用于对中空本体发泡的方法及装置制造方法及图纸

一种用于对封闭在容置模具(3)内的中空本体(2)、诸如冰箱柜子(2)发泡的方法，其设计为将高活性化学混合物(M)注入所述预加热的本体(2)的腔(4)中，使得所述混合物在真空条件下膨胀。支撑台(6)对所述中空本体(2)的下壁恒温控制，恒温控制热传递流体在插入以及保持在所述容置模具(3)内期间流过所述支撑台。具体地，沉积有树脂的所述中空本体(2)的下壁的表面被加热以促进泡沫的快速和高效膨胀。所述模具(3)的侧向容置和反作用壁也具有热调节功能，就像公元件(48)，并且执行所述中空本体(2)的热控制动作；另外，通过适当的垫片获得发泡所需的真空条件。

Method and device for foams of hollow body

A method for foaming a hollow body (2) enclosed in a holding mold (3), such as a refrigerator (2), is designed to inject highly reactive chemical mixture (M) into the cavity (4) of the preheated body (2), so that the mixture expands under vacuum. The supporting platform (6) controls the lower wall constant temperature of the hollow body (2), and the constant temperature control heat transfer fluid flows through the supporting platform during insertion and keeping in the holding mold (3). Specifically, the surface of the lower wall of the hollow body (2) of the deposited resin has been heated to promote the rapid and efficient expansion of the foam. The lateral holding and reaction wall of the mould (3) also has the thermal regulation function, which is like the ad (48), and performs the thermal control action of the hollow body (2). Besides, the vacuum condition for foaming is obtained through proper gaskets.

【技术实现步骤摘要】
用于对中空本体发泡的方法及装置
本专利技术涉及一种用于在真空条件下用聚氨酯混合物对中空本体发泡的方法和装置。根据本专利技术的中空本体尤其但不排他地包括由两个半壳体或相对布置的板组成的家用、商用或工业类型的冰箱柜子，这两个半壳体或相对布置的板在组装条件下限定了腔，所述腔中注入有一定剂量的聚氨酯混合物从而形成绝缘泡沫。所注入的聚氨酯混合物通过化学反应并且按照流动泡沫的形式膨胀，直至中空本体的腔被完全填充，形成热绝缘层，该热绝缘层还具有赋予中空本体结构刚性的附加功能。
技术介绍
在冰箱门和柜子的中空壁内注入聚氨酯泡沫已经有一段时间了，这不仅是为了获得所需的热绝缘，而且还是为了通过赋予中空本体机械阻力和坚固特性、随着时间的形状稳定性同时限制其重量来加固所述发泡中空本体的结构。聚氨酯泡沫层还具有保持柜子的整体性、抵抗有利于形成冷凝物和铁锈的条件的功能。因此，发泡过程提供了使得冰箱柜子或任何其他中空本体结构上加固并且热绝缘的双重功能。诸如本申请人的专利文献EP1778449B1中描述用于对冰箱柜子发泡的已知装置，该装置包括封闭在腔室内的常规的发泡夹具，在该腔室内获得一定水平的真空以有利于发泡过程。当适当地应用时，真空有利于并且加速聚氨酯混合物的膨胀，并且这允许使用快速的聚氨酯配方以及形成具有小单元结构和均匀密度的泡沫并且因此提供整个中空本体的更好绝缘。随后，在本申请人的专利文献WO-A-2010/094715中提出了另一种装置，该装置被设计成在真空条件下通过使用发泡单元改善发泡，这减小了待抽吸的空气体积以及减少了生产周期时间。