高圧装置
本発明は、膨張性反応混合物をある表面に、場合によっては同時に、および場合によっては均一に適用するための高圧装置、膨張性発泡体を製造するための方法、サンドイッチ複合要素を製造するための装置、ならびに膨張したサンドイッチ複合要素を製造するための方法に関する。詳しくは、その高圧装置は、混合ヘッド、混合ヘッドの下流に流体的に接続されている分配器ヘッド、分配器ヘッドに取り付けられている少なくとも３つの送出ライン、混合ヘッドへの成分Ａの高圧供給ライン、混合ヘッドへの成分Ｂの高圧供給ライン、不活性ガスと、成分Ａ、成分Ｂまたは成分ＡおよびＢの混合物とを混ぜ合わせるための少なくとも１つのスタティックミキサ、高圧下にある不活性ガスのための少なくとも１つの高圧供給ライン、ならびに成分の所望の圧力を混合ヘッドで設定するための少なくとも１つの計測および制御ユニットを有して成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性反応混合物をある表面に、場合によっては同時に、および場合によっては均一に適用するための高圧装置、発泡性反応混合物を製造するための方法、サンドイッチ複合要素を製造するための装置、ならびに発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法に関する。
【０００２】
本発明において、高圧供給ラインは、最終ポンプを混合ヘッドに接続する供給ラインの区域を意味するように受け取られるべきである。本発明において、最終ポンプは、高圧計量ポンプに指定される。許容圧供給ラインは、高圧計量ポンプの流れの上流に位置する供給ラインの区域を意味するように受け取られるべきである。
【０００３】
本発明において、許容圧側は、高圧計量ポンプの流れの上流に位置する側を意味するように受け取られるべきであり、一方、高圧側は、高圧計量ポンプの流れの下流に位置する側を意味するように受け取られるべきである。
【０００４】
本発明において、運転寿命は、適用システム（即ち分配器ヘッドおよびホース）を洗浄する必要なく、発泡性反応混合物が前記装置によって製造され得る期間を意味するように受け取られるべきである。
【背景技術】
【０００５】
製造速度を１５ｍ／分よりも大きな、特に４０ｍ／分よりも大きな、更により好ましくは６０ｍ／分よりも大きな速度まで上昇させることができる、サンドイッチ複合要素を連続的に製造するための装置に関する要求が長いことあった。
【０００６】
サンドイッチ複合要素を連続的に製造するために、混合ヘッドを往復させることが、先行技術から公知である。ここで混合ヘッドは、下側フェーシングの幅にわたって往復運動を行ない、混合ヘッドに直角かつ下側フェーシングと平行に配置されている、キャストレーキまたはトング／スプーンノズルを用いて、まだ液体の反応混合物を下側フェーシングに適用する。混合ヘッドは、下側フェーシングの上方で、ガイドレールまたは「構台」に取り付けられ、電気モータの助けを受けて、加速させられ、反転地点の前でブレーキをかけられる。発泡原料は、ホースラインを介して混合ヘッドに供給される。場合によっては、水圧ホースまたは空気圧ホースも混合ヘッドに通じる。発泡原料は、ノズルを介して混合ヘッドの中に導入され、混ぜ合わせられる。次に、反応混合物はキャストレーキに流れ込み、規則的に配置された穴から現れる。混合ヘッドの往復運動と共に、キャストレーキの長さおよびその穴は、反応混合物の均一な分配を確実にし、運搬方向に対して斜めに横たわっている。適用後、反応混合物は発泡し、上側フェーシングまで上昇する。発泡工程の間、それは、発泡体が固化または硬化する前に、２つのフェーシングに接着的に結合する。
【０００７】
この製造方法は、製造速度の観点で製造技術に関して制限される。たとえ十分に強力なモータ、ガイドレール、ホース、混合ヘッドおよびキャストレーキまたはトング／スプーンノズルを用いたとしても、反応混合物は、反転地点にて広がる過剰な遠心力のせいで、フェーシングの縁部を超えて突出するであろう。先行技術によれば、この適用方法を用いて、サンドイッチ複合要素を連続的に製造する際、１５ｍ／分を上回る製造速度を達成することは不可能である。
【０００８】
固定混合ヘッド技術および硬質送出システムを含む方法を用いることによって、６０ｍ／分まで製造速度を増大させることは、十分に周知である。この方法は、ＵＳ技術として知られている。このＵＳ技術（高速機械）は、別箇の供給および別箇の混合ヘッドを有する３つの同一な分配ラインならびに送出システムから実質的に成る。しかしながら、この技術は、ただ１つの分配器ヘッドを含むのではなく、不都合なことに、複数の分配器ヘッドを必要とする。更に、この方法は、個々の混合ヘッドからその都度現れる反応混合物が、圧力および温度の観点で異なる物理的条件下にもなり得るという不利益を有し、そのことは、例えば、反応動力学の局所変化のせいによる不均一な表面、縮小した気泡、異なる熱導電率値のような低下した品質特性によって、それぞれの得られた発泡体において明らかにされ得る。
【０００９】
欧州特許第１８５７２４８Ａ２は、それぞれの送出ラインが別個の混合ヘッドを有さないことによって、この問題を解決する。ただ１つの混合ヘッドを設ける代わりに、そこから複数の送出ラインが供給される。欧州特許第１８５７２４８Ａ２に記載されたシステムは、ＰＵ発泡体を製造するために慣習的な、圧力で作動する装置を有して成り、そこにおいて６バールの圧力は越えず；そのような装置は、１５ｍ／分〜最大６０ｍ／分の製造速度を可能にする。
【００１０】
国際公開ＷＯ０３／０６４２３６Ａ１は、幅広い範囲内で発泡体気泡数を制御する問題、および発泡体内の気泡のサイズ分布を確立する問題に対処し、かつ溶解した発泡剤ならびに泡核形成剤としての空気および／または窒素の存在下で、混合ユニット内でイソシアネート成分とポリオール成分とを混ぜ合わせることによって、ポリウレタン発泡体を製造するための方法を開示しており、その泡核形成剤は、良好な分散および低圧側での圧力上昇によって進行する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
先行技術を背景に、本発明の目的は、製造速度を更に増大させることができる装置または方法を開発することであった。更なる目的は、先に規定した製品品質と共に、そのような装置／方法によって得られる発泡体の表面を向上（とりわけその均一性の観点で）させることでもあった。本発明の更なる目的は、上記適用システム（即ち分配ヘッドおよびホース）が、欧州特許第１８５７２４８Ａ２から既知の方法よりも長い運転寿命を有することを確実にすることであった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、第１の実施形態において、
−混合ヘッド、
−混合ヘッドの流れの下流に位置する分配器ヘッド、
−分配器ヘッドに適合し、分配器ヘッドの流れの下流に適合している、少なくとも３つの送出ライン、
−混合ヘッドへの成分Ａのための高圧供給ライン、
−混合ヘッドへの成分Ｂのための高圧供給ライン、
−不活性ガスと、成分Ａ、成分Ｂまたは成分ＡおよびＢの混合物とを混ぜ合わせるための少なくとも１つのスタティックミキサ、
−高圧下の不活性ガスのための少なくとも１つの高圧供給ラインならびに
−混合ヘッドにて、成分の所望の圧力を確立するための少なくとも１つの計測および制御ユニット
を有して成る発泡性反応混合物を適用するための装置によって、達成される。
【００１３】
この文脈において、分配器ヘッドが、混合ヘッドの下流に位置するように記載される場合、これは、これら２つのヘッドを通って流れる材料の流れの方向との関係においてであるように理解されるべきであり、従って材料は、まず混合ヘッドを通り、ちょうどその後、分配器ヘッドを通って流れる。
【００１４】
ポリオールのストリームへのガスを計量するために、下記の方法が先行技術から既知である：ポンプ（例えばスクリューポンプまたはギアポンプ）を用いることによって、貯蔵タンク内で許容圧を発生させ、この圧力は、一般的に３バールと８バール（最大１０バール）との間である。ガス充填を、許容圧側で実施することが可能である。この目的を達成するために、ガス充填ユニットが許容圧側に取り付けられ、それは、高速運転中空撹拌機を用いることによって規定された方法で、ガスをポリオールの中に混ぜる。通常の製造において、ガス濃度は、１ＮＬ／分（標準リットル／分；標準リットルは、１．０１３２５バールの圧力Ｐｎ、０％の大気湿度（乾燥ガス）および２３７．１５Ｋの温度Ｔｎにおいけるガスによって占められる体積）と同じくらいであり、計量ポンプの精度に影響を及ぼさない。欠点は、より高いガス濃度において、計量ポンプ内でキャビテーションが起こり得ることである。これは、計量ポンプが不正確に計量すること、および摩耗が殊更よりひどくなることをもたらす。ガス充填を、加圧ポンプを用いて、許容圧側で行なうことも可能である。これは、許容圧を最大３０バールまで増大させる加圧ポンプを、ガス充填ユニットと計量ポンプとの間に設置することによって、キャビテーションを防ぐ。これらの装置において、ガス充填地点から混合ヘッドまでの総体積は、一般的に２０〜３０ｄｍ３である。ガス充填なしまたは低圧力側でのガス充填を伴う、そのような先行技術の装置における運転寿命は、発泡性反応混合物を製造する場合、１時間未満である。
【００１５】
本発明に基づく装置において、ガスは、高圧側で（例えばスタティックミキサ内で）計量される。これは、発泡の初期において、ガスが、許容圧側でのガス充填を伴う先行技術から既知の先に記載した方法と比べ、より早く（一般的には約１０倍早く）適用システム内に（即ち、現れる発泡反応混合物およびホース内に）存在するという利点を有する。本発明に基づく装置のスタティックミキサから混合ヘッドまでの総体積は、２．０ｄｍ３未満であることが好ましい。これは、発泡工程の間、ホースが詰まらないという驚くべき利点を有する。高圧側が、１５０〜２５０バールの圧力で運転されること、ならびにガスが、スタティックミキサの上流で、高圧側の圧力よりも少なくとも５バール高い圧力まで（例えばコンプレッサを用いることによって）圧縮されることが、特に有利である。
