SE419956B - Forfarande att utfora isolerskumning, even av mycket stora enheter, i ett moment efter noggrann forbestemning av skumstycket - Google Patents

Description

10 1.5 20 25 30 35 40 7996856-8 2 ningsmoment, med garanterad utfyllnad av hâlnunmen, begränsat skum- tryck, homogen skiktfri skumkvalité óch en önskad densitet.

För framtagning av produkter, där polyuretaaicellplast ingår, är . man i dag hänvisad. till, i princip tre olika metoder: _ a. Fyllning avlen sluten form med viss överfyllnadsgrad. Formen måste vara tillräckligt kraftig, för att upptogs, det höggsta skumtryck, som kan uppstå. b. -Sainmanfogliing av plana sandwichelement, framställda i en, mes- tadels, kontinuerlig process. K c. Etappslmmniiig, där man etappvis fyller hålrum, omgivna av stöd- formar, som upptager skumtryoket. Förfarandet är upprepad fri- jäsning i hålrummet, där röènyaa systemtillssts sker tidigast vid stabiliseringsfasen. Viss densitetsvariation och skiktbild- ning kan vid denna metod icke undvikas.

Vid tillverkning av större enheter används i dag uteslutande metoderna b. och c. eller en kombination av dessa.

För att uppnå full tydlighet i beskrivning av uppfinningen re- dovisas följande grundförutsättning-ar.

Polyuretmskum bildas vid sammanblandning av två. grundkomponen- ter i vätskeform, sammansatta enligt tillverkarens receptur. Vid sam- manblandningen startas en exoterm process, uppdelad i en kemisk reak- tion, som frigör värme ooh polymeriserar plasten och en fysikalisk reaktion där vätska kokar till gas. Den frigjorda värmen påskyndar den kemiska reaktionen och den i gasform omvandlades vätskan bildar drivgas och för snabbt den flytande blandningen till enhetens olika halm. i Komponent A är en isocyanat, vilken av olika leverantörer givits oli- ka produktnamn.

Komponent B är en polyol, bestående av ett system av komponenter för processens styrning och som ger skummet önskade egenska- per. Erz av de ingående komponenterna utgöres av en vätska y (Frigen 11) med en kokpunkt 23,a° o, s k ariàfgas. i Efter viss tid, den s k starttiden S börjar den exo-lerma reak- tionen varvid samtidig polymerisation av plasten och förgasning av drivgesen inledes.

Vid den s k trådtiden T har polymerisationen fortskridit så._ långt, att plasten börjar klibba. ' Vid stabiliseringstiden St är plasten så stabil, att ytan inte 10 15 20 25 50 55 40 5 7906850-8 längre är klibbig. Plasten känns elastisk. 1-VW., i..

Vid formtiden F har sådan stabilitet uppnåtts, att plasten själv förmår hålla den i hålrum instängda drivgasen, formar kan lossas.

Först efter flera månader är förhållandena helt stabila.

Olika komponentsystem karakteriseras av leverantörerna med T och S, samt den frijästa densiteten D, varmed förstås densiteten hos ett prov, som är framställt utan form.

Förhållandet mellan den färdiga produktens densitet och den frijästa densiteten kallas överfyllnadsgrad Ö.

För alla system gäller att S, T och D anges med toleranser om ca 20 % beroende av att en mängd faktorer utanför tillverkarens kont- roll påverkar dessa värden. ' Variation i ovannämnda karakteristika påverkas främst av: - De i systemet ingående komponenternas egenskaper varierar något mellan olika leveranser.

~ Lagringstiden påverkar komponenternas inverkan på varann.

- Komponenttemperaturen vid blandningstillfället inverkar.

- Olika utrustning för blandning ger olika resultat.

- Samma utrustning ger olika resultat vid olika doseringar.

Det rekommenderas därför att ett frijäsningsprov utföres vid tillfälle för ändring av någon produktionsförntsättning. Ovanstående variationer kan sägas vara systemrelaterade- För att åstadkomma en produkt med jämn kvalitet, varmed förstås minsta möjliga densitetsvariation, måste säkerställas att formen som skummet får fylla, under alla omständigheter blir fylld innan T. Det- ta åstadkommas genom en viss överfyllnadsgrad. De viktigaste paramet- rarna här är: I - Produktens geometri, ytstorlek och tjockväggighet.

