专利名称：聚氨酯泡沫塑料块体的生产方法
聚氨酯泡沫塑料块体的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种方法和一种装置，用于生产聚氨酯泡沫塑料块体， 依此法，反应混合物在流经 一 台混合才几之后，从一 流出口自由地流出， 然后流经在其中建立了一种静压力的积聚室，流经缝隙，最后流经一个 膨胀室。
当前，聚氨酯泡沫塑料块体的连续生产基本上采用两种不同的的方
法
*所谓的液体沉积运行方式 *溜槽法
这两种方法都在Hanser画Verlag出版社出版的《Kunststoff-Handbuch
(塑料手册)》第7巻中做了介绍。(新增订第三版，1993年，ISBN 3-446-16263-1,第197-200页)。
这两种方法的主要区别在于依溜槽法，流态的反应混合物从下面 送到一个溜槽中，混合物从该溜槽中部分膨胀后经过一个溢流棱边而流 到垫底纸上；按液体沉积法，反应混合物呈流态状被布施到垫底板上。
液体沉积法的一个基本优点在于与溜槽法不同的是，在反应混合 物中会有气泡，这些气泡可能导致在日后的泡沫塑料中出现气孔，在布 施到垫底纸上之后，这些气泡仍会逃逸到大气中。这一点例如在生产薄 膜制品(就是说，设若以后将泡沫塑料块体裁切成薄膜制品)时，是一 个很重要的优点，因为在这方面气孔很快会产生大量的废品。
液体沉积法当前通常是采用一种矩形装置来执行的，依此，在聚氨 酯泡沫(PUR-泡沫)的早期膨胀阶段中，使用可校正的力将垫子放置到 上升的泡沫上，借以获得一个尽可能呈矩形的块体横截面，这种横截面 会导致很小的下脚料量。这一方法也在《Kunststoff-Handbuch (塑料手 册)》第7巻中做了介绍(新增订第3版,1993年，ISBN 3-446-16263-1, 第197-200页),以及在GB-A-1392859和GB-A-1487848中有所记载， 在参考文献中是作为Hennecke-Plambloc-矩形法为大家所熟知。
此方法在专利文件DE-A-2557572中估i了如下改进^隻盖纸早就铺 放到仍然呈流态的反应混合物上，借以避免由于在泡沫物第 一 次接触到 覆盖纸时形成不均匀的上升轮廓所产生的空气夹杂。于此，还是在泡沫物开始上升之前，就将覆盖纸如此程度地向下引，使得在塾底纸和覆盖 纸之间形成一个缝隙，该缝隙是如此之小，使得反应混合物在此缝隙的 前面容易聚积。此缝隙的另一个积极的伴生作用是它的分配功能。反应 混合物的聚积有利于反应混合物在全宽度上的分布。依此， 一般地说， 覆盖纸被设计得略窄于泡沫物宽度，从而使反应混合物在各侧边上与大 气相接触。所谓泡沫物宽度指的是在输送带上或垫底纸上的起泡的聚氨 酯反应混合物的宽度，该宽度最终就相当于所产生的泡沫物的宽度。该 宽度是由起泡和硬化区的范围内各侧向模壁的间距来确定的。
此方法的 一个缺点是在反应混合物进入膨胀区时不能达到最佳的 时效分布。在不均匀的入流情况下，该方法通常固然能使反应混合物分 布到必要的宽度上，但是在此宽度上的混合物量的分布仍是很不均匀 的。在中心区，反应混合物以较高速度流动，从而流入膨胀区的反应混 合物量大于边缘区域内的量。因此，中心区的起泡过程比边缘区域内的 起泡过程要远在下游才开始。由于这种设备的下输送带沿生产方向原则
上是向下倾斜的(要么在整个生产线长度上以一个恒定的角度例如4° 角，要么可调地经过一个可调节的板即所谓的降落板，调到第一个例如 5-8米)，可能导致如下结果仍然是比较稀的混合物部分具有较高密 度，在具有较低密度的较轻混合物的下面流动，因而总是大大超前。在 泡沫物中，这种情况随后会造成严重干扰，从而导致产生废品。中心区 内超前的较稀的混合物部份的这种危险性就限制了下面的输送带的倾 角。
同时还存在下述危险性在膨胀区内的一个过陡的上升轮廓的情况 下，特别在边缘区便会发生一种物料回流现象。上升轮廓的受限制的陡 度却意味着泡沫塑料块体高度和输送带速度必须符合一定的关系。
于此必须注意当然应力求生产出尽可能高的泡沫塑料块体，借以 按百分比减少覆盖层和垫底层中的损失。此外，泡沫塑料块体高度首先 由于下述原因受到限制随着块体高度的上升，块体中的密度分布便会 变劣，因为在起泡过程中，在下层上比在上层上，延续着一个较高的压 力。最终，上述边缘条件便会导致以下结果机器受过程条件限制，必 须以一个一定的最低输送带速度约4米/分钟和相应地仍以大的出料效 率达500公斤/分钟进行工作。这一点也是合理的，只要机器仍以良好的 负载运转即可。在实际中这种情况却往往导致如下结果设备只能在白天运行几个小时，从而使投资成本与其它成本相比会变得比较大，致使 一台连续的泡沫塑料块体生产机只有在一种相当大的年产量的情况下 工作，才算是经济合算的。
