DE2904943A1

DE2904943A1 - PROCESS FOR COMPRESSING OPEN-CELL POLYURETHANE FOAM

Info

Publication number: DE2904943A1
Application number: DE19792904943
Authority: DE
Inventors: Winslow Lockwood Pettingell
Original assignee: Foam Cutting Engineers Inc
Current assignee: Foam Cutting Engineers Inc
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1979-08-16
Also published as: GB2014168B; DE2904943C2; JPS54163969A; GB2014168A

Description

Patentanwälte Difl.-Ing. H. Ws ick man ν, Dipl.-Phys. Dr.Patent Attorneys Difl.-Ing. H. Ws ick man ν, Dipl.-Phys. Dr.

DiPL -Ing. F. A.^ickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska αDiPL -Ing. F. A. ^ ickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing.H. Liska α

8000 MÜNCHEN 86, DEN " ^l -Fßh 107Q POSTFACH 860 820 """"" ™8000 MÜNCHEN 86, DEN " ^l -Fßh 107Q POSTFACH 860 820""""""™

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 98 39 21/22

FOAM CUTTING ENGIHEERS, IITO., 1235 National Avenue,FOAM CUTTING ENGIHEERS, IITO., 1235 National Avenue,

Addison, Illinois, V.St.A.Addison, Illinois, V.St.A.

Verfahren zum Verdichten von offenzelligem Polyurethan-SchaumstoffProcess for compressing open-cell polyurethane foam

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten von Schaumstoff, insbesondere zum Verdichten einer Masse eines offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffes, Polyäther oder Polyester. Das Verfahren ist zwar für Material jeder Dicke brauchbar, doch ist es besonders günstig zum Behandeln von Material mit einer Dicke von mehreren cm.The invention relates to a method for compressing foam, especially for compacting a mass of an open-cell Polyurethane foam, polyether or polyester. While the method is useful for material of any thickness, it is it is particularly useful for treating material several centimeters thick.

Bisherige Verfahren zum Verdichten von Artikeln aus offenzelligem Schaumstoff beruhen auf der ausgedehnten Einwirkung von Wärme und beträchtlichen Kompressionskräften auf die Oberfläche des Artikels. Dies geschieht oft mit Hilfe großer geheizter Metallformen oder -platten, zwischen die der Schaumstoff gelegt wird. Die Wärme wird auf den Schaumstoff durch Wärmeleitung von den geheizten Platten ziemlich lange übertragen. Der niedrige K-Faktor von luft und Polyurethan macht solche Erwärmungsverfahren sehr- zeitraubend.Previous methods for compressing articles made of open-cell foam are based on the extended action of Heat and considerable compressive forces on the surface of the article. This is often done with the help of large heated metal molds or plates between which the foam is placed. The heat is transferred to the foam by conduction transferred to the heated plates for quite a long time. The low K-factor of air and polyurethane makes such heating processes very time consuming.

Ein im Handel erhältlicher Polyurethan-Schaumstoff muß eine Dichte und andere physikalische Eigenschaften haben, die durchgehend praktisch gleichmäßig sind. Dies kann man nur dadurch erreichen, daß man alle Teile einer solchen Schaumstoffmasse während der Behandlung auf einen bestimmten Temperaturbereich bringt, weil das Material in seinen Zustand vor der BehandlungA commercially available polyurethane foam must have a density and other physical properties that are consistent are practically uniform. This can only be achieved by having all parts of such a foam mass Brings it to a certain temperature range during the treatment, because the material is in its state before the treatment

909833/073 0909833/073 0

23049432304943

zurückfällt, wenn die Behandlungstemperatur zu niedrig ist, und dies bedingt ein ungleichmäßiges Produkt, wenn einige Teile der Masse bei der Behandlung genügend heiß sind und andere nicht. Bisherige Verfahren neigen dazu, ein ungleichmäßiges Material zu erzeugen und sind schwer zu steuern wegen der oben erwähnten sehr niedrigen K-Paktoren«falls back if the treatment temperature is too low, and this results in an uneven product if some parts of the mass are sufficiently hot to be treated and others not. Previous processes tend to produce a non-uniform material and are difficult to control because of the above very low K factors "

In der US-PS 3 577 519 ist ein Verfahren zum Verdichten von Polyurethan-Schaumstoffbarren beschrieben, bei dem halbgehärteter Schaumstoff komprimiert wird, während er sich noch auf oder nahe an seiner exothermen Reaktionstemperatur befindet. Dieses Verfahren kann ungleichmäßige Temperaturen und eine unkontrollierbare Verdichtung, wenigstens teilweise, ergeben aufgrund der relativ raschen Abkühlung der Außenseite der Masse und der typischerweise großen Polyurethanbarren. Dieses Problem wird nur teilweise dadurch gelöst, daß eine geheizte Kompressionseinrichtung verwendet wird. Außerdem kann das Verfahren nicht benutzt werden, um voll ausgehärteten Schaumstoff zu verdichten« In US Pat. No. 3,577,519, a method of compacting polyurethane foam bars is described in which the semi-cured Foam is compressed while it is still at or near its exothermic reaction temperature. This Process can result in non-uniform temperatures and uncontrollable compaction, at least in part, due to the relatively rapid cooling of the outside of the mass and the typically large polyurethane bars. This problem becomes only partially solved in that a heated compression device is used. In addition, the procedure cannot be used to compress fully cured foam «

