170123. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szabadon emelkedő műanyaghabok felületének szabályozására
3 170123 4 élezéseket igényelnek, s az üzemelő, hagyományos tömbhabositó berendezésekkel nem valósithatók meg. Másik hátrányuk, hogy csak négyszög keresztmetszetű /sik felületű/ hab tömbök gyártására alkalmasak, kör keresztmetszetűekre nem. Kutatásaink során megállapítottuk, hogy a szabadon emelkedő haboknál kialakuló jellegzetes domború felület a Teológiából ismert viszko-elasztikus anyagáramlásra vezethető vissza. A habositással előállított tömb felső felülete egy csatornában áramló "folyadék" kvázi megszilárdult áramlási profiljának tekinthető, ahol az áramlás alulról felfelé irányul. Mint ismeretes, a csatornában végbemenő áramlást valamilyen D nyomáskülönbség hozza létre. A szabadon emelkedő habositás ezzel analóg jelenségként fogható fel, mert a gázfejlődés a habosodó keverékben szintén nyomáskülönbséget hoz létre, s ez okozza a hab emelkedését. A kis emelkedési sebesség miatt ez az áramlás laminárisnak tekinthető. Ha megvizsgáljuk a habosodó keverék keresztmetszetében a hab részecskékre ható erőket, akkor a hab emelkedését okozó Pv,a h er * mel " lett, azzal ellentétes hatást kifejtő P„rav gravitációs, PSU _T súrlódási erőt és a RaD felületére ható p„t légnyomást kell figyelembe vennünk. Jó Közelítéssel a hab emelkedése akkor fejeződik be, ha az emelkedést okozó Pha h erővel egyensúlyba kerülnek az ellene haxö erők: phab psurl rgrav Katm Ugyanakkor az emelkedés szakaszában ezen erők között egyenlőtlenség áll fenn: phab psurl rgrav yatm Az* emiitett egyensúlyi helyzet a falnál és a tömb közepénél nem egyszerre jön létre, s ez eredményezi a tömb domború felületét. Ez a jelenség a reológiában fal-hatás néven ismeretes. Tovább vizsgálva ezen erőket megállapítható, hogy a Phab elsősorban - jó közelítéssel - az idő függvénye. A psur i súrlódási erő már nemcsak az idő függvénye, hanem a-tömb keresztmetszetén belül a hely függvénye is. A p légnyomás állandónak tekinthető /miutána s!abadon emelkedő habosodásról van szó/, sap a gravitációs erő is gyakorlatilag állanStoHak tekinthető. A már emiitett összefüggésekből a fentiek figyelembevételével megállapítható, hogy a phab emelkedést okozó erő ellen elsősorban a P-url súrlódási erő hat, miután a másik kettő gyakorlatilag állandónak tekinthető. S miután a már emiitett fal-hatás létrejöttének az az oka, hogy a falnál fellépő psu:r i súrlódási erő nagyobb, mint a tömb belsejében fellépő súrlódási erő, ezért a tömb középén magasabbra emelkedik a hab, mint a falnál, igy domború felület alakul ki. Vizsgálódásunkkal megegyezően az eddig ismert eljárások a p , súrlódási erő helyfüggésének kiküszöbölSieTe ill. a fal-hatás csökkentésére irányultak /pl. az oldalfalak felfelé történő mozgatásával; ill. a habosodó keverék süllyesztésével/. A találmány kidolgozására irányuló kísérleteink során azt találtuk, hogy amennyiben a Patm erőt megváltoztatjuk valamilyen módon, ez Tehetőséget biztosit a p -, súrlódási erő hely-függésének kiküszöbSS?