【００１６】
ガスが高圧側で導入される本発明に基づく装置を用いることによって、有利なことに、適用システム（分配器ヘッドおよびホース）は、発泡性混合物を製造する場合、洗浄の必要なく、少なくとも８時間の運転寿命を有する。既に先に説明したように、ガス充填を伴わない、あるいは低圧力側でのガス充填を伴い、他は同一条件下で発泡性反応物を製造する際の対応する先行技術装置における運転寿命は、たった１時間未満である。本発明に基づく装置および方法の更なる利点は、ガス充填が適用地点のすぐ近くで達成されるため、その方法の初期に、材料が廃棄される必要が全くないことである。
【００１７】
不活性ガスは、空気、窒素、二酸化炭素、ならびにアルゴンおよびヘリウムのような希ガスの群から選択されることが有利である。化学的に不活性なガスとして、空気が用いられることが好ましい。
【００１８】
ここにおいて、スタティックミキサの目的は、特定の成分または混合物と、高圧化の不活性ガスとの徹底的な混合を提供することである。不活性ガスの導入後、混合／分配器ヘッドまでのそれらの経路にある成分、または分配器ヘッドまでのその経路にある成分の混合物（なぜなら、ここで不活性ガスは、混合ヘッド内、または混合ヘッドと分配器ヘッドとの間のいずれかに導入されるため）は、高い圧力を示し、それは、発泡性反応混合物の放出速度の上昇をもたらし、そこで、製造速度の上昇を可能にする。加えて、放出速度の増大は、製造されるべき発泡体に、より均一な表面をもたらす。上記の製品品質は、更に向上している。
【００１９】
本発明に基づく高圧装置の送出ラインは、硬質フレームに、発泡性反応混合物の送出方向の横方向に取り付けられることが有利である。そのような取り付けは、簡単であり、固定は種々のタイプのパネルに対して同様に再現可能である。ここで、混合／分配器ヘッド内の圧力は、既知の先行技術装置によって達成される圧力に対応しない。
【００２０】
本発明に基づく高圧装置において、少なくとも１つのスタティックミキサ、特に成分Ａのための第１スタティックミキサおよび成分Ｂのための第２スタティックミキサは、混合ヘッドの上流に配置されることが有利である。
【００２１】
そのような配置は、混合ヘッドへの流入口で、成分ＡおよびＢの双方は高圧下にあり、そこで、２つの成分のより徹底した混合をもたらし、それゆえ、発泡体のより均質な形成をもたらすことを確実にする。
【００２２】
発明に基づく高圧装置において、スタティックミキサは、混合ヘッドの下流に配置されることが有利である。
【００２３】
従って、このプロセスの変化形において、それは、２つの成分ＡおよびＢの混合物のみであり、例えば、高圧下で配置されている２つの成分は、既に単独ではない。この工程の変化形は、スタティックミキサ、計測および制御ユニットのような対応する構成要素は１つしか必要とされないため、コストを低減させる。
【００２４】
本発明に基づく高圧装置において、不活性ガス供給ラインは、スタティックミキサに入る成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物のストリームの中へと、スタティックミキサの領域内で開口することが有利である。
【００２５】
これは、ある程度の予混合をもたらし、そしてその後直ちに、スタティックミキサによって完全にされる。不活性ガス入口地点が、スタティックミキサから（空間的に）あまりにも遠くに位置する場合、成分／混合物と不活性ガスとが、スタティックミキサへのそれらの経路で分離する恐れがあり、これを十分に補償することはできないであろう。
【００２６】
本発明に基づく高圧装置において、少なくとも１つのスタティックミキサおよび少なくとも１つの計測／制御手段は、フレームに取り付けられることが有利である。
【００２７】
本発明に基づく装置は、このアレンジメントのおかげで非常にコンパクトに構成されることができる。
【００２８】
本発明に基づく高圧装置は、不活性ガスを圧縮するための高圧コンプレッサを有して成ることが有利である。
【００２９】
結果として、例えば、予圧縮させた不活性ガスを収容するいずれかの金属ガスボンベを用いる必要はなく、それは明らかなコスト削減をもたらす。
【００３０】
本発明に基づく高圧装置は、成分Ａおよび／または成分Ｂの温度を調節するために、少なくとも１つの熱交換器、特に高圧熱交換器を有して成ることが有利である。加圧だけだと、成分／混合物を強力に加熱し過ぎてしまうであろう。
【００３１】
本発明に基づく高圧装置は、分配器ヘッドに適合する同一断面を有し、同一の長さであり、かつ同一の材料から成る、少なくとも４つの送出ラインを有して成ることが有利である。
【００３２】
本発明に基づく高圧装置は、送出ラインがパネル形状に従って配置され、かつ現れる反応混合物が下側フェーシングの幅全体にわたって、均一に分配される場合、有利である。
【００３３】
第２の実施形態において、本発明の目的は、本発明に基づく高圧装置を用いることにより発泡性反応混合物を製造するための方法によって達成される。
【００３４】
成分Ｂとして、イソシアネート成分を用いることが好ましい。成分Ａとして、ポリオール成分を用いることが好ましい。この文脈において、「イソシアネート成分」および「ポリオール成分」なる用語にはそれぞれ、種々のイソシアネートおよび種々のポリオールの混合物も含まれる。
【００３５】
不活性ガスが、成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物の中への導入前に、１５０バールよりも大きい圧力まで圧縮されるように、前記方法を実施することが好ましい。ここで、ガスは、それが導入される成分よりも常に高い圧力である必要がある。不活性ガスと成分との間での１０バールの圧力差は、いずれの場合においても十分である。
【００３６】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性混合物によって濡らされない領域が、覆われるべき領域とサイズが同一となるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３７】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、覆われるべき領域の幅全体にわたって均一に分配されないように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３８】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向に下側フェーシングの上へ放出されるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３９】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が反応ベルトの運搬方向と逆に下側フェーシングに放出されるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００４０】
第３の実施形態において、本発明の目的は、サンドイッチ複合要素を製造するための装置によって達成され、その装置は、いずれの場合においても、上側フェーシングおよび下側フェーシングのための少なくとも２つの供給装置、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、ならびに下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルトを有して成り、そこに、本発明に基づく高圧装置、成形セクションおよび切断装置が連続して配置される。
【００４１】
第４の実施形態において、本発明の目的は、発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法によって達成され、本発明に基づく装置が、サンドイッチ複合要素を製造するために用いられる。
【００４２】
本発明に基づく高圧装置において、種々の製品厚さを生み出すための種々の反応プロファイルが可能であるように、混合ヘッドは、下側フェーシングの上方の硬質フレームに同様に取り付けられる。分配器ヘッドは、個々の発泡成分が一緒に混ぜ合わせられる混合ヘッドに取り付けられる。この分配器ヘッドは、例えば少なくとも３つ、多くて８つの送出ラインを有し、その長さ、断面および材料は、全て同一であることが好ましい。これは、下側フェーシングと接触しているまだ液体の反応混合物の発泡挙動が、それぞれの接触地点で同じ程度まで進行し、そこで、得られた製品の特に均一な発泡をもたらすという利点を有する。この利点は、送出ラインの同一の長さ、断面および材料によってだけでなく、適用されるべき混合物全体が全く同一の混合ヘッドから出るという事実によっても促される。送出ラインとして、発泡されるべき反応混合物と反応せず、かつ反応混合物が通常強く接着しない、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。送出ラインの材料は、鋼鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ゴム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリウレタン（ＰＵ）を含んで成る群から選択されることが好ましい。