Das Erwärmen einer Schaumstoffmasse durch Wärmekonduktion, wie in den oben beschriebenen bisherigen Verfahren, ist sehr unwirtschaftlich, weil große Wärmemengen erforderlich sind, um die Kompressionseinrichtung, die oft massiv ist, zu erhitzen und dann auf der gleichen Temperatur zu halten, während sie mit dem Schaumstoff längere Zeit in Kontakt ist.The heating of a foam mass by thermal conduction, such as in the previous methods described above, is very uneconomical because large amounts of heat are required to the compression device, which is often massive, to heat and then to keep it at the same temperature while it is in contact with the foam for a longer period of time.

Ein weiterer Grund für die Ineffizienz bisheriger Kompressionsverfahren ist die Unfähigkeit dieser Methoden, kontinuierliche Betriebsbedingungen zu bieten. In der Natur der bisherigen Verfahren liegt es, daß ausschließlich ein sehr dünnes Material für die Verdichtung in einem kontinuierlichen System geeignet ist. Bisherige Verfahren arbeiten im allgemeinen auf intermittierender Basis, was zu Plattenmarken auf fortlaufenden Schaumstoff streif en, die dicker als etwa 2,5 mm sind, führt.Another reason for the inefficiency of previous compression methods is the inability of these methods to provide continuous operating conditions. In the nature of previous procedures it is that only a very thin material is suitable for compaction in a continuous system is. Previous methods generally operate on an intermittent basis, resulting in sheet marks on continuous foam strips thicker than about 2.5 mm.

Ein weiterer Nachteil bisheriger Verdichtungsverfahren mittelsAnother disadvantage of previous compression methods using

909833/0730909833/0730

.sr.sr

Kompression in Anwendung auf gehärtetes Polyurethan ist, daß sehr hohe Kompressionskräfte erforderlich sind, bis die Masse die richtige Temperatur erreicht. Dies macht die Verwendung einer massiven Kompressionseinrichtung erforderlich, deren Kosten die bisherigen Kompressionsmethoden weiter benachteiligt.Compression in application to cured polyurethane is that very high compression forces are required to mass reached the right temperature. This makes the use of a massive compression device necessary, its cost the previous compression methods are further disadvantaged.

In der US-PS 3 475 525 ist ein Verfahren zum Vernetzen eines offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffs beschrieben, bei dem ein Heißgasstrom durch den Schaumstoff geleitet wird, um den Schaumstoff zu erwärmen, so daß die Zellmembranwände schmelzen oder sich thermisch auflösen, ohne daß die die Zellwände stützenden ITetzwerkstränge schmelzen. Die Gastemperatur muß über 250 0 und im allgemeinen zwischen 400⁰C und 800⁰G liegen und die Dikke des Schaumstoffs muß weniger als 19 mm betragen, damit die Netzwerkstruktur nicht zerstört wird. Außerdem muß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch den Schaumstoff höher als 1 m/sec sein.US Pat. No. 3,475,525 describes a process for crosslinking an open-cell polyurethane foam in which a stream of hot gas is passed through the foam in order to heat the foam so that the cell membrane walls melt or thermally dissolve without the The network strands supporting the cell walls melt. The gas temperature must be above 250 0 and generally between 400 ⁰ C and 800 ⁰ G and the thickness of the foam must be less than 19 mm, so that the network structure is not destroyed. In addition, the flow rate of the gas through the foam must be higher than 1 m / sec.

