych średnie dostarczanie powietrza poprzez rurę 33 do komory 17, w której przebiegał proces, wynosiło około 900 Nm³ na godzinę, podczas gdy wywiązywanie się spieniającego gazu wykazywane w warunkach ustalonych wynosiło około 700 Nm3/godzinę. Średnia temperatura powietrza dostarczanego w warunkach ustalonych wynosiła 22,5°C.

Podczas całego cyklu produkcji po rozruchu mierzono następujące wartości ciśnienia i temperatury wewnątrz komory 17, w której przebiega proces:

Temperatura: średnia minimalna maksymalna - Ciśnienie: rrednie minimalne maksymalne

255,°C 24,1°C 22,0°C

0,699 x 10^JPa 0,694 x 10⁵Pa 0,704 x 10⁵Pa

Produkowane bloki pianki miały 30 m długości 2,1 m szerokości i 1,22 m wysokości. Gęstość średnia pianki wynosiła 16,1 kg/m3 a twardość ILD przy zagłębieniu 40% wynosiła 86N. Co więcej, miała ona dobre właściwości, jeżeli chodzi o gęstość, oraz własności porównywalne z pianką produkowaną przy użyciu CFC11 jako fizycznego środka spieniającego o odpowiadającej gęstości i twardości.

Przykład 2. Aby zilustrować bardzo szeroki zakres pianek poliuretanowych, które można produkować wykorzystując ciśnienie jako parametr procesowy, przy następujących szczególnych warunkach użyta została w komorze ponownie dokładnie ta sama reakcyjna mieszanina chemiczna, co stosowana w przykładzie 1: temperatura 25°C; ciśnienie 1,0 x 10⁵ Pa absolutne. Warunki otoczenia były następujące - temperatura: 21°C; ciśnienie: 1,017 x 105 Pa. Wykorzystany był ten sam sposób postępowania oraz urządzenie, jak w przykładzie 1 (patrz fig. 1). Podczas całego cyklu produkcji w warunkach stanu

173 404

- Temperatura:

- Ciśnienie:

ustalonego, mierzono następujące wartości wewnątrz komory 17, w której przebiegał proces:

średnia 2 4,9°C minimalna 23,8°C maksymalna 25,7°C śrennie 1,002 χ 10⁵ Pa minimalne 0,993 x 10⁵ Pa maksymalne 1,007 x 1(5 Pa

W warunkach ustalonych średnia ilość powietrza dostarczanego do komory 17, w której przebiegał proces, wynosiła podczas produkcji pianki 2500 Nm³/godzinę. W przeciwieństwie do przykładu 1, w celu dostarczenia wymaganej ilości powietrza korzystano z pomocniczego zestawu 36 dodatkowej pompy. Powietrze podgrzano do temperatury 23,5°C za pomocą wymiennika 34 ciepła. Wywiązywane gazy spieniające oraz dostarczone powietrze odpompowywano z komory 17, w której przebiegał proces, za pomocą zestawu 25 dmuchawy ze średnią prędkością przepływu około 3100 Nm³/godzinę (=2500 Nm³ + szybkość wywiązywania się gazu spieniającego około 600 Nm3 na godzinę). Komora 18 ciśnieniowa pracowała podobnie jak w przykładzie 1, z wyjątkiem tego, że powietrze pompowano do tej komory za pomocą środków pomocniczego zestawu 46 pompowego. Wyprodukowane bloki pianki miały te same wymiary, ale średnia gęstość pianki wynosiła 21,3 kg/m3, a twardość ILD przy zagłębieniu 40% wynosiła 119 N. Również ta pianka charakteryzowała się świetną jakością w odniesieniu do gęstości.

Podczas tego samego cyklu produkcyjnego dodawanie powietrza zatrzymano na 30 minut i ciśnienie kontrolowano tylko poprzez regulowanie prędkości zestawów dmuchaw. W tym okresie mierzono następujące wartości, które wydają się być niezadowalające w zamkniętej komorze:

-Temperatura wzrosła do68°C

- Ciśnienie: minimalne 0,925 x 105 Pa maksymalne 1,056 x 10⁵ Pa

Gęstość bloków pianek wyprodukowanych w tym okresie wahała się między 19,4 a 22,9 kg/m3, co jest niezadowalające.

