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De la demande d'informations sur une ligne de moussage en continu à la mise en place d'une production de mousse intégrée
Contexte du projet

En septembre 2021, nous avons reçu une demande de renseignements de M. Abdullah, un client saoudien. Il prévoyait de construire une nouvelle usine de mousse PU destinée aux marchés saoudien et yéménite, principalement pour la production de meubles et de matelas en mousse PU souple. Il envisageait également d'y intégrer des étapes de transformation en aval.

Le client disposait de main-d'œuvre locale pour le moussage et de certaines conditions de production de base. Au fur et à mesure de l'avancement du projet, une planification coordonnée des produits cibles, de la configuration des équipements, de l'agencement de l'usine et du lien entre le moussage et les étapes de traitement en aval s'est avérée nécessaire.


Comment le périmètre du projet s'est élargi

La demande initiale du client portait sur une ligne de moussage en continu. Au fil des discussions, le périmètre du projet s'est élargi pour inclure la production de mousse recyclée et les équipements de découpe nécessaires aux étapes de traitement ultérieures.

Un point important à prendre en compte était la gestion des chutes de mousse suite à l'augmentation de la production. Le marché local de la mousse recyclée était relativement dynamique, tandis que le prix de vente local des chutes de mousse en balles était faible. Avec l'augmentation prévue de la production, l'usine devrait générer régulièrement des chutes de mousse. Transformer ce matériau en mousse recyclée offrirait une valeur ajoutée à long terme supérieure à celle de sa vente directe comme rebut de faible valeur.

Le client a donc décidé d'ajouter une ligne complète de production de mousse recyclée. Dans une perspective de production et de marché à long terme, l'association de la ligne de moussage continu à la production de mousse recyclée était mieux adaptée à l'échelle prévue de l'usine.

Le projet comprenait également les équipements de découpe nécessaires en aval. La machine de découpe de mousse CNC a été choisie pour les pièces en mousse profilées utilisées dans la fabrication de meubles et de matelas. Deux machines de découpe circulaires permettaient de découper plusieurs blocs de mousse au cours d'un même cycle, tandis que la machine de découpe verticale était principalement utilisée pour le détourage des blocs et la réalisation de coupes droites avant les étapes de traitement ultérieures.

En fonction des contraintes de l'usine, nous avons élaboré un plan d'implantation détaillant le placement des équipements, le flux de production, la liaison entre le moussage et les étapes de traitement en aval, ainsi que l'espace de travail des opérateurs. Grâce à plusieurs réunions vidéo, le client a pu observer le processus de production de mousse flexible, notamment le fonctionnement de la ligne de moussage continue et son raccordement aux étapes de découpe et de traitement en aval. Les discussions ont également porté sur l'exploitation quotidienne, les différences pratiques entre les conceptions d'équipements et les configurations les plus adaptées à ce projet.


La machine à mousse recyclée achetée par ce client


Pourquoi le client nous a finalement choisis

Le client a comparé les propositions de plusieurs fournisseurs d'équipements avant de prendre sa décision finale. Ce qui a distingué Sabtech, ce n'était pas seulement sa capacité à fournir les machines requises, mais la plus grande confiance du client dans notre communication, notre compréhension du projet et notre approche du développement de la solution.

1. Communication réactive avec un suivi clair
Au fur et à mesure de l'avancement du projet, les questions du client ont reçu des réponses rapides et directes. Les détails confirmés lors des discussions précédentes ont été intégrés à la planification ultérieure, permettant ainsi au projet de progresser de la demande initiale au plan d'équipement final sans avoir à revenir sans cesse sur les mêmes points.

2. Une planification spécifique au projet plutôt qu'un forfait standard
La solution proposée a été élaborée en tenant compte des produits cibles du client, des conditions de production, des opérateurs de moussage en place et des exigences de traitement en aval. Le plan d'équipement et l'agencement de l'usine ont été conçus en fonction du fonctionnement prévu, et non présentés comme un ensemble d'équipements standard.

3. Recommandations fondées sur la production réelle de mousse
Au cours de plusieurs réunions vidéo, le client a pu observer un processus de production de mousse flexible et discuter du fonctionnement quotidien, des différences pratiques entre les conceptions d'équipements et des choix de configuration.

Après avoir comparé les fournisseurs, le client avait davantage confiance dans la compréhension globale du projet par Sabtech et nous a choisis pour la commande complète d'équipement.


