KR20120053503A - 반응성 플라스틱으로 이루어진 분사 적용물의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합 기체를 이용해서 다수의 평면에서 반응성 성분들을 상호혼합하는, 반응성 플라스틱으로 이루어진 층 및 성형품의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상응하는 방법을 가능하게 하는 장치에 관한 것이다.

Description

반응성 플라스틱으로 이루어진 분사 적용물의 제조 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A SPRAY APPLICATION CONSISTING OF REACTIVE PLASTIC}

본 발명은 혼합 기체에 의해 분사 채널에서 수 개의 평면에서 반응성 성분들을 서로 혼합하는 반응성 플라스틱 물질의 층 및 성형품의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 가능하게 하는 장치에 관한 것이다.

성형품 제조에 상이한 반응성 플라스틱 물질을 이용하는 것은 종래 기술로부터 잘 알려져 있다. 반응성 플라스틱 물질을 기재에 적용할 경우, 대부분은 분사가 선택되는 적용 기술이다. 폴리우레탄이 반응성 플라스틱 물질로 종종 이용되지만, 기재된 기술은 또한 다른 반응성 플라스틱 물질에도 응용할 수 있다.

문헌[Kunststoffhandbuch, Volume 7, Polyurethane, Carl Hanser Verlag]에는 이러한 분사 기술의 다양한 응용예가 기재되어 있다.

폴리우레탄 가공에서, 액체 반응 성분들의 혼합은 혼합 헤드에서 달성되고, 여기서는 고압 혼합과 저압 혼합을 구별할 수 있다. 두 경우에서, 분사 적용은 하류 분무화기 시스템에 의해 실현된다.

저압 혼합 방법에서는, 반응 성분들을 혼합하는 데 필요한 혼합 에너지가 동적 교반기 또는 정적 혼합 요소에 의해 도입된다. 혼합 챔버의 부피는 고압 혼합에서 이용되는 혼합 헤드에 비해 상대적으로 크고, 혼합 공정 완료 후 적당한 세제 또는 압축 공기로 세정해야 한다. 특히, 고반응성 폴리우레탄계를 가공할 때, 이러한 저압 혼합 헤드는 혼합 챔버 침착물을 축적하고 따라서 장기간 작업 후에는 막히는 디자인과 관련된 경향을 갖는다.

고압 혼합 방법에서는, 반응 성분들의 압력 에너지가 노즐에 의해 운동 에너지로 전환된다. 성분을 노즐로부터 비교적 작은 혼합 챔버에 주입함으로써, 운동 에너지가 공간에 집중되어 혼합에 이용된다. 혼합 챔버의 세정은 기계식 플런저에 의해 달성되고, 따라서 분사 공정의 단기간 중단이 가능하다. 이러한 이점은 로봇 경로 전환점 직전에 이동 속도가 감소해서 물질 배출량에 대한 표면적의 비를 변화시키기 때문에 로봇 유도 분사 공정에서 일정 층 두께 형성에 중요한 고압 혼합 헤드의 한 특징이다. 분사 적용의 단시간 중단 가능성은 분사되는 영역의 바깥 영역으로 전환점을 이동시키는 것을 가능하게 한다.

혼합 공정 하류의 분무화기 시스템은 반응 혼합물을 개개의 액적으로 분할하는 역할을 한다. 단일 노즐(무공기 고압 분무화) 및 외부 및 내부 혼합이 일어나는 이중 노즐(가압 분무화)이 분무화에 이용된다. 내부 혼합이 일어나는 이중 노즐의 이점은 그것이 상대적으로 큰 흐름 단면적을 가져서 조대 입자 함유 액체도 분사될 수 있다는 점이다. 또 다른 이점은 점도 또는 부피 흐름의 변화가 분사 제트의 기하에 덜 영향을 미친다는 사실이다. 이러한 성질은 고체 비율의 가변적 조정 가능성이 큰 점도 변화를 초래하기 때문에 하기 방법에 의한 고체 함유 폴리우레탄계의 가공에 매우 중요하다.

