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Projet de mousse continue en Arabie saoudite : étude de cas – Approvisionnement complet pour une nouvelle usine de mousse PU

Contexte du projet

En septembre 2021, nous avons reçu une demande de renseignements d'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.

Communication précoce et soutien au projet

Pour ce projet, nous avons d'abord discuté du marché cible et de l'orientation du produit avec le client, puis nous avons communiqué les exigences de base pour la production de mousse PU flexible pour meubles et matelas, notamment la densité, la dureté et le lien avec la découpe et le traitement en aval.

En fonction des conditions de l'usine du client, nous avons fourni un plan d'aménagement d'usine pour organiser le placement des équipements, le flux de production, la connexion entre la zone de moussage et la zone de traitement en aval, ainsi que l'espace de travail de l'opérateur.

Au cours des échanges, nous avons organisé plusieurs réunions vidéo avec le client et lui avons présenté notre processus de production de mousse PU flexible. Il a ainsi pu constater concrètement le fonctionnement de la machine à mousse continue, le déroulement du processus de moussage et l'intégration des étapes de découpe et de transformation en aval dans la production.

En ce qui concerne la discussion sur l'équipement, la communication s'est concentrée sur les questions spécifiques du client, notamment la facilité d'utilisation quotidienne, les différences pratiques entre les différents modèles d'équipement et les configurations les plus adaptées aux conditions actuelles du projet.

La machine à mousse recyclée achetée par ce client

Pourquoi le client nous a finalement choisis

Le client s'est d'abord renseigné sur une machine à mousse continue. Au fil des échanges, la discussion a progressivement évolué vers la configuration complète de la ligne et l'installation de l'usine. Sa décision finale de poursuivre le projet avec nous était principalement liée aux points suivants.

1. Des réponses rapides ont permis de faire avancer la communication.
Au début du projet de construction d'une nouvelle usine de mousse PU, les questions se multiplient. Tout au long du processus, le client a apporté des précisions concernant l'orientation du produit, le raccordement des équipements, l'agencement de l'usine et la coordination des ressources humaines.

Dans le cadre de ce projet, les questions du client ont été traitées en continu et la communication est restée constante. Dès qu'un point était clarifié, la discussion suivante pouvait se poursuivre sans difficulté.

2. Les réponses répondaient directement aux questions réelles du client.
Au départ, le client ne manquait pas de brochures sur le matériel. Ce qui a influencé sa décision, c'est la clarté des réponses apportées à ses questions.

Lors de ses échanges, ses préoccupations ne se sont pas limitées à la machine à mousse continue elle-même. Il s'est également intéressé à l'orientation produit pour le marché cible, aux besoins de production fondamentaux de la mousse PU souple pour meubles et matelas, au lien entre le moussage et les étapes de transformation ultérieures, ainsi qu'à l'agencement optimal de la nouvelle usine compte tenu des conditions existantes.

Les réponses suivaient systématiquement ces questions concrètes et ne se limitaient pas à une simple présentation générale du matériel.

3. La solution a été développée en fonction des conditions réelles du projet.

Il s'agissait d'un nouveau projet d'usine, mais le client disposait déjà d'ouvriers locaux spécialisés dans le moussage, et les conditions de production étaient déjà définies. Au fil des échanges, la discussion sur les solutions à apporter s'est concentrée sur ces conditions réelles : aménagement de l'espace, mise en place de la ligne de production complète avec les effectifs existants, raccordement de la zone de moussage à la zone de traitement en aval, et configurations les plus adaptées au calendrier du projet.

Ce que le client a vu, ce n'était pas une configuration standard fixe, mais une approche de solution développée en fonction des conditions spécifiques de son projet.

4. La discussion a porté sur l'utilisation pratique en production, et pas seulement sur l'équipement lui-même.

En matière de communication des équipements, le client s'intéressait non seulement à l'équipement lui-même, mais aussi à la manière dont il serait utilisé en production réelle, notamment à la facilité d'utilisation au quotidien, à la clarté du réglage des paramètres, aux liaisons les plus susceptibles de poser problème et à la manière dont le moussage, la découpe et le traitement en aval pourraient être connectés plus facilement.

Cette partie de la discussion s'est poursuivie tout au long des premiers échanges et ne s'est pas arrêtée aux spécifications techniques.

5. Les sujets abordés précédemment pourraient se poursuivre dans la solution finale.

L'orientation produit, l'agencement, le raccordement des équipements et l'organisation du traitement, abordés lors de la phase préliminaire, ont tous été repris dans la discussion détaillée de la configuration ultérieure. Les sujets évoqués précédemment ont pu être intégrés à la solution de manière cohérente.

