BE1026617B1 - Verbeterde vulling van drijfgas in polyurethaan spuitbussen - Google Patents

Abstract

Beschreven wordt een werkwijze voor de productie van een drukcontainer die een samenstelling bevat voor het vormen van polyurethaanschuim, met als stappen • het sluiten van de container, na het inbrengen van de vloeibare componenten, door het bevestigen in de opening van de containerkop van een ventiel dat een holle ventielsteel heeft die centraal zit in een ronde ventielcup uitlopend in de ventielkraag, en • het onder druk brengen van de gesloten container door het injecteren van ten minste één drijfgas doorheen de ventielsteel, waarbij het ventiel wordt opengedrukt door de ventielsteel in te drukken ten opzichte van de ventielkraag, naar de ventielcup toe, daardoor gekenmerkt dat, bij het injecteren, de ventielsteel ingedrukt wordt, vanuit zijn ruststand met gesloten ventiel, over een afstand van ten hoogste 85% van het indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt in de kracht-indrukafstand curve geregistreerd op een testbank voor een ventiel van dezelfde uitvoeringsvorm.

Description

Verbeterde vulling van drijfaas in polyurethaan spuitbussen

TOEPASSINGSGEBIED VAN DE UITVINDING

De huidige uitvinding heeft betrekking op het onder druk afvullen van spuitbussen of drukbehouders. Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op het injecteren van drijfgassen in spuitbussen waarin een samenstelling voor het vormen van een polyurethaan (PU) schuim wordt verpakt.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Polyurethaanschuim heeft vele toepassingen, vooral in de bouwnijverheid. Het wordt veel gebruikt als montagemateriaal en isolatiemateriaal, en dikwijls ook om gaten en kieren op te vullen en/of af te dichten. Het laat zich gemakkelijk aanbrengen vanuit een spuitbus onder druk, kleeft gemakkelijk aan de meeste oppervlakken, en is in vele gevallen ook nog overschilderbaar. Korte tijd na het aanbrengen wordt er een snijdbaar vast schuim gevormd, zodat overtollig volume gemakkelijk kan worden verwijderd.

De meeste spuitbussen met PU schuim bevatten een zogenaamd “ééncomponent” PU schuim (1 kPU-schuim), maar de familie omvat ook de zogenaamde 2k en 1,5k versies.

Om uiteindelijk tot een opschuimend geheel te komen zijn er drie componenten nodig: het polyolmengsel, het isocyanaat, en het drijfgas. Het polyolmengsel en het isocyanaat zijn de noodzakelijke ingrediënten om een polyurethaankunststof te verkrijgen. Deze twee componenten zijn vloeibaar bij omgevingscondities. Het drijfgas zorgt ervoor dat het polyurethaan opschuimt en uit de spuitbus gedreven wordt. Het neemt

BE2018/5924 niet deel aan de reactie maar beïnvloedt wel mede de fysische eigenschappen van de vloeistof in de spuitbus, zoals de viscositeit ervan.

Bij 1 kPU zitten al deze componenten al volledig gemengd in eenzelfde spuitbus. De 2 kPU systemen omvatten 2 containers onder druk, één met het polyolmengsel en het ander met het isocyanaat, en door druk van drijfgas in elk van de containers worden deze componenten eerst samengebracht en gemengd vooraleer het mengsel onmiddellijk daarna worden uitgespoten. Bij 1.5 k systemen is er binnen in de spuitbus een kleinere container aangebracht met daarin een reagens, doorgaans een snelreagerend polyol. Vóór het gebruik van de spuitbus moet die kleine container door de gebruiker eerst worden geopend of “geactiveerd”, bij voorbeeld door een draaiknop te bewegen onderaan de spuitbus waardoor de inhoud van de kleinere container vrijgesteld wordt. Door het geheel te schudden, kan de inhoud van de kleine container gemengd worden met de inhoud in de spuitbus omheen de kleine container, en kan de inhoud van de kleine container daarmee reageren. Zo een activeringssysteem wordt bij voorbeeld beschreven in WO 2016/120336 A1.

Bij 1k PU schuim spuitbussen reageren het polyolmengsel en het isocyanaat in de pas afgevulde spuitbus, om het prepolymeer te vormen. De verhouding waarin deze componenten worden gemengd, doorgaans met een overmaat aan isocyanaatcomponent, en de aard van de componenten zelf, zijn verantwoordelijk voor de uiteindelijke eigenschappen van het eindproduct. Na het uitspuiten zal het prepolymeer opschuimen, en zal het opgeschuimde prepolymeer reageren met vochtigheid uit de omgevingslucht en eventueel ook uit het substraat waarmee het in contact komt. Het is deze uiteindelijke reactie met vocht die het verse schuim doet uitharden en nog extra doet opschuimen door de vorming van CO₂. Bij 2k en 1.5k PU schuim is de uiteindelijke uitharding veel minder, of zelfs nog nauwelijks, afhankelijk van een reactie met vocht uit de omgeving.

Vooral het 1 kPU schuim wordt op de dag van vandaag zowel door de vakman als door de doe-het-zelver gebruikt, en heeft zijn vaste plaats veroverd in de gereedschapskist, naast de siliconenkit en de contactlijm. De verpakking, en in het bijzonder de ontwikkeling van het

BE2018/5924 ventiel, hebben een belangrijke rol gespeeld in deze doorbraak en aanvaarding van het 1 kPU schuim als een “praktisch en probleemloos” product.

Voor intensieve toepassingen, voornamelijk gericht naar beroepsmensen, gebruikt men graag een doseer- of spuitpistool of een ander toestel dat handig in de hand ligt en doorgaans ook toelaat om precies te kunnen doseren en aanbrengen, zodat ook smalle voegen gemakkelijk en zonder veel afval kunnen worden opgevuld. Bussen of containers voor zulk gebruik worden dan ook aangeboden met een speciaal aangepast pistoolkoppelstuk of ring, die wordt aangebracht rond het ventiel op de spuitbus, en die moet dienen om te kunnen koppelen met het spuitpistool of ander toestel, dat dan meestal bedoeld is om de inhoud van de bus aan te brengen waar nodig. Het spuitpistool kan dan op de ring of op het pistoolkoppelstuk, dat op de bus zit, worden gedraaid met schroefdraad of met een vastkliksysteem, waardoor het ventiel tegelijkertijd in zijn open stand wordt gedrukt en het spuitpistool daardoor onmiddellijk gebruiksklaar wordt. Een handig en erg gemakkelijk “Click & Fix” systeem van pistoolkoppelstuk en bijpassend spuitpistool wordt beschreven in WO 98/43894 en WO 2011/151296 A2. Een systeem met schroefdraad wordt bij voorbeeld beschreven in US 5,271,537 en in EP2576080.

De containers met polyurethaanschuim bedoeld voor de doe-het-zelver hebben doorgaans geen ring om een spuitpistool erop te draaien of vast te klikken. Het ventiel is meestal vrij, en kan zelf voorzien zijn van binnen- of buitenschroefdraad, waarop dan een afzonderlijk verkocht of meegeleverd applicatorslangetje kan worden gedraaid of geschroefd, of op een andere gepaste manier bevestigd, met daaraan een hefboompje dat bij indrukken het ventiel doet kantelen en dus toelaat om op die manier manueel het ventiel te openen, en bij loslaten weer te laten sluiten. Voor deze toepassing moet het ventiel dus vrij zijn, en het is gebruikelijk dat de container voor de doe-het-zelver wordt voorzien van een beschermkap die op verwijderbare wijze is bevestigd aan de container, en die het ventiel dus beschermt tot op het moment van gebruik.

BE2018/5924

Er zijn heel wat producten die verpakt worden in een spuitbus of drukbehouder waaruit ze onder druk van een drijfgas kunnen worden vrijgemaakt, zoals haarlak, insecticide, scheerschuim, verf, deodorant, parfum, kruipolie of smeerolie.

Binnen deze wereld vormen de samenstellingen om PU schuim te bekomen een speciale categorie. De PU schuim samenstellingen kenmerken zich immers door een zeer hoge viscositeit, veel hoger dan de viscositeit van vrijwel alle andere consumentenproducten die in spuitbusvorm worden verpakt, inclusief smeeroliën.

Alhoewel men spuitbussen met PU schuim ook wel eens “aerosol containers” noemt, maken de speciale kenmerken van de PU schuimvormende samenstellingen dat deze een aparte categorie vormen binnen die grote familie. De ontwikkeling van een gepast ventiel is belangrijk geweest voor de commerciële doorbraak van PU schuim. De ventielen op spuitbussen met PU schuim zijn apart omdat ze een zeer breed kanaal hebben, om een voldoend snelle uitstroom toe te laten van de viskeuze inhoud uit de spuitbus.

De meeste andere producten die in spuitbussen verpakt worden zijn veel vloeibaarder, en op die bussen zitten dan ook ventielen met een veel nauwere doorgang. Die ventielen zijn doorgaans ook nog voorzien van een stijgbuis (“dip-tube”), die vloeistof van onderaan in de spuitbus naar het ventiel leidt, zodat de spuitbus rechtopstaand kan gebruikt worden.