利用在EP-A-0689920中所介绍的校准板，可实现对方法的改进。 由于反应混合物在 一 个较长的路程中流经 一 个缝隙，所以分布效应得以 改善，使得较快流动的反应混合物较强烈地被减速。在这里仍然始终存 在这么一个问题向下的倾角由于较老的反应混合物在较新的反应混合 物下面行进的危险而受到限制；与此同时，在一个太平坦的倾角和一个 向上的太陡的上升轮廓的情况下，边缘区域中的反应混合物最坏时会逆 输送方向回流。因此，即使采用这种方法，也得根据输送带速度，针对 可以达到的泡沫高度，确定出相对窄的界限。
涉及生产具有陡的上升轮廓(为了获得尽可能高泡沫塑料块体的目 的)的泡沫塑料块体的一种方法，在DE-A-2726084中做了介绍。根据 本方法的一个实施形式(图2),反应混合物从上面经过一个横分配管 和一个导板而被输送到一个槽形的溜槽中，反应混合物从该溜槽中经过
一个给料板而达到垫底薄膜上，于此，按说明书(第4页)，在给料之 前就使反应混合物进行反应。此外，按图2所示，在导板36和垫底薄 膜之间有一个可见的缝隙，该缝隙使得在这个位置上不可能产生值得一 提的静初压力。只要反应混合物仍然是可以流动的，则它即使在一个值 得一提的静初压力的情况下也会通过该缝隙向后流动，并在该处完成反 应，这会很阻碍垫底薄膜的行进，也许还会导致垫底薄膜的撕裂或输送 带停运。
与本发明提出的解决方案最接近的现有技术，在EP-A-25084中做 出介绍。在反应混合物给料台和横向分配机构之间所形成的缝隙，从表 面观察，其侧视图相似于本发明提出的聚积室。
EP-A-25084中的装置当然是一种纯粹的分配机构，其任务仅在于 将混合物直到在拐点的后面开始的起泡区分布在全宽度上。针对缝隙的 下区中的以及拐点上的静液压的完全密封，即未在正文中提及，也未在 附图中示出。这也完全没有必要，因为在在实例中所述的工作条件该条 件改进该方法下，在外边缘上根本就不产生静压力。以后的带体的总厚 度在密度为30公斤/米3时，仅为40毫米，所以从起泡一侧，可能产生 的最大静压力为12Pa。这一最小的静反压力与高的输送带速度相结合就导致如下结果在边缘区域内根本不会发生物料回流现象，从而根本不
存在本发明的问题。
相应地，EP-A-25084中所介绍的装置在从聚积室至膨胀区的过渡区
域中没有全面的密封。因此，采用这种装置时，在整个泡沫宽度上也不
会产生值得一提的静初压力，所以在较陡的上升轮廓和/或较大的泡沫高
度(>500mm)的情况下，边缘区域中的物料回流。
本发明的一种緩慢运行的连续的泡沫塑料块体机的问题，已在专利
文件EP-A-1328388中论及到。从计量单元至膨胀区的一种封闭式系统
的在那里所提出的解决方法，也有问题
*在该系统中可能产生的脉沖，这种脉冲可能来自例如计量单元 或者但来自混料单元(例如由于气体夹杂物所致(Gasnester), 这些气体夹杂物然后呈波状地被裹带走)，从原则上说，这种 脉冲可能 一 直传播到膨胀区中，这是因为没有该系统通过同环 境大气的接触的脱耦； *可能在该系统的某个地方产生的气泡不会再逃逸，而且必然导
致在后来的泡沫塑料中的缩孔形成； *绝对不平常的是将一个封闭的系统中的反应混合物以良好的时 效分布，很均匀地分布到2米的宽度上，而且在此情况下避免 在各种不相同的工作条件下(流量、粘度)形成死区。在 DE-A-69112786第5页中，指出"在敞开式的溜槽情况下， 经过通道的宽度观察，就速度而言就有明显的差异"，"反应 的泡沫材料混合物以这种速度从容器出口流向输送装置"。在 采用敞开式溜槽作业时，上述缺点仍可通过以下措施加以补偿， 就是反应混合物可以从溜槽的出口沿着对大气的界面自由地朝 侧面流动，但这一点在封闭的系统中是根本行不通的。在这里 实际上危险更大的是，设立一个优选的通道，让反应混合物的 主体部分优选流过该通道，这一点会导致产生一种很不利的时
效分配。
本发明的技术任务在于提供一种方法和一种装置，以用于生产聚氨 酯泡沫塑料块体，所用带速度低到0.5至3米/分钟，而且能避免上述缺 点。
因此，根据本发明提出的解决方案，采用了为获得较高输送效率而开发的计量区、混料区和排料区与膨胀区去耦联。为了在较陡的上升轮
廓和0.5至3米/分钟的低的带速度情况下避免物料回流的现象，所需的 压力不是由计量装置给出的，而是由静高度所导致的静初压力得到的。
本发明涉及一种连续生产方法，用于生产聚氨酯泡沫塑料块体，依 此法，反应成份多元醇(Polyol)和异氰酸酯计量地被输送至一混料机 (1),并在混料机中混合成一种聚氨酯-反应混合物并且该聚氨酯反应 混合物被排放到一条输送带(7)上，在其上起泡和硬化。其特征在于
