DE60105630T2

DE60105630T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von geschäumten kunststoffen

Info

Publication number: DE60105630T2
Application number: DE60105630T
Authority: DE
Inventors: Anthony Charles Murray Griffiths
Original assignee: Cannon Viking Ltd
Current assignee: Cannon Viking Ltd
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: US7179410B2; GB2365814A; EP1328388A1; WO2002011967A1; DE60105630D1; NO20030642D0; ATE276080T1; CA2418919A1; DK1328388T3; US20030183971A1; EP1328388B1; AU2002229146A1; NO20030642L; GB0019507D0; GB2365814B; GB0118295D0; NO322037B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von Polyurethan und anderen Kunststoffschaumstoffen.
HINTERGRUND
Im Wesentlichen nehmen Schaumstoffmaschinen eine Mischung von Reaktionskomponenten auf und stellen eine Bahn bereit, auf welcher eine ausgängliche Aufschäumung der Reaktionskomponentenmischung erfolgt und die nachfolgende Aushärtung stattfinden kann, um einen selbststützenden Polymer-Schaumstoff zu bilden. Blöcke werden dann geschnitten und gereift.
In einer Form von Maschine wird der Polymerschaumstoff vertikal entnommen. Solche Maschinen sind erfolgreich aber erfordern vorsichtigen Betrieb, nicht immer leicht für jene, die mit gewöhnlichen horizontalen Maschinen vertraut sind, um sicherzustellen, dass die Aufschäumungsreaktion frei stattfindet, und dass der Schaum ausreichende frühe Stärke entwickelt für mit Spitzen versehene Förderbänder, die verwendet werden, um den Schaumstoff zu erfassen und wegzutransportieren.
In der anderen und viel gewöhnlicheren Form von Maschine, welche jene ist, mit der sich die Erfindung befasst, wird der Polymer-Schaumstoff im Allgemeinen horizontal entnommen. Die Maschine ist im Wesentlichen ein langer Kanal, dem Reaktionskomponenten an einem Ende auf Förderbahnen von Papier oder Kunststoff zugeführt werden und der Schaumstoff am anderen Ende entnommen wird. Die Maschinen haben inhärent eine Produktionsrate und sind sehr groß, Produkti onsraten von 100 kg bis 500 kg pro Minute und Längen von über 100 Metern sind üblich. Kapitalkosten sind hoch, jedoch oft ist die Aushärtung und die Handhabung des produzierten Schaumstoffes ein beschränkender Faktor, oder die Märkte sind bescheiden, und Fabriken werden lediglich einen Teil eines Tages laufen gelassen. Eine kleinere Niedrigproduktionsmaschine würde wünschenswert sein, um die beste Verwendung von einer Investition in eine Fabrik zu machen und Schaum für lokale Märkte zu produzieren, anstatt Produkte mit großem Volumen und relativ kleinem Wert große Entfernungen zu transportieren.
Die hohen Produktionsraten sind jedoch der Natur des Prozesses in gängigen Maschinen innewohnend. Vor der Aufschäumung sind die Reaktionskomponenten dicht im Vergleich zu dem ausgänglich flüssigen Schaumstoff, den sie zur Folge haben. Die Förderbänder, welche den Schaumstoff abtransportieren, sind nach vorne geneigt um sicherzustellen, dass der Schaumstoff nicht einfach nach hinten von der Hinterseite der Maschine verschwindet, haben dann schnell genug zu laufen, um die Tendenz von jüngerem, hochdichtem Material zu vermeiden, älteres Material mit niedriger Dichte in der Vorwärtsrichtung des Förderbandes zu unterlaufen. Falls Materialien unterlaufen würden mit leichterem Schaumstoff, der an der Oberseite von dichterem Material schwebt, würde fertiger Schaumstoff mit ungleichmäßigen Eigenschaften hergestellt werden, aber dies wird vermieden, indem das ältere Material so schnell entfernt wird, wie das jüngere Material andererseits nach vorne unter es unterlaufen würde.
Das Problem wird verschlimmert durch die begrenzte Steilheit des Profils, welches immer noch flüssiger Schaumstoff aufrechterhalten kann. Falls die Grenze überschritten wird, wird der Schaumstoff nach hinten über jüngeres, dichteres Material unabhängig von Unterlauftendenzen als solchen abfallen, und um Abfallen bei einer praktischen Höhe eines Blockes zu vermeiden, ebenso wie das Fliehen von Reaktionspartnern, auf die oben Bezug genommen wird, ist der ausgängliche Teil des Förderbandes unveränderlich nach unten geneigt in Richtung der Fortbewegung. Dies erhöht die Tendenz des Unterlaufens, und folglich erhöht es minimale Fördergeschwindigkeiten.
GEGENWÄRTIGE VORSCHLÄGE
Um eine niedrigere Produktionsrate und folglich eine kleinere Maschine zu ermöglichen, ist eine Veränderung des Prinzips erforderlich, und wir haben gesehen, dass der Bereich dafür im frühen Teil der Schaumstoffherstellung in einer horizontalen Maschine liegt.
Horizontal ist zu verstehen in einem breiten Sinne, gegenüber vertikal, ausgehend davon, dass Teile der Schaumstoffhahn geneigt sein können, könnte in der Tat eine gesamte Maschine, die weitestgehend horizontal ist, entworfen werden für einen Ort, der nicht eben ist, oder z.B. um ein Schaumstoffprodukt an eine höhere oder niedrigere Etage abzugeben. Jedoch arbeiten alle horizontalen Maschinen mit Reaktionsprodukten, die einem offenen ausgänglich geneigten Förderband zugeführt werden, manchmal direkt, manchmal indirekt, über einen Trog, der das Förderband speist, aber mit keiner räumlichen Eingrenzung des Materials im ausgänglichen Teil der Schaumstoffreaktion. Boden- und Seitenbahnen aus Papier oder Kunststofffilm werden verwendet, aber Deckbahnen, wo sie angewendet werden, werden nicht im Frühstadium eingesetzt.
Wir haben gesehen, dass das Prinzip einer offenen Reaktion verlassen werden muss, wobei die Reaktionspartner stattdessen ohne Aussetzung der Atmosphäre zugeführt werden müssen und der Schaum eingegrenzt werden muss in einer geschlossenen Expansionskammer, wenigstens während er flüssig genug ist, um einzubrechen. Solch eine Eingrenzung in einem Verfahren und einer Maschine, wie vorgegeben hierin in den Ansprüchen, ermöglicht eine niedrige Produktionsrate. Materialien können nicht zurücklaufen und entkommen, weil es keine Möglichkeit gibt, irgendwo hinzulaufen, noch können sie absinken, und mit einer geeigneten Neigung des Teils des Förderbandes, dem der noch flüssige Teil des Schaumstoffs ausgesetzt ist, gemäß der Natur des Schaumstoffes, der hergestellt wird, werden sie nicht unterlaufen. Lateral und vertikal, d.h. an den Seiten, oben und unten von der Expansionskammer, werden sie begrenzt durch Transportbänder, und die Begrenzung und Kontrolle ist deswegen vollständig.
Eine neue Maschine wird normalerweise mit keiner ausgänglichen Abwärtsneigung des Teils des Förderbandes gebaut werden, der die Basis der Expansionskammer bildet, jedoch speziell wo Absinken, eher als das Unterlaufen als solches, die Tendenz ist, die vermieden werden soll, ist eine Abwärts-(Vorwärts)-Neigung von bis zu 10°, bevorzugt nicht mehr als 4°, akzeptierbar. Existierende Maschinen können dann in die neue Bauweise überführt werden.
Bevorzugt ist das Förderband, wenn es den noch flüssigen Schaumstoff transportier, horizontal. Alternativ wird die Tendenz des Unterlaufens vermindert oder umgangen an der Quelle, indem wenigstens ein Teil des Förderbandes innerhalb der Expansionskammer rückwärts geneigt ist, d.h. aufwärts in der Förderrichtung, vorausgesetzt, dass der hergestellte Schaumstoffkörper seine Richtung nicht ändern muss, nachdem er aufgehört hat, flüssig zu sein. Typischerweise wird irgendeine Neigung des Förderbandes lediglich für den ausgänglichen Teil der Schaumstoffexpansion notwendig sein, wobei der ausgehende Schaumstoff z.B. von bis zu 20 – 30% seiner maximalen Expansion aufweist und in irgendeinem Fall maximal 60% seiner maximalen Expansion, so dass eine Änderung der Richtung ihn nicht unterbricht. Die Neigung kann z.B. herkömmlich bis zu 15° zur Horizontalen betragen, aber mit einer steil geneigten Deckbahn kann sie steiler sein, z.B. bis zu 30° zur Horizontalen.