Contenu final des achats
Après confirmation du plan, le client a finalisé l'achat en mai 2022. L'acquisition comprenait : un complet ligne de production de mousse en continu pour la production de mousse PU vierge et flexible utilisée dans les applications de meubles et de matelas une ligne de production de mousse recyclée, comprenant : machine à mousse remaniée , chaudière à vapeur, machine à déchiqueter la mousse pour la production de mousse recyclée un machine de découpe de mousse CNC pour la découpe de pièces en mousse profilées nécessaires à la fabrication de meubles et de matelas deux machines de découpe de mousse circulaires pour découper plusieurs blocs de mousse en une seule opération afin de réduire le temps de traitement un machine de découpe de mousse verticale pour ébarber les bords des blocs de mousse et effectuer des coupes droites avant toute transformation ultérieure

Ligne de chargement de mousse recyclée


Machine de chargement de mousse continue et machine de découpe de mousse


Installation à distance et mise en production

L'équipement est arrivé à l'usine du client en juillet 2022. Les restrictions de voyage liées à la pandémie ayant empêché notre ingénieur de se rendre sur place, l'assistance à l'installation et à la mise en service a été assurée à distance. La mise en service a été finalisée en octobre et la production a démarré en novembre 2022.

Après la mise en production de l'installation initiale, le client a passé deux commandes supplémentaires afin d'accroître la capacité de traitement en aval de l'usine et les applications des produits. Le développement ultérieur de l'usine est décrit dans Comment une usine saoudienne de mousse PU s'est développée au-delà de ses lignes de production initiales.

Il existe de nombreuses raisons pour la fissuration de la mousse de polyuréthane, y compris les facteurs chimiques et mécaniques. Pendant la production, il est important de s'arrêter et d'inspecter, en s'assurant d'éliminer le phénomène de la fissuration. Vous trouverez ci-dessous quelques idées que nous avons résumées en fonction des années d'expérience en production, dans l'espoir d'inspirer tout le monde.


1. Changements soudains


Des changements soudains de la vitesse du convoyeur, des variations de l'utilisation du catalyseur ou un fonctionnement irrégulier du convoyeur peuvent provoquer la fissuration de la mousse. Ajustez soigneusement et progressivement les situations ci-dessus. Un changement significatif de la vitesse du convoyeur peut entraîner de grandes fissures dans les blocs de mousse.


2
Film en polyéthylène


Si le film cesse de bouger pour une raison quelconque, la mousse entrera en contact avec la surface statique, conduisant à la fissuration. Si cette situation se produit, vérifiez le rouleau d'enroulement du ré-étanche et examinez la séparation du film dans la zone de durcissement.


3
Formation de mousse autour de certaines substances


La mousse a tendance à se former autour de certaines substances, en particulier dans la goulotte d'alimentation, qui peut facilement provoquer la fissuration.


Avant la production, assurez-vous qu'il ne reste plus de résidus ni de débris dans l'assemblage de la tête de mélange, du tuyau d'alimentation et de la goulotte de décharge.


4
Amine excessive


Lorsqu'il est insuffisant octoate stanneux, l'amine excessive peut entraîner le même effet et accélérer le temps de montée. Par conséquent, le dosage de l'amine doit être réduit.


5
Octoate stanneux insuffisant


En raison de la réaction moussante plus rapide par rapport à la réaction de polymérisation, une mousse peut s'écouler, entraînant des fissures. Par conséquent, la quantité d'octoate stanneuse doit être augmentée.


6
Huile de silicone


La moussiation devient instable et sujette à la rupture, formant potentiellement des «dépressions» sur la mousse, il est donc nécessaire d'augmenter le dosage de l'huile de silicone.


7
Structure des petites bulles d'air


Les murs en mousse minces dus à la mousse peuvent provoquer des fissures. Pour résoudre ce problème: réduire la teneur en air, diminuer la vitesse de la tête de mélange ou augmenter la pression de la tête de mélange. Il est également nécessaire de modifier la dose du catalyseur octoate stanneux.



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Phase un : processus de nucléation gazeuse


Les matières premières réagissent en phase liquide ou dépendent de la génération de substances gazeuses et de la volatilisation du gaz au cours de la réaction. À mesure que la réaction progresse et qu’une grande quantité de chaleur est générée, la quantité de substance gazeuse générée et volatilisée augmente continuellement. Lorsque la concentration de gaz dépasse la concentration de saturation, de fines bulles de gaz commencent à se former dans la phase solution et montent. Alors que la réaction touche à sa fin, un phénomène laiteux apparaît dans le matériau polyuréthane liquide, connu sous le nom de « temps laiteux ».