a) 聚氨酯-反应混合物经混合之后从混料机(1 )中通过至少一个流 出口 (15)自由流动地被排出，再通过给料口 (3)而流入到一 个聚积室(4)中，该聚积室依竖直方向延伸，朝侧面被封闭， 在底部范围内通入一个缝口 (5);
b) 聚氨酯-反应混合物在聚积室(4)中聚积起来，使得在聚积室的 底部，在整个宽度上产生静压力，聚氨酯-反应混合物从上向下 地流过该聚积室(4);
c) 聚氨酯-反应混合物随后经过缝口 (5)从聚积室(4)中流出， 并流过缝隙(6),缝隙的底侧是由一条输送带(7)形成的，缝 隙向上、向下和在侧边缘都是被封闭的；
d) 聚氨酯-反应混合物然后从缝隙(6)出来，流入到膨胀室(8) 中，并在该处起泡，输送带(7)形成膨胀室(8)的底侧，而膨 胀室(8)在侧边缘是封闭的，膨胀室的流动横断面是沿着输送 带(7)的输送方向扩大的；
e) 起泡的聚氨酯-反应混合物通过流出口从膨胀室中流出，并且在 输送带(7)上必要时进一步起泡和硬化。
步骤a)中的"自由流动，，的意义是PUR-反应混合物不是从所有 各侧加以封闭的，而是对环境例如对大气有接触。这样，上面述及的、 对于避免缩孔很有利的薄膜脱气就成为可能的了 ，膨胀区与计量单元和 混料单元脱离联系。
根据本发明提出的方法的 一项可能的设计，聚氨酯混合物在混料机 中混和之后，首先还流过一条软管或一条管道以及必要时还流过一个压 力调节机构，例如一个节流阀，然后才通过流出口自由地一皮排放。
在聚积室的底上产生的静压力最好保持在一个100至5000帕斯卡 范围内，最好在150至3000帕范围内，尤其优选在200至2000帕范围内。于是，在聚积室的底上存在一个绝对压力，这个绝对压力相当于环
境压力加静压力之和。通过本发明提出的方法保证在聚积室的总宽度 上建立了 一个足够的静初压力，因为这样也可以可靠地防止在边缘区域 的回流现象。
在本发明的范围内，静初压力的概念表示这样的压力，即聚积室中 的液柱在静态中所施加的压力，可按下式算出
P=P . g.h
式中的h表示从上面的液面，即反应混合物对大气的界面到聚积室的底 部(以缝口表征)的长度。在一个中等密度例如为1100公斤/米3和重 力加速度为9.81米/秒2的情况下，即可得出例如在液柱为5cm时的540 帕的静初压力。此外，纸的牵引力(Schleppkraft)当然也作用到反应混 合物。另外，视缝隙尺寸之不同，实际的静压力会局部地通过动力学成 分f口而下降，式中的v表示反应混合物的速度。
在侧面上的静初压力为100帕时就足以补偿在20公斤/米3体积密 度条件下的50cm上升高度，从而能可靠地避免反应混合物沿着与输送 方向相反的方向流向分离条。
因此，在聚积室的底上的静压力即使在边缘区也最好应至少为100 帕，这一值相当于一个约为大约lcm的液柱。但由于反应混合物尽可能 还基本上呈流态地离开竖直倾斜的聚积室，所以聚积室也不可设计得太 长。
聚积室当然必须依竖直方向延伸，因为只有这样才能在确定的、有 限的停留时间内产生一个静初压力。依此，聚积室除了需要侧向限定壁 之外，还需要一个与水平线倾斜的后壁及一个与水平线倾斜的前壁。
有利的是，聚积室的至少一个侧向的界面，即至少是沿生产方向的 前界面和/或后界面和/或至少一个侧向界面，通过输送带，更确切地说， 通过一个在输送带上被导引的分离条例如纸道加以撑开。在此情况下， 聚积室最好只设计得这么长，使得与通过聚积室被牵引的分离条相接触 的反应混合物在最多IO秒钟之后，最好在最多5秒钟之后，再离开聚 积室。这些混合物部分基本上以带速度流过聚积室。由于此外即使在工 艺技术上也没有必要存在一个超过5000帕的静初压力，所以对聚积室 的底上的静压力的这一 5000帕的值就代表本方法的一项有利的设计的上限。在上述条件下，5000帕就相当于一个约50cm的液柱的所述假定。
从原则上说，反应混合物可以从混料机直接通过给料口而排放到聚 积室中。但从原则上说，反应混合物也可根据一个优选的实施形式，即 可排放到形成聚积室的依生产方向居后的限界的分离条上，也可排放到 形成聚积室的依生产方向居前的限界的分离条上，但也可以同时排放到 两个分离条上。因此，在聚积室范围内各分离条的优选的倾角范围是与 竖直线对称地加以布置的。
即形成聚积室的依生产方向居后的界面的后分离条相对于水平面 的倾角a所优选的范围应在10。和170。之间，特别在20。和160。之间，尤 其优选的是在45。和135。之间。
前分离条(即聚积室的依生产方向居前的界面)相对于水平线而言 的倾角(3的有利的范围在10。和170°之间，特别优选在20。和160°之间， 尤其优选的是在45。和135°之间。
