DE69614696T2

DE69614696T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kunststoffschaum

Info

Publication number: DE69614696T2
Application number: DE69614696T
Authority: DE
Inventors: Brian Blackwell; James Blackwell; William Blackwell; Geoffrey Buckley
Original assignee: Beamech Group Ltd
Current assignee: Beamech Group Ltd
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: AU6364996A; EP0842032A1; MX9800085A; HUP9901451A3; BR9609568A; ATE204529T1; EA000313B1; US6005014A; NO980100D0; KR19990028849A; HUP9901451A2; NO980100L; JPH11509146A; CA2226494A1; AR002807A1; NO311877B1; AU724569B2; WO1997002938A1; ES2164255T3; DE69614696D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein Gerät und Verfahren für die kontinuierliche Erzeugung eines Polymerschaums niedriger Dichte.
Die Zubereitung von Polymerschäumen erforderte konventionell das Mischen mehrerer Komponenten, die zum Bilden eines geschäumten Polymers reagieren. Typischerweise umfassen die Komponenten Polyol, ein Isocyanat, einen Katalysator oder Katalysatoren, einen oberflächenaktiven Stoff und Wasser. Wenn diese Komponenten in den richtigen Dosierungen zusammengemischt werden, reagiert das Wasser mit dem Isocyanat zum Erzeugen von Kohlendioxid für Ausdehnung des Polymers.
Durch Abgeben einer Schicht der Mischung auf eine sich bewegende Fördereinrichtung (mit einem beweglichen Grundteil und mit einstellbaren, gegenüberliegenden Seitenwänden) reagieren die Komponenten der Mischung und erzeugen kontinuierlich einen Polymerschaum.
Vor kürzerer Zeit hat die kontinuierliche Erzeugung von Schäumen niedriger Dichte die Verwendung einer relativ trägen Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt beinhaltet, die unter Druck in einem flüssigen Zustand mit den anderen chemischen Komponenten gemischt wurde, um zusätzliche Treibwirkung an der Mischung bereitzustellen, bevor sich die Mischung durch Erzeugung von Kohlendioxid von der Isocyanat/Wasser- Reaktion ausdehnt. Die Mischung wird auf die Fördereinrichtung abgegeben und die verdampfte Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt dehnt die Reaktionsmischung aus, welche sich dann anschließend durch die chemische Erzeugung von Kohlendioxid von der Reaktionsmischung zum Bilden eines Polymerschaums ausdehnt.
Geeignete Treibmittel/Schaumerzeuger umfassen verschiedene Chlorfluorkohlenstoffe (CFCs). Obwohl CFCs die gewünschte Trägheit und einen relativ niedrigen Siedepunkt aufweisen, ist ihre Verwendung vor kurzem aufgrund von Umweltbedenken missbilligt worden, da angenommen wird, dass CFCs zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen.
Ein geeigneter Ersatz für CFCs ist Kohlendioxid, da Kohlendioxid jedoch bei einer viel niedrigeren Temperatur als CFCs verdampft, und tatsächlich unter Druck gesetzt werden muss, um als eine Flüssigkeit vorzuliegen, müssen relativ hohe Drucke im gesamten Gerät und über das Verfahren aufrechterhalten werden.
Wenn die Verdampfung des Kohlendioxids jedoch nicht unter gesteuerten Bedingungen erfolgt, kann ein Teil davon verloren gehen, die Wirksamkeit der Schaumausdehnung wird verringert und Schaum schlechter Qualität mit einer nichteinheitlichen Zellstruktur und Hohlräumen oder "Nadellöchern" kann erzeugt werden.
Das in EP-A-0645226 beschriebene Gerät versucht, die Reaktionsmischung unter gesteuerten Bedingungen abzulassen, indem die Mischung durch eine längliche Druckabfallzone zum Initiieren von Schaumbildung abgelassen wird, die Schaumbildungsmischung entlang eines Schaumbildungshohlraums und durch eine Auslassöffnung fließen gelassen wird und die Schaumbildungsmischung schließlich auf ein Substrat abgelassen wird.