Das erfindungsgemäße Verfahren bewahrt die Zellintegrität, da Temperatur und Geschwindigkeit des Gases wesentlich niedriger sind als bei der obigen US-PS. Außerdem kann die Erfindung mit Erfolg auf Schaumstoffdicken von weit mehr als 19 nun angewendet werden, was die obere Grenze für das Verfahren dieser PS darstellt. The method according to the invention preserves the cell integrity, since the temperature and velocity of the gas are significantly lower are than in the above U.S. Patent. In addition, the invention can now be successfully applied to foam thicknesses well in excess of 19 which is the upper bound for the process of this PS.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Verdichten offenzelligen Schaumstoffes, insbesondere eines voll ausgehärteten offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffes zu schaffen. Das Verfahren soll so durchführbar sein, daß ein Endprodukt mit durchgehend gleichmäßiger Dichte entsteht. Dies soll mit verhältnismäßig kleinen Kompressionskräften erreichbar sein. Weiter soll das erfindungsgemäße Verfahren zum raschen Verdichten offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffes sowohl auf fortlaufende Bahnen als auch auf gesonderte Tafeln anwendbar sein. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einem zirkulierenden Heißluftstrom, um den Schaumstoff rasch auf den richtigen Temperaturbereich zu erwärmen, wobei Temperatur und luftgeschwin-The object of the invention is to provide an improved method for compressing open-cell foam, in particular a full one to create cured open-cell polyurethane foam. The method should be feasible to produce an end product with a consistently uniform density. This should be achievable with relatively small compression forces. Furthermore, the method according to the invention for the rapid compression of open-cell polyurethane foam is intended both on continuous Tracks as well as on separate boards. The inventive method works with a circulating Hot air flow to quickly bring the foam to the correct temperature range to be heated, whereby temperature and air speed

909833/0730909833/0730

digkeit so gesteuert werden, daß die Membran- und Skelettstruktur des Materials nicht zusammenbricht.can be controlled in such a way that the membrane and skeletal structure of the material does not collapse.

Wie dies erreicht wird, geht aus dem kennzeichenden Teil des Hauptanspruchs hervor.How this is achieved can be found in the characterizing part of the Main claim.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausübungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:Further details of the invention emerge from the following Description of an exercise example with reference to the accompanying drawings. Show in it:

Pig.1 einen Längsschnitt durch die Mitte einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens;Pig.1 a longitudinal section through the middle of a device for Exercise of the method according to the invention;

Fig.2 einen quergeführten Schnitt etwa nach der Linie 2-2 der Fig.1.2 shows a transverse section approximately along the line 2-2 of the Fig. 1.

Fig.1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum dauernden Komprimieren und dadurch Verdichten einer Masse 12 eines offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffes. Der verwendete Schaumstoff ist vollkommen ausgehärtet. Die Vorrichtung 10 weist ein nicht dargestelltes Fundament auf, das eine ebene horizontale Stützfläche (nicht gezeigt), eine nach oben ragende Stütze (nicht dargestellt), einen endlosen Förderer 14, eine Gasheiz- und -Umwälzeinrichtung 16 und eine Kompressions einrichtung 18 als integralen Bestandteil der Heiz- und Umwälzeinrichtung 16 umfaßt.1 shows a device, denoted as a whole by 10, for the permanent compression and thereby compacting of a mass 12 an open-cell polyurethane foam. The foam used is completely cured. The device 10 has a foundation, not shown, which has a flat horizontal support surface (not shown), an upwardly extending support (not shown), an endless conveyor 14, a gas heating and circulating device 16 and a compression device 18 as an integral part of the heating and circulating device 16 includes.

Zweck der Erfindung ist es, die Masse 12 eines offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffes, die vorzugsweise,wie in dem gezeigten Beispiel, eine fortlaufende Bahn 20 ist, aber auch die Form gesonderter Platten für eine schubweise Behandlung haben kann, zu verdichten. Die Masse 12 kann eine Dicke von 10 cm oder mehr und eine Dichte von nur etwa 0,014 g cm ^J haben. Die Dichte der Masse 12 liegt im allgemeinen zwischen 0,02 und 0,032 g om"⁵.The purpose of the invention is to compact the mass 12 of an open-cell polyurethane foam, which is preferably, as in the example shown, a continuous web 20, but can also be in the form of separate plates for batch treatment. The mass 12 can have a thickness of 10 cm or more and a density of only about 0.014 g cm ^J. The density of the mass 12 is generally between 0.02 and 0.032 g om " ⁵ .

Der Förderer 14 besteht aus einem endlosen grobmaschigen Band 22, das um eine Antriebsrolle 24 und zwei mitlaufende Rollen 26 geführt ist, die das Band 22 in Richtung des Pfeils 27 durchThe conveyor 14 consists of an endless, coarse-meshed belt 22 which is wound around a drive roller 24 and two idler rollers 26 is performed, which the tape 22 in the direction of arrow 27 through

909833/0730909833/0730

eine horizontale Arbeitsbahn 28 und eine Rücklaufbahn 30 bewegen. a horizontal work path 28 and a return path 30 move.

