CN101652187A - 制造含聚氨酯层的成型件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法和一种装置，用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件，其中在至少两个位置处将气流导入所述喷射装置(3)的流动通道(11)中。

Description

制造含聚氨酯层的成型件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种方法和一种装置，用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件，其中在至少两个位置处将气流导入所述喷射装置的流动通道中。

背景技术

如果涉及到这样的情况，即反应塑料(例如聚氨酯)要平整地涂敷在基底上，则至少要进行喷射作为涂敷技术。在高反应的原料系中，尤其是在注射操作中要使用所谓的高压混合器，其后再接上专门的喷射喷嘴。在EP 0303305B1中描述了这种喷射系统的实施例。

因为这种喷射混合头通常由机器人控制，此机器人必须进行极快的运动，所以喷射混合头构造得小且(因而也)轻便，是特别有利的。

但是，对于三维的喷射层来说，尤其对于具有狭窄凹坑或倒凹部位的成型件来说(例如用于汽车工业的表层零件)，小型的喷射混合头就会碰到它自身的局限性。

对于最佳的喷射过程来说，尤其重要的标准在于注射中断。因为成型件越复杂，混合头重新定位的频率就越高，以便以期望的喷射层厚度和最佳的表面效果来得到无瑕疵的喷射层。

但在这种必要的注射中断之后，喷射系统必须维持全部工作能力，即在注射中断时，不允许在涂敷机构或喷射机构中添加反应混合物。

发明内容

由此，本发明的目的是，提供一种方法和一种装置，用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件，其中使用的喷射系统可实现

-即使在成型件的狭窄凹坑中和倒凹部位中，也能产生无瑕疵喷射层；

-在注射中断时，不会在涂敷机构或喷射机构中粘结反应混合物。

本发明涉及一种方法，用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件，其中

a)反应成份多元醇和异氰酸酯首先在混合头中进行混合；紧接着

b)在步骤a)中产生的反应混合物导引通过喷射装置的流动通道；

c)从喷射装置中排出的反应混合物喷射到基底的表面上，并在基底上面硬化，

其特征在于

d)在至少两个位置处将气流导入所述喷射装置的流动通道中，其中这两个位置之间的距离l这样进行选择，即距离l除以喷射装置的流动通道的直径d所得的商 ${\left\{\frac{1}{d}\right\}}_{\max }>10,$ 优选＞15，尤其优选＞20。

在所述位置或输入管(气流由此导入)多于两个的情况下，此距离l是指彼此相隔最远的位置或输入管之间的距离。

喷射装置在此可以指例如喷射喷枪或喷射喷嘴或其它适合喷射聚氨酯反应混合物的装置。

图1、2和5示例性地示出了所述任务的解决方案。它们图示出了一种在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件的方法，在此，首先把反应成份在混合头中进行混合，紧接着这样产生的反应混合物导引通过喷射喷枪(图2)或喷射喷嘴(图1和5)的流动通道，从喷射喷枪或喷射喷嘴中排出的反应混合物喷射到基底的表面上，并在其上硬化，其中在至少两个位置处分别将气流导入喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中。

借助这个新方法，完全满足了在任务中提到的标准，以便在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件。

因为通过几乎随意地布置涂敷机构作为喷射喷枪或喷射喷嘴，即使在成型件的狭窄凹坑中和/或倒凹部位中，也能产生无瑕疵喷射层。例如借助图1和5也示出这一点。

在至少两个位置处将气流导入喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中，使得首先把反应混合物分成由喷射点滴组成的流体，然后在流动通道的整个长度上输送这些喷射点滴。优选通过气流相对于液体流是足够大的，来实现这一点。另一方面，此气流也不能太大，因为会存在着强烈的气流把喷射的反应混合物部分地吹走的危险。因此，引入的气流与从混合头中排出的反应混合物流的质量比在0.002至0.1之间，优选在0.004至0.05之间，尤其优选在0.006至0.03之间。