ゴムは、供給ラインを形成するように加工できる、当業者に既知のいずれかの可撓性ゴムを意味するように受け取られるべきであり、ニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢＲ）であることが好ましい。ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴおよびＰＶＣを含んで成る群から選択される可撓性材料が、特に好ましい。送出ラインがパネル形状に適合し、かつ下側フェーシングの幅にわたる均一な適用が確実になるように、送出ラインは、上側フェーシングにわたってコンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に配置された硬質フレームに配置され、固定される。反応混合物が下側フェーシングに適用され、かつ下側フェーシング上の個々の適用区域間の濡れていない領域が同一サイズとなるように、送出ラインは、下側フェーシングにわたって有利に配置される。複合要素の均一なその場での発泡を確実とするように、隙間は、その場での発泡の間に埋められる。送出ラインは、微調節の目的で、コンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に硬質フレーム上で移動可能である。硬質フレームも同様に、高さが移動可能である。更に、反応混合物が、コンベヤベルトの運搬方向またはそれと逆のいずれかに下側フェーシングと接触するように、送出ラインはフレームに適合される。反応混合物が、下側フェーシングとコンベヤベルトの運搬方向に接触するか、あるいはそれと逆に接触するかは、送出ラインからの放出速度、コンベヤベルトの運搬速度、および場合によっては反応混合物の粘度に依存する。１．２〜２ｍ／分の放出速度および２０〜６０ｍ／分の運搬速度では、反応混合物の適用は、運搬方向と逆に進行することが有利である。１．２〜２ｍ／分の放出速度および最大２０ｍ／分の運搬速度では、コンベヤベルトの運搬方向への適用が有利である。
【００４３】
相対する適用は、小さな放出量および製造速度の上昇を伴い好ましい。相対する適用場合、混合物のフェーシングに対する相対速度はより大きくなり、個々のストランドの若干より幅広い適用をもたらす。
【００４４】
１つの特定の実施形態において、送出ラインと共に混合ヘッドおよび分配器ヘッドの双方は、コンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に減少する厚さを有する製品、または絶えず厚さの比率が変化する製品を製造することも可能であるように配置され、固定されてよく、下側フェーシング上の個々の適用区域間の濡れていない領域は、直線的に減少する大きさまたは常に異なる大きさであってよい。これらの隙間は、その場での発泡の間に埋められ、そこで、望ましくは製品高さの点で不規則な、その場での発泡を可能にする。
【００４５】
キャストレーキまたはトング／スプーンノズルを往復させる場合、構台は絶対に必要であるが、この種類のアレンジメントのおかげで、構台なしで済ますことが可能である。更に、このアレンジメントの場合、製造速度は、コンベヤベルトの速度または発泡機の放出能力に依存するだけである。６０ｍ／分よりも大きな速度が、このアレンジメントによって達成され得る。複数の混合ヘッドを用いる必要がある方法と比較して、本発明に基づくこの装置の更なる利点は、１つの混合ヘッドしか用いないため、異なる処理圧力、温度または同様のものによる製造信頼性および製品品質の点で関連する悪化によって、変動は起こり得ない。
【００４６】
本発明に基づく装置のための混合ヘッドとして、先行技術で既知のいずれかの混合ヘッドを用いてよい。しかしながら、そのようなヘッドは、ポリウレタンサンドイッチ複合要素を製造するために、特にポリオール成分およびイソシアネート成分を発泡させるのに適する必要がある。送出ラインの起こり得る詰まりを防ぐために、化学的に不活性なガスを、混合ヘッド内で反応混合物の中に混ぜて、あるいは予め反応混合物の一方または双方の中に混ぜてよい。化学的に不活性なガスは、窒素、空気、二酸化炭素、ならびにアルゴンおよびヘリウムのような希ガスの群から選択される。ガスの代わりに、他の構成成分を反応成分と混ぜ合わせてもよい。これらの物質は、例えば、グラファイト、ポリウレタン粉末、メラミン、ケイ砂、Ａｌ２Ｏ３、タルク、および例えばフィロケイ酸塩、ナノチューブ、ナノサンドのようなナノ複合材料の群から選択され、かつ特に混合ヘッド内で反応成分に添加される。
【００４７】
分配器ヘッドの材料は、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウムおよびプラスチックから選択されてよい。選択された材料は、いずれの場合も、最大３２０バールおよび２０〜４０℃の範囲で、混合ヘッド内に広がる圧力および温度に耐える必要がある。
【００４８】
分配器ヘッドの形状は、分配器流入口から、送出ラインへのそれぞれの送出口までの通路が同一の長さであるように選択されることが好ましい。分配器ヘッド送出口の断面は、全ての分配器ヘッド送出口に対して同一であることが更に有利である。他方、分配器ヘッド流入口の断面は、それぞれの分配器ヘッド送出口よりも大きくてもよい。
【００４９】
本発明に基づく適用装置は、サンドイッチ複合要素を製造するために用いられる更なる装置の一部であってよい。ポリウレタンサンドイッチ要素（パネル）は、一般的に連続工程で製造される。ここで、パネルは、一般的に約２０〜２４０ｍｍの厚さで、「対の」コンベヤベルト上で連続的に製造される。しかしながら、２０ｍｍより小さいおよび２４０ｍｍよりも大きな厚さも同様に可能である。ここで、そのような対のコンベヤベルトは、従来、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルト、上側フェーシングのための供給手段、下側フェーシングのための供給手段、ポリウレタン反応混合物が上側フェーシングと下側フェーシングとの間で発泡し、完了まで反応する成形セクション、製造されたパネルのための切断手段、およびポリウレタン反応混合物を下側フェーシングに適用するための混合ヘッドを有する計量ステーションからなる。
【００５０】
サンドイッチ複合要素のための連続的な製造工程のための個々の要素のアレンジメントは、ドイツ国特許第１２４７６１２Ａ１およびドイツ国特許第１６０９６６８Ａ１に記載されるように、先行技術から既知である。
【００５１】
本発明において、サンドイッチ複合要素は、少なくとも２つのフェーシングおよびそれらの間に位置するコア層から構成された複合要素を意味するように理解される。
【００５２】
コア層として、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。鉱物繊維の繊維板、または例えばポリウレタンのような硬質発泡体もしくは硬質なポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体の板が好ましい。
【００５３】
特に、サンドイッチ複合要素は、硬質なまたは可撓性を有する材料の少なくとも２つのフェーシング、および例えば硬質ＰＵ発泡体のような発泡体のコア層からなる。ここで、硬質ＰＵ発泡体は、ポリウレタン、ポリ尿素およびポリイソシアヌレート化合物に基づくそれらの硬質発泡体を意味するように受け取られるべきである。
【００５４】
コア層として、ポリウレタンおよび／またはポリイソシアヌレートに基づく硬質発泡体を選択することが好ましい。ポリウレタン基および／またはポリイソシアヌレート基を含んで成る硬質発泡体は、出発成分として、ＮＣＯを含有するＯＨ−化合物−反応性化合物を有する、当業者に既知のいずれかの化合物を用いることによって製造されてよく、それは例えば、ａ）脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族および複素環のポリイソシアヌレート、好ましくはジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、カルボジイミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレート基、尿素基またはビウレット基を含んで成るポリイソシアネート、特に好ましくはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートに基づくもの、ならびにｂ）４００〜１０，０００ｇ／モルの範囲の分子量を有し、少なくとも２つのイソシアネート反応性水素原子を有する化合物で、例えばアミノ基、チオール基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を含んで成る化合物のようなものである。ポリマーＭＤＩと、脂肪族または芳香族のポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールとの反応から生成される、適当なＮＣＯプレポリマーを用いることが更に可能であり、それは、例えば、６０〜４０００の数平均分子量を有する１〜４つのヒドロキシル基を有して成る、ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールである。
【００５５】
発泡体は、触媒、発泡剤、架橋剤、難燃剤、泡安定剤、流動促進剤、抑制剤、および場合によって熱伝導性および難燃性を向上させるための固体添加剤のような、当業者に既知の常套の補助物質および添加剤を用いて製造される。
【００５６】
フェーシングのための材料として、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。好ましい材料は、（亜鉛めっきしたおよび／または被覆した）鋼鉄、（被覆したおよび／または陽極酸化させた）アルミニウム、銅、ステンレス鋼のような金属、あるいは例えば、ポリ塩化ビニル系もしくはポリエステル系のような強化、非強化および／もしくは充填プラスチック、またはガラス繊維、含浸板紙、紙、木材、ビチューメンガラス不織布および鉱物ガラス不織布のような非金属である。
