连续生产泡沫材料片的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于在连续发泡过程中生产泡沫材料片的设备和方法，其中，在与输送带的输送方向平行的方向上检测泡沫材料的实际起泡轮廓，确定发泡过程的校正变量，该校正变量作为实际起泡轮廓对设定或参考起泡轮廓的偏离的函数，调节一个或多个过程参数，使实际起泡轮廓符合参考起泡轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在连续发泡过程中生产泡沫材料片的方法和设备，具体用于生产聚氨酯泡沫片材。
技术介绍
对于生产柔性板块状泡沫材料，各种用来预测泡沫性质以及用来在生产聚氨酯泡沫的过程中保证质量的计算机控制方法可从论著中得知，例如，“板块技术连续生产柔性聚氨酯泡沫的管理软件(Software to Manage a ContinuousProduction of Flexible Polyurethane Foams by Slabstock Technology)”，Journal of Cellular Plastics，第33卷，1997年3月，第102页，以及“柔性聚氨酯泡沫的性质预测数学模型(Mathematical Property PredictionModels for Flexible Polyurethane Foams”，Adv.Urethane Sci.Techn.第14卷(1998)，第1-44页。对于通过RIM方法制造致密的聚氨酯结构元件，为了优化生产率和质量，开发出了所谓的专家系统。在“Experten mit System，Prozesssteuerung desPUR-RRIM-Verfahrens zur Herstellung von Karosserieauβenteilen”，Kunststoffe，88thannual set，10/98中，以及在“PUR-Teile kostengünstigfertigen，Stand der Polyurethan-RRIM-Technologie”，Kunststoffe，91stannual set，4/2001中，揭示了此类用来分析RIM操作过程中过程参数的专家系统。这些专家系统有助于过程监控、质量保证和预防性维护。对于连续生产具有外层的泡沫片，DE2819709B1中描述了一种方法，该方法中用超声案垂直于输送方向的角度检测泡沫的厚度。然后通过输送带的速率和/或通过施加的泡沫的量来控制制造设备。该方法中所描述的控制算法可减少质量损失、减少运行中的间断、并且降低人力成本。在DE10237005A1中，揭示了一种用于监控连续块状发泡生产过程的方法，在该方法中，沿输送装置连续地检测局部泡沫高度形式的输送泡沫轮廓(foaming profile)。激光测距传感器优选用作此目的。用来控制块状泡沫生产过程的校正变量确定为实际泡沫高度和预先设定的泡沫高度之间可能的偏差的函数。通过连续或非连续方法生产金属复合体元件的方法是已知的。用于连续生产的设备描述在例如DE1609668A、DE1247612A或DE9216306U1中。而且，各种类型的用于连续或非连续生产聚氨酯刚性泡沫片和复合型的聚氨酯刚性泡沫片的设备是已知的。例如，使用双带输送设备来生产聚氨酯刚性泡沫片。此类设备可以商购得到，例如，以商品名CONTIMAT从德国HenneckeGmbH购得(Birlinghoverner Straβe 30，53754 Sankt Augustin)。为了在连续制造聚氨酯泡沫片的过程中稳定地生产高质量产品，应该寻找一个尽可能稳定的运行状态。如果整个起泡轮廓(foaming-up profile)具有所需的形状，并且相对于环境在一定限度内保持静止，则达到这一状态，所谓环境更确切的说就是压模机(molding press)。为此目的，聚氨酯体系的反应进程、所施加的泡沫量、传送带速度和整个设备以及原料组分的温度控制应该相互协调。DE19616643C1中描述了一种生产泡沫材料片的方法，在该方法中，在压模机进口的上游对起泡材料侧面距离固定点上的距离进行测定。