§ére, s igy a tömb felületének /alakjának/ tetszés szerinti szabályozására. Lehetőséget biztosit sik felületű, homorú felületű, illetve kör keresztmetszetű tömbök előállítására egyaránt. A találmány szerinti eljárásnál a habosodó keverék feletti gáztérben aerodinamikai utón olyan lokális nyomáskülönbséget hozunk létre, amely a kivánt áramlási profil /felület/ kialakulását eredményezi. Azt találtuk, hogy a lokális nyomáskülönbségnek a o,2 kp/erf értéket nem kell meghaladnia, s ez előnyösen a levegő megfelelő irányú áramoltatásávalérhető el. A találmány szerinti eljárás lényegének szemléltetésére szolgál az 1., 2., 3. és 4. ábra. g Az ábrában alkalmazott jelölések: 0 oldalfal, P a habosodó keverék szabályozott félszine /a szaggatott vonal az eredetileg kialakuló felületet szemlélteti/, B a hagyományos folyamatos tömb-gyártó berendezésre felszerelt adapter, mellyel a levegő áramlási irányát befolyásoljuk. A nyilak mindenütt a le-10 vegő áramlását szemléltetik. Az 1. és 2. ábra a sik felület kialakítására mutat be két lehetőséget, amikoris az 1. ábránál az 0 oldalfal és a közelében elhelyezett B adapter között szivjuk el a levegőt, s ez az 0 oldalfal mellett a p„. csökkenéséhez vezet. aTm 15 Egy másik kiviteli lehetőséget mutat a 2. ábra, amikor a levegőt a tömb középpontja felett "nyomjuk" be, s az a hab felület és az adapter között az 0 oldalfal felé halad, majd a mellett lép ki. QQ A 3. és 4. ábra a körkeresztmetszetü, tömb kizu alakításának szemléltetésére szolgál. A 3. ábrán a habosodó keverék fölé helyezett B adapternél a tömb felület középpontjában létesitünk elszívást, mig a 4. ábrán a B adapter és az 0 oldalfal között nyomjuk be a levegőt. Mint az ábrák szerinti szemléltetésből jól 25 érzékelhető a felület szabályozását a p lokális szabályozása utján érjük el, elM^ösen a levegő megfelelő irányú áramoltatásával. A szemléltető ábrákból világosan kitűnik találmányunk előnye az eddigi eljárásokhoz képest. Egyik előnye, hogy ezen eljárással egyaránt előállítható sikfelületü /négyszög ke•5U resztmetszetü/, homorú felületű és körkeresztmetszetü tömb, amelyekhez az eddigi eljárásoknál külön-külön berendezés volt szükséges. Másik előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy bármely hagyományos folyamatos tömbhabositó berendezéssel megvalósítható néhány egy-35 szerű adapterrel /amelyek csak a habositó szakaszhoz szükségesek/, s a levegő mozgatására szolgáló berendezéssel pl. ventillátorral. Ugyanakkor a hasonló feladat megoldására ismert eljárások teljesen uj berendezés alkal» mázasát kivánják meg. A találmány szerinti eljárás előnye még, hogy 40 a habosított tömb sűrűségének szabályozására, változtatására is lehetőséget teremt. A találmány szerinti eljárás kiviteli módjait az itt következő példákon szemléltethetjük, amelyekre a szabadalmi igény nem korlátozódik. 1. példa Lágy poliuretán tömbhabot állitunk elő az 45 általánosan felhasznált 8o:2o izomer arányú TDI-ból /toluiléndiizoeianát/, valamilyen 35oo molsulyu poliéter-triolból /pl.DALTOCEL T 48-35, GLENDIOL FC35ol/, emulgeátor /pl. SILICONE L-54o/ és katalizátorok: ón-oktaát és dimetiletanolamin felhasználásával, habo-50 sitó-szerként vizet alkalmazva a következő receptura szerint: poliol loo,oo sulyrész TDI 8o/2o 38,oo sulyrész viz 3,oo sulyrész SILICONE L-54o o,75 sulyrész ón-oktaát o,25 sulyrész 55 dimetiletanolamin o,3o sulyrész. Az anyagokat a receptura szerinti arányban speciálisan kiképzett keverőfejbe vezetve intenziven összekeverjük és a hagyományos tömb-habositó berendezés konvejorán mozgó papirvályuba adagoljuk. A konvejor első, lejtős QQ szakaszán végbe megy a folyadékból, egy lépésben történő habosodás. - Ha a habositás során semmit nem alkalmazunk a tömb felső felülete domború kiképzésű lesz. A találmány szerinti eljárás esetében - az 1. ábrán szemléltetett módon - a hab emelkedés szakaszában a papirvályu mindkét oldalá-65 nál egy-egy 2 m hosszúságú L alakú adaptert helyezünk el, amely az oldalfaltól 5 cm van, s ezen a résen mint egy megszivó-esonkon-a 2