【００５７】
例えば、フェーシングを被覆材料で被覆してよい。
【００５８】
得られたパネルのそれぞれの側での、上記材料からのフェーシングの組み合わせも、フェーシングとして適する。
【００５９】
（硬質なまたは可撓性を有する）種々のフェーシングおよび硬質ポリウレタン発泡体のコア層に基づくそのような複合要素は、先行技術から当業者に十分に周知であり、金属複合要素または絶縁パネルとしても知られている。更なる層が、コア層とフェーシングとの間に提供されてよい。
【００６０】
硬質なフェーシングを有するそのような複合要素の使用の例は、工業用建物および冷蔵倉庫建造物のための平面的または直線的な壁要素および形作られた屋根要素である。複合要素は、トラック車体、大きなビルのドアおよび門として、ならびにコンテナ建造物内で用いられてもよい。可撓性フェーシングを有する絶縁パネルおよび複合要素は、屋根、外壁における絶縁材料として、および床板として用いられる。
【００６１】
連続的または非連続的な工程を用いるこれら複合要素の製造は、先行技術から十分に周知である。この目的のために、まだ液体の反応混合物は、本発明に基づく高圧装置を用いることによって下側フェーシングに適用される。下側フェーシングで今ゆっくりと発泡する反応混合物は、下側ベルトによって、上側ベルトおよび下側ベルトによって規定される成形セクションの中に運搬される。発泡反応混合物が上側フェーシングに到達し、そこで、二つのフェーシングを接着的に一緒に結合する。発泡体は、上側ベルトおよび下側ベルトが製造されるべき製品の厚さを予め決定する成形セクション内で固まり、成形セクションを通過した後、得られたパネルを切断するための切断装置によって、所望の長さに切断される。
【００６２】
本発明は、添付の図面を参照して以下でより詳細に説明される。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図１は、下側フェーシング１３上に、まだ液体の反応混合物１４を適用する間の、本発明に基づく適用装置を図示する。適用装置は、下側フェーシング１３の上方に配置される混合ヘッド１１を有して成る。製品ノズル７は、ポリオールのための製品ライン８およびイソシアネートのための製品ライン９を通って供給される成分を、混合ヘッド１１の中に導入するように働く。混合ヘッド１１に続いて、分配器ヘッド１２があり、そこに同一材料かつ同一直径で作られた、６つの等しい長さの送出ライン１７が取り付けられている。フェーシング１３への均一な適用が、コンベヤベルトの運搬方向に進行し得るように、送出ライン１７は、運搬方向を横切って延在するフレーム１６の下方で、下側フェーシング１３の幅全体にわたって取り付けられる。フレーム１６は、下側フェーシング１３の上方で強固に配置される。フレーム１６上での送出ライン１７の位置決めは、微調整のために、運搬方向の横方向に変化してよい（図示せず）。不活性ガス（例えば空気）は、コンプレッサ１によって例えば１８０バールの圧力まで圧縮される。次に、減圧レギュレータ２を用いることによって、例えば１５０バールよりも低い圧力まで調節を進めてよい。図示した実施形態において、計測／制御手段４、オン／オフバルブ３、逆止め弁５およびスタティックミキサ６は、第２フレーム部品１０（構台とも呼ばれる）に取り付けられる。図１に図示した実施形態は、フレーム１６上の送出ライン１７のパネル形状に適合させたアレンジメントを提供し、フェーシング１３の幅全体にわたる均一な発泡を確実にするために、被覆領域の間にある、下側フェーシング１３の被覆されていない領域１５のサイズが同一となるように、そのアレンジメントは、まだ液体の反応混合物１４が下側フェーシング１３と接触することを確実にする。このように、隙間１５は、液体反応混合物１４のその後の発泡の間に、均一に塞がれる。更なる実施形態において、送出ライン１７は、反応混合物がコンベヤベルトの運搬方向とは逆に、下側フェーシング１３に適用され得るように、フレーム１６に適合させてもよい。更なる実施形態において、送出ライン１７は、製造される特定の発泡体の厚さがコンベヤベルトの運搬方向の横方向に変化するように、フレーム１６に配置されてもよい。
【００６４】
図２は、本発明に基づく１つの実施形態のより詳細な図面を示す。４３および４４から入る成分は、初めに高圧熱交換器４１および４２によってそれぞれ予冷される。冷却（物質）回路は、高圧熱交換器４１および４２に加えて、冷却ユニット４０も有して成る。次に、前記２つの成分は、高圧下の不活性ガスと混ぜ合わせられるために、いずれの場合においても側管３３および３４が設けられているスタティックミキサ３１および３２に入る。それらは、製品ノズル３５および３６を介して混合ヘッド３８の中に導入される。次に、得られた混合物、即ち発泡する発泡体は、分配器ヘッド３７、および下側フェーシング３９に適用するための６つの送出オリフィスを通って流れる。圧縮不活性ガスは、コンプレッサ２０および／またはガスボンベ２１のいずれかによって提供される。必要に応じて、減圧レギュレータ２２は、高圧装置にとって許容可能な値まで圧力を減少させる。バーストディスク２３は、流れの下流に配置された成分へのダメージを避けるために、非常事態に備えられる。成分のストリームの中に導入される不活性ガスの量は、計測ユニット２４、圧力計２５および２６、逆止め弁２７および２８ならびに逆止め弁２９および３０によって最終的に制御される。
【図１】
【図２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性反応混合物をある表面に、場合によっては同時に、および場合によっては均一に適用するための高圧装置、発泡性反応混合物を製造するための方法、サンドイッチ複合要素を製造するための装置、ならびに発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法に関する。
【０００２】
本発明において、高圧供給ラインは、最終ポンプを混合ヘッドに接続する供給ラインの区域を意味するように受け取られるべきである。本発明において、最終ポンプは、高圧計量ポンプに指定される。許容圧供給ラインは、高圧計量ポンプの流れの上流に位置する供給ラインの区域を意味するように受け取られるべきである。
【０００３】
本発明において、許容圧側は、高圧計量ポンプの流れの上流に位置する側を意味するように受け取られるべきであり、一方、高圧側は、高圧計量ポンプの流れの下流に位置する側を意味するように受け取られるべきである。
【０００４】
本発明において、運転寿命は、適用システム（即ち分配器ヘッドおよびホース）を洗浄する必要なく、発泡性反応混合物が前記装置によって製造され得る期間を意味するように受け取られるべきである。
【背景技術】
【０００５】
製造速度を１５ｍ／分よりも大きな、特に４０ｍ／分よりも大きな、更により好ましくは６０ｍ／分よりも大きな速度まで上昇させることができる、サンドイッチ複合要素を連続的に製造するための装置に関する要求が長いことあった。
【０００６】
サンドイッチ複合要素を連続的に製造するために、混合ヘッドを往復させることが、先行技術から公知である。ここで混合ヘッドは、下側フェーシングの幅にわたって往復運動を行ない、混合ヘッドに直角かつ下側フェーシングと平行に配置されている、キャストレーキまたはトング／スプーンノズルを用いて、まだ液体の反応混合物を下側フェーシングに適用する。混合ヘッドは、下側フェーシングの上方で、ガイドレールまたは「構台」に取り付けられ、電気モータの助けを受けて、加速させられ、反転地点の前でブレーキをかけられる。発泡原料は、ホースラインを介して混合ヘッドに供給される。場合によっては、水圧ホースまたは空気圧ホースも混合ヘッドに通じる。発泡原料は、ノズルを介して混合ヘッドの中に導入され、混ぜ合わせられる。次に、反応混合物はキャストレーキに流れ込み、規則的に配置された穴から現れる。混合ヘッドの往復運動と共に、キャストレーキの長さおよびその穴は、反応混合物の均一な分配を確実にし、運搬方向に対して斜めに横たわっている。適用後、反応混合物は発泡し、上側フェーシングまで上昇する。発泡工程の間、それは、発泡体が固化または硬化する前に、２つのフェーシングに接着的に結合する。
【０００７】
この製造方法は、製造速度の観点で製造技術に関して制限される。たとえ十分に強力なモータ、ガイドレール、ホース、混合ヘッドおよびキャストレーキまたはトング／スプーンノズルを用いたとしても、反応混合物は、反転地点にて広がる過剰な遠心力のせいで、フェーシングの縁部を超えて突出するであろう。先行技術によれば、この適用方法を用いて、サンドイッチ複合要素を連続的に製造する際、１５ｍ／分を上回る製造速度を達成することは不可能である。
【０００８】
固定混合ヘッド技術および硬質送出システムを含む方法を用いることによって、６０ｍ／分まで製造速度を増大させることは、十分に周知である。この方法は、ＵＳ技術として知られている。このＵＳ技術（高速機械）は、別箇の供給および別箇の混合ヘッドを有する３つの同一な分配ラインならびに送出システムから実質的に成る。しかしながら、この技術は、ただ１つの分配器ヘッドを含むのではなく、不都合なことに、複数の分配器ヘッドを必要とする。更に、この方法は、個々の混合ヘッドからその都度現れる反応混合物が、圧力および温度の観点で異なる物理的条件下にもなり得るという不利益を有し、そのことは、例えば、反応動力学の局所変化のせいによる不均一な表面、縮小した気泡、異なる熱導電率値のような低下した品質特性によって、それぞれの得られた発泡体において明らかにされ得る。