Een bijkomend kenmerk van spuitbussen met 1k of 1.5k PU schuim is dat ze meestal, enkele uitzonderingen zoals “Multi Positie” of MP Schuim uitgesloten, omgekeerd moeten worden gebruikt. De hoge viscositeit van de PU schuimvormende samenstellingen leent zich immers niet goed voor een spuitbus met de klassieke nauwe stijgbuis, o.a. wegens het moeilijker traject waardoorheen de samenstelling moet vooraleer ze door het ventiel uit de spuitbus raakt.

De afgevulde spuitbus staat onder druk, en zijn inhoud is nog erg reactief wegens de overmaat aan isocyanaatgroepen, ook nog na de reactie van polyol met isocyanaat tot prepolymeer. Ook die

BE2018/5924 reactiviteit van de inhoud in de spuitbus onderscheidt de PU schuim spuitbussen van vele van de andere spuitbussen. Er moet dus op een veilige manier met deze spuitbussen worden omgegaan, om te vermijden dat de gebruiker in direct contact komt met de nog reactieve samenstelling. Ook is het aangewezen om de nog reactieve samenstelling niet te laten belanden op plaatsen waar ze wegens uitharden problemen kan veroorzaken.

De drukcontainers of spuitbussen zelf zijn doorgaans gemaakt van metaal en zijn gewoonlijk cilindrisch van vorm. De bodem is meestal gevormd door een plaat, met een flens op de cilinder bevestigd, en is gewoonlijk concaaf om beter bestand te zijn tegen de inwendige druk met behoud van de mogelijkheid voor de container om rechtop te staan op een vlakke ondergrond. De bovenkant is gewoonlijk voorzien van een containerkop, ook met een flens op de cilinder bevestigd, en die gewoonlijk convex is om dezelfde reden van een hogere drukweerstand. Een vulopening is voorzien, meestal centraal in de cilinderkop.

Bij het verpakken wordt de lege container meestal gevuld via deze centrale vulopening in de kop, en die opening wordt vervolgens afgesloten door het vastzetten of “krimpen” van het ventiel op de vulopening. Veel componenten kunnen in de container gevuld worden onder atmosferische druk, en de componenten die voor de hogere druk moeten zorgen kunnen dan vervolgens worden ingevoerd in de container, nadat deze is afgesloten met het ventiel. Deze werkwijze noemt men “vulling onder druk”. De druk in de bus loopt dan nog verder op na het sluiten van de container en het injecteren van de drijfgassen, omdat er een exotherme chemische reactie ontstaat tussen de componenten, in het bijzonder na het schudden van de container. De drijfgassen zouden ook kunnen worden ingebracht op het moment van het vullen van de container, bij voorbeeld als een voldoend koude vloeistof die vervolgens kan verdampen na het sluiten van de container. Deze laatste methode wordt echter steeds minder gebruikt omdat ze doorgaans aanleiding geeft tot hogere emissies van drijfgassen, met negatieve economische en ecologische gevolgen.

Het ventiel voor spuitbussen met PU schuim wordt, zoals hoger beschreven, gekenmerkt door een veel wijder kanaal dan

BE2018/5924 bij spuitbussen met een minder viskeuze inhoud, om een voldoende snelle uitstroom toe te laten. Dit wijder kanaal biedt ook voordelen bij het inbrengen van het drijf g as.

De spuitbussen met PU schuim zijn immers doorgaans veel groter dan deze met de minder viskeuze samenstellingen die hoger werden opgenoemd. Een spuitbus met PU schuim heeft dikwijls een inhoud van 1000 ml, terwijl spuitbussen voor andere toepassingen dikwijls veel kleiner zijn, ten hoogste 400 ml en dikwijls maar 200 of slechts 150 ml. Meestal is de druk in de spuitbus met PU schuim beduidend hoger dan bij de andere spuitbussen, vooral omwille van de hogere viscositeit van de samenstelling in de bus. De hoeveelheid drijfgas die moet ingebracht worden is dan ook beduidend hoger bij spuitbussen met PU schuim dan bij de meeste andere spuitbussen met minder viskeuze inhoud. Het wijdere kanaal doorheen de steel van het ventiel voor PU schuim biedt het voordeel dat het toelaat om deze grotere hoeveelheid drijfgas enkel doorheen de ventielsteel toch snel in te kunnen brengen, zodat de afvulstap van drijfgas de doorloopsnelheid van de vulmachine niet of slechts zelden beperkt.

Bij ventielen met nauwe ventielopeningen, op spuitbussen met een veel vloeibaardere inhoud, heeft men soms zijn toevlucht moeten zoeken tot andere oplossingen om snel meer drijfgas in de spuitbus te kunnen krijgen. Zo beschrijven documenten GB 1269801, US 6283171 B1, WO 2005/007516 en US H2205 H methodes waarbij niet enkel drijfgas wordt ingebracht onder druk doorheen de holle ventielsteel, maar waarbij het grootste deel van het drijfgas tot in de spuitbus geraakt doorheen een opening omheen de ventielsteel, die in rust is afgesloten met een afdichting maar die bij indrukken van de ventielsteel eveneens open gaat. Bij deze manier van inbrengen van het drijfgas moet er echter drijfgas onder druk voorzien worden boven het ganse ventiel. Het drijfgas in die ruimte boven het ganse ventiel gaat dan verloren naar de atmosfeer wanneer de spuitbus wordt weggehaald vanonder het vulstation. Bij PU schuim is het kanaal in de holle ventielsteel alleen reeds voldoende groot om een snelle instroom van drijfgas toe te laten. Het volstaat dus om het drijfgas door de ventielsteel te sturen. Het ventiel

BE2018/5924 voor een spuitbus met PU schuim kan dus eenvoudiger blijven, zonder zulke speciale voorzieningen.

Het ventiel op een spuitbus met PU schuim wordt dus gekenmerkt door een ventielbeker of ventielcup waarvan de bodem (d.i. de “ventielplaat”) aan zijn omtrek omhoog komt en uitmondt in een naar buiten krullende kraag waarmee de ventielcup wordt gekrompen op de rand van de vulopening die meestal centraal zit in de kop die op de cilindervormige spuitbus werd geflensd. In de ventielkraag wordt gewoonlijk een kunststoffen dichting voorzien om af te sluiten tussen de ventielkraag en de rand van de vulopening In de bodem van de ventielcup is dan op veerkrachtige manier de ventielsteel bevestigd, die centraal uitsteekt boven de ventielplaat die de bodem vormt van de ventielcup. Die veerkrachtige bevestiging kan bij voorbeeld uitgevoerd zijn door middel van een centrale rubberen afdichting, “grommet” of “ventielrubber” genoemd, of door middel van een stalen veer, ook wel “ventielveer” genoemd.

Door de ventielsteel in te drukken ten opzichte van de ventielkraag, naar de ventielplaat toe, kan het ventiel dan worden geopend. Vele types ventielen kunnen ook ten minste gedeeltelijk geopend worden door de tip van de ventielsteel zijdelings weg te drukken van zijn centrale plaats ten opzichte van de ventielcup.

De uitvinders hebben gevonden dat de meest elastische onderdelen van het ventiel de ventielrubber of de ventielveer zijn, mogelijks gevolgd door de ventielplaat.

We hebben vastgesteld dat de ventielplaat kan vervormen, bijvoorbeeld tijdens de assemblage van de spuitbus en zelfs nog nadien. Zo kan ze bij de pas gevulde spuitbus naar buiten worden weggeduwd wanneer de druk opbouwt binnenin de spuitbus, vooral wanneer de exotherme reactie tijdelijk eveneens de temperatuur verhoogt. De ventielplaat kan ook naar binnen toe vervormen. Dit zou bijvoorbeeld kunnen gebeuren wanneer de ventielsteel wordt ingedrukt om het ventiel te openen om de injectie van drijfgas toe te laten. Indien daarbij krachten worden uitgeoefend die de ventielplaat niet kan weerstaan zonder te vervormen, dan zal die ventielplaat toegeven en vervormen.

BE2018/5924

Die vervormingen kunnen als gevolg hebben dat de ventielsteel zich weg van zijn initiële positie beweegt. Dit brengt het gevolg met zich mee dat de ventielsteelpositie verschillend kan zijn van de verwachte positie en niet meer optimaal is, in het geval van pistoolschuim, wanneer de koppeling met het doseerpistool tot stand moet worden gebracht. Deze herpositionering van het ventiel kan dus de opening van het ventiel beïnvloeden wanneer de koppeling tussen de spuitbus en het spuitpistool gemaakt wordt, zodanig dat, bij het sluiten van de koppeling, het ventiel niet altijd een gewenste graad van opening bereikt, of zelfs totaal niet kan openen, of omgekeerd het ventiel te vroeg kan openen en een accidentele verspilling van de stof kan veroorzaken.