In dem veröffentlichten WO 96/00644 wird vorgeschlagen, eine schäumbare reaktionsbereite Mischung in eine große Anzahl einzelner Flüsse bei Schergeschwindigkeiten von über 500/s auszudehnen. Dies wird zu erreichen versucht, indem die Reaktionsmischung durch einen oder mehrere getrennte feinmaschige Siebe mit einer Siebgröße von 0,025 bis 0,3 mm geführt wird. Die in WO96/00644 vorgesehenen "Siebe" weisen Lochscheiben oder Netze auf, d. h. umfassen einfache direkte Wege durch dieselben. Die beispielhaft in WO 96/00644 gezeigten verschiedenen Ausführungsformen verwenden alle getrennte, mehrere feinmaschige Siebe, die axial durch jeweilige Distanzstücke voneinander getrennt gehalten werden, um so einen leeren Zwischenraum zwischen ihnen zu erhalten. Dies scheint den wahrscheinlichen Nachteil zu bergen, dass, aufgrund der einzelnen Druckabfälle über diesen Sieben, eine gewisse Schaumbildung wahrscheinlich in den Zwischenräumen zwischen den Sieben erfolgen wird, was in der Praxis höchst unerwünscht wäre. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die feinmaschigen Siebe nur einen begrenzten Druckabfall ohne Verformung oder Beschädigung des Siebs zulassen können.
Das in WO-A-96/02377 vorgeschlagene Verfahren und Gerät sind ähnlich wie diejenigen von WO96/00644, verwenden jedoch "Siebpackung" zum wiederholten Trennen einer Reaktionsmischung in eine Anzahl einzelner Flüsse unter Einwirkung mehrfach wechselnder Schergeschwindigkeiten mit maximalen Werten von wenigstens 200/s. Die "Siebpackung" von WO-A-96/02377 wird durch eine "grobkörnige Masse" gleichmäßiger oder ungleichmäßiger organischer oder anorganischer Füllkörper gebildet, wobei die bevorzugten Füllkörper Kugeln darstellen. WO-A-96/02377 erwähnt auch, dass die "Siebpackung" gesinterte Metallplatten oder gesinterte Glasplatten, d. h. aus gesinterten Metall- oder Glaspartikeln hergestellte Platten aufweisen kann. Gesinterte Platten dieses Typs bergen unter anderem das Problem, dass in der Praxis bedeutsame Variationen in den Querschnittflächen der Öffnungsdurchlässe und Blinddurchlässe durch die gesinterten Partikelplatten vorliegen können. Durchlässe zu kleiner Größe können zu Blockierungen innerhalb der Dicke der Platte führen.
Die "Reaktionsmischung", die in den offenbarten Techniken verwendet und sowohl in WO-A-96/00644 als auch WO-A-96/02377 beansprucht wird, wird unter Verwendung von wenigstens zwei reaktionsbereiten Komponenten und Kohlendioxid als Treibmittel erhalten, indem wenigstens eine der reaktionsbereiten Komponenten mit Kohlendioxid unter Druck gemischt wird, wodurch eine flüssiges Kohlendioxid enthaltende Mischung erzeugt wird, und anschließend die resultierende Mischung mit den anderen reaktionsbereiten Komponenten zum Bilden der schäumfähigen Reaktionsmischung vermischt wird. Die letzteren aufeinanderfolgenden Mischschritte werden typischerweise in einem konventionellen statischen Mischer bzw. einem Drehmischkopf ausgeführt. Wie gut bekannt ist, enthalten die konventionellen "statischen Mischer" eine Anzahl gewinkelter Schaufeln, die so in einer internen Kammer angeordnet sind, um Verwirbelung und Mischung von durch diese hindurchgeführten Komponentenfluids zu fördern.
Daher basieren das Verfahren und Gerät von WO-A-96/00644 und WO-A-96/02377 alle auf einem dreistufigen Prozess von:
(1) Vormischung unter Druck wenigstens von einem der Reaktionspartner und flüssigem CO&sub2;;
(2) Mischung der das Kohlendioxid enthaltenden Komponenten mit den anderen reaktionsbereiten Komponenten oder mit der zweiten Reaktionskomponente unter Druck; und
(3) Hindurchführung der das CO&sub2; enthaltenden gemischten Reaktionskomponenten durch eine druckmindernde Einrichtung.
Die letztere Systeme beruhen alle auf vollständig gemischten "Reaktionsmischungen" stromaufwärts des/der feimmaschigen Sieb(e) oder Siebpackung, da nichtausreichendes oder nichtausreichend einheitliches Mischen innerhalb der Sieböffnungen selbst erfolgt.
DE-C-42 43 277 offenbart ein Gerät für die kontinuierliche Herstellung von geschäumten Kunststoffen mit einer Auftragseinrichtung, die einen Mischkopf und eine lösbare angebrachte Magazinplatte mit mehreren Öffnungen daran umfasst. Jede Öffnung umfasst ein damit verbundenes Gießrohr. Jedes Gießrohr weist Ablasslöcher an seiner Unterseite auf. Die Platte ist in solcher Weise einstellbar, dass die Gießrohre nacheinander an den Auslass des Mischkopfes angeschlossen werden können.
