EP2470308A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines sprühauftrags aus reaktivkunststoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines sprühauftrags aus reaktivkunststoff

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EP2470308A1
EP2470308A1 EP10743048A EP10743048A EP2470308A1 EP 2470308 A1 EP2470308 A1 EP 2470308A1 EP 10743048 A EP10743048 A EP 10743048A EP 10743048 A EP10743048 A EP 10743048A EP 2470308 A1 EP2470308 A1 EP 2470308A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
reactive
mixing
spray channel
components
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10743048A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Guido Wirtz
Stephan Schleiermacher
Roger Scholz
Frithjof Hannig
Dirk Steinmeister
Frank Grimberg
Andreas Frahm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
Publication of EP2470308A1 publication Critical patent/EP2470308A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/404—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes for mixing material moving continuously therethrough, e.g. using impinging jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D1/34—Applying different liquids or other fluent materials simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/76—Mixers with stream-impingement mixing head
    • B29B7/7605—Mixers with stream-impingement mixing head having additional mixing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L75/04—Polyurethanes
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    • B01F2025/913—Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction
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    • B01F2025/9191—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component
    • B01F2025/91911—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component with feed openings in the center of the main flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F2025/919—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings
    • B01F2025/9191—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component
    • B01F2025/91912—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component with feed openings at the circumference of the main flow

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of layers and moldings from reactive plastic wherein the reactive components are mixed in a spray channel in several levels with the aid of mixed gases.
  • the invention further relates to a device with which a corresponding method is made possible.
  • Kunststoffhandbuch Volume 7 Polyurethanes / Carl Hanser Verlag describes various application examples with regard to such spraying techniques.
  • the mixing of the liquid reaction components takes place during polyurethane processing in a mixing head, it being possible to distinguish between high-pressure and low-pressure mixing.
  • the spray application is realized in both cases via downstream atomizer systems.
  • the mixing energy necessary for mixing the reaction components is introduced via dynamic stirrers or static mixing elements.
  • the volume of the mixing chambers are relatively large compared to mixing heads of high-pressure mixing and must be cleaned after completion of the mixing process with suitable detergents or compressed air.
  • such low-pressure mixing heads tend by design to Mischschablagerungen and thus after prolonged operation for clogging.
  • Reaction components converted into kinetic energy via nozzles By injecting the components into a comparatively small mixing chamber, the kinetic energy is spatially concentrated and used for mixing.
  • the cleaning of the mixing chamber is carried out by mechanical plunger, whereby short-term interruptions of the spraying process are possible.
  • This advantage is a feature of the high-pressure mixing heads and crucial for the formation of constant layer thicknesses in robot-controlled spraying processes, since the traverse speeds are reduced immediately before the turning points of the robot paths and thus the area / discharge ratio changes.
  • the possibility of a brief interruption of the spray application allows the laying of the inflection points on the outer areas of the surfaces to be sprayed
  • the sprayer systems downstream of the mixing process serve to break down the reaction mixture into individual drops.
  • Atomization are single-fluid nozzles (airless high-pressure atomization) as well as with two substance nozzles outer and inner mixture (compressed gas atomization) used.
  • dual-fluid nozzles internal mixture is that they have relatively large flow cross-sections, so that even coarse particle-containing liquids can be sprayed.
  • Another advantage is that viscosity or volumetric flow changes have less of an impact on the geometry of the spray jet. This property is of great importance for the processing of solid-state polyurethane systems according to the method described below since the possibility of variably settable solid parts results in large changes in viscosity.
  • DE 27 00 488 A1 discloses a device in which, if appropriate, reactants are passed from two supply lines into a mixing tube.
  • the mixing tube has a series of nozzles Bl, Dl, B2 and D2, which are introduced into the tube by a high-pressure medium, for example a gas, but also components of the main liquid flow, which are mixed with the main liquid flow.
  • the nozzles are mounted in opposite directions, so that a turbulence takes place in the mixing tube.
  • a corresponding additive can also be added to the reactive mixture after mixing. This is often done by mixing the spray of the reactive plastic with a spray of the appropriate filler. This is known, for example, from DE 25 17 864 A1, US Pat. No. 3,302,891, WO 2009/052990 A1 or EP 1 458 494 B1. In the methods described here, the mixing head is no longer damaged by the fillers. Also, there is no damage to the fillers themselves. However, the wetting of the fillers with the reactive mixture is often insufficient here.
  • High solids contents with small particle sizes provide the reaction mixture with a large surface area which, due to the short residence time in the mixing zone, can not be sufficiently mixed and wetted with the reaction mixture.
  • Solid particles with high specific gravity are also concentrated due to of centrifugal forces on the wall region of the flow channel and can be mixed by the compression only conditionally with the reaction mixture.
  • a mixture discharge of, for example, 100 g / s and a solids content of 70 percent by weight (barium sulfate) this effect on mixture discharge was an annular formation of unwanted solid particles.
  • the object of the present invention is therefore to develop a process and a device for producing layers and moldings from reactive plastic, in particular polyurethane, in particular by spray application, with which higher solids contents can be processed while at the same time ensuring uniform wetting of these solids ,
  • a lightweight and small design for the spray process via robots is advantageous.
  • Robot-guided mixing heads experience extremely fast motion changes; with hand-held mixing heads, the advantage of a light and small design is self-explanatory.
  • a further object of the present invention is therefore to provide a device which is small and lightweight. It should be possible with her be able to bring a high solids content in the reactive mixture. It should continue to wear, spray and be easy to clean.
  • a device according to the invention allows short order intervals; In addition, it is adaptable with commercially available casting mixheads.
  • the object underlying the invention could be achieved by a method in which the mixing section was extended, and in this several mixing levels were introduced.
