CN111823472A - 制造隔热板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造具有预定宽度(B)的隔热板(1)的方法,隔热板包括至少一个覆盖层(2)和位于其上的由隔热材料构成的层(3),其中隔热材料的制造是通过计量反应性混合物(4)的至少两种成分,混合这至少两种成分并将其送至分配器(6)的入口(5),其中反应性混合物(4)在分配器(6)中沿着流路径(7)被引导至多个喷嘴开口(8)并通过喷嘴开口(8)排出,其中反应性混合物(4)被涂覆到至少一个在输送方向(F)上相对于分配器(6)移动的覆盖层(2)的上侧(9)。为确保反应性混合物被尽可能均匀地涂覆到覆盖层,本发明提出的是,反应性混合物通过至少五个喷嘴开口(8)排出,其中反应性混合物以自由的射束(10)的形式由每个喷嘴开口(8)涂覆到覆盖层(2)的上侧(9),其中反应性混合物(4)的射束(10)在覆盖层(2)上的碰撞点(11)基本上位于一条与输送方向(F)呈横向地(Q)延伸的线(12)上,并且其中两个侧向最外侧的碰撞点(11'、11”)之间的距离(a)为宽度(B)的至少70%。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造具有预定宽度的隔热板(Isolationplatte)的方法,所述隔热板包括至少一个覆盖层(Deckschicht)和位于该至少一个覆盖层上的由隔热材料(特别是隔热泡沫)构成的层,优选包括两个覆盖层,所述由隔热材料构成的层位于这两个覆盖层之间,其中,隔热材料的制造是通过计量反应性混合物(Reaktivgemisch)的至少两种成分,混合这至少两种成分并且将其送至分配器的入口,其中,反应性混合物在分配器中沿着流路径被引导至多个喷嘴开口并且通过这些喷嘴开口排出,其中,反应性混合物被涂覆到至少一个在输送方向上相对于分配器移动的覆盖层的上侧,其中,反应性混合物通过至少五个喷嘴开口排出,其中,反应性混合物以自由的射束(Strahl)的形式由每个喷嘴开口涂覆到覆盖层的上侧,其中,反应性混合物的射束在覆盖层上的碰撞点基本上位于一条与输送方向呈横向地延伸的线上,并且其中,两个侧向最外侧的碰撞点之间的距离为宽度的至少70%。
背景技术
由EP2051818B1已知了一种通用的方法。而类似的解决方案在文献EP1857248B1、WO2012/093129A1、WO2008/104492A2和US2005/0222289A1中有所示出。
此类处理方法特别适用于生产具有柔性或刚性覆盖层的泡沫复合材料元件(Schaumstoff-Verbundelemente)。此类复合材料元件特别用于隔热目的。通常来说,此类复合材料元件在连续运行的机器上生产。目前,生产速度可被实现为高达60m/min(米/分钟)。通常,此类复合材料元件以大约1200mm的宽度生产,而针对各种应用,600mm至1500mm的宽度也是可能的。
在文献DE1609668A1中描述了一种连续生产钢质夹心元件的基本方法。在文献EP1516720B1中描述的是,除了金属覆盖层之外,还能够使用柔性的覆盖层,比如纸或者无纺织物。在文献EP1857248B1中阐明,此前常见的借助于浇铸耙形件(Gieβharke)的振荡涂覆在生产速度方面会受到限制。例如在US4278045A中描述了使用振荡涂覆的处理方法。
作为备选方案,上述文献EP1857248B1提出了一种处理方法,其中,反应性混合物经由分配器头(Verteilerkopf)被分配到至少三个柔性的出口线路,这些柔性的出口线路横向于出口流的方向被固定到刚性框架上。该方法的缺点在于,难以避免在软管内的反应性混合物的粘结(Anbacken)。为了避免这种情况,必须使用高的空气负载,而该高的空气负载不是在计量泵的吸入侧而是在压力侧上生成,这在机械技术方面更加复杂。然而,对于更具反应性的系统而言,即使使用高的空气负载,该处理方法也有其限制,这是因为软管的截面会随着时间的流逝而变窄。这会导致压力损失增加。如果在所有软管中不能够严格一致地开始粘结,则会导致(反应性混合物)在单个出口线路中不均匀的量分布(Mengenverteilung)。这反过来又会导致在最终部件中的内部应力,该内部应力会造成最终复合材料元件在冷却过程中翘曲