In der Expansionskammer erweitern sich die Wände, so dass der Querschnitt sich in der Förderrichtung erhöht, in einer Weise, die angepasst ist an die Expansionsrate des Schaumstoffs, wobei die Reaktionspartnerzuführrate natürlich so bestimmt wird, dass das Gehäuse gefüllt bleibt. Das Volumen des Expansionsgehäuses, und folglich die Verweilzeit in ihm, ist wenigstens ausreichend, um zu ver hindern, dass Schaumstoff, der das Gehäuse verlässt, nach hinten absinkt unter seinem eigenen Gewicht, falls die Expansion nicht durchgeführt wird unter gesamtem Einschluss. Typischerweise ist das Volumen des Expansionsgehäuses derartig, dass der Schaumstoff, der aus ihm hervortritt, wenigstens 50% seiner maximalen Expansion aufweist und bevorzugt 70% oder mehr für einen standardflexiblen Polyurethan-Schaumstoff, auf einige Schaumstoffe, z.B. MDI-basierende, flexible, hochnachgiebige Schaumstoffe oder starre Polyurethan-Schaumstoffe, welche früher Gelstärke entwickeln, kann sie bis zu herab von 30% gehen.
Die Produktion kann dann mit niedrigen Raten erfolgen, wobei Schaumstoff über eine kurze Entfernung einen handhabbaren Zustand erreicht. Ebenso ist die Erfindung flexibel. Die Maschine mit niedriger Produktionsrate kann installiert werden und unverändert als solche verwendet werden. Jedoch gibt es keinen Grund, warum eine Maschine, die neu ist, was ihr Schaumstoffherstellungsende anbelangt, nicht mit einem längeren Förderband installiert werden sollte und einer beweglichen Blockschneideposition. Sie kann dann mit herkömmlichen Geschwindigkeiten verwendet werden, falls bestimmte Grade von Schaumstoffen regulär hergestellt werden in größeren Mengen als andere, oder zufälligen Anstiegen in der Nachfrage begegnet werden muss, wobei die neu ermöglichten, niedrigen Geschwindigkeiten andernfalls verwendet werden.
WEITERER HINTERGRUND
In Betrachtung der Erfindung ist es wichtig, die grundlegende Geometrie des herkömmlichen Schaumstoffblockwarenprozesses zu verstehen, die Prinzipien von Schaumrückfluss (Absinken) und Schaumstoff-Unterlaufen, und wie der Förderbandwinkel sie beeinflusst. Es sind diese Faktoren, welche den Grad begrenzen, um welchen die Abmessungen einer herkömmlichen Maschine verringert werden können.
In den Zeichnungen zeigt 1 einen herkömmlichen Schaumstoffblockwarenprozess. Schaumstoffblockwarenprozesse haben traditionell ein abwärtsgeneigtes Förderband (C)verwendet, das mit Papier- oder Kunststofffilm überzogen war, auf welche ein Mischkopf (A) fortwährend die flüssige Reaktionspartnermischung (B) ausgießt. Die chemische Reaktion bewirkt Schaumstoffexpansion bis zur vollen Anstiegsposition (E). Die Geschwindigkeit des Förderbandes und die Ausgaberate der flüssigen Reaktionspartnermischung bestimmen die Höhe des Schaumstoffblocks. Das Buch "Flexible Polyurethan-Schaumstoffe", veröffentlicht durch Dow Plastics, zweite Ausgabe 1997, auf Seiten 5.18 bis 5.21, z.B., beschreibt solch einen Prozess.
Der expandierende Schaumstoff ist relativ flüssig in den meisten und speziell in den frühen Teilen seiner Expansion. Dies bedeutet, dass eine Grenze für die Höhe einer Bank von expandierendem Schaumstoff existiert, bevor er fließend (absinkend) wird unter seinem eigenen Gewicht. Es ist deswegen erforderlich, das Förderband nach unten zu neigen in die Richtung der Produktion, um zu verhindern, dass der expandierende Schaum (D) nach hinten fließt. Je höher der Schaumstoffblock ist, desto mehr muss das Förderband geneigt sein. Typischerweise wird ein Neigungswinkel von ungefähr 4 bis 6 Grad für eine Blockhöhe von bis zu 1,2 Metern verwendet.
Die Neigung des Förderbandes bringt das mögliche Problem des Unterlaufens nach vorne mit sich. Unterlaufen ist, wo jüngere, höhere Dichte, Flüssigkeit von niederer Viskosität oder teilweise expandierter Schaum unterhalb von älterem Material mit niederer Dichte, höherer Viskosität fließt. Das Ergebnis von Unterlaufen ist Verdichtung und sind manchmal Kompressionslinien innerhalb des Schaumstoffblockes, welche das Schaumstoffprodukt in einen niedrigeren Standard bringen.
In den Zeichnungen zeigt 2A eine geometrische Darstellung des Schaumanstiegsprofils aus 1. Der Bereich (D), der innerhalb des Dreiecks vom nach unten Liegen (B) bis vollem Anstieg (F) liegt, stellt das Volumen des Schaumstoffs dar, welches erzeugt wurde durch die Masse von Schaumstoffchemikalien, die innerhalb der Anstiegszeit des Schaumstoffes verteilt wurden. Der Neigungswinkel des Förderbandes beträgt 6 Grad. Um die Abmessungen der Maschine zu verringern, sagen wir auf die Hälfte jener aus 2A, während die Blockhöhe bei 1,2 Metern gehalten wird, müsste der Bereich des Schaumanstiegsprofils (D), d.h. das Schaumstoffvolumen, welches erzeugt wurde durch die Masse von Schaumstoffchemikalien, die innerhalb der Anstiegszeit verteilt wurden, halbiert werden. (Die Anstiegszeit wird normalerweise bestimmt durch die chemische Rezeptur und sollte bei dieser Übung als fest betrachtet werden).
2B zeigt die geometrische Darstellung der theoretischen Maschine von halber Größe. Der Winkel der Oberseite des Schaumprofils kann nicht steiler gemacht werden, oder Absinken wird auftreten. Der Winkel des Förderbandes muss deswegen auf 18° erhöht werden, um die erforderliche Gestalt des Schaumstoffexpansionsprofils zu erzielen. Aber solch ein steiles Förderband wird sicherlich zu Unterlaufen führen. Die Halbierung der Abmessungen der Maschine, wobei immer noch die gleiche Blockgröße beibehalten wird, ist deswegen nicht möglich.
In herkömmlichen Schaumstoffblockwarenprozessen gibt es immer eine Beziehung zwischen dem Förderbandwinkel und der Höhe des Schaumstoffblockes, der hergestellt werden soll, bei einer vorgegebenen Zufuhr von flüssiger Reaktionspartnermischung. Falls der Förderbandwinkel zu klein ist, wird die flüssige Reaktionspartnennischung oder expandierender Schaum nach hinten fließen. Falls der Winkel zu groß ist, wird Unterlaufen auftreten. Beide dieser Effekte sind unerwünscht und werden Defekte im fertigen Schaumstoffprodukt bewirken.
Das Buch "Flexible Polyurethan-Schaumstoffe", veröffentlicht durch Dow Plastics, zweite Auflage 1997, Seiten 5.22 bis 5.23, beschreibt einen Schaumstoffprozess (der "Maxfoam"-Warenzeichen-Prozess), bei dem es der flüssigen Reaktionspartnermischung erlaubt wird, in einem Trog (F) vorzuexpandieren, so dass das hervortretende Material ungefähr 5% seiner abschließenden Volumenexpansion aufweist, bevor es bei (G) auf das Förderband fließt. Der erste Teil des Förderbandes wird eine Fallplatte (H) in diesem Prozess genannt. Weil der Schaum schon eine niedere Dichte und eine höhere Viskosität an diesem Punkt hat, ist er weniger geneigt unterzulaufen, und der Winkel der Fallplatte (H) kann größer sein (typischerweise ungefähr 12 Grad durchschnittliche Neigung). Dies erlaubt es, dass höhere Blöcke hergestellt werden können für eine vorgegebene Menge von flüssiger Reaktionspartnermischung und physikalischen Abmessungen der Maschine. Es gibt jedoch immer noch Beschränkungen bzgl. wie stark die Fallplatte geneigt sein kann. Falls eine zu große Neigung verwendet wird, dann wird immer noch Unterlaufen auftreten.