또한, 상이한 분무화기 시스템이 종래 기술에 기재되어 있다. 예를 들어, 흐름 채널에서 상응하는 공기 및/또는 기체 유입 개구가 US-A-3,923,253, DE 10 2007 016 785 A1 또는 US-A-6,131,823에 알려져 있다.

반응물을 두 공급 도관으로부터 혼합관 안으로 임의로 유도하는 장치가 DE 27 00 488 A1으로부터 알려져 있다. 혼합관은 많은 노즐 B1, D1, B2 및 D2를 가지고, 이들 노즐을 통해 고압 매질, 예를 들어, 기체가 관 안으로 도입되고 주 액체 스트림의 성분들도 관으로 도입되어, 주 액체 스트림과 혼합한다. 노즐들이 서로 대향하게 장착되므로 혼합관에서 난류가 발생한다.

그러나, 많은 응용을 위해서는, 추가의 성분들을 반응성 플라스틱 물질과 혼합하는 것이 필요하다. 한편, 이것은 섬유일 수 있고, 섬유는 생성물에 더 높은 안정성을 부여한다. 다른 가능한 첨가제는 난연제, 항산화제, UV 보호제 등을 포함한다. 고체, 액체 및/또는 기체 성분과 반응 혼합물의 혼합은 종래 기술에 상이한 방식으로 기재되어 있다. WO 03/037528 A2에서는, 폴리올 및 이소시아네이트 성분을 혼합 헤드에서 충전제와 함께 혼합한다. 이것은 폴리우레탄 성분들 서로 간의 혼합뿐만 아니라 폴리우레탄 성분들과 충전제의 혼합을 가능하게 한다. 그러나, 혼합 헤드가 충전제에 의해 손상될 수 있다는 단점이 있다. 또한, 혼합 헤드에서 발생할 수 있는 전단력에 의해 충전제 자체가 손상될 수 있다.

별법으로, 또한, 혼합 후 반응 혼합물에 이러한 첨가제를 첨가할 수 있다. 빈번히, 이것은 반응성 플라스틱 물질의 분사 제트와 상응하는 충전제의 분사 제트의 혼합에 의해 수행된다. 이것은 예를 들어 DE 25 17 864 A1, US-A-3,302,891, WO 2009/052990 A1 또는 EP 1 458 494 B1으로부터 알려져 있다. 이들 문헌에 기재된 방법에서는, 혼합 헤드가 충전제에 의해 손상되지 않는다. 또한, 충전제 자체도 손상되지 않는다. 그러나, 종종, 반응 혼합물에 의한 충전제 습윤이 불충분하다.

아직 공개되지 않은 특허 출원 PCT/EP 2009/001007은 가압 기체에 의해 분무화된 폴리우레탄 분사 제트에 고체를 도입하는 새로 개발된 방법을 기재한다. 고체 입자 도입은 아직 분사 부착물에 함유된 액체 반응 혼합물에 유입되는 입자 캐리어인 분사 기체에 의해 달성된다(반응 제트). 이러한 방법을 가능하게 하는 장치는 예를 들어 아직 공개되지 않은 PCT 출원 PCT/EP 2009/003545에 기재되어 있다. 혼합 헤드 하류에 있는 통합된 혼합 평면을 갖는 부착물을 통해, 기체/고체 혼합물이 액체 반응 혼합물에 접선방향으로 공급되고, 그 결과로 일어나는 회전 비틀림(twist)에 의해 혼합되고, 그 이후에야 다상 혼합물로서 분무화기를 통해 분사 제트로서 방출된다.

이 방법이 개발되기 전에는 폴리우레탄 분사 공정에서는 내부 혼합이 있는 이중 노즐의 기체 스트림 공급을 통한 고체의 공급 및 혼합이 제공되지 않았다. 분사 장치는 단지 가압 분무화기의 기능만 가졌고, 청결 유지라는 이유에서 분사 부착물에서의 반응 혼합물의 짧은 체류 시간뿐만 아니라 사공간이 없는 무배리어 채널 기하가 바람직하다.