US-A-4297860 offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen von Schaum auf Textilien für Nassverarbeitung. Die Vorrichtung umfasst einen statischen Schaumerzeuger, der eine Reihe vertikaler Kammern aufweist, von denen jede mit einem Bett aus porösem Material, so wie einer Gruppe von Glaskügelchen gefüllt ist. Beim Durchqueren einer solchen Kügelchengruppe veranlasst der durch die Kügelchen entwickelte Gegendruck eine Änderung in Blasengröße und Viskosität des Schaums.
JP-A-52-86048 befasst sich mit einem Problem, das bei der Ausbildung von Harzschäumen durch Extrusion entsteht, wobei ein geschmolzener Harz in einem Extruder in geschmolzener Form gemischt und veranlasst wird, entlang eines Harzdurchgangs in Richtung eines Auslassformkopfes zu fließen. Solche Extruder bergen das Problem, dass der Schaumerzeuger zum Zeitpunkt der "Zersetzung" desselben einen Rest erzeugt, der die Form verschmutzt oder die Öffnung der Form blockiert. Weiter besteht ein Problem darin, wie man den gasförmigen Schaumerzeuger einheitlich innerhalb des gesamten Harzes beim Mischen des Schaumerzeugers oder des Gases mit geschmolzenem Harz mittels einer Schnecke in der Trommel zerstäubt. Zum Überwinden dieser Probleme wird in JP-A-52-86048 vorgeschlagen, eine Struktur zu schaffen, in der ein perforierter Körper stromabwärts der Extruderschnecke vorgesehen ist, wobei einem Zwischenteil desselben ein Hochdruckfluid durch ein Hochdruckbeschickungsrohr 14 und einen Hochdruckfluideinlass 13 zugeführt wird. Das Hochdruckfluid soll über den gesamten äußeren Umfang des perforierten Körpers verteilt werden, um dadurch durch eine große Anzahl von Hohlräumen des perforierten Körpers in den Durchlass für geschmolzenen Harz geleitet zu werden. Der perforierte Körper kann "gesintertes Metall" oder poröses Keramikmaterial darstellen. Im Fall der "gesinterten Metallstruktur" wird diese durch Sintern einer Masse von Metallpulver hergestellt.
US-A-3316335 befasst sich mit einem Gerät zum kontinuierlichen Extrudieren von zellartigen thermoplastischen Produkten, bei dem es erforderlich ist, ein gasförmiges ausdehnbares Medium einheitlich durch einen Körper aus fließfähigem thermoplastischem Material während der Extrusion desselben durch eine Extrusionstrommel zu einer Mischeinrichtung hin zum intensiven Rühren des thermoplastischen Materials einzuführen. Zum Einführen des gasförmigen Mediums ist eine durchlöcherte Platte mit zahlreichen winzigen Kapillaren vorgesehen, in die Gas von einem Rand der Platte eingeführt wird. Die Platte weist weiter Durchgangslöcher auf, durch die das thermoplastische Material hindurchgeht. Beim Durchqueren der Durchgangslöcher wird Gas in dem thermoplastischen Material durch die Kapillaren mitgerissen.
US-A-5055272 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen von Polyurethanschaum, das die Schritte umfasst, schnell und im wesentlichen vollständig ein nichtkondensierbares, nichtreaktionsbereites Gas in einer flüssigen Isocyanatkomponente oder einer flüssigen Polyolkomponente oder beidem zu lösen, wobei die Isocyanat- und Polyolkomponenten voneinander getrennt gehalten werden, während der Fluss des nichtreaktionsbereiten Gases gesteuert wird, um ein vorbestimmtes Verhältnis von gelöstem Gas zu Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, und während die Komponente, in der das Initiierungsmittel gelöst wird, unter ausreichendem Druck gehalten wird, um das Gas in Lösung zu halten, und das Verhältnis von gelöstem Gas zu Flüssigkeit im wesentlichen konstant zu halten. Die vorhergehend getrennten Isocyanat- und Polyolkomponenten werden zusammengemischt, während der Druck zum Initiieren des gelösten Gases in den Isocyanat- und Polyolkomponenten verringert wird und während flüssige Ströme der Zusammensetzung zum Verbessern von Mischung und zum Zulassen, dass die Mischung zum Bilden eines Polyurethanschaums schäumt, zusammentreffen gelassen werden. Das Gerät zum Durchführen dieses Verfahrens umfasst ein poröses Zerstäuberelement aus einer Masse von gesintertem Metall, Kunststoff oder Keramikmaterial, das zum Umwandeln des nichtreaktionsbereiten Gases in Mikrobläschen verwendet wird, welche in die chemischen Komponenten aufgelöst werden. Die chemischen Komponenten und das gelöste Gas werden nicht aus dem Zerstäuberelement an die Umgebung abgelassen, sondern werden über einen Schlauch einer Mischpatrone innerhalb einer Mischpistole zugeführt, in der der Druck schnell verringert und Schaum gebildet wird.