【０００９】
欧州特許第１８５７２４８Ａ２は、それぞれの送出ラインが別個の混合ヘッドを有さないことによって、この問題を解決する。ただ１つの混合ヘッドを設ける代わりに、そこから複数の送出ラインが供給される。欧州特許第１８５７２４８Ａ２に記載されたシステムは、ＰＵ発泡体を製造するために慣習的な、圧力で作動する装置を有して成り、そこにおいて６バールの圧力は越えず；そのような装置は、１５ｍ／分〜最大６０ｍ／分の製造速度を可能にする。
【００１０】
国際公開ＷＯ０３／０６４２３６Ａ１は、幅広い範囲内で発泡体気泡数を制御する問題、および発泡体内の気泡のサイズ分布を確立する問題に対処し、かつ溶解した発泡剤ならびに泡核形成剤としての空気および／または窒素の存在下で、混合ユニット内でイソシアネート成分とポリオール成分とを混ぜ合わせることによって、ポリウレタン発泡体を製造するための方法を開示しており、その泡核形成剤は、良好な分散および低圧側での圧力上昇によって進行する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
先行技術を背景に、本発明の目的は、製造速度を更に増大させることができる装置または方法を開発することであった。更なる目的は、先に規定した製品品質と共に、そのような装置／方法によって得られる発泡体の表面を向上（とりわけその均一性の観点で）させることでもあった。本発明の更なる目的は、上記適用システム（即ち分配ヘッドおよびホース）が、欧州特許第１８５７２４８Ａ２から既知の方法よりも長い運転寿命を有することを確実にすることであった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、第１の実施形態において、
−混合ヘッド、
−混合ヘッドの流れの下流に位置する分配器ヘッド、
−分配器ヘッドに適合し、分配器ヘッドの流れの下流に適合している、少なくとも３つの送出ライン、
−混合ヘッドへの成分Ａのための高圧供給ライン、
−混合ヘッドへの成分Ｂのための高圧供給ライン、
−不活性ガスと、成分Ａ、成分Ｂまたは成分ＡおよびＢの混合物とを混ぜ合わせるための少なくとも１つのスタティックミキサ、
−高圧下の不活性ガスのための少なくとも１つの高圧供給ラインならびに
−混合ヘッドにて、成分の所望の圧力を確立するための少なくとも１つの計測および制御ユニット
を有して成る発泡性反応混合物を適用するための装置によって、達成される。
【００１３】
この文脈において、分配器ヘッドが、混合ヘッドの下流に位置するように記載される場合、これは、これら２つのヘッドを通って流れる材料の流れの方向との関係においてであるように理解されるべきであり、従って材料は、まず混合ヘッドを通り、ちょうどその後、分配器ヘッドを通って流れる。
【００１４】
ポリオールのストリームへのガスを計量するために、下記の方法が先行技術から既知である：ポンプ（例えばスクリューポンプまたはギアポンプ）を用いることによって、貯蔵タンク内で許容圧を発生させ、この圧力は、一般的に３バールと８バール（最大１０バール）との間である。ガス充填を、許容圧側で実施することが可能である。この目的を達成するために、ガス充填ユニットが許容圧側に取り付けられ、それは、高速運転中空撹拌機を用いることによって規定された方法で、ガスをポリオールの中に混ぜる。通常の製造において、ガス濃度は、１ＮＬ／分（標準リットル／分；標準リットルは、１．０１３２５バールの圧力Ｐｎ、０％の大気湿度（乾燥ガス）および２３７．１５Ｋの温度Ｔｎにおいけるガスによって占められる体積）と同じくらいであり、計量ポンプの精度に影響を及ぼさない。欠点は、より高いガス濃度において、計量ポンプ内でキャビテーションが起こり得ることである。これは、計量ポンプが不正確に計量すること、および摩耗が殊更よりひどくなることをもたらす。ガス充填を、加圧ポンプを用いて、許容圧側で行なうことも可能である。これは、許容圧を最大３０バールまで増大させる加圧ポンプを、ガス充填ユニットと計量ポンプとの間に設置することによって、キャビテーションを防ぐ。これらの装置において、ガス充填地点から混合ヘッドまでの総体積は、一般的に２０〜３０ｄｍ３である。ガス充填なしまたは低圧力側でのガス充填を伴う、そのような先行技術の装置における運転寿命は、発泡性反応混合物を製造する場合、１時間未満である。
【００１５】
本発明に基づく装置において、ガスは、高圧側で（例えばスタティックミキサ内で）計量される。これは、発泡の初期において、ガスが、許容圧側でのガス充填を伴う先行技術から既知の先に記載した方法と比べ、より早く（一般的には約１０倍早く）適用システム内に（即ち、現れる発泡反応混合物およびホース内に）存在するという利点を有する。本発明に基づく装置のスタティックミキサから混合ヘッドまでの総体積は、２．０ｄｍ３未満であることが好ましい。これは、発泡工程の間、ホースが詰まらないという驚くべき利点を有する。高圧側が、１５０〜２５０バールの圧力で運転されること、ならびにガスが、スタティックミキサの上流で、高圧側の圧力よりも少なくとも５バール高い圧力まで（例えばコンプレッサを用いることによって）圧縮されることが、特に有利である。
【００１６】
ガスが高圧側で導入される本発明に基づく装置を用いることによって、有利なことに、適用システム（分配器ヘッドおよびホース）は、発泡性混合物を製造する場合、洗浄の必要なく、少なくとも８時間の運転寿命を有する。既に先に説明したように、ガス充填を伴わない、あるいは低圧力側でのガス充填を伴い、他は同一条件下で発泡性反応物を製造する際の対応する先行技術装置における運転寿命は、たった１時間未満である。本発明に基づく装置および方法の更なる利点は、ガス充填が適用地点のすぐ近くで達成されるため、その方法の初期に、材料が廃棄される必要が全くないことである。
【００１７】
不活性ガスは、空気、窒素、二酸化炭素、ならびにアルゴンおよびヘリウムのような希ガスの群から選択されることが有利である。化学的に不活性なガスとして、空気が用いられることが好ましい。
【００１８】
ここにおいて、スタティックミキサの目的は、特定の成分または混合物と、高圧化の不活性ガスとの徹底的な混合を提供することである。不活性ガスの導入後、混合／分配器ヘッドまでのそれらの経路にある成分、または分配器ヘッドまでのその経路にある成分の混合物（なぜなら、ここで不活性ガスは、混合ヘッド内、または混合ヘッドと分配器ヘッドとの間のいずれかに導入されるため）は、高い圧力を示し、それは、発泡性反応混合物の放出速度の上昇をもたらし、そこで、製造速度の上昇を可能にする。加えて、放出速度の増大は、製造されるべき発泡体に、より均一な表面をもたらす。上記の製品品質は、更に向上している。
【００１９】
本発明に基づく高圧装置の送出ラインは、硬質フレームに、発泡性反応混合物の送出方向の横方向に取り付けられることが有利である。そのような取り付けは、簡単であり、固定は種々のタイプのパネルに対して同様に再現可能である。ここで、混合／分配器ヘッド内の圧力は、既知の先行技術装置によって達成される圧力に対応しない。
【００２０】
本発明に基づく高圧装置において、少なくとも１つのスタティックミキサ、特に成分Ａのための第１スタティックミキサおよび成分Ｂのための第２スタティックミキサは、混合ヘッドの上流に配置されることが有利である。
【００２１】
そのような配置は、混合ヘッドへの流入口で、成分ＡおよびＢの双方は高圧下にあり、そこで、２つの成分のより徹底した混合をもたらし、それゆえ、発泡体のより均質な形成をもたらすことを確実にする。
【００２２】
発明に基づく高圧装置において、スタティックミキサは、混合ヘッドの下流に配置されることが有利である。
【００２３】
従って、このプロセスの変化形において、それは、２つの成分ＡおよびＢの混合物のみであり、例えば、高圧下で配置されている２つの成分は、既に単独ではない。この工程の変化形は、スタティックミキサ、計測および制御ユニットのような対応する構成要素は１つしか必要とされないため、コストを低減させる。
【００２４】
本発明に基づく高圧装置において、不活性ガス供給ラインは、スタティックミキサに入る成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物のストリームの中へと、スタティックミキサの領域内で開口することが有利である。
【００２５】
これは、ある程度の予混合をもたらし、そしてその後直ちに、スタティックミキサによって完全にされる。不活性ガス入口地点が、スタティックミキサから（空間的に）あまりにも遠くに位置する場合、成分／混合物と不活性ガスとが、スタティックミキサへのそれらの経路で分離する恐れがあり、これを十分に補償することはできないであろう。
【００２６】
本発明に基づく高圧装置において、少なくとも１つのスタティックミキサおよび少なくとも１つの計測／制御手段は、フレームに取り付けられることが有利である。
【００２７】
本発明に基づく装置は、このアレンジメントのおかげで非常にコンパクトに構成されることができる。
【００２８】
本発明に基づく高圧装置は、不活性ガスを圧縮するための高圧コンプレッサを有して成ることが有利である。
【００２９】
結果として、例えば、予圧縮させた不活性ガスを収容するいずれかの金属ガスボンベを用いる必要はなく、それは明らかなコスト削減をもたらす。
【００３０】
本発明に基づく高圧装置は、成分Ａおよび／または成分Ｂの温度を調節するために、少なくとも１つの熱交換器、特に高圧熱交換器を有して成ることが有利である。加圧だけだと、成分／混合物を強力に加熱し過ぎてしまうであろう。
【００３１】
本発明に基づく高圧装置は、分配器ヘッドに適合する同一断面を有し、同一の長さであり、かつ同一の材料から成る、少なくとも４つの送出ラインを有して成ることが有利である。
【００３２】