DIE ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit und eine Maschine gemäß dem unabhängigen Anspruch 13 zur Herstellung von Schaumstoff, wo wenigstens der erste Teil der Expansion in einer geschlossenen, sich erweiternden Expansionskammer stattfindet, wobei die Kammer eine allgemein horizontale Ausgabebahn für den hergestellten Schaumstoff speist und selbst mit Reaktionspartnern aus einer geschlossenen Zuführzone gespeist wird.
Herkömmlich wird die Basis der Kammer aus einem horizontalen Förderband oder einem Förderband gebildet, das aufwärts geneigt ist, wenigstens ausgänglich, aber wie bereits bemerkt, kann das Förderband nach unten geneigt sein, bis zu einem solchen Grad, dass es keine Unterlaufprobleme gibt.
Lediglich die frühen Stadien der Expansion müssen notwendigerweise in der Expansionskammer stattfinden, weil Absacken kein Problem darstellt, falls eine freie Oberseite des Schaums von beschränkter Höhe ist und aus älterem, weniger flüssigem Schaum besteht.
In einer Ausführungsform kann das Gehäuse herkömmlich aus Oberflächen gebildet werden, die aus dem Förderband an der Unterseite, ein Paar von fahrenden Seitenwänden und einer aufwärtsgeneigten, fahrenden dicken Wand bestehen. Dichtungen werden an den Verbindungen der vier Oberflächen bereitgestellt und an der Zuführzone, um das Lecken von flüssiger Reaktionspartnermischung oder expandierendem Schaumstoff zu verhindern.
Solch eine Maschine ist wohl geeignet zur Herstellung eines Blockes mit rechtwinkligem Querschnitt, wobei das Förderband und die fahrenden Wände haben oder gebildet werden aus Papier- oder Kunststoffbahnen. Jedoch sind andere Konfigurationen möglich, z.B. eine einzige Bahn kann geführt werden, um eine flachliegende Röhre mit überlappenden Kanten zu formen, welche einen Reaktionspartnerspeiser durchläuft und dann geführt wird, um ein Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt zu bilden, um einen runden Block zum Abschälen zu erzeugen.
Zusammenfassend kann die Erfindung die fortwährende horizontale Produktion von aufgeschäumtem Material bereitstellen, worin die schaumstoffbildenden Materialien mit einer kontrollierten Rate zugeführt werden zu einem geschlossenen, sich erweiternden Gehäuse, das an einem Ende eines Förderbands angeordnet ist, und aufgeschäumtes Material wird weggezogen am anderen Ende des Förderbandes mit einer entsprechenden Rate; wenigstens der ausgängliche Teil der Schaumstoffexpansion findet in dem Gehäuse statt, das lateral und vertikal durch bewegende Flächenmaterialien begrenzt wird, wobei die Materialien mit dem Schaumstoffmaterial in Bahnen fahren, die sich wenigstens in einer Ebene aufweiten; und das Gehäuse ist vorgegeben an seinem Einlass durch eine geschlossene Zuführzone, die abgedichtet ist gegen bewegliche Flächenmaterialien und an seinem Gehäuseende durch Schaumstoff, welcher teilweise oder vollständig expandiert ist.
FRÜHERE VORSCHLÄGE
Es gibt verschiedene Veröffentlichungen, welche eine oberflächliche Ähnlichkeit mit den gegenwärtigen Vorschlägen zeigen, welche aber bei Untersuchung die wesentlichen neuen Merkmale der Erfindung nicht zeigen. Zum Beispiel zeigt 4 eine modifizierte Darstellung der Zeichnung aus US-Patent 3,984,195 (del Carpio, zugeordnet zu Planiblock), welche einen Schaumstoffprozess beschreibt, bei dem ein oberer Papier- oder Plastikfilm (I) angewendet wird auf die Oberseite von expandierendem Schaumstoff (D) und dabei eine Art von aufweitendem Gehäuse bildet. Walzen (J) oder Platten (K) werden angelegt an die obere Oberfläche des Papiers oder Films, um den Schaumstoff zu formen. Es muss jedoch bemerkt werden, dass die flüssige Reaktionspartnermischung frei auf das Förderband (C) geschüttet wird, bevor das Deckpapier oder Film (I) angewendet wird, so dass keine Dichtung bereitgestellt wird am Punkt der Einführung (L) der flüssigen Reaktionspartnermischung für das aufweitende Gehäuse. Die Anordnung, wie gezeichnet in del Carpio's Beschreibung, würde demnach nicht arbeiten, weil das Bodenförderband (C) horizontal ist und der expandierende Schaumstoff nach hinten fließen würde aus der Maschine heraus. In der Praxis ließ Planiblock den Prozess ablaufen, wie gezeigt in 4, mit dem Förderband mit einem nach unten geneigten Winkel von ungefähr 4 bis 6 Grad, um solch einen Rückfluss zu verhindern.
Ähnliche Prozesse werden beschrieben in US-Patent 4,150,075 (Willi Schmitzer et al), US-Patent 5,665,286 (Sulzbach et al), US-Patent 4,128, 611 (Kolakowski et al) und US-Patent 4,097,210 (Romanillos). Ein Deckpapier oder Kunststofffilm wird angelegt auf die Oberseite des expandierenden Schaumstoffs, um eine Art von aufweitender Expansionszone zu bilden. All diese Prozesse jedoch schütten die flüssige Reaktionspartnermischung frei auf das untere Förderband, bevor das Deckpapier oder -film angelegt wird, und deswegen würde sich dasselbe Problem von Rückfluss ergeben, falls das Bodenförderband nicht nach unten in Richtung der Produktion geneigt wäre.
Weitere veröffentlichte Vorschläge sind:
US-A-5,665,287, welcher die unbeschränkte Expansion von CO₂-aufgeschäumtem Schaumstoff in einer Kammer betrifft oder Schaumaushöhlung, die nicht geschlossen ist, und welche eine starke Vorwärtsneigung an ihrer Basis hat.
EP-A-0 000 058 betrifft wiederum unbeschränkte Expansion von Schaumstoff in einem nicht abgedichteten Gehäuse mit einer stark vorwärts geneigten Basis.
EINZELHEITEN DER ERFINDUNG
Der Boden des Expansionsgehäuses ist herkömmlich vorgegeben durch eine Papier- oder Kunststofffilmfläche oder -bahn, welche fortwährend auf das Hauptförderband gespeist wird.
Die Oberseite des Gehäuses kann ähnlich vorgegeben werden durch eine zweite Papier- oder Kunststoffbahn, begrenzt durch ein oberes geneigtes Förderband, das ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben wird wie der Schaumstoff. Begrenzende Oberflächen können verwendet werden, wie z.B. feste Platten, die mit einer Oberfläche von niederer Reibung beschichtet sind oder eine perforierte Metallplatte, durch welche Luft geblasen wird, um die Reibung zwischen der Fläche und der Platte zu verringern. Die Länge des oberen geneigten Förderbandes, des Brettes oder der Platte wird abhängig sein vom Fließvermögen des Schaumstoffes. Schaumstoffe, welche flüssig sind für einen größeren Teil ihrer Expansion, werden eine größere Länge von eingegrenzter Oberfläche benötigen.
Die Seiten des Expansionsgehäuses können in ähnlicher Weise vorgegeben werden durch dritte und vierte Papier- oder Kunststoffbahnen, beschränkt durch Seitenwände.
Das Zuführende des Expansionsgehäuses wird vorgegeben durch einen geschlossenen Zuführtrog oder -kanal, welcher eingepasst ist mit Dichtungen, die die Bahnen kontaktieren, während sie ihn durchlaufen, und verhinderen das Lecken von Schaumstoff. Als geeignete Dichtung hat sich eine flexible Kunststofflippe herausgestellt, welche an den Umfang des Zuführtroges oder Kanals angeklebt ist am Punkt, wo die Bahnen ihn durchlaufen. Diese nachgiebigen Plastiklippen sind so positioniert, dass sie unmittelbaren Kontakt mit den Bahnen herstellen und dadurch eine schaumstoffdichte Dichtung bilden.
Das ausgehende Ende des Expansionsgehäuses wird vorgegeben durch expandierten oder teilweise expandierten Schaumstoff, der bereits hergestellt ist.
Die schaumstoffbildenden Chemikalien können auf verschieden Weisen zugeführt werden:

i) Eine Flüssigkeitsmischung kann direkt in das Expansionsgehäuse durch einen schmalen Kanal zugeführt werden, dessen Breite die gleiche ist wie jene des Expansionsgehäuses, und welcher gegen die vier Bahnen abgedichtet ist.
ii) Die Flüssigkeitsmischung kann in ausreichendem Volumen in den Trog eingespeist werden, um etwas Vorexpansion des Schaumstoffes zu erlauben, bevor er in das Expansionsgehäuse eintritt. Der Trog ist mit Dichtungen abgedichtet, um Lecken zu verhindern, wo die Bahnen einlaufen.
iii) Die schaumstoffbildenden Chemikalien können als Schaum zugeführt werden, z.B. ein Schaum, der durch lösliches Gas produziert wird, wie Kohlendioxid unter Druck, und schließlicher Freigabe des Drucks unter kontrollierten Bedingungen. Solcher Schaum kann sofort in die Expansionszone eingeführt werden mit Dichtungen, um Lecken zu verhindern.

Die Höhe des Schaumstoffblockes wird in Bezug stehen auf die Dichte des voll expandierten Schaumstoffes und kann variiert werden durch Justage der Ein gangsrate der schaumstoffbildenden Mischung und/oder der Förderbandgeschwindigkeit.
Die Breite des Schaumstoffblockes kann fest sein im Fall einer einfachen Niedrig-Budget-Maschine. Jedoch können Vorkehrungen getroffen werden, dass sie geändert werden kann durch Justage voreingestellter Positionen der Seitenwände und durch Verwendung verschiedener Breiten von Zuführkanälen oder Trögen.
Eine Anordnung ist ebenso möglich, wo die Breite des Blockes verändert werden kann während des Laufens, "on-the-fly". In solch einem Fall sind die Hauptseitenwände nach der Expansionskammer fortwährend justierbar nach innen oder nach außen, um die Breite des Blocks zu verändern. Die Abschnitte der Seitenwände, welche Teile der Expansionskammer bilden, sind am Zufuhrende verdreht und können nach innen oder außen schwingen am Ausgang der Expansionskammer, um übereinzustimmen mit den Einstellungen der Hauptseitenwände.
Ein zylindrischer Block, geeignet zum Schälen kann hergestellt werden. Die Expansionskammer kann im Wesentlichen sein wie beschrieben, aber an einem Punkt, an dem der expandierende Schaumstoff immer noch flüssig ist, läuft er durch geeignet geformte Former hindurch, welche den geformten Block dazu veranlassen, von kreisförmigem Querschnitt zu sein. Das Hauptförderband kann in einem solchen Fall aus einem flexiblen Gurt bestehen, welcher in eine halbkreisförmige Gestalt geformt werden kann, um den zylindrischen Schaumstoffblock abzustützen.
DIE ZEICHNUNGEN
Eine Liste der Zeichnungen, welche, was die 1 bis 4 anbelangt, bereits beschrieben wurden, ist:
1 herkömmliche, horizontale Maschine
2A, 2B Darstellung (2A) von Schaumanstieg in der Maschine von 1 mit theoretisch gesteiltem und gekürztem ausgänglichen Förderabschnitt (2B)
3 Schema einer bekannten Trog- und Fallplattenmaschine
4 Darstellung einer bekannten Deckpapiermaschine (del Carpio), wie sie in der Praxis verwendet wird
5 Seitenansicht einer Maschine gemäß der Erfindung
5A Ansicht wie in 5, aber mit kürzerem Deckenförderband
6 Draufsicht auf die Maschine aus 5
7 Detail der Zuführdichtung
8 teilweise Seitenansicht der Maschine mit ausgänglicher Rückwärts(nach oben)-Förderbandorientierung
9 teilweise Draufsicht auf eine Maschine mit variabler Blockbreite
10 teilweise Seitenansicht einer modifizierten Maschine mit Ausgasungsvorkehrungen
11 teilweise Seitenansicht einer weiter modifizierten Maschine
12 Draufsicht entsprechend 11
13 Schnitt aus 12, welche den Blockaufbau zeigt
14 bis 16 Ansichten einer Maschine zur Bildung eines "runden Blockes" zum Schälen Die Zeichnungen 5 und 6 zeigen jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Maschine gemäß der Erfindung in grundlegender Bauweise. Das Expansionsgehäuse (8) ist vorgegeben durch ein unteres Förderband (6), ein oberes geneigtes Förderband (7) mit justierbaren oder wechselbaren Kantenstützplatten (7A), welche eine Justage der Blockbreite ermöglichen, und zwei Seitenwände (11), welche gegen sie abdichten. Hauptseitenwände (12) geben die Blockbreite angrenzend an die Wände (11) vor. Papier- oder Plastikfolien (2, 4, 16 und 18) werden zugeführt von abgewickelten Rollen (3, 5, 17 und 19), über einen Zuführtrog (1), um die Innenoberflächen der Expansionskammer (8) auszukleiden. Sie bewegen sich mit dem Förderband und gegenüber den inneren Oberflächen der Seitenwände, wobei sie diese gegenüber den äußeren Oberflächen des Schaumstoffblocks abtrennen. Der Trog, welcher zur Klarheit gezeichnet ist, beabstandet von den Papieren/Folien, ist tatsächlich gegen sie abgedichtet. Die Papiere oder Folien können entfernt werden von dem Schaumstoffblock und wiederaufgewickelt auf die Rollen (20A, 20B, 21A und 21B), bevor der Schaumstoff ein Abschneidemesser (13) erreicht. Alternativ kann einiges oder das gesamte Papier oder die Folien haftend an der Oberfläche des Schaumstoffblockes belassen werden.
Das Hauptförderband (6) bestimmt die Geschwindigkeit des Schaumstoffblockes. Das obere geneigte Förderband (7) wird angetrieben mit derselben Geschwindigkeit oder wenig schneller als das Hauptförderband (6).
Die schaumstoffbildende Chemikalienmischung wird abgegeben von einem Mischkopf in den Zuführtrog (1). Das Volumen des Troges bestimmt die Zeitverzögerung, bevor die Chemikalienmischung oder teilweise expandierter Schaum in das Expansionsgehäuse (8) eintritt. Der frühe Teil der Schaumstoffexpansion findet innerhalb des Expansionsgehäuses (8) statt, und die verbleibende Expansion bis zur vollen Anstiegsposition (9) geht außerhalb des Expansionsgehäuses weiter.