De containers uit de huidige uitvinding kunnen, onder druk, stoffen bevatten die nog steeds hoog reactief zijn en pas uitreageren nadat de stof aangebracht is op zijn uiteindelijke locatie, zoals in een spleet of op een substraat. Contact van de inhoud van de container met de huid, of belangrijker nog met de ogen, moet daarom worden vermeden.

Die afwijking van de positie van de ventielsteel ten opzichte van zijn verwachte positie is dus duidelijk ongewenst en mogelijk zelfs gevaarlijk voor de gebruiker. Het risico daarop wordt daarom best zo klein mogelijk gehouden, vooral bij het zogenaamd pistoolschuim, d.i. bij spuitbussen die bedoeld zijn om met een doseerpistool te worden ingezet.

Bij spuitbussen voor handbediening is dit probleem van vervorming wat minder kritisch, maar toch niet helemaal onbestaande. De ventielsteel kan bij voorbeeld te dicht bij de ventielkraag komen zodat het slangetje niet meer voldoende ver op de ventielsteel kan geschroefd worden, of zodanig dat de zijdelingse bewegingsvrijheid van het samenstel van applicatorslangetje en ventielsteel, eventueel ook voorzien van een hefboom, te zeer wordt beperkt door de ventielkraag om een goede werking te kunnen garanderen. Ook kan het ventiel door vervorming bij het afvullen zodanig beschadigd geraken dat het niet meer functioneert, en de bus in zijn geheel onbruikbaar is geworden.

Ook de ventielrubber of de ventielveer kan beschadigd geraken bij het produceren van de spuitbus. Indien deze aan te

BE2018/5924 grote krachten wordt blootgesteld, kan de veerkracht ervan afgenomen zijn, zodat het ventiel niet meer zo snel terug sluit. Het ventiel is dan zijn reactiesnelheid of “snappiness” verloren. Op deze manier kan er dus, na het injecteren van drijfgas, nog inhoud uit de spuitbus ontsnappen en de spuitbus en/of de omgeving bevuilen. Bij te langzame sluiting kan een groot deel van het drijfgas ontsnappen voor het ventiel gesloten raakt, wat de spuitbus zelfs helemaal onbruikbaar kan maken. Dit probleem stelt zich zowel bij pistoolschuim als bij spuitbussen voor handbediening.

Wat ook nog kan voorvallen, is dat bij een te grote kracht op de ventielsteel de ventielplaat begeeft en/of de ventielrubber door de ventielplaat gedrukt wordt, waardoor de spuitbus lek slaat of tenminste onbruikbaar wordt. Indien dit voorvalt in de afvulinstallatie, dan noopt zulk voorval tot het stilleggen van de installatie en een grondige reinigingsbeurt, wat leidt tot aanzienlijk productieverlies.

Er is dus nog steeds een nood aan het terugdringen van het risico op beschadiging van het ventiel van PU schuim spuitbussen bij de assemblage van de spuitbus en de verpakking van het PU schuim. Minstens zo belangrijk, en eigenlijk nog belangrijker, is om ook het risico terug te dringen dat het ventiel zijn reactiesnelheid zou verloren zijn bij het einde van de vulling met drijfgas, en het ventiel te traag zou sluiten zodat er drijfgas of andere inhoud uit de spuitbus zou ontsnappen vooraleer deze de productielijn verlaat.

De huidige uitvinding heeft tot doel het vermijden of ten minste verlichten van de hierboven beschreven problemen en/of algemeen in verbeteringen te voorzien.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Volgens de uitvinding is er voorzien in een werkwijze zoals gedefinieerd in elk van de hierbij gevoegde conclusies.

De uitvinding voorziet in een werkwijze voor de productie van een drukcontainer die een samenstelling bevat voor het vormen van polyurethaanschuim, omvattende de stappen van • het sluiten van de container, na het inbrengen van de componenten

BE2018/5924 van de samenstelling die vloeibaar zijn bij omgevingscondities, door het bevestigen in de opening van de containerkop van een ventiel dat een holle ventielsteel heeft die centraal zit in een ronde ventielcup die zijwaarts uitloopt in een perifere ventielkraag, en waarbij het ventiel bevestigd wordt aan de container door het krimpen van de ventielkraag in de opening in de containerkop, en • het onder druk brengen van de gesloten container door het injecteren van ten minste één drijfgas doorheen de ventielsteel, waarbij het ventiel wordt geopend door de ventielsteel in te drukken ten opzichte van de ventielkraag, in de richting van de ventielcup, daardoor gekenmerkt dat, bij het injecteren, de ventielsteel ingedrukt wordt ten opzichte van de ventielkraag, vanuit de ruststand met gesloten ventiel, over een afstand van ten hoogste 85% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt in de kracht-indrukafstand curve geregistreerd op een testbank voor een ventiel van dezelfde uitvoeringsvorm.

Het referentiepunt in de kracht-indrukafstand curve is het punt in de curve waar, bij steeds verder indrukken van de ventielsteel, bij een reeds geopend ventiel voor de eerste keer een duidelijk merkbare wijziging optreedt in het verloop van de kracht in functie van de indrukafstand.

We hebben gevonden dat het zoals voorgeschreven beperken van de afstand waarover de ventielsteel wordt ingedrukt tijdens het injecteren van het drijfgas het voordeel biedt dat de kracht die wordt uitgeoefend op het ventiel beperkt blijft, zodat het ventiel zijn volwaardige reactiesnelheid of “snappiness” behoudt en onmiddellijk sluit wanneer de kracht wordt weggenomen na elke injectie van drijfgas, zodat wordt vermeden dat er belangrijke hoeveelheden drijfgas of, erger nog, vloeistof uit de spuitbus zou kunnen ontsnappen terwijl de spuitbus het verdere traject aflegt door het vulstation voor drijfgassen. Ongewenst ontsnappen van drijfgas in, of tijdens het verlaten van, het vulstation kunnen een veiligheidsrisico veroorzaken, en brengen nadelen op economisch en dikwijls ook op ecologisch gebied. Ontsnappen van vloeistof uit de spuitbus op diezelfde plaats in het productieproces zou nog minder aanvaardbaar zijn,

BE2018/5924 omdat het bevuiling veroorzaakt van de spuitbus, het vulstation en/of van de transportband voor spuitbussen. Dit leidt meestal tot het degraderen van een deel van het productievolume tot afval, met bijhorende afvoerproblemen wegens de nog reactieve inhoud, en tot extra onderhoudsingrepen die stilleggen van het vulstation en de bijhorende productieverliezen meebrengen.

De aanvragers hebben gevonden dat de huidige uitvinding tevens het risico vermindert op schade aan de ventielveer of de ventielrubber of een ander deel van het ventiel, alsook het risico vermindert op begeven of vervorming van de ventielplaat en als gevolg daarvan ook het risico vermindert op afwijking van de positie van de ventielsteel.

De ventielsteel zit bij ventielen voor PU schuim op veerkrachtige manier bevestigd aan de ventielplaat. Dit kan voorzien zijn door middel van een rubberen pakking, de zogenaamde “grommet” of ventielrubber, of door een metalen veer. In elk van die gevallen heeft het tot gevolg dat de kracht die op de ventielsteel moet worden uitgeoefend om die ventielsteel verder ingedrukt te krijgen oploopt met de afstand waarover de ventielsteel is ingedrukt ten opzichte van de ventielkraag. Deze kracht moet door het ventiel worden opgevangen en via de ventielkraag worden doorgegeven aan de spuitbus waarop het ventiel is bevestigd.

De aanvragers hebben gevonden dat bij lage indrukafstand de ventielrubber in de hoogte samengedrukt wordt en in de breedte uitzet. De nodige kracht voor het verder indrukken van de ventielsteel loopt nog maar erg zwak omhoog, of kan zelfs over een afstand ongeveer constant blijven, en deze eerste vervorming bij opening van het ventiel blijkt ook zeer snel omkeerbaar te zijn. De aanvragers hebben gevonden dat bij zulke aard van vervorming van de ventielrubber het ventiel zijn hoge reactiesnelheid behoudt en snel terug sluit wanneer de kracht op de ventielsteel wordt weggenomen. De aanvragers hebben gevonden dat dit het geval is zolang de ventielsteel niet verder wordt ingedrukt dan tot aan het referentiepunt.