Es ist das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät und ein Verfahren zum Herstellen von Polymerschaum zu schaffen, das einen sehr kontrollierten Druckabfall liefert und dadurch die Erzeugung von Schaum gleichmäßig hoher Qualität mit einer verbesserten Zellstruktur ermöglicht.
Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Gerät zum Erzeugen von Polymerschaum geschaffen, bei dem reaktionsbereite Schaumkomponenten und ein Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt unter ausreichendem Druck zum Halten des Schaumerzeugers in einem flüssigen Zustand zusammengebracht werden, und anschließend durch einen permeablen Ablasskopf geführt werden, aus dem die resultierende Mischung abgelassen wird, wobei der Druck reduziert und Schaum gebildet wird, wobei der permeable Ablasskopf wenigstens ein Zerstäuberelement mit einer Struktur umfasst, die Flusswege in drei Dimensionen innerhalb der axialen Dicke des Zerstäuberelements betrachtet in der Durchflussrichtung durch dasselbe wiederholt teilt und vermischt, wobei das Zerstäuberelement zwei oder mehr Schichten von Drahtgitter aufweist, die derart zusammengesintert worden sind, dass Berührungspunkte der Gitterschichten durch den Sinterprozess verschmolzen werden.
Es ist festgestellt worden, dass durch Ablassen der Mischung durch ein solches Zerstäuberelement die Mischung während ihres Durchgangs durch dasselbe Vermischen und/oder Verteilen ausgesetzt wird, und der resultierende Schaum eine sehr einheitliche Beschaffenheit aufweist, hohe Qualität besitzt und relativ frei von Ungleichmäßigkeiten so wie Hohlräumen oder Nadellöchern ist.
Mit dem Ausdruck "die Flusswege in drei Dimensionen wiederholt teilt und vermischt", wie er in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet ist, wollen wir ausdrücken, dass wenigstens eine gewisse Divergenz und Konvergenz von Flusswegen durch das Zerstäuberelement innerhalb seiner Dicke erfolgt.
Das gesinterte Drahtgitter besteht vorzugsweise aus einem Metall so wie Edelstahl, es könnte jedoch alternativ andere sinterfähige Materialien so wie Kunststoffe und Keramik aufweisen. Obwohl ein aus kugelförmigen Partikeln gebildetes gesintertes Material ausreichend als ein Zerstäuberelement arbeiten kann, ist die Variation in der Partikelgröße Für eine gegebene Güte von gesintertem Material derart, dass es in der Praxis schwierig sein kann, die gewünschte Steuerung in der Verdampfung des Schaumerzeugers zu erhalten. Es ist festgestellt worden, dass solche mit gesinterten Pulvermaterialen verknüpfte Probleme durch die Verwendung der hier vorgeschlagenen gesinterten Schichten aus Drahtgitter als eine Folge ihrer vorzüglichen Innenabmessungen und Toleranzen und dem Fehlen von Blindlöchern überwunden werden können.
Gesinterte Drahtgitterelemente werden vorzugsweise in Bahnen durch Walzen und Sintern von zwei oder mehr Schichten aus Drahtgitter derart gebildet, dass Kontaktpunkte des Gitters während des Sinterprozesses verschmelzen.
Der Druck der Reaktionsmischung mit dem CO&sub2; vor dem Zerstäuberelement sollte größer als der Gleichgewichtsdruck der Mischung sein. Wenn der Gleichgewichtsdruck zum Beispiel zwischen 8 bis 15 bar liegt, haben wir festgestellt, dass durch Verwendung eines gesinterten Drahtgitterelements mit einer durchschnittlichen Mikroneinstufung von etwa 20 und bei einem Druck der Reaktionsmischung vor dem Sintern von 16 bar bis 30 bar, ein homogener Schaum und anschließend Schäume akzeptabler Qualität erzeugt werden.
Bei einem Versuch mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 14 kg pro Minute von gemischten Reaktionsteilnehmern und CO&sub2; mit einer ungefähren Viskosität von 400-600 cps (Zentipoise/s) bei 20ºC, erzeugte ein gesintertes Drahtgittermaterial mit einem durchschnittlichen Mikrobereich von 20, einem Durchmesser von 30 mm, und einer Dicke von 1,32 mm, einen homogenen Schaum und einem Schaum akzeptabler Qualität.