在流动通道的至少两个位置处导入气体，另一个重要的效果在于，即使在注射中断时，即在反应混合物停止时，仍然在流动通道的所述至少两个位置处继续气体导入，以致吹光了流动通道的整个长度上的反应混合物，从而使它能以完整的功能性用于其它的喷射过程。

多级气体导入的重要优点在于：以下两个任务

-良好的喷射图形，具有良好的质量分布；以及

-保持喷射喷枪的清洁。

可明显更灵活且更好地实现。在较长的喷射喷枪中应用单级气体导入的问题是，一方面，主要由于气体注入而形成的细微点滴会再次聚合成更粗大的点滴，另一方面，反应混合物在喷射喷枪的后面区域中会粘结在壁体上，于是在长时间运行的情况下至少使喷射喷枪积聚到损害射束的程度。尽管这两种效应原则上可以通过在一个注入位置处提高气体量来避免，但由于强烈的气流会部分地将喷射层吹走，因而无法再达到均匀的喷射涂敷，质量分布也不再能符合要求。相反在多级气体送入的情况下，就可明显更好地控制或优化这些效应的相互作用。

但是，只有两个最外面的气体注入位置(即混合区后面的第一气体注入位置以及喷射装置的出口前面的最后一个气体注入位置)之间具有确定的最小距离，才能实现在流动通道的至少两个位置处进行气体导入的优点。如果它们彼此离得非常近，则是无用的，因为它们在原理上与唯一一个气体注入位置的方法技术效果是一样。因此引入了一个方法技术的特征值，用来确定两个最外面的气体注入位置(即混合区后面的第一气体注入位置以及喷射装置的出口前面的最后一个气体注入位置)的最小距离。这个特征值

代表气体注入位置的轴向距离与喷射装置的内直径之间的比例。在喷射装置的流动通道的几何形状与这个连续的、无阶梯的圆柱形区域不同的情况下(例如呈锥形走向或在具有不同直径的多个圆柱形区域的情况下)，参考直径d由公式 $d=\sqrt{\frac{4\·V}{\mathrm{\π}\·1}}$ 算出。这相当于连续的、无阶梯的圆柱形区域所具有的直径，此圆柱形区域与两个最外面的气体注入位置之间的实际的流动通道具有相同的体积和相同的长度。在此，V相当于两个最外面的气体注入位置之间的流动通道的体积，l相当于这两个气体注入位置之间的距离。

在这个新方法的另一方案中，所述进入喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中的第一气体导入是在反应混合物进入流动通道中的入口范围内进行的，最后一次气体导入是直接在反应混合物自流动通道中出来的出口范围附近进行的，也就是说，最后一次气体导入到出口横截面的距离优选在约3至50mm之间，尤其优选在5至40mm之间，更优选在8至30mm之间。

因此，这项措施不仅对保持流动通道的整个长度上的清洁特别有效，它还使输入的气体体积达到最小，从而实现了几乎无气雾的射束，即射束中几乎没有有害的喷射雾。此外，这种气流最小的射束可在整个宽度上实现几乎恒定的质量分布。

这些在生产技术方面都有很大的优势：

因此，不管是在最开始的注射开始时，还是在注射中断后，都能几乎无损失地直接在成型件的边缘上进行喷射起动。此外，用这样的射束还能实现单层的涂层。这又可使原料的消耗降至最低，并使节拍时间最小。

此方法可如下进行扩展，即也可在中间位置处进行其它的气体导入。按照反应混合物的反应性，这可使喷射喷枪或喷射喷嘴的长度高至1000mm。在方法技术方面的限制比化学方面的少。因为，反应混合物在整个混合和喷射系统中的停留时间必然要显著少于由化学决定的反应混合物的开始时间。