本発明に基づく高圧装置は、送出ラインがパネル形状に従って配置され、かつ現れる反応混合物が下側フェーシングの幅全体にわたって、均一に分配される場合、有利である。
【００３３】
第２の実施形態において、本発明の目的は、本発明に基づく高圧装置を用いることにより発泡性反応混合物を製造するための方法によって達成される。
【００３４】
成分Ｂとして、イソシアネート成分を用いることが好ましい。成分Ａとして、ポリオール成分を用いることが好ましい。この文脈において、「イソシアネート成分」および「ポリオール成分」なる用語にはそれぞれ、種々のイソシアネートおよび種々のポリオールの混合物も含まれる。
【００３５】
不活性ガスが、成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物の中への導入前に、１５０バールよりも大きい圧力まで圧縮されるように、前記方法を実施することが好ましい。ここで、ガスは、それが導入される成分よりも常に高い圧力である必要がある。不活性ガスと成分との間での１０バールの圧力差は、いずれの場合においても十分である。
【００３６】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性混合物によって濡らされない領域が、覆われるべき領域とサイズが同一となるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３７】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、覆われるべき領域の幅全体にわたって均一に分配されないように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３８】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向に下側フェーシングの上へ放出されるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００３９】
本発明に基づく方法において、送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が反応ベルトの運搬方向と逆に下側フェーシングに放出されるように、フレームに取り付けられることが好ましい。
【００４０】
第３の実施形態において、本発明の目的は、サンドイッチ複合要素を製造するための装置によって達成され、その装置は、いずれの場合においても、上側フェーシングおよび下側フェーシングのための少なくとも２つの供給装置、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、ならびに下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルトを有して成り、そこに、本発明に基づく高圧装置、成形セクションおよび切断装置が連続して配置される。
【００４１】
第４の実施形態において、本発明の目的は、発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法によって達成され、本発明に基づく装置が、サンドイッチ複合要素を製造するために用いられる。
【００４２】
本発明に基づく高圧装置において、種々の製品厚さを生み出すための種々の反応プロファイルが可能であるように、混合ヘッドは、下側フェーシングの上方の硬質フレームに同様に取り付けられる。分配器ヘッドは、個々の発泡成分が一緒に混ぜ合わせられる混合ヘッドに取り付けられる。この分配器ヘッドは、例えば少なくとも３つ、多くて８つの送出ラインを有し、その長さ、断面および材料は、全て同一であることが好ましい。これは、下側フェーシングと接触しているまだ液体の反応混合物の発泡挙動が、それぞれの接触地点で同じ程度まで進行し、そこで、得られた製品の特に均一な発泡をもたらすという利点を有する。この利点は、送出ラインの同一の長さ、断面および材料によってだけでなく、適用されるべき混合物全体が全く同一の混合ヘッドから出るという事実によっても促される。送出ラインとして、発泡されるべき反応混合物と反応せず、かつ反応混合物が通常強く接着しない、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。送出ラインの材料は、鋼鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ゴム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリウレタン（ＰＵ）を含んで成る群から選択されることが好ましい。ゴムは、供給ラインを形成するように加工できる、当業者に既知のいずれかの可撓性ゴムを意味するように受け取られるべきであり、ニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢＲ）であることが好ましい。ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴおよびＰＶＣを含んで成る群から選択される可撓性材料が、特に好ましい。送出ラインがパネル形状に適合し、かつ下側フェーシングの幅にわたる均一な適用が確実になるように、送出ラインは、上側フェーシングにわたってコンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に配置された硬質フレームに配置され、固定される。反応混合物が下側フェーシングに適用され、かつ下側フェーシング上の個々の適用区域間の濡れていない領域が同一サイズとなるように、送出ラインは、下側フェーシングにわたって有利に配置される。複合要素の均一なその場での発泡を確実とするように、隙間は、その場での発泡の間に埋められる。送出ラインは、微調節の目的で、コンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に硬質フレーム上で移動可能である。硬質フレームも同様に、高さが移動可能である。更に、反応混合物が、コンベヤベルトの運搬方向またはそれと逆のいずれかに下側フェーシングと接触するように、送出ラインはフレームに適合される。反応混合物が、下側フェーシングとコンベヤベルトの運搬方向に接触するか、あるいはそれと逆に接触するかは、送出ラインからの放出速度、コンベヤベルトの運搬速度、および場合によっては反応混合物の粘度に依存する。１．２〜２ｍ／分の放出速度および２０〜６０ｍ／分の運搬速度では、反応混合物の適用は、運搬方向と逆に進行することが有利である。１．２〜２ｍ／分の放出速度および最大２０ｍ／分の運搬速度では、コンベヤベルトの運搬方向への適用が有利である。
【００４３】
相対する適用は、小さな放出量および製造速度の上昇を伴い好ましい。相対する適用場合、混合物のフェーシングに対する相対速度はより大きくなり、個々のストランドの若干より幅広い適用をもたらす。
【００４４】
１つの特定の実施形態において、送出ラインと共に混合ヘッドおよび分配器ヘッドの双方は、コンベヤベルトの運搬方向に対して横方向に減少する厚さを有する製品、または絶えず厚さの比率が変化する製品を製造することも可能であるように配置され、固定されてよく、下側フェーシング上の個々の適用区域間の濡れていない領域は、直線的に減少する大きさまたは常に異なる大きさであってよい。これらの隙間は、その場での発泡の間に埋められ、そこで、望ましくは製品高さの点で不規則な、その場での発泡を可能にする。
【００４５】
キャストレーキまたはトング／スプーンノズルを往復させる場合、構台は絶対に必要であるが、この種類のアレンジメントのおかげで、構台なしで済ますことが可能である。更に、このアレンジメントの場合、製造速度は、コンベヤベルトの速度または発泡機の放出能力に依存するだけである。６０ｍ／分よりも大きな速度が、このアレンジメントによって達成され得る。複数の混合ヘッドを用いる必要がある方法と比較して、本発明に基づくこの装置の更なる利点は、１つの混合ヘッドしか用いないため、異なる処理圧力、温度または同様のものによる製造信頼性および製品品質の点で関連する悪化によって、変動は起こり得ない。
【００４６】
本発明に基づく装置のための混合ヘッドとして、先行技術で既知のいずれかの混合ヘッドを用いてよい。しかしながら、そのようなヘッドは、ポリウレタンサンドイッチ複合要素を製造するために、特にポリオール成分およびイソシアネート成分を発泡させるのに適する必要がある。送出ラインの起こり得る詰まりを防ぐために、化学的に不活性なガスを、混合ヘッド内で反応混合物の中に混ぜて、あるいは予め反応混合物の一方または双方の中に混ぜてよい。化学的に不活性なガスは、窒素、空気、二酸化炭素、ならびにアルゴンおよびヘリウムのような希ガスの群から選択される。ガスの代わりに、他の構成成分を反応成分と混ぜ合わせてもよい。これらの物質は、例えば、グラファイト、ポリウレタン粉末、メラミン、ケイ砂、Ａｌ２Ｏ３、タルク、および例えばフィロケイ酸塩、ナノチューブ、ナノサンドのようなナノ複合材料の群から選択され、かつ特に混合ヘッド内で反応成分に添加される。
【００４７】
分配器ヘッドの材料は、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウムおよびプラスチックから選択されてよい。選択された材料は、いずれの場合も、最大３２０バールおよび２０〜４０℃の範囲で、混合ヘッド内に広がる圧力および温度に耐える必要がある。
【００４８】
分配器ヘッドの形状は、分配器流入口から、送出ラインへのそれぞれの送出口までの通路が同一の長さであるように選択されることが好ましい。分配器ヘッド送出口の断面は、全ての分配器ヘッド送出口に対して同一であることが更に有利である。他方、分配器ヘッド流入口の断面は、それぞれの分配器ヘッド送出口よりも大きくてもよい。