缝隙，即聚氨酯-反应混合物从聚积室出来之后所流经的缝隙，可以 最简单地由经过一个简单的转向辊牵引的上分离条和下分离条之间的 最窄横断面所形成。
缝隙但最好具有一个水平的依流动方向的5至100cm的、特别优选 是10至50cm的延伸，而且基本上是水平地设计的。但理想的是，反应 混合物实际上没有关于上、下分离条的相对速度而流入后继的膨胀区。
缝隙可以作为平坦的通道加以设计，或者也可以作为具有逐渐扩大 的横断面的缝隙加以设计，这样，反应混合物在从竖直倾斜的聚积室流 出时的较高速度就会无分离(Str6mungsabl6sungen)地减小。按本发明 提出的方法的这一优选的实施形式，上述缝隙用作聚积室和膨胀区之间 的緩沖区和稳定区。于此，缝隙高度h最好是可调的，而且是最好可以 如此调节，即缝隙高度h可根据泡沫塑料宽度b、带速度v及体积流量f 依下列公式进行调节
式中的系数k最好在0.8和1.2之间的范围内，特別优选在0.9和1.1之 间，k可以由专业人员很容易地根据经验加以确定。所谓泡沫塑料宽度，则指的是在输送带上或垫底纸上起泡的聚氨酯-反应混合物的宽度，这个 宽度最后相当于所产生的泡沫塑料体的宽度。这个宽度是由起泡和硬化
区区域中的侧向成型壁的距离来决定的。泡沫塑料宽度通常在1.5和2.5
米之间的范围内。
依此，反应混合物基本上必须是呈流态地离开聚积室，这是因为否 则反应混合物由于在聚积室中其密度不断减小，而有逆输送方向朝上流 动的倾向。于此，缝隙有助于使反应混合物在整个宽度尽可能以均一的 速度和尽可能没有相对分离条的相应速度地流入到膨胀区中。
也就是说，聚氨酯-反应混合物直到从聚积室出来都基本上呈流态，
即反应混合物直到该时间点相比于初始状态而言，以小于10%最好是小 于5%膨胀。
依此，聚氨S旨-反应混合物在通流时被包含在系统中，该系统包括聚 积室、缝隙和膨胀室，该系统仅通过给料口和排出口对环境打开的。这 一点表明即使在聚积室、缝隙和膨胀室之间的连接点上也不会有PUR 混合物跑出。
根据本发明提出的方法的 一个优选的实施形式，缝隙基本上在输送 带的总宽度上延伸。同样地，膨胀室的宽度也最好基本上在输送带的总 宽度上延伸。
输送带的概念例如也包含一个必要时存在的分离条例如垫底纸，该 垫底纸被在输送带上引导。输送带和分离条的概念因此可用作为相等的概念。
本方法的一个优选的实施形式中，在聚积室的出口处的缝口是作为 窄的校准缝隙设计的。利用该最好可调节的缝隙，便可影响静高度，从 而影响静压力。特别是可以借此影响中心区的静压力比侧面的静压力的 关系，这会直接影响到在宽度上的量分布。缝隙沿重力加速度方向对准 得越强烈，则它可能被选择得越窄，从而它的分布效应就越好。该校准 缝隙的缝宽度应最好在0.5和30 mm之间，尤其最好在1和20 mm之间。 在此，缝宽度最好根据泡沫宽度b、粘度n、缝隙范围内输送带(分离 条)的倾角cr,相对于水平面和反应混合物的体积流广沿生产方向，如 此窄地加以选择，从而缝隙促使反应混合物的附加的聚积。因此，缝宽 度s应最好依照下列不等式加以调定<formula>formula see original document page 15</formula>
此式中的g是重力加速度；p是反应混合物的密度。所投入的聚氨 酯反应混合物的粘度通常在100至1000 mPas范围。粘度例如可利用符 合DIN-EN-ISO-3219的旋转式粘度计在剪切速率为100 s"情况下加以确 定。不过，在确定聚氨酯-反应混合物的粘度时，必须放弃添加水、催化 剂和必要时还有稳定剂也得放弃添加，以使反应参与物之间的反应变得 如此惰性，使得测量方法可以完全加以执行。因此，这些测量无配方成 份催化剂、水及稳定剂即可执行。由于这些配方成份通常不到总量的5% 重量，所以如此求得的粘度值具有足够的精确度用作设计式的参考值。 此外，由于按照本发明的反应混合物基本上呈流态地流过缝隙，所以随 着反应进程的粘度升高也可加以忽略不计。
本系统总的说来原则上类似液压连通的管道。于此，在流入测的流 态反应混合物的静压力和膨胀区中的膨化的泡沫塑料的静压力之间，出 现一种稳定的力平衡，但附带地，分离条的摩擦力仍作用于混合物及流 动的脉冲力。由于流态的反应混合物与已膨化泡沫塑料相比，有很大的 密度差异，所以流入侧的几cm的高度(在聚积室中)就足以补偿膨胀 区中的静压力。泡沫高度，即膨化的泡沫的高度，这时通常在0.7米至 1.5米之间的范围内。没有这个区域(即聚积室)的一个窄的室，则从 聚积室出来的静压力就可能导致产生以下结果流入侧的基本上呈流态 的反应混合物会宽而平地延伸，从而以太大平均停留时间产生由反应混 合物造成的大"湖"。