单个气体导入之间的距离由方法技术方面的特征值

$\left(\frac{\mathrm{li}}{d}\right)\mathrm{opt}.$

决定。尺寸l_i代表两个相邻的气体注入位置之间的轴向距离，尺寸d代表这个部段的参考直径。在喷射装置的流动通道的几何形状与这个连续的、无阶梯的圆柱形区域不同的情况下(例如呈锥形走向或在具有不同直径的多个圆柱形区域的情况下)，则参考直径d由公式 $d=\sqrt{\frac{4\·V}{\mathrm{\π}\·1}}$ 重新算出。这相当于连续的、无阶梯的圆柱形区域所具有的直径，此圆柱形区域与两个最外面的气体注入位置之间的实际的流动通道具有相同的体积和相同的长度。在此，V相当于两个相邻的气体注入位置之间的流动通道的体积，l相当于这两个气体注入位置之间的距离。

依照使用的原料系，此特征值在5至100的范围内，优选在7至70的范围内，尤其优选在10至50的范围内。对于活性低的原料系，可把特征值40作为首次估算值，对于活性高的原料系，可把特征值20作为首次估算值。最好依照经验来决定最佳的特征值。在此的标准是，一方面保持喷射喷枪的清洁，另一方面保证喷射涂敷的质量。

尤其对于较长的喷枪，太小的距离会需要大量的、非常小的进气口。但因为单个的进气口通常只能由压缩空气存储器(例如管道网，必要时其下设有减压阀)供应，所以存在这样的危险，即流经单个注入位置的空气非常不均匀并使单个的孔洞发生积聚。虽然单从理论上讲，可单独地控制每个气流，但这在进气口数量很多时显然非常繁琐。此外，在产生点滴的效果方面，大量的脉冲相对低的气体注入射束不如较少量的、但加载了脉冲的气体注入射束。

单个注入位置之间的轴向距离太大也会导致一种后果，即为了在喷射过程中保持喷管的清洁，必须输入太多的空气。但这对喷射涂敷会产生不利的影响，因为很大的气流会部分地把喷射好的材料吹走，从而形成波纹。

如果气体导入到喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中是切向地进行，则可以进一步改善喷射点滴的形成，并改善喷射点滴的输送以及整个喷射系统的清洁。

在这种新方法的另一方案中，气体导入的气流是可调整或可调节的。在反应混合物的质量流发生变化时，也可以这种方式来相应地使得气流相适配。

在特殊的变型方案中，可相互分开地调整或调节单个的气流。因此这是尤其重要的，因为所有输入的气流都与反应混合物的喷射点滴一起流过流动通道的出口，从而影响射束的排出速度。此射束也必须是低气雾的，而且是低脉冲的，因此在涂敷上去后还是流体状的喷射层不会被射束自身“吹坏”。

有利的是，把所有的气体导入的总和(即总气流量)降至最低，并对单个的气体导入进行分级，即例如第一气体导入的气流必须足够高，使得它能把流入流动通道中的反应混合物分成点滴。其它气体导入的气流必要时则可明显更小。它们只须高到足以避免喷射点滴聚合的程度就可以了。按照流动通道的大小，并因此最终依照反应混合物的涂敷效率，所有气体导入的总体积流量可在5Nl/min至200Nl/min之间的范围内，优选在10Nl/min至150Nl/min之间，尤其优选在15Nl/min至100Nl/min之间。标记l表示Nl(标准升)在此指在20℃和1.013bar绝对压力下的1升气体体积。

在用于气流的导管中设置压力指示器，也可以监控喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道的功能性(即清洁度)。因为，如果在气流恒定的情况下出现了压力上升，则这是已反应的反应混合物粘附在流动通道中的迹象。

原则上，在第一气体导入的导管中设置压力指示器就足够了。但如果在每个导气管中都设置压力指示器，则可以辨别出，特别涉及到流动通道的哪个区域。

对于例如图5所示的喷射层来说，无法用唯一一个喷射机构来完成。在此在喷射循环过程中，要么必须更换喷射机构(这可利用喷射喷嘴或喷射喷枪更换站来实现)，要么这样的成型工具必须配备至少两个带相应的喷射机构的喷射混合头，所述喷射机构按位置关系、要么同时要么交替地进行喷射。

为了保持喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道的功能性(即清洁)，尤其有效的措施在于，在注射中断时和尤其在注射结束后脉冲发出气流，即以脉冲的方式增大气流，使它超过喷射过程所需的数值。