그러나, PCT/EP 2009/001007에 기재된 방법으로 이 문헌에 기재된 분사 장치를 이용해서 수행되는 실험에서는, 더 높은 고체 함량이 가공될 때 입자의 습윤이 부분적으로 불충분할 수 있다고 언급하였다.

작은 입자 크기를 갖는 높은 고체 함량은 반응 혼합물에 큰 표면적을 제공하고, 이것은 혼합 대역에서의 짧은 체류 시간 때문에 반응 혼합물과의 혼합 및 반응 혼합물에 의한 습윤이 충분하게 일어날 수 없다. 추가로, 높은 밀도를 갖는 고체 입자가 원심력 때문에 흐름 채널의 벽 대역에서 축적할 것이고, 압밀화 때문에 조건부로만 반응 혼합물과 혼합할 수 있다. 예를 들어 100 g/s의 혼합물 배출량 및 70 중량%의 고체 함량(황산바륨)의 경우, 이러한 효과는 혼합물이 방출될 때 적셔지지 않은 고체 입자의 환형 구조로 보인다.

불충분한 혼합, 예를 들어 원심력에 의한 고체의 국지적 축적의 또 다른 징후는 흐름 채널 벽에서의 소용돌이 침식이다. 흐름이 난류이고 고체 입자가 균질하게 분포될 때, 경화되지 않은 분사 부착물이 이용될 때는 균일한 표면 마모가 관찰될 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 더 높은 고체 함량이 가공될 수 있고 동시에 이들 고체의 균일한 습윤이 보장되는, 반응성 플라스틱 물질, 특히 폴리우레탄의 층 및 성형품을 특히 분사 적용에 의해 제조하는 방법 및 장치를 개발하는 것이다.

DE 10 2005 058 292 A1으로부터 알려진 바와 같이, 로봇을 이용하는 분사 방법에는 경량 소형 디자인이 유리하다. 로봇 유도 혼합 헤드는 극히 신속한 운동 변화를 필요로 하고; 손으로 유도되는 혼합 헤드의 경우, 경량 소형 디자인의 이점은 자명하다. 따라서, 본 발명의 추가의 목적은 경량 디자인을 갖는 소형 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치를 이용해서, 반응 혼합물에 높은 고체 함량을 도입하는 것이 가능해야 한다. 또한, 장치는 내마모성이어야 하고, 분사 성능을 가져야 하고, 쉽게 세정되어야 한다. 특히, 본 발명에 따른 장치는 짧은 적용 간격을 가능하게 하고; 추가로, 그것은 상업적으로 입수가능한 캐스팅/혼합 헤드에 적응될 수 있다.

본 발명의 목적은 혼합 구역이 연장되고 그 안에 수 개의 혼합 평면이 도입되는 방법에 의해 달성될 수 있다.

제1 실시양태에서는, 반응 혼합물, 특히 폴리우레탄 반응 혼합물이 혼합 헤드로부터 본 발명에 따른 장치 안으로 통과한다. 고체/기체 혼합물이 유입구를 통해 첨가된다. 개개의 혼합 평면은 분사 채널에 이르는 기체 스트림이 흘러서 통과하는 1 개 이상의 기체 채널로 이루어진다. 본 발명에 따르면, 기체 스트림이 분사 채널에 들어갈 때 기체 스트림의 흐름 방향은 분사 채널 중심 밖에서 뻗는다. 접선방향 배열은 축방향 흐름에 반경방향 흐름 성분을 제공한다. 이러한 반경방향 흐름 성분 때문에, 성분들, 즉, 이 경우에는 반응 혼합물 및 고체가 함께 철저하게 혼합된다. 각각의 혼합 평면에서 기체 채널 및 유입 개구는 흐름 경로에 걸쳐서 혼합물에 반대되는 비틀림 방향을 형성하도록 배열된다. 한 평면의 비틀림 방향은 다음 혼합 평면의 비틀림 방향과 반대이다. 제1 혼합 평면, 즉, 하나 이상의 제1 기체 채널이 고체-기체 혼합물 유입 개구 위에 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 장치의 단면도를 나타낸다. 간략화한 기능적 표현을 위해, 상기 단면도 및 또한 다음 단면도에서는 혼합 공간에 이르는 혼합 기체 채널이 접선 방향으로 그려 있지 않다.