Contenu final des achats

• un complet ligne de production de mousse en continu
• une ligne de production de mousse recyclée, comprenant : machine à mousse remaniée , chaudière à vapeur, machine à déchiqueter la mousse
• un machine de découpe de mousse CNC
• deux machines de découpe de mousse circulaires
• un machine de découpe de mousse verticale

Ligne de chargement de mousse recyclée

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

Si vous envisagez la construction d'une nouvelle usine de mousse PU ou si vous évaluez différentes configurations de lignes de production de mousse continue, de mousse recyclée et de machines de découpe, n'hésitez pas à nous communiquer vos objectifs produits, les caractéristiques de votre usine et votre plan de projet. Nous pourrons ainsi discuter avec vous d'une solution adaptée à votre situation.

Lorsque vous utilisez une machine à mousse discontinue pour le moussage de mousse souple de polyuréthane, avez-vous rencontré les situations suivantes ?

1. Pores de mousse inégaux et nombreux,

2. Texture mousse rugueuse.

3. Tailles de pores chaotiques sur toute la surface de la mousse, avec de légers signes de pores dilatés.

Des problèmes comme ceux-ci sont assez courants. La principale raison du premier problème est que la distance entre la turbine de mélange de la machine à mousse et le fond du fût de mélange est trop grande ; le deuxième problème est que les pales de mélange sont trop courtes et étroites : le troisième problème est que l'angle des pales de mélange est trop grand.

De nombreux fabricants qui conçoivent et produisent des machines à mousse ne comprennent les principes que lors du processus de conception, sans comprendre la relation significative entre une conception différente dans la production de mousse et la qualité du produit. Une conception mécanique raisonnable et parfaite ne peut être améliorée que progressivement dans le travail réel, et seuls les mousseurs expérimentés peuvent y parvenir.

Voici quelques expériences que nous avons eues avec des modifications et des mises à niveau de machines, en espérant qu'elles  sera utile:

Première , la position d'installation de la roue de mélange doit être aussi basse que possible, il est préférable de se rapprocher du fond du baril de mélange. En général, la distance entre le point le plus bas de la pale de mélange et le fond du fût de mélange doit être d'environ deux centimètres.

Deuxième , la forme de la pale de mélange doit être en forme d'éventail, avec un bord moyennement large. L'avantage d'être large est qu'il augmente la zone de contact avec le matériau liquide, fournissant une puissance suffisante et équilibrant également le matériau liquide.

Troisième , la longueur de la lame de mélange doit également être aussi longue que possible, en laissant environ trois à quatre centimètres du déflecteur à l'intérieur du fût de mélange.

Quatrième , les deux bords de la lame de mélange doivent être inclinés, l'angle d'inclinaison étant basé sur la largeur d'une extrémité et une différence de deux centimètres des deux côtés. Une fois la lame de mélange modifiée, son bon fonctionnement est également crucial, notamment la vitesse de mélange. De nos jours, la plupart des machines à mousse discontinue sont équipées de dispositifs de conversion de fréquence de synchronisation à grande vitesse. Cependant, dans la production réelle, ce dispositif est souvent inutile. La vitesse de fonctionnement dépend principalement de la quantité de matériau dans le fût de mélange. S’il y a beaucoup de matériau, la vitesse doit être plus rapide, et s’il y a moins de matériau, la vitesse doit être plus faible.

La résistance à la compression d'une mousse est liée à de nombreux facteurs tels que la structure des différents segments de chaîne composant la mousse, les liaisons chimiques entre les molécules, la cristallinité des polymères, le degré de séparation de phases, la structure des isocyanates et la proportion d'isocyanates. utilisé.

1  La mousse à rebond lent est formée par la réaction de polyols de haut poids moléculaire et de polyols de faible poids moléculaire avec des isocyanates. Les segments mous formés par des polyols de haut poids moléculaire ont de grands volumes, de faibles densités de réticulation et une activité élevée. Ils sont faciles à comprimer et récupèrent rapidement une fois la pression supprimée. Les segments durs formés par des polyols de faible poids moléculaire ont de petits volumes, des densités de réticulation élevées et une faible activité. Ils sont difficiles à comprimer et également difficiles à récupérer une fois les forces externes supprimées. Cette caractéristique confère aux mousses leur fonction de rebond lent et constitue la base de la fabrication de mousses à rebond lent.