Bij grotere indrukafstand, d.i. tot voorbij het referentiepunt, gaat de ventielrubber echter anders reageren. Zo kan verder indrukken voorbij het referentiepunt bij voorbeeld leiden tot uitstulpen van de

BE2018/5924 ventielrubber, een soort blaasvorming in zijwaartse richting. De overgang van het vorige naar het volgende reactieregime wordt zelfs dikwijls gekenmerkt door een “knik” in de curve, waarschijnlijk omdat de ventielrubber dan kort en snel van vorm verandert en tot in een nieuwe positie springt. Tijdens dat “springen” geeft de ventielrubber dan even toe aan de kracht, en vertoont de curve een dal of “dipje”, bij voorbeeld zoals aangeduid met de pijl en letter C op Figuur 2. We hebben opgemerkt dat na dit merkpunt in de curve de curve een duidelijk andere helling krijgt. De aanvragers hebben gevonden dat na zulke vervormingen de ventielrubber nog wel zijn oorspronkelijke vorm kan terugvinden, maar dat dit veel minder snel gebeurt, en het ventiel aldus aan reactiesnelheid of “snappiness” heeft ingeboet. De ventielrubber kan mogelijks zijn oorspronkelijke vorm nog wel terugkrijgen, zodat de ventielsteel terug voldoende omhoog komt om het ventiel te sluiten, maar de nodige tijd om dat resultaat te bereiken is door die verdere vervorming van het ventielrubber behoorlijk opgelopen. Het ventiel is in belangrijke mate “trager” geworden. De aanvragers hebben gevonden dat het aangewezen is om de ventielsteel niet verder in te drukken dan tot bij die “knik” of “dipje” in de curve, waar de helling van de curve duidelijk wijzigt. De aanvragers hebben gevonden dat het gewenste effect van de huidige uitvinding verkregen wordt indien de ventielsteel niet verder ingedrukt wordt en indien dus de voorgeschreven afstand tot het referentiepunt gerespecteerd wordt.

De aanvragers hebben gevonden dat ook een ventiel met ventielveer een gelijkaardige gevoeligheid vertoont. De aanvragers hebben gevonden dat bij een ventiel met ventielveer de kracht gedurende een deel van het traject bij geopend ventiel zelfs ongeveer rechtlijnig oploopt met de indrukafstand. Zonder door deze theorie gebonden te willen zijn, denken de aanvragers dat de helling in dit verband een weerspiegeling is van de veerconstante van de ventielveer. De aanvragers hebben gevonden dat tijdens dit traject het ventiel zijn hoge reactiesnelheid behoudt, en dat de ventielsteel bij wegvallen van de kracht zeer snel zijn oorspronkelijke stand terugkrijgt. Het ventiel behoudt dus tijdens dit traject zijn oorspronkelijke en gewenste “snappiness”.

BE2018/5924

De aanvragers hebben gevonden dat ook ventielen met ventielveer bij grotere indrukafstanden anders gaan reageren. De nodige kracht voor verder indrukken van de ventielsteel gaat dan sneller oplopen in functie van de indrukafstand dan bij lagere indrukafstand. De overgang van het vorige naar het volgende regime kan echter meer geleidelijk en dus minder duidelijk zijn, zonder een duidelijk “merkpunt” zoals het “dipje” in de curve. In het duidelijkste geval vertoont de curve een “knikpunt”, maar soms kan dat slechts een geleidelijke buiging van de curve betekenen. Zonder door deze theorie gebonden te willen zijn, denken de aanvragers dat bij die hogere indrukafstanden andere onderdelen dan de ventielveer reageren. We denken dat bepaalde onderdelen plastisch gaan vervormen, omdat we hebben opgemerkt dat bij nog hogere indrukafstand het ventiel fysiek begeeft en permanente beschadiging oploopt. De aanvragers hebben gevonden dat het bij ventielen met een ventielveer aangewezen is om de ventielsteel niet verder in te drukken dat tot bij het punt in de curve waar de helling van de curve duidelijk wijzigt.

De curve van sommige ventielen, zoals deze met een ventielveer, vertonen niet het “dipje” zoals bij een ventiel met ventielrubber. Soms is er nog een redelijk goed waarneembare “knik” te zien, maar in andere gevallen is de overgang meer geleidelijk. De aanvragers hebben daarom gevonden dat het referentiepunt in die gevallen bij voorkeur wordt bepaald door het hoger besproken lineaire deel van de curve te extrapoleren naar grotere indrukafstanden, en het referentiepunt te nemen daar waar de kracht 10% is opgelopen ten opzichte van die extrapolatie.

De aanvragers hebben gevonden dat het gewenste effect van de huidige uitvinding dan verkregen wordt en behouden blijft indien de voorgeschreven afstand tot het referentiepunt gerespecteerd wordt.

De aanvragers hebben gevonden dat de huidige uitvinding verder het voordeel biedt dat tevens het risico op schade aan de ventielsteel tijdens het vullen van drijfgas sterk verminderd wordt.

Tegelijkertijd hebben de aanvragers vastgesteld dat, ondanks de voorgeschreven beperking van de indrukafstand, toch

BE2018/5924 voldoende ventielopening kan worden bereikt om een snelle vulling van drijfgas te bekomen, en dus een voldoend hoge productiesnelheid kan worden gerealiseerd met het vulstation voor drijfgas.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1a toont een rusttoestand van een conventioneel ventiel met een ventielrubber voor pistoolschuim.

Figuur 1b toont een open toestand van een conventioneel ventiel met een ventielrubber voor pistoolschuim.

Figuur 2 toont een kracht-i nd ru kaf stand curve, voor drie conventionele ventielen zoals getoond in figuur 1, geregistreerd bij testen op een testbank.

Figuur 3 toont een kracht-i nd ru kaf stand curve geregistreerd bij een test op een testbank voor een ventiel met ventielveer.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

De huidige uitvinding zal hierna beschreven worden in bepaalde uitvoeringsvormen en met eventuele referentie naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, maar enkel door de conclusies. De mogelijke tekeningen zijn enkel schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen sommige van de elementen overdreven zijn weergegeven en niet op schaal getekend voor illustratieve doeleinden, De dimensies, ook relatief, in de tekeningen komen daarom niet noodzakelijk overeen met hoe de uitvinding in praktijk wordt gebracht..

Daarenboven worden de termen, eerste, tweede, derde, en dergelijke, in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk om een sequentiële of chronologische volgorde te beschrijven. Deze termen zijn onderling uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen optreden in andere volgordes dan deze beschreven en geïllustreerd hierin.

Daarbij komt dat de termen top, bodem, over, onder, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt zijn voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijk om relatieve posities aan te

BE2018/5924 duiden. Deze termen aldus gebruikt zijn onderling uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen optreden in andere volgordes dan deze beschreven en geïllustreerd hierin..

De term “omvatten”, zoals gebruikt in de conclusies, mag niet worden beschouwd als beperkend tot de elementen die zijn opgelijst in context ermee. Het sluit niet uit dat er nog andere elementen of stappen voorkomen. Het moet worden beschouwd als de aanwezigheid voorschrijvend van de genoemde kenmerken, getallen, stappen of onderdelen zoals voorgeschreven, maar sluit niet de aanwezigheid of toevoeging uit van één of meerdere andere kenmerken, getallen, stappen of onderdelen, of groepen daarvan. Aldus mag de omvang van “een voorwerp omvattende middelen A en B” niet worden beperkt tot een voorwerp dat enkel bestaat uit middelen A en B. Het wil zeggen dat A en B de enige elementen van belang voor het voorwerp in verband met de huidige uitvinding zijn. In overeenstemming hiermee, sluiten de termen “omvatten” of “insluiten” ook de meer beperkte termen “in essentie bestaan uit” en “bestaan uit” in.

Tenzij anders gesteld, omvatten alle bereiken aangegeven in dit document ook de eindpunten, en worden alle waarden voor ingrediënten en componenten van samenstellingen uitgedrukt in gewichtspercenten of % gewicht van elk ingrediënt van de samenstelling.

De uitdrukkingen “gewichtspercent”, “%gew”, “percent gewicht”, en variaties daarop, slaan op de concentraties van een stof als het gewicht van die stof gedeeld door het totale gewicht van de samenstelling en vermenigvuldigd met 100, tenzij anders gesteld. Hetzelfde geldt voor “ppm” of “ppm gewicht” of “gewichtsppm”, maar dan met een factor van 1 miljoen (1000000). In dit document zijn “percent”, “%”, “%wt”, bedoeld als synoniem van “gewichtspercent”.

Het is ook te verstaan dat, zoals gebruikt in deze octrooitekst en de aangehangen conclusies, de enkelvoudsvorm “een” en “de” en “het” ook naar het meervoud verwijzen, tenzij de context duidelijk anders uitwijst. Dus, bij voorbeeld, is het verwijzen naar een samenstelling die “een stof” omvat, ook insluit een samenstelling met daarin twee of meerdere

BE2018/5924 stoffen. Het is ook te verstaan dat de term “of” gewoonlijk gebruikt wordt in zijn betekenis van “en/of”, tenzij de context duidelijk anders uitwijst.

Bovendien kan elke stof hierin op wederzijds uitwisselbare manier besproken worden door middel van haar chemische formule, chemische naam, afkorting, enz....

Bij kamertemperatuur is de druk binnen een gevulde en kant-en-klare spuitbus of container met 1k PU schuim typisch ongeveer 5 bar overdruk. De containers zijn meestal in staat om niet permanent te vervormen tot een druk van 18 bar overdruk, en zijn ontworpen om niet open te barsten tot bij een druk van beneden de 21,6 bar overdruk. Het ventiel is meestal ontworpen om een druk te weerstaan van ten minste 22 bar overdruk. Andere containers bestaan, welke slechts in staat zijn om intact te blijven tot een druk van 12 of 15 bar overdruk.