此后，在本申请人的专利文献US8894402中提出了另一种装置，该装置与先前的装置相比具有改善的结构并且具有自动地快速适应待发泡的各种大小的柜子的技术特征。以上描述的系统在所获得的发泡量方面上得到了很好的结果。然而，仍存在改进的余地。事实上，鉴于发泡过程在世界规模生产的各类冰箱(家用、商用和工业)的巨大重要性，因此考虑到大量的生产，在减少注入、发泡膨胀以及所加工的对象的脱模时间方面追求改进总是令人期望的并且在经济上富有成效的。另外，总是强烈地需要获得更均匀的密度分布，作为获得最小密度之外的另一个步骤；这将减少总密度，因此导致使用更少的原材料和增加发泡柜子的绝缘能力。为了解释在发泡过程中的仍然存在的问题，需要澄清如下所述的一些方面。在冰箱柜子的发泡过程中，标准的做法是限定通过在发泡物体的各个点对反应泡沫进行取样获得的最小密度值来确保发泡物体在泡沫固化期间不受到畸变或变形。最小密度值是通过取样确定的，不仅是在发泡物体的各个点，而且还通过分析从实际生产取出的各个样本。因此，在发泡柜子中，存在泡沫具有最小密度值的区域以及泡沫具有更高密度值的区域，根据可获得的密度均匀性或多或少加重。如果适当的最小密度值是28÷36克/升，可能存在高于所述最小密度值的密度4-6克/升。所追求的目标是优化发泡过程，从而获得与所制定的最优最小密度相比不超过1-2.5克/升的密度变化的泡沫分布。还应当注意，混合物较高的反应率(即，减少的聚合时间)产生了更小的泡沫单元，有益地增加了热绝缘。更确切地，泡沫单元在其形成期间逐渐地减小其薄膜的厚度，直至薄膜破裂；因此泡沫单元坍塌成更大的单元，并且这些单元趋于增大，直至聚合过程停止这个现象。自然地，较高的反应率意味着更快的聚合反应以及因此减少的上述对于良好的热绝缘是不利的坍塌和扩大现象。常规的发泡系统仍未解决一些问题。尤其是，在发泡过程期间，膨胀的聚氨酯混合物在其沉积、流动和膨胀期间倾向于诱捕气泡。这些气泡往往在泡沫的表面上浮动，与其中出现气泡的冰箱柜子或门的腔的上壁接触。当与上壁接触时，较大的气泡坍塌。由于其向上行进速度更慢而无法及时到达表面的较小的气泡仍被陷于固化泡沫的中间，对热绝缘能力的缺陷/不均匀性产生了负面影响，并且还引起在封闭泡沫的表面上形成小凸块或凸起形式的可见缺陷。通常来说，通过用于对冰箱柜子发泡的过程，混合物沉积在下部底部区域(例如，冰箱柜子的后壁)，混合物从此处膨胀并且开始朝向空的部分流动，这些空的部分位于浆的侧面并且然后位于连续的壁中。填充过程借助于形成并膨胀泡沫的气压所施加的推力而发生；通过泡沫与其接触的壁的更高温度刺激气体的形成。事实上，与壁的热表面接触减小了与壁接触的液体膜的粘度，并且促进了形成进一步减小泡沫的表观粘度的膨胀气泡；同时，壁压力被传送到泡沫，在泡沫上施加推力，这使得泡沫更快流动到空的部分。泡沫膨胀推力由大气压力和在泡沫沿着壁流动时出现的粘性摩擦抵消。膨胀推力还由可能的内部气体压力梯度抵消，这是由于内部气体压力梯度在流过柜子窄处时遇到的阻力，这种阻力使得其朝向外部环境的排出变慢。沿着膨胀路径的粘性摩擦和对抗泡沫的前述气体压力梯度是确定完整地填充冰箱柜子所需的流动时间并且因此限制混合物的估计反应率的重要因素。粘性摩擦和压力梯度还是平均泡沫密度增加以及沿着膨胀路径的非常不均匀的密度分布的原因。等待一定时间才能完整地填充柜子的腔(即，直到距离混合物的沉积区域最远的腔的区域也到达并填充)的需要限制了循环的生产率。另外，前述反应率限制使得单元扩大并且热绝缘能力相对降低。灌注有反应树脂的底面上的低且不均匀的温度的存在也可能形成硬皮，即，与不会从其产生泡沫并且因此不具有热绝缘能力的壁接触的层；另外，相关区域内的活性混合物的平均密度显著地增加。同样重要的强调与在中空本体的腔内注入混合物相关的其他方面，如下所述。目前，通过在压力下将至少两种化学反应的液体组份的剂量供给到高压型混合设备来注入聚氨酯混合物，所述高压型混合设备通过湍流混合将压力能转化成混合能。通常，一般被称为混合头的高压混合设备包括相继连接的、安装有合适的清洁装置的一个或多个腔室，通过合适的喷嘴或节流阀在这些腔室内供给化学组份，使得具有较高动能的液体聚氨酯组份的抛掷彼此相会并碰撞，产生使得其混合的强烈湍流；混合物然后沿着将其向外输送的圆柱形出口导管流动。一旦活性混合物的输送已经结束，滑动清洁构件沿着导管移动以移除残留物并将其向外排出。因此，混合设备输送液体或部分预膨胀的聚氨酯混合物的流或射流，该流或射流的流率和速度取决于单个组份的流率和混合设备的输送导管的截面。例如在本申请人的专利文献US-A-4.332.335中描述了一种高压混合设备。通常，所输送的混合物的流是层状的或凝聚的，高达某个输出流速；在更高速度下，流表现出凝聚损失和随着流率增加而增加的剧烈湍流。