【００４９】
本発明に基づく適用装置は、サンドイッチ複合要素を製造するために用いられる更なる装置の一部であってよい。ポリウレタンサンドイッチ要素（パネル）は、一般的に連続工程で製造される。ここで、パネルは、一般的に約２０〜２４０ｍｍの厚さで、「対の」コンベヤベルト上で連続的に製造される。しかしながら、２０ｍｍより小さいおよび２４０ｍｍよりも大きな厚さも同様に可能である。ここで、そのような対のコンベヤベルトは、従来、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルト、上側フェーシングのための供給手段、下側フェーシングのための供給手段、ポリウレタン反応混合物が上側フェーシングと下側フェーシングとの間で発泡し、完了まで反応する成形セクション、製造されたパネルのための切断手段、およびポリウレタン反応混合物を下側フェーシングに適用するための混合ヘッドを有する計量ステーションからなる。
【００５０】
サンドイッチ複合要素のための連続的な製造工程のための個々の要素のアレンジメントは、ドイツ国特許第１２４７６１２Ａ１およびドイツ国特許第１６０９６６８Ａ１に記載されるように、先行技術から既知である。
【００５１】
本発明において、サンドイッチ複合要素は、少なくとも２つのフェーシングおよびそれらの間に位置するコア層から構成された複合要素を意味するように理解される。
【００５２】
コア層として、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。鉱物繊維の繊維板、または例えばポリウレタンのような硬質発泡体もしくは硬質なポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体の板が好ましい。
【００５３】
特に、サンドイッチ複合要素は、硬質なまたは可撓性を有する材料の少なくとも２つのフェーシング、および例えば硬質ＰＵ発泡体のような発泡体のコア層からなる。ここで、硬質ＰＵ発泡体は、ポリウレタン、ポリ尿素およびポリイソシアヌレート化合物に基づくそれらの硬質発泡体を意味するように受け取られるべきである。
【００５４】
コア層として、ポリウレタンおよび／またはポリイソシアヌレートに基づく硬質発泡体を選択することが好ましい。ポリウレタン基および／またはポリイソシアヌレート基を含んで成る硬質発泡体は、出発成分として、ＮＣＯを含有するＯＨ−化合物−反応性化合物を有する、当業者に既知のいずれかの化合物を用いることによって製造されてよく、それは例えば、ａ）脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族および複素環のポリイソシアヌレート、好ましくはジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、カルボジイミド基、ウレタン基、アロファネート基、イソシアヌレート基、尿素基またはビウレット基を含んで成るポリイソシアネート、特に好ましくはポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートに基づくもの、ならびにｂ）４００〜１０，０００ｇ／モルの範囲の分子量を有し、少なくとも２つのイソシアネート反応性水素原子を有する化合物で、例えばアミノ基、チオール基、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を含んで成る化合物のようなものである。ポリマーＭＤＩと、脂肪族または芳香族のポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールとの反応から生成される、適当なＮＣＯプレポリマーを用いることが更に可能であり、それは、例えば、６０〜４０００の数平均分子量を有する１〜４つのヒドロキシル基を有して成る、ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールである。
【００５５】
発泡体は、触媒、発泡剤、架橋剤、難燃剤、泡安定剤、流動促進剤、抑制剤、および場合によって熱伝導性および難燃性を向上させるための固体添加剤のような、当業者に既知の常套の補助物質および添加剤を用いて製造される。
【００５６】
フェーシングのための材料として、当業者に既知のいずれかの材料を用いてよい。好ましい材料は、（亜鉛めっきしたおよび／または被覆した）鋼鉄、（被覆したおよび／または陽極酸化させた）アルミニウム、銅、ステンレス鋼のような金属、あるいは例えば、ポリ塩化ビニル系もしくはポリエステル系のような強化、非強化および／もしくは充填プラスチック、またはガラス繊維、含浸板紙、紙、木材、ビチューメンガラス不織布および鉱物ガラス不織布のような非金属である。
【００５７】
例えば、フェーシングを被覆材料で被覆してよい。
【００５８】
得られたパネルのそれぞれの側での、上記材料からのフェーシングの組み合わせも、フェーシングとして適する。
【００５９】
（硬質なまたは可撓性を有する）種々のフェーシングおよび硬質ポリウレタン発泡体のコア層に基づくそのような複合要素は、先行技術から当業者に十分に周知であり、金属複合要素または絶縁パネルとしても知られている。更なる層が、コア層とフェーシングとの間に提供されてよい。
【００６０】
硬質なフェーシングを有するそのような複合要素の使用の例は、工業用建物および冷蔵倉庫建造物のための平面的または直線的な壁要素および形作られた屋根要素である。複合要素は、トラック車体、大きなビルのドアおよび門として、ならびにコンテナ建造物内で用いられてもよい。可撓性フェーシングを有する絶縁パネルおよび複合要素は、屋根、外壁における絶縁材料として、および床板として用いられる。
【００６１】
連続的または非連続的な工程を用いるこれら複合要素の製造は、先行技術から十分に周知である。この目的のために、まだ液体の反応混合物は、本発明に基づく高圧装置を用いることによって下側フェーシングに適用される。下側フェーシングで今ゆっくりと発泡する反応混合物は、下側ベルトによって、上側ベルトおよび下側ベルトによって規定される成形セクションの中に運搬される。発泡反応混合物が上側フェーシングに到達し、そこで、二つのフェーシングを接着的に一緒に結合する。発泡体は、上側ベルトおよび下側ベルトが製造されるべき製品の厚さを予め決定する成形セクション内で固まり、成形セクションを通過した後、得られたパネルを切断するための切断装置によって、所望の長さに切断される。
【００６２】
本発明は、添付の図面を参照して以下でより詳細に説明される。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図１は、下側フェーシング１３上に、まだ液体の反応混合物１４を適用する間の、本発明に基づく適用装置を図示する。適用装置は、下側フェーシング１３の上方に配置される混合ヘッド１１を有して成る。製品ノズル７は、ポリオールのための製品ライン８およびイソシアネートのための製品ライン９を通って供給される成分を、混合ヘッド１１の中に導入するように働く。混合ヘッド１１に続いて、分配器ヘッド１２があり、そこに同一材料かつ同一直径で作られた、６つの等しい長さの送出ライン１７が取り付けられている。フェーシング１３への均一な適用が、コンベヤベルトの運搬方向に進行し得るように、送出ライン１７は、運搬方向を横切って延在するフレーム１６の下方で、下側フェーシング１３の幅全体にわたって取り付けられる。フレーム１６は、下側フェーシング１３の上方で強固に配置される。フレーム１６上での送出ライン１７の位置決めは、微調整のために、運搬方向の横方向に変化してよい（図示せず）。不活性ガス（例えば空気）は、コンプレッサ１によって例えば１８０バールの圧力まで圧縮される。次に、減圧レギュレータ２を用いることによって、例えば１５０バールよりも低い圧力まで調節を進めてよい。図示した実施形態において、計測／制御手段４、オン／オフバルブ３、逆止め弁５およびスタティックミキサ６は、第２フレーム部品１０（構台とも呼ばれる）に取り付けられる。図１に図示した実施形態は、フレーム１６上の送出ライン１７のパネル形状に適合させたアレンジメントを提供し、フェーシング１３の幅全体にわたる均一な発泡を確実にするために、被覆領域の間にある、下側フェーシング１３の被覆されていない領域１５のサイズが同一となるように、そのアレンジメントは、まだ液体の反応混合物１４が下側フェーシング１３と接触することを確実にする。このように、隙間１５は、液体反応混合物１４のその後の発泡の間に、均一に塞がれる。更なる実施形態において、送出ライン１７は、反応混合物がコンベヤベルトの運搬方向とは逆に、下側フェーシング１３に適用され得るように、フレーム１６に適合させてもよい。更なる実施形態において、送出ライン１７は、製造される特定の発泡体の厚さがコンベヤベルトの運搬方向の横方向に変化するように、フレーム１６に配置されてもよい。
【００６４】
図２は、本発明に基づく１つの実施形態のより詳細な図面を示す。４３および４４から入る成分は、初めに高圧熱交換器４１および４２によってそれぞれ予冷される。冷却（物質）回路は、高圧熱交換器４１および４２に加えて、冷却ユニット４０も有して成る。次に、前記２つの成分は、高圧下の不活性ガスと混ぜ合わせられるために、いずれの場合においても側管３３および３４が設けられているスタティックミキサ３１および３２に入る。それらは、製品ノズル３５および３６を介して混合ヘッド３８の中に導入される。次に、得られた混合物、即ち発泡する発泡体は、分配器ヘッド３７、および下側フェーシング３９に適用するための６つの送出オリフィスを通って流れる。圧縮不活性ガスは、コンプレッサ２０および／またはガスボンベ２１のいずれかによって提供される。必要に応じて、減圧レギュレータ２２は、高圧装置にとって許容可能な値まで圧力を減少させる。バーストディスク２３は、流れの下流に配置された成分へのダメージを避けるために、非常事態に備えられる。成分のストリームの中に導入される不活性ガスの量は、計測ユニット２４、圧力計２５および２６、逆止め弁２７および２８ならびに逆止め弁２９および３０によって最終的に制御される。