Het containerventiel of “ventiel” bestaat meestal uit een ventielbeker of “ventielcup”, dwz. een ronde metalen beker, die langs zijn omtrek vastgezet of gekrompen is op de centrale vulopening van de container of spuitbus, doorgaans in aanvulling met behulp van een rubberen afdichting, meestal een O-ring, om lekkage te voorkomen van spuitbusinhoud via deze gekrompen ventielflens.

In het conventionele ventiel, ondersteunt de ventielcup een centrale rubberen afdichting, “grommet” of “ventielrubber genoemd, waardoorheen een holle en meestal plastieken steel van een ventiel steekt. De steel is meestal stijf en heeft een centrale leiding die, net voor de steel eindigt op haar onderste uiteinde in een blindflens, zijdelings, overgaat, in één of meerdere, meestal vier, zijopeningen. In een staat van rust trekt de rubberen pakking de blindflens tegen de onderkant van de pakking en verzegelt zo de openingen. Het ventiel is ontworpen om te worden geopend door het neerdrukken van de steel ten opzichte van de pakking of beker, waarbij meestal de pakking elastisch vervormt en waarbij ten minste één van de zijopeningen in de steel van het ventiel beschikbaar wordt voor de containerinhoud.

Omdat het rubber van de pakking van het conventionele ventiel, in het bijzonder wanneer koolstofpoeder is gebruikt als

BE2018/5924 vulstof in het rubber, diffusie van water toelaat, dat vervolgens kan reageren met de nog vrije isocyanaatgroepen in het prepolymeer in de container om een kleverige vaste stof te vormen, heeft het conventionele ventiel het nadeel dat de blindflens van het ventiel na verloop van tijd kan verkleven met de rubber, zeker wanneer de container zich een tijd in horizontale positie bevindt. Dit kan al gebeuren wanneer de container op zijn kant ligt voor een periode van slechts 3 tot 6 weken. Door deze verkleving kan de bus niet meer geopend worden en kan het materiaal niet geëxtrudeerd worden. Een ander nadeel is dat het rubber van de ventielafdichting ook de diffusie van drijfgassen naar buiten de container mogelijk maakt, zodanig dat de container na een tijdje het meeste van of al zijn druk kan verloren hebben. Om deze redenen werden nog andere types van ventielen ontwikkeld, die geen rubberen pakking mogen omvatten zoals beschreven voor de conventionele ventiel. Dergelijke containerventielen kunnen ook aangeduid worden als feststof ventielen, en geschikte varianten daarvan zijn bijvoorbeeld beschreven in WO 2009/004097, US 5,014,887, WO 03/062092, of US 5215225, US 5549226 en US 6058960. Deze ventielen hebben geen rubberen afdichting, of slechts een rubberen afdichting aan de buitenkant van het ventiel die niet in contact komt met de inhoud van de container. Deze feststof ventielen kunnen dus worden gekenmerkt doordat de materialen van de ventielonderdelen die in aanraking komen met de inhoud van de spuitbus nagenoeg ondoordringbaar zijn voor water en/of drijfgassen, meestal vastere materialen dan rubber (“feststof”). De ventielen kunnen bijvoorbeeld worden voorzien van één of zelfs meer dan één metalen veren, zijnde een spiraalveer of een bladveer of een combinatie daarvan. De veer of veren kunnen zodanig worden voorzien en afgestemd dat het ventiel makkelijker kan worden geopend dan een conventioneel ventiel, en dus een verder verbeterde ergonomie biedt aan de gebruiker, alsmede een verbeterde richt- en doseer mogelijkheid. De veren kunnen ook zorgen voor een snellere sluiting van het ventiel in vergelijking met het conventionele ventiel. Een ventiel met een interne spiraalveer is bijvoorbeeld beschreven in WO 2015/032963 A1 en in US 5,014,887. Ventielen met externe spiraalveren kunnen gevonden worden als onderdeel van de familie van de ventielen MIKAVent PU-RF, verkrijgbaar

BE2018/5924 bij Mikropakk. Ventielen met een bladveer kunnen worden gevonden in US 6058960, WO 03/062092 en WO 2009/004097.

Net zoals conventionele ventielen, hebben deze feststof ventielen meestal ook een ventielcup en een steel. De ventielcup van dergelijke ventielen kan nog steeds gevoelig zijn voor vervorming. Deze ventielen zijn meestal voorzien van ten minste één oppervlak voor afdichting aan de buitenkant van de steel van het ventiel, geschikt voor het vormen van een afdichting, wanneer in contact gebracht met een pistool adapter, een doseerpistool, of een handbediening applicator. Deze afdichtingsoppervlakken kunnen bestaan uit lamellen voor de verbetering van de afdichtende werking, en deze lamellen kunnen worden voorzien op geschikte locaties aan de buitenkant van de ventiel. Voorbeelden van dergelijke lamellen worden beschreven in US 5014887, US 6058960 en in WO 2009/004097.

Om veiligheidsredenen worden de containers die klaar zijn voor verkoop daarom steeds voorzien van een beschermkap, die het containerventiel en meer specifiek de ventielsteel moet afschermen tegen beschadiging, afscheuren of aanraking, en verschuiving relatief gezien ten opzichte van de ventielplaat, en dus om veiligheidsredenen en voor bescherming tegen een accidentele verspilling. De containers voor gebruik in handbediening worden typisch voorzien zonder pistoolkoppelstuk, i.e. met het ventiel volledig bereikbaar. Daarom worden dergelijke containers conventioneel voorzien van een aparte beschermkap die meestal op de flens rond de containerkop wordt geklikt. De containers voor professioneel gebruik, d.w.z. voor gebruik in combinatie met bijvoorbeeld een pistool worden voorzien met een pistoolkoppelstuk, dat typisch op de flens rond de ventielplaat geklikt wordt. Toegang tot de ventielsteel door dit eerste koppelstuk wordt dan typisch afgesloten door middel van een apart beschermingsdeksel, dat bijvoorbeeld op de bovenste rand van het pistoolkoppelstuk kan klikken, en die op een geschikte wijze kan worden aangepast voor het terug opklikken van het deksel, zoals door het voorzien van een kleine kraag.

BE2018/5924

De aanvragers hebben gevonden, wanneer een ventiel in een testbank wordt onderworpen aan een test waarbij de ventielsteel wordt ingedrukt ten opzichte van de ventielkraag, dat de kracht die over het merendeel van het ganse traject moet worden uitgeoefend om de ventielsteel steeds verder in te drukken ten minste gelijk blijft en meestal oploopt naarmate deze verder ingedrukt geraakt. De aanvragers hebben gevonden dat de curve die de kracht weergeeft in functie van de indrukafstand, hier “kracht-i nd ru kaf stand curve” genoemd, gekenmerkt wordt doordat tijdens een belangrijk deel van de curve de toename van de kracht voornamelijk wordt bepaald door de gelijkblijvende of toenemende weerstand van het meest elastische deel van het ventiel, bij voorbeeld de ventielveer of de ventielrubber in zijn oorspronkelijke vorm. De aanvragers hebben gevonden dat tijdens dit deel van de curve het ventiel opent en naarmate de ventielsteel verder wordt ingedrukt ook verder open gaat, en dat bij wegnemen van de kracht op de ventielsteel de ventielsteel onmiddellijk terug naar zijn oorspronkelijke positie terugkeert en het ventiel gesloten wordt.

De aanvragers hebben gevonden dat de krachtindrukafstand curve bij vele types ventielen, zoals bij ventielen met een ventielrubber, bij verder indrukken van de ventielsteel, een duidelijk knikpunt vertoont waarbij de nodige kracht voor het verder indrukken van de ventielsteel sterk wijzigt in vergelijking met tijdens het traject bij de lagere indrukafstand maar bij reeds geopend ventiel. Meestal vertoont de curve bij die overgang zelfs een duidelijk “dipje” of dal, zoals hoger uitgelegd. De aanvragers stellen dat het referentiepunt voor een bepaald soort ventiel dit eerste knikpunt bij geopend ventiel is, en dat dit knikpunt voor elk soort ventiel gemakkelijk kan worden gevonden door een ventiel van eenzelfde uitvoeringsvorm op een testbank aan een gepaste testmethode te onderwerpen. Zonder door deze theorie gebonden te willen zijn, denken de aanvragers dat de sterke wijziging in de kracht-indrukafstand curve bij dat knikpunt veroorzaakt kan zijn doordat de ventielrubber in een andere vorm is gesprongen, en dat die andere vorm anders reageert op de indrukkracht dan in de vorm van de ventielrubber bij de lagere indrukafstand. De aanvragers hebben gevonden dat voor elke uitvoeringsvorm van dit soort ventielen voor

BE2018/5924

PU schuim door zulke test het eerste knikpunt bij geopend ventiel als referentiepunt kan worden bepaald.