Die Zeit vom vollen Anstieg (9) bis zum Abschneidemesser (13) wird bestimmt durch die Geschwindigkeit und Länge des Förderbandes (6). Der abgeschnittene Block (14) wird entfernt durch ein Abnahmeförderband (15).
5A zeigt eine Modifikation der Maschine in 5 und 6, bei der das obere geneigte Förderband (7) kürzer ist. Während in 5 und 6 der Schaum, der aus der Expansionszone (8) herauskommt, auf ungefähr 80 bis 90% des abschließenden Expansionsvolumens expandiert ist, ist er in 5A auf ungefähr 50 bis 60% des abschließenden Expansionsvolumens expandiert. Solch eine Situation ist konsistent mit einer Schaumstoffart, bei der sich die Schaumviskosität rascher entwickelt und der expandierende Schaum in kürzerer Zeit selbsttra gend wird. Dies ist typisch für starren Polyurethan-Schaumstoff und einige Arten von hochnachgiebigen, flexiblen Schaumstoffen.
7 zeigt eine Nahansicht der Dichtungsanordnung des Troges (1) gegen die Papier- oder Plastikfolien (2 und 4), während sie an ihm vorbeilaufen, auf das Förderband und Seitenwand-innere Oberflächen. Flexible Lippendichtungen (22) sind befestigt an den Kanten des Troges, so dass sie die Papiere oder Folien kontaktieren und Lecken verhindern.
8 zeigt eine Abwandlung der Maschine in 5, bei der das Bodenförderband so gemacht ist, dass es nach hinten geneigt ist (d.h. nach oben) am Zuführende des Expansionsgehäuses (8) durch Einführung von zusätzlichen Walzen (23 und 24). Dies ist vorteilhaft der Fall bei Schaumstoffrezepturen, die teilweise flüssig sind während der ersten Stadien der Schaumstoffexpansion.
9 zeigt eine weitere Modifikation der Maschine in 5, bei der die Hauptseitenwände (12) bewegt werden können nach innen oder außen, um die Blockbreite zu verändern, und bei der Abschnitte der Seitenwände (11) zwischen das Hauptförderband (6) und das obere geneigte Förderband (7) eingepasst werden können. Sie sind verdreht an einem Punkt nahe der festen Breite des Zuführtroges (1) und sind demnach dazu in der Lage, nach innen und außen zu schwingen und sich an die Position der Hauptseitenwände (12) anzupassen, wenn sie bewegt werden, um eine Veränderung der Blockbreite herbeizuführen. Solch eine Anordnung erlaubt es, Breitenänderungen im Betrieb durchzuführen, oder "on-the-fly", ohne die Veränderung der Abmessungen des Zuführtroges.
10 zeigt eine weitere Abwandlung der Maschine in 5, bei der das Deckpapier oder die Folie zeitweise von der oberen Oberfläche des Blockes abgehoben wird, um Gase freizugeben, die sich bei einer Vollanstiegsposition entwickelt haben durch Walze (25), und die dann wiederum durch Walze (26) angelegt wird.
11 und 12 zeigen jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiteren Abwandlung der Maschine aus 5. Das obere geneigte Förderband (7) und die Kantenstützplatten (7A) wurden verkürzt in der Richtung der Produktion, und die Bereiche, welche entfernt wurden, wurden ersetzt durch ein Brett oder eine Metallplatte (27), welche eine Oberfläche mit niedriger Reibung aufweisen.
Das Brett (27) ist enger als der Abstand zwischen den Expansionsgehäuseseitenwänden (11), wie gezeigt in 12. Die oberen Kanten des expandierenden Schaumstoffs innerhalb des Teils der Expansionskammer, welche durch das Förderband (7) und die Kantenstützplatten (7A) vorgegeben wird, sind beschränkt. Wenn der expandierende Schaumstoff das engere Brett (27) erreicht, sind die oberen Kanten nun unbeschränkt, und der Schaumstoff ist dazu in der Lage, nach oben höher an den Kanten als im Zentrum zu expandieren.
13 zeigt einen Querschnitt durch den Prozess im Abschnitt A-A von 12. Das Brett oder das Metallblech (27) schränkt die Schaumstoffexpansion über dem Hauptteil des Blockes ein, aber an den Oberkanten (28) ist der Schaumstoff weiter expandiert, wodurch er leicht erhabene Oberkanten auf dem fertigen Schaumstoffblock erzeugt. Dies führt zu einem Schaumstoffblock, der getrimmt werden kann, um einen vollständig rechtwinkligen Querschnitt zu erhalten bei minimalem Verschnittabfall.
14 und 15 zeigen eine allgemein dreidimensionale Ansicht und Seitenansicht jeweils einer modifizierten Maschine, dazu entworfen, zylindrische Schaumstoffblöcke zum Abschälen herzustellen. Die chemischen Reaktionspartner werden der Expansionszone (8) durch den Zuführtrog (1) zugeführt, welcher abgedichtet ist gegen zwei bewegliche Folien (2) und (4). Die Kanten der zwei Folien (2) und (4) werden miteinander verklebt (29), während sie einander an den Seiten des Zuführtroges (1) kontaktieren, um eine Expansionszone (8) in der Gestalt einer fortlaufenden, flexiblen Manschette zu bilden.
Die Gestalt des oberen Teils der Expansionszone wird bestimmt durch das obere geneigte Förderband (7). Der ausgängliche Teil des unteren Hauptförderbands (6) ist flach und bestimmt die Gestalt des unteren Teils der Expansionszone.
Das untere Hauptförderband ist nachgiebig in der Querrichtung und ist progressiv geformt von flach nach halbkreisförmigen Querschnitt durch eine Folge von Walzen (30).
Gekrümmte Stahlformgebungselemente (31) sind auf der Oberseite des expandierenden Schaumstoffes positioniert, welcher innerhalb der flexiblen Folienmanschette enthalten ist. Diese helfen, um den kreisförmigen Querschnitt des Schaumstoffblockes beizubehalten.
Diese Blöcke von erforderlicher Länge werden durch das Messer (13) abgeschnitten.
16 zeigt fortschreitende Querschnitte durch die Expansionszone (8) bei Punkten A – D, angedeutet in 14. Bei Punkt A ist der Querschnitt fast flach und folgt der Gestalt des Zuführtroges (1). Bei Punkten B bis D wächst der Querschnitt in einem Bereich an, während die Gestalt schrittweise kreisförmiger wird.
PROZESSBEISPIELE
Beispiel 1