In der Praxis kann die Porengröße typischer konventioneller gesinterter pulverförmiger Materialien umfassend variieren. Zum Beispiel liegt in einem gesinterten pulverförmigen Material mit durchschnittlicher Porengröße von 20 Mikron der festgestellte Bereich von Porengröße zwischen 7,5 und 85 Mikron. Die größeren Porengrößen können Mängel in dem Schaum verursachen, die kleineren Porengrößen können zu Blockierungen in dem gesinterten Element führen. Für die vorliegenden Zwecke sollte das gesinterte Material derart strukturiert sein, dass die Variation in der Porengröße für die Mehrheit von Poren vorzugsweise zwischen -30% und +50% der durchschnittlichen Porengröße beträgt.
In einem weiteren Versuch bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 14 kg pro Minute der gemischten Reaktionsteilnehmer und CO&sub2; und bei einer ungefähren Viskosität von 400-600 Zentipoise/s bei 20ºC und unter Verwendung eines gesinterten Elements mit einer durchschnittlichen Mikroeinstufung von 100, einem Durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1,5 mm, wies der resultierende Schaum keine akzeptable Qualität auf, da er zahlreiche Löcher enthielt.
Das Zerstäuberelement der vorliegenden Erfindung, das zwei oder mehr Schichten aus zusammensintertem Drahtgitter aufweist, hat die Eigenschaft, dass es keinen einfachen individuellen "direkt durchgehenden" Weg durch das Zerstäubermaterial gibt (wie er im Fall des Siebgitters von WO 96/00644 vorliegt), sondern dass stattdessen eine Unterteilung, Divergenz und Konvergenz von Flusswegen innerhalb der Dicke des Zerstäuberelements vorhanden ist. Als ein Ergebnis können die reaktionsbereiten Bestandteile der Mischung keinen "direkt durchgehenden" Weg nehmen, sondern werden veranlasst, in eine Mehrzahl von Flüssen aufgespalten zu werden, wodurch die Bestandteilkomponenten Vermischung oder zusätzliche Mischung bei vorhergehender Mischung während ihres Durchgangs durch das Zerstäuberelement erfahren, und der resultierende Schaum eine Zellstruktur hoher Qualität relativ frei von Ungleichmäßigkeiten so wie Hohlräumen oder Nadellöchern aufweist.
Eine andere Art zum Betrachten dieses kennzeichnenden Merkmals des Zerstäuberelements der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Möglichkeit für Durchfluss durch das Zerstäuberelement in drei Dimensionen (x, y und z) existiert, verglichen mit nur einer (x) in dem Fall einer Anordnung, die eine perforierte Scheibe oder ein Siebgitter so wie das von WO 96/00644 verwendet. Dieser 3-dimensionale Durchfluss durch das gesinterte Zerstäuberelement sorgt für Vermischung der Komponenten. Dies liefert das überraschende Ergebnis, dass die Fähigkeit erworben wird, zusätzliches Mischen unter Verwendung des konventionellen statischen Mischers zum Mischen des Polyols mit dem CO&sub2; und auch des zweiten Mischers verringert oder sogar vermieden werden kann, wo die Polyol/CO&sub2;-Mischung normalerweise zusammentrifft und mit den anderen Reaktionsteilnehmern vor Ablass durch den Schäumungskopf vermischt wird.
Unsere überraschende Entdeckung besteht darin, dass das Zerstäuberelement sowohl als ein Mischer für die Reaktionsteilnehmer und CO&sub2;. wodurch der Umfang von erforderlichem mechanischem (Rotations-)Mischen verringert wird, und gleichzeitig als ein Mittel zum Steuern der Änderung des Zustands des flüssigen CO&sub2; zu gasförmigem CO&sub2; ohne gewaltige Explosion wirkt, und so ein homogener Schaum erhalten wird.
Es ist festgestellt worden, dass die vorliegenden Schäumungseinrichtung die Notwendigkeit der Vormischung der beteiligen reaktionsbereiten Komponenten und CO&sub2; in einem speziell vorgesehenen Mischer vor gemeinsamem Zuführen zu dem Zerstäuberelement am Ablasskopf beseitigen kann - obwohl sie derart vorgemischt werden können, wenn dies gewünscht ist. Das vorliegende System ermöglicht weiter, dass die reaktionsbereiten Komponenten einfach stromaufwärts von oder an dem Zerstäuberelement, zusammen mit dem CO&sub2;, zusammengebracht werden.