一种备选的解决方案是静置的浇铸耙形件。该浇铸耙形件基本上是一个基本上横向于输送方向进行定位的刚性管道。该管道具有大量的出口开口,通过这些出口开口能够排出反应性混合物。在文献EP2051818B1、WO2008/104492A2和WO2012/093129A1中描述了此类耙形件的不同设计。这种耙形件的主要问题在于,反应性混合物在经过较长的时间后会从外部孔开始发生粘结。浇铸耙形件内的材料在外部区域中的停留时间很长。此外,在该区域中流速通常较低,由于相应地调整流截面以防止该效应会导致:流路径最长的材料的总体流阻力相较于流路径最短的材料的总体流阻力而言变得很大,从而使得量分布变得不均匀。另一个问题在于差的寿命分布(Alters-verteilung),这是因为流路径最长的材料在其离开浇铸耙形件时的寿命明显老于流路径最短的材料。尽管提出了各种措施来解决这些问题,但是在此类浇铸耙形件内停留时间相对长且比表面积相对高的基本问题始终存在。
上述解决方案的问题在于,对以上解决方案而言,反应性混合物的至少一些部分——在材料被排出到大气中之前——具有相对长的流路径。该解决方案的其他缺点在于,该解决方案具有关于体积流而言相对大的比表面积。由于反应性的、粘性的反应混合物有可能随着时间的流逝粘结在表面上,所以有利的是将排出元件设计成具有关于体积流速而言尽可能小的比表面积。
一种关于这方面有利的解决方案在文献US2005/0222289A1的图5中有所公开。然而,这种具有一个中央射束和两个侧面射束的相对简单的解决方案所具有的缺点在于,这三个射束股导致在后续产品中有非常明显的汇流区域(Zusammenflieβzonen)。在这些汇流区域中会得到非常不均匀的和不利的单元定向(Zellorientierung),其会对机械性能产生负面影响。此外,对于仅三个射束股而言很难将处理过程设计成使得在汇流过程中没有过大的空气夹杂物(Lufteinschlüssen),这是因为对于仅三个射束股而言更加难以在材料已经达到上限之后避免反应性混合物的过度滚动因此,该解决方案并不适用于具有短的启动和上升时间(Steigzeit)的反应性的系统。
针对前述文献US2005/0222289A1中存在的问题的、借助于使用若干扁平射束喷嘴的涂覆的解决方案会带来其他问题:扁平射束相对高的动量可导致材料也会逆着传输方向进行流动。由于其为一个被展宽(breitgezogenen)的扁平射束,因此逆着传输方向流动的反应性混合物不可能通过使其横向传递从而避开射来的射束。相反,扁平射束会不可避免地碰撞到最初逆着传输方向流动的材料,其随后由在传输方向上移动的覆盖层带走。这会导致撞击出相当多的气泡。此外,使用扁平射束几乎不可能实现材料在宽度上的均匀分布。相较于借助各离散但是有定义的射束股所实现的有定义的分布而言,借助扁平射束实现的不确定的量分布(特别是在边缘处,由于表面张力确保了扁平射束从外侧被拉到一起,因此存在材料的积聚)在工艺技术的角度来看有更大的问题。因此,对于扁平射束的情况,实际上更加难以避免在上部覆盖层以下的空气夹杂物。
此外,在文献US2005/0222289A1中提出的处理过程——类似于文献EP1857248B1中所描述的处理过程——所具有的缺点在于,由于泡沫系统的反应性,难以防止材料在分配系统的壁上粘结,甚至在若干小时生产的情况下也是如此。
此处应当注意的是,优选要使用反应性很强的系统以避免所谓的奥氏熟化(Ostwald-Reifung)的效应,在奥氏熟化的情况下,泡沫中小的气泡——特别是在上升时间结束时——会通过扩散到相邻的较大气泡中而消失。而这会使得隔热性能劣化。对于较快的系统而言,该处理过程被限制到较短的时间窗,因此较快的系统能够被用于制造具有更好隔热性能的更精细单元的最终产品。奥氏熟化的效应例如在文献EP3176206A1中有详细描述。该公开文献中还讨论了泡沫结构中的精细单元结构关于隔热性能的重要性。
发明内容
有鉴于上述的各种问题,本发明的目的是进一步开发出一种通用的处理方法,该处理方法使得有可能确保将反应性混合物均匀地涂覆到连续移动的覆盖层上,而同时还要保证即使是在生产时间长和系统反应性强的情况下也能够可靠地避免反应性混合物在分配器的壁上粘结。本发明的另一基本目的是以如下方式涂覆材料,也就是使得反应性混合物的寿命在一个与输送方向正交的假想平面上是尽可能一致的。不同射束股的非一致寿命分布会导致以下问题,即不同射束股的聚结以及最终产品不一致的物理性能,根据本发明这是应当避免的。此处特别关键的效应是,复合元件在冷却时会因内部应力发生弯曲,并且不再平坦。此外,该目的是在将反应性混合物涂覆到覆盖片上时避免或者最小化撞击出气泡。