Przykład 3.Ten sam sposób postępowania i urządzenie z przykładów 1 i 2 wykorzystano do wyprodukowania pianki poliuretanowej w następujących warunkach: temperatura 35°C, ciśnienie 1,3 x 10e Pa absolutne. W tym przykładzie jednakże wykorzystano do otrzymania wyżej wymienionego ciśnienia otoczenia konfigurację z fig. 2. Chemiczna mieszanina reakcyjna składała się z następujących składników:

części wagowe

- typowy poliol polimerowy	100
- woda	3,5
- TDI 80/20	47,4
- detergent silikonowy	1,5
- katalizator aminowy	0,1^^
- oktanian cynowy	0,22
Podczas całego cyklu produkcyjnego, od rozruchu do zatrzymania, wewnątrz za-

mkniętej komory mierzono następujące wartości temperatury i ciśnienia

-Temperatura:

śrennia minimalna maksymalna średme minimalne maksymalne

- Ciśnienie:

35,2°C 33,9°C 36,3°C l,229xeO³Pa 1,229 x eO⁵Pa l^^et^Pa

W ustalonych warunkach pracy ilość powietrza dodanego w sposób czynny do komory, w której przebiegał proces, przez zestaw 25 dmuchawy wynosił 175 Nm3 na godzinę w temperaturze 32°C. Wyprodukowane bloki pianki poliuretanowej miały 30 m długości, 2,05 m szerokości i 1,07 m wysokości. Średnia gęstość pianki wynosiła 34,6 kg/m3 a

173 404 twardość ILD przy zagłębieniu 40% wynosiła 253N. Co więcej, pianka charakteryzowała się dobrymi własnościami w odniesieniu do gęstości i wysoką twardością, co zwykle może być otrzymane przy tej gęstości tylko z wykorzystaniem specjalnych polioli, dodanych do mieszaniny reakcyjnej.

Jest oczywiste, że niniejszy wynalazek nie ogranicza się do wyżej wymienionych zastosowań, możliwe są jego liczne modyfikacje, na przykład jeżeli chodzi o konstrukcję i rozmiary maszyny produkującej piankę w sposób ciągły oraz jeżeli chodzi o komorę, bez przekraczania zakresu objętego przedstawionym zgłoszeniem patentowym.

W ten sposób możliwe jest ominięcie komory ciśnieniowej i zastosowanie zamiast niej odpowiednich rolek, klap lub przenośników, które będą dociśnięte do wytworzonej pianki, gdy opuszcza ona komorę, w której przebiega proces, szczególnie gdy produkowana jest dostatecznie sztywna pianka. Zaletą tego systemu jest fakt, że blok pianki może być cięty na zewnątrz komory 17, w której przebiegał proces, co pozwala na produkowanie dłuższych bloków bez konieczności stosowania większej komory.

Sposób postępowania według wynalazku nie wymaga zapewnienia całkowicie gazoszczelnej przestrzeni wokół bloku pianki opuszczającego komorę 17, w której przebiega proces, skoro pewna ilość gazu może uzupełnić albo opuścić tę przestrzeń w zależności od ciśnienia w niej panującego. Zatem przez zasadniczo hermetyczną komorę rozumie się w wynalazku komorę hermetyczną dla powietrza, pomijając nieliczne małe otwory, które pozwalają na przykład na to, że dla zmniejszenia wahań ciśnienia przy wytwarzaniu ciśnienia w komorze może do niej wejść jedynie powietrze, z szybkością przepływu określoną z zastrzeżeniach.