也就是说，聚积室可以结合缝隙而在缝隙的总宽度上产生必要的初 压力，而不会造成过大的、不均一的停留时间问题。
与现有技术的方法相比，本发明的起决定性作用的优点在于通过 在进入基本上水平的校准缝隙之前在聚积室中的附加静高度，便能够在 宽度上使得对分离条的相对流动的动力均 一化。
本发明还涉及用于生产聚氨酯-泡沫塑料块体的一种装置它包含 用于多元醇和异氰酸酯的储存容器，泵和管道，用于从储存容器送往混 料机(1)计量配制反应成份，该混料机包括一个流出口 (15),用于 聚氨酯-反应混合物的自由流动地排料，以及输送带(7)，在此输送带上聚氨酯-反应混合物起泡和硬化；本装置的特征在于
a) 在所述至少一个流出口 (15)的下方安置了一个聚积室(4)， 该聚积室依竖直方向延伸，向侧面加以封闭，有给料口 (3)用于供给 聚氨酯-反应混合物，在底部有缝口 (5)用于聚氨酯-反应物排出；
b) 聚积室(4)通过缝口 (5)而通入到一缝隙(6)中，缝隙的下 侧由一输送带(7)形成，该缝隙向上、向下及在侧边缘都是封闭的；
c) 该缝隙通入到膨胀室(8)中，输送带(7)形成膨胀室(8)的 下侧，膨胀室(8)在侧边缘是封闭的，膨胀室(8)的流动横断面沿着 输送带(7)的输送方向扩大；
d) 膨胀室(8)具有排出口，由聚积室(4)、缝隙(6)和膨胀室 (8)组成的系统，除了进入聚积室(4)的给料口 (3)和从膨胀室(8)
出来的排出口之外，向各侧面都是封闭的。
混料机包含一个流出口 ，用于从混料才几中自由流动地排出聚氨酯-混合物。这就是说，混料机的排出口针对进入聚积室的给料口 ，最好如 此地加以布置，使得聚氨酯-反应混合物能够自由流动地从排出口流出而 流入到给料口中，在流出口和聚积室之间完全可以安置其它结构部件， 例如一个关于水平方向倾斜的给料输送带或一个关于水平方向倾斜的 给料板。聚氨酯-反应混合物在排出口和给料口之间的流动路段不是封闭 的系统，所以气体可以从聚氨酯-反应混合物中逃逸。流出口可以具有任 意形状，最好是缝口形、圆口形或椭圆口形。
根据本发明提出的装置的一种可能的实施形式，在真正的混料机构 和流出口之间，还可以安置软管或管道，必要时还可安置压力调节机构
例如节流阀。
膨胀室(8)最好基本上在泡沫宽度b上延伸，也就是说，其宽度 最好至少为起泡和硬化区中侧向模壁的距离的90%。
聚积室的容积是根据体积流量^最好如此加以选择的，使得聚氨酯 -反应混合物在聚积室中的停留时间t最大为10秒，最好最大为5秒。 相应地，聚积室的容积最好按下列不等式算出-.
式中U大的值为10秒，最好为5秒。视带速度之不同，体积流量可以在30和500公斤/分钟之间。体积流量最好在50和250公斤/分钟之间。 下面将参照附图对本发明做更详细的说明。 附图表示
图1本发明提出的方法及本发明提出的装置的一个三维视图2本发明提出的方法的二维视图。
图1中示出本发明提出的方法的一个可能的实施形式。
图1中未示出用于反应组份及各种附加成份加工的计量计量装置、 计量容器和其它部分。
依此，在聚积室4、缝隙6和膨胀室8的范围内设备针对大气的密 封性利用一个例如用板制成的导笼IO来加以实现。聚氨酯-反应混合物 从混料机l中出来，通过至少一个排出口 15，被排放到一个移动的给料 分离条2上，然后自由流动地流过上给料口 3,流入到向下呈锥形地逐 渐缩小的聚积室4中。聚积室4的流动空间受到以下各部分的限界上 给料口3;导笼10的侧壁及沿着导笼的后壁被导引的给料分离条2;沿 着导笼的前壁被导引的后或上分离条12;及一个下缝口 5。然后反应混 合物被转向，流过水平的缝隙6,再流入到膨胀区8。膨胀室8受到以 下各部分的限界导笼10的侧壁；向上通过沿导笼的前壁被导引的上 或覆盖分离条12;向下通过一个从后输送的分离条7，该分离条的侧边 竖起，以保证在导笼之后有一个严密的达到侧向分离条9的过渡。生产 方向以箭头14表示。
同时，反应混合物首先被排放于其上的给料分离条2被向后引开。 从后面输送的分离条7可以实现针对驱动带13的密封。在部分地膨化 的泡沫物带离开导笼10之后，侧边垫纸9承担着侧向密封的任务。这 种配置了一个导笼10的实施形式表示本方法的一个相当简单的方案， 以达到在这个范围内从聚积室4至膨胀区8针对大气的密封性。
在流入侧，可以建立如此大的静初压力，使得反应混合物可以对于 分离条7没有明显的相对流动地被输送到膨胀区8中。只要反应混合物 是能流动的，泡沫块体即使在离开导笼IO之后，也必须按照上升轮廓 的陡度仍然进一步向后加以支撑，借以防止上区中的物质回流。为了达 到上述目的，可以在这个区域中例如可用很轻的可调节的力将垫子铺放 到覆盖纸上。
当然也可以考虑放弃导笼10,而代之以例如通过转向辊来导引分离条。在聚积室范围内的侧向密封也可由从后面输送的分离条7来承担， 如果其翻边够高的话。