Ein Abschnitt 32 äer horizontalen Arbeitsbahn 28 läuft durch eine Kammer 34 der Gasheiz- und -umwälzeinrichtung 16, in der er eingeschlossen ist. Die Kammer 34 zerfällt in einen oberen !Teil 36 und einen unteren Teil 38, der über bzw. unter der horizontalen Arbeitsbahn 28 liegt. Wie aus Pig.2 ersichtlich, weist die Gasheiz- und -umwälzeinrichtung 16 ein in sich geschlossenes Leitungssystem auf, das beide Teile der Kammer und ein Gehäuse 40 einschließt, das ein Gebläse 42 und einen Heizer 44 enthält. Der obere Teil 36 der Kammer 34 wird von dem Abschnitt 32 der horizontalen Arbeitsbahn 28, einem Teil einer oberen Wand 46, einer inneren Wand 48, einer äußeren Wand 50 und Teilen einer Stirnwand 52 und einer Rückwand 54, die in 3?ig.1 zu sehen sind, begrenzt.A section 32 äer horizontal working path 28 runs through a chamber 34 of the gas heating and circulating device 16 in which he's included. The chamber 34 is divided into an upper part 36 and a lower part 38, which is above and below the horizontal Working path 28 is located. As can be seen from Pig.2, the gas heating and circulating device 16 has a self-contained one Conduit system that includes both parts of the chamber and a housing 40 that has a fan 42 and a Includes heater 44. The upper portion 36 of the chamber 34 is from the portion 32 of the horizontal work path 28, part of a upper wall 46, an inner wall 48, an outer wall 50 and parts of an end wall 52 and a rear wall 54, which in FIG 3? Ig.1 are limited.

Das in sich geschlossene leitungssystem hat einen haubenartigen oberen Teil, der den oberen Teil 36 der Kammer 34 und einen oberen Teil 56 des Gehäuses 40 umfaßt, sowie einen wannenartigen unteren Teil 37, der den unteren Teil 38 der Kammer 34 bildet und den Gaseinlaß für das Gebläse 42 darstellt.The self-contained line system has a hood-like upper part, the upper part 36 of the chamber 34 and a Upper part 56 of the housing 40 comprises, and a trough-like lower part 37 which forms the lower part 38 of the chamber 34 and represents the gas inlet for fan 42.

Der wannenartige untere Teil 37 wird von dem erwähnten Abschnitt 32 der horizontalen Bahn 28, ferner einer inneren Wand 58, einer äußeren Wand 60 und einer bogenförmig verlaufenden Seiten- und Bodenwand 62 (Figd) begrenzt. Der untere Teil des Gehäuses 40 wird gebildet von einem Stück einer inneren Wand 66, einer äußeren Wand 68, einer Querwand 70, die sich zwischen den Wänden 66 und 68 erstreckt, und einer nicht gezeigten Querwand, die parallel zur Querwand 70 liegt.The trough-like lower part 37 is of the mentioned portion 32 of the horizontal track 28, further an inner wall 58, a outer wall 60 and an arcuate side and bottom wall 62 (Figd) limited. The lower part of the case 40 is formed by a piece of an inner wall 66, an outer wall 68, a transverse wall 70 extending between the walls 66 and 68, and a transverse wall, not shown, which is parallel to the transverse wall 70.

Das Gebläse 42 ist ein gebräuchlicher Typ und wird von einem Motor 64 getrieben. Im Betrieb wälzt das Gebläse 42 Gas in Richtung der Pfeile in Fig„2 um. Der Heizer 44 ist oberhalb und damit stromabwärts vom Gebläse 42 angebracht und hat in dem gezeigten Beispiel eine Vielzahl elektrischer Heizelemente 72.The fan 42 is of a common type and is driven by a motor 64. In operation, the fan 42 circulates gas in the direction of the arrows in FIG. The heater 44 is above and thus mounted downstream of fan 42 and has in that shown Example, a plurality of electrical heating elements 72.

909833/0730909833/0730

Der obere Teil 56 des Gehäuses 40 wird begrenzt von dem oberen Rand des Heizers 44» dem oberen Teil der inneren Wand 66, einer äußeren Wand 74, einem Teil der oberen Wand 46 und denjenigen Teilen der Stirnwand 52 und Rückwand 54, die sich in Querrichtung zwischen den Wänden 66 und 68 erstrecken»The upper part 56 of the housing 40 is delimited by the upper edge of the heater 44 »the upper part of the inner wall 66, a outer wall 74, part of the top wall 46 and those parts of the end wall 52 and rear wall 54 which extend in the transverse direction extend between walls 66 and 68 »