Phase deux : processus d'autonucléation


A ce stade, la concentration de gaz continue d’augmenter et atteint un certain niveau. Après cela, la concentration de gaz diminue progressivement et de nouvelles bulles ne se forment plus. Le gaz présent dans la solution atteint progressivement une concentration de saturation d'équilibre. Au cours de cette étape, la viscosité du matériau liquide augmente progressivement et le gaz fusionne et se dilate continuellement dans la phase liquide progressivement visqueuse. Le volume des bulles continue d'augmenter. La phase liquide visqueuse formant la paroi externe des bulles s'amincit progressivement. En raison de la relation de tension superficielle entre les interfaces gaz et liquide, le volume des bulles augmente de petit à grand, se transformant progressivement d'une forme sphérique en une forme géométrique tridimensionnelle composée de films minces polymères, formant finalement une structure de réseau ouverte de trois dimensions. micropores dimensionnels. Dans le processus de synthèse de la mousse de polyuréthane, cette étape présente une expansion du volume du polymère et une montée de la mousse.



Phase trois:


Une fois que la concentration de gaz atteint un certain niveau, les bulles ne se forment plus. Avec la perméation du gaz, la concentration continue de diminuer, atteignant l'équilibre saturé final dans le processus de transition de la paroi en mousse polymère d'un état liquide visqueux à un état solide non coulant.

I. Avantages de la technologie de moussage sur site du polyuréthane:



La méthode de moussage sur site, de pulvérisation (ou de coulage) d'une couche isolante en mousse de polyuréthane présente une surface dans son ensemble sans joints, réduisant les pertes de chaleur, avec une efficacité de construction élevée, facile à répondre aux exigences de qualité, réduisant les procédures de construction et éliminant le besoin pour les revêtements anticorrosion sur les surfaces des tuyaux.



II. Principe du processus de construction de mousse de polyuréthane sur site:



Le principe du processus de moussage, de pulvérisation et de coulée de mousse plastique polyuréthane est que l'isocyanate de polyéther peut subir une réaction de polycondensation pour former du méthacrylate d'amine, qui peut générer le polyaminométhyléthyle requis, communément appelé mousse plastique polyuréthane. Des catalyseurs, agents de réticulation, agents moussants, stabilisants de mousse, etc., sont ajoutés simultanément lors de la réaction pour favoriser et perfectionner la réaction chimique.



Ces matières premières sont divisées en deux groupes, entièrement mélangées, puis pompées proportionnellement dans un pistolet pulvérisateur spécial par des pompes doseuses. Ils sont entièrement mélangés et pulvérisés sur la surface des canalisations ou des équipements dans le pistolet pulvérisateur ou le mélangeur verseur, réagissent, moussent et forment une mousse plastique en 5 à 10 secondes, qui durcit et se solidifie ensuite.



III. Méthodes de construction de mousse de polyuréthane sur site:



Méthode de pulvérisation : Selon cette formule, deux groupes de solutions sont stockés respectivement dans deux barils. Les matériaux sont filtrés vers la pompe doseuse, entraînée par un moteur pneumatique, et introduits dans le corps du pistolet via le tube de matériau. L'air comprimé régule le matériau dans la chambre de mélange, le mélange, puis le pulvérise sur le pipeline ou l'équipement pour mousser et se former.



Méthode de versement : Les deux groupes de solutions préparés sont stockés dans des barils, filtrés vers la pompe doseuse, entraînée par un moteur pneumatique et introduits dans le mélangeur verseur via le tube de matériau. De l'air comprimé est introduit dans le moteur de coulée, entraînant l'arbre d'agitation pour mélanger les deux groupes de matériaux, qui sont ensuite injectés dans le moule pour le moussage et le formage.



Précautions pour la construction de mousse de polyuréthane sur site:



Remuez le matériau à température ambiante pour le mélanger et réagir, puis versez-le rapidement dans l'espace à former. Pendant la construction, contrôlez le temps de réaction de moussage afin que le matériau mélangé après agitation soit à l'état liquide lorsqu'il est versé dans l'espace. Pendant le processus de moussage, des forces d’expansion importantes seront générées, c’est pourquoi un renforcement approprié doit être apporté à la couche intermédiaire de coulée ou au moule.

La production de mousse souple en forme de bloc utilise généralement le

machine à mousse par lots moussant

Processus, une méthode de production de type écart. Cette méthode a évolué à partir du moussage manuel en laboratoire. Le processus consiste à verser immédiatement les matériaux de réaction mélangés dans un moule ouvert ressemblant à une boîte en bois ou en métal, d'où le nom de « mousse en boîte ». Les moules (boîtes) pour mousse en boîte peuvent être rectangulaires ou cylindriques. Pour empêcher le bloc de mousse de former un dessus en forme de dôme, une plaque de recouvrement flottante peut être placée sur le dessus de la mousse pendant le moussage. La plaque de couverture reste étroitement attachée au sommet de la mousse et se déplace progressivement vers le haut à mesure que la mousse monte.