Eine Maschine gemäß 5 wurde verwendet, mit den folgenden Abmessungen:

Hauptförderband Gesamtlänge	– 12 Meter
Hauptförderband Breite	– 2,4 Meter

Obere geneigte Förderbandlänge	– 2,5 Meter
Obere geneigte Förderbandbreite	– 2,2 Meter (Förderband + justierbare Kantenplatten)
Neigung des oberen Förderbandes	– 26° zur Horizontalen
Abstand zwischen Seitenwänden	– 2,2 Meter
Zuführtrog (1) Volumen	– 35 Liter

Chemische Rezeptur, bezogen auf Teile pro Geweicht pro Hundert von Polyol:

Polyol– Voranol CP3322 (Dow Chemicals)	– 100,00
Toluen Diisocyanat - T80 (Bayer)	– 53,24
Wasser	– 4,20
Silikon BF2370 (Goldschmidt)	– 1,00
Aminkatalysator - Niax Al(Crompton)	– 0,05
Aminkatalysator - Dabco 33LV (Air Products)	– 0,15
Zinnkatalysator - Zinnoktat	– 0,20

Diese Materialien werden an sich herkömmlich verwendet zur Herstellung von nachgiebiger Polyether–Polyurethan–Schaumstoffblockware und demnach:

– Voronol CP3322 ist ein Poly–(Propylen–Ethylen)–Triol, Molekulargewicht 3500
– 780 ist ein 80:20 Toluen Diisocyanat
– Tegostab B 2370 ist ein proprietärer Silikon Oberflächen–aktiver Stoff, geeignet zur flexiblen Polyether–Schaumstoffblockherstellung
– Niax Al und Dabco 33LV sind proprietäre, tertiäre Aminkatalysatoren, geeignet zur flexiblen Polyurethan–Schaumstoffblockherstellung

Laufbedingungen:

Polyol–Zufuhr	– 70 kg/min
Totale chemische Zufuhr	– 110 kg/min
Förderbandgeschwindigkeit	– 1,8 Meter/Minute
Vollanstiegsentfernung
(von der Öffnung des Zuführtroges)	– 2,5 Meter
Blockhöhe (heiß)	– 1,2 Meter
Blockbreite (heiß)	– 2,2 Meter
Zeit von der Zufuhr bis zum Abschneiden	– 6,7 Minuten

Ein Schaumstoffblock von guter Qualität wurde hergestellt, der die Probendichte von 22,5 kg/m³ aufwies.
Beispiel 2

Eine Maschine 5 wurde verwendet, welche die folgenden Abmessungen hatte:

Gesamtlänge des Hauptförderbandes	– 12 Meter
Hauptförderbandbreite	– 2,4 Meter
Länge des oberen geneigten Förderbandes	– 2,5 Meter
Breite des oberen geneigten Förderbandes	– 2,2 Meter (Förderband + justierbare Kantenplatte)
Neigung des oberen Förderbandes	– 22° zur Horizontalen
Abstand zwischen den Seitenwänden	– 2,2 Meter
Zuführtrog (1) Volumen	– 40 Liter

Chemische Rezeptur, bezogen auf Teile pro Gewicht pro Hundert von Polyol:

Polyol – Voralux HN 360 (Dow Chemicals)	– 100,00
Toluen Diisocyanat – T80 (Bayer)	– 31,80
Wasser	– 2,20
Silikon Tegostab B-8681 (Goldschmidt)	– 0,90
Aminkatalysator - Niax Al (Crompton)	– 0,12

Aminkatalysator – Dabco 33 LV (Air Products)	– 0,24
Querverbinder – Diethanolamin	– 0,70
Flüssiger FR (Flammenhemmer)–Zusatz-Trichlorpropylphospat	– 5,00
Zinnkatalysator - Dibutylin Dilaurat	– 0,25

Diese Materialien werden wiederum selbst herkömmlich verwendet zur Herstellung von nachgiebiger, hochnachgiebiger Polyurethan–Blockschaumstoffware und demnach:

– Voralux HN 360 ist ein Ethylenoxid angespitzes Poly–(Propylen–Ethylen)-Triol, Molekulargewicht 5000, geeignet zur Herstellung von hochnachgiebiger Schaumstoffblockware
– T80 ist ein 80:20 Toluen Diisocyanat
– Tegostab B-8681 ist ein proprietäres Silikon oberflächen–aktives Material, geeignet zur hochnachgiebigen Schaumstoffblockwarenherstellung
– Niax Al und Dabco 33LV sind proprietäre tertiäre Aminkatalysatoren, geeignet zur nachgiebigen Polyurethan–Schaumstoffblockwarenherstellung

Laufbedingungen:

Polyol-Zufuhr	– 110 kg/min
Totale chemische Zufuhr	– 150 kg/min
Förderbandgeschwindigkeit	– 1,5 Meter/Minute
Vollanstiegsentfernung (von der Öffnung des Zuführtroges)	– 2,8 Meter
Blockhöhe (heiß)	– 1,1 Meter
Blockbreite (heiß)	– 2,2 Meter
Zeit von der Zufuhr bis zum Abschneiden	– 8 Minuten

Ein hochnachgiebiger Schaumstoffblock von guter Qualität wurde hergestellt, welcher eine Probendichte von 42 kg/m³ hatte.
Beispiel 3

Eine Maschine mit Blockbreitenjustage "on the fly" gemäß 9 wurde verwendet, welche die folgenden Abmessungen aufwies:

Hauptförderband Gesamtlänge	– 12 Meter
Hauptförderbandbreite	– 2,4 Meter
Länge des oberen geneigten Förderbandes	– 2,5 Meter
Breite des oberen geneigten Förderbandes	– 2,3 Meter
Neigung des oberen Förderbandes	– 26° zur Horizontalen
Abstand zwischen den Seitenwänden	– justierbar von 1,8 bis 2,3 Meter
Zuführtrog Volumen	– 25 Liter

Chemische Rezeptur, bezogen auf Teile pro Gewicht pro Hundert von Polol:

Polyol - Voranol CP3322 (Dow Chemicals)	– 100,00
Toluen Diisocyanat – T80 (Bayer)	– 56,94
Wasser	– 4,60
Methylen Chlorid Aufblasagens	– 5,00
Silikon BF 2370 (Goldschmidt)	– 1,40
Aminkatalysator - Niax Al(Crompton)	– 0,05
Aminkatalysator - Dabco 33LV (Air Products)	– 0,15
Zinnkatalysator - Zinnoktat	– 0,30

Laufbedingungen (zu Beginn):

Polyol–Zufuhr	– 43 kg/min
Totale chemische Zufuhr	– 73 kg/min

Förderbandgeschwindigkeit	– 1,7 Meter/Minute
Vollanstiegsentfernung (von der Öffnung des Zuführtroges)	– 2,5 Meter
Blockhöhe (heiß)	– 1,2 Meter
Blockbreite (heiß)	– 1,9 Meter
Zeit von der Zufuhr bis zum Abschneiden	– 7,0 Minuten