将该距离的实际值与设定值相比较，并且根据实际值和设定值之间的差异来控制设备工作速度，其中设定值取决于泡沫材料。未考虑配方、进而聚氨酯体系的动力学、反应混合物的施用量以及设备的温度。在调整好配方、确定了泡沫材料片的高度和宽度、并固定输出速率后，理论上即可选择设备的速率，使泡沫刚好填充在膜腔压力机(molding-chamberpress)中的外层之间的空隙中，而不会挤压泡沫。实践中，调整配方是不可能的，也肯定不期望这么做。外层之间的空间中必须全部被泡沫填满。为此目的，一定程度的反应混合物收缩是必要的，混合物即不会在与传送带运行的方向相反的方向上过度偏离。这种偏离称为叠盖(overlapping)。在某些情况下，取决于产品的不同，些微的叠盖是需要的，因为在此方式下，可以使泡沫反应混合物轻微起伏的表面得以平滑，且不会在上部的外层以下形成气泡或气穴。过度叠盖会导致泡沫和上部的外层或压力机的顶壁之间的磨擦增大。泡沫单元在输送带的输送方向上延伸，因而削弱了在片厚度方向上的挤压和张力强度。而且，泡沫片上可能由此形成纵向的裂纹。另一方面，泡沫的叠盖-特别是在上部的外层区域中-会导致重新取向的扁平单元。一般来说，这会导致热导率下降，在某些应用中可能是所需的。因为形成聚氨酯的反应具有放热的性质，因此在生产运行过程中生产设备中的温控模腔压力机会额外的受热。因为这对反应速率、进而对起泡的轮廓和叠盖的程度有影响，所以在运行的过程中必须采取反措施来控制。这只能通过对配方、生产速率、施料量、过程温度和所要生产的泡沫材料片的几何形状等加以协调来完成。泡沫膨胀轮廓，特别是叠盖，必须进行调节，以适应生产中的具体产品。为了稳定泡沫材料片的质量，必须小心谨慎，以确保泡沫膨胀轮廓和相关的叠盖在整个生产过程中和对于每一次进料都保持一致。在某些限度内，确切的轮廓定位是不重要的。“泡沫膨胀轮廓”应理解为是指从开始膨胀到泡沫触及上部的外层期间所形成的整个泡沫膨胀的外形，观看平行于输送带输送方向的膨胀泡沫的观察者可以观察此轮廓。
技术实现思路
本专利技术通过检测平行于输送带的输送方向的泡沫轮廓，特别是在设备中的叠盖，实现对连续发泡过程中泡沫材料片生产的监控和控制的改进。将实际的泡沫轮廓和实际的叠盖与配方特异性设定轮廓(也称为“参考轮廓”)相比较。由实际轮廓对设定轮廓的可能偏差，确定用于重新调节过程的校正变量。与DE19616643C1相反，不是通过检测距离固定点的确切距离来进行控制，而是通过检测实际轮廓与设定轮廓之间的相对值来进行控制。本专利技术的一个特别的优点在于，对发泡操作中的定量和定性控制可在生产循环过程中的早期进行。而且，在生产泡沫材料的进程中，可以调节设备的参数和/或起泡材料的组成，以使产品质量保持尽可能的稳定。结果是，产品性质上波动-诸如挤压强度，因为可变的泡沫膨胀形为或改变叠盖而得以减小。本专利技术的另一个优点在于，通过在生产一开始就检测泡沫膨胀轮廓和叠盖，减少了设备起动的时间。这样，则可以减少生产设备起动期间的浪费。附图说明图1是本专利技术的一个优选实施方式的示意图，在该实施方式中，使用双带输送设备进行连续生产泡沫材料片的过程。图2说明的是几乎不叠盖的泡沫膨胀轮廓。图3说明的是叠盖严重的泡沫膨胀轮廓。图4说明的是没有叠盖的发泡轮廓。具体实施例方式依据本专利技术，用于检测泡沫膨胀形状或叠盖的装置安装在压力机进口处的上游，并与输送带的输送方向平行。该检测装置优选包括若干个激光测距传感器，这些传感器以一个在另一个上方(on top of o本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在连续发泡过程中生产泡沫材料片的方法，其包括：　　　　ａ）检测给定的成泡混合物在与输送带的输送方向平行的方向上的实际起泡轮廓，　　　　ｂ）确定发泡过程的校正变量，该校正变量是成泡混合物的实际起泡轮廓对参考起泡轮廓的偏离的函数，以及　　　　ｃ）通过改变校正变量，使成泡混合物的实际起泡轮廓符合参考起泡轮廓，来调节发泡过程。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H埃宾，I凯莱霍夫，R劳豪斯，C默伦坎普，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]