- Formene temperatur. ' - Komponentsystemets egenskaper. Överfyllnadsgraden kan sägas vara produktrelaterad. Det rekom- menderas, att man genom prov fastställer lämplig överfyllnadsgrad.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning har utvecklats med målsättningen att kouminera snabbhet och kvalitet enligt metod a. och med krav pd formar som erfordras för metod c, alltså ett lågt skumtryck mot formytorna.

Till grund för förfarandet lingen försök, avsedda att verifiera att vissa enkla lagar med tillräcklig noggrannhet gäller för ett kom- 10 1.5 20 25 50 35 40 ' vsflssso-a 4 ponentsystem i tidsintervallet S oohiT. verifierat är: _____________ v __ - Skummet beter sig, som en vätska. Strömningerl kan betraktas, _, n som laminíir. Stl-ömningsmotståndet är proportionellt mot hastig- hetens kvadrat, d v s omvänt proportionelïtt mot hydrauliska dia.- metern. Krökar och sektionsändringar kan beräkningsmässígt er- sättas med ekvivalent ledningslängd. Pig 3.

- Väggtemperaturen i det utrymme, som skall fyllas, är omvänt pro- portionellt mot erforderlig överfyllnadsgrad. Fig 5.

- I produkter, framställda genom att skum av olika "ålder" får jäsa. samman uppstår ingen skiktbildning, förutsatt att kontak- ten sker i tidsintervallet S och T. Fig 4.

- Ett frijäsningsprov utfört i ett transparent rör ger utöver den- siteten även upplysning om när i tiden jäsningen bör avbrytas vad gäller volymölming. .återstående jäsning bör ersättas av tryckstegring, vilken får ur gasernas allmänna tillståndslag pv/l' = konst. Pig 4.

Som utförinesexempel beskrivee nedan ett skumningsförfarande av en container-konstruktion.

Förutsättningar: - En viss volym skall fyllas med skum av viss densitet.

- Använd skumningsutrustning med viss kapacitet kg/sek. - system med följande data: - i starttid s; 3o i 5 sek. wråatifl ll: 110 i 20 sek.

Frijäst densitet D: ca 30 kg/mš vid aktuellt Frigeninnehåll.

Container (1), fige1, är utförd med en yttermantel (2), vilken är försedd med hörnförstärlmingar (3) och uttagen (4), för lyftgaff- lar och invändigt med en innermantel (5), samt mellan dessa båda. mantlar det enligt förfarandet insprutade polyuretanslmmmet (6).

Utrymmet mellan mantlama och (5) är indelat i ett antal sektioner (7) med skotten (8), fig 2, utförda som-distansstöd för mantelytolna och försedda med öppningar intill angränsande sektio- ner på de ställen dit skummet sist når. Vid varje sektion är llppta- get ett eller' flera nål (9) för insprutning av skum, som tillföras sektionerna via munstycket (10) och slangsetet (11) från skulnnings- aggregatet (12). Kring containern och invändigt i-denna är placerat stödformar, vilka upptager skuxntryoket under jäsningsprooessen och 10 15 20 30 55 40 7996850-8 symboliseras här med pilarna (13).

De indelade sektionerna är volymmässigt begränsade, så att innom påfyllning av komponentsystemet varar längre än S, i detta fall oa 25 sek. I den del av containern, dit skummet når sist, tillses att öppningar till angränsande sektion finns i tillräckligt antal och av tillräcklig storlek. Övriga läckor mellan sektionerna kan fin- nas, men bör ha så liten hydraulisk diameter att skumläckaget blir obetydligt. Den hydrauliska diametern fastställes.

I ett rör med cirkulär sektion och närliggande hydrauliska dia- meter och för sektionsändringen kompenserad längd göres ett jäsprov.