Der ausgängliche Abstand zwischen den Seitenwänden (12) wurde auf 1,9 Meter gesetzt. Nach 30 Minuten Betrieb wurde der Abstand zwischen den Seitenwänden (12) langsam erhöht über eine Periode von 30 Sekunden auf 2,1 Meter, die angelenkten Seitenwände (11), welche dem Expansionsgehäuse zugeordnet sind, bewegten sich dabei simultan, so dass ihre Enden mit dem Anfang der Hauptseitenwände fluchteten. Während die Seitenwände nach außen bewegt wurden, wurde die Chemikalienausgabe auf 48 kg/min Polyol erhöht (82 kg/min gesamt).
Proben des Schaumstoffs, die von den Blöcken von 1,9 m und 2,1 Metern Breite genommen wurden, hatten beide eine Probendichte von 18 kg/m³. Die Länge des Schaumstoffblockes von variierender Breite in Verbindung mit dem Wechsel in der Breite betrug lediglich 1 Meter.
VORTEILE
Insgesamt gibt die Erfindung einen neuen Schaumstoffblockwarenprozess, welcher es erlaubt (aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt ist), mit niederer Ausgabe zur laufen als ein herkömmlicher Prozess, und welcher vollständig messende Schaumstoffblöcke herstellen wird, und der einen Vollbereich von Schaumstoffarten und Gradierungen laufen lassen kann.
Die Erfindung kann angewendet werden auf irgendeinen Schaumstoffblockwarenprozess, welcher geschäumte Kunststoffe aus einer expandierbaren flüssigen Reaktionspartnermischung herstellt, z.B. starren Polyurethanschaum, phenolischen Schaum, Epoxy–Schaum, Silikongummischaum.
Die neue Maschine hat niedrige Kapitalkosten und ist geeignet für die Bedürfnisse des kleineren Herstellers, welcher jährlich 2000 Tonnen oder weniger von gefertigtem Schaumstoff benötigen kann. Große herkömmliche Maschinen müssen lange Produktionsläufe durchführen, um effizient zu sein, aber eine niedrige Ausgabemaschine stellt effizient bei kürzeren Laufzeiten her. Die Raten von chemischen Emissionen können vermindert werden, was die Behandlung dieser Emissionen vereinfacht. Die Maschine belegt einen kleinen Bodenbereich, wodurch eine kleinere Fabrik erforderlich ist. Ebenso ist der Bodenbereich, der notwendig ist zur Aushärtung der Blöcke, bevor sie verwendet oder transportiert werden, vermindert.
Speziell führt der niedrigere Anteil von chemischen Dosierungen zu einer proportionalen Verringerung in der Menge von emittierten Dämpfen durch den Prozess. Dies hat den Vorteil, dass irgendwelche Schaurnauswaschausrüstungen, die von lokalen Regierungen gefordert werden, zur Begrenzung der atmosphärischen Emissionen in ihren Abmessungen kleiner sein können und von geringeren Kosten sind.
Eine weitere Anwendung, für welche die Erfindung wertvoll ist, ist variable Druckaufschäumung.
Es ist ein wohlbekanntes Prinzip, dass, falls der Umgebungsdruck, unter welchem die Aufschäumung durchgeführt wird, sich verändert, die Schaumstoffdichte sich entsprechend verändert. Verminderter Luftdruck führt zu einer proportionalen niedrigeren Schaumstoffdichte. Bei Orten von hoher Höhe, (d.h. Mexiko City) wurde herausgefunden, dass die Schaumdichten beträchtlich niedriger sind als bei Orten auf Meeresniveau, wenn mit der gleichen Rezeptur gefahren wird.
Viele Prozesse wurden beschrieben, bei denen der Schaumstoffprozess eingeschlossen ist innerhalb einer Druck–Nakuumkammer, so dass der Luftdruck künstlich kontrolliert werden kann, wodurch ein Mittel zur Kontrolle der Schaumstoffdichte bereitgestellt wird. Diese Prozesse benötigen ein kompliziertes System von Übertragungsförderbändern und Luftschleusen, um es zu ermöglichen, dass abgeschnittene Blöcke auf normalen Atmosphärendruck entfernt werden können, während der Schaumstoffprozess bei einem Druck gehalten ist, der verschieden ist vom atmosphärischen. Die Gesamtabmessungen der Maschine, einschließlich der Übertragungsförderbänder der Luftschleuse, steht mit der Förderbandgeschwindigkeit in Bezug. Wenn ein herkömmlicher Schaumstoffprozess, z.B. "Maxfoam" (Warenzeichen) mit Förderbandgeschwindigkeiten von ungefähr 5 Meter/Minute verwendet wird, führt dies zu einem langen Gesamtprozess, der sehr teuer ist. Falls die grundlegende Schaumstoffmaschine verkürzt werden kann und die Förderbandgeschwindigkeit verringert werden kann, sagen wir auf ein Drittel von der eines herkömmlichen Prozesses, kann eine wesentlich kleinere druckkontrollierte Fabrik ins Auge gefasst werden. Dies vermindert beträchtlich die Kosten und ist, was die vorliegende Erfindung bereitstellt.
Eine ähnliche Einsparung wird gemacht in einem erzwungenen Abkühlungsprozess, bei dem Volumen von Luft durch den heißen Schaumstoffblock gezogen werden, eine kurze Zeit nach Aufschäumung, um ihn abzukühlen auf eine solche Temperatur, in der er gehandhabt werden kann.
Die Polyurethan–Schaumstoffreaktion ist stark exotherm. Der Hauptbeitrag zur Exothermen ist die Wasser–Isycyanat–Reaktion. Folglich führen größere Mengen von Wasser und Isocyanat in der chemischen Mischung zu heißeren Schaumstoffblöcken.
Es wird allgemein betrachtet, dass 165° C eine sichere, maximale exotherme Temperatur darstellt, und Schaumhersteller werden allgemein Wasser– und Isocyamatniveaus darauf begrenzen, um sich innerhalb dieses Bereichs zu befinden.
Die zellulare Struktur des Schaumstoffes macht ihn relativ gut als Wärmeisolator. Dies bedeutet, dass frisch hergestellte heiße Schaumstoffblöcke lange brauchen, um auf Umgebungstemperatur abzukühlen, bevor sie verwendet werden können. Typischerweise beträgt diese Abkühlzeit 6 bis 12 Stunden.
Verschiedene Prozesse wurden beschrieben, bei denen Luft durch den heißen Schaumstoffblock durchgezogen wird, kurz nach Herstellung, indem er auf einen Saugtisch oder ein Förderband gestellt wird. Dieser Abkühlprozess benötigt üblicherweise ungefähr 10 bis 15 Minuten, wobei die Zeit bestimmt wird durch die Porosität des Schaumstoffblockes. Falls der Abkühlungsprozess fortlaufend sein muss und in Linie mit dem Aufschäumungsprozess, muss die Förderbandgeschwindigkeit dieselbe sein. Für eine Standard–Maxfoam–Maschine wird dies ungefähr 5 Meter/Minute betragen. Der Abkühlprozess muss deswegen 59 bis 75 Meter lang sein, um die benötigte Abkühlzeit bereitzustellen.
Eine kürzere Schaumstoffmaschine, die mit niedrigere Förderbandgeschwindigkeit läuft, sagen wir 2 Meter/Minute, wie beschrieben in dieser Erfindung, wird ein Abkühlförderband benötigen, das lediglich 20 bis 30 Meter lang ist, um dieselbe Abkühlzeit zu erzielen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von aufgeschäumter Schaumstoffblockware in einer horizontalen Maschine, bei dem Reaktionspartner über einen Reaktionspartner–Zuführbereich in einen Förderer an einem Ende der Maschine eingespeist werden und hergestellter Schaum an dem anderen Ende entfernt wird, worin, um das Erhebungsprofil eines Körpers von expandierendem Schaum, während er sich im flüssigen Stadium befindet, abzustützen und einzuschränken: – der Reaktionspartner–Zuführbereich geschlossen ist, ohne die Reaktionspartner der Atmosphäre auszusetzen, – der Schaum in einer Expansionskammer erzeugt wird, welche an ihrem Einlass durch den Reaktionspartner–Zuführbereich abgeschlossen wird, an ihrem Auslass durch einen Körper von Schaum, der bereits expandiert oder teilweise expandiert ist, an oberen Seiten und Boden durch verfahrbare Bahnen, – die Kammer einen Querschnittbereich aufweist, der sich in Richtung der Herstellung progressiv vergrößert, – die Grundfläche der Expansionskammer nicht nach vorn geneigt ist, oder um nicht mehr als 10° zur Horizontalen geneigt ist.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach Anspruch 1, bei dem die Grundfläche der Expansionskammer nach vorn um nicht mehr als 4° zur Horizontalen geneigt ist.