DE69119244T2

DE69119244T2 - Verfahren und vorrichtung für die kontinuierliche herstellung von polyurethanschaumstoffblöcken innerhalb eines vorbestimmten druckbereiches

Info

Publication number: DE69119244T2
Application number: DE69119244T
Authority: DE
Inventors: Brian James Prestbury Cheshire Sk10 4Ap Blackwell; Johannes A. M. G. Nl-4523 Nj Nijmegen Derksen; Lucien B-9200 Wetteren Jourquin; Rudi B-9140 Temse Mortelmans
Original assignee: Prefoam AG
Current assignee: Prefoam AG
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: HUT68673A; RU94027571A; ZA928775B; DE69119244D1; LV10594B; LTIP225A; FI942168A0; AU656931B2; CZ115594A3; FI106244B; HU214931B; US5804113A; ES2088026T3; RU2106253C1; IL103659A; CZ284013B6; CA2123111C; CA2123111A1; PT101062A; HU9401402D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanschaumstoffblöcken, das die Herstellung eines polymerisierbaren Reaktionsgemisches, das ein Treibmittel enthält, das im wesentlichen kontinuierliche Aufbringen des Reaktionsgemisches auf sich bewegende Fördereinrichtungen und das Gestatten einer ungehinderten, freien Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches um den Schaumstoff auszubilden, umfaßt, wobei die ungehinderte Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Raum durchgeführt wird, wobei das Reaktionsgemisch zumindest teilweise von einer Gasschicht umgeben ist, wobei der Druck des Gases während der ungehinderten Expansion und Polymerisation, zumindest teilweise durch das Ablassen von Gas aus dem Raum, in einem vorbestimmten Druckbereich gehalten wird.
Ein solches Verfahren ist in der EP-A1-0 044 226 offenbart. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Aufschäumungsprozeß unter gesteuerten Druckbedingungen durchgeführt. Gemäß dieses Verfahrens kann der Aufschäumungsprozeß zum Beispiel bei verringertem Druck durchgeführt werden, so daß eine geringere Menge von physikalischen und chemischen Treibmitteln, insbesondere Wasser, benötigt wird, um eine erwünschte geringe Dichte zu erhalten. Aufgrund der geringeren Wassermenge wird der hergestellte Polyurethanschaumstoff weicher sein. Im Gegensatz hierzu kann die Härte des Polyurethanschaumstoffes durch das Durchführen des Aufschäumungsprozesses unter einem hohen Druck gesteigert werden, während eine höhere Menge an Treibmitteln, wie zum Beispiel Wasser, verwendet wird. Auf diese Weise ist es deshalb möglich, den Druck als zusätzlichen Ausgestaltungsparameter zu verwenden.
Ein wohlbekanntes Problem bei der kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanschaumstoffblöcken besteht darin, daß der umgebende Luftdruck immer beim selben konstanten Wert gehalten werden sollte, um Schaumstoff mit gleichbleibenden Eigenschaften herzustellen. Es ist jedoch tatsächlich wohlbekannt, daß sogar relativ kleine Druckschwankungen beispielsweise einen Einfluß auf die Dichte und die Härte des hergestellten Schaumstoffs haben. In dieser Hinsicht ist beobachtet worden, daß, wenn die vorliegenden konnuterlich arbeitenden Polyurethanschaumstoffblock- Herstellungsmaschinen verwendet werden, welche alle vom offenen Typ sind, d.h. bei denen der Aufschäumprozeß unter Umgebungs-Druckbedingungen durchgeführt wird, tägliche Änderungen des atmosphärischen Umgebungsdrucks Variationen der Dichte und anderer Eigenschaften, wie zum Beispiel der Härte der Schaumstoffblöcke, verursachen. Darüberhinaus ist klar, daß, bei der Verwendung von nermetisch abgeschlossenen kontinuierlichen Schaumstoffherstellungsmaschinen ohne geeignete Regelunger, die Druckvariationen in dem Einschluß sogar stärker und schneller sein können, als die täglichen Variationen des Umgebungsdrucks
Die EP-A1-0 044 226 lehrt Einrichtungen zum Regeln des Drucks, hauptsächlich in einer abgeschlossenen diskontinuierlichen schaumstoffherstellenden Maschine. Die Möglichkeit der Verwendung dieser Einrichtungen in einer Schaumstoff kontinuierlich herstellenden Maschine ist nur in einem einziger Absatz angesprochen. Jedoch haben diese Schaumstoff kontinuierlich herstellender Maschinen sehr viel größere Dimensionen, als Schaumstoff diskontinuierlich herstellende Maschinen und erfordern zum Beispiel eine Kammer bzw, ein Gehäuse vor 1.000 bis 1.500 m³.
Um einen im wesentlichen konstant hohen Druck aufrechtzuerhalten, schlägt die EP- A1-0 044226 die Verwendung eines Überdruckventils vor, welches den Auslaß vor Gas gestattet, wenn der Druck einer vorbestimmter konstanter Wert überschreitet.
Außerdem kann eine Kompressionspumpe verwendet werden, welche in Verbindung mit einem Druckmeß gerät, einem Überdruckventil und Schaltreglern betrieben wird. Obwohl die EP-A1-0 044 226 nichts darüber aussagt, wie diese Druckregeleinrichtungen betrieben werden, wäre es offensichtlich, die Schaltregler zum Einund Ausschalten der Kompressiorspumpe gemaß dem durch die Druckmeßeinrichtung gemessenen Druck zu verwenden. Außerdem würde ein Fachmann gemaß der Lehre der US-A-4,777, 186 die Kompressionspumpe nur dazu verwenden, den hohen Druck zu erhalten, vorzugsweise bevor der Aufschäumungsprozeß begonnen wird. Nachdem der erwünschte Druck erzeugt worden ist, würde er die Kompressionspumpe abschalten und durch das Entlüften der abgeschlossener schaumstoffherstellenden Maschine während der Reaktion einer im wesentlicher konstanten überatmosphärischen Druck aufrechterhalten.
Ein Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens ist, daß es nicht gestattet, einer ausreichend konstanten hohen Druck in einer großen Schaumstoff kontinuierlich herstellender Maschine aufrechtzuerhalten, die benötigt wird, um Polyurethanschaumstoffblöcke vor einheitlichen Eigenschaften zu erhalten. Tatsächlich wird bei der bekannter schaumstoffherstellerden Maschine immer eine minimale Druckschwankung benötigt, um die Schaltregelung zum An- und Abschalten der Kompressiorspumpe zu aktivieren. und/oder das Überdruckvertil zu öffnen oder zu schließen.
Die EP-A1-0 044 226 offenbart ferner die Verwendung einer Vakuumpumpe und geeigneter Regelunger, welche nicht näher beschrieben werden, um einen im wesentlichen konstanten reduzierten Druck aufrechtzuerhalten. In dieser Hinsicht haben die hier tätiger Erfinder Experimente mit einer großen hermetisch abgeschlossener Schaumstoff kontinuierlich herstellender Maschine durchgeführt, bei derer sie versuchten, einer konstanter geringer Druck durch das Regeln der Geschwindigkeit der verwendeter Pumpereirheiter aufrechtzuerhalten, um Gase mit einer Durchflußrate aus dem Einschluß herauszupumpen, die im wesentlichen der Treibgasproduktionsrate gleicht, aber es zeigte sich, daß es nicht möglich ist, den Druck auf diese Weise ausreichend konstant zu halten.
Die GB-A-2,050,922 schlägt vor, den Druck bei einem Aufschäumungsprozeß durch das Verwenden eines Vakuums zu reduzieren.