在本发明的有利方案中，流动通道分成多个直径各不相同的区域。参考直径d在此再次由公式 $d=\sqrt{\frac{4\·V}{\mathrm{\π}\·1}}$ 算出。这相当于连续的、无阶梯的圆柱形区域所具有的直径，此圆柱形区域与两个最外面的气体注入位置之间的实际的流动通道具有相同的体积和相同的长度。在此，V相当于两个相邻的气体注入位置之间的流动通道的体积，l相当于这两个气体注入位置之间的距离。

在尤其有利的构造中，此直径从一个区域到另一个区域在流动方向上一直变大。因此可能的是，在喷射喷枪的第一部分中用相对地脉冲加载的流来克服相对较大的距离。随后，通过横截面扩展来降低此脉冲。有利的是，与图4所示的相似，在该横截面扩展之后设置气体注入位置，因为这样可以避免这一区域中的死角。

本发明还涉及一种在注射操作过程中用于制造含聚氨酯层的成型件的装置，此装置包含：

a)用于反应成份多元醇和异氰酸酯的存储容器和计量设备；

b)用来混合反应成份的混合头；

c)从所述存储容器到计量设备以及从计量设备到混合头的连接管；

d)喷射装置，其具有与混合头液压相连的流动通道，

其特征在于，此装置还包含

e)设置在流动通道的入口区域中的第一输入管，用来把第一气流输入流动通道中；

f)设置在流动通道的出口区域中的第二输入管，用来把第二气流输入流动通道中，其中第一输入管和第二输入管设置得彼此相距距离l，所以距离l除以喷射装置的流动通道的直径d所得的商 ${\left\{\frac{1}{d}\right\}}_{\max }>10,$ 优选＞15，尤其优选＞20。

在所述位置或输入管(气流由此导入)多于两个的情况下，此距离l是指彼此相隔最远的位置或输入管之间的距离。

流动通道的入口区域在此理解为这样的区域，即基于流动通道的朝向混合头的进入口，此区域位于流动通道的整个长度的前20％中。相应地，流动通道的出口区域在此理解为这样的区域，即基于流动通道的朝向混合头的进入口，此区域位于流动通道的整个长度的后20％中。

通过提供气源或压缩机，并通过提供从气源或压缩机通到伸入流动通道中的第一和第二输入管的连接管，可把气体输入到流动通道中。

喷射装置在此可以指例如喷射喷枪或喷射喷嘴或其它适合喷射聚氨酯反应混合物的装置。

在注射操作中，作为混合头使用了所谓的高压混合头，通常是滑阀控制的混合头，其中借助控制滑阀来实现再循环操作到注射操作的控制转换，其同时也是用于混合腔的清洁机构。

喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道直接与混合腔相连，其中直接在流动通道的开端把气流第一次输入到流动通道中。其优点是，在注射中断时或注射结束后，不仅流动通道、而且前方的即处于清洁位置处的控制滑阀的端面都可以借助吹入的空气来吹干净。

依照原料系，即按反应混合物的反应性或粘度，在喷射过程中使用的压力约为0.2至50bar，优选为0.3至30bar，尤其优选为0.5至10bar。因此，即使在更长的喷射通道中，也可以使点滴尺寸明显低于100μm。点滴尺寸分布例如在测量技术方面可借助Malvern公司的喷射技术激光绕射频谱仪(Spraytec-Laser-Beugungsspektro-meter)来确定。

在清洁吹气时应用的压力为1.0至100bar，优选为2.0至50bar，尤其优选为3.0至20bar。

通常试用压缩空气作为气体，既用于喷射，也用清洁吹气。但同样也可使用其它的惰性气体如氮气。但还可考虑的是，尤其在清洁吹气时，在气流中混合固体颗粒或液珠，用来在高反应的原料系中确保所需的清洁效果。