本发明的目标的解决方案的特征在于,在与正交于输送方向的平面相交时,在从喷嘴开口排出的每个射束中的反应性混合物的(平均)寿命与所有射束的算数平均值之差为最大0.5秒,其中,分配器具有最大2.0cm2/(cm3/s)的体积流比表面积(和反应性混合物接触的表面积与通过分配器的反应性混合物的体积流之间的比率)。
首先,在中央混合元件中将多种组分混合为反应性混合物,随后将其输送至分配器的入口。反应性混合物通过喷嘴开口被排放到空气中,并且以自由的射束(即呈抛物线的形状)到达覆盖层。覆盖层通常在水平输送方向上移动。
至少五个喷嘴开口的选择具有以下优点:即使在汇流区域中也能够实现相对有定义的单元定向。期望的单元定向是:其中,单元还要——特别是在上部覆盖层的正下方的区域中——在垂直方向上稍微拉伸,因为这会对板的机械性能产生积极的影响。对少于五个射束股而言,当反应性混合物已到达上限之后,单个射束股被非常强地向外压。这导致在汇流区域中混乱且不利的单元定向。此外,对于至少五个射束股而言,当反应性混合物已到达上限之后,更容易避免材料的过度滚动。
有利的是在喷嘴开口处提供清洁的导流边缘(Abrisskante),从而使得在喷嘴开口的出口侧不会形成轮缘(Kragen),此类轮缘有可能在较长时间的生产期间对材料的空中轨迹(Flugbahn)产生不利的影响。在这一方面,优选的是提供一种锥形的外喷嘴轮廓(大于90°)。
所提出的设计方案还确保了要制造的产品的角部和边缘区域以反应性混合物正确地填充。
由于反应性混合物的射束在覆盖层上的碰撞点基本上成一直线,在这一方面特别且优选地提出的是,在覆盖层上的所有碰撞点均位于在输送方向上跨最大200mm——优选最大100mm——的距离延伸的部分上。因此,射束在连续移动的覆盖层上的碰撞点优选在输送方向上的最大200mm的通道(Korridor)内。这确保了良好的寿命分布。分配器的操作参数(特别是反应性混合物的体积流和压力)及其几何设计(特别是各喷嘴或喷嘴开口在分配器上的位置和定向)被专门设计,以便实现上述处理程序。
反应性混合物在分配器中优选跨最长150mm的长度从入口被引导至喷嘴开口。该设计具有的优势在于,材料在分配器中的壁上发生的粘结较少。特别地,在结合高流速的情况下,该不利效应被进一步减少。在这一方面,特别且优选地提出的是,反应性混合物从喷嘴开口的(平均)出口速度在1.5m/s与5.0m/s之间。上述范围已被证明是最佳的范围,因为太低的速度意味着射束不能够达到足够远的位置,或者因此,分配器的位置必须非常高。然而,过高的速度则会导致在涂覆期间产生喷雾。
此外,优选地的是,反应性混合物在分配器中的(平均)停留时间最大为0.15秒。为了防止在分配器的壁上粘结,此类短的停留时间对于反应性系统而言是特别有利的。
混合物在特定点的寿命被理解为:从反应性混合物进入分配器的入口开始直至其到达该特定点所经过的时间。因此,在不同射束股中的反应性混合物的平均寿命——在正交于输送方向的假想平面中——彼此之间相差最大不超过1秒。这种有利的寿命分布对于避免制成的组件中的内部应力而言是特别有利的,其中所述内部应力会导致组件在冷却期间翘曲。
反应性混合物的所有射束——在横向于输送方向的方向上——优选以相等的距离碰撞覆盖层。特别地,相邻射束之间距离的20%的公差范围适用于反应性混合物的所有射束。因此,对于射束在横向于传输方向的连续移动轨道上的碰撞点,存在具有最大+/-10%公差的等距距离。此种均匀的分布对于所有射束股——材料在到达覆盖层之后——的均匀合并是非常重要的。否则,可能难以实现完全填充或者良好的密度分布。不均匀的分布还能够在冷却期间导致内部应力,该内部应力会随后导致制成的板的变形。
两个侧向最外侧的喷嘴开口优选在两个方向上排出反应性混合物,所述两个方向共同形成了一平面,其中,两个方向以在90°与180°之间的角度相交。在这一方面,从两个外部喷嘴发出的射束的速度向量位于包括上述角度的垂直对齐的平面内。
根据本发明的体积流比表面积是与反应性混合物接触的表面和通过分配器的反应性混合物的体积流之间的商。此类低的比表面积反过来对于反应性系统——为了防止在分配器的壁上粘结而言——是非常有利的。