Die EP-A-0 127 385 betrifft Probleme mit schädlichen Gasen bei einem Aufschäumungsprozeß. Nachdem der Aufschäumungsprozeß beendet ist, wird ein Vakuum bzw. ein Unterdruck an einer Seite des Schaums aufgebracht und Luft wird an der anderen Seite zugeführt, um Gase durch das Hindurchziehen von Luft durch den Schaum zu evakuieren.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanschaumstoffblöcken zur Verfügung zu stellen bei dem die Druckschwankungen um das Reaktionsgemisch herum während des Aufschäumprozesses verringert werden, um die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaumstoftblöcken mit einer im wesentlichen konstanten Qualität zu ermöglichen.
Dazu ist ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß Gas im wesentlichen kontinuierlich dem Raum zugeführt wird, zusätzlich zur Treibgasproduktion, während der ungehinderten Expansion und Polymerisation, während Gas gleichzeitig aus dem Raum abgeblasen wird, um den Druck in dem Druckbereich aufrechtzuerhalten und um Schwankungen des Drucks in dem Druckbereich zu verringern. Uberraschenderweise stellt sich experimentell heraus, daß durch das kontinuierliche Zuführen eines Gases in den geschlossenen Raum um das reagierende Reaktionsgemisch herum, während des gleichzeitigen Abblasens von Gas aus diesem Raum, die Druckschwankung in dem Raum gegenüber denjenigen Druckschwankungen reduziert wird, die dann stattfinden, wenn kein zusätzliches Gas zugeführt wird und wo deshalb nur die aus dem Reaktionsgemisch freigesetzten Gase abgeblasen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemaß der Erfindung wird die Temperatur der Gasschicht in dem verschlossenen Raum zumindest während der ungehinderten Expansion und Polymerisation in einem Bereich von höchstens 5 % unter oder über einen vorbestimmten Temperaturwert aufrechterhalten, zumindest teilweise durch das Regeln der Temperatur und/oder der Durchflußrate des dem Raum zugeführten Gases. Auf diese Weise gestattet es das Verfahren gemaß der Erfindung auch, die Temperatur um das Reaktionsgemisch herum zu regeln, wobei die Temperatur ebenfalls einen Einfluß auf die Eigenschaften des hergestellten Schaumstoffes hat.
Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck in dem Raum bei oder unter dem vorherrschenden Umgebungsdruck gehalten und das Gas wird mit einer Durchflußrate zugeführt. die mindestens der Hälfte der Rate der Treibgasproduktion gleich ist, und welche vorzugsweise mindestens der Treibgasproduktionsrate gleich ist, aber wobei die Durchflußrate geringer ist als fünfmal die Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer als dreimal die Treibgasproduktionsrate.
Bei einer anderen speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck in dem Raum über dem vorherrschenden Umgebungsdruck gehalten und das Gas wird mit einer Durcht4ußrate zugeführt, die mindestens einem Zehntel der Rate der Gasproduktion entspricht und welche vorzugsweise mindestens einem Drittel der Treibgasproduktions rate entspricht, wobei die Durchflußrate aber geringer ist als viermal die Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer als das Doppelte der Treibgasproduktionsrate.
Innerhalb der Grenzen für die Durchflußraten, die bei diesen beiden speziellen Ausführungsformen definiert sind, können der Druck sowie die Temperatur ausreichend genau geregelt werden, ohne zu viele Abgase zu erzeugen, die vorzugsweise zu reinigen sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Gas entweder aktiv oder passiv beim vorherrschenden Umgebungsdruck in den Raum hinein zugeführt werden, während Gas ebenfalls entweder aktiv oder passiv, abhängig von dem in dem Raum erzeugten Druck, abgeblasen werden kann. Für einen im wesentlichen konstanten Druck bei oder nahe dem vorherrschenden Umgebungsdruck wird das Gas aktiv zugeführt und abgeblasen werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaumblöcken mit einer im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Kammer, Fördereinrichtungen in der Kammer, einem Mischkopf zum Mischen von Polyurethan-Reaktionskomponenten. die ein Treibmittel enthalten, Einrichtungen zum Abladen des Reaktionsgemisches auf die Fördereinrichtung. während sie sich kontinuierlich bewegen um so eine ungehinderte Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches entlang der Fördere inrichtung zu gestatten, Gaspumpeneinrichtungen mit einem Gaseinlaß und einem Gasaus laß, und Einrichtungen zum Verbinden des Gaseinlasses mit der Kammer, damit das Gas aktiv mittels der Gaspumpeneinrichtung während der ungehinderten Expansion und Polymerisation aus der Kammer abgeblasen werden kann.
Eine solche Einrichtung ist in der EP-A1-0 044 226 offenbart. Bei dieser bekannten Einrichtung bestehen die Einrichtungen zum aktiven Abblasen von Gas aus einer Unterdruckpumpe. Wie schon oben erläutert, erschien es undurchführbar, einen ausreichend konstant niedrigen Druck in der Kammer einer großen Schaumstoff kontinuierlich herstellenden Nlaschine nur durch das Regeln der Unterdruckpumpe aufrechtzuerhalten.
Um diese und andere Nachteile auszuräumen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Zuführen von Gas in die Kammer während der ungehinderten Expansion und Polymerisation versehen ist, während gleichzeitig aktiv Gas aus der Kammer mittels der Gaspumpeinrichtungen abgeblasen wird, um die Druckschwankungen in der Kammer zu reduzieren.
Andere Details und Vorteile des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einiger spezieller Ausführungsformen deutlich werden; diese Beschreibung wird nur anhand von erläuternden Beispielen gegeben und ist nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung einzuschränken. Die Bezugszeichen betreffen die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks erzeugt wird; und
Figur 2 ebenfalls eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Figur 1, bei der ein Druck oberhalb des Umgebungsdrucks erzeugt wird.
Bei dem Verfahren gemäß der Ertindung wird, wie bei den herkömmlichen, offenen Polyurethanschaumstoffoiöcke kontinuierlich erzeugenden Niasch inen, ein polymensierbares Reaktionsgemisch das ein Treibmittel enthält, hergestellt, das Reaktionsgemisch wird kontinuierlich auf sich bewegende Fördereinrichtungen geführt, die normalerweise mindestens ein sich bewegendes Papier- oder Film- und ein oder mehrere Förderbänder umfassen, und dieses Reaktionsgemisch kann sich frei ausdehnen und polymerisieren, um den Schaumstoff auszubilden. Dieser Aufschäumungsprozeß kann mittels einer bekannten kontinuierlichen Schaumstoffherstellungsmaschine des Typs mit "geneigtem Förderer", des "Maxfoam/Varimax"- Typs oder des "Quadro-Foamat"-Typs durchgeführt werden, wobei alle drei ein System mit flachem Oberteil besitzen oder nicht, oder vom "Verrifoam"-Typ sind. Das Reaktionsgemisch wird gewöhnlich aus einem Polyol und einer Polyisocyanatkomponente hergestellt.
Die Polyolkomponente kann zum Beispiel umfassen:
- Polyether-Polyole, welche durch Umsetzung eines oder mehrerer Alkylen oxide oder substituierter Alkylenoxide, wie z.B. Ethylenoxid oder Propylenoxid, mit einem oder mehreren aktiven Wasserstoff enthaltenden Initiatoren, wie Glycerol oder Trimethybipropan, hergestellt werden,
- teilweise oder vollständig aminierte Polyether-Polyole des oben beschriebenen Typs.
- Polyester-Polyole, welche zum Beispiel durch Umsetzung von einer oder mehreren Polycarbonsäuren, deren Anhydriden oder Estern hergestellt werden, wie Adipinsäure, Phthalsäure ... mit einem oder mehreren Polylalkohlen, wie z.B. Ethylenglykol, Glycerol, ... hergestellt werden,