In allen Fällen ist es grundlegend, dass das CO&sub2; in der flüssigen Phase über den gesamten Prozess bis zur abschließenden Druckänderung auf Umgebungsbedingungen gehalten wird, was auf der stromabwärts liegenden Seite des Zerstäuberelements erfolgt, da ansonsten Schaum schlechter Qualität mit Löchern erzeugt werden wird.
Daher besteht ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung eines Zerstäuberelement der vorliegenden Erfindung in dem Ablasskopf darin, dass viel weniger Mischen der Komponenten vor Zuführung zu dem Ablasskopf erforderlich sein kann, da wenigstens ein gewisses Mischen und/oder Verteilen während des Fortschreitens der Mischung durch das Zerstäuberelement erfolgt. Im Stand der Technik ist es üblich, dass die Komponenten in einem bei einer Geschwindigkeit von mehreren hundert und bis zu mehreren tausend UpM arbeitendem Drehmischer zusammengemischt werden, um sicherzustellen, dass die Komponenten innig vermischt werden. Durch Ablassen der Mischung durch ein Zerstäuberelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich gewesen, ein geschäumtes Polymer durch Betreiben eines Drehmischers für die Komponenten bei einer Geschwindigkeit von weniger als 40 UpM zu erzeugen, wodurch das potentielle Problem von gelösten Gasen vermieden wird, die aus der Lösung austreten und Produktmängel verursachen. Tatsächlich ist, wie hier im Vorstehenden erklärt, festgestellt worden, dass es in manchen Fällen möglich ist, den Drehmischer bei Bedarf vollständig wegzulassen.
Das Zerstäuberelement der vorliegenden Erfindung kann eine jegliche einer großen Vielzahl von Formen aufweisen. Zum Beispiel ist das Zerstäuberelement in einer Ausführungsform kreisförmig. In einer anderen Ausführungsform ist das Zerstäuberelement seitlich ausgedehnt und quer in Bezug zu einem sich bewegenden Substrat oder Träger angeordnet, so dass die Schaummischung gleichmäßig über die Breite des Substrats verteilt wird. Das Zerstäuberelement kann in richtiger Position befestigt werden. In anderen Ausführungsformen kann es angeordnet sein, um über die Breite des Substrats bei gesteuerten Geschwindigkeiten gekreuzt zu werden.
Vorteilhafterweise weist der Schaumerzeuger Kohlendioxid auf.
Einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum geschaffen, das umfasst, reaktionsbereite Schaumkomponenten und einen Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt zusammenzubringen, Druck zum Halten des Schaumerzeugers in einem flüssigen Zustand anzulegen, und Mischung der Schaumkomponenten und des Schaumerzeugers zu verursachen, indem sie durch einen permeablen Ablasskopf in der Form wenigstens eines Zerstäuberelements geführt werden, welches zwei oder mehr Schichten aus Drahtgitter aufweist, die derart zusammengesintert worden sind, dass Berührungspunkte der Gitterschichten durch den Sinterprozess verschmolzen sind, um dadurch wiederholte Teilung und Mischung von Flusswegen in drei Dimensionen innerhalb der axialen Dicke des Zerstäuberelements betrachtet in der Flussrichtung durch dasselbe zu veranlassen.
Vorzugweise weist das Treibmittel Kohlendioxid auf, das einfach erhältlich, kostengünstig und relativ ungefährlich ist.
Die kleine Größe der Durchgänge für den Fluss der gemischten Reaktionsteilnehmer (mit CO&sub2;) durch die von dem Zerstäuberelement gebildete Druckminderungseinrichtung unterstützt beim Halten des Drucks in dem System über dem Gleichgewichtsdruck.
Eines der Probleme hinsichtlich dieser kleinen Durchgänge ist, dass, wenn eine Blockierung erfolgt, der erzeugte Schaum dann minderwertige Qualität haben kann, oder die Blockierung den Prozess schließlich anhält.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung der Auswirkung dieser Blockierungen in dem Schäumungsprozess.
Ein drittes Ziel besteht in der Schaffung eines Systems, das Reinigung und/oder Auswechselung des Zerstäuberelements unter fortgesetzter Schaumbildung ermöglicht, und/oder Rückströmung des Zerstäuberelements ohne die Notwendigkeit ermöglicht, die Schaumerzeugung zu unterbrechen.
Zum Erreichen des zweiten Ziels wird ein Gerät zum Erzeugen von Polymerschaum mit einer Einrichtung für Druckminderung der kombinierten Reaktionsteilnehmer mit dem CO&sub2; in der Form eines Zerstäuberelements und ein Mittel geschaffen, das Schaumbildung steuert und Verwendung der Druckminderungseinrichtung für längere Zeitspannen zwischen Ausfallzeiten ermöglicht.