Wie aus Pigd ersichtlich, läuft die horizontale Bahn 28 des Förderers 14 und die auf ihr mitgeführte Schaumstoffmasse 12 in die Kammer 34 durch einen langgestreckten Schlitz 76 ein und der Boden der horizontalen Bahn 28 ist im Kontakt mit zwei senkrechten abdichtenden Wänden 78, siehe 3?ig.2o Das vertikale Maß des Schlitzes 76 stimmt eng mit der vertikalen Abmessung der Kombination aus der horizontalen Bahn 28 und der Masse 12 tiberein, so daß eine Abdichtung rund um die Masse 12 und die Arbeitsbahn 28 erreicht ist, und ein oberer und ein unterer mit einem Rand versehener Flansch 80 bzw, 81 tragen dazu bei, den Austritt des zirkulierenden Gases zu reduzieren. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Abdichtung nur den größten Teil des zirkulierenden Gases festhalten soll und keine absolute Einsperrung vorsieht.As can be seen from Pigd, the horizontal path 28 of the Conveyor 14 and the foam mass 12 carried on it into the chamber 34 through an elongated slot 76 and the bottom of the horizontal panel 28 is in contact with two vertical sealing walls 78, see Figure 3-2o the vertical The dimension of the slot 76 closely matches the vertical dimension of the combination of the horizontal track 28 and the mass 12 tiberein so that a seal around the mass 12 and the working track 28 is achieved, and an upper and a lower with Flanges 80 and 81 provided with a rim help to reduce the leakage of the circulating gas. However, it is pointed out that the seal is only intended to hold most of the circulating gas and not an absolute one Provides incarceration.

Die Kompressionseinrichtung 18 schließt an die Gasheiz- und-umwälz einrichtung 16 an deren Hinterwand 54 an und umgibt einen Abschnitt 82 der Arbeitsbahn 28. Wie aus Pig.1 ersichtlich, weist die Kompressionseinrichtung 18 ein Gehäuse 84 auf mit einer Deckwand 86, einem Boden 88, einer oberen und unteren Rückwand 90 bzw. 92, einer hochstehenden Vorderwand 94, die mit der Wand 62 verbunden ist, einer zwischen den Rückwänden 90 und 92 und der Wand 94 sich erstreckenden Seitenwand 96 und einer zweiten nicht dargestellten Seitenwand gegenüber der Seitenwand 96. Das Gehäuse 84 steht mit der Kammer 54 durch eine öffnung 97 in der Wand 54 in Verbindung. Eine Ablenkplatte 98 erstreckt sich zwischen den Wänden 48 und 50 der Heizkammer 34 und hat den Zweck, das Heißgas in die Öffnung 97 zu lenken.The compression device 18 connects to the gas heating and circulation device 16 on its rear wall 54 and surrounds a section 82 of the working path 28. As can be seen from Pig.1, the compression device 18 has a housing 84 a top wall 86, a bottom 88, an upper and lower rear wall 90 and 92, respectively, an upstanding front wall 94, which with the wall 62 is connected, one between the rear walls 90 and 92 and the wall 94 extending side wall 96 and one second side wall, not shown, opposite the side wall 96. The housing 84 stands with the chamber 54 through an opening 97 in the wall 54 in connection. A baffle 98 extends between the walls 48 and 50 of the heating chamber 34 and has the purpose of directing the hot gas into opening 97.

Das Gehäuse 84 enthält eine Kompressionsanordnung 99, die in dem Beispiel mehrere angetriebene Walzen 100 aus Stahl umfaßt.The housing 84 contains a compression assembly 99, which in the example comprises a plurality of driven rollers 100 made of steel.

909833/0730909833/0730

29043432904343

■Es können selbstverständlich, auch andere Kompressionsorgane, wie etwa Platten, verwendet werden. Platten eignen sich für eine schubweise Kompression von Schaumstofftafeln.■ Of course, other compression organs, such as plates can be used. Sheets are suitable for compressing foam sheets in batches.

Der Abschnitt 82 der Arbeitsbahn 28 läuft über eine Rolle 102, dann unter einer Rolle 104 durch, die unter den Walzen "100 angeordnet ist, und danach weiter über eine Rolle 106 am stromabwärtigen Ende des Gehäuses 84; auf diese Weise wird die Arbeit sbahn 28 von der Polyurethan-Schaumstoffbahn 20 abgesondert, damit gleichzeitig auf beide Seiten der Schaumstoffbahn ein Sruck ausgeübt werden kann«The section 82 of the working web 28 runs over a roller 102, then under a roller 104 which is arranged under the rollers 100 and thereafter via a roller 106 at the downstream end of the housing 84; that way will work s web 28 separated from the polyurethane foam web 20, so that a pressure can be exerted on both sides of the foam sheet at the same time «