- Polyether- oder Polyester-Polyole, die Polyadditions- oder Polykondensationspolymere im dispergierten oder gelösten Zustand enthalten.
Die Polyisocyanatkomponente kann aus verschiedenen aliphatischen oder aromatischen Isocyanaten bestehen von welchem TDI, MDI, Prepolymere von TDI oder MDI und alle möglichen Gemische dieser die am üblichsten verwendeten sind.
Als Treibmittel können chemische Treibmittel, wie z.B. Wasser, Formyl-Methansäure oder ihre Derivate und physikalische Treibmittel, wie z.B. CFC 11, Methylenchloride und andere CFC's, HCFS's und Flüssigkeiten mit relativ geringem Siedepunkt verwendet werden.
Das Reaktiongsgemisch umfaßt ebenfalls Katalysatoren, wie z.B. wohlbekannte Am in-Katalysatoren und/oder Metall-Katalysatoren. Grenzflächenaktive Stoffe bzw. Tenside sind ebenfalls im allgemeinen notwendig, und mehrere Typen wurden für befriedigend befunden. Wenn notwendig, können andere Additive, wie Flammenhemmstoffe, Vernetzer, Streckmittel, Füller, Zell-Bildner bzw. -öffner (cellopeners), Pigmente, Antioxidationsmittel, ... dem Reaktionsgemisch zugesetzt werden.
Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird die ungehinderte Expansion und Polymerisation in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen oder gasdichten Raum durchgeführt, wobei das Reaktionsgemisch mindestens teilweise durch eine Gasschicht umgeben ist. In einer ersten Phase, d.h., wenn die ungehinderte Expansion beginnt, und vorzugsweise schon bevor die Expansion des Reaktionsgemisches beginnt, wird der Druck der Gase innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches eingestellt. Dieser Druckbereich liegt normalerweise zwischen 0.5 und 10 bar und gewöhnlich zwischen 0,7 und 1,5 bar. In einer zweiten Phase, d.h. während der kontinuierlichen Herstellung des Polyurethanschaumstoffs, wird der Druck in dem vorbestimmten Druckbereich aufrechterhalten, einerseits durch das Abblasen von Gas aus dem Raum und andererseits durch das kontinuierliche Zuführen von Gas in den Raum im Zusatz zur Treibgasproduktion während der ungehinderten Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches, Es hat sich überraschenderweise herausgestellt daß aufgrund der Kombination des Abblasens von Gas und des Zuführens von Gas aus und zu dem Raum zur selben Zeit in kontinuierlicher Weise zusätzlich zur Treibgasproduktion die Druckschwankungen in dem Raum merklich reduziert werden können.
Wenn der erwünschte Druck in dem Raum ausreichend geringer ist als der vorherrschende Atmosphärendruck, kann Gas bei dem vorherrschenden Umgebungsdruck durch einen Einlaß in dem Raum zugeführt werden. Die Zufuhr von Gas in dem Raum wird dann zum Beispiel mittels einstellbarer Einlaßventile oder möglicherweise unter Verwendung von Lochplatten verschiedener Durchmesser gesteuert bzw. geregelt.
Anstelle des passiven Zuführens von Gas in den Raum hinein, kann dieses Gas auch aktiv, unter Druck, in den Raum zugeführt werden, zum Beispiel wenn der Druck in dem Raum bei einem Wert nahe oder über dem vorherrschenden Atmosphärendruck gehalten werden soll. Vorzugsweise wird Luft in den Raum zugeführt, aber es können auch andere Gase, wie z.B. Kohlendioxid, Stickstoff, oder Gemische dieser Gase verwendet werden. Aufgrund der Zufuhr von Gas in den abgeschlossenen Raum, entweder aktiv oder passiv, kann nicht nur der Druck, sondern auch die Temperatur der Gase in dem Raum geregelt werden. Dazu wird die Temperatur des Gases, das diesem Raum zugeführt wird, geregelt und die Durchflußrate dieses Gases kann möglicherweise ebenfalls eingestellt werden. Darüberhinaus ist es ebenfalls möglich, ein Kühlungs- oder Erwärmungsfluid entlang oder durch den Raum zu zirkulieren Vorzugsweise wird die Temperatur der Gase in dem Raum auf diese Weise aufrechterhalten, zumindest während der zweiten Phase, und zwar in einem Bereich von höchstens 5 % über oder unter dem vorbestimmten Temperaturwert. Dieser Temperaturwert liegt normalerweise zwischen 10 und 75 ºC und gewöhnlich zwischen 20 und 50 ºC.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trübung der Gase in dem Raum um das Reaktionsgemisch ebenfalls durch das Entlüften des Raumes geregelt, insbesondere durch das Abblasen von Gas aus dem Raum während des gleichzeitigen Zuführens von Gas in letzteren, wie oben beschrieben. Auf diese Weise werden Dämpfe, wie z.B. flüchtige Isocyanate, aus dem Raum entfernt, was ein wichtiges Merkmal ist, da die Dämpfe sich sonst auf den Kameras, den Sensoren, den Photozellen, den Schaufenstern, etc. ablagern können, die dazu notwendig sind, die automatische Funktion der schaumstofferzeugenden Maschine zu steuern.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine im wesenllichen vollständige Regelung der verschiedenen Bedingungen um das aufschäumende Reaktionsgemisch herum, einschließlich des Drucks, der Temperatur, der Trübung und vorzugsweise ebenfalls beispielsweise, der Feuchtigkeit der Gase, die das Reaktionsgemisch umgeben.
Bei einer ersten speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck in dem Raum bei oder unter dem vorherrschenden Umgebungsdruck gehalten, d.h. dem Druck um die eingeschlossene kontinuierliche Schaumstoffherstellungsmaschine, während bei einer zweiten speziellen Ausführungsform dieser Druck über dem vorherrschenden Umgebungsdruck gehalten wird. Um die Druckschwankungen zu reduzieren und ebenfalls die Regelung der Temperatur in dem Raum zu ermöglichen, wird Gas dem letzteren entweder aktiv oder passiv zugeführt, bei der ersten speziellen Ausführungsform mit einer Durchflußrate, die mindestens gleich der Hälfte der Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise mindestens gleich dieser Produkitionsrate ist, und bei der zweiten speziellen Ausführungsform mit einer Durchflußrate, welche mindestens gleich einem Zehntel der Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise mindestens gleich einem Drittel dieser Gasproduktionsrate ist. Bei der ersten speziellen Ausführungsform wird Gas mit einer Durchflußrate zugeführt. die geringer ist als fünfmal die Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer ist als das Dreifache dieser Gasproduktionsrate und bei der zweiten speziellen Ausführungsform wird Gas mit einer Durchflußrate zugeführt, die geringer ist als das Vierfache der Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer ist als das Doppelte dieser Gasproduktionsrate, um so den Druck wirksam zu regeln und große Volumina abgeblasenen Gases zu vermeiden. Die Gase werden vorzugsweise gereinigt, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden, oder können in den Raum zurückgeführt werden. Für eine wirtschaftliche durchführbare, kontinuierliche Schaums toffherstel lungsmaschine, die zum Beispiel ungefähr 1.000 m³ Schaumstoff/h herstellt, liegt die Durchflußrate der Gaszufuhr zwischen 100 und 5.000 Nm³/h (normale m³, d.h. die Anzahl der m³ an Gas, wenn das Gas bei normalem Atmosphärendruck ist).