Ur ett diagram, fig 5, som visar resultatet av ett antal jäsprov ut- förda i ett rör med tre olika diametrar och tre olika temperaturer, kan utläsas i vad mån temperaturförhållandena skall ändras för att uppnå rätt densitet hos den färdiga produkten. Eventuellt väljes i detta stadium en annan Frigenhalt hos systemet.

Genom dessa prov, som ingår i konstruktionsstadiet har produk- ten relaterats till komponentsystemet. Före skumningsprooessen, el- ler efter att någon produktionsfaktor är förändrad, utföres ett jäs~ prov, enligt fig 4, då överfyllnadsgraden Ö fastställes. Inom av- snittet a, i diagrammet, bör utrymmet vid skumning vara helt utfyllt. b - a representerar säkerhetsmarginalen för att skummet skall ström- ma över i nästa sektion eller tappas av. b anger ideal fyllnadsgrad. c anger den jäsning, som bör förhindras då i denna del densiteten avviker och cellväggarna skadas.

Då drivgasen följer allmänna gaslagen, kan jäsningen i avsnittet c direkt översättas till formtryck, eftersom temperaturstegringen i detta skede inte är särskilt stor.

Den nu utförda bestämingen är nödvändig för att alla hålrum i konstruktionen skall bli utfyllda under processen och att det inre trycket ej kommer att överskrida värden för vilka stödformarna är beräknade.

Oberoende om produkten vid skuning, kräver en eller en serie påfyllningar, skall ett tillräckligt stort utlopp från denna och stödformen vara upptaget vid det ställe där skummet sist når. Fig 5 visar schematiskt förloppet med avseende på läckaget vid skumpåfyll~ ning. Härigenom säkras att skum kan strömma ut intill trâdtiden T. 79oeaso-a 6 Utloppet tillslutes vid denna tidpunkt varvid formtrycket blir be- gränsat till Iörutbestämt värde.

Den skummade enheten får därefter stabilisera sig till fornti- 5 den F eller längre, varvid gtödformanna kan lossas och demonteras.

Claims (1)

7906850-8 PATENTKRAV

1. Föreliggande uppfinning avser ett isolerskumningsförfarande, som möjliggör en kontinuerlig skumfyllning av små eller stora onho~ ter, genom att ett komponentsystem i vätskefas (polyuretanoellplast), sprutas in mellan två eller flera väggar uppstyvade av stödformar och som i detta moment genomgår en exoterm reaktion, varvid en poly- merisation av plasten och en Iörgasning av den i systemet ingående drivgasen inledes, under vilket moment den insprutade plasten fyller ut hålrummen mellan väggarna och strömmar ut genom upptagna överfyll- nadshâl, tills dessa efter en förutbestämd tidsintervall eller vid trådningsfasens inträde, tillslutes och den fortsatta reaktionen och expansionen sker inym den slutna'vägg- och formkonstruktionen, - k ä n n e t e c k n a d av ätt komponentsystemet tillföres den för skumning förberedda enheten i tidsmaximerade intervall med maximerade tidsmellanrum genom att blandningsutrustningens munstyoke förflyttas från en insprutnings- öppning till en annan varvid ett kontinuerligt strömningsflöde upp- rätthålles mellan begränsningsväggarna. ätt skummet tvingas fylla det delavsnitt av enheten till vilket det- ta tillförts, samtidigt som skummet tillåtes att strömma över i en- hetens nästa delavsnitt genom en eller flera öppningar. att skum, som strömmar över till närliggande delavsnitt här möter till detta avsnitt tillfört skum, vilket befinner sig i samma väts- kefas och är tillfört enheten inom en maximerad tid. Ett skum från det till enheten sist tillförda delavsnittet, tillåtes strömma ut ur enheten genom en eller flera upptagna öppningar, vilka tillslutes efter en förutbestämd tid, fastställd i förhållande till det färdiga akummets densitet och det maximalt önskade gastryoket under reaktionsfasen. ätt tider och öppningsstorlekar för överströmning av skumet är an- passade till den insprutade vätskans mängd och komponentsystemets trådningstid. I ' ätt skumtryoket mot väggar och stödformar kan förutbestämmas och mi- nimeras genom att överfyllnadsgraden fastställes vid ett frijäsnings- prov före skumningen.