优选直接在反应混合物从喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中流出来的出口附近，即在流动通道的端部前面约3.0至50.0mm处，优选5.0至40.0mm处，尤其优选8.0至30.0mm处，把气流最后一次导入到流动通道中。

对于长度长于200mm的喷射喷枪或喷射喷嘴，有意义的是，在第一气体导入管和最后一个气体导入管之间，在中间位置处设置其它的气体导入管。

因为，如果单个的气体导入管之间的距离太大，则喷射点滴会聚合，由此会大大影响喷射点滴在流动通道中的输送。

单个的气体导入管之间的距离通过方法技术特征值

$\left(\frac{\mathrm{li}}{d}\right)\mathrm{opt}.$

来确定。依照应用的原料系，此特征值优选在5至100之间的范围内，尤其优选在7至70的范围内，更优选在10至50之间的范围内。对于低活性的原料系，可把特征值40作为首次估算值，对于高活性的原料系，可把特征值20作为首次估算值。

按照反应混合物的排放量、粘度和反应性，并按照流动通道所需的总长度L，流动通道的直径d可从2.0至30.0mm，优选3.0至20.0mm，尤其优选4.0至10.0mm。

只有在实际尝试中才能明确最终选择哪个直径d，此实际尝试按原料系、排出量和流动通道的长度只实施一次。

但还有利的是，喷射喷枪具有多个直径各不相同的圆柱形区域。在尤其有利的方案中，此直径从一个区域到另一个区域朝着排出口的方向一直变大。因此可能的是，在喷射喷枪的第一部分中用相对脉冲加载的流来克服相对较大的距离。随后，通过横截面扩展来降低此脉冲。有利的是，与图4所示的相似，在该横截面扩展之后设置气体注入位置，因为这样可以避免这一区域中的死角。参考直径d在此也再次由公式 $d=\sqrt{\frac{4\·V}{\mathrm{\π}\·1}}$ 算出。这相当于连续的、无阶梯的圆柱形区域所具有的直径，此圆柱形区域与两个最外面的气体注入位置之间的实际的流动通道具有相同的体积和相同的长度。在此，V相当于两个相邻的气体注入位置之间的流动通道的体积，l相当于这两个气体注入位置之间的距离。

用于气体导入的进入口可切向地设置在喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中。这改善了喷射点滴的形成，并因而还改善了喷射点滴的输送以及整个喷射系统的清洁。每个注入位置都可由多个进入口组成，它们优选均匀地分布在圆周上。但还可考虑的是，从属于一个注入位置的进入口在轴向上是稍微偏置的。

在此新装置的另一方案中，在气源和输入管(用来把气流输入到喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道中)之间的气体连接管中设置有调节机构，用来调节相应的气体量。因此，在反应混合物的排出量发生变化时，也可相应地调节气体量。

此外还可能的是，按照方法技术的要求，分级地调节单个气体连接管的气流，即，例如在气体连接管是两个的情况下，第一气体连接管获得总气体体积流的60至80％，第二气体连接管获得总气体体积流的约20至40％。以这种方式可使总气体体积最小，这也可实现了低气雾和低脉冲的射束。

如果在此调节机构的后面设置有压力指示器，则可监控喷射喷枪或喷射喷嘴的流动通道的功能性(即清洁度)。因为，如果在气流恒定的情况下出现了压力上升，则这是已反应的反应混合物粘附在流动通道中的迹象。

在此新装置的一个特别的方案中，使用了流量控制阀，作为调节气体量的调节机构，其中此流量控制阀和压力指示器通过脉冲控制线(电信号线)与控制器相连。

以这种方式可实现，在压力上升时自动地通过提高气体量来抵抗流动通道的积聚。当然，这项措施也是有限度的，因为气体量只能提高到不损害喷射过程的重要标准(低气雾和低脉冲的射束)的程度。