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann Gas mit einer im wesentlichen konstanten Durchflußrate zugeführt werden. Durch das Auswählen der geeigneten Durchfiußrate kann der Druck aufrechterhalten werden, in der zweiten Phase in einem Bereich von 1 % über oder unter dem vorbestimmten Druckwert. Die verbleibenden Druckschwankungen sind deshalb geringer als die täglichen Variationen des Umgebungsdrucks, so daß durch das Verfahren gemäß der Erfindung ein Schaumstoff mit konstanteren Eigenschaften gegenüber demjenigen, der bei den herkömmlichen offenen Schaumstoffblockherstellungsmasch inen hergestellt wird, hergestellt werden kann. Wenn notwendig, kann die Gaszufuhr ebenfalls geregelt werden, um so die Druckschwankungen in dem Raum weiter zu verringern.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, daß eine wesentlich geringere Gasmenge im Vergleich zu den Gasmengen gereinigt werden muß, die durch die Abblaseinrichtung über herkömmlichen kontinuierlichen Schaumstoffherstellungsmaschinen entfernt wird, daß die abgeblasenen Gase eine größere Menge schädlicher Stoffe enthalten, so daß die Reinigungseinheit wirksamer funktionieren kann, und daß eine geringere Nlenge von Treibmitteln benötigt wird. Trotz all dieser Vorteile wurde eine hermetisch abgeschlossene kontinuierliche Schaumstoffmaschine in der Praxis niemals verwendet, da es nicht möglich war, die Innenbedingungen des Drucks und der Temperatur annehmbar zu regeln. Tatsächlich würden, ohne eine geeignete Druckregelung, die Variationen der Schaumstoffe igenschaften im Vergleich zu Schaumstoffen, die unter atmosphärischen Druckbedingungen hergestellt werden, viel größer sein.
Die beiliegenden Figuren zeigen eine Schnittansicht einer geeigneten Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaumstoff gemäß der Erfindung. Diese Vorrichtung umfaßt eine Schaumstoff kontinuierlich herstellende Maschine 1, die in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse bzw. Kammer 2 eingeschlossen ist. Die verwendete Schaumstoff kontinuierlich herstellende Maschine list an sich bekannt und kann vom tlmaxfoam/Varimax"-Typ, wie in den Figuren dargestellt, vom Typ mit "geneigtem Förderer" oder vom "Vertifoam"-Typ oder vom Quadro- Foamat"-Typ sein. Die dargestellte Schaumstoffmaschine 1 umfaßt einen Mischkopf 3 zum Mischen der Polyurethanreaktionskomponenten, die ein Treibmittel enthalten, eine Wanne 4, die mittels einer Leitung 5 mit einem Auslaß des Mischkopfes 3 verbunden ist, eine sogenannte Fallplattensektion 6 und ein erstes Förderband 7. Eine untere Papier- oder Filmzufuhreinheit 8 ist entweder in dem Gehäuse 2 oder in einem getrennten Gehäuse 9, wie bei der dargestellten Vorrichtung, vorgesehen. Das Bodenpapier oder der Bodenfilm 10, die durch die Bodenpapierzufuhreinheit 8 zugeführt werden, läuft über die Fallplattensektion 6 und über das erste Förderband 7 und wird an der Bodenpapierumspuleinheit 11 umgespult. Außerdem sind zwei Seitenpapier-/Filmzufuhreinheiten 12 vorhanden, eine auf jeder Seite der Maschine und zwei Seitenpapier-/Filmumspuleinheiten 13, die in einer solchen Weise montiert sind, daß das zugeführte Seitenpapier oder der Seitenfilm zwischen den Seitenwänden 14 läuft. Eine Zufuhreinheit für das obere Papier oder den oberen Film und eine entsprechende Umspuleinheit können ebenfalls vorgesehen sein.
Die dargestellte Einrichtung umfaßt ferner eine Schau mstoffblock-Abschneideeinheit 15, die über einem weiteren Förderband 16 montiert ist, das in dem Gehäuse 2 hinter dem ersten Förderband 7 angeordnet ist.
Das Gehäuse 2 der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise mittels einer hermetischen Abteilungstür 19 in mindestens zwei Kabinen 17 und 18 aufgeteilt, deren erste Kabine 17 das sogenannte Prozeßgehäuse 17 ist, welches die Schaumstoff kontinuierlich herstellende Maschine 1 enthält, während die zweite Kabine 18 ein Luftschleusengehäuse 18 ist. Das Luftschleusengehäuse ist mit einer Auslaßtür 20 für die hergestellten Schaumstoffblöcke versehen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Reaktionsgemisch, das im Mischkopf 3 vorbereitet wurde, auf das sich bewegende Förderband abgeladen, das aus dem Bodenpapier 10 besteht, welches sich kontinuierlich über der Fallplattensektion 6 bewegt, und aus dem ersten Förderband 7, damit eine ungehinderte Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches ermöglicht werden kann. Der so hergestellte Polyurethanschaumstoffblock 21 wird dann durch die Abschneideeinheit 15 zu Blöcken 22 von gewünschter Länge abgeschnitten. Die Abschneideeinheit 15 ist in einem solchen Abstand von der Wanne 4 angeordnet, daß der erzeugte Schaumstoff 21 ausreichend polymerisiert ist, wenn er die Abschneideeinheit 15 erreicht, um so zu verhindern, daß der Schaumstoff während des Abschneidens beschädigt wird, wobei die minimale benötigte Polymerisationszeit gewöhnlich ungefähr sechs Minuten umfaßt. Der Abstand zwischen der Abschneideeinheit 15 und dem Luftschleusengehäuse 18 hängt von der erwünschten Blocklänge ab und kann deshalb zum Beispiel auch 30 m betragen. Es ist klar, daß die Länge des Luftschleusengehäuses 18 von der erwünschten Blocklänge abhängt und deshalb ebenfalls beispielsweise 30 m betragen kann. Um die abgeschnittenen Schaumstoffblöcke 22 aus dem Prozeßgehäuse 17 in das Luftschleusengehäuse 18 zu transportieren, weist das Prozeßgehäuse 17 ein zweites Förderband 23 und das Luftschleusengehäuse ein drittes Förderband 24 auf, welche vorgesehen sind, um die abgeschnittenen Schaumstoffblöcke 22 in das Luftschleusengehäuse 18 voranzubringen bzw. zu beschleunigen. Es ist klar, daß die großen Dimensionen des benötigten Gehäuses und die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaum es schwierig machen, einen konstanten Druck in dem Gehäuse aufrechtzuerhalten.
Wie im weiteren beschrieben werden wird, stellt die Erfindung Einrichtungen zum Verringern der Druckschwankungen in dem Gehäuse zur Verfügung, egal ob der Druck in dem Gehäuse unter, über oder nahe dem vorherrschenden Umgebungsdruck gehalten werden soll. Diese Einrichtungen sind im wesentlichen aus Pumpeinheiten und geeigneten Rohrleitungen aufgebaut, die mit Ventilen versehen sind. Die Figur 1 zeigt die Rohre in durchgezogenen Linien, die in Betrieb sind, wenn ein Druck unterhalb des Umgebungsdrucks erzeugt wird, und die Rohre in gestrichelten Linien, welche durch geschlossene Ventile abgesperrt werden, die durch ein vollständig schwarzes Ventilsymbol ; dargestellt werden, während die offenen Ventile durch ein Symbol für ein offenes Ventil angedeutet werden. Die Figur 2 zeigt die Situation, in der ein Druck über dem Atmosphärendruck in dem Gehäuse erzeugt wird.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfäßt Gaspumpeinrichtungen 25, vorzugsweise eine Gebläseeinheit 25, die mit einem Gaseinlaß 26 und einem Gasauslaß 27 versehen sind, und eine Rohrleitung 28 zum Verbinden des Gaseinlasses 26 mit dem Prozeßgehäuse 17, um es so zu gestatten, daß, wenn das Ventil 29, wie in Figur 1 gezeigt, offen ist, Gas aktiv aus dem Prozeßgehäuse 17 abgeblasen werden kann. Die abgeblasenen Gase werden durch eine Rohrleitung 30 zu einer Dampfreinigungsvorrichtung, zum Beispiel einer Absomtionseinheit 32 mit aktiviertem Kohlenstoff, geführt, um diese Gase zu reinigen, bevor sie in die freie Atmosphäre abgegeben werden.
Ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, daß sie Einrichtungen 33 zum kontinuierlichen Zuführen von Gas in das Prozeßgehäuse 17 aufweist, während Gas gleichzeitig aus dem letzteren mittels der Gebläseeinheit 25 abgeblasen wird. Die Gaszufuhreinheit 33 der dargestellten Vorrichtung umfäßt eine Rohrleitung zum Zuführen von Umgebungsluft, einen Wärmetauscher 34 zum Regeln der Temperatur der zugeführten Luft und ein einstellbares Ventil 35, das die Regelung der Durchfiußrate des zugeführten Gases, speziell Luft, gestattet.
Wie oben erläutert, gestattet die Kombination des Abblasens von Gas und des Zuführens von Gas überraschenderweise das Verringern der Druckschwankungen in dem Gehäuse oder, mit anderen Worten, das Aufrechterhalten eines konstanteren Druckes in dem Gehäuse. Dieser Druck kann gut unter dem vorherrschenden Atmosphärendruck liegen, aber, wenn die Gaszufuhreinrichtung 33 beispielsweise eine zusätzliche Pumpeneinheit 36 aufweist, um eine ausreichende Gaszufuhr in das Gehäuse sicherzustellen, ebenfalls nahe oder etwas über dem vorherrschenden Umgebungsdruck.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung und wie in Figur 2 gezeigt, kann der Gasauslaß 27 der Gebläseeinheit 25 ebenfalls durch Rohrleitungen 37 über dem Wärmetauscher 34 mit dem Prozeßgehäuse 17 verbunden sein, während der Gasauslaß 26 in Fluid-Verbindung mit der freien Atmosphäre oder einem Gasbehälter steht. Um einen konstanten überatmosphärischen Gasdruck in dem Prozeßgehäuse 17 aufrechtzuerhalten, werden Gase durch eine Rohrleitung 38 über das einstellbare Ventil 35 und die Zusatzpumpeneinheit 36 zur Dampfreinigungsvorrichtung 32 abgezogen. Diese Zusatzpumpeneinheit 36 ist vorzugsweise eine Zweiwegepumpe oder -gebläseeinheit, welche es gestattet, Gas entweder in das Prozeßgehäuse 17 hinein oder aus ihm heraus zu pumpen. Im Gegensatz hierzu dreht sich die Gebläseeinheit 25 immer in derselben Richtung und kann dadurch entweder einen Überdruck oder einen Unterdruck in dem Prozeßgehäuse 17 erzeugen, daß sie verschiedene Ventile in die geeigneten Stellungen bringt. Ein analoger Mechanismus kann jedoch ebenfalls für die Zusatzpumpeneinheit 36 verwendet werden.
Das Luftschleusengehäuse 18 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, um die abgeschnittenen Schaurnstoffblöcke 22 aus dem Prozeßgehäuse herauszubringen, ohne Druckschwankungen im letzteren hervorzurufen. Dazu umfaßt die Vorrichtung ferner Einrichtungen zum Einstellen des Drucks in dem Luftschleusengehäuse 18 auf den Druck im Prozeßgehäuse 17, wenn die Auslaßtür 20 und die Abteilungstür 19 geschlossen sind, bevor die Abteilungstür 19 geöffnet wird. Diese Einrichtungen werden vorzugsweise ebenfalls vorgesehen, um den Druck im Luftschleusengehäuse 18 im wesentlichen zumindest dann konstant zu halten, wenn die Abteilungstür 19 geöffnet ist. Sie umfassen bei der dargestellten Vorrichtung, in analoger Weise wie für das Verfahrensgehäuse 17, eine Gebläseeinheit 39 und geeignete Rohrleitungen, um entweder ihren Gaseinlaß 40 oder ihren Gasauslaß 41 mit dem Luftschleusengehäuse 18 zu verbinden.
In der in Figur 1 dargestellten Situation wird zum Erzeugen eines Druckes unter dem Umgebungsdruck der Einlaß 40 der Gebläseeinheit 39 durch eine Rohrleitung 42 mit dem Luftschleusengehäuse 18 verbunden, um den Druck darin zu verringern, während ihr Auslaß 41 durch eine Rohrleitung 43 mit der Dampfreinigungseinheit 32 verbunden wird. Um die Druckschwankungen in dem Luftschleusengehäuse 18 zu verringern, insbesondere wenn die Abteilungstür 19, wie in den Figuren gezeigt, offen ist, und ebenfalls damit die Temperatur in den Luftschleusengehäuse 18 an die Temperatur in dem Prozeßgehäuse 17 angepaßt werden kann, wird eine Rohrleitung 44 mit einem Wärmetauscher 45 vorgesehen, um Luft in das Luftschleusengehäuse 18 hinein zuzuführen. Diese Rohrleitung 44 kann ferner ein einstellbares Ventil 52 aufweisen und möglicherweise ebenfalls eine Zusatzpumpeinheit 46, vorzugsweise eine Zweiwege-Pumpeinheit, um die Durchflußrate durch diese Rohrleitung 44 zu steuern, insbesondere wenn der Druck in dem Luftschleusengehäuse auf einen Wert nahe dem Umgebungsdruck eingestellt werden soll.
Um einen Druck über dem Umgebungsdruck in dem Luftschleusengehäuse 18 wie in Figur 2 zu erzeugen, wird der Auslaß 41 der Gebläseeinheit 39 durch eine Rohrleitung 47, die den Wärmetauscher 45 zum Einstellen der Temperatur in dem Luftschleusengehäuse umfaßt, mit dem Luftschleusengehäuse 18 verbunden, während der Einlaß 40 der Gebläseeinheit 39 in Fluid-Verbindung mit der freien Atmosphäre oder einem Gasbehälter ist. In dieser Situation wird Gas aus dem Luftschleusengehäuse 18 über das einstellbare Ventil 52 und die Zweiwege-Pumpeinheit 46 durch eine Rohrleitung 48 zur Dampfreinigungseinheit 32 abgezogen. Das Ventil 45 und/oder die Zweiwegepumpeinheit 46 gestatten die Steuerung der Durchfluß rate des Gases, das aus dem Luftschleusengehäuse 18 entfernt wird.
Um die abgeschnittenen Blöcke 22 aus dem Prozeßgehäuse 17 herauszubringen, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Einrichtungen zum Öffnen der Abteilungstür 19, wenn der Druck in dem Luftschleusengehäuse 18 und vorzugsweise ebenfalls die Temperatur auf den Druck bzw. die Temperatur in dem Prozeßgehäuse 17 eingestellt sind, Einrichtungen zum Transportieren mindestens eines abgeschnittenen Schaumstoffblocks 22 durch die offene Abteil ungstür 19 in die Luftschleusenkammer hinein, wobei diese Einrichtungen das zweite 23 und dritte Förderband 24 umfassen, die in den Figuren dargestellt sind, Einrichtungen zum Schließen der Trenntür 19, nachdem der Block in die Luftschleusenkammer 18 transportiert worden ist, Einrichtungen, zum Beispiel eine Luft- oder Gaseinlaßöffnung, die mit einem Absperrventil 49 versehen ist, zum Einstellen des Druckes in der Luftschleusenkammer auf den vorherrschenden Umgebungsdruck, Einrichtungen zum Öffnen der Auslaßtür 20, Einrichtungen 24 und 50 zum Entfernen des abgeschnittenen Schaumstoffblocks 22 durch die offene Auslaßtür aus der Luftschleusenkammer 18 und Einrichtungen zum Schließen der Ausläßtür 20.
Nachdem die Ausläßtür 20 geschlossen worden ist, werden der Druck und vorzugsweise ebenfalls die Temperatur in der Luftschleusenkammer 18 mittels der Gebläseeinheit 39, dem Wärmetauscher 45 und möglicherweise der Pumpeinheit 46 und/oder dem einstellbaren Ventil 52 eingestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner durch Einrichtungen zum Regeln der Feuchtigkeit der Gase vervollständigt werden, die der Prozeß- und Luftschleusenkammer zugeführt werden. Darüberhinaus kann ein Gaskreislauf in der Prozeßkammer 17 mittels eines Gebläses 51 erzeugt werden, um einen einheitlicheren Druck und eine einheitlichere Temperatur in der Kammer 17 zu erhalten.
Die folgenden Beispiele wurden mit der in den Figuren dargestellten und oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt.

