KR20000015932A - 가압하에 용해된 이산화탄소를 사용하는 발포체의 제조 방법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응하여 폴리우레탄을 형성하고, 가압하에 용해된 이산화탄소를 함유하는 혼합물을 발포시킴으로써 블록 발포체를 연속 제조하는 방법 및 장치를 기재하며, 여기서 반응 혼합물의 압력은 개구 형태의 압력 감소 구역을 통과하면서 감소하고, 개구의 차폐는 서로에 대해 개구-경계면의 상대적인 움직임에 따라 방지된다.

Description

가압하에 용해된 이산화탄소를 사용하는 발포체의 제조 방법 및 장치

본 발명은 가압하에 용해된 이산화탄소를 발포제로서 사용하는 발포체의 제조 방법 및 장치에 있어서, 발포시키고자 하는 조성물을 바람직하게는 액상 이산화탄소와 가압하에 혼합하고, 이어서 감압하여 발포체를 형성하는 발포체의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 발포후에 행해지는 부가 중합 또는 축합 중합 반응으로 인해 경화하여 발포된 플라스틱을 형성하는 플라스틱의 액상 출발 물질이 특히 발포가능한 조성물로서 사용된다. 본 발명은 특히 폴리우레탄-발포재에 관한 것이다.

폴리우레탄-발포재의 제조에서, 1종 이상의 반응 성분 (폴리이소시아네이트, 및 이소시아네이트에 대해 반응성인 수소 원자를 함유하는 화합물, 특히 폴리올)을 액상 또는 가스상 발포제로 처리하고, 이어서 또다른 성분과 혼합하고, 수득된 혼합물을 회분식으로 주형이나, 연속식으로 콘베이어 벨트에 도입해 혼합물을 발포하고 경화시킨다.

발포체의 연속 제조 방법은 당해 기술 분야에 널리 사용되고 있다. 첫 번째로, 저온에서 휘발하는 액체, 예를 들어 반응 혼합물로부터 휘발되나 그 후에도 반응 혼합물은 여전히 액상이며 작은 기포를 형성하는 저분자량의 클로로플루오로카본, 염화 메틸렌, 펜탄 등이 사용된다 (발포체의 물리적 제법). 또한, 공기를 반응 혼합물 또는 성분 중 하나에 주입시킬 수 있고 (발포체의 기계적 제법), 끝으로 발포제로서 물을 폴리우레탄 발포체의 폴리올 성분에 첨가하고, 이소시아네이트 성분과 혼합한 후에 물이 이소시아네이트와 반응함으로써 발포 가스로서 이산화탄소가 방출된다 (발포체의 화학적 제법).

환경 적합성과 산업 위생성의 이유, 및 폴리올 성분에 대한 액상 이산화탄소의 비교적 높은 용해도 때문에, 액상 이산화탄소는 이미 발포제로서 종종 제안되었으나 (영국 특허 공개 제803 771호, 미국 특허 제3,184,419호), 지금까지는 그러한 선행 제안들이 반응 혼합물을 10 내지 20 bar의 압력으로부터 필수적으로 감압하는 동안 균일한 발포체를 제조하기가 명백하게 어려웠기 때문에 당해 기술 분야의 일부분이 될 수 없었다. 이와 관련해서, 첫 번째 문제점은 이산화탄소가 감압 직후에 비교적 갑자기 휘발하여, 반응 혼합물의 부피가 약 10배 정도로 상당히 증가하여 이를 제어하기가 어렵다는 것이다. 두 번째로, 반응 혼합물은 이산화탄소의 방출시에 해당 온도에서 CO₂의 평형 증기압 보다 3 내지 6 bar 아래에서 일어나기도 하는 변형을 야기하는 경향이 있어, 이산화탄소의 갑작스런 폭발과 같은 방출이 야기되어, 결국 큰 기포 또는 보이드가 발포재에 포함되게 된다는 것이다.

균일한 발포체 구조를 제조하기 위해서, 기포 시드 (seed)로서 작용하는 미분된 공기 또는 질소 기포를 액상 반응 혼합물에 도입하여, 물리적으로 용해되거나 화학적으로 생성된 발포제의 임의의 국소적인 과포화를 방지할 수 있음도 알려져 있다.

그러나, 발포제로서 물리적으로 용해된 이산화탄소를 사용하는 경우, 이산화탄소의 방출이 부가 중합 반응이 거의 진행되지 않는 기간 동안에 발생하여, 이산화탄소 방출 후에 수득된 포말이 여전히 전단력으로 인한 응력에 매우 민감하다는 문제점이 있다. 포말에 작용하는 전단력은 발포 기포의 파괴를 야기하여, 보다 큰 발포 기포를 형성하고, 불균일한 발포체 구조를 초래한다. 이는 특히 발포 기포들이 구형이 아닌 기포 형태의 직경에 이를 경우, 즉 포말 중의 기포의 부피가 구체를 가장 치밀하게 충전하는 경우에 상응하는 부피 보다 큰 공간 비율을 차지하는 경우이다. 구체의 가장 치밀한 충전에 상응하는 기포의 부피는 반응 혼합물 100 중량부에 대해 이산화탄소 0.5 중량부가 대기압하에 방출될 때 달성된다.

발포재 블록의 연속식 제법 (예를 들어, 벡커/브라운의 문헌 [Becker/Braun, Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane 1993, Figures 4.8 및 4.9, page 148)에서, 콘베이어 벨트에 포말이 퇴적되어 콘베이어 벨트 폭 위에 분배되는 것이 포말에 있어서 문제시되는 것으로 생각될 수 있다.

콘베이어 벨트 상의 포말의 퇴적 및 분배 문제점를 해결하기 위해서는, 유럽 특허 공개 제645 226호에 따라, 반응하여 폴리우레탄을 형성하고 가압하에 용해된 이산화탄소를 함유하는 혼합물을 우선 압력 평형 챔버라 칭해지는 콘베이어 벨트의 폭을 따라 분배시키고, 이어서 콘베이어 벨트의 폭을 따라 뻗어있으며 흐름에 충분한 저항을 제공하는, 개구 또는 통로 구멍열의 형태로 제작된, 콘베이어 벨트의 폭을 따라 뻗어있는 압력 감소 구역에서 압력을 감소시키고, 이어서 그로부터 콘베이어 벨트의 속도와 일치하는 유속으로 포말이 발생되는, 콘베이어 벨트에 대해 가로로 뻗어있으며 흐름 방향으로 넓어지는 발포 챔버가 구비됨을 제안하였다. 상기 제안의 단점은 반응 혼합물의 유속이 큰 부피의 압력 평형 챔버내에서 지나치게 낮기 때문에, 발포 챔버에서 포말의 체류 시간이 비교적 길고, 발포 챔버 횡단면에 대한 발포 챔버벽의 비가 비교적 크고, 발포 챔버 출구에서의 유속과 콘베이어 벨트 속도간의 차이를 방지하는데 어려움이 있다는 것이다. 특히, 발포 챔버의 하부 경계벽으로부터, 발포 챔버로부터 콘베이어로의 이동부에서 포말이 전단됨으로써 발생된 커진 기포가 함유된 가스의 주위로의 파열 및 방출에 의해 더 이상 주위로 사라질 수 없는데, 그 이유는 기포가 포말로 덮혀지기 때문이다. 대신에, 포말 산물의 하부면에 생성된 것과 같은 커진 가스 기포가 부가 중합 반응 진행중에 포말로 이동하여, 생성된 발포체에 함유된다.

독일 특허 공개 제44 22 568호, 동 제44 25 317호 및 동 제44 25 319호에 따르면, 로그 유통로를 갖는 압력 평형 챔버도 발포 챔버도 포함하지 않는 소형 발포 장치를 이미 제안한 바 있다.

아직 미공개이나 독일 특허 공개 제44 42 252호의 출원인의 제안에 따르면, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 혼합물의 유속을 감소시키기 위해 혼합물이 압력 감소 구역으로부터 나온 후에 소정이 임펙트 표면에서 편향시킴으로써 유속을 감소시킨다.

아직 항상 불만족스러운 공지된 발포 장치의 특징은 사용 가능한 작동 기간이 매우 짧다는 것이다. 그 이유는 공급 용기 또는 파이프 라인으로부터의 원료와 함께 반응 혼합물로 운반되는 피할 수 없는 고체 입자, 또는 혼합 챔버 또는 공급 장치로부터 발포 장치로 가는 폴리우레탄의 떨어져 덩어리진 축적물 등에 의해 기인할 수 있으며, 이들이 압력 감소 구역의 좁은 횡단면을 막을 수 있다. 이러한 문제점은 반응 혼합물이 미분 고체, 예를 들어 착색 안료, 멜라민 또는 재생 분말을 함유하는 경우, 심지어 고체의 입도가 압력 감소 구역의 치수보다 상당히 작다할 지라도 그 정도가 증가된다.

본 발명은 가압하에 용해된 이산화탄소를 함유하는 폴리우레탄 혼합물을 발포시킴으로써 블록 발포체를 연속 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 반응 혼합물의 압력이 개구 형태의 압력 감소 구역을 통과하면서 감소하며, 이때 압력 감소 구역이 1개 이상의 동축의 환상 개구 형태로 제작되고, 이 환상 개구 또는 개구들을 통과한 후에 반응 혼합물의 속도가 환상 개구 형태의 1개 이상의 동축 속도 감소 구역에서 감소됨을 특징으로 한다.

압력 감소 구역을 형성하는 개구-경계면은 바람직하게는 서로에 대해 적어도 일시적이라도 움직인다.

개구의 두 개의 개구-경계면이 상대적으로 움직임으로써, 개구에 들러붙을 수 있는 임의의 고형 입자가 고속으로 개구를 통해 흐르는 반응 혼합물의 동시 작용에 의해 개구를 통해 이동되어, 차폐가 방지된다.

개구-경계면의 상대적인 움직임은, 예를 들어 초음파 진동을 1개 이상의 개구-경계면에 전송함으로써 고주파로 주기적으로 수행할 수 있다.

또한, 상대적인 움직임은 개구가 일시적으로 추가 개방되거나 일시적으로 좁아지도록 수행할 수 있다.

압력 감소 구역을 1개 이상의 동심원의 환상 개구 형태로 제작하는 경우에는, 개구-경계면의 상대적인 움직임은 1개의 개구-경계면을 다른 개구-경계면에 대해 회전 이동시킴으로써 수행할 수 있다.

서로에 대한 개구-경계면의 움직임은 연속적으로, 주기적으로 또는 간헐적으로 수행할 수 있다.

회전 대칭형 개구의 경우에는, 개구-경계면이 서로에 대해 1 내지 60 rpm, 가장 바람직하게는 1 내지 10 rpm의 회전 속도로 연속적으로 움직이는 것이 바람직하다.

초음파 자극에 의한 움직임의 경우에는, 간헐적으로 움직이는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 개구 폭은 조정가능한 형태이다. 압력 측정 센서를 혼합 챔버의 출구, 혼합 챔버와 발포 장치 사이의 연결 파이프에, 또는 발포 장치의 분배 챔버 내에 설치하는 것이 바람직하며, 여기서 압력 측정 센서는, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 반응물의 압력이 일정하게 유지되도록, 반응 혼합물이 압력 감소 구역, 즉 개구를 통과하기 전에 개구폭을 조절함으로써 개구폭에 대한 조정 장치에 작용한다.

본 발명의 한 가지 바람직한 실시양태에 따르면, 압력 감소 구역으로부터 반응 혼합물이 나온 후에 반응 혼합물의 흐름 방향은 90。 이상, 바람직하게는 90。 내지 150。각도로 편향되며, 여기서 편향 후의 흐름 횡단면은 압력 감소 구역의 흐름 횡단면 보다 5 내지 30배, 가장 바람직하게는 10 내지 20배 크다. 또한, 압력 감소 구역에 인접한 속도 감소 구역도 물론 개구 형태로 제작된다. 흐름 방향에서의 압력 감소 크기는 이산화탄소 방출을 위한 완화 시간으로 인해 이산화탄소의 방출이 속도 감소 구역에서 사실상 발생하지 않을 정도로 설계되어야 한다.

흐름 방향에서 압력 감소 구역의 크기, 즉 개구 길이는 1 내지 20 ㎜, 특히 2 내지 10 ㎜, 가장 바람직하게는 3 내지 8 ㎜일 수 있다. 압력 감소 구역의 개구폭, 즉 개구-경계면 간의 차이는 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 혼합물의 점도 및 그의 공급 속도에 따라 0.1 내지 0.5 ㎜일 수 있다. 0.2 내지 0.5 ㎜의 개구폭이, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 충전제-함유 혼합물을 사용하는 경우에 바람직하다.

압력 감소 구역을 통과한 반응 혼합물의 선형 유속은 흐름 방향의 압력 감소 구역의 크기, 개구폭, 반응 혼합물의 점도 및 용존 이산화탄소의 포화 증기압 보다 커야만 하는 압력 분배 챔버 내에 압력에 따라 좌우된다. 통상적으로 선형 유속은 10 내지 25 m/초일 수 있다. 고함량, 예를 들어 3 내지 6 중량% 범위의 이산화탄소를 함유하는 반응 혼합물의 발포에 있어서, 예를 들어 15 내지 25 m/초의 높은 압력 감소 구역 통과 선형 유속이 바람직한데, 이로써 발포 장치에서의 체류 시간이 단축된다.

반응하여 폴리우레탄을 형성하고, 본 발명에 따른 발포 장치에 공급되는 혼합물은 하기와 같이 제조한다.

지방족, 지환족, 아르지방족, 방향족 및 헤테로시클릭 폴리이소시아네이트, 예를 들어 시프켄의 문헌 [W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 내지 136]에 기재된 바와 같은 것을 이소시아네이트 성분으로 사용하는 것이 바람직하다.

방향족 폴리이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하며, 대개 상업적으로 쉽게 얻을 수 있는 폴리이소시아네이트, 예를 들어 톨루엔 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 뿐만 아니라 그들 이성질체의 임의의 혼합물 ("TDI"); 예를 들어 아닐린-포름알데히드 축합 및 이어서 포스겐화에 따라 생성된 폴리페닐-폴리메틸렌 폴리이소시아네이트 ("조MDI"); 및 카르보이미드기, 우레탄기, 알로파네이트기, 이소시아뉴레이트기, 우레아기 또는 뷰렛기를 함유하는 폴리이소시아네이트 ("개질 폴리이소시아네이트"), 특히 톨루엔 2,4- 및(또는) 2,6-디이소시아네이트로부터 유래된 개질 폴리이소시아네이트가 특히 바람직한 것이다.

이소시아네이트와 반응할 수 있는 2개 이상의 수소를 함유하고, 일반적으로 60 내지 5000, 바람직하게는 100 내지 2000, 가장 바람직하게는 200 내지 800의 분자량을 갖는 화합물을 제2 성분 ("폴리올 성분")으로 사용한다. 아미노기, 티올기 또는 카르복실기를 함유하는 화합물 외에도, 히드록실기를 함유하는 화합물, 특히 200 내지 2000, 바람직하게는 30 내지 1200의 분자량을 갖는, 2 내지 8개의 히드록실기를 함유하는 화합물로, 폴리우레탄 발포체 제조를 위해 당 업계에 공지되어 있는, 예를 들어 2개 이상, 일반적으로는 2 내지 8개, 바람직하게는 2 내지 6개의 히드록실기를 함유하는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리티오에테르, 폴리아세탈, 폴리카르보네이트 및 폴리에스테르 아미드를 포함시키는 것이 바람직하며, 그 중 폴리에테르 폴리올이 특히 가장 바람직하다.

폴리올 성분으로서 사용하기에 적당한 화합물은 유럽 특허 공고 제121 850호의 6 내지 9 페이지에 기재되어 있다.

또한, 물, 다른 발포제, 발포체 안정제, 촉매, 충전제, 착색 안료, 멜라민 분말 및 재생 플라스틱 분말 뿐만 아니라 당 업계에 공지된 다른 보조제 및 첨가제도 반응 혼합물 제조에 임의로 사용할 수 있다. 당 업계에 공지되어 있고, 사용할 수 있는 이러한 매체는 유럽 특허 공고 제121 850호의 9 내지 11 페이지에 개시되어 있다.

물은 본 발명에 따른 추가 발포제로서 반응 혼합물에 대해, 바람직하게는 1 내지 7 중량% 양으로 혼합하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 물을 2 내지 5 중량%의 양으로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

추가로 사용할 수 있는 매체를 이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분과 혼합시키기 위해 혼합 장치에 따로 공급할 수 있거나, 이소시아네이트와 폴리올을 혼합하기 전에 두 개의 주성분 중 한 성분에만 공급할 수도 있으며, 이때 함께 사용하는 물 및 이소시아네이트와 반응할 수 있는 다른 추가 성분은 오로지 폴리올 성분과만 혼합할 수 있다.

폴리우레탄 발포체 제조 방법 기술은 벡커/브라운의 문헌 [Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Volume 7: Polyurethane, 1993, pages 143 내지 149, 특히 149 페이지의 Figure 4.8 및 4.9]에 기본적으로 설명되어 있다.

성분들을 저압 교반기 혼합 챔버라 불리우는 챔버에서 혼합하는 것이 바람직하며, 여기서 본 발명에 따라 용존 이산화탄소의 포화 증기압 보다 높은 압력이 혼합 챔버 내에 보급된다.

이산화탄소는 1종 이상의 성분, 바람직하게는 폴리올 성분에 성분들을 혼합 헤드에 도입하기 전에 용해시킨다.

이산화탄소는 총 반응 혼합물에 대해 1 내지 7 중량%, 가장 바람직하게는 2 내지 5 중량%의 양으로 용해시키는 것이 바람직하다.

또한, 공기 및(또는) 질소를 기포 시드의 형성을 돕기 위해 성분들 중 한 성분에 분산시키거나 용해시킬 수 있다.

바람직하게는 폴리올 성분에만 이산화탄소를 용해시키는 것을 하기 임의의 바람직한 방식으로 수행할 수 있다.

a) 가스상 이산화탄소를, 폴리올 성분을 함유하고 15 내지 25 bar의 압력에서 유지되는 용기에서 교반기를 사용하여 폴리올에 혼합시킨다.

b) 액상 이산화탄소를 실온에서, 예를 들어 70 내지 80 bar 압력의 정적 혼합기에서 폴리올과 혼합하고, 이어서 이를 저압 교반기 혼합 헤드에 도입하기 전에 15 내지 25 bar의 압력으로 감압시킨다.

c) -20 ℃로 냉각된 액상 이산화탄소를 실온 및 15 내지 25 bar의 압력에서폴리올 성분과 혼합하고, 이때 혼합을 이산화탄소가 휘발될 수 있기 전에 폴리올 성분중에 이산화탄소를 용해시킴으로써 수행한다.

특히, 바람직한 방법 c)는, 용액상으로 변하려는 이산화탄소의 뚜렷한 성향 때문에 폴리올 라인의 액상 이산화탄소의 도입점에 장착된 고속 유동 교반기를 사용하여 성공적으로 수행할 수 있다.

이어서, 그 중 1종 이상이 용존 이산화탄소를 함유하는 반응성 합성 물질 성분들을 혼합기 헤드에 공급하고, 혼합하고, 혼합기 헤드로부터 반응 물질이 나온후에 본 발명에 따른 발포 장치에 공급한다.

본 발명을 하기 도 1 내지 11을 참고하여 보다 상세히 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하는 장치의 개략적인 측면도를 도시한 일반적인 양상이다.

도 2는 본 발명에 따른 발포 장치의 첫 번째 실시양태를 보여준다.

도 3 및 도 4는 도 2의 Z 부분의 변형 실시양태를 보여준다.

도 5는 회전 대칭형 발포 장치의 잇점을 보여준다.

도 6은 동심원의 환상 개구를 갖는 발포 장치를 보여준다.

도 7, 도 8 및 도 9는 도 6의 X 부분 (압력 감소 구역)의 변형 실시양태를 보여준다.

도 10 및 도 11은 다수개의 평행 개구를 갖는 본 발명에 따른 발포 장치를 보여준다.

도 1은 블록 발포체 제조 설비의 콘베이어 벨트 (1)의 측면도이다. 하단의 층상 필름 (2)은 콘베이어 벨트 (1)에 공급되어, 콘베이어 벨트에 의해 3 내지 7 m/분의 속도로 오른쪽으로 이동된다. 3 내지 7 중량%의 용존 이산화탄소를 함유하는 이소시아네이트 (31) 및 폴리올 (32)을 가압하에 혼합 장치 (3)에 공급한다. 또한, 다른 첨가제 및 보조제 (33)도 혼합 장치에 공급한다. 용존 이산화탄소의 용액 증기압을 초과하는 압력을 혼합 장치에 가한다. 반응 혼합물을 혼합 장치 (3)으로부터 발포체 제조 장치 (4)로 공급한다. 이산화탄소로 과포화된, 부분적으로 발포된 반응 혼합물이 발포 장치 (4)로부터 나와, 포말로서 콘베이어 벨트 (1) 상에 자유롭게 흐른다. 원형 대칭형 발포 장치 (4) 아래에 형성된 포말 더미 (5) 자체가 먼저 콘베이어 벨트의 폭을 따라 자유 흐름으로 분배되고, 여기서 콘베이어 벨트의 이동 방향과 반대 방향으로 흐르는 것을 방지하기 위해 콘베이어 벨트 위에 가로로 뻗어있는 사실상 수직인 장벽 (6)을 설비한다. 상단의 층상 필름 (8)은 포말 (5)의 공급점에서 조금 떨어져서 포말에 잠기는 편향 롤러 (7)에 의해 콘베이어 벨트의 이동 방향으로 공급된다. 또한, 측면의 층상 필름 (10)은 콘베이어 벨트의 양면 상의 편향 롤러 (9)를 통해 공급된다.

도 2에 도시한 본 발명에 따른 발포 장치 (4)는 혼합물 분배 챔버 (43)을 둘러싸고 있는, 회전 대칭형 하우징 (41) 및 회전 대칭형 중앙 본체 (42)로 구성되며, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 혼합물은 접점 보어 (bore) (44)를 통해 혼합물 분배 챔버에 공급된다. 또한, 하우징 (41) 및 중앙 본체 (42)는 압력 감소 구역을 구성하는 개구 (45)를 형성하는데, 혼합물은 압력 때문에 개구를 통해 고속으로 밀려나간다. 혼합물의 스트림이 회전 균형에 의해 바깥으로 퍼져 임펙트 표면 (46) 상에 부딪치고, 그 때문에 속도는 개구 (45)의 횡단면 보다 큰 속도 감소 구역의 횡단면에 상응하게 속도 감소 구역 (47)에서 난류 방식으로 감소한다. 이어서, 반응 혼합물은 용존 이산화탄소를 방출하면서 발포되고, 그로써 발포 장치 아래의 공간이 중앙 본체 (42)의 외곽 (48)을 따라, 자유 흐름으로 충전된다. 중앙 본체 (42)는 회전 드라이브를 갖춰, 중앙 본체에 의해 만들어지는 개구-경계면이 하우징에 의해 만들어지는 개구-경계면에 대해 이동할 수 있고, 개구에 부착된 임의의 입자가 개구를 통해 방출될 수 있다. 또한, 중앙 본체 (42)가 축 방향으로 변위될 수 있도록 설비함으로써 개구 (45)의 폭을 조정할 수 있다. 이는 분배 챔버 (43)의 미리 측정한 압력으로부터의 차이를 압력 측정 장치 (P)를 사용하여 측정하고, 조절 장치 (C)를 통해 중앙 본체를 축 방향으로 변위시키는 드라이브를 조절함으로써 수행할 수 있다.

도 3에 도시한, 도 2의 (Z) 부분 확대 상세도는 속도 감소 구역 (47)에서 회전 대칭형 만곡부 (recess) 형태로 속도의 난류 감소를 도입하기 위한 임펙트 표면 (46)의 구조를 설명한다.

도 4에 도시한, 도 2의 (Z) 부분 확대 상세도는 속도 감소 구역 (47)에서의 속도 감소가 135。 정도의 편향을 사용하여 수행되는 실시양태를 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 발포 혼합물은 중앙 본체 (42)의 외곽 (48)을 따라 빠져나가, 그 결과 환상 개구 형태인 속도 감소 구역 (47) 아래의 공간이 충전된다. 이와 관련하여, 특히 보다 큰 치수의 발포 장치, 즉 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 혼합물의 산출량이 보다 많도록 설계된 발포 장치의 경우는, 미리 존재하는 기포가 중앙 본체의 외곽 (48)을 빠져나오면서 파괴되어 더 큰 보이드가 발생되므로, 콘베이어 벨트 (1) 상에 퇴적된 발포체 (5) 덩어리로부터 표면으로 더 이상 이동하지 않을 위험이 있다. 이와같이 커진 발포 기포가 함입되는 것을 방지하기 위해, 본 발명에서는 회전 대칭형 스트림 형태로 먼저 생성된 액상 기포 (포말)이 흐름 방향으로 방사상으로 뻗어있는 평면을 따라 나누어지도록 설비할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 발포 장치 (4)와 함께 포말 스트림 (5) 및 포말 분리 장치 (51)를 포함하는 반단면 사시도이다. 발포 장치 (4)와 맞닿는 분리 장치 (51)의 연부 (52)는 포말을 사실상 방사상으로 잘라내어, 그에따라 빗금으로 나타낸 외곽을 갖는다. 기포의 스트림 (5)이 이러한 방식으로 스트림 축 (53)에 대해 분리된 후에, 중앙 본체 (42)의 외곽 (48)을 따라 형성된 보다 큰 기포가 표면에서 이탈할 수 있다.

도 6에 도시한 본 발명에 따른 발포 장치는 환상 개구 45a 및 45b 형태로 2개의 동심원의 압력 감소 구역을 갖는다. 중앙 본체 (418)은 발포 장치 (4)의 하우징 (41)에 단단히 부착된다. 환상 개구 45a 및 45b의 1개의 경계면은 3 내지 6개의 지지체 (412)를 통해 부싱 (413)에 고정되어 있는 디스크 (411)에 의해 형성된다. 부싱 (413)은 중앙 본체 (418)의 축 (417) 주위를 부싱이 회전할 수 있을 정도로 분배 챔버 (43)에서 유도된다. 구조물의 나머지 요소에 있어서, 동일한 참고 번호는 도 2의 것과 동일한 요소를 나타낸다. 환상 개구 45a 및 45b로부터 나오는 반응 혼합물 스트림의 편향은 스트림들이 상호 충돌됨에 따라 공통의 속도 감소 구역에서 그의 속도가 감소되도록 수행한다. 별법으로는, 도 7에 도시한 도 6의 X 부분은 내충격 표면의 기능을 수행하는 립 (46)을 설명한다.

도 8에 도시한, 도 6의 X 부분의 또 다른 실시양태는 압력 감소 구역에 따른 135。 편향을 설명한다.

도 9에 도시한, 도 6의 X 부분의 또 다른 실시양태에 따르면, 별도의 속도 감소 구역 (47a) 및 (47b)를 제공한다.

도 10 및 도 11은 다수개의 동심원 압력 감소 구역 (45) 및 상응하는 속도 감소 구역 (47)을 갖는 본 발명에 따른 발포 장치를 도시한다. 도 10은 도 11에 따른 설명을 통해 단면 B-B로 구성된다. 도 11은 도 10에 따른 설명을 통해 단면 A-A로 구성된다. 도 10 및 도 11에서, 도 6의 요소와 비교할 수 있는 기능 요소는 동일한 참고 번호로 나타내었다. 압력 감소 구역 (45)의 경계면의 상대적인 이동은, 예를 들어 장치의 하우징 (41) 상에 설치된 초음파 결정 (49)에 의해 (임의로는 추가로) 발생할 수 있다.

Claims (10)

1. 가압하에 용해된 이산화탄소를 함유하는, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 반응 혼합물의 압력이 개구 형태의 압력 감소 구역을 통과하면서 감소되며, 이때 압력 감소 구역이 1개 이상의 동축의 환상 개구 형태로 제작되고, 이 환상 개구 또는 개구들을 통과한 후에 반응 혼합물의 속도가 환상 개구 형태의 1개 이상의 동축 속도 감소 구역에서 감소되는, 상기 반응 혼합물을 발포시킴으로써 블록 발포체를 연속 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 압력 감소 구역에서의 반응 혼합물의 흐름 방향이 속도 감소 구역에서의 흐름 방향과 90。 내지 150。 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 속도 감소 구역에서의 흐름 방향이 환상 개구의 축과 사실상 평행하게 주행되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 감소 구역의 개구-경계면이 서로에 대해 적어도 일시적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 개구-경계면이 서로에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 서로에 대한 개구-경계면의 움직임이 초음파에 의해 발생되는 것임을 특징으로 하는 방법.
7. 제4항에 있어서, 압력 감소 구역의 개구폭이 일시적으로 좁아지고(거나) 확장되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 1개 이상의 동축 출구 개구를 갖는 회전 대칭형 압력 분배 챔버를 함유하며, 여기서 출구 개구를 통한 반응 혼합물의 통과 방향은 압력 분배 챔버의 축과 90 내지 150。 각도를 형성하고, 각 경우에서의 개구-경계면은 압력 분배 챔버 내부에 배치된 회전 대칭형의 동축 중앙 본체에 의해 제공되며, 또한 출구 개구에 이어서 출구 개구 보다 8 내지 20배 큰 횡단면의 축 방향으로 평행인 환상 개구가 제공되는, 가압하에 용해된 이산화탄소를 함유하는, 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 혼합물을 발포시킴으로써 블록 발포체를 연속 제조하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 중앙 본체를 축 방향으로 이동시키기 위한 수단이 구비된 것인 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 중앙 본체의 회전을 위한 수단이 구비된 것인 장치.