In einigen Ausführungsformen kann das Gerät ein Mittel umfasst, welches die Durchführung von Rückströmung des Zerstäuberelements zulässt, indem selektive Verschiebung des Zerstäuberelements um 180º zugelassen wird, um das abgelassene Material selbst zu befähigen, Rückströmung bereitzustellen.
Noch weitere Ausführungsformen können ein Mittel umfassen, das Reinigung des Zerstäuberelements unter fortgesetzter Schaumbildung ermöglicht.
Das letztere Mittel kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass wenigstens zwei Zerstäuberelemente parallel angeordnet vorgesehen sind, wobei der Fluss reaktionsbereiter Bestandteile zu denselben durch einen Flussweg mit variablem Einlass selectiv steuerbar ist.
Die Erfindung ist im folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 eine grafische Darstellung einer Ausführungsform des Geräts und der Vorrichtung zum Erzeugen von Polymerschaum gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Geräts zum Erzeugen von Polymerschaum gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht eines Ausgabekopfes des Geräts von Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausgabekopfes ist, der mit dem Gerät von Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 5 und 6 grafische Seiten- und Vorderansichten einer zweiten möglichen Ausführungsform eines Zerstäuberelements mit einstellbaren Flächen sind;
Fig. 7 bis 9 eine Schnittseiten-, Drauf und Endansicht einer zweiten Ausführungsform eines Schnellwechselablasskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 10 und 11 eine Schnittseiten- und eine Draufsicht eines selbstreinigenden Ablasskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung sind; und
Fig. 12 schematisch divergierende und konvergierende Flusswege darstellt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1, weist das Gerät einen ersten Behälter 10 zum Halten eines Polyols oder einer Polyolmischung, einen Zylinder 12 zum Lagern von flüssigem Kohlendioxid, einen zweiten Behälter 14 zum Halten von TDI (ein Isocyanat) und einen dritten Behälter 16 zum Halten eines Zinnkatalysators auf. Der CO&sub2;-Volumenvorrat wird vorzugsweise bei konstanter Temperatur gespeichert, so dass der CO&sub2;-Dampfdruck auch konstant, vorzugsweise auf einer niedrigen Temperatur, z. B. -5ºC bis -15º gehalten wird. Das Polyol aus dem Behälter 10 wird über eine Pumpe 20 einem Einspritzblock 21 zugeführt, wo es mit dem flüssigen Kohlendioxid zusammentrifft, welches durch einen Einspritzer 22 eingespritzt wird. Das flüssige Kohlendioxid wird über einen Druckregler 24, eine Kühleinheit 26, eine Beschickungspumpe 28, ein Rückschlagventil 29 und den Einspritzer 22 zugeführt. Das Polyol und CO&sub2; werden dann einem konventionellen statischen Mischer 23, z. B. einem Schneckenmischer zugeführt. Das gemischte Polyol und flüssige Kohlendioxid werden über ein Druckregelventil 32 einem Drehmischer 34 zugeführt, wo das Polyol und Kohlendioxid mit dem aus dem Behälter 14 bzw. 16 durch Pumpen 35 und 37 zugeführten Isocyanat und Zinnkatalysator vermischt werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann der Drehmischer 34 bei einer relativ niedrigen Drehgeschwindigkeit betrieben werden, zum Beispiel bei 36 UpM.
Die resultierende Mischung wird, weiterhin unter Druck, einem Ausdehnungssystem in der Form eines Ablasskopfes 38 zugeführt, der nur schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Polyolmischung kann Polyol, Wasser und Amin aufweisen. Es hat sich als vorteilhaft für die Stabilisierung des Schaums herausgestellt, einen Silikonkatalysator entweder vor oder unmittelbar nach dem Einspritzblock 21 in das Polyol einzuspritzen.
Das CO&sub2; kann entweder mit dem Polyol oder dem Polyolmischungsstrom gemischt werden. Der Polyolmischungsstrom kann aus Polyol plus Wasser plus Amin bestehen. Es hat sich als vorteilhaft für die Stabilisierung des Schaums herausgestellt, einen Silikonkatalysator in das Polyol oder den Polyolmischungsstrom entweder vor oder unmittelbar nach dem Einspritzblock in Fig. 1 einzuspritzen.
Es ist weiter festgestellt worden, dass der flüssige CO&sub2;-Strom vor dem Zerstäuberelement in den gemischten Reaktionsteilnehmerstrom (einschließlich T.D.I) eingespritzt werden kann.