Beispiel 1

Bei diesem Beispiel wurden Polyurethanschaumblöcke bei Drücken unterhalb des Umgebungsdrucks von ungefähr 0,7 bar und bei einer Temperatur von ungefähr 25 ºC hergestellt. Die Situation entspricht der in Figur 1 dargestellten Situation.
Vor dem Beginn des Abladens des Reaktionsgemisches in die Wanne 4 wurde Luft aus der Kammer 2 mittels der Gebläseeinheiten 25 und 39 abgeblasen, wobei die Auslaßtür 20 geschlossen und die Trenntür 19 offen war, um so den Druck in der Kammer auf ungefähr 0,7 bar zu senken. In der Zwischenzeit wurde Luft in die Prozeßkammer und die Luftschleusenkammer 18 jeweils durch Rohrleitungen 33 bzw. 44 zugeführt. Die zugeführte Luft wurde auf eine Temperatur von 25 ºC erwärmt. Nach 10 min wurde ein stabiler Zustand von 25 ºC/0,7 bar innerhalb der gesamten Kammer durch das Einstellen der Geschwindigkeit der Gebläseeinheiten 25 und 39 und durch das Einstellen der Ventile 35 und 52 erreicht.
Dann wurde ein chemisches Reaktionsgemisch, das aus den folgenden Bestandteilen (in Gewichtsanteil) bestand, dosiert in den Mischkopf eingegeben und auf das kontinuierlich angetriebene Bodenpapier 10 abgeladen:
- Herkömmliches Polyether-Polyol 100
- Wasser 4,5
- TDI 80/20 57,1
- Silikon-Tensid 1,7
- Aminkatalysator 0,14
- Zinn(II)-octoat 0,23
Dieses Reaktionsgemisch konnte ungehindert auf dem Bodenpapier expandieren und polymerisieren, welches sich kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5 m/min in Richtung der Abschneideeinheit bewegte.
Als der Schaumblock die erwünschte Länge von 30 m erreicht hatte, wurde die Abschneideeinheit betätigt und der abgeschnittene Schaumstoffblock wurde in die Luftschleuse hinein auf das Förderband 24 vorgebracht bzw. beschleunigt, wobei er Raum für die kontinuierliche Herstellung des nächsten Schaumstoffblockes der erwünschten Länge ließ. Die Trenntür 19 wurde geschlossen, die Blaseinheit 39 wurde angehalten und die Temperatur und der Druck in der Luftschleuse wurden durch das Öffnen des Ventils 49 von den Prozeßbedingungen auf Umgebungsdruck eingestellt. Danach wurde die Auslaß tür 20 geöffnet und der Schaumstoffblock wurde auf den Förderer 50 weggebracht und weiter auf ein Aushärtungsregalsystem verteilt. Die Auslaßtür 20 und das Ventil 49 wurden wieder geschlossen und die Temperatur und der Druck in der Luftschleuse wurden durch das Entfernen von Gas mittels der Gebläseeinheit 39 und das gleichzeitige Zuführen von Luft durch die Rohrleitung 44 und den Wärmetauscher 45 auf jeweils 25 ºC und 0,7 bar eingeregelt. Die Trenntür 19 wurde wieder geöffnet und das Verfahren wurde wiederholt, bis die erforderliche kontinuierliche Herstellung von Schaumstoffblöcke vollendet war. Beim stationären Betrieb bzw. im eingeschwungenen Zustand war die durchschnittliche Luftzufuhr durch die Rohrleitung 33 in die Prozeßkammer 17 hinein ungefähr 900 Nm³/h, während die Gebläsegasproduktion einen stationären Wert von ungefähr 700 Nm³/h zeigte. Die durchschnittliche stationäre Temperatur der in die Prozeßkammer zugeführte Luft war 22,5 ºC.
Während der gesamten nach dem Anlaufen durchgeführten Herstellung wurden die folgenden stationären Werte der Temperatur und des Drucks in der Prozeßkammer gemessen:

- Temperatur:

Durchschnitt: 25,3 ºC
Minimum: 24,1 ºC
Maximum: 26,0 ºC

- Druck:

Durchschnitt: 0,699 bar
Minimum: 0,694 bar
Maximum: 0,704 bar
Die hergestellten Schaumstoffblöcke waren 30 m lang, 2,1 m breit und 1,22 m hoch. Die Netzdichte war 16,1 kg/m³ und die ILD-Härte bei einem Eindruck von 40 % war 86 N. Ferner zeigte der Schaumstoff gute Eigenschaften bezüglich der Dichte und vergleichbare Eigenschaften gegenüber einem Schaumstoff, der mit CFC11 als physikalischem Treibmittel mit äquivalenter Dichte und Härte hergestellt wurde.