为了将聚氨酯混合物注入柜子的腔中，如例如EP1781457所示，高压混合装置的输送导管一般被引入设置在两个壳体之间的腔的一侧上的孔中，在所选择的一个或多个点处，使得混合物沉积在腔中，然后当膨胀时，混合物可以流动并填充所有空间。混合物必须按照适当的方式注入从而避免以下描述的某些缺点。首先，重要的是避免形成使得混合物的流动不规律的涡流、波纹和飞溅，这造成摄入空气并且造成所获得的泡沫的结构和密度不均匀。在过去，已经提出了各种技术权宜之计来尝试改善这种制模技术的注入操作。这些权宜之计之一例如由专利文献DE-A-10243873所提出的解决方案表示，该解决方案设想了一种混合装置，该混合装置安装有延伸到待填充的腔内的长供应管；聚氨酯混合物按照预定的速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对封闭在容置模具(3)内的中空本体(2)，特别是冰箱柜子(2)发泡的方法，所述中空本体(2)包括限定了发泡腔(4)的第一半壳体(2’)和第二半壳体(2”)，所述发泡腔具有主导长度尺寸(DL)，其中，第一聚合物组份(A)和至少一个第二聚合物组份(B)的高活性化学混合物从所述中空本体(2)的第一端(5)被注入至相对于所述第一半壳体(2’)靠下的所述第二半壳体(2”)的内表面(14)上，将所述高活性化学混合物沉积在不同的区域上并且使其在真空条件下膨胀，其中，在所述中空本体(2)被插入所述容置模具(3)内之前，对所述中空本体(2预加热，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑在将所述中空本体(2)插入所述容置模具(3)和保持在内期间，通过用恒温支撑台(6)支撑所述中空本体(2)，使所述中空本体(2)的所述内表面(14)保持适当地预加热；‑将支撑所述中空本体(2)的所述恒温支撑台(6)从位于所述容置模具(3)外部的位置移动到所述中空本体(2)被容纳在所述容置模具(3)内的内部位置，‑在所述恒温支撑台(6)内循环由热源(13)所提供的热传递流体，以用于对所述中空本体(2)恒温控制，所述热传递流体在导管(13A，13B)内流动，所述导管是柔性管以适应所述恒温支撑台(6)的水平和竖向移动，‑从所述第一端(5)注入第一剂量的活性混合物，生成混合物(M)的凝聚的射流(J)，所述射流具有初始的质量流率...

【技术特征摘要】
2016.08.01 IT 1020160000808351.一种用于对封闭在容置模具(3)内的中空本体(2)，特别是冰箱柜子(2)发泡的方法，所述中空本体(2)包括限定了发泡腔(4)的第一半壳体(2’)和第二半壳体(2”)，所述发泡腔具有主导长度尺寸(DL)，其中，第一聚合物组份(A)和至少一个第二聚合物组份(B)的高活性化学混合物从所述中空本体(2)的第一端(5)被注入至相对于所述第一半壳体(2’)靠下的所述第二半壳体(2”)的内表面(14)上，将所述高活性化学混合物沉积在不同的区域上并且使其在真空条件下膨胀，其中，在所述中空本体(2)被插入所述容置模具(3)内之前，对所述中空本体(2预加热，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-在将所述中空本体(2)插入所述容置模具(3)和保持在内期间，通过用恒温支撑台(6)支撑所述中空本体(2)，使所述中空本体(2)的所述内表面(14)保持适当地预加热；-将支撑所述中空本体(2)的所述恒温支撑台(6)从位于所述容置模具(3)外部的位置移动到所述中空本体(2)被容纳在所述容置模具(3)内的内部位置，-在所述恒温支撑台(6)内循环由热源(13)所提供的热传递流体，以用于对所述中空本体(2)恒温控制，所述热传递流体在导管(13A，13B)内流动，所述导管是柔性管以适应所述恒温支撑台(6)的水平和竖向移动，-从所述第一端(5)注入第一剂量的活性混合物，生成混合物(M)的凝聚的射流(J)，所述射流具有初始的质量流率和所述射流(J)的平均动能(Ecin,sp)；-在注入期间通过保持所述射流(J)的凝聚条件，在所述发泡腔(4)的中间区域(7)内形成混合物浆(Z1)；-通过所述射流(J)的动能推力，使得混合物浆(Z1，Z1’)朝向所述发泡腔(4)的与所述第一端(5)相对的第二端(8)向前滑动并分布，直到所述混合物(M)的浆的向前延伸到达所述发泡腔(4)的所述主导长度尺寸(DL)的至少50％、优选地至少60％；-在满足所述射流(J)的凝聚条件下减小质量流率和平均动能(Ecin,sp)，继续注入所述活性混合物(M)，并且完成对所述中空本体(2)的所述腔(4)进行过度填充所需的树脂引入，在所述活性混合物(M)的膨胀和聚合期间，保持所述中空本体(2)恒温并在相对于外部环境压力较低的内部压力条件下封闭在所述容置模具(3)内。