도 1b는 본 발명에 따른 장치에서의 혼합 원리를 나타낸다. 본 발명에 따른 노즐에서는, 반응 혼합물이 축방향으로 흐르는 분사 채널에서 혼합 기체에 의해 반경방향 흐름 성분이 생성된다. 또, 이것은 반응 혼합물의 난류를 일으킨다. 그 다음 혼합 평면에서, 고체-기체 혼합물이 적당한 유입구를 통해 도입된다. 또한, 유입 채널은 접선방향으로 배열되고, 따라서 여기서 추가의 혼합이 일어난다. 고체-기체 혼합물에 의해 야기되는 비틀림 방향은 제1 혼합 평면에서 혼합 기체에 의해 야기되는 비틀림 방향과 반대이다. 추가의 혼합 평면에서는 이제 또다시 혼합 기체가 적당한 기체 채널을 통해 주입된다.

여기서, 접선방향은 반응 혼합물의 축방향 흐름의 반경방향 교란을 일으킨다. 또, 여기서 생성되는 반응 혼합물의 비틀림 방향은 도입된 고체/기체 혼합물에 의해 생성된 비틀림 방향과 반대이다. 고체와 반응 혼합물의 좋은 혼합 성능은 반대되는 비틀림 방향에 의해 보장된다. 또한, 반응 혼합물 자체가 철저히 혼합된다. 이 목적을 위해서는, 혼합 기체의 기체 유입구가 고체/기체 혼합물의 유입구의 상류에 제공되는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 2 개 이상의 평면 각각에 1 개 이상의 기체 유입구를 가지고, 즉, 고체/기체 혼합물 유입구의 상류에 1 개 및 상기 유입구의 하류에 1 개를 가진다.

본 발명에 따르면, 유입구를 통해 반응 스트림에 고체-기체 혼합물만 도입될 수 있는 것은 아니다. 반응 혼합물의 개개의 성분도 유입구를 통해 도입될 수 있다. 또한, 고체, 액체 및/또는 기체 첨가제도 반응 혼합물에 혼합할 수 있다. 그러나, 이들 유입 개구 상류에 1 개의 혼합 평면이 있다는 것, 즉, 혼합 기체가 흐름 채널에 주입된다는 것을 항상 고려해야 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 추가의 혼합 평면을 갖는다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 추가의 혼합 평면에서 각각의 1 개 이상의 기체 유입구는 혼합 기체에 의해 개시되는 비틀림 방향이 바로 위의 혼합 평면의 비틀림 방향과 상이하도록, 즉, 반대가 되도록 배열된다. 특히, 본 발명에 따른 장치는 1 개 이상의 기체 유입구를 갖는 혼합 평면을 2 개 초과, 특히 4 개 초과, 특히 6 개 초과 갖는다.

따라서, 기체 스트림의 벡터가 정적 혼합기 또는 교반기의 기능을 담당한다. 본 발명에 따르면, 각 혼합 평면은 1 개 이상, 특히 2 개의 기체 유입구를 갖는다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 장치를 이용한 실험은 혼합 채널에서 반대되는 비틀림 방향 및 매우 현저한 전단력이 상류 PUR 혼합 헤드에 의한 반응 성분들의 혼합이 필요 없을 정도로 정성적으로 매우 좋은 혼합 효과를 발생한다는 것을 보여주었다.