Beispiel 2

Um den sehr weiten Bereich der Polyurethanschaumstoffe darzustellen, die unter Verwendung des Druckes als Prozeßparameter hergestellt werden können, wurde exakt dasselbe chemische Reaktionsgemisch wie es im Beispiel 1 verwendet wurde, wieder unter den wie folgt beschriebenen Kammerbedingungen verwendet: Temperatur: 25 ºC; Druck: 1,0 bar absolut. Die Umgebungsbedingungen waren: Temperatur: 21 ºC; Druck 1,017 bar. Dasselbe Verfahren und dieselbe Ausrüstung wie im Beispiel 1 wurden verwendet (sieh Figur 1). Während der gesamten durchgeführten stationären Produktion wurden die folgenden Werte in der Prozeßkammer gemessen:

- Temperatur:

Durchschnitt: 24,9 ºC
Minimum: 23,8 ºC
Maximum: 25,7 ºC

- Druck:

Durchschnitt: 1,002 bar
Minimum: 0,993 bar
Maximum: 1,007 bar
Im stationären Zustand war die durchschnittliche Luftmenge, die in die Prozeßkammer 17 zugeführt wurde, 2.500 Nm³/h während der Herstellung des Schaumstoffes. Im Gegensatz zum Beispiel 1 wurde die Zusatzpumpeinheit 36 verwendet, um eine solche Luftmenge zuzuführen. Die Luft wurde auf eine Temperatur von 23,5 ºC mittels des Wärmetauschers 34 erwärmt. Die erzeugten Gebläsegase und die zugeführte Luft wurden mittels einer Gebläseeinheit 25 mit einer durchschnittlichen Durchflußrate von ungefähr 3.100 Nm³/h (= 2.500 Nm³ + eine Gebläsegasproduktionsrate von ungefähr 600 Nm³/h) aus der Prozeßkammer 17 herausgepumpt. Die Luftschleusenkammer 18 wurde wie in Beispiel 1 betrieben, außer daß Luft mittels einer Zusatzpumpeinheit 46 in diese Kammer hineingepumpt wurde. Die hergestellten Schaumstoffblöcke hatten dieselben Dimensionen, aber die Schaumstoff netzdichte war 21,3 kg/m³ und die ILD-Härte bei einem Eindruck von 40 % war 119 N. Wiederum zeigte der Schaumstoff eine exzellente Qualität relativ zur Dichte.
Während desselben Herstellungsablaufs wurde die Zufügung der Luft für 30 min angehalten, und der Druck wurde nur durch das Regeln der Geschwindigkeit der Gebläseeinheiten geregelt. Während dieser Zeitspanne wurden die folgenden unbettiedigenden Werte in der Prozeßkammer gemessen:

- Temperatur:

stieg auf 68 ºC

- Druck:

Minimum: 0,925 bar
Maximum: 1,056 bar Die Schaumstoffdichte der hergestellten Blöcke variierte während dieser Zeitspanne zwischen 19,4 und 22,9 kg/m³, was unbefriedigend ist.

Beispiel 3

Wieder wurde dasselbe Verfahren und dieselbe Ausrüstung aus den Beispielen 1 und 2 verwendet, um einen Polyurethanschaumstoff unter den folgenden Bedingungen herzustellen: Temperatur: 35 ºC; Druck: 1,3 bar absolut. Bei diesem Beispiel wird jedoch die Konfiguration, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, zum Erzeugen eines Druckes über dem Umgebungsdruck verwendet. Das chemische Reaktionsgemisch bestand aus den folgenden Bestandteilen: Gewichtsanteile herkömmliches Polyether-Polyol Wasser Silikon-Tensid Aminkatalysator Zinn(II)-octoat
Während des gesamten Produktionsablaufes vom Anlaufen bis zum Anhalten wurden die folgenden Temperatur- und Druckwerte in der Kammer gemessen:

- Temperatur:

Durchschnitt: 35,2 ºC
Minimum: 33,9 ºC
Maximum: 36,3 ºC

- Druck:

Durchschnitt: 1,298 bar
Minimum: 1,289 bar
Maximum: 1,310 bar
Beim stationären Betrieb war die Luftmenge, die aktiv in die Prozeßkammer durch die Gebläseeinheit 25 eingebracht wurde, 175 Nm³/h mit einer Temperatur von 32 ºC. Die hergestellten Schaumstoffblöcke waren 30 m lang, 2,05 m breit und 1,07 m hoch. Die Schaumstoffnetzdichte war 34,6 kg/m³ und die ILD-Härte bei einem Eindruck von 40 % war 253 N. Desweiteren zeigte der Schaumstoff gute Eigenschaften relativ zur Dichte und eine hohe Härte, welche normalerweise nur dann bei dieser Dichte erreicht werden kann, wenn spezielle Polyole in dem Reaktionsgemisch verwendet werden.
Es wird klar sein, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern däß viele Modifikationen, zum Beispiel bezüglich der Konstruktion und der Dimensionen der kontinuierlichen Schaumstoffmaschine und der Kammer in Erwägung gezogen werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Patentanmeldung zu verlassen.
Auf diese Weise kann es möglich sein, auf die Luftschleusenkammer zu verzichten und anstelle dieser geeignete Walzen oder Klappen oder Förderer zu verwenden, welche gegen den hergestellten Schaumstoff gedrückt werden, wo dieser Schaumstoff die Prozeßkammer verläßt, insbesondere wenn ein ausreichend starrer Schaumstoff hergestellt wird. Ein Vorteil dieses Systems ist, daß der Schaumstoffblock außerhalb der Prozeßkammer geschnitten werden kann, was es gestattet, längere Blöcke herzustellen, ohne jedoch eine größere Kammer zu benötigen.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist es nicht notwendig, eine vollständig luftdichte Dichtung um den Schaumstoftblock, der die Prozeßkammer verläßt, vorzusehen, da eine gewisse Gasmenge gemäß dem darin herrschenden Druck in diese Kammer eintreten oder aus ihr austreten kann. Deshalb ist bei der vorliegenden Patentschrift mit einer im wesentlichen hermetischen Kammer eine Kammer gemeint, welche, abgesehen von einigen kleinen Öffnungen luftdicht ist, welche zum Beispiel Luft nur bei zum Beispiel einer Durchflußrate in die Kammer eintreten lassen, die innerhalb der in den Ansprüchen definierten Grenzen liegen, um die Druckschwankungen zu verringern, wenn ein Druck unterhalb des Umgebungsdrucks in der Kammer erzeugt wird.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyurethanschaumstoffblöcken mit den folgenden Schritten: Herstellen eines polymerisierbaren Reaktionsgemisches, das ein Treibmittel enthält, im wesentlichen kontinuierliches Aufbfingen des Reaktionsgemisches auf sich bewegende Fördereinrichtungen und das Ermöglichen einer ungehinderten, freien Expansion und Polymerisation dieses Reaktionsgemisches, um so den Schaumstoff auszubilden, wobei die ungehinderte Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Raum durchgeführt wird, wobei das Reaktionsgemisch zumindest teilweise von einer Gasschicht umgeben ist, wobei der Druck dieses Gases während der ungehinderten Expansion und Polymerisation zumindest teilweise durch Ablassen von Gas aus dem Raum in einem vorbestimmten Druckbereich gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Raum während der ungehinderten Expansion und Polymerisation im wesentlichen kontinuierlich zusätzlich zur Treibgasproduktion Gas zugeführt wird, während gleichzeitig Gas aus dem Raum abgelassen wird, um so den Druck in dem Driickbereich aufrechtzuerhalten und so Schwankungen des Drucks in dem Druckbereich zu verringern.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gasschicht in dem abgeschlossenen Raum zumindest während der ungehinderten Expansion und Polymerisation zumindest teilweise durch die Regelung der Temperatur und/oder der Durchflußrate des dem Raum zugeführten Gases in einem Bereich von höchstens 5 % unter oder über einem vorbestimmten Temperaturwert gehalten wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Temperaturwert zwischen 10 und 75 ºC und vorzugsweise zwischen 20 und 50 ºC liegt.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Raum bei oder unterhalb des vorherrschenden Umgebungsdrucks gehalten und das Gas bei einer Durchflußrate zugeführt wird, welche zumindest gleich der Hälfte der Rate der Treibgasproduktion ist und welche vorzugsweise mindestens gleich der Treibgasproduktionsrate ist, wobei aber die Durchflußrate geringer ist als das 5-fache der Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer als das 3-fache der Treibgasproduktionsrate.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Raum oberhalb des vorherrschenden Umgebungsdrucks gehalten und das Gas bei einer Durchflußrate zugeführt wird, welche mindestens gleich einem Zehntel der Rate der Gasproduktion ist und welche vorzugsweise mindestens gleich einem Drittel der Treibgasproduktionsrate ist, wobei die Durchflußrate aber geringer ist als das 4-fache der Treibgasproduktionsrate und vorzugsweise geringer als das Doppelte der Treibgasproduktionsrate.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas während der ungehinderten Expansion und Polymerisation mit einer im wesentlichen konstanten Durchflußrate zugeführt wird.