如果控制器还通过其它的脉冲控制线(电信号线)与计量设备相连，则在反应混合物的排出量发生变化时，也可相应地自动使得气体量相适配。

在与喷射喷枪或喷射喷嘴更换站共同作用的情况下，甚至可实现完全自动化的喷射过程，或优选自动地更换喷射喷枪或喷射喷嘴，即当

-喷射喷枪或喷射喷嘴被非常“粘附”的反应混合物弄得过度积聚；

-反应混合物的排出量发生变化时，例如喷射层的厚度不同；

-在喷射层的轮廓特殊时，喷射开始时首先例如用喷射喷嘴(也见图5)进行，然后必须改为喷射喷枪。

附图说明

下面借助示意图详细地阐述了本发明。

其中：

图1示意性地示出了具有喷射喷嘴的混合头，此喷射喷嘴包含90°的弧度；

图2示意性地示出了具有喷射喷枪的喷射系统；

图3示意性地示出了喷射喷枪的特殊实施例；

图4示意性地示出了喷射喷枪的另一特殊实施例；

图5示意性地示出了具有喷射喷嘴或喷射喷枪更换站的喷射系统。

具体实施方式

在图1中示出了具有混合头2和喷射喷嘴3(它作为喷射装置，包含90°的弧度4)的装置1，用来把聚氨酯反应混合物喷射到基底5上。反应成份多元醇A和异氰酸酯B从存储容器中通过计量设备(示意图中未示出)借助连接管输送到高压混合头2中，并在此高压混合头2中相互混合。紧接着，反应混合物被挤压通过喷射喷嘴3(具有90°的弧度)的流动通道，并在射束6中涂敷在基底5上，基底5在此处是指具有明显的凹坑和倒凹部位(即很难接近的凹坑)的工具的工具表面。

喷射出的反应混合物在工具表面(基底5)上发生反应，从而产生表层7，此表层7随后可在后续的加工步骤(在未意图中未示出)中进行后发泡，或例如可进一步加工成用于汽车工业的成型件。

沿流动方向直接在混合头2后方，将气流8导入到喷射喷嘴3的环形通道中。气体从环形通道9起通过三个气体导入管10a、10b、10c进入到喷射喷嘴3的流动通道11中，气流在此先把反应混合物分成喷射点滴，反应混合物然后从流动通道中继续输送到出口，紧接着喷射出来。

在图2中，反应成份A和B同样从存储容器中通过计量设备(示意图中未示出)借助连接管输送到高压混合头2，并在此高压混合头2中相互混合。紧接着，反应混合物被构成为喷射喷枪3’的喷射装置的流动通道11’挤压。

直接在混合头2后方进行第一气体导入，即设置在流动通道11’的入口区域中的第一输入管10a’伸入喷射喷枪3’的流动通道11’中。反应混合物因此被分成喷射点滴，并朝着出口方向从流动通道中输送出来。

因为喷射点滴在流经流动通道时容易聚合，于是在距离l₁的位置处通过输入管10b’进行第二气体导入，从而抵抗喷射点滴的聚合。

通过设置在流动通道11’的出口区域中的输入管10c’，在另一距离l₂的位置处进行第三气体导入10c’(在此实施例中它是最后一次气体导入)，它的任务也是抵抗所述聚合。在流动通道的整个长度L上以这种方式形成级联式的气体输入，其产生了细微分布的气体/液体扩散，其随后作为射束从喷射喷枪3’的流动通道11’中排出。即使在更长的流动通道中，以这种方式也能达到点滴尺寸小于100μm的点滴范围。

图2还示出了与气源相连的压缩机13，导气管16a、16b、16c从该压缩机13起通过流量控制阀14a、14b、14c和压力指示器15a、15b、15c通到气体导入管10a’、10b’、10c’。压力指示器15a、15b、15c和流量控制阀14a、14b、14c通过脉冲控制线17与控制器18相连。

此控制器借助另一脉冲控制线19与示意图中未示出的、用于反应成份A和B的计量机器相连。以这种方式可实现，在反应混合物的排出量改变时，也可以自动地使导入到喷射喷枪的流动通道中的气流相适配。