도 2a는 예를 들어 원반 형태의 혼합 요소에 의해서 요구되는 혼합 성능에 의존하여 필요에 따라 혼합 평면들을 조합할 수 있는, 상류 PUR 혼합 헤드가 없는 본 발명에 따른 모듈형 혼합기 디자인을 나타낸다. 여기서는 반응성 플라스틱 물질의 반응 성분 A 및 B를 도입하는 데에 원래의 유입구 구멍이 이용된다. 도 2b는 상응하는 혼합 원리를 나타낸다. 여기에서는 2 개의 유입구 개구를 나타낸다. 그러나, 본 발명에 따르면 동일 평면에 추가의 유입구 개구가 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법에서는, 2 개 이상의 성분이 외부로부터 개별적으로 상기 2 개 이상의 유입구를 통해 노즐의 분사 채널에 도입되고 여기에서 혼합된다. 상기 분사 채널은 하나 이상의 혼합 기체가 1 개 이상의 접선방향으로 배열된 기체 채널을 통해 주입되는 2 개 이상의 혼합 평면을 가지고, 이들 혼합 평면 중 1 개 이상이 성분의 유입구의 상류에 제공되고 나머지는 성분의 유입구의 하류에 제공된다. "상류" 및 "하류"는 반응 스트림의 흐름 방향에 따르는 것으로 이해한다.

따라서, 오로지 본 발명에 따른 장치의 혼합/분사 노즐만이 혼합 헤드 기능을 담당하고, 이렇게 해서, 이동 부품 및 밀봉체가 없는 매우 작은 경량 디자인이 저비용으로 실현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 비용집약적 고압력 정량 주입 시스템이 필요 없을 수 있다.

본 발명에 따른 장치에서는 분사 채널이 혼합 노즐 내부에 있다. 분사 채널은 그를 둘러싸는 기체 공간으로부터 벽에 의해 분리되고, 혼합 기체가 기체 공간으로부터 1 개 이상의 기체 채널 각각을 통해 2 개 이상의 혼합 평면에서 분사 채널에 주입될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 노즐에는 단 1 개의 기체 연결 포트가 요구된다. 혼합 기체는 동일 압력으로 존재하는 모든 기체 채널을 통해 분사 채널의 내부로 흘러들어간다. 1 개의 평면 내에, 혼합 기체를 기체 공간으로부터 분사 채널로 통과시키는 1 개 이상의 기체 채널이 있다. 그러나, 바람직하게는, 한 평면에 1 개 초과의 기체 채널이 있고, 바람직하게는, 한 평면에 서로 대향하는 2 개의 기체 채널이 있다.

바람직한 한 실시양태에서, 실린더형 혼합 대역은 테이퍼형 노즐 유출구를 갖는다. 이러한 디자인은 본 발명에 따른 분사-혼합 노즐의 가장 간단한 디자인이다.

가압 혼합의 원리는 혼합물의 기체 부하를 생성하고, 이것은 나중의 폴리우레탄 기질의 밀도 감소를 일으켜서 일부 응용에는 바람직하지 않다. 예를 들어, 스프링-질량 원리에 따르는 음향 감쇠를 위한 기능성 층에서는, 명백히 > 2의 질량층 밀도가 요구된다. 이러한 경우에, 혼합 공정에 의해 야기되는 기체 부하 동시 발생이 있는 고체 첨가는 역효과적일 것이다.