Der Ablasskopf 38 ist detaillierter in Fig. 3 dargestellt und umfasst ein Beschickungsrohr 40, das an einem röhrenförmigen Kopf 42 mit Außengewinde befestigt ist. Eine röhrenförmige Haltekappe 44 mit Innengewinde kann durch die Gewinde mit dem Gewindekopf 42 in Eingriff kommen und ist ausgelegt, um ein Zerstäuberelement/eine Scheibe 46 zu halten, das/die zwei oder mehr Schichten von Drahtgitter aufweist, welche so zusammengesintert worden sind, dass Kontaktpunkte der Gitterschichten durch den Sinterprozess verschmolzen werden. Eine Dichtung 48 wird in Gebrauch zwischen der Endfläche des Kopfes 42 und dem Umfang der umgekehrten Oberfläche des gesinterten Elements 46 eingefügt, und eine weitere Dichtung 50 wird in Gebrauch zwischen dem Umfang der Vorderfläche des gesinterten Elements und einem O-Ring 47 und einem nach innen gerichteten Umfangsflansch 51 am distalen Ende der Kappe 44 eingefügt. Der Zweck der Dichtungen 48 und 50 besteht darin, die unter Druck stehende Mischung am Durchgang um den Umfang des gesinterten Drahtelements zu hindern, und die Durchflussfläche durch das gesinterte Element zu begrenzen.
Der Ablasskopf 38 ist ausgelegt, um die Mischung in ein allgemein konventionelles Schaumbeförderungsgerät 52 abzugeben, das kurz gesagt einen unteren horizontalen Endlosförderer 54 und zwei vertikale Seitenwände 56, 58 aufweist. Jeder der Seitenwandförderer umfasst eine Kunststoffbahn, die von einer jeweiligen vertikalen Lagerrolle 60 und zurück über eine Spannrolle 63 am vertikalen Ende durch eine angetriebene vertikale Aufnahmerolle 62 gezogen wird. Die Bewegung der Aufnahmerollen 62 ist mit dem Antrieb des Förderbands 54 synchronisiert, wodurch das Förderband 54 und die beiden Seitenwandförderer 56, 58 sich bei ungefähr der gleichen Geschwindigkeit bewegen. An einem Ende der Fördereinrichtung 52 ist eine feststehende Wand 60 mit einem unteren ebenen geneigten Teil 60', der sich zu einer Position direkt über einem Ende des Förderbands 54 erstreckt, und einem oberen ebenen geneigten Teil 60" vorgesehen, der an den unteren geneigten Teil 60' angrenzt und zur Horizontalen bei einem kleineren Winkel als der erste geneigte Teil 60' geneigt ist. Der Ablasskopf 38 gibt die Mischung auf den oberen geneigten Teil 60" in ein Schaumbildungsvolumen ab, das durch das Förderband 54, die beiden Seitenwandförderer 56, 58 und die feststehende Wand 6ß begrenzt wird.
In der Praxis werden in dieser Ausführungsform das flüssige Kohlendioxid, die Polyolmischung, Isocyanat und der Zinnkatalysator mittels des statischen Mischers 22 und des Drehmischers 34 zusammengemischt, und werden unter Druck dem Ablasskopf 38 über das Beschickungsrohr 40 zugeführt. Es ist wichtig, zu erinnern, dass die Mischung während ihrer Zuführung zu dem Ablasskopf 38 unter einem Druck gehalten wird, der zum Hallen des Kohlendioxids in einem flüssigen Zustand ausreicht, wenn es mit den anderen chemischen Reaktionsteilnehmern gemischt ist, der typischerweise, jedoch nicht unbedingt, über 10 bar beträgt. Es ist in der Praxis festgestellt worden, dass der Druck vor dem gesinterten Drahtelement über 14 bar und vorzugsweise über 18 bar betragen sollte. Ein weiteres überraschende Ergebnis ist, dass Drucke zwischen 20 bar und bis zu 35 bar vor dem gesinterten Drahtelement keine wesentlichen nachteiligen Auswirkungen auf die Zellstruktur haben und tatsächlich positive Auswirkungen aufweisen. Die Mischung wird dann durch das poröse gesinterte Drahtelement 46 abgelassen, wobei das verdampfende Kohlendioxid das Schäumen der Mischung veranlasst. Die schäumende Mischung dehnt sich dann weiter durch die Erzeugung von Kohlendioxid aus der Reaktion zwischen dem Isocyanat und dem Wasser aus und wird von dem Bereich des Ablasskopfs in der Form eines kontinuierlich gebildeten Blocks mittels der Fördereinrichtung 52 entfernt.
Ein alternativer Aufbau des Ablasskopfes ist in Fig. 4