De aanvragers hebben gevonden dat de krachtindrukafstand curve bij andere soorten ventielen, zoals het ventiel met ventielveer, over een behoorlijk deel van de curve een langzaam en lineair stijgende kracht vertoont in functie van de indrukafstand. Zonder gebonden te willen zijn door deze theorie, denken de aanvragers dat dit lineair stijgend verband bij een ventiel met ventielveer een weerspiegeling is van de veerconstante van de ventielveer. De aanvragers hebben gevonden dat bij hogere indrukafstand de curve sneller oploopt, tegen een hogere helling, zoals hoger besproken. Meestal vertoont de curve bij die overgang ook een duidelijke knik of “knikpunt”, wat dan het referentiepunt vormt volgens de huidige uitvinding.

De aanvragers hebben gevonden dat bij sommige uitvoeringsvormen van ventielen die overgang in de curve van het eerste lineaire gedeelte naar het volgende steilere deel minder scherp en/of duidelijk kan zijn. In zulke omstandigheden verkiezen de aanvragers om het referentiepunt op een alternatieve wijze te bepalen, en wel als volgt.

De aanvragers hebben gevonden dat voor het lineair deel van het traject eenvoudig een lineair mathematisch verband kan worden bepaald, waarvan de correlatie hoger is dan 0,97. De aanvragers hebben gevonden dat het bij ventielen met dit soort kracht-indrukafstand curve geschikt is om als referentiepunt het punt te nemen op de curve waar de kracht 10% hoger is dan wat het lineair mathematische verband berekent voor die indrukafstand, d.i. wanneer dat lineair verband wordt geëxtrapoleerd naar een grotere indrukafstand. Deze werkwijze wordt in detail beschreven en uitgelegd bij de bespreking van Figuur 3 als deel van het voorbeeld.

De aanvragers hebben gevonden dat het referentiepunt voor één bepaalde uitvoeringsvorm van ventielen voor PU schuim met voldoende precisie kan worden bepaald. De aanvragers hebben gevonden dat het voldoende is om enkele exemplaren van een gekozen ventiel aan de indruktest in de testbank te onderwerpen, waarbij dan het gemiddelde van de indrukafstanden bij het referentiepunt voor de

BE2018/5924 verschillende exemplaren kan dienen als het referentiepunt voor die zelfde uitvoeringsvorm van ventielen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de ventielsteel ingedrukt ten opzichte van de ventielkraag over een afstand van niet meer dan 80% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt, bij voorkeur ten hoogste 75%, bij meer voorkeur ten hoogste 70%, bij nog meer voorkeur ten hoogste 65%, bij voorkeur ten hoogste 60%, bij meer voorkeur ten hoogste 55%, bij nog meer voorkeur ten hoogste 50% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt. De uitvinders hebben gevonden dat door aan deze voorwaarde te voldoen het risico, na injecteren van het drijfgas in de spuitbus, dat het ventiel zijn hoge reactiesnelheid zou verloren zijn, al was het maar gedeeltelijk, sterker verminderd wordt. We hebben tevens gevonden dat het risico op vervorming van het ventiel en/of de ventielsteel en/of voor een afwijking van de ventielpositie weg van de verwachte positie verder verminderd wordt. De uitvinders hebben tevens gevonden dat binnen het voorgeschreven bereik nog steeds voldoende opening van het ventiel kan worden bereikt om probleemloos de nodige hoeveelheid drijfgas in de spuitbus te krijgen bij elke injectie.

In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de ventielsteel ten minste 0,7 mm ingedrukt vanuit de rusttoestand met gesloten ventiel, bij voorkeur ten minste 0,8 mm, bij meer voorkeur ten minste 0,9 mm, bij nog meer voorkeur ten minste 1,0 mm, bij voorkeur ten minste 1,1 mm, bij meer voorkeur ten minste 1,2 mm, bij nog meer voorkeur ten minste 1,3 mm, bij nog steeds meer voorkeur ten minste 1,4 mm. Dit brengt het voordeel dat een verdere opening van het ventiel wordt bereikt, zodat de hoeveelheid drijfgas die bij een bepaalde injectie moet worden gevuld sneller kan worden gevuld in de spuitbus, en er dus een hogere productiesnelheid door het vulstation kan worden gerealiseerd.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding wordt de ventielsteel ten hoogste 3,2 mm, bij voorkeur ten hoogste 3,1 mm, bij meer voorkeur ten hoogste 3,0 mm, bij nog meer

BE2018/5924 voorkeur ten hoogste 2,9 mm, bij voorkeur ten hoogste 2,8 mm, bij meer voorkeur ten hoogste 2,7 mm, bij nog meer voorkeur ten hoogste 2,6 mm, bij nog steeds meer voorkeur ten hoogste 2,5 mm, bij voorkeur ten hoogste 2,4 mm, bij meer voorkeur ten hoogste 2,3 mm, bij nog meer voorkeur ten hoogste 2,2 mm, bij voorkeur ten hoogste 2,1 mm, bij meer voorkeur ten hoogste 2,0 mm, bij nog meer voorkeur ten hoogste 1,9 mm, bij nog steeds meer voorkeur ten hoogste 1,8 mm, bij voorkeur ten hoogste 1,7 mm, bij meer voorkeur ten hoogste 1,6 mm, en bij nog meer voorkeur ten hoogste 1,5 mm, ingedrukt tijdens het injecteren van drijfgas. De aanvragers hebben gevonden dat voor de meeste ventielen dit bereik voldoende is om genoeg ventielopening te krijgen, vooral indien de vulkop wordt ingesteld op de hoogste voorgeschreven limiet, terwijl toch het risico op een probleem met het ventiel na het injecteren van drijfgas voldoende laag kan worden gehouden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding worden twee of meer drijfgassen geïnjecteerd, bij voorkeur ten minste drie drijfgassen. De aanvragers hebben gevonden dat de vulling van de spuitbus sneller kan verlopen indien er twee of meerdere injecties van drijfgas gebeuren in het vulstation voor drijfgas. Het gewenste effect is het grootst indien die 2 of meer injecties gebeuren, zelfs indien ze injecties zijn van éénzelfde drijfgas, door verschillende vulkoppen.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding waarbij de drijfgassen sequentieel worden geïnjecteerd in dezelfde spuitbus, is ten minste één eerder geïnjecteerd drijfgas verschillend van ten minste één drijfgas dat later wordt geïnjecteerd. De aanvragers hebben gevonden dat een betere werking van de spuitbus kan worden bekomen door verschillende drijfgassen te gebruiken.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding heeft het eerder geïnjecteerde drijfgas een hoger kookpunt dan het later geïnjecteerde drijfgas. Dit brengt het voordeel dat de tegendruk in de spuitbus, bij het injecteren van het later geïnjecteerde drijfgas, lager is en daarom sneller en gemakkelijker verloopt.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding heeft het eerder geïnjecteerde drijfgas een hogere

BE2018/5924 oplosbaarheid in de spuitbusinhoud dan het later geïnjecteerde drijfgas. Ook dit brengt het voordeel dat de tegendruk in de spuitbus, bij het injecteren van het later geïnjecteerde drijfgas, lager is en daarom sneller en gemakkelijker verloopt.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is de ventielsteel aan zijn zijkant is voorzien van een schouder en maakt de vulkop van het vulstation voor het indrukken van de ventielsteel contact met de schouder en wordt bij voorkeur de kracht die de vulkop uitoefent op de ventielsteel om het ventiel te openen ten minste gedeeltelijk uitgeoefend op de schouder van de ventielsteel. Dit brengt het voordeel dat er meer contactoppervlak beschikbaar is om de kracht die nodig is om het ventiel te openen over te brengen van de vulkop naar de ventielsteel. Daardoor is de puntbelasting op de ventielsteel lager, en verlaagt het risico verder op vervorming van de ventielsteel.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding een pakking is voorzien tussen de ventielsteel en de vulkop van het vulstation, bij voorkeur een kunststofpakking, bij meer voorkeur een pakking gemaakt uit rubber of polytetrafluorethyleen (PTFE), en bij voorkeur zit die pakking in de vulkop van het vulstation. De aanvragers verkiezen een pakking vervaardigd uit een elastische kunststof. Dit kan een rubber zijn of een polyolefin, maar is bij voorkeur polytetrafluorethyleen (PTFE). Bij voorkeur zit die pakking in de vulkop van het vulstation, zodat hij niet hoeft te worden voorzien in elk ventiel. De aanvragers verkiezen om die pakking indien mogelijk te laten afdichten tegen de zijwand van de ventielsteel, zodat de kracht die moet worden overgebracht van de vulkop op de ventielsteel om het ventiel te openen niet door deze pakking moet worden overgedragen. De aanvragers hebben gevonden dat deze uitvoering geschikt is bij een ventielsteel met schouder. Bij andere ventielen, vooral deze met een groter bovenvlak van de ventielsteel zoals verscheidene uitvoeringsvormen van de ventielen met ventielveer, verkiezen de aanvragers de vulkop te laten afdichten tegen de bovenkant van de ventielsteel die bij voorkeur uitgevoerd is in een elastisch materiaal, zoals rubber.