优选地,分配器的宽度在(水平并且)横向于输送方向的方向上是待生产隔热板的宽度的最大25%,优选为该宽度的最大15%。
对于移动的覆盖层,分配器优选被静态布置。
所生产的隔热板的宽度通常为大约1200mm;对于各种应用而言也可提供在600mm与1500mm之间的宽度。
附图简述
在附图中示出了本发明的实施方式。在附图中示出的是:
图1示意性地显示了分配器(即分配器元件)的立体图,借助该分配器能够将反应性混合物涂覆至覆盖层以生产隔热板;
图2显示了通过分配器的截面,其中包括被绘出的通往一个喷嘴开口的流路径;
图3显示了分配器的顶视图,其中包括从该分配器发出的反应性混合物的射束;
图4显示了分配器的前视图;以及
图5显示了分配器的侧视图。
附图标记列表:
1 隔热板(泡沫复合元件)
2 覆盖层
3 由隔热材料构成的层
4 反应性混合物
5 分配器的入口
6 分配器
7 流路径
8 喷嘴开口(喷嘴)
8' 喷嘴开口(喷嘴)
8” 喷嘴开口(喷嘴)
9 上侧
10 射束
11 碰撞点
11' 碰撞点
11” 碰撞点
12 线路
13 部分(公差范围)
B 宽度
F 输送方向
Q 横向于输送方向的方向
T 公差范围
BV 分配器的宽度
a 在两个最外侧碰撞点之间的距离
b 相邻射束之间的距离
α 角度
具体实施方式
图1示意性地显示了用于生产隔热板1(该隔热板作为泡沫复合元件)的装置,所述隔热板1通过将聚氨酯反应性混合物4形式的由隔热材料3构成的层涂覆到覆盖层2来生产。隔热板1具有宽度B。
此处,覆盖层2在静态的分配器6下方——反应性混合物4从该分配器6排出——在输送方向F上以恒定的速度移动。
正如能够从与其他附图有关的描述中看出的,聚氨酯反应性混合物4以多个射束10的形式从分配器6排出,即,反应性混合物4通过分配器6中的喷嘴开口8喷出,从而使得其作为按照自由抛物线形式的自由射束到达覆盖层2,正如在图1中最好地看出的,其中射束在相应数量的碰撞点11处接触到覆盖层2的上侧9。
在所示实施方式中提供了十一条射束10,其中根据本发明,射束10的数量至少为五条;而七条和九条射束10也已被证明是特别有效的。同样重要的是,反应性混合物4的相应射束10在覆盖层2上的上述碰撞点11基本上位于一条直线12上,该直线12横向于输送方向F延伸,该直线12的方向以Q来表示。进一步提出的是,两个侧向最外侧的碰撞点11'与11”之间的距离a(见图1)为宽度B的至少70%。
射束10基本上沿直线12到达覆盖层2的事实是由以下方式规定的,即所述碰撞点11要位于部分13内(见图1),其优选在输送方向F上跨最大100mm的距离延伸。
分配器6的宽度BV(见图4)——即其在水平且横向于输送方向F的方向Q上的延伸部分(并因此也称为分配器6配有喷嘴开口8的区域的宽度)——优选为待生产的隔热板的宽度B的最大25%,特别优选为所述宽度B的最大15%。
单个射束10应当在方向Q上尽可能等距离地到达覆盖层2的上侧9。图1表明,为此目的,在单个射束10等距间隔的基础上,所述碰撞点11应当位于公差范围T内,其优选为相邻射束10之间的距离b的最大20%。
因此,在所示实施方式中,从分配器6排出十一条射束10,其达到在水平方向上连续移动的覆盖层2,并随后以十一条射束股的形式进一步输送。
分配器6的细节能够在其他附图2至5中找到。
图2示出了通过分配器的截面,其中,该截面正好穿过总共十一条流路径7中的中央一条流路径。根据该图能够看出,分配器6具有入口5,通过该入口能够从混合器(未示出)送入反应性混合物4。随后,反应性混合物4沿着流路径7传送以便到达喷嘴开口8,通过喷嘴开口8能够按上述方式作为射束10被喷出。为了防止粘结,流路径7优选最长为150mm。
根据图3的顶视图显示了,两个最外侧喷嘴开口8'和8”被布置成使得从其发出的喷射方向包括在90°与180°之间的角度α。因此,所绘出的直线指明了两个最外侧喷嘴8'和8”的纵向轴线。
正如附图中进一步示出的,喷嘴开口8在输送方向F上喷射反应性混合物4,即随着覆盖层2的移动,反应性混合物4在静态设置的分配器6下方在输送方向F上以恒定速度移动。
正如能够从与各喷嘴开口8的布置和取向有关的附图3至5看出的,各喷嘴开口或喷嘴相对于水平方向以差别很大的角度进行布置。外侧喷嘴开口相对于水平方向以小得多的角度进行布置。此种精巧的设计确保了上述目标,即以给定的操作参数在横向Q上沿着直线12彼此相邻地布置碰撞点11。