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schaum fortfährt zu expandieren, nachdem er die Expansionskammer verlassen hat, wobei er beim Verlassen wenigstens 30% und optional wenigstens 50% von seinem vollen Zunahmevolumen erreicht hat und eine Konsistenz, bei welcher das Anstiegsprofil erhalten werden kann, ohne abzusacken.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem wenigstens ein eingänglicher Abschnitt des Förderers und demnach wenigstens ein Teil der Grundfläche der Expansionskammer sich in Produktionsrichtung nach hinten neigt, bis maximal 30° gegenüber der Horizontalen, optional bis zu 15° gegenüber der Horizontalen, wobei der Schaumstoff, der diesen Abschnitt verlässt, maximal 60%, optional nicht mehr als 20 bis 30% seines vollen Astiegsvolumens erreicht hat, wobei der Körper von hergestelltem Schaumstoff seine Richtung nicht ändern muss, nachdem er aufgehört hat, flüssig zu sein.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Zuführbereich den Ausgang einer Wanne darstellt, die gegen die Bahnen abgedichtet ist und selbst mit Reaktionspartnern gespeist wird, wobei die Expansion des Schaums optional in der Wanne beginnt.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reaktionspartner ausgänglich die Form von Schaum aufweisen, der durch Freisetzung von Druck auf ein gelöstes Gas hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bewegliche Seitenwände es gestatten, die Quermaschinenbreite der Expansionskammer und demnach die hergestellte Blockbreite zu verändern.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bahnen zu einem kreisförmigen Querschnitt geführt werden, während der Schaumstoff immer noch flüssig ist, um einen runden Block zum Schalen zu ergeben.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberseite des expandierenden Schaumstoffs vollständig zentral beschränkt wird, aber lediglich durch eine Bahn an den Seiten, wobei der Schaum die Bahn verschieben kann, damit sie an den Seiten ansteigt über eine allgemeine Höhe der Oberseite, die Ausbildung von abgerundeten Blockschultern vermeidend und den Schnittabfall bei der Ausbildung eines viereckigen Blockes minimierend.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine obere Bahn auf dem hergestellten Block beibehalten wird, aber zeitweise auf oder ungefähr auf den vollständigen Anstieg angehoben wird, um Ausgasen zu erlauben.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Schaumstoffmaschine in einem Umschließungsgehäuse befindet, in welchem der Druck auf einem Wert über oder unterhalb des Atmosphärendrucks gehalten werden kann, um die endgültige Schaumdichte zu beeinflussen, wobei das Umschließungsgehäuse mit einer geeigneten Luftschleuse versehen ist, um die Entfernung von Schaumstoffblöcken in die Atmosphäre zu ermöglichen, ohne den Druck innerhalb des Umschließungsgehäuses wesentlich zu beeinflussen.
Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die heißen hergestellten Schaumstoffblöcke durch eine Zwangskühlungsstation transportiert werden, in der Luft durch die Schaumstoffblöcke gezogen wird, um sie abzukühlen.
Horizontale Maschine zur Herstellung von aufgeschäumten Materialien, bei der im Betrieb Reaktionspartner durch einen Reaktionspartner-Zuführbereich in einen Förderer an einem Ende der Maschine eingespeist werden und hergestellter Schaum am anderen Ende entfernt wird, und um das Erhebungsprofil eines Körpers von expandierendem Schaumstoff, während es sich im flüssigen Stadium befindet, zu stützen und einzuschränken: – der Reaktionspartner-Zuführbereich geschlossen ist, ohne die Reaktionspartner der Atmosphäre auszusetzen, – der Schaum in einer Expansionskammer erzeugt wird, die an ihrem Einlass durch den Reaktionspartner-Zufizhrbereich verschlossen wird, an ihrem Auslass durch einen Schaumstoffkörper, der bereits expandiert oder teilweise expandiert ist, nach Seiten oben und unten durch verschiebbare Bahnen, – die Kammer einen Querschnittbereich aufweist, der sich progressiv in die Richtung der Herstellung vergrößert, – die Grundfläche der Expansionskammer nicht nach vorn geneigt ist, oder um nicht mehr als 10° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
Maschine nach Anspruch 13, bei der die Grundfläche der Expansionskammer nach vorn um nicht mehr als 4° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
Maschine nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Expansionskammer so dimensioniert ist, um es dem Schaumstoff zu gestatten, nach dem Verlas sen der Expansionskammer, fortzufahren zu expandieren, wobei er beim Verlassen wenigstens 30%, optional wenigstens 50% von seinem vollständigen Zunahmevolumen erreicht hat und eine Konsistenz, bei welcher sein Anstiegsprofil erhalten werden kann ohne abzusacken.
Maschine gemäß irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, bei der wenigstens ein ausgängiglicher Abschnitt des Förderers und demnach wenigstens ein Teil der Grundfläche der Expansionskammer sich nach hinten in die Herstellungsrichtung neigt, bis zu 30° gegenüber der Horizontalen, optional bis zu 15° gegenüber der Horizontalen, was dem Schaumstoff, der diesen Abschnitt verlässt, gestattet, bis zu 60%, optional nicht mehr als 20 bis 30% seines vollständigen Zunahmevolumens zu erreichen, wobei der Körper des hergestellten Schaumstoffes seine Richtung nicht ändern muss, nachdem er aufgehört hat flüssig zu sein.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, wobei der Zuführbereich den Ausgang einer Wanne darstellt, welche gegenüber den Bahnen abgedichtet ist und die Mittel aufweist, um selbst mit Reaktionspartnern gespeist zu werden, wobei die Expansion des Schaumstoffes optional in der Wanne beginnt.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, welche Mittel aufweist, um Reaktionspartner ausgänglich in der Form eines Schaums einzuspeisen, welcher durch die Freisetzung von Druck auf ein gelöstes Gas erzeugt wurde.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, worin es bewegliche Seitenwände gestatten, die Quermaschinenbreite der Expansionskammer und folglich die hergestellte Blockbreite zu verändern.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, worin die Bahnen zu einem kreisförmigen Querschnitt geführt werden, während der Schaumstoff immer noch flüssig ist, um einen runden Block zum Abschälen zu ergeben.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, bei der die Oberseite des expandierenden Schaumstoffs vollständig zentral beschränkt wird, aber lediglich durch eine Bahn an den Seiten, wodurch der Schaumstoff die Bahn verschieben kann, um an den Seiten anzusteigen über eine allgemeine Ebene der Oberseite, dadurch die Ausbildung von runden Blockschultern vermeidend und den Schnittabfall in der Ausbildung eines viereckigen Blockes minimierend.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, bei der die Deckbahn auf einem hergestellten Block festgehalten wird, aber zeitweise angehoben wird zum, oder um den vollständigen Anstieg herum, um Ausgasen zu erlauben.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, in einem Einschlussgehäuse, in welchem der Druck auf einem Wert oberhalb oder unterhalb atmosphärischen Druckes gehalten werden kann, um die abschließende Schaumstoffdichte zu beeinflussen, wobei das Umschließungsgehäuse mit einer geeigneten Luftschleuse ausgestattet ist, um es zu gestatten, Schaumstoffblöcke bei Atmosphäre zu entfernen, ohne im Wesentlichen den Druck innerhalb des Einschließungsgehäuses zu beeinflussen.
Maschine nach irgendeinem der Ansprüche von Anspruch 13 an aufwärts, bei der die hergestellten Schaumstoffblöcke durch eine Zwangskühlungsstation transportiert werden, wo Luft durch die Schaumstoffblöcke gezogen wird, um sie abzukühlen.