有利的做法是，特别将这些分离条如此柔性地加以导引，使得从聚
积室4室膨胀区8的范围内的流动空间的轮廓可以多样地加以调整。但 这种情况下重要是，从聚积室4至膨胀区8的范围内的分离条在过渡处 得适当地加以密封。
从图2中得到最重要的过程参数，该图以二维视图表示本发明提出 的方法的一种可能的实施形式。
反应混合物自由流动地从混料器1中流出，经过排出口 15，直接被 排放到分离条7上，然后作为膜体经过给料口 3从上面流入到一个竖直 倾斜的聚积室4中。于此情况下，该聚积室是设计呈锥形的，后面的或 上面的分离条12具有一个相对于竖直线的倾角01=80°;而分离条7在聚 积室4范围内转向之后具有一个相对于水平线的倾角(3=90°。锥形的聚 积室4通入到一个短的竖直定向的、具有缝口5的校准缝隙中。将这个 校准缝隙调节得越窄，也就是说，将图2中所示的尺寸s选择得越小， 则反应混合物在聚积室4中便聚积得越高以及校准缝隙的分布效应就越 好。在具有缝口 5的竖直定向的校准缝隙的后面，反应混合物被转向， 并流入到长度为1和高度为h的水平延伸的缝隙6中。高度h最好加以 如此调节，使得混合物能够尽可能没有相对上分离条12和相对分离条7 的相对速度地流过该缝隙。在该缝隙的出口横断面上，反应混合物然后 流入到膨胀室8中。生产方向以箭头14表示。
基于静初压力之故，原则上甚至可将驱动带(图2中未示出)并因 此下分离条7依生产方向14向上倾斜地加以调节，因为一种物料回流 现象肯定能避免。这样，就能可靠地避免底部区域内流态的混合物的任 何推进现象(Vorlaufen),因为这时流态性较强流态性较强的混合物部 份相对于已部分膨化的混合物部分可能趋于逆生产方向流动。这一点表 明泡沫针对时效分配而言由于重力影响之故而有真正"分类"的倾向， 这是因为较新的流态性较强的混合物相对于较老的已部分膨化的反应 混合物而言，被趋于地制动。
相反地，迄今在这个区域内通常必须装备一条向下倾斜的输送带， 因为否则在流入侧可能会发生反应混合物部份回流现象。但是，如在很样一种危险已经部分地膨经的较老的混合物部份通过仍然是流态的较 新的混合物部份向下流，这是因为仍然流态性较强的反应混合物部份在 一条沿生产方向朝下倾斜的输送带的情况下，由于有较高密度之故，对 沿生产方向的流动具有比已部分地膨化的反应混合物部份更大的推动力。
根据本方法的一项优选的有利的改进，在沿生产方向上缝隙6的范 围内，垫底纸因此相对于水平线向上倾斜0.1。至5。，最好是倾斜0.2。至 4°,尤其可取的是倾斜0.5。至2。。
下输送带7可以在继续运行过程中要么以不变的倾角继续运行，要 么也可经过 一 个可调的落板-区段以可变的倾角继续运行。落板-区段通 常由四块至六块可在倾角上调节的底板构成，其优点是可以实现略微更 好的密度分布，因为混合物可以协调于聚氨酯泡沫的上升轮廓地向下膨 胀，从而使侧面垫纸9在泡沫上的摩擦力可抵消由于下面较高静压力所 造成的压力梯度的升高，而不是如同在向上膨胀的泡沫情况下那样同方 向地发生作用。因此，在落板-区段的情况下，为了产生一种良好的矩形 效应，通常以很小的力在膨胀区8的范围内放置垫子，所用的力小于采 用那种下输送带7具有恒定倾角的设备时所用的力。但是，在此情况下 调节落板时当然还得注意 一点，就是倾角应根据反应进度不允许调得太 陡，因为不然的话又会导致较老的反应混合物通过较新的反应混合物向 下流动现象。然而，随着反应的继续进行，上述向下流动现象会变得更 加难以想象。
根据本方法的一个特别有利的设计，见图2中所示，泡沫自由流动 地排出到大气环境中之后仍只同移动的道及必要时同角区的密封体发 生接触。PUR反应混合物于此被直接排放到分离条7上，然后使分离条 7多次被转向，使得它用作聚积室4和缝隙6的限界面。按本实施形式 不需要单另的给料分离条。这样，分离条7然而在拉应力条件下在拐点 的内侧上被导引，或沿着一个圆部被导引。这一点例如是可以做到的， 当将垫底纸在外面如此地被导引或者被压紧，使得它也可适配于上述拐 点或内半径。附加地或选择地，分离条7可以利用真空保持在它所应该 适配的轮廓上。为了使居于外面的导引件或压紧件不会同反应混合物发 生接触，在聚积室的范围中侧面垫纸(侧面垫纸在图2中未示出，但与
图1中的侧面垫纸相当)必须^v侧面供给并用之于这一区域中的侧向密封。
必要时还须在侧面供给的并首先朝里延伸的侧面垫纸和竖直向下