따라서, 추가의 한 실시양태에서, 본 발명의 목적은 분사 채널 내부에 중공 실린더가 제공되고 중공 실린더 중심에 기체 분배기가 제공된 분사-혼합 노즐에 의해 달성되고, 상기 기체 분배기를 통해서 혼합 기체 스트림이 분사 채널에 이르는 기체 채널을 통해 접선방향으로 주입된다. 도 3a는 본 발명에 따른 장치의 단면도를 나타낸다. 도 3b는 관련 혼합 원리를 나타낸다. 주입되는 혼합 기체 스트림들은 접선방향으로 각각 서로 반대 방향으로 주입된다. 지금 외부에 있는 분사 채널에서는, 상응하는 반응성 성분 뿐만 아니라 고체, 액체 및/또는 기체 첨가제가 외부로부터 도입될 수 있다. 반응성 성분 및 첨가제의 유입구는 2 개의 상이한 평면에 제공되고, 한 평면에는 반응성 성분이 도입되고, 다른 평면에는 첨가제가 도입된다. 이들 평면 사이에는 혼합 기체가 주입되는 1 개 이상의 혼합 평면이 있다.

이러한 혼합 공간 기하는 개개의 반응성 성분과 첨가제, 특히 고체의 혼합을 보장한다. 기체가 내부로부터 외부로 흘러나가는 것은 가압 기체의 양이 감소해서 기체 부하가 감소될 때조차도 충분한 혼합을 가능하게 한다. 혼합은 반대방향에서 접선방향으로 주입되는 혼합 기체에 의해 및 따라서 개개의 혼합 평면에서의 반대되는 비틀림 방향에 의해 가능하다. 또한, 반응성 성분 및 첨가제의 도입은 노즐 내에서 비틀림 방향이 변하도록 달성된다.

혼합 공간의 기하는 기체 분배기가 중심에 있는 중공 실린더로 이루어진다. 작은 틈을 갖는 환형 흐름의 형성 때문에, 실린더형 혼합 공간과는 대조적으로, 혼합 공간 중심에서(흐름 채널의 중심에서) 가압 기체 스트림의 혼합 효과가 상실된다는 것을 배제할 수 있다. 또한, 기체 흐름의 혼합 효과는 원심력에 의해서도 불리한 영향을 받지 않는다.

도 3a에 기재된 배열에서는, 외부와 경계를 짓는 혼합 챔버 벽이 고체가 공급된 후에는 절대적으로 폐쇄되기 때문에 가압 기체 채널의 청결 유지가 유리하고, 따라서, 적신 고체 입자가 원심력에 의해 기체 채널에 들어가는 것을 배제할 수 있다. 상응하는 기체 흐름에서, 혼합물이 역류에 의해 혼합 기체 채널에 들어가는 것이 가능하지 않다.

상응하는 디자인에서, 중심에 제공된 기체 분배기의 위치는 축방향으로 이동할 수 있고, 이렇게 함으로써, 유출 개구 직전의 혼합 공간에서의 부피 및 따라서 흐름 속도가 조정될 수 있다. 이러한 효과는 그 중에서도 특히 분사 이미지에 영향을 주는 데 이용될 수 있다.

또한, 필요하다면, 도 3a에 기재된 분사-혼합 노즐은 통상의 PUR 혼합 플랜트와 조합될 수 있고, 따라서 현존 기계 기술을 계속 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 분사-혼합 노즐의 세정은 종래 기술에 따라서 가압 기체에 의해 달성될 수 있다. 세정 공정은 성분 스트림들을 교체하고, 가압 기체 공급을 유지 또는 증가시킴으로써 개시된다. 또한, 이러한 절차는 고압 기술과 유사하게 단기 쇼트(shot) 중단을 가능하게 하고, 이것은 예를 들어 상기한 바와 같이 균일 두께의 분사 층 형성을 위한 로봇 유도 분사 적응에 유리하다.

한 특별한 실시양태에서, 기체 채널의 진입각은 성분 평면 아래에서 성분 흐름 방향에서 접선방향으로 비스듬하게 배열되고, 이렇게 함으로써, 또다시 혼합 효과가 증가한다. 그러나, 혼합물의 흐름 방향의 경사가 혼합물의 기체 채널 진입에 유리하기 때문에, 기체 스트림의 이러한 진입 기하는 증가된 기체 흐름 속도 또는 높은 흐름 속도를 이용함으로써만 가능하다.