173 404

ιησ\

173 404

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia, poprzez przygotowanie polimeryzującej mieszaniny reakcyjnej zawierającej środek spieniający, nakładanie tej mieszaniny zasadniczo w sposób ciągły na ruchomy przenośnik i pozwolenie na swobodny wzrost jej spieniania i polimeryzację tak, by została utworzona pianka, przy czym wzrost spieniania i polimeryzację mieszaniny prowadzi się przeważnie w hermetycznie zamkniętej komorze, a mieszaninajest co najmniej częściowo otoczona warstwą gazu, którego ciśnienie utrzymywane jest podczas wzrostu spieniania i polimeryzacji w granicach wstępnie określonego zakresu, co najmniej częściowo przez odbieranie gazu z komory, znamienny tym, że poza gazem spieniającym, który wywiązuje się podczas procesu, do komory (2) dostarcza się dodatkowo gaz, przeważnie w sposób ciągły, i jednocześnie odbiera się gaz z komory (2), przy czym gaz dostarcza się i odbiera w takich ilościach, by utrzymać w komorze (2) ciśnienie o określonej wysokości i o niewielkich wahaniach.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w zamkniętej komorze (2) utrzymuje się temperaturę gazu, zwłaszcza podczas wzrostu spieniania i polimeryzacji, w zakresie nie przekraczającym ±5% wstępnie określonej wartości, kontrolując, przynajmniej częściowo, wysokość temperatury i/lub szybkość przepływu gazu dostarczanego do komory (2).
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 10-75°C, najkorzystniej 20-50°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie wewnątrz komory (2) utrzymuje się na poziomie nie wyższym od ciśnienia otoczenia, a gaz dostarcza się do komory (2) z szybkością przepływu równą przynajmniej połowie szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej równą co najmniej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, ale szybkość przepływu gazu jest mniejsza od pięciokrotnej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, korzystnie mniejsza od trzykrotnej szybkości wywiązywania się tego gazu.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie wewnątrz komory (2) utrzymuje się na poziomie wyższym od ciśnienia otoczenia, a gaz dostarcza się do komory (2) z szybkością przepływu równą przynajmniej jednej dziesiątej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, najkorzystniej równą co najmniej jednej trzeciej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, ale szybkość przepływu dostarczanego gazujest mniejsza od czterokrotnej szybkości wywiązywania się gazu spieniającego, korzystnie mniejsza od dwukrotnej szybkości wywiązywania się tego gazu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji do komory (2) dostarcza się gaz ze stałą szybkością przepływu.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wahanie ciśnienia w komorze (2) podczas swobodnego wzrostu spieniania i polimeryzacji utrzymuje się w zakresie nie przekraczającym ±1% wstępnie określonej wartości.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz wypompowuje się z komory (2).
9. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że gaz dostarcza się do komory (2) pod ciśnieniem otoczenia.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz dostarcza się do komory (2) pod ciśnieniem za pomocą zestawu pompy.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wstępnie określony zakres ciśnienia wynosi 0,5-10 x 10⁵ Pa, najkorzystniej 0,7-1,5 x 10⁵ Pa.

173 404
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz odlotowy oczyszcza się.
13. Urządzenie do ciągłego wytwarzania bloku pianki poliuretanowej w granicach wstępnie określonego zakresu ciśnienia, zawierające w przeważnie hermetycznej komorze środki przenośnikowe, głowicę mieszającą składniki poliuretanu zawierające środek spieniający, środki rozładowujące mieszaninę reakcyjną na przenośnik, zestaw pompujący posiadający wlot i wylot gazu oraz środki łączące wlot gazu z komorą, znamienne tym, że jest zaopatrzone w środki (33) dostarczające w sposób ciągły gaz do komory (2).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że komora (2) jest połączona za pomocą środków (37) z ^l(^^em gazu (27) zestawu (25) pompującego gaz oraz zawiera środki (38) do usuwania gazu z komory (2).
15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zestaw (25) pompujący gaz zawiera co najmniej jedną dmuchawę.
16. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że środki (33) dostarczające gaz do komory (2) mają przynajmniej jeden wlot do tej komory zaopatrzony w regulacyjny zawór (35) wlotowy.
17. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że środki (33) dostarczające gaz do komory zawierają co najmniej jeden zestaw dodatkowej pompy (36).
18. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że środki (38) do czynnego usuwania gazu z komory (2) zawierają co najmniej jeden wylot zaopatrzony w regulacyjny zawór (35’) wylotowy, w szczególności zawór nadmiarowy.
19. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że środki (38) do czynnego usuwania gazu z komory (2) zawierają przynajmniej jeden zestaw dodatkowej pompy (36).
20. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że komora (2) jest wyposażona w przynajmniej jedne hermetyczne drzwi (19) dzielące tę komorę na co najmniej dwie komory (17, 18), przy czym w komorze (17) są umieszczone co najmniej środki przenośnikowe (7,10) oraz zestaw tnący (15) wyprodukowaną piankę (21) na bloki (22) o zadanej długości, a komora (18) jest wyposażona w drzwi (20) wylotowe, natomiast zestaw (25) pompujący gaz jest połączony z komorą (17) podczas dostarczania gazu przez środki (33) do komory (17), komora (2) urządzenia zawiera także środki (39,44) do ustalania wysokości ciśnienia w komorze (18) w stosunku do ciśnienia panującego w komorze (17), środki (53) do otwierania drzwi (19), środki (23,24) do transportowania co najmniej jednego odciętego bloku (22) przez drzwi (19) z komory (17) do komory (18), środki (53) do zamykania drzwi (19), środki (49) do ustalania wysokości ciśnienia w komorze (18) w stosunku do ciśnienia otoczenia, środki (54) do otwierania drzwi wylotowych (20), środki (24), (50) do usuwania odciętego bloku (22) przez otwarte drzwi (20) z komory (18) oraz środki (54) do zamykania drzwi (20).
21. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że jest wyposażone w środki (34,45) do regulowania temperatury gazu dostarczanego lub usuwanego z komory (2).