L'équipement principal pour la production de mousse en boîte comprend : 1) Un agitateur électromécanique, un baril de mélange ; 2) Boîte de moule ; 3) Outils de pesée tels que balances, balances à plate-forme, tasses à mesurer, seringues en verre et autres appareils de mesure ; 4) Chronomètre pour contrôler le temps de mélange. Une petite quantité d'agent de démoulage est appliquée sur les parois intérieures de la boîte pour faciliter le retrait de la mousse.



Les avantages de la production de mousse souple à l'aide de la méthode de mousse en boîte comprennent : un faible investissement en équipement, un faible encombrement, une structure d'équipement simple, une utilisation et une maintenance faciles et pratiques et une production flexible. Certaines petites entreprises nationales et municipales sous-financées utilisent cette méthode pour produire de la mousse souple de polyuréthane. Le moulage de mousse en boîte est une méthode de production non continue de mousse souple, de sorte que l'efficacité de la production est inférieure à celle des méthodes continues et que l'équipement est principalement actionné manuellement, ce qui entraîne une intensité de travail plus élevée. La capacité de production est limitée et les pertes liées à la découpe des mousses plastiques sont plus importantes. Les paramètres de processus pour la mousse en boîte doivent être contrôlés dans une certaine plage car même avec la même formule, les propriétés de la mousse peuvent ne pas être les mêmes lorsque différents paramètres de processus sont utilisés. La température des matières premières doit être contrôlée à (25
±
3) degrés Celsius, vitesse de mélange de 900 à 1 000 tr/min et temps de mélange de 5 à 12 secondes. Le temps de mélange du mélange de polyéther et d'additifs avant l'ajout du TDI peut être ajusté de manière flexible en fonction de la situation, et après l'ajout du TDI, un temps de mélange de 3 à 5 secondes est suffisant, la clé étant un mélange minutieux après l'ajout du TDI.



Lors du moulage de mousse en boîte, il convient de prêter attention aux aspects suivants:


1)
Se préparer avant la production, y compris l'inspection de la température des matériaux et de l'équipement de la machine ;


2) Mesurer aussi précisément que possible ;


3) Contrôler le temps de mélange de manière appropriée ;


4) Versez le liquide mélangé rapidement et régulièrement, en évitant une force excessive ;


5) Assurez-vous que la boîte est placée de manière stable, avec le papier inférieur plat, pour éviter un écoulement inégal du matériau pendant le versement ;


6) Lorsque la mousse monte, appuyez doucement sur le couvercle pour garantir que la mousse monte en douceur ;


7) Les additifs doivent être utilisés comme spécifié et les matériaux pré-mélangés ne doivent pas être laissés trop longtemps.



Trois types d'équipements en mousse ont émergé dans le moulage de mousse en boîte. Initialement, diverses matières premières étaient pesées dans un récipient selon la formule, mélangées avec un mélangeur à grande vitesse et versées dans le moule pour le moussage et le façonnage. Cette méthode entraînait souvent des résidus dans le récipient de mélange. Une méthode améliorée utilisait une pompe doseuse pour transporter les matières premières vers le baril de mélange pour un mélange uniforme. Un dispositif mécanique fermait automatiquement le fond du fût et de l'air comprimé était utilisé pour presser le matériau dans la boîte de moussage pour le façonner. Ces deux méthodes pourraient créer des tourbillons en raison de l’afflux rapide de matériaux dans la boîte, ce qui pourrait provoquer des défauts ou des dépressions dans les produits en mousse. Le dispositif de mousse en boîte le plus raisonnable consiste à placer un fût de mélange sans fond directement au centre de la boîte de mousse. Une pompe doseuse délivre les différentes matières premières nécessaires au moussage dans le fût de mélange. Après avoir mélangé pendant quelques secondes, le dispositif de levage soulève le fût de mélange hors de la boîte à mousse, permettant au matériau moussant de s'écouler en douceur sur tout le fond de la boîte. Cela empêche la fissuration de la mousse due aux tourbillons de matériaux et garantit une hauteur relativement uniforme dans toute la mousse.



Un dispositif de pression peut être ajouté au matériau en mousse expansible pour produire une mousse à dessus plat, réduisant ainsi les déchets lors de la découpe. Cet appareil convient à la production de mousse souple en polyuréthane de type polyéther et de mousse en bloc souple à haut rebond. Pour les blocs de polyuréthane polyvinylacétate, cette méthode ne peut pas être utilisée en raison de la viscosité élevée du matériau, et des méthodes continues sont généralement utilisées.