Die Walzen 100 können mit einem haftungsmindernden Trennmittel überzogen sein, das die Absonderung der Bahn 20 von den Walzen 100 nach der Kompression des Schaumstoffes erleichtert. Die Walzen 100 müssen auf oder wenigstens sehr nahe an der Temperatur des zirkulierenden Gases und der Schaumstoffbahn gehalten werden, damit ein vorzeitiges Abkühlen der Oberfläche der Schäumstoffbahn 20 verhindert wird, das zu einer ungleichmäßigen Verdichtung führen würde _o Die Ablenkung des Heißgases aus der Kammer 34 in das Gehäuse 84 mittels der Ablenkplatte 98 trägt dazu bei, die Temperatur der Walzen 100 und der Schaumstoffbahn 20 auf einer genügend gleichmäßigen Höhe zu halten, um eine gleichmäßige Verdichtung zu erzielen.The rollers 100 can be coated with an anti-stick release agent which facilitates the separation of the web 20 from the rollers 100 after the compression of the foam. The rollers 100 must be kept at or at least very close to the temperature of the circulating gas and the foam sheet in order to prevent premature cooling of the surface of the foam sheet 20, which would lead to uneven compaction _o The deflection of the hot gas from the chamber 34 in the housing 84 by means of the baffle 98 helps to maintain the temperature of the rollers 100 and the foam sheet 20 at a sufficiently uniform level to achieve uniform compaction.

Die Schäumstoffbahn 20 und die Arbeitsbahn 28 des Förderers verlassen das Gehäuse 84 durch eine niedrige, langgestreckte Öffnung 108 zwischen den Wänden 90 und 92 und gelangen vorzugsweise in eine Zone mit Umgebungstemperatur. Die vertikale Abmessung der Öffnung 108 ist zwar nicht so klein, daß eine absolute Abdichtung um die Bahn 20 und die Arbeitsbahn 28 zustandekommt, aber doch ausreichend klein, um den Austritt einer größeren Heißgasmenge zu verhindern. Der Schlitz 76 und die flache Öffnung 108 gestatten ein Entweichen von Heißgas aus dem System in mäßigem Umfang und den Eintritt von Frischluft zur Ergänzung.Leave the foam web 20 and the working path 28 of the conveyor the housing 84 through a low, elongated opening 108 between the walls 90 and 92 and preferably pass in a zone with ambient temperature. The vertical dimension of the opening 108 is not so small that an absolute one Sealing around the web 20 and the working web 28 is achieved, but still sufficiently small to prevent a large amount of hot gas from escaping. The slot 76 and the shallow opening 108 allow a moderate amount of hot gas to escape from the system and allow fresh air to enter to supplement.

909833/0730909833/0730

AOAO

Im Betrieb wird die Masse 12 auf den Pörderer 14 aufgebracht und in die Kammer 34 mitgenommen, wo sie mit dem zirkulierenden Heißgas in Kontakt kommt. Das Gas ist im allgemeinen, wie auch bei dem gezeigten Beispiel, luft, kann aber auch ein anderes &as oder in gewissen Fällen ein Gasgemisch sein. Das zirkulierende Gas muß gegenüber Polyurethan chemisch inert sein und auch sonst keine Tendenz haben, dem Schaumstoff unerwünschte Eigenschaften zu geben.In operation, the mass 12 is applied to the conveyor 14 and taken into the chamber 34 where it comes into contact with the circulating hot gas. The gas is in general, as well in the example shown, air, but can also be another & as or in certain cases a gas mixture. The circulating Gas must be chemically inert to polyurethane and otherwise have no tendency to give the foam undesirable properties admit.

Die zirkulierende luft wird auf eine Temperatur zwischen etwa 195⁰C und 235⁰C mit Hilfe des Heizers 44 erwärmt und in die Kammer 34 geleitet, wo sie durch die Saugkraft des Gebläses 42, das in dem unteren Teil 38 der Kammer 34 einen niedrigeren Druck erzeugt als im oberen Teil 36, durch die Masse 12 und die Arbeitsbahn 28 nach unten gesaugt wird.The circulating air is heated to a temperature between about 195 ⁰ C and 235 ⁰ C with the aid of the heater 44 and passed into the chamber 34, where it is caused by the suction force of the fan 42, which in the lower part 38 of the chamber 34 has a lower pressure generated than in the upper part 36, through the mass 12 and the working path 28 is sucked down.

Die offenzellige Struktur des Schaumstoffs erlaubt der Heißluft, mit der gesamten inneren Zellstruktur des Schaumstoffs in innigen Kontakt zu kommen, wodurch die Masse 12 rasch auf eine Temperatur erhitzt wird, die in der gesamten Masse praktisch gleichmäßig ist und gleich oder wenigstens nahezu gleich der Temperatur der zirkulierenden luft ist, d.i. zwischen etwa 195⁰C und 125⁰C. Es ist wichtig, daß die Masse 12 nicht eine Temperatur über etwa 245⁰C annimmt, weil bei dieser Temperatur ein unerwünschtes Verschmoren des Polyurethan beginnt.The open-cell structure of the foam allows the hot air to come into intimate contact with the entire inner cell structure of the foam, whereby the mass 12 is quickly heated to a temperature that is practically uniform throughout the mass and equal to or at least nearly equal to the temperature of the circulating air is, ie between about 195 ⁰ C and 125 ⁰ C. It is important that the mass 12 does not ^{assume a temperature above about 245 0} C, because at this temperature an undesired charring of the polyurethane begins.

Nachdem die Temperatur der Masse 12 auf zwischen 195°C und 235⁰C angestiegen ist, verläßt die Masse 12 die Kammer 34 und gelangt durch die öffnung 97 in das Gehäuse 84, wo sie zwischen die stählernen Wälzen 100 geleitet wird, nachdem sie von der Arbeitsbahn 28 des Förderers getrennt worden ist.After the temperature of the mass is increased to between 195 ° C and 235 ⁰ C 12, leaves the mass 12, the chamber 34 and passes through the opening 97 in the housing 84 where it is passed between the steel rolling 100, after it from the Working path 28 of the conveyor has been separated.

Der innere Widerstand der Masse 12 gegen eine Kompression ist stark reduziert, wenn die Temperatur der Masse zwischen etwa 195⁰C und 235⁰C liegt. In diesem Temperaturbereich nähert sich der Zustand der Masse demjenigen ihrer exothermen Reaktionsstufe, während welcher die Masse einen niedrigen Widerstand gegenThe internal resistance of the mass 12 to compression is greatly reduced when the temperature of the mass is between approximately 195 ^° C. and 235 ^° C. In this temperature range, the state of the mass approaches that of its exothermic reaction stage, during which the mass has a low resistance to

909833/071Ö909833 / 071Ö

2904343 - g -2904343 - g -

/11/ 11

Kompression und eine geringe Elastizität hat. folglich kann durch die Aufwendung einer verhältnismäßig kleinen Kompressionskraft während einer vergleichsweise kurzen Zeit gegenüber den bei bisherigen Kompressionsverfahren notwendigen Zeitspannen eine bleibend verdichtete Bahn 20a erzeugt werden. Der Druck kann weniger als 10 $ des für bisherige Verfahren erforderlichen betragen und nach einer kurzen Kompressionsdauer kann die Kompressionskraft plötzlich weggenommen werden, ohne daß eine nachfolgende Expansion zu befürchten ist»Compression and low elasticity. consequently, by applying a relatively small compression force in a relatively short time compared to the a permanently compressed web 20a can be produced in previous compression processes. The pressure can be less than $ 10 of previous procedures, and after a short compression period, the Compression force can suddenly be removed without fear of subsequent expansion »

Eine Abkühlung der Masse unter 195 0 unmittelbar nach der Kompression gewährleistet die Dauerhaftigkeit der Verdichtung, Die Abkühlung geht sehr rasch vor sich wegen der niedrigen spezifischen Wärme und der auch nach der Verdichtung noch verhältnismäßig geringen Dichte der Masse. Dies macht höhere Produktionsraten möglich als bisher mit älteren Verdichtungsverfahren erreicht wurden. Außerdem entfällt die Notwendigkeit schwerer Formen oder Platten, wodurch sich die Kapitalkosten erniedrigen. Der vertikale Abstand der Walzen 100 voneinander ist einstellbar, wodurch je nach Wunsch unterschiedliche Dicken des Endproduktes möglich sind und damit auch unterschiedliche endgültige Dichten der verdichteten Bahn 20a. Die endgültige Dichte der Bahn 20a kann bis zu etwa 0,48 g cm betragen.A cooling of the mass below 195 0 immediately after the compression ensures the durability of the compaction, the cooling goes on very quickly because of the low specificity Heat and the relatively low density of the mass even after compression. This makes higher production rates possible than previously achieved with older compaction processes became. It also eliminates the need for heavy molds or plates, thereby reducing capital costs. The vertical spacing of the rollers 100 from one another is adjustable, which means that the end product can have different thicknesses as desired are possible and thus also different final densities of the compressed web 20a. The final density of the Lane 20a can be up to about 0.48 g cm.

Als Alternative zu Quetschwalzen können auch zwei bewegliehe Platten oder eine bewegliche Platte und eine stationäre Auflagefläche als Kompressionsanordnung 99 verwendet werden« In diesem Fall wird eine erste Platte über der Masse 12 mit ihrer horizontalen Oberfläche praktisch parallel zur Oberseite der Masse angebracht und eine zweite Platte (oder stationäre Auflagefläche) wird unter der Masse 12 mit ihrer Oberfläche praktisch parallel zur Oberfläche der ersten Platte angeordnet. Die obere Platte ober beide Platten werden vertikal einander genähert, so daß sie auf die Oberseite und die Unterseite der Masse. Kompressionskräfte ausüben,. As an alternative to nip rollers, two movable ones can also be used Plates or a movable platen and a stationary support surface can be used as compression assembly 99 «In this case a first plate is placed above the mass 12 with its horizontal Surface practically parallel to the top of the mass and a second plate (or stationary support surface) is arranged under the mass 12 with its surface practically parallel to the surface of the first plate. The top plate above both plates are vertically approached so that they are on top and bottom of the mass. Exert compression forces.

Zu beachten ist, daß einige Aspekte im Betrieb unterschiedlichIt should be noted that some aspects differ in operation

909833/0730909833/0730

2804343 - «ο- 2804343 - «ο-

sind, wenn Platten anstelle von Quetschwalzen als Kompressionselemente verwendet werden. Ein Betrieb mit Platten muß notwendigerweise diskontinuierlich sein, weil die Bewegung des Förderers angehalten werden muß, wenn die Platten ihre Schließstellung über der Masse 12 einnehmen. Daher sind Platten besonders geeignet für die Kompression einzelner Sohaumstofftafeln anstelle fortlaufender Bahnen; doch können Platten auch dazu verwendet werden, nacheinander Abschnitte einer Bahn zu verdichten und so schließlich die ganze Bahn zu verdichten.when plates are used as compression elements instead of nip rollers. Operation with disks must necessarily be discontinuous because the movement of the conveyor must be stopped when the plates are in their closed position Take over the mass 12. Therefore, panels are particularly suitable for compressing individual foam sheets instead continuous tracks; however, plates can also be used to successively compact sections of a web and so finally to compact the whole web.

Die Oberflächen der Kompressionsorgane 99 können glatt oder geprägt sein, je nach dem gewünschten Aussehen der Oberfläche des Endproduktes. Mach der Kompression verlassen die verdichtete Schaumstoffbahn 20a und die Arbeitsbahn 28 des Förderers das Gehäuse 84 durch die öffnung 108} nachdem die Bahn 20a abgekühlt ist, kann sie weiter geschnitten, geformt usw. werden.The surfaces of the compression members 99 can be smooth or embossed depending on the desired surface appearance of the End product. After the compression, the compressed foam web 20a and the working path 28 of the conveyor leave the Housing 84 through the opening 108} after the web 20a has cooled down it can be further cut, shaped, etc.

Der Abkühlvorgang verläuft außerordentlich rasch wegen der niedrigen spezifischen Wärme und der geringen Dichte der Polyurethanmasse 12. Weitere Bearbeitungen können fast sofort, nachdem die Bahn 20 das G-ehäuse 84 verlassen hat, vorgenommen werden. The cooling process is extremely rapid because of the low specific heat and the low density of the polyurethane mass 12. Further edits can be made almost immediately after the web 20 exits the housing 84.

Die Anwendung der Erfindung ist auf diejenigen Polyurethan-Schaumstoffe beschränkt, die eine offene Zellstruktur haben, die das Eindringen der heißen Gasströmung ermöglicht. Weiter sei darauf hingewiesen, daß sowohl offenzelliger Polyester- als auch Polyäther-Urethan-Schaumstoff mit gleich guten Resultaten verwendet werden kann»The application of the invention is to those polyurethane foams limited, which have an open cell structure that allows the penetration of the hot gas flow. Further it should be noted that both open-cell polyester and polyether-urethane foam with equally good results can be used"

Im Rahmen der Erfindung sind gegenüber dem beschriebenen Beispiel Abänderungen möglich.Within the scope of the invention, modifications to the example described are possible.

909833/0730909833/0730

LeerseiteBlank page

Claims

2904843

Expectations

Method for compacting a mass of fully cured open-cell polyurethane foam, characterized in that that a hot gaseous matter with a temperature in the range of about 195 ° C Ms 235 ° G through the whole Mass is passed at a speed insufficient to destroy the integrity of the mass cell walls, whereby a gaseous matter is chosen which is suitable for the polyurethane is inert, and the time span of the action of the gaseous matter on the mass so selected It is found that it is not sufficient to cause the mass to char, but is sufficient to make the entire mass practically uniform bring to a temperature between about 195 ° C and 235 C,

that the mass is compressed while its temperature is between about 195 C and 235 ⁰ C in order to reduce the thickness of the mass and thereby increase the density of the mass to a desired level,
and that the mass is allowed to cool

2. The method according to claim 1, characterized in that the gaseous matter is air.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gaseous matter is passed down through the mass will ο

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass is held for a time of not more than one minute in the temperature range from 195 ° 0 to 235 ⁰ C,

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass immediately after its compression is brought into a zone with ambient temperature.

909833/0730

ORIGINAL INSPECTED

2304943

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass is continuous in the longitudinal direction is moved and is compressed between rollers.

7. The method according to claim 6, characterized in that for cooling the mass this in the longitudinal direction from the rollers is moved out into a zone with ambient temperature.

Method according to one of Claims 1-5, characterized in that the mass is moved discontinuously and between two flat parallel surfaces is compressed.

9. The method according to claim 8, characterized in that at least one of the flat parallel surfaces is a movable plate.

909833/073Q909833 / 073Q