借助于所提出的设计方案实现的是,反应性混合物4最终作为非常均匀的层3被涂覆到覆盖层2上,从而能够优化待生产的隔热板的质量。
Claims (10)
1.一种制造具有预定宽度(B)的隔热板(1)的方法,所述隔热板(1)包括至少一个覆盖层(2)和位于所述至少一个覆盖层(2)上的由隔热材料构成的层(3),优选包括两个覆盖层(2),所述由隔热材料构成的层(3)位于所述两个覆盖层(2)之间,其中,所述隔热材料的制造是通过计量反应性混合物(4)的至少两种成分,混合所述至少两种成分并且将其送至分配器(6)的入口(5),其中,所述反应性混合物(4)在所述分配器(6)中沿着流路径(7)被引导至多个喷嘴开口(8)并且通过所述喷嘴开口(8)排出,其中,所述反应性混合物(4)被涂覆到所述至少一个覆盖层(2)的上侧(9),所述至少一个覆盖层(2)在输送方向(F)上相对于所述分配器(6)移动,
其中,所述反应性混合物通过至少五个喷嘴开口(8)排出,
其中,所述反应性混合物以自由的射束(10)的形式由每个喷嘴开口(8)涂覆到所述覆盖层(2)的上侧(9),
其中,所述反应性混合物(4)的射束(10)在所述覆盖层(2)上的碰撞点(11)基本上位于一条与所述输送方向(F)呈横向地(Q)延伸的线(12)上,并且
其中,两个侧向最外侧的碰撞点(11'、11”)之间的距离(a)为宽度(B)的至少70%,
其特征在于
在与正交于所述输送方向(F)的平面相交时,在从所述喷嘴开口(8)排出的每个射束(10)中的反应性混合物(4)的寿命与所有射束(10)的算数平均值之差为最大0.5秒,其中,所述分配器(6)具有最大2.0cm2/(cm3/s)的体积流比表面积,所述体积流比表面积被定义为和所述反应性混合物(4)接触的表面积与通过所述分配器(6)的所述反应性混合物(4)的体积流之间的比率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述覆盖层(2)上的所有碰撞点(11)位于在传输方向(F)上跨最大200mm,优选跨最大100mm,的距离延伸的部分(13)上。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应性混合物在所述分配器(6)中跨最长150mm的长度从所述入口(5)被引导至所述喷嘴开口(8)。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应性混合物(4)从所述喷嘴开口(8)的出口速度在1.5m/s与5.0m/s之间。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应性混合物(4)在所述分配器(6)中的停留时间最大为0.15秒。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应性混合物(4)的所有射束(10)在横向于所述输送方向(F)的方向(Q)上以相等的距离碰撞所述覆盖层(2)。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,相邻的射束(10)之间距离(b)的20%的公差范围(T)适用于所述反应性混合物(4)的所有射束(10)。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,两个侧向最外侧的喷嘴开口(8'、8”)在两个方向上排出所述反应性混合物(4),所述两个方向共同形成了一平面,所述两个方向以在90°与180°之间的角度(α)相交。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分配器(6)的宽度(BV)在横向于所述输送方向(F)的方向(Q)上是待生产的所述隔热板(1)的宽度(B)的最大25%,优选为所述隔热板(1)的宽度(B)的最大15%。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对于移动的所述覆盖层(2),所述分配器(6)被静态布置。
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