  • a reaction mixture in particular a polyurethane reaction mixture
  • a device according to the invention Over inlet was added a solid-gas mixture.
  • the individual mixing levels consist of at least one gas channel opening into the spray channel, through which a gas stream flows.
  • the direction of flow of the gas stream entering the spray channel according to the invention extends outside the center of the spray channel. Due to the tangential arrangement, a radial flow component is impressed on the axial flow. By means of this radial flow component, the components, in this case the reactive mixture and the solid, are thoroughly mixed with one another.
  • the gas channels and the inlet openings in the respective mixing planes are arranged so that opposing swirl directions are impressed on the mixture via the flow path in the mixing chamber.
  • the twisting direction of one plane is opposite to the twisting direction of the following mixing plane.
  • the first mixing level ie the first at least one gas channel above the inlet openings for the solid-gas mixture.
  • Fig. Ia shows a cross section of a device according to the invention. For reasons of a simplified functional representation, the mixed gas ducts opening into the mixing chamber were not drawn tangentially in this and the subsequent sectional drawings.
  • Fig. Ib shows the mixing principle in a device according to the invention.
  • a radial flow component is impressed into the spray channel, in which the reactive mixture flows axially, by the mixed gas. This leads to a renewed turbulence of the reactive mixture.
  • the solid-gas mixture is introduced through appropriate inlets. The inlets are arranged tangentially, so that there is a further mixing.
  • the twisting direction caused by the solid-gas mixture is opposite to the twisting direction caused by the mixed gas in a first mixing plane.
  • a mixed gas is again introduced via corresponding gas channels.
  • An inventive Device therefore has at least two levels each at least one gas inlet, namely one before the inlet for example, the solid-gas mixture and after this intake.
  • a solid-gas mixture can be introduced into the reactive stream via the inlets. It is also possible to initiate the individual components of the reactive mixture via this. It is also possible to add solid, liquid and / or gaseous additives to the reactive mixture. However, it should always be borne in mind that a mixing plane is located in front of these inlet openings, ie that a mixed gas is introduced into the flow channel.
  • a device according to the invention has further mixing levels. As shown in FIG. 1b, in each of the further mixing planes, the at least one gas inlet is arranged in such a way that the twisting direction initiated by the mixed gas is different, namely opposite, from that of the overlying mixing plane.
  • a device according to the invention has more than two, in particular more than four, in particular more than 6 mixing levels with at least one gas inlet.
  • a mixing plane has at least one, in particular two, gas inlets.
  • Fig. 2a shows a modular mixer assembly according to the invention without an upstream PUR mixing head, in which the mixing levels can be combined as required, for example mixing elements in disc shape depending on the mixing requirement.
  • the original inlet bores are used here to initiate reaction components A and B of the reactive plastic.
  • Fig. 2 b shows the corresponding mixing principle. Shown here are two inlet openings. According to the invention, however, further inlet openings can also be located in the same plane.
  • At least two components are introduced individually via the at least two inlets from the outside into the spray channel in a nozzle and these are mixed there.
  • This spray channel has at least two mixing planes into which at least one mixed gas is introduced through at least one tangentially arranged gas channel and at least one of these mixing planes is prior to the admission of the components, the other thereafter.
  • "Before” and “after” are to be understood here according to the flow direction of the reactive current.
  • the mixing head function is thus taken over exclusively by the device according to the invention, the mixing / spraying, whereby very small and lightweight designs without moving parts and Waterproofing can be realized inexpensively. Furthermore, according to the invention, cost-intensive high-pressure doses can be dispensed with.
  • the spray channel is located inside the mixing nozzle. This is separated via a wall from a gas space surrounding it, wherein from the gas space in the spray channel in at least two mixing levels via at least one gas channel, a mixed gas can be introduced into the spray channel. As a result, only a gas connection of the nozzle according to the invention is needed.
  • the mixed gas flows at the same pressure over all existing gas channels in the interior of the spray channel.
  • Within a plane is at least one gas channel which directs the mixed gas from the gas space in the spray channel.
  • there are more than one gas channel in one plane preferably there are two gas channels in one plane, these being opposite one another.
  • the cylindrical mixing area has a tapered nozzle exit.
  • a tapered nozzle exit is the simplest design of a spray mixing nozzle according to the invention.
  • the object underlying the present invention is achieved by a spray mixing nozzle, in which a hollow cylinder is mounted in the interior of the spray channel, in the center of which a gas distributor is located, via which gas streams, which lead into the spray channel, tangentially mixed gas streams be initiated.
  • a cross section of a device according to the invention is shown.
  • Fig. 3b the associated mixing principle is shown.
  • the introduced mixed gas streams are introduced tangentially and in opposite directions.
  • corresponding reactive components but also solid, liquid and / or gaseous additives can be introduced from the outside.
  • the inlets for the reactive components and the additives are on two distinct levels, with the reactive components introduced in one plane and the additives in a different plane. Between these levels is at least one mixing level into which a mixed gas is introduced.
  • Such a mixing space geometry ensures the mixture between the individual reactive components and the additives, in particular of solids. Due to the outflow of the gas from the inside to the outside, a sufficient mixing is made possible even with a reduced amount of compressed gas and thus reduced gas loading. The mixing becomes tangential through opposite directions introduced mixed gases, and thus by opposite direction of twist in the individual mixing levels allows. The introduction of the reactive components and the additive is carried out so that the twisting direction is changed within the nozzle.
  • the geometry of the mixing chamber consists of a hollow cylinder, in the center of which there is a gas distributor. By forming a ring flow with a small gap size, it can be ruled out in comparison to a cylindrical mixing space that the mixing effect of the compressed gas streams in the center of the mixing space (in the center of the flow channel) is lost. Furthermore, the mixing effect of the gas flows is not affected by centrifugal forces.
  • the keeping clean of the compressed gas channels is advantageously designed in the arrangement described in FIG. 3a, since the mixing chamber wall bounding to the outside is completely closed after the solids have been introduced and thus the entry of wetted solid particles through centrifugal forces into the gas channels can be ruled out. With the corresponding gas flow, a mixture entry into the mixed gas channels by return flow is not possible.
  • the gas distributor located in the center can be axially displaced in its position, whereby the volume and thus the flow velocity in the mixing chamber can be adjusted immediately before the outlet opening.
  • This effect can be used inter alia to influence the spray pattern.
  • a mixing spray nozzle described in FIG. 3a can also be combined with conventional polyurethane mixing plants and thus enables the further use of existing machine technology.
  • the cleaning of a mixing spray nozzle according to the invention can be accomplished according to the prior art via compressed gas. By switching off the component streams and maintaining or increasing the supply of compressed gas, the cleaning process is initiated. This procedure also makes short-term firing interruptions analogous to high-pressure technology possible, which, as already mentioned, is advantageous for example for robot-controlled spray application for the formation of uniform spray layer thicknesses.
  • the entry angles of the gas channels below the component plane were arranged tangentially and obliquely in the direction of component flow, whereby the mixing effect is increased again.
  • this inlet geometry of the gas streams is only possible using increased gas throughputs or high flow velocities since the inclination in the flow direction of the mixture promotes a mixture entry into the gas channels.
  • reaction components are introduced as pre-atomized aerosols by means of a compressed gas stream in the nozzle.
  • volume flows and the particle sizes mass differences in the mixing ratio of the reactants can be compensated.
  • Mixing ratios of up to 100 to 1, which are usually not miscible via high-pressure mixer, can be successfully mixed or processed, for example, up to a discharge rate of 50 g / s.
  • reaction courses of reactive plastics over heated mold surfaces or tempered mixture components is a common procedure.
  • the method of hot air spraying allows similar effects, but can be varied over the duration of Gemischaustrags if necessary. This makes it possible, for example, to adapt the reaction course of the mixture over the entire duration of spraying in the case of large-area components, thereby increasing the productivity of such processes can be.
  • the flow of reaction mixtures on inclined surfaces can be positively influenced.
  • the reactive plastic is preferably polyurethane.
  • the reactive components used are therefore in particular polyol and isocyanate components. It is possible to use components which are well known from the prior art.
  • Fibers are preferably introduced into the reactive mixture via the inlets according to the invention.
  • Other possible solids which may be added include, for example, flame retardants, stabilizers or anti-aging agents.
  • the same functions can also have the possibly supplied liquid aids.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoff wobei die Reaktivkomponenten in einem Sprühkanal in mehreren Ebenen mit Hilfe von Mischgasen miteinander vermischt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, mit der ein entsprechendes Verfahren ermöglicht wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Sprühauftraqs aus
Reaktivkunststoff
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoff wobei die Reaktivkomponenten in einem Sprühkanal in mehreren Ebenen mit Hilfe von Mischgasen miteinander vermischt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, mit der ein entsprechendes Verfahren ermöglicht wird.
Die Verwendung unterschiedlicher Reaktivkunststoffe zur Herstellung von Formteilen ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Wenn es darum geht einen Reaktivkunststoff auf ein Substrat aufzubringen, hat sich zumeist das Sprühen als Auftragstechnik durchgesetzt. Als Reaktivkunststoff werden häufig Polyurethane verwendet, wobei die beschriebenen Techniken auch für andere Reaktivkunststoffe anwendbar sind.
Im Kunststoffhandbuch Band 7 Polyurethane/ Carl Hanser Verlag sind bezüglich solcher Sprühtechniken diverse Anwendungsbeispiele beschrieben.
Die Vermischung der flüssigen Reaktionskomponenten erfolgt bei der Polyurethan-Verarbeitung in einem Mischkopf, wobei zwischen Hochdruck- und Niederdruckvermischung unterschieden werden kann. Der Sprühauftrag wird in beiden Fällen über nachgeschaltete Zerstäubersysteme realisiert. Beim Niederdruckmischverfahren wird die zur Vermischung der Reaktionskomponenten notwendige Mischenergie über dynamische Rührwerke oder statische Mischelemente eingebracht. Die Volumen der Mischkammern sind im Vergleich zu Mischköpfen der Hochdruckvermischung relativ groß und müssen nach Beendigung des Mischprozesses mit geeigneten Spülmitteln oder Druckluft gereinigt werden. Insbesondere bei der Verarbeitung hochreaktiver Polyurethansysteme neigen solche Niederdruckmischköpfe bauartbedingt zu Mischkammerablagerungen und somit nach längerem Betrieb zum Verstopfen.
Beim Hochdruckmischverfahren wird die Druckenergie der
Reaktionskomponenten über Düsen in kinetische Energie umwandelt. Durch Eindüsen der Komponenten in eine vergleichsweise kleine Mischkammer wird die kinetische Energie räumlich konzentriert und zur Vermischung genutzt. Die Reinigung der Mischkammer erfolgt durch mechanische Stößel, wodurch kurzfristige Unterbrechungen des Sprühprozesses möglich sind. Dieser Vorzug ist ein Merkmal der Hochdruckmischköpfe und entscheidend für die Ausbildung gleich bleibender Schichtstärken bei robotergeführten Sprühprozessen, da sich unmittelbar vor den Wendepunkten der Roboterbahnen die Verfahrgeschwindigkeiten reduzieren und sich somit das Flächen- /Austragsverhältnis verändert. Die Möglichkeit einer kurzzeitigen Unterbrechung des Sprühauftrags erlaubt die Verlegung der Wendepunkte auf die Außenbereiche der zu besprühenden Flächen
Die dem Mischprozess nachgeschalteten Zerstäubersysteme dienen der Zerteilung des Reaktionsgemisches in Einzeltropfen. Für die Zerstäubung kommen Einstoffdüsen (Airless- Hochdruckzerstäubung) wie auch mit Zwei Stoff düsen äußerer und innerer Mischung (Druckgas- Zerstäubung) zum Einsatz. Der Vorteil von Zweistoffdüsen innerer Mischung liegt darin, dass sie relativ große Strömungsquerschnitte aufweisen, sodass auch grobpartikelhaltige Flüssigkeiten versprüht werden können. Ein weiterer Vorteil ist, das Viskositäts- oder Volumenstromänderungen einen weniger starken Einfluss auf die Geometrie des Sprühstrahls haben. Diese Eigenschaft ist für die Verarbeitung von feststoffbela denen Polyurethansystemen gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren von großer Bedeutung, da die Möglichkeit der variabel einstellbaren Feststoff an teile große Viskositätsveränderungen zur Folge hat.
Unterschiedliche Zerstäubersysteme sind auch im Stand der Technik beschrieben. Entsprechende Luft- und/oder Gaseinlassöffnungen im Strömungskanal sind beispielsweise aus US-A-3,923,253, DE 10 2007 016 785 Al oder US-A-6,131,823 bekannt.
Aus DE 27 00 488 Al ist eine Vorrichtung bekannt, in der aus zwei Zuführungsleitungen gegebenenfalls Reaktionsteilnehmer in ein Mischrohr geleitet. Das Mischrohr weist eine Reihe von Düsen Bl, Dl, B2 und D2 auf, die durch ein Hochdruckmedium, beispielsweise ein Gas, aber auch Komponenten des Hauptflüssigkeitsstroms in das Rohr eingebracht werden, die mit dem Hauptflüssigkeitsstrom gemischt werden. Die Düsen werden gegenläufig montiert, so dass eine Verwirbelung in dem Mischrohr stattfindet.
Für viele Anwendungen ist es jedoch notwendig, dem Reaktivkunststoff zusätzliche Komponenten beizumischen. Dies können zum einen Fasern sein, welche eine höhere Stabilität des Produktes ermöglichen. Weitere mögliche Zusätze umfassen Brandschutzmittel, Alterungsschutzmittel, UV-Schutzmittel und weitere. Die Zumischung fester, flüssiger und/oder gasförmiger Komponenten in das Reaktivgemisch ist im Stand der Technik auf unterschiedliche Weise beschrieben. In WO 03/037528 A2 werden in einem Mischkopf die Polyol und die Isocyanat-Komponente zusammen mit einem Füllstoff vermischt. Hierdurch wird eine Vermischung nicht nur der Polyurethankomponenten miteinander sondern auch mit dem Füllstoff ermöglicht. Nachteilig ist hier jedoch, dass der Mischkopf durch den Füllstoff geschädigt werden kann. Auch können durch eventuell auftretende Scherkräfte im Mischkopf die Füllstoffe selbst geschädigt werden.
Als Alternative hierzu kann auch dem Reaktivgemisch nach der Vermischung ein entsprechender Zusatz beigefügt werden. Dies erfolgt häufig durch die Vermischung des Sprühstrahls des Reaktivkunststoffs mit einem Sprühstrahl des entsprechenden Füllstoffs. Dies ist beispielsweise aus DE 25 17 864 Al, US-A-3, 302,891, WO 2009/052990 Al oder EP 1 458 494 Bl bekannt. In den hier beschriebenen Verfahren wird der Mischkopf nicht mehr durch die Füllstoffe geschädigt. Auch kommt es zu keiner Schädigung der Füllstoffe selbst. Allerdings ist hier die Benetzung der Füllstoffe mit dem Reaktivgemisch oft nur unzureichend.
In der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung PCT/EP 2009/001007 ist ein neu entwickeltes Verfahren zum Einbringen von Feststoffen in einen druckgaszerstäubten Polyurethan-Sprühstrahl beschrieben. Das Einleiten der Feststoffpartikel erfolgt mit Hilfe eines Sprühgases als Partikelträger in das noch im Sprühvorsatz befindliche flüssige Reaktionsgemisch (Reaktionsstrahl). Eine Vorrichtung, mit welcher ein entsprechendes Verfahren möglich ist ist beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/EP 2009/003545 beschrieben. Über einen dem Mischkopf nachgeschalteten Vorsatz mit einer integrierten Mischebene wird das Gas-Feststoffgemisch dem flüssigen Reaktionsgemisch tangential zugeführt, mittels des resultierenden Rotationsdralls vermischt und erst anschließend als Mehrphasengemisch über einen Zerstäuber als Sprühstrahl ausgetragen.
Vor dieser Verfahrensentwicklung war ein Zuführen und Einmischen von Feststoffen über die Gasstromversorgung von Zweistoffdüsen innerer Mischung bei Polyurethansprühverfahren nicht vorgesehen. Die Sprühvorrichtungen hatten lediglich die Funktion eines Druckgaszerstäubers, wobei kurze Verweilzeiten der Reaktionsgemische im Sprühvorsatz wie auch barriere- bzw. totraumfreie Kanalgeometrien aus Gründen der Reinhaltung bevorzugt wurden.
Bei Versuchen nach dem in PCT/EP 2009/001007 beschriebenen Verfahren und unter Verwendung der darin beschriebenen Sprühvorrichtung wurde bei der Verarbeitung höherer Feststoffgehalte aber festgestellt, dass die Benetzung der Partikel teilweise unzureichend sein kann.
Hohe Feststoffgehalte mit kleinen Partikelgrößen bieten dem Reaktionsgemisch eine große Oberfläche, die aufgrund der kurzen Verweilzeit im Mischbereich nicht ausreichend mit dem Reaktionsgemisch vermischt und benetzt werden kann. Feststoffpartikel mit hohem spezifischem Gewicht konzentrieren sich zudem aufgrund von Zentrifugalkräften am Wandungsbereich des Strömungskanals und können durch die Verdichtung nur bedingt mit dem Reaktionsgemisch vermischt werden. Bei einem Gemischaustrag von beispielsweise 100 g/s und einem Feststoff geha It von 70 Gewichtsprozent (Bariumsulfat) stellte sich dieser Effekt bei Gemischaustritt als ringförmige Ausbildung unbenetzter Feststoffpartikel dar.
Ein weiterer Hinweis für eine unzureichende Vermischung beispielsweise für die lokale Aufkonzentration von Feststoffen durch Zentrifugalkräfte sind drallförmige Auswaschungen an den Wandungen des Strömungskanals. Bei turbulenter Strömung und homogener Verteilung der Feststoffpartikel sollte sich bei Verwendung eines ungehärteten Sprühvorsatzes auch ein gleichmäßiger Oberflächenverschleiß einstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoff, insbesondere Polyurethan, insbesondere über Sprühauftrag, zu entwickeln, mit dem höhere Feststoff g ehalte verarbeitet werden können, wobei gleichzeitig eine gleichmäßige Benetzung dieser Feststoffe gewährleistet ist.
Wie aus DE 10 2005 058 292 Al bekannt, ist eine leichte und kleine Bauform für den Sprühprozess über Roboter von Vorteil. Bei robotergeführten Mischköpfen kommt es zu extrem schnellen Bewegungswechseln; bei handgeführten Mischköpfen ist der Vorteil einer leichten und kleinen Bauform selbsterklärend. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung, welche klein und leichtbauend ist, bereitzustellen. Es sollte mit ihr möglich sein einen hohen Feststoffgehalt in das Reaktivgemisch einbringen zu können. Sie sollte weiterhin verschleißfest sein, sprühen können und einfach zu reinigen sein. Insbesondere ermöglicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung kurze Auftragsintervalle; daneben ist sie mit handelsüblichen Gießmischköpfen adaptierbar.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe konnte durch ein Verfahren gelöst werden, in welchem die Mischstrecke verlängert wurde, und in diese mehrere Mischebenen eingebracht wurden.
In einer ersten Ausführungsform wurde ein Reaktionsgemisch, insbesondere ein Polyurethanreaktionsgemisch, aus einem Mischkopf in eine erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet. Über Einlasse wurde ein Feststoff-Gasgemisch zugefügt. Die einzelnen Mischebenen bestehen aus mindestens je einem in den Sprühkanal mündenden Gaskanal, durch welchen ein Gasstrom strömt. Die Strömungsrichtung des Gasstroms bei Eintritt in den Sprühkanal verläuft erfindungsgemäß außerhalb des Mittelpunktes des Sprühkanals. Durch die tangentiale Anordnung wird der axialen Strömung eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt. Durch diese radiale Strömungskomponente werden die Komponenten, in diesem Fall das Reaktivgemisch und der Feststoff intensiv miteinander durchmischt. Die Gaskanäle und die Eintrittsöffnungen in den jeweiligen Mischebenen sind so angeordnet, dass dem Gemisch über den Strömungsverlauf im Mischraum gegenlaufende Drallrichtungen aufgeprägt werden. Die Drallrichtung einer Ebene ist entgegengesetzt der Drallrichtung der folgenden Mischebene. Hierbei befindet sich die erste Mischebene, also der erste wenigstens eine Gaskanal oberhalb der Eintrittsöffnungen für das Feststoff-Gasgemisch. Fig. Ia zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Aus Gründen einer vereinfachten Funktionsdarstellung wurden in dieser und auch den nachfolgenden Schnittzeichnungen die in den Mischraum mündenden Mischgaskanäle nicht tangential gezeichnet.
Fig. Ib zeigt das Mischprinzip in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einer erfindungsgemäßen Düse wird in den Sprühkanal, in welchem axial das Reaktivgemisch strömt, durch das Mischgas eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt. Hierdurch kommt es zu einer erneuten Turbulenz des Reaktivgemisches. In einer nächsten Mischebene wird das Feststoff-Gasgemisch durch entsprechende Einlasse eingeleitet. Auch die Einlaufe sind tangential angeordnet, so dass hier eine weitere Vermischung stattfindet. Die durch das Feststoff- Gasgemisch verursachte Drallrichtung ist entgegengesetzt zur Drallrichtung, welche durch das Mischgas in einer ersten Mischungsebene verursacht wird. In einer weiteren Mischungsebene wird nun erneut über entsprechende Gaskanäle ein Mischgas eingeleitet.
Durch die tangentiale Einleitung erfolgt hier erneut eine radiale Störung der axialen Strömung des Reaktivgemisches. Die hier erzeugte Drallrichtung des Reaktivgemisches ist nun wieder gegenläufig zu der durch das eingeleitete Feststoff-Gasgemisch erzeugten Drallrichtung. Durch die gegenläufigen Drallrichtungen wird eine Durchmischung zwischen Feststoff und Reaktivgemisch sichergestellt. Auch das Reaktivgemisch selbst wird gründlich durchmischt. Hierfür ist es entscheidend, dass sich vor den Einlassen für das Feststoff-Gasgemisch ein Gaseinlass für ein Mischgas befindet. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist daher mindestens in zwei Ebenen jeweils wenigstens einen Gaseinlass auf, nämlich einen vor den Einlassen für beispielsweise das Feststoff-Gasgemisch und eine nach diesen Einlassen.
Erfindungsgemäß kann über die Einlasse nicht nur ein Feststoff- Gasgemisch in den Reaktivstrom eingeleitet werden. Es ist auch möglich, die einzelnen Komponenten des Reaktivgemisches hierüber einzuleiten. Es ist weiterhin möglich feste, flüssige und/oder gasförmige Zusätze dem Reaktivgemisch beizumischen. Es ist jedoch immer zu berücksichtigen, dass sich vor diesen Einlassöffnungen eine Mischebene befindet, dass also ein Mischgas in den Strömungskanal eingeleitet wird.
Es ist bevorzugt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung weitere Mischebenen aufweist. Wie in Fig. Ib gezeigt, ist in den weiteren Mischebenen der jeweils wenigstens eine Gaseinlass so angeordnet, dass die Drallrichtung, welche durch das Mischgas initiiert wird, von der der darüberliegenden Mischebene unterschiedlich, nämlich gegenläufig ist. Insbesondere weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, insbesondere mehr als 6 Mischebenen mit wenigstens einem Gaseinlass auf.
Die Vektoren der Gasströme ersetzen somit die Funktion eines Statikmischers oder eines Rührwerkes. Erfindungsgemäß weist eine Mischebene jeweils wenigstens ein, insbesondere zwei Gaseinlässe auf.
Überraschenderweise haben Versuche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, dass durch die gegenläufigen Drallrichtungen im Mischkanal und den stark ausgeprägte Scherkräften eine qualitativ so gute Mischwirkung erzeugt wird, dass auf eine Vermischung der Reaktionskomponenten über einen vorgeschalteten PUR- Mischkopf verzichtet werden kann.
Fig. 2a zeigt einen erfindungsgemäßen modularen Mischeraufbau ohne vorgeschalteten PUR-Mischkopf, bei dem die Mischebenen über zum Beispiel Mischelemente in Scheibenform je nach Mischanspruch bedarfsgerecht kombinierbar sind. Die ursprünglichen Eintrittsbohrungen werden hier zur Einleitung der Reaktionskomponente A und B des Reaktivkunststoffs verwendet. Fig. 2 b zeigt das entsprechende Mischprinzip. Gezeigt sind hier zwei Eintrittsöffnungen. Erfindungsgemäß können sich jedoch auch weitere Eintrittsöffnungen in der selben Ebene befinden.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach wenigstens 2 Komponenten einzeln über die wenigstens zwei Einlasse von außen in den Sprühkanal in einer Düse eingeleitet und diese dort vermischt. Dieser Sprühkanal weist wenigstens zwei Mischebenen auf, in welche durch wenigstens einen tangential angeordneten Gaskanal wenigstens ein Mischgas eingeleitet wird und sich wenigstens eine dieser Mischebenen vor den Einlassen für die Komponenten befindet, die andere danach. "Davor" und "danach" sind hier entsprechend der Strömungsrichtung des Reaktivstroms zu verstehen.
Die Mischkopffunktion wird somit ausschließlich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Misch-/Sprühdüse übernommen, wodurch sehr kleine und leichte Bauformen ohne bewegte Teile und Abdichtungen kostengünstig realisiert werden können. Weiterhin kann erfindungsgemäß auf kostenintensive Hochdruckdosierungen verzichtet werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich der Sprühkanal im Inneren der Mischdüse. Dieser ist über eine Wand von einem ihn umgebenden Gasraum abgetrennt, wobei vom Gasraum in den Sprühkanal in wenigstens zwei Mischebenen über jeweils wenigstens einen Gaskanal ein Mischgas in den Sprühkanal eingeleitet werden kann. Hierdurch wird lediglich ein Gasanschluss der erfindungsgemäßen Düse benötigt. Das Mischgas strömt mit dem gleichen Druck über alle vorhandenen Gaskanäle in das Innere des Sprühkanals. Innerhalb einer Ebene befindet sich mindestens ein Gaskanal, welcher das Mischgas aus dem Gasraum in den Sprühkanal leitet. Bevorzugt befinden sich in einer Ebene jedoch mehr als ein Gaskanal, bevorzugt befinden sich zwei Gaskanäle in einer Ebene, wobei sich diese einander gegenüber liegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der zylindrische Mischbereich einen verjüngenden Düsenausgang auf. Eine solche Ausbildung ist die einfachste Bauform einer erfindungsgemäßen Sprüh- Mischdüse.
Das Prinzip der Druckgasvermischung erzeugt eine Gasbeladung des Gemisches, was eine Dichtereduzierung der späteren Polyurethanmatrix bewirkt und für gewisse Anwendungen unerwünscht ist. Beispielsweise bei Funktionsschichten zur Schallreduzierung nach dem Feder-/ Masseprinzip werden Dichten in der Masseschicht von deutlich > 2 angestrebt. Die Zugabe von Feststoffen bei gleichzeitiger Gasbeladung, eingebracht durch den Mischprozess, wäre in einem solchen Fall kontraproduktiv.
Daher wird in einer weiteren Ausführungsform die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Sprühmischdüse, in welcher im Inneren des Sprühkanals ein Hohlzylinder angebracht ist, in dessen Zentrum sich ein Gasverteiler befindet, über welchen über Gaskanäle, welche in den Sprühkanal führen, Mischgasströme tangential eingeleitet werden. In Fig. 3a ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. In Fig. 3b ist das dazugehörige Mischprinzip dargestellt. Die eingeleiteten Mischgasströme werden tangential und jeweils gegenläufig eingeleitet. In dem nun außenliegenden Sprühkanal können von außen entsprechende Reaktivkomponenten, aber auch feste, flüssige und/oder gasförmige Zusatzstoffe eingeleitet werden. Die Einlasse für die Reaktivkomponenten und die Zusatzstoffe befinden sich auf zwei voneinander unterschiedlichen Ebenen, wobei die Reaktivkomponenten in einer Ebene eingeleitet werden und die Zusatzstoffe in einer davon verschiedenen Ebene. Zwischen diesen Ebenen befindet sich wenigstens eine Mischebene, in welche ein Mischgas eingeleitet wird.
Durch eine solche Mischraumgeometrie wird die Mischung zwischen den einzelnen Reaktivkomponenten und den Zusatzstoffen, insbesondere von Feststoffen sicher gestellt. Durch das Ausströmen des Gases von innen nach außen wird eine ausreichende Vermischung auch bei reduzierter Druckgasmenge und somit reduzierter Gasbeladung ermöglicht. Die Vermischung wird durch gegenläufig tangential eingeleitete Mischgase, und damit durch gegenläufige Drallrichtung in den einzelnen Mischebenen ermöglicht. Auch die Einleitung der Reaktivkomponenten und des Zusatzstoffes erfolgt so, dass die Drallrichtung innerhalb der Düse geändert wird.
Die Geometrie des Mischraumes besteht aus einem Hohlzylinder, in dessen Zentrum sich ein Gasverteiler befindet. Durch die Bildung einer Ringströmung mit kleinem Spaltmaß, kann im Vergleich zu einem zylindrischen Mischraum ausgeschlossen werden, dass sich die Mischwirkung der Druckgasströme im Zentrum des Mischraums (im Zentrum des Strömungskanals) verliert. Weiterhin wird auch die Mischwirkung der Gasströmungen nicht durch Zentrifugalkräfte beeinträchtigt.
Die Reinhaltung der Druckgaskanäle gestaltet sich bei der in Fig. 3a beschriebenen Anordnung vorteilhaft, da die nach Außen begrenzende Mischkammerwandung nach Zuführung der Feststoffe vollkommen geschlossen ist und somit ein Eintreten benetzter Feststoffpartikel durch Fliehkräfte in die Gaskanäle ausgeschlossen werden kann. Bei entsprechendem Gasfluss ist ein Gemischeintritt in die Mischgaskanäle durch Rückströmen nicht möglich.
Bei entsprechender Ausführung kann der im Zentrum liegende Gasverteiler axial in seiner Position verschoben werden, wodurch sich das Volumen und somit die Strömungsgeschwindigkeit im Mischraum unmittelbar vor der Austrittsöffnung einstellen lässt. Dieser Effekt kann unter anderem zur Beeinflussung des Sprühbilds genutzt werden. Eine in Fig. 3a beschriebene Misch-Sprühdüse kann im Bedarfsfall auch mit herkömmlichen PUR-Mischanlagen kombiniert werden und ermöglicht somit die Weiterverwendung vorhandener Maschinentechnik.
Die Reinigung einer erfindungsgemäßen Misch-Sprühdüse kann entsprechend dem Stand der Technik über Druckgas bewerkstelligt werden. Durch Wegschalten der Komponentenströme und Aufrechterhaltung oder Anhebung der Druckgaszufuhr wird der Reinigungsvorgang eingeleitet. Diese Vorgehensweise macht auch kurzfristige Schussunterbrechungen analog zur Hochdrucktechnik möglich, die, wie schon eingangs erwähnt, zum Beispiel bei robotergeführtem Sprühauftrag für die Ausbildung gleichmäßiger Sprüh- Schichtdicken von Vorteil ist.
In einer besonderen Ausführungsform wurden die Eintrittswinkel der Gaskanäle unterhalb der Komponentenebene tangential und schräg in Richtung Komponentenfluss angeordnet, wodurch sich die Mischwirkung nochmals erhöht. Diese Eintrittsgeometrie der Gasströme ist aber nur unter Verwendung erhöhter Gasdurchsätze bzw. hoher Strömungsgeschwindigkeiten möglich, da durch die Schrägstellung in Strömungsrichtung des Gemisches ein Gemischeintritt in die Gaskanäle begünstigt wird.
Neben der Anzahl an Mischebenen, dem Gasdurchsatz, der Rotationsrichtung und der Eintrittswinkel der Gasströmungen kann auch über pulsierende Gasströme Einfluss auf die Vermischung genommen werden. Bei pulsierender Gasversorgung ist es von Vorteil, die jeweiligen Mischebenen unabhängig und gegebenenfalls wechselseitig mit hochfrequenten Druckgasstößen zu versorgen. Die außen liegende Druckgasversorgung der Vorrichtungen aus Fig. Ia und Fig. 2a bieten für diese Verfahrensvariante ideale Bedingungen.
Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können nicht nur Feststoff-Gasgemische in ein Reaktivgemisch eingeleitet werden. Es ist auch möglich, dass Reaktionskomponenten als vorzerstäubte Aerosole mit Hilfe eines Druckgasstromes in die Düse eingeleitet werden. Durch Anpassung der Volumenströme sowie der Partikelgrößen können Massenunterschiede im Mischungsverhältnis der Reaktionspartner ausgeglichen werden. Mischungsverhältnisse von bis zu 100 zu 1, die üblicherweise nicht über Hochdruckmischer mischbar sind, können beispielsweise bis zu einer Austragsmenge von 50 g/s erfolgreich vermischt bzw. verarbeitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist es außerdem möglich, über die vorhandenen Einlasse Heißgas in das Reaktivgemisch einzuleiten. Dies ermöglicht die thermische Aktivierung der Reaktionspartner. Aufgrund der kurzen Gemischverweilzeiten, wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mit Gastemperaturen von bis zu 600 0C gearbeitet.
Die Beeinflussung der Reaktionsverläufe von Reaktivkunststoffen über geheizte Formoberflächen oder temperierte Gemischkomponenten ist eine übliche Vorgehensweise. Das Verfahren des Heißluftsprühens ermöglicht ähnliche Effekte, die aber bei Bedarf über die Dauer des Gemischaustrags variiert werden können. Hierdurch besteht die Möglichkeit, zum Beispiel bei großflächigen Bauteilen den Reaktionsverlauf des Gemisches über die gesamte Sprühdauer anzupassen, wodurch die Produktivität solcher Prozesse gesteigert werden kann. Außerdem kann auch das Verlaufen von Reaktionsgemischen auf schrägen Flächen positiv beeinflusst werden.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Reaktivkunststoff bevorzugt um Polyurethan. Bei den eingesetzten Reaktivkomponenten handelt es sich daher insbesondere um Polyol- und Isocyanat Komponenten. Es können hier aus dem Stand der Technik hinreichend bekannte Komponenten verwendet werden.
Über die Einlasse werden erfindungsgemäß bevorzugt Fasern in das Reaktivgemisch eingeleitet. Weitere mögliche Feststoffe, die zugeleitet werden können, umfassen beispielsweise Flammschutzmittel, Stabilisierungsmittel oder Alterungsschutzmittel. Gleiche Funktionen können auch die eventuell zugeführten flüssigen Hilfsmittel aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man wenigstens zwei Komponenten einzeln über Einlasse von außen in einen Sprühkanal einer Düse einleitet und diese dort vermischt werden, wobei dieser Sprühkanal wenigstens zwei Mischebenen aufweist, in welche durch wenigstens einen tangential angeordneten Gaskanal wenigstens ein Mischgas eingeleitet wird, und sich wenigstens eine dieser Mischebenen stromaufwärts vor den Einlassen für die Komponenten befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Mischgas so in den Sprühkanal einleitet, dass die Strömungsrichtung des Gasstroms bei Eintritt in den Sprühkanal außerhalb des Mittelpunkts des Sprühkanals verläuft.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Polyol-Komponente und eine Isocyanat-Komponente in die Düse einleitet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Düse an einem Mischkopf, aus welchem ein Reaktivgemisch, insbesondere ein Polyurethanreaktivgemisch, axial in den Sprühkanal einströmt, anschließt und über die Einlasse diesem Reaktivstrom weitere Komponenten beimischt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Reaktivstrom feste, flüssige und/oder gasförmige Komponenten über die Einlasse zuführt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gaskanäle so anordnet, dass durch Einleiten des Mischgases in den Ebenen der axialen Strömung des Reaktivgemisches eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt wird und diese radiale Strömungskomponente in einer der Ebenen in eine Richtung und in der folgenden Ebene in die entgegengesetzte Richtung weist, wobei auch die Eintragung der Komponenten über die Einlasse als Ebene angesehen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man über einen im Inneren der Düse befindlichen Hohlzylinder ein Mischgas in wenigstens drei Ebenen über wenigstens jeweils einen Gaskanal tangential in die Düse einleitet, wobei die Düse weiterhin Einlasse für unterschiedliche Komponenten in wenigstens zwei unterschiedlichen Ebenen aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gaskanäle so anordnet, dass durch Einleiten des Mischgases in den Ebenen der axialen Strömung des Reaktivgemisches eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt wird und die Richtungen der radialen Strömungskomponente in einer Ebene von der Richtung in der darauffolgenden Ebene entgegengesetzt ist, wobei auch die Einlasse für Komponenten als Ebenen aufgefasst werden.
9. Vorrichtung zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus einem Reaktivkunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse im Inneren einen Sprühkanal aufweist, der über eine Wand von einem ihn umgebenden Gasraum getrennt ist, wobei vom Gasraum in den Sprühkanal in wenigstens zwei Mischebenen über jeweils wenigstens einen Gaskanal ein Mischgas in den Sprühkanal eingeleitet wird.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskanäle so angeordnet sind, dass die Strömungsrichtung des Gasstroms beim Eintritt in den Sprühkanal außerhalb des Mittelpunkts des Sprühkanals verläuft und durch diese tangentiale Anordnung der eigentlich axialen Strömung im Sprühkanal eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskanäle und Einlasse so angeordnet sind, dass dem Gemisch über den Strömungsverlauf im Sprühkanal unterschiedliche Drallrichtungen aufgeprägt werden, wobei die Drallrichtung in einer Ebene entgegen der der darauf folgenden Ebene ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkanal an einen Mischkopf angeschlossen wird und über die Einlasse Feststoffe, Flüssigkeiten, Reaktivgase und/oder Mischgase in den axial aus dem Mischkopf strömenden Reaktivstrom eingeleitet werden, wobei sich oberhalb dieser Einlasse wenigstens ein Gaskanal für Mischgas befindet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einer Ebene zwei Gaskanäle einander gegenüberliegen.
14. Vorrichtung zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus einem Reaktivkunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Sprühkanals ein Hohlzylinder aufweist, in dessen Zentrum sich ein Gasverteiler befindet, über den über Gaskanäle, welche in den Sprühkanal führen, die Mischgasströme tangential eingeleitet werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sprühkanal von außen in wenigstens zwei voneinander unterschiedlichen Ebenen Einlasse reichen, durch welche Reaktivkomponenten und wenigstens ein flüssiger, fester und/oder gasförmiger Zusatzstoff beigemischt werden können.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskanäle so angeordnet sind, dass die axial strömenden Reaktivkomponenten einen Drall erhalten, wobei die Drallrichtung in einer Ebene von der Drallrichtung der darauffolgenden Ebene verschieden ist, wobei dich dies auch auf die Ebenen bezieht, in welchen die Reaktivkomponenten und der wenigstens eine Zusatzstoff beigemischt werden.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ebene sich zwei Gaskanäle einander gegenüberliegen.
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