Étant donné que les propriétés des segments souples et durs dans les mousses à rebond lent sont différentes, il existe un certain degré de séparation de phases entre eux. S'il n'y a pas de séparation de phase entre les segments, le corps en mousse est un tout étroitement lié à une échelle macro, conduisant au phénomène « bougez un cheveu et tout le corps bouge », ce qui signifie qu'il rétrécit dans son ensemble lorsqu'il est comprimé et se dilate lorsqu'il est comprimé. la pression est relâchée. Cependant, la microstructure de la mousse fait que cette situation ne peut pas être réalisée complètement. En particulier dans les mousses à rebond lent, divers segments de chaîne ont des structures moléculaires différentes, des répartitions inégales du poids moléculaire et une séparation de phases inévitable. Une légère séparation de phase fait que certains segments durs, en raison de leur faible activité, ont des difficultés à récupérer pendant le processus de récupération après la suppression des forces externes. Ces « évadés » freinent plus ou moins la récupération des segments fragiles, conduisant finalement à un rétrécissement.

2  La cristallinité des segments durs, qui est plus forte que celle des segments mous, est également une raison d'une mauvaise récupération. Les matériaux ont des compatibilités similaires, qui s’appliquent également aux mousses à rebond lent. Étant donné que les segments durs ont des points de réticulation plus proches et des densités de réticulation plus élevées, les petites molécules formées sont plus susceptibles de s'agréger ensemble. En raison de la présence de liaisons hydrogène, ces substances agrégées contenant de l’hydrogène améliorent la cristallinité du matériau, conduisant à des forces de cohésion plus importantes. Après la compression, des forces externes modifient l’état d’agrégation des segments de chaîne, facilitant ainsi la fusion des groupes polaires. Lorsque la force externe est relâchée, le nouvel état d'agrégation, en raison de fortes forces de cohésion, est difficile à revenir à l'état de précontrainte, ce qui entraîne un retrait des mousses à rebond lent.

3  La structure des isocyanates est également un facteur affectant la résistance à la compression des mousses à rebond lent. Le TDI est généralement utilisé pour produire des mousses à rebond lent. Étant donné que les deux groupes NCO de la molécule TDI se trouvent aux positions 2,4 et 2,6, ils présentent un certain angle entre eux, ce qui les rend sujets à la déformation sous contrainte. En particulier dans des conditions de pressage à chaud, des déformations et des pertes de chaleur importantes se produisent, particulièrement évidentes dans les mousses des bonnets de soutien-gorge, ce qui rend difficile la récupération après ces déformations.

4  Le faible indice NCO des isocyanates utilisés dans la préparation des mousses à rebond lent est également une raison d'une mauvaise récupération. L'indice NCO des mousses ordinaires est généralement supérieur à 100, tandis que dans les mousses à rebond lent, l'indice NCO se situe généralement entre 85 et 95. Cela signifie que 5 à 15 % des groupes hydroxyle ne participent pas à la réaction. Par conséquent, bien que la surface de la mousse semble être une seule entité, il existe à l’intérieur une partie considérable de segments de chaîne indépendants les uns des autres.

Solutions pour améliorer la résistance à la compression des mousses à rebond lent:

1. Utilisez du polyéther à haute teneur en EO (appelé polyéther agent gonflant) pour remplacer du polyéther à rebond lent.

A  Le polyéther à haute teneur en EO a un faible indice d'hydroxyle et un poids moléculaire élevé. Après avoir réagi avec les isocyanates, les segments formés ont des poids moléculaires supérieurs ou proches de ceux formés lorsque le polyéther ordinaire réagit avec les isocyanates, réduisant ainsi le degré de séparation de phases et la cristallinité.

B  Le polyéther à haute teneur en EO a des segments doux et lisses, qui peuvent fournir de bons effets de rebond lent. De plus, l’ajout de polyéther à haute teneur en EO peut améliorer efficacement la résistance aux basses températures des mousses à rebond lent.

2. Ajoutez une petite quantité de polyester modifié au polyéther pour augmenter la force de cohésion du matériau.

Les segments en polyester, du fait de la présence de groupes ester, ont des forces de cohésion internes élevées et de bonnes propriétés de traction et de compression, améliorant considérablement la résistance à la compression des mousses à rebond lent.

3. Utilisez une petite quantité de polyéther à haute fonctionnalité et de poids moléculaire élevé comme agent de réticulation et remplacez du polyéther ordinaire par du polyéther à haute activité pour un rebond lent.

Cela perturbe la distribution des segments de chaîne, réduit le degré de séparation des phases et augmente le degré de réaction, réduisant ainsi la cristallinité.

4. Utilisez MDI ou ajoutez MDI à TDI.

Le MDI a une structure différente du TDI et produit des mousses avec une meilleure résistance à la compression et moins de pertes de chaleur. Si vous utilisez du MDI, il est préférable d’utiliser du MDI modifié (avec une ramification élevée et une fermeture facile des cellules) ; Le MDI liquide peut également être utilisé, car il s'agit d'une cyclisation intramoléculaire et plus résistant à la compression. Les mousses à rebond lent fabriquées avec tous les MDI ont une bien meilleure résistance à la compression que le TDI pur, et de nombreux fabricants l'utilisent déjà.