通过聚积室4的分离条7之间，安置一种摩擦小的密封材料例如特氟龙 (聚四氟乙烯)板材，这样，两条分离条以不同的输送方向(分离条7 向下，侧面垫纸朝内)可以毫无问题并列滑行。在拐点的后面，分离条 7可按一种U-形折叠的形状翻起其棱边。以此，聚积室4和缝隙6的范 围内向后或向下通过分离条7而被密封。在两侧，聚积室4和缝隙6的 范围内则通过在竖直定向的聚积室4的范围内侧向地伸入的侧面垫纸 (侧面垫纸在图2中未示出，但与图1中所示的侧面垫纸相当)和向上 或向前通过从上面输入聚积室中的后或上分离条12加以密封。在从分 离条7至侧面垫纸9的过渡区域中、或者从后的或从上面的分离条12 至侧面垫纸9的过渡区域中，必要时可配置唇式密封体，其在存在静压 力的情况下相对于反应混合物提供足够的密封。
另一个可能性是如此导引分离条7,使得它能跟随拐点或圆部，其 例如通过三个辊子(如图2中所示)转向，在第一个和第三个辊之间， 必须要有一种合适的密封(必要时还得有一个刮板，其用于刮去第一个 辊上的垫底纸)，这样就可保护第二个没有合适密封而与流动空间相连 通的辊不受反应混合物的影响。第二个辊是与潜在的润湿的分离条相接 触的，第二辊最好具有一种合的涂层，在这种涂层上，反应混合物难以 粘附。
对于分离条7在这个区中的导引的另一项替换方案，利用这样一个 事实通常使用双层的垫纸，其中在一层韧性纸上加一层薄膜。依此， 该韦刃性纸可以在外面围绕一个弯曲的角型材加以牵引，而薄膜则在里面 顺势延伸，从而使型材与聚氨酯-反应物相分离。这种实施形式具有一个 很大的优点实际上没有在分离条的外面的结构部件会与反应混合物发 生接触。当然，也可以如此地运行图2中所示的装置，使得只有韧性纸， 但不包括与聚氨酯-反应混合物相接触的薄膜，围绕后辊加以导引，而薄 膜则直接地向前继续行进。在此情况下，薄膜在三个辊中的第一个辊的 范围内与韧性纸相分离而在第三个导向辊的范围内又贴附到韧性纸上。
本方法的另一个有利的设计在于后的或上分离条12相比于分离 条7和相比于侧面垫纸以一个较高的速度被牵引。这样，可以补偿下述 效应覆盖纸沿生产方向的速度分量在上升区域中可以比覆盖纸被牵引所用的速度小一个因数COS C7。
本发明提出的方法特別有利地适用于0.5至3米/分钟的低带速度，
优选是适用于0.8至3米/分钟的输送带速度，尤其优选是1至3米/分钟。
权利要求
1. 聚氨酯-泡沫塑料块体的连续生产方法，其中反应成份多元醇和异氰酸酯计量地被输送至混料机(1)并在其中混合成聚氨酯-反应混合物，该聚氨酯-反应混合物被排放到输送带(7)上，在其上起泡和硬化，其特征在于a)聚氨酯-反应混合物在混和后从混料机(1)通过至少一个流出口(15)自由流动地被排出，通过给料口(3)流入到聚积室(4)中，该聚积室在竖直方向上延伸并朝侧面被封闭并在底部区域通入到缝口(5)中；b)聚氨酯-反应混合物聚积在聚积室(4)中，使得在聚积室的底部上在整个宽度上产生静压力；聚氨酯-反应混合物从上向下地流过聚积室(4)；c)聚氨酯-反应混合物然后通过缝口(5)从聚积室(4)流出，并流过缝隙(6)，该缝隙的下侧由输送带(7)所形成，该缝隙向上、向下和在侧面上是封闭的；d)聚氨酯-反应混合物随即从缝隙(6)出来而流入到膨胀室(8)、并在其中起泡，输送带(7)形成膨胀室(8)的下侧；膨胀室(8)在侧边缘是封闭的；膨胀室的流体横断面沿着输送带(7)的输送方向扩大；e)起泡后的聚氨酯-反应混合物通过排出口从膨胀室中排出，并在输送带(7)上必要时进一步起泡和硬化。
2. 按权利要求1所述的方法， 其特征在于反应混合物从混料机中被排入到移动的输送道(2)上，随后在聚 积室(4)、缝隙(6)和膨胀室(8)的范围内被从上、从下和从侧面 在移动的输送道(7、 9、 12)之间加以导引。
3. 按权利要求1或2所述的方法， 其特征在于在聚积室(4)的底上存在100和5000帕之间的静压力。
4. 按权利要求1至3中任一项所述的方法， 其特征在于聚氨酯-反应混合物基本上呈流态地离开聚积室(4)。
5. 按权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于缝隙(6)是依水平方向延伸的，基本上水平地伸展。
6. 按权利要求5所述的方法， 其特征在于缝隙(6)沿流动方向的长度在5和100cm之间的范围内。
7. 按权利要求6所述的方法， 其特征在于输送带(7)在缝隙(6)的范围内相对于水平方向沿生产方向是以 倾角S向上倾斜的。
8. 按权利要求7所述的方法， 其特征在于倾角S为0.1°至5°。
9. 按权利要求1至8中任一项所述的方法， 其特征在于缝隙高度h可根据泡沫宽度b、输送带(7)的速度v及离开混料机 (1)的体积流量户按下式加以调节<formula>formula see original document page 3</formula>,式中的因数k在0.75至1.25范围内。