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述射流(J)的凝聚条件中的粘度(μ)是通过根据以下关系式遵循“剪切率”与所述射流(J)的积分平均速度Vm,Ecin的平方之比来实现的：其中，A和B是具有以下关系的实验常量：A≥52，单位是s/m2,0.012≤B≤0.016μ是所述混合物M的粘度，单位是Pa·sρ是密度，单位是Kg/m3，并且其中，所述“剪切率”反映高压混合设备(10)的圆柱形的流出导管的出口处的层流速度梯度，所述梯度取决于所述圆柱形的流出导管的半径、流体的流率和粘度，并且剪切率由关系式限定，其中，vzm是流体沿着流出导管的纵向方向的速度并且其中，所述积分平均速度Vm,Ecin是：单位是m/s并且，ro是所述流出导管的半径，单位是m，且0.007≤ro≤0.036。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发泡腔(4)中具有介于600绝对毫巴和900绝对毫巴之间的真空度，以增加所述活性混合物的膨胀速度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，从所述发泡腔(4)的泡沫填充率达到85％开始，直至所述发泡腔(4)被完全填充，所述中空本体(2)内的所述较低的内部压力逐渐减小。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，具有密度(ρ)的所述射流(J)在凝聚条件下在相对于所述第二半壳体(2”)的内表面(14)的高度(h)处以沿着相对于水平面具有0度到15度的出射角的轨迹分配，出射的积分平均速度为Vm,Ecin，由于所述射流(J)自身的推力水平至少达到所述主导长度尺寸(DL)的50％、优选地至少达到60％，由此得到所述射流(J)所实现的最大飞行距离(Xg,m)与所述混合物浆(Z)的向前滑动距离(Xs)之和(Xtot)，其中，所述最大飞行距离(Xg,m)是指所述射流(J)在飞行时行进直至与所述内表面(14)接触的飞行距离，所述滑动距离(XS)是指所述混合物浆在所述内表面(14)上的粘着滑动距离，所述最大飞行距离(Xg,m)和所述滑动距离(XS)满足以下定律：xtot＝xg,m+xs其中是质量流率，r0是混合头的出口截面的半径，μ是树脂的动态粘度，h是所述流出导管的平均截面的高度，Xcrs是所述流出导管的长度并且6·r0≤Xcrs≤30·r0，g是重力加速度，k是无量纲项并且k＝K1.Kpar，其中，K1源自所进行的改变流率和测量所述液体浆的最终前移的实验研究，其在2到2.6之间变化，以及Kpar取决于所述流出导管的几何形状以及所述树脂的运动粘度，其由以下关系式表示项(1-e-αt)是瞬态时间因子(如果t＝0，则等于0，并且如果t→∞，则等于1)，所述混合物浆(Z)随秒为单位的时间变化的流量取决于该瞬态时间项，α介于0.2l/s与0.51/s之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，用于对灌注有所述活性混合物的所述内表面(14)恒温控制的所述恒温支撑台(6)内循环的所述热传递流体的温度(Tcontr)配置成使得：在所述容置模具(3)内插入所述中空本体(2)期间以及在所述发泡腔(4)的注入和填充的第一时间段期间，将热量传递到所述内表面(14)，并且之后在用于完成并稳定所述腔(4)内的泡沫定型的第二时间段期间，从所述中空本体(2)的所述内表面提取热量。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述射流(J)以使得所述混合物浆(Z1，Z1’)的前移能够到达所述中空本体(2)的所述主导长度尺寸(DL)的50％～100％的第一高流率值(Q1)分配有第一量的聚合物混合物，并且之后在0.5秒～1.5秒的时间内将所述流率从所述第一高流率值(Q1)递减至约等于所述第一值(Q1)的一半的第二值(Q2)来分配第二量的聚合物混合物，所述第二量为所述第一量的35％～70％。8.根据权利要求7所述的方法，其中，连续地测量各所述聚合物组份(A，B)的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·沃尔帕托，毛里齐奥·科尔蒂，萨穆埃莱·赞皮尼，
申请(专利权)人：康隆股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT