JPH07504855A - 発泡体製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体または半流動体からなる発泡材料を、混合室内に導入して、上記 発泡材料の浸透不能な多孔質仕切壁に沿って流動せしめつつ、上記多孔質仕切壁 を通して上記混合室内に導入された気体材料が上記発泡材料に均一に分散するよ うに、上記気体材料と混合すると共に、上記多孔質仕切壁の二つの側での圧力の 差を保ち、上記混合室から排出した後、上記圧力の差によって減圧せしめて発泡 する発泡体製造方法、およびこれに適用して好適な装置に関する。

背景技術 従来、発泡体は主に機械的に製造されていた。ドイツ特許第３，６３１，２２１ 号公報には、発泡剤に水を加えてから発泡し、続いてこれにセメントや粉末無機 物等の結合剤溶液を混入する方法が開示されている。しかし、このように発泡体 に結合剤溶液が与えられて、その主要成分である粉末無機物が混入されると欠陥 が生しるおそれかある。こうなると発泡体を以後、簡単に処理することが不可能 になる。また、一旦発泡させたものを二つに分けて、これらをそれぞれ異なる粉 末無機物と混合し、これらの両方の発泡混合物を再度機械的に混合して、これに よって発泡建材を製造する方法も、欧州特許出願公開第０．２９９，４８２号公 報に開示されている。上記の両方法では、比較的長いポット処理時間（３０秒よ り長い）を有する材料でなければ、発泡することができない。このような材料と しては、穴埋用発泡体や、ゆっくり硬化する修理用断熱用モルタルがある。

また、化学反応によって発泡体を製造する発泡体製造方法もある。例えば、発泡 ポリウレタンの製造方法がこれにあたり、この方法では発泡材料が水や空気中の 湿気に反応して発泡する。さらに、発泡材料中に、気化しやすいガスを液体状態 にして混入し、続いてこれか液相から気相へ変化することによって発泡するよう にした方法もある。

」二記のような方法と装置は、欧州特許出願公開第０．２８８，１０６号公報に 開示されている。ここでは、発泡可能なセメントスラリーが、混合室内に送り込 まれ、このスラリーに液体窒素が注入される。このようにしてなされたセメント 発泡体は地盤に形成された穴の中で使用される。この技術では、例えば、様々な 材料を処理するということについて、改善すべき点がある。

本発明の目的は、非常に短いポット処理時間で済む結合剤を用いることが可能で きる発泡体を製造する発泡体製造方法および装置を提供することである。

発明の開示 このような課題を解決するため、本発明による方法は、液体または半流動体から なる発泡材料を、混合室内に導入して、上記発泡材料の浸透不能な多孔質仕切壁 に沿って流動せしめつつ、上記多孔質仕切壁を通して上記混合室内に導入された 気体材料が上記発泡材料に均一に分散するように、上記気体材料と混合すると共 に、上記多孔質仕切壁の二つの側での圧力の差を保ち、上記混合室から排出した 後、上記圧力の差によって減圧せしめて発泡する発泡体の製造方法において、上 記混合室内にて上記発泡材料を、はぼ層状に流し続けながら発泡するものである 。

本発明による装置は、液体または半流動体からなる発泡材料と気体材料から発泡 体を製造する装置であり、混合室と、上記材料が上記混合室を通過するように上 記材料を供給するため選択的に作動可能になされた供給手段とを有し、上記混合 室に近接して気体流入室か設けられ、上記混合室と上記気体流入室の間にほぼ均 一なサイズの微小孔を有する多孔質仕切壁が設けられた発泡体の製造装置におい て、 発泡体の製造中に、上記気体流入室から上記多孔質仕切壁を通して上記混合室へ 上記気体材テ４を通過せしめるために、上記気体流入室と上記混合室との間の圧 力の差を保つことが可能なように構成されており、上記混合室内での上記発泡材 料の渦巻流を防止するため、上記混合室が管状になされた上記多孔質仕切壁に囲 まれており、上記混合室の両端にある上記発泡材料の入口から出口まで、上記混 合室内の流れの断面がほぼ一定であるものである。

産業上の利用可能性 従来の発泡体製造方法および装置と比較しての、本発明の有利な効果は、まず、 空気や二酸化炭素、蒸気あるいは混合気体などのあらゆる気体を発泡体の製造に 用いられるようにしたことである。また、液体または半流動体のいかなる発泡材 料でも用いることが可能である。圧力によって混合室では気泡が継続的に発生し 、るために、液体または半流動体の発泡材料にこれを発泡させる気体材料が混合 されて排出されるとその直後に、発泡体が均一かつ迅速に製造される。従って、 本発明では、３０秒より短いポット処理時間を有するがために、従来発泡体の製 造には不適当とされてきた発泡材料を使用することが可能である。

また、気体材料を多孔質仕切壁の多数の微小孔を通して混合室に導入することに よって、発泡体内の気泡の分布を任意にすることができるという効果もある。

ここで多孔質仕切壁の微小孔のサイズを均一にすることによって、製造される発 泡体中の気泡のサイズを均一にすることができる。また本発明では、これとは別 に、多孔質仕切壁を管状にして、この多孔質仕切壁の微小孔のサイズを適当に選 択し、これによって気泡のサイズをあらかじめ設定することができる。また、こ れとは別に本発明では、発泡体製造装置の動作中、発泡材料と気体材料の流速比 を制御することによって、発泡体製造装置から排出されてできる発泡体の気泡の サイズが制御される。また、混合室への単位時間あたりの気体材料と発泡材料の 流速比を変化させることにより、製造された発泡体中の気泡の比率ひいては密度 （重量）を変えることが可能である。

本発明に係る発泡体製造方法およびこれに使用される装置を使用することによっ て、急速に硬化する材料でさえも処理できるようになり、新規で重要な分野にま で発泡体の用途を広げることが可能となるであろう。特に、軽量モルタル、軽量 壁材、発泡コンクリートおよび反応性樹脂の発泡体をモールド成形し、これを地 盤内の建築区域内で使用すると、発泡体が軽量であることから非常に便利である ことが予測される。もちろん、本発明は穴内で用いることができるだけでなく、 修理モルタル、断熱モルタル、防音モルタル、防音性建材、壁材、機械壁、断熱 モルタル、硬石膏結合剤、さらには耐酸性の材料の発泡などの特殊な用途にも適 用できる。さらに、本発明では、空気や二酸化炭素を混合室内に導入して、界面 活性剤を含有する水の連続的な流れ中に混入し、これを発泡することにも適して いる。

発泡体の製造中に、混合室内で発泡材料をほぼ層状に流し続けて、発泡体中に均 一に気泡を形成し、かつ均一に分散せしめるために、本発明に係る発泡体製造体 流入室とが同軸に配置されている。多孔質仕切壁は、好ましくは、混合室を包囲 する管状のモールド成形されたプラスチック体であり、その微小孔は５μｍない し５００μｍのサイズの円形である。さらに好ましくは微小孔のサイズは１０な いし２５０μｍであるとよい。

上述のような内部に混合室と気体流入室とが同軸に配置されたほぼ円筒状のハウ ジングとは別のハウジングを使用することも可能である。例えば、共に一つの気 体流入室を通過するように、並列に配置されたｉｌ数の混合室を有し、これらの 混合室がそれぞれ多孔質仕切壁に相当するモールド成形されたプラスチ・ツク体 に包囲されている複数混合室システムの使用も可能であるし、混合室と気体流入 室とをほぼ平らな多孔質仕切壁で区切って配置することもいくらか非効率的な構 造ではあるが使用可能である。

本発明の有利な態様は、従属請求項で明らかにされている。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係る発泡体製造装置の要部を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、図面に概略的に示された実施形態を参照しつつ、本発明について詳細に説 明する。

第り図には、発泡体製造装置の要部が示されている。発泡体製造装置の中心部に は発泡ヘッドが設けられており、この発泡ヘッドにはハウジング１が設けられて いる。ハウジング１には、円筒状の混合室３と、混合室３と同軸になされた気体 流入室５が配置されている。混合室３と気体流入室５とは、管状の仕切壁７によ って区分されている。仕切壁７は、管状のモールド成形されたプラスチック体で あり、ここには微小孔が形成されている。この微小孔は仕切壁７の半径方向に延 在するものである。仕切壁７の微小孔のサイズは、用途によって異なる。用途に よっては、５μｍから２５０μｍのサイズの微小孔を有する管状のモールド成形 されたプラスチック体を複数用いてもよい。ただし、微小孔のサイズは、本発明 にとってあまり重要なものではない。微小孔のサイズが均一であり、仕切壁７の 軸方向の長さと周囲の長さあたりに微小孔を均一に分布させると効果的なのであ る。

気体流入室５は、円筒状の周壁９によって包囲されている。混合室３および気体 流入室５を包囲している仕切壁７および周壁９は、二つのフランジ１１．１２に 形成された溝に嵌め込まれ、ポル）１３によって着脱自在に取り付けられている 。フランジ１１．１２は、ボルト１３を取り外した後、軸線方向に引き離すこと が可能であり、これによって円筒状の仕切壁７と周壁９、ひいては混合室３と気 体流入室５か露出する。二つのフランジＩＩ、１２には、その軸線方向に短い軸 方向通路１５．１６が形成されており、これらの軸方向通路１５．１６の断面は 正確に混合室３の断面と合致している。

本実施例においては、フランジ１１には気体材料用の入口１７が形成されている 。この人口１７を通じて、空気等の気体材料が気体流入室５に流入される。また 、両方のフランジ１１．１２には、環状の溝１９が設けられており、この環状溝 １９には封止材である０リングが嵌め入れられている。この封止材によって、ハ ウジング１での、気体流入室５と外部の間の気密性が保たれる。本発明では、発 泡体の製造に必要な気体流入室５への気体供給が、人口１７を通じて連続的に行 われて、気体材料の漏れ分が支障なく補填されるので、この封止材もさほど重要 ではない。

適当な発泡材料が、ポンプ２１によって入口側の軸方向通路１５を通して、混合 室３内に送り込まれる。この発泡材料としては、好ましくは液体がよいが、場合 によっては半流動体であってもよい。これと同時に、発泡用の気体、例えば空気 が、コンプレッサ２３によって導管２５、入口１７を通して気体流入室５に送り 込まれる。ポンプ２１の出力とコンプレッサ２３の出力は、図示しない計測器で 計測され、この計測値がコントローラ２７に伝達され、コントローラ２７によっ てポンプ２１の出力とコンプレッサ２３の出力が調整されて、混合室３内の圧力 ｐ１が、混合室３を囲む気体流入室５内の圧力ｐ２よりも圧力差６９分低くなる ようになされている。この圧力差Δｐによって、発泡材料と空気材料の混合が可 能である。つまり、気体流入室５から混合室３への気体材料の通過のみが可能で ある。混合室３から気体流入室５への液体等の発泡材料の浸透は、発泡材料が多 孔質仕切壁７の微小孔で詰まって発泡体製造装置の機能を大なり小なり害するの で、非効果的である。

所定の圧力差Δｐを維持する場合には、供給装置２１．２３（ポンプ２１とコン プレッサ２３）による発泡媒体と気体媒体の供給流速を相対的に変化させ、これ によって混合室３で発泡させ、これを排出した後の気泡のサイズを制御すること ができる。従って、発泡体の製品の密度（重量）を変化させることも可能である 。

周壁９は、好ましくは透明なプラスチック材料からなる。このように周壁９を透 明にすると、多孔質仕切壁７の状態を継続的に観察することができ、これによっ て必要であれば多孔質仕切壁７を早めに交換し、微小孔の詰まりにより多孔質仕 切壁７内外の圧力差が過度にならないようにすることが可能である。

第１図に概略的に示される実施形態から明らかなように、発泡体製造装置の発泡 ヘッドのハウジング１は、どのようなサイズに製造しようとも支障はない。また 発泡体製造装置の出力は、製造しようとする発泡体の用途によって変更可能であ る。また混合室３と気体流入室５の大きさの比、および気体材料と発泡材料の入 口と出口の断面は、装置の製造費用および動作費用には大きな影響を与えない。

ハウジングｌは、それ自体で剛体のユニットであるから、適当なノ）ンドルを取 り付けることによって、あるいはハウシング１自体を図示のような形状にしてこ れを掴むことによって、容易に保持することが可能である。さらに、供給装置ｉ ｊ２１゜２３とハウジングｌとの間を接続する導管は可撓性ををするようにして もよい。

これによれば発泡ヘッド（特にハウジングｌおよび出口）を支障なく動かして、 任官の位置に発泡体を置くことが可能である。

国際調査報告 １．１ｔｅｒ＋ｔａ＋ｍｆｆｉ１ｍＡｋｌ＃ｆｉｓ４ｅｈｓｎ　ＰＣＴ／ＥＰ　 ９２１０１７７１１＾Ｎ１−Ｉ　Ｍ　ｌ’Ｊ　Ｇ　＾Ｎｒ’Ｊ　Ｅ：　Ｘ　＾ｈ Ｊ　ＮＥ　Ｘ　Ｅ：

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．液体または半流動体からなる発泡材料を、混合室（３）内に導入して、上記 発泡材料の浸透不能な多孔質仕切壁（７）に沿って流動せしめっっ、上記多孔質 仕切壁（７）を通して上記混合室（３）内に導入された気体材料が上記発泡材料 に均一に分散するように、上記気体材料と混合すると共に、上記多孔質仕切壁（ ７）の二つの側での圧力の差（Δｐ）を保ち、上記混合室（３）から排出した後 、上記圧力の差（Δｐ）によって減圧せしめて発泡する発泡体の製造方法におい て、上記混合室（３）内にて上記発泡材料を、ほぼ層状に流し続けながら発泡す ることを特徴とする発泡体の製造方法。
2. ２．上記発泡材料を、上記混合室（３）内をその軸線方向にほぼ沿って流動せし め、上記気体材料を上記混合室（３）に対してほぼ横方向から導入することを特 徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．上記発泡体中の気泡のサイズを、上記発泡材料と上記気体材料の流速比を変 えることによって、制御することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ４．上記発泡体中の気泡のサイズを、上記多孔質仕切壁（７）の微小孔のサイズ を選択することによって、あらかじめ設定することを特徴とする請求項１ないし ３のいずれかに記載の方法。
5. ５．上記気体材料として、二酸化炭素または蒸気を使用することを特徴とする請 求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. ６．上記発泡材料が、少なくとも無機的に結合する硬化剤を含有することを特徴 とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. ７．上記発泡材料が、少なくとも有機的結合剤を含有することを特徴とする請求 項１ないし５のいずれかに記載の方法。
8. ８．上記発泡材料が、水と界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１ない し５のいずれかに記載の方法。
9. ９．上記混合室（３）に導入される以前に、上記発泡材料は、少なくとも、セメ ント接着剤、セメントモルタル、セメントコンクリート、無水化合物、石灰モル タル、マグネサイト結合剤、無機的な硬化剤のいずれかに、界面活性剤が注入さ れて製造されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. １０．上記混合室（３）内で、軽量モルタルまたは断熱モルタルを上記気体媒体 と混合せしめることを特徴とする請求項６または９に記載の方法。
11. １１．液体または半流動体からなる発泡材料と気体材料から発泡体を製造する装 置であり、混合室（３）と、上記材料が上記混合室（３）を通過するように上記 材料を供給するため選択的に作動可能になされた供給手段（２１，２３）とを有 し、上記混合室（３）に近接して気体流入室（５）が設けられ、上記混合室（３ ）と上記気体流入室（５）の間にほぼ均一なサイズの微小孔を有する多孔質仕切 壁（７）が設けられた発泡体の製造装置において、発泡体の製造中に、上記気体 流入室（５）から上記多孔質仕切壁（７）を通して上記混合室（３）へ上記気体 材料を通過せしめるために、上記気体流入室（３）と上記混合室（３）との間の 圧力の差（Δｐ）を保つことが可能なように構成されており、 上記混合室（３）内での上記発泡材料の渦巻流を防止するため、上記混合室（３ ）が管状になされた上記多孔質仕切壁（７）に囲まれており、上記混合室（３） の両端にある上記発泡材料の入口（１５）から出口（１６）まで、上記混合室（ ３）内の流れの断面がほぼ一定であることを特徴とする発泡体の製造装置。
12. １２．上記混合室（３）と上記気体流入室（５）は、気密なハウジング（１）の 内部で、同軸に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. １３．上記多孔質仕切壁（７）は、モールド成形によって管状に形成されたプラ スチック体であり、ほぼ半径方向に延在する５μｍないし５００μｍのサイズの ほぼ円形の微小孔を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置 。
14. １４．上記密封ハウジング（１）は、上記気体流入室（５）と同軸に配置されこ れを包囲する周壁（９）と二つのフランジ（１１，１２）とを有し、両方の上記 フランジ（１１，１２）の間に上記多孔質仕切壁（７）と上記周壁（９）とが着 脱自在に取り付けられており、両方の上記フランジ（１１，１２）に短い軸方向 通路（１５，１６）が形成され、上記軸方向通路（１５，１６）の断面が上記混 合室（３）の断面と合致することを特徴とする請求項１２または１３に記載の装 置。
15. １５．上記周壁（９）が、透明な材料からなることを特徴とする請求項１４に記 載の装置。
16. １６．上記気体流入室（５）に供給する気体の量および上記混合室（３）へ供給 する上記発泡材料の量の少なくとも一方を制御する手段（２３，２１）が設けら れていることを特徴とする請求項１１または１５のいずれかに記載の装置。
17. １７．上記供給手段が、上記混合室（３）へ上記発泡材料を供給する流量制御可 能なポンプ（２１）と、上記気体材料を供給するため上記気体流入室（５）の上 流側に接続された流量制御可能なコンプレッサ（２３）とを具備することを特徴 とする請求項１６に記載の装置。