此外还可能的是，借助压力指示器15a、15b、15c来监控流动通道11’的状态。即，如果在流动通道11’中积聚越来越多的已反应的反应混合物，则可以提高气流来抵抗这种累积。但气流的提高只能在射束不受损害的程度内进行，因为射束必须保持几乎无气雾和无脉冲，以便能产生无瑕疵的喷射层。如果太多的反应混合物粘结在流动通道11’中，则必须更换喷射喷枪3’。这可在图5示意示出的喷射喷枪-喷射喷嘴-更换站的共同作用下自动地进行。

借助压力指示器还可确定，在喷射喷枪3’的哪些区域中流动通道11’具有增大的反应混合物的粘结。即，如果升高的粘结出现在流动通道11’的端部区域内，则所有三个压力指示器上的压力都会提高。如果升高的粘结只出现在流动通道11’的上部区域内，则只有用于第一气体导入10a’的压力指示器15a上的压力会提高。

在注射中断时或注射结束后，混合头把反应成份切换到再循环，从而终止计量过程。

喷射过程还维持很短暂的时间，直到流动通道被完全吹空。

紧接着，混合头2连同喷射喷枪3’摆动到清洁位置处，并通过流量控制阀14a、14b、14c自动地把气流调高，从而使最后所有的反应混合物残余都从流动通道11’中吹进清洁站中。由此产生的气雾通过排气装置吸走。

图3示出了喷射喷枪3”的特殊实施例，其具有下面的特征：

-流动通道11”中的气体导入管10a”、10b”、10c”是由环形地围绕着流动通道设置的通道构成的。这会最佳地形成喷射点滴，并可使喷射点滴实现完全均匀、无干扰(即无死角的)地流动。此外由于气体流经这些通道，还有利于保持喷射喷枪的流动通道的清洁。

-通过特别简单的构造，可在流动通道11”的出口区域中使喷射雾转动90°，这可在极窄凹坑中的倒凹部位处或甚至在管道的内表面进行喷射。

图4示出了相对较短的喷射喷枪3”’(长度约为100至200mm)，其只有两个气体导入管(10a”’、10c”’)。

但此实施例的特征在于，流动通道分为部段19a、19c，它们在流动方向上呈锥形(约1°至5°)收缩。

首先，这种结构在作用方式方面跟图3的流入相比是一种特殊的变型方案。

但是，尤其在气体导入是切向地流入时，所述锥度还可实现特别宽的射束。

在图5中示意性地示出了具有喷射喷嘴3””的混合头2，此喷射喷嘴3””配备了180°的圆弧。这在此实施例中是必要的，因为待涂敷的表面(基底5)的一部分位于工具空腔中。

在此实施例中，进入喷射喷嘴3””的流动通道中的气体导入也如图1所示的一样，借助围绕着流动通道设置的环形通道(图5中未示出)来进行。

在图5中示意示出的喷射装置1””也配备了喷射喷枪或喷射喷嘴-更换站20，它可在整个喷射过程中更换喷射喷嘴或喷射喷枪，这在此实施例中是必要的，因为几乎每个表面都需要单独的喷射喷嘴或单独的喷射喷枪。

还可考虑的是，在这个特殊的实施例中用两个混合头来操作，它们同时地或交替地工作。这至少节约了在只有一个混合头的情况下为更换喷射喷枪或喷射喷嘴所需的时间。

在图5中示意示出的喷射喷枪或喷射喷嘴-更换站可与图2示出的喷射站一起工作，以实现完全自动化的喷射过程。

Claims (26)

1.一种用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件的方法，其中

a)反应成份多元醇和异氰酸酯首先在混合头(2)中进行混合；

b)紧接着将在步骤a)中产生的反应混合物导引通过喷射装置(3、3’、3”、3”’3””)的流动通道(11、11’、11”、11”’、11””)；以及

c)将从喷射装置中排出的反应混合物喷射到基底(5)的表面上，并在其上硬化，

其特征在于，

d)在至少两个位置处将气流导入所述喷射装置的流动通道中，其中这两个位置之间的距离1这样进行选择，即距离1除以喷射装置的流动通道的直径d所得的商 ${\left\{\frac{1}{d}\right\}}_{\max }>10,$ 优选＞15，尤其优选＞20。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，第一气体导入通过设置在流动通道的入口范围内的第一输入管(10a、10a’、10a”、10a”’)进行，第二气体导入通过设置在流动通道的出口范围内的第二输入管(10c、10c’、10c”、10c”’)进行。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在多于两个位置处将气流导入所述喷射装置的流动通道中。