BE2018/5924

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat de werkwijze, na de injectie van drijfgas, de stap van het schudden van de spuitbus. De aanvragers verkiezen om, bij meerdere drijfgassen, al de drijfgassen te injecteren vooraleer de spuitbus te schudden. Het schudden heeft tot doel om de inhoud van de bus beter te mengen, zodat de chemische reactie tussen de isocyanaatmoleculen en het daarmee reactieve andere reagens vlot verloopt, en ook opdat de drijfgassen gedeeltelijk in oplossing gaan in de vloeistof in de spuitbus.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het ventiel een ventiel voor pistoolschuim. Dit biedt het voordeel dat, met een gepast hulpmiddel, de spuitbus geschikt kan zijn voor gebruik met een doseerpistool, maar bij goede keuze van het hulpmiddel ook voor bandgebruik, d.i. met een applicator voor handbediening, zoals verder beschreven.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding met een ventiel voor pistoolschuim omvat de werkwijze, na de injectie van drijfgas, de stap van het bevestigen van applicator voor handbediening geschikt voor een spuitbus met pistoolschuim. Een applicator voor handbediening die geschikt is voor een spuitbus met een ventiel voor pistoolschuim staat bij voorbeeld beschreven in WO 2012/052449 A2 en US 10106309 B2. Dit biedt het voordeel voor de producent van de spuitbussen dat in de productielijn van PU spuitbussen maar één enkele lijn, of maar één soort vulstation voor drijfgas moet worden voorzien, waarbij op elke spuitbus een ventiel voor pistoolschuim mag worden bevestigd maar dat een deel van deze productie kan worden uitgerust voor gebruik in handbediening, d.i. meer gericht naar de doe-het-zelver of de meer occasionele gebruiker. Indien alle spuitbussen op dezelfde lijn worden geproduceerd, biedt dit het voordeel dat de productielijn minder vaak of minder ingrijpend, of niet meer, moet worden omgeschakeld en afgesteld bij een overgang van de ene naar de andere uitvoeringsvorm.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding met een ventiel voor pistoolschuim omvat de werkwijze, na de injectie van drijfgas, verder de stap van het bevestigen van een

BE2018/5924 pistoolkoppelstuk op de ventielkraag, bij voorkeur een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel. Hierdoor wordt de spuitbus klaargemaakt voor gebruik als pistoolschuim, d.i. met behulp van een doseerpistool. Het beschermdeksel biedt het voordeel dat het ventiel van de spuitbus beschermd is tijdens zijn behandeling tussen de productielijn en de plaats van gebruik, tot vlak voor het koppelen met een doseerpistool. Een geschikt pistoolkoppelstuk met afbreekbaar beschermdeksel staat bij voorbeeld beschreven in WO 2009/004097 A1. Een geschikt pistoolkoppelstuk waarbij het beschermdeksel niet alleen te verwijderen is maar ook terug kan worden aangebracht na een eerste gebruik, staat beschreven in WO 2011/151295 A1. Dit laatste biedt het voordeel dat het ventiel ook beschermd kan zijn tussen een eerder gebruik en een later hergebruik van dezelfde spuitbus.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding waarbij een pistoolkoppelstuk op de ventielkraag wordt bevestigd, is het pistoolkoppelstuk eveneens geschikt voor het bevestigen van een applicator voor handbediening. Een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel dat geschikt is voor het bevestigen van een applicator voor handbediening staat bij voorbeeld beschreven in WO 2011/151295 A1. Het pistoolkoppelstuk uit WO 2011/151295 A1 biedt het bijkomend voordeel dat de logistieke aanvoerketen slechts één vorm van spuitbus moet behandelen om zowel de professionele gebruiker, die graag met een doseerpistool werkt, als de doe-het-zelver, die liever met handbediening werkt, te kunnen bevoorraden.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding is het ventiel een ventiel voor handbediening. Dit biedt het voordeel dat, met een gepast hulpmiddel, de spuitbus geschikt is voor gebruik met handbediening, zoals na het bevestigen op het ventiel van een applicatorslangetje of van een applicator voor handbediening met hefboom, zoals hoger reeds beschreven.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de huidige uitvinding met een ventiel voor handbediening, omvat de werkwijze, na de injectie van drijfgas, verder nog de stap van het aanbrengen van een beschermkap op de spuitbuskop, bij voorkeur een beschermkap met

BE2018/5924 daarin een accessoir voorwerp, bij voorkeur ten minste één kunststof handschoen, bij meer voorkeur ten minste één paar kunststof handschoenen. Een geschikte beschermkap staat bij voorbeeld beschreven in EP 2371738 A1. Deze beschermkap heeft tot doel het ventiel op de spuitbus te beschermen tijdens de behandeling tussen de productielijn en de plaats van gebruik door de gebruiker.

VOORBEELDEN

De huidige uitvinding wordt hieronder in meer detail beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekeningen.

Figuur 1 a toont een conventioneel ventiel 10 voor pistoolschuim, in rusttoestand. Het ventiel omvat een ventielcup of ventielbeker 1 die bestaat uit een ventielplaat 3 die eerst opwaarts en dan zijwaarts uitloopt op een ventielkraag 2. Door deze ventielkraag op de rand van de opening in de spuitbuskop (niet getoond) te bevestigen, kan het ventiel in die opening worden bevestigd en de spuitbus worden gesloten, een bevestiging die wordt afgedicht met de pakking 6 die voorzien is binnen in de ventielkraag. De ventielrubber of “grommet” 5 zit centraal vast aan de ventielplaat 3, en houdt de ventielsteel of “ventielstem” 4 op zijn plaats, centraal ten opzichte van de ventielkraag. Het ventiel is gesloten omdat de blindflens 7 onderaan de ventielsteel door de ventielrubber omhoog wordt gedrukt tegen de onderkant van de ventielrubber. De ventielsteel is verder voorzien van een zijwaarts uitstekende schouder 8 die aan zijn onderkant een aangrijpingsvlak biedt voor de opwaartse kracht van de ventielrubber op de ventielsteel. De schouder biedt tevens aan zijn bovenkant een mogelijk extra aangrijpingsvlak voor de vulkop (niet getoond) die door de ventielsteel neerwaarts te drukken het ventiel kan openen.

In Figuur 1a wordt het ventiel getoond in rusttoestand, d.i. met het ventiel gesloten. De top van het ventiel steekt een afstand A uit boven de bovenkant van de ventielkraag.

Figuur 1b toont een open toestand van hetzelfde ventiel als getoond in Figuur 1a. De ventielsteel wordt bij het vullen van drijfgas door de vulkop (niet getoond) naar beneden gedrukt, tot een afstand B

BE2018/5924 hoger dan de bovenkant van de ventielkraag, zodat de blindflens 7 onderaan de ventielsteel los is gekomen van de ventielrubber 5, waardoor de inhoud van de spuitbus (niet getoond) onder het ventiel toegang heeft tot de zijwaartse openingen in de ventielsteel, en door het centrale kanaal in de ventielsteel de spuitbus kan verlaten. De ventielsteel is in Figuur 1b ingedrukt ten opzichte van de ventielkraag over een indrukafstand (A - B).

Figuur 2 toont een kracht-indrukafstand curve, voor een conventioneel ventiel zoals getoond in Figuur 1, opgetekend tijdens een test op een testbank. Voor die test werd het ventiel 10 met de ventielkraag 8 op een verticaal stuk buis geplaatst waarin de ventielcup net past, zodat het ventiel met zijn ventielkraag op het uiteinde van de buis steunt. Tijdens de druktest werd een neerwaartse kracht uitgeoefend, door middel van een gepast hulpstuk, op de bovenkant van de ventielsteel 4, en werd de kracht F in Newton (N) opgetekend, in functie van de indrukafstand d in millimeter (mm) vanuit de ruststand getoond in Figuur 1a in de richting van de open stand getoond in Figuur 1b, die nodig was om te ventielsteel steeds verder naar beneden te drukken, in de richting van de ventielplaat 3. Het is het verloop van deze kracht, in functie van de indrukafstand, die de krachtindrukafstand curve gaf uit Figuur 2.

Deze test werd drie maal uitgevoerd, telkens op een ander exemplaar van het bepaalde soort ventiel, van elkaar onderscheiden met nummers 4.1, 4.2 en 4.3. De 3 curven in Figuur 2 vertonen een zeer gelijkaardig verloop voor het deel van de curve dat voor deze uitvinding van belang is, d.i. tot de kracht sneller begint op te lopen en er risico op verlies aan reactiesnelheid van het ventiel wordt verwacht. De curven tonen alle bij een indrukafstand van 3,8 mm een duidelijke knik C bij geopend ventiel. Na deze knik in de curve vertoont de curve een steilere helling, naar verwachting omdat dan de ventielrubber een andere vorm heeft aangenomen die op een andere manier weerstand biedt tegen de kracht op de ventielsteel dan bij lagere indrukafstand. Deze knik C vormt het referentiepunt voor deze uitvoeringsvorm van ventielen met een ventielrubber.