10. 按权利要求1至9中任一项所述的方法， 其特征在于聚积室(4)在入口范围中是呈锥形设计的。
11. 按权利要求1至10中任一项所述的方法， 其特征在于输送带(7)在缝隙(6)的范围内相对于水平方向沿生产方向，以 至少10。的倾角5倾斜，缝隙(6)的槽宽度s是依下列不等式加以选择<formula>formula see original document page 3</formula>,b是宽度；5是缝隙(6)的倾角；g是重力加速度；ri是粘度，户为体积流量，p为流态聚氨酯-反应混合物的密度。
12. 按权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于反应混合物由从混料机(1)出来到通过缝口 (5)离开聚积室(4) 的平均停留时间最大为15秒，最好最大为10秒、尤其优选最大为5秒。
13. 按权利要求1所述的方法， 其特征在于反应混合物从混料机(1 )直接被排放到输送带(7 )上，输送带(7 ) 随后多次被转向。
14. 用于生产聚氨酯-泡沫塑料块体的装置，包含用于反应成份多 元醇和异氰酸酯的储存容器，用于反应成份从储存容器向混料机(1) 计量的泵和管道，该混料机包含排出口 (15)用于自由流动地排出聚氨 酯-反应混合物，还包含输送带(7),聚氨酯-反应混合物能在该输送带上起泡和;更4b,其特征在于a) 在所述至少一个流出口 ( 15)的下方安置了聚积室(4)，该聚 积室是沿竖直方向延伸的并朝侧面封闭的，积聚室具有给料口 (3)用 于供给聚氨酯-反应混合物，在底部范围内有缝口 (5)用于排出聚氨酯-反应混合物；b) 聚积室(4)通过缝口 (5)通入到缝隙(6)中，缝隙的下侧由 一输送带(7)形成；该缝隙朝上、朝下和在侧边缘是封闭的；c) 缝隙通入到膨胀室(8)中，输送带(7)形成膨胀室(8)的下 侧；膨胀室(8)在侧边缘是封闭的；膨胀室(8)的流动横断面沿着输 送带(7)的输送方向扩大；d) 膨胀室(8)具有排出口，由聚积室(4)、缝隙(6)和膨胀室 (8)组成的系统除了进入聚积室(4)中的给料口 (3)和从膨胀室(8)出来的排出口之外，向所有侧面都是封闭的。
15. 按权利要求14所述的装置， 其特征在于聚积室(4)沿流动方向具有在1 cm和50cm之间的长度。
16. 按权利要求14或15所述的装置， 其特征在于聚积室(4)的容积可按下列的不等式给出rs nK最大,平均停留时间Tv,^为5秒，f表示流态聚氨酯-反应混合物的体积流量。
17. 按权利要求14至16中任一项所述的装置， 其特征在于缝隙(6)是在水平方向上延伸的，基本上水平地伸展。
18. 按权利要求17所述的装置， 其特征在于缝隙(6)沿流动方向的长度在5和100cm之间的范围内。
19. 按权利要求17或18所述的装置， 其特征在于输送带(7)在缝隙(6)的范围内在生产方向上相对于水平方向向 上倾斜倾角5。
20. 按权利要求19所述的装置， 其特征在于倾角5为0.1°至5°。
21. 按权利要求14至20中任一项所述的装置， 其特征在于缝隙(6)的缝高h是根据泡沫宽度b、输送带(7)的带速度v及 反应混合物离开混料机(1)的体积流体f依下式调整6.V，因数k优选在0.8和1.2之间。
22. 按权利要求14至21中任一项所述的装置， 其特征在于聚积室(4)在入口范围内是呈锥形地设计的。
23. 按权利要求14至22中任一项所述的装置， 其特征在于输送带(7)在缝隙(6)的范围内相对于水平方向沿生产方向倾斜 至少为10°的倾角5,缝隙(6)的槽宽度s依下列的不等式算出<formula>formula see original document page 6</formula>,b是宽度，S是缝隙(6)的倾角；g是重力加速度；n为粘度，^ 是体积流量，p为流态聚氨酯-反应混合物的密度。
24.按权利要求14至23中任一项所述的装置， 其特征在于在排出口 (15)的下方安置了输送带(7),使得反应混合物从混 料机(1)出来可直接被排放到输送带(7)上，输送带(7)随后被多 次^皮转向。
全文摘要
本发明涉及一种方法和一种装置，用于生产聚氨酯泡沫塑料块体，该反应混合物在流过混料机(1)之后从排出口(15)自由地流出，然后流过在其中产生一静压力的聚积室(4)、缝隙(6)，最后流过膨胀室(8)。
文档编号B29C44/46GK101535024SQ200780040883
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月31日
发明者H·克莱雷, J·沃思, M·沙姆伯格 申请人:亨内克股份有限公司