4.按权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体导入切向地进入到流动通道(11、11’、11”、11”’、11””)中。

5.按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述流动通道包括多个具有不同直径的圆柱形区域。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，所述流动通道的直径朝着排出口的方向阶梯式地变大。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，直接在横截面扩展后面设置有用于气流导入的输入管。

8.按权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体导入的气流是可调整或可调节的。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，可相互分开地调整或调节单个的气流。

10.按权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述流动通道中的压力借助压力指示器(15a、15b、15c)来监控。

11.按权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在喷射循环过程中借助喷射装置更换站(20)来更换喷射装置(3、3’、3”、3”’、3””)。

12.按权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述基底(5)是成型工具。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，给一个成型工具配备有两个喷射混合头，这些喷射混合头要么同时、要么交替地进行喷射。

14.按权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述气流在注射结束后被脉冲发出。

15.一种用来在注射操作过程中制造含聚氨酯层的成型件的装置，此装置包含：

a)用于反应成份多元醇和异氰酸酯的存储容器和计量设备；

b)用来混合反应成份的混合头(2)；

c)从所述存储容器到计量设备以及从计量设备到混合头的连接管；

d)喷射装置(3、3’、3”、3”’、3””)，该喷射装置具有与混合头(2)液压相连的流动通道(11、11’、11”、11”’、11””)，

其特征在于，此装置还包含

e)设置在流动通道的入口区域中的第一输入管(10a、10a’、10a”、10a”’)，用来把第一气流导入到流动通道中；

f)设置在流动通道的出口区域中的第二输入管(10c、10c’、10c”、10c”’)，用来把第二气流导入到流动通道中，其中这两个位置之间的距离1这样选择，即距离1除以喷射装置的流动通道的直径d的所得商 ${\left(\frac{1}{d}\right)}_{\max }>10,$ 优选＞15，尤其优选＞20。

16.按权利要求15所述的装置，其特征在于，在流动通道(11、11，、11”、11”’、11””)中，在第一输入管(10a、10a’、10a”、10a”’)和第二输入管(10c、10c’、10c”、10c”’)之间设置另外至少一个输入管(10b、10b’、10b”)用来输入另一气流。

17.按权利要求15或16所述的装置，其特征在于，伸入到流动通道中的输入管的输入管进入口相对流动通道切向地布置。

18.按权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述流动通道由多个具有不同直径的圆柱形区域组成。

19.按权利要求18所述的装置，其特征在于，所述流动通道的直径朝着排出口的方向阶梯式地变大。

20.按权利要求19所述的装置，其特征在于，直接在横截面扩展后面设置有用于气流导入的输入管。

21.按权利要求15至20中任一项所述的装置，其特征在于，在通向输入管(10a、10a’、10a”、10a”’、10b、10b’、10b”、10c、10c’、10c”、10c”’)的导气管(16a、16b、16c)中设置有调节机构(14a、14b、14c)用来调节相应的气流。

22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，在所述调节机构的后面设置有压力指示器(15a、15b、15c)。

23.按权利要求15至22中任一项所述的装置，其特征在于，使用流量控制阀作为用于调节气流的调节机构(14a、14b、14c)。

24.按权利要求15至23中任一项所述的装置，其特征在于，所述调节机构(14a、14b、14c)和压力指示器(15a、15b、15c)通过脉冲控制线(17)与控制器(18)相连。

25.按权利要求24所述的装置，其特征在于，所述控制器(18)通过另一脉冲控制线与用于反应成份多元醇和异氰酸酯的计量设备中的至少一个计量设备相连。

26.按权利要求15至25中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置配备有喷射装置更换站。

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