De vulkoppen van het vulstation voor het vullen van drijfgas bij spuitbussen met dit ventiel uit Figuur 2 werden ingesteld op

BE2018/5924 een indrukafstand van 1,5 mm, d.i. 39% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt bij geopend ventiel in de krachtindrukafstand curve bepaald voor deze uitvoeringsvorm van ventiel op een testbank. Tijdens 2 jaar operaties aan een productiesnelheid van 7 miljoen spuitbussen per jaar werden geen spuitbussen gesignaleerd met onvoldoende drijfgasvulling of verlies van drijfgas en/of vloeistof tijdens en vlak na het vullen van drijfgas. Tevens werd geen enkele afwijking vastgesteld die te wijten kon zijn aan een vervorming van het ventiel of de ventielsteel bij het vullen van drijfgas.

Figuur 3 toont eenzelfde resultaat voor een exemplaar van een ventiel met ventielveer, opgetekend tijdens eenzelfde test op dezelfde testbank. Ook deze curve vertoont een duidelijke knik bij 2.8 mm indrukafstand ,waar de curve plots steiler gaat oplopen. Dit punt zou dus kunnen genomen worden als referentiepunt voor dit soort ventielen.

Ter illustratie bespreken we hieronder, en geven we op deze curve aan, hoe een geschikt referentiepunt zou kunnen worden bepaald indien de overgang in helling van de curve niet zo duidelijk zou zijn Deze curve toont tussen het vetjes aangegeven bereik D van 1,4 mm tot 2,4 mm een zeer lineair verband tussen de kracht F in Newton nodig om het ventiel verder open te drukken en de indrukafstand d in millimeter. Dit lineair verband tussen de kracht uitgedrukt in Newton (N) en de indrukafstand uitgedrukt in millimeter (mm) kan met hoge precisie (R² = 0,9973) mathematisch worden uitgedrukt met de volgende formule:

y = 24,342 x + 39,043

Figuur 3 toont in dunne doorlopende lijn welke kracht overeenkomt met dit verband voor elke indrukafstand d over het ganse bereik van de figuur. In Figuur 3 wordt verder in stippellijn de kracht getoond die 10% hoger zou zijn dan deze berekend met de hogere mathematische formule. Bij punt C snijdt deze stippellijn de geregistreerde curve voor dit ventiel. Punt C geeft dus, bij een indrukafstand van 2,9 mm, het

BE2018/5924 referentiepunt aan voor dit ventiel indien een duidelijk en scherp knikpunt zou ontbreken.

Bijkomend werden twee andere exemplaren van dezelfde uitvoeringsvorm van het ventiel met ventielveer uit Figuur 3 getest. Deze testen resulteerden in referentiepunten na extrapolatie en de beschreven berekening van respectievelijk 2,8 en 3,0 mm. Voor deze uitvoeringsvorm van ventielen met een ventielveer wordt dit berekende referentiepunt dus (2,8+2,9+3,0)/3 = 2.9 mm.

De aanvragers merken op dat op figuur 3 het knikpunt bij 2.8 mm en het berekende referentiepunt bij 2.9 mm zeer dicht bij elkaar liggen. De aanvragers stellen dat de voorzorg die wordt voorgeschreven volgens de huidige uitvinding, d.i. om een bepaald percentage weg te blijven van het referentiepunt, voldoende is als veiligheidsmarge om toch het gewenste effect te verkrijgen ongeacht op welke van de twee beschreven manieren het referentiepunt bij ventielen zoals deze van figuur 3 wordt bepaald.

De vulkoppen van het vulstation voor het vullen van drijfgas bij spuitbussen met dit ventiel werden ingesteld op een indrukafstand van 1,2 mm, d.i. 52% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt bij geopend ventiel in de kracht-indrukafstand curve bepaald voor deze uitvoeringsvorm van ventiel op een testbank. Tijdens 2 jaar operaties aan een productiesnelheid van 7 miljoen spuitbussen per jaar werden geen spuitbussen gesignaleerd met onvoldoende drijfgasvulling of verlies van drijfgas en/of vloeistof tijdens en vlak na het vullen van drijfgas. Tevens werd geen enkele afwijking vastgesteld die te wijten kon zijn aan een vervorming van het ventiel of de ventielsteel bij het vullen van drijfgas.

Nu deze uitvinding volledig beschreven is, zal de vakman beseffen dat de uitvinding kan worden uitgevoerd met een brede waaier aan parameters binnen wat wordt geclaimd, zonder daarom af te wijken van de omvang van de uitvinding, zoals gedefinieerd door de conclusies.

Claims (16)

1. CONCLUSIES

   1. Een werkwijze voor de productie van een drukcontainer die een samenstelling bevat voor het vormen van polyurethaanschuim, omvattende de stappen van • het sluiten van de container, na het inbrengen van de componenten van de samenstelling die vloeibaar zijn bij omgevingscondities, door het bevestigen in de opening van de containerkop van een ventiel dat een holle ventielsteel heeft die centraal zit in een ronde ventielcup die zijwaarts uitloopt in een perifere ventielkraag, en waarbij het ventiel bevestigd wordt aan de container door het krimpen van de ventielkraag in de opening in de containerkop, en • het onder druk brengen van de gesloten container door het injecteren van ten minste één drijfgas doorheen de ventielsteel, waarbij het ventiel wordt geopend door de ventielsteel in te drukken ten opzichte van de ventielkraag, in de richting van de ventielcup, daardoor gekenmerkt dat, bij het injecteren, de ventielsteel ingedrukt wordt ten opzichte van de ventielkraag, vanuit de ruststand met gesloten ventiel, over een afstand van ten hoogste 85% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt in de kracht-indrukafstand curve geregistreerd op een testbank voor een ventiel van dezelfde uitvoeringsvorm.
2. 2. De werkwijze volgens conclusie 1 waarbij de ventielsteel wordt ingedrukt ten opzichte van de ventielkraag over een afstand van niet meer dan 80% van de indrukafstand die overeenkomt met het referentiepunt.
3. 3. De werkwijze volgens conclusie 1 of 2 waarbij de ventielsteel ten hoogste 2.0 mm, en bij voorkeur ten hoogste 1,5 mm, ingedrukt wordt tijdens het injecteren van drijfgas.
4. 4. De werkwijze volgens eender welke van de voorgaande conclusies waarbij twee of meer drijfgassen worden geïnjecteerd, bij voorkeur ten minste drie drijfgassen.
5. 5. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij de drijfgassen sequentieel worden geïnjecteerd in dezelfde spuitbus en waarbij ten minste één eerder geïnjecteerd drijfgas verschillend is

   BE2018/5924 van ten minste één drijfgas dat later wordt geïnjecteerd.
6. 6. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij het eerder geïnjecteerde drijfgas een hoger kookpunt heeft dan het later geïnjecteerde drijfgas.
7. 7. De werkwijze volgens eender welke van conclusies 5 en 6 waarbij het eerder geïnjecteerde drijfgas een hogere oplosbaarheid heeft in de spuitbusinhoud dan het later geïnjecteerde drijfgas.
8. 8. De werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij de ventielsteel aan zijn zijkant is voorzien van een schouder en waarbij de vulkop van het vulstation voor het indrukken van de ventielsteel contact maakt met de schouder en de kracht die de vulkop uitoefent op de ventielsteel om het ventiel te openen ten minste gedeeltelijk wordt uitgeoefend op de schouder van de ventielsteel.
9. 9. De werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij een pakking is voorzien tussen de ventielsteel en de vulkop van het vulstation, en bij voorkeur zit die pakking in de vulkop van het vulstation.
10. 10. De werkwijze volgens een der voorgaande conclusies verder omvattend, na de injectie van drijfgas, de stap van het schudden van de spuitbus.
11. 11. De werkwijze volgens een der voorgaande conclusies waarbij het ventiel een ventiel voor pistoolschuim is.
12. 12. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie verder omvattend, na de injectie van drijfgas, de stap van het bevestigen van applicator voor handbediening geschikt voor een spuitbus met pistoolschuim.
13. 13. De werkwijze volgens conclusie 11 verder omvattend, na de injectie van drijfgas, de stap van het bevestigen van een pistoolkoppelstuk op de ventielkraag, bij voorkeur een pistoolkoppelstuk met beschermdeksel.
14. 14. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie waarbij het pistoolkoppelstuk geschikt is voor het bevestigen van een applicator voor handbediening.

    BE2018/5924
15. 15. De werkwijze volgens een der conclusies 1-10 waarbij het ventiel een ventiel voor handbediening is.
16. 16. De werkwijze volgens de voorgaande conclusie verder omvattend, na de injectie van drijfgas, de stap van het

    5 aanbrengen van een beschermkap op de spuitbuskop, bij voorkeur een beschermkap met daarin een accessoir voorwerp, bij voorkeur ten minste één kunststof handschoen, bij meer voorkeur ten minste één paar kunststof handschoenen.