【図１】
【図２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−混合ヘッド、
−混合ヘッドの流れの下流に位置する分配器ヘッド、
−分配器ヘッドに適合した少なくとも３つの送出ライン、
−混合ヘッドへの成分Ａのための供給ライン、
−混合ヘッドへの成分Ｂのための供給ライン、
−不活性ガスと、成分Ａ、成分Ｂまたは成分ＡおよびＢの混合物とを混ぜ合わせるための少なくとも１つのスタティックミキサ、
−高圧下の不活性ガスのための高圧側にある少なくとも１つの供給ラインならびに
−混合ヘッドにて成分の所望の圧力を確立するための少なくとも１つの計測および制御ユニット
を有して成る発泡性反応混合物を適用するための装置。
【請求項２】
前記送出ラインは、硬質フレームへ、発泡性反応混合物の送出方向の横方向に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つのスタティックミキサは、混合ヘッドの流れの上流に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２いずれかに記載の装置。
【請求項４】
スタティックミキサは、混合ヘッドの下流に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３いずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
不活性ガスのための供給ラインは、スタティックミキサに入る成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢのストリームの中へ、スタティックミキサの領域内で開口することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の装置を用いることによって、発泡性反応混合物を製造するための方法。
【請求項７】
成分Ａとして、イソシアネート成分が用いられることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
成分Ｂとして、ポリオール成分が用いられることを特徴とする、請求項６または請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
不活性ガスは、成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物の中への導入前に、１５０バールよりも大きな圧力まで圧縮されることを特徴とする、請求項６〜請求項８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物によって濡らされない領域が、覆われるべき領域とサイズが同一であるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、覆われるべき領域の幅全体にわたって均一に分配されないように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向に下側フェーシングへ放出されるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向と逆に下側フェーシングへ放出されるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
上側フェーシングおよび下側フェーシングのための少なくとも２つの供給装置、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、ならびに下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルトを有して成るサンドイッチ複合要素を製造するための装置であって、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の装置、成形セクションおよび切断装置がそれに連続して配置される装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置が用いられる、発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法。
【請求項１】
−混合ヘッド、
−混合ヘッドの流れの下流に位置する分配器ヘッド、
−分配器ヘッドに適合した少なくとも３つの送出ライン、
−混合ヘッドへの成分Ａのための供給ライン、
−混合ヘッドへの成分Ｂのための供給ライン、
−不活性ガスと、成分Ａ、成分Ｂまたは成分ＡおよびＢの混合物とを混ぜ合わせるための少なくとも１つのスタティックミキサ、
−高圧下の不活性ガスのための高圧側にある少なくとも１つの供給ラインならびに
−混合ヘッドにて成分の所望の圧力を確立するための少なくとも１つの計測および制御ユニット
を有して成る発泡性反応混合物を適用するための装置。
【請求項２】
前記送出ラインは、硬質フレームへ、発泡性反応混合物の送出方向の横方向に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つのスタティックミキサは、混合ヘッドの流れの上流に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２いずれかに記載の装置。
【請求項４】
スタティックミキサは、混合ヘッドの下流に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３いずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
不活性ガスのための供給ラインは、スタティックミキサに入る成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢのストリームの中へ、スタティックミキサの領域内で開口することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の装置を用いることによって、発泡性反応混合物を製造するための方法。
【請求項７】
成分Ａとして、イソシアネート成分が用いられることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
成分Ｂとして、ポリオール成分が用いられることを特徴とする、請求項６または請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
不活性ガスは、成分Ａ、成分Ｂならびに／または成分ＡおよびＢの混合物の中への導入前に、１５０バールよりも大きな圧力まで圧縮されることを特徴とする、請求項６〜請求項８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物によって濡らされない領域が、覆われるべき領域とサイズが同一であるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、覆われるべき領域の幅全体にわたって均一に分配されないように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向に下側フェーシングへ放出されるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
前記送出ラインは、流出する発泡性反応混合物が、反応ベルトの運搬方向と逆に下側フェーシングへ放出されるように、フレームに取り付けられることを特徴とする、請求項６〜請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
上側フェーシングおよび下側フェーシングのための少なくとも２つの供給装置、上側フェーシングを誘導するための回転上側ベルト、ならびに下側フェーシングを誘導するための回転下側ベルトを有して成るサンドイッチ複合要素を製造するための装置であって、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の装置、成形セクションおよび切断装置がそれに連続して配置される装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置が用いられる、発泡したサンドイッチ複合要素を製造するための方法。
【公表番号】特表２０１２−５１６７９１（Ｐ２０１２−５１６７９１Ａ）
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４８５７４（Ｐ２０１１−５４８５７４）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０００４６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８９０４１
【国際公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０００４６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８９０４１
【国際公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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