혼합 평면의 수, 기체 흐름 속도, 기체 스트림의 회전 방향 및 진입각 이외에 추가로, 맥동 기체 스트림도 혼합 공정에 영향을 발휘할 수 있다. 맥동 기체 공급에서는 각각의 혼합 평면에 가압 기체의 고진동수 펄스를 독립적으로 및 임의로 번갈아 공급하면 유리하다. 외부에 존재하는 도 1a 및 2a로부터의 장치의 가압 기체 공급은 이러한 공정 변수에 이상적인 조건을 제공한다.

본 발명에 따른 장치에 의해 반응 혼합물에 고체-기체 혼합물만 도입할 수 있는 것은 아니다. 반응 성분들을 예비분무화된 에어로졸로서 노즐에 가압 기체 스트림을 이용해서 도입하는 것도 또한 가능하다. 반응 파트너의 혼합비에서 질량차는 부피 흐름 및 입자 크기를 적응변환함으로써 보상될 수 있다. 예를 들어, 보통은 고압 혼합기에 의해 혼합될 수 없는 100:1 이하의 혼합비가 50 g/s의 적용 속도까지 성공적으로 혼합되거나 또는 가공될 수 있다.

또 다른 실시양태에서는, 추가로, 존재하는 유입구를 통해 반응 혼합물에 고온 기체를 주입하는 것도 가능하다. 이것은 반응물의 열적 활성화를 가능하게 한다. 짧은 혼합물 체류 시간 때문에, 본 발명에 따른 방법에서는 600 ℃ 이하의 기체 온도가 이용된다.

가열된 금형 표면을 통하는 반응성 플라스틱 물질 또는 온도 조절 혼합물 성분의 반응 과정에 영향을 주는 것이 통상의 절차이다. 고온 공기 분사 공정은 유사한 효과를 가능하게 하지만, 필요하다면, 혼합물 방출 기간에 걸쳐서 변화시킬 수 있다. 따라서, 전체 분사 기간에 걸친 혼합물의 반응 과정을 예를 들어 큰 면적 성분에 맞게 적응변환하는 것도 가능하고, 이렇게 해서 이러한 공정의 생산성이 개선될 수 있다. 추가로, 경사진 표면 상의 반응 혼합물의 분배에도 긍정적으로 영향을 줄 수 있다.

본 발명에 따르면, 각각의 플라스틱 물질은 바람직하게는 폴리우레탄이다. 따라서, 이용된 반응성 성분은 특히 폴리올 및 이소시아네이트 성분이다. 종래 기술로부터 잘 알려진 성분들이 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 바람직하게는 섬유가 유입구를 통해 반응 혼합물에 도입된다. 첨가될 수 있는 다른 가능한 고체는 예를 들어 난연제, 안정화제 또는 항산화제를 포함한다. 또한, 공급될 수 있는 액체 보조제도 동일한 기능을 담당할 수 있다.

Claims (17)