Calcul de la distance de moussage pour c machine à mousse continue

Données données : le temps de libération des bulles pour la formule est de 108 secondes, la vitesse de la bande transporteuse pendant le moussage est de 4,6 mètres par minute. Calculez les distances de balancement et de moussage.

Distance de moussage lors du balancement : (108/60) x 4,6 = 8,28 mètres

Distance de moussage en auge : [((108-18)/60)] x 4,6 = 6,9 mètres

Explication : Pour une même formule, la machine à mousse continue a un temps de dégagement des bulles plus court que les petites bulles. La distance de moussage calculée est plus courte que la distance de moussage réelle. Cette méthode ne fournit qu’une confirmation approximative de la distance de moussage, facilitant ainsi le réglage de la plaque de décantation. Auge :  18" indique le temps en secondes pendant lequel la matière première reste dans le bac de trop-plein.

Calcul de la hauteur de moussage pour  c machine à mousse continue

Donné : Débit de formule : 80 kilogrammes par minute pour le polyéther, 20 pour le polyéther blanc, 60 pour le TDI, 20 pour la poudre de pierre, vitesse du tapis roulant 4,5 mètres par minute, largeur du moule 1,65 mètres, produisant une mousse d'une densité de 25 kilogrammes par cube mètre. Quelle est la hauteur de mousse en mètres ?

Poids total de la formule : 80 + 20 + 60 + 20 = 180 kilogrammes

Volume de formule : 180/25 = 7,2 mètres cubes

Surface de base du convoyeur fonctionnant par minute:

4,5 x 1,65 = 7,425 mètres cubes

Hauteur de mousse : 7,2/7,425 = 0,97 mètres

Explication : L'huile de silicone, l'amine et l'étain ne sont pas pris en compte ici car ils compensent la quantité de dioxyde de carbone utilisée pendant le processus de moussage. La teneur en humidité (MC) n'est pas prise en compte car la MC n'augmente pas le poids de la mousse lorsqu'elle est vaporisée.

Fonctionnement quotidien moussant

Les débutants craignent qu'un mauvais réglage de la plaque de décantation fasse monter le liquide pulvérisé par la buse vers l'avant ou vers l'arrière, affectant ainsi la formation de mousse. La vitesse de réaction augmente progressivement au cours des deux premières minutes suivant le démarrage de la machine, nécessitant parfois des ajustements correspondants du plateau de décantation. Les ajustements de la plaque de décantation sont plus critiques dans les formules à faible densité et à MC élevée.

Le débit de TDI peut être calculé en déterminant la valeur d'échelle correspondante pour le débit, mais il est recommandé de mesurer le débit de TDI lors de la première production de mousse. Le débit est trop important ; si le débit est incorrect, tout le reste sera un désastre. Il est préférable de s'appuyer sur la méthode la plus simple et la plus intuitive pour mesurer le débit.

Lorsque la poudre est mélangée, la poudre de pierre mélangée doit être laissée toute la nuit et la production doit commencer le lendemain. Pour les formulations contenant de la mélamine et de la poudre de pierre, il est recommandé de mélanger d'abord la mélamine avec le polyéther pendant un certain temps avant d'ajouter la poudre de pierre.

Les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus longue ou plus de dents sur l'arbre de mélange contiennent généralement moins d'amines et une température de matériau plus basse. À l’inverse, les formules pour machines à mousse avec une chambre de mélange plus courte ou moins de dents sur l’arbre de mélange contiennent généralement plus d’amines et une température de matériau plus élevée.

Pour la même formule, lors du passage entre les têtes pivotantes à double pulvérisation et les têtes pivotantes à pulvérisation unique, si la section transversale des deux buses est similaire, les exigences relatives à la finesse et au nombre de couches du maillage sont similaires.

La correction du petit débit de matériau peut être effectuée en mesurant le débit de retour du petit matériau ou en divisant l'utilisation totale par le temps de moussage pour la correction. Lorsque les valeurs obtenues à partir des deux méthodes de correction diffèrent de manière significative, les données de la deuxième méthode de correction doivent être utilisées.

Les formules de mousse souple avec de meilleures propriétés se situent généralement dans une plage instable, telle qu'un indice TDI plus faible, un rapport eau/MC plus faible, un dosage de T-9 plus faible et un dosage d'huile de silicone plus faible. Tout comme dans notre travail, il doit y avoir un effort avant une récompense.