7. Verfähren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas während der ungehinderten, freien Expansion und Polymerisation in einem Bereich von 1 % unter oder über einem vorbestimmten Druckwert gehalten wird.

8. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gas aktiv aus dem Raum abgeblasen wird.

9. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem Raum beim vorherrschenden Umgebungsdriick zugeführt wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem Raum mittels einer Pumpeinheit unter Druck zugeführt wird.

11. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Driickbereich zwischen 0,5 und 10 bar und vorzugsweise zwischen 0,7 und 1,5 bar liegt.

12. Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das abgelassene Gas gereinigt wird.

13. Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von Polyurethanschaumstoffblöcken mit einer im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Kammer (2), einer Fördereinrichtung (7, 10) in der Kammer (2), einem Mischkopf (3) zum Mischen von Polyurethan-Reaktionskomponenten, die ein Treibmittel enthalten, Einrich tun gen zum Abladen des Reaktionsgemisches auf die Fördereinrichtung (7, 10), während sie sich kontinuierlich bewegen, um so die ungehinderte, freie Expansion und Polymerisation des Reaktionsgemisches entlang der Fördereinrichtung zu gestatten, Gaspumpeinrichtungen (25) mit einem Gaseinlaß (26) und einem Gasauslaß (27), und Einrichtungen (28) zum Verbinden des Gaseinlasses (26) mit der Kammer (2), um es so zu ermöglichen, Gas mittels der Gaspumpeinrichtungen (25) während der ungehinderten, freien Expansion und Polymerisation aktiv aus der Kammer abzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit Einrichtungen (33) zum kontinuierlichen Zuführen von Gas in die Kammer (2) während der ungehinderten, freien Expansion und Polymerisation versehen ist, während gleichzeitig mittels der Gaspumpeinrichtungen (25) Gas aktiv aus der Kammer abgelassen wird, um so Druckschwankungen in der Kammer zu verringern.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Einrichtungen (37) zum Verbinden des Gasauslasses (27) der Gaspumpeinrichtungen (25) mit der Kammer (2) während der ungehinderten Expansion und Polymerisation und Einrichtungen (38) zum Abziehen von Gas aus der Kammer (2) während der ungehinderten Expansion und Polymerisation aufweist, während gleichzeitig Gas aktiv mittels der Pumpeinrichtung (25) in die Kammer gepumpt wird, um so Druckschwankungen in der Kammer (2) zu verringern.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaspumpeinrichtungen mindestens eine Gebläseeinheit (25) aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (33) zum Zuführen von Gas in die Kammer mindestens einen Einlaß in die Kammer aufweisen, der mit einem einstellbaren Einlaßventil (35) versehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (33) zum Zuführen von Gas in die Kammer mindestens eine Zusatzeinlaßpumpeinheit (36) aufweisen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (38) zum Abziehen von Gas aus der Kammer (2) mindestens einen

Auslaß aufweisen, der mit einem einstellbaren Auslaßventil (35), insbesondere einem Überdruckventil versehen ist.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (38) zum Abziehen von Gas aus der Kammer (2) mindestens eine Zusatzauslaßpumpeinheit (36) umfassen.

20. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens eine hermetisch abschließbare Trenntür (19) zum Abteilen der Kammer (2) in zwei Teuräume aufweist, wobei der erste dieser Teifräume (17) zumindest die Fördereinrichtung (7, 10) und eine Einheit (15) zum Abschneiden von Schaumstoffblöcken (22) von vorbestimmter Lange enthält, während der zweite Teilraum (18) eine Auslaßtür (20) aufweist, wobei die Gaspumpeinrichtungen (25) mit dem ersten Teilraum (17) verbunden sind, während die Einrichtung (33) zum Zuführen von Gas in die Kammer vorgesehen ist, um Gas zum ersten Teilraum (17) zuzuführen, wobei die Vorrichtung ferner Einrichtungen (39, 44) zum Einstellen des Drucks in dem zweiten Teuraum (18) auf den Druck in dem ersten Teilraum (17) umfaßt, wenn die Ausläßtür (20) und die Trenntür (19) geschlossen sind, weiterhin Einrichtungen zum Öffnen der Trenntür (19), wenn der Druck in dem zweiten Teilraum (18) auf dem Druck in dem ersten Teuraum (17) eingestellt ist, Einrichtungen (23, 24) zum Transportieren mindestens eines geschnittenen Schaumstoffblocks (22) durch die offene Trenntür (19) in den zweiten Teuraum (18) hinein, Einrichtungen zum Schließen der Trenntür, nachdem der Block (22) in den zweiten Teilraum (18) hinein transportiert worden ist, Einrichtungen (49) zum Einstellen des Driicks in dem zweiten Teilraum (18) auf den vorherrschenden Umgebungsdruck, Einrichtungen zum Öffnen der Ausläßtür (20), wenn der Druck in dem zweiten Teilraum (18) auf den vorherrschenden Umgebungsdruck eingestellt ist, Einrichtungen (24, 50) zum Entfernen des abgeschnittenen Schaumstoffblocks (22) durch die offene Auslaßtür (20) aus dem zweiten Teilraum (18) und Einrichtungen zum Schließen der Ausläßtür, nachdem der Schaumstoffblock (22) aus dem zweiten Teilraum (18) entfernt worden ist.

21. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (34, 45) zum Regeln der Temperatur des Gases aufweist, das der Kammer zugeführt oder in sie hineingepumpt wird.