1. 2 개 이상의 성분이 외부로부터 개별적으로 유입구를 통해 노즐의 분사 채널에 도입되어 여기에서 혼합되고, 상기 분사 채널이 하나 이상의 혼합 기체가 1 개 이상의 접선방향으로 배열된 기체 채널을 통해 주입되는 2 개 이상의 혼합 평면을 가지고, 이들 혼합 평면 중 1 개 이상이 성분의 유입구의 상류에 제공됨을 특징으로 하는, 반응성 플라스틱 물질의 층 및 성형품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 혼합 기체가, 분사 채널에 기체 스트림이 들어갈 때 기체 스트림의 흐름 방향이 분사 채널의 중심 밖에서 뻗도록 분사 채널에 주입됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리올 및 이소시아네이트 성분이 노즐에 도입됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐이 혼합 헤드에 연결되고 혼합 헤드로부터 반응 혼합물, 특히 폴리우레탄 반응 혼합물이 분사 채널 안에 축방향으로 흘러들어가고, 추가의 성분들이 유입구를 통해 이러한 반응성 스트림과 혼합됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 고체, 액체 및/또는 기체 성분이 유입구를 통해 반응성 스트림에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기체 채널이, 혼합 기체를 평면에 주입함으로써 반응 혼합물의 축방향 흐름에 반경방향 흐름 성분이 형성되고 상기 반경방향 흐름 성분이 평면들 중 한 평면에서 한 방향을 가지고 다음 평면에서 반대 방향을 가지도록 배열되고, 유입구를 통한 성분의 도입도 또한 평면으로 간주함을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 혼합 기체가 노즐 내부에 제공된 중공 실린더를 통해서 접선방향으로 노즐의 3 개 이상의 평면에 1 개 이상의 기체 채널 각각을 통해 주입되고, 상기 노즐이 2 개 이상의 상이한 평면에 다양한 성분들을 위한 추가의 유입구를 가짐을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 기체 채널이, 혼합 기체를 평면에 주입함으로써 반응 혼합물의 축방향 흐름에 반경방향 흐름 성분이 형성되도록 배열되고, 한 평면에서 반경방향 흐름 성분의 방향이 다음 평면에서의 그의 방향과 반대이고, 성분의 유입구도 또한 평면이라고 간주함을 특징으로 하는 방법.
9. 노즐이 내부에 분사 채널을 가지고, 분사 채널이 그를 둘러싸는 기체 공간으로부터 벽에 의해 분리되고, 혼합 기체가 기체 공간으로부터 1 개 이상의 기체 채널 각각을 통해 2 개 이상의 혼합 평면에서 분사 채널에 주입됨을 특징으로 하는, 제1항에 따른 방법에 의해 반응성 플라스틱 물질의 층 및 성형품을 제조하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 기체 채널이, 분사 채널에 기체 스트림이 들어갈 때 기체 스트림의 흐름 방향이 분사 채널의 중심 밖에서 뻗도록 배열되고, 이러한 접선방향 배열이 분사 채널의 이러한 축방향 흐름에 반경방향 흐름 성분을 형성함을 특징으로 하는 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 기체 채널 및 유입구가 분사 채널에서 흐름 경로에 걸쳐서 혼합물에 반대되는 비틀림 방향을 형성하도록 배열되고, 한 평면에서의 비틀림 방향이 다음 평면에서의 비틀림 방향과 반대임을 특징으로 하는 장치.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 분사 채널이 혼합 헤드에 연결되고, 고체, 액체, 반응성 기체 및/또는 혼합 기체가 혼합 헤드로부터 축방향으로 흐르는 반응성 스트림에 유입구를 통해 도입되고, 혼합 기체를 위한 1 개 이상의 기체 채널이 이들 유입구의 상류에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 2 개의 기체 채널이 한 평면에서 서로 대향함을 특징으로 하는 장치.
14. 분사 채널의 내부에 중공 실린더를 가지고 중공 실린더 중심에 기체 분배기가 제공되고 기체 분배기를 통해 혼합 기체 스트림이 분사 채널에 이르는 기체 채널을 통해 접선방향으로 주입됨을 특징으로 하는, 제1항에 따른 방법에 의해 반응성 플라스틱 물질의 층 및 성형품을 제조하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 유입구가 2 개 이상의 상이한 평면에서 외부로부터 분사 채널 안으로 이르고, 유입구를 통해서 반응성 성분 및 하나 이상의 고체, 액체 및/또는 기체 첨가제가 혼합될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 기체 채널이 축방향으로 흐르는 반응성 성분에 비틀림을 제공하도록 배열되고, 한 평면에서의 비틀림 방향이 다음 평면에서의 비틀림 방향과 상이하고, 또한 이것이 반응성 성분 및 상기 하나 이상의 첨가제가 혼합되는 평면에 대해서도 적용될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 2 개의 기체 채널이 한 평면에서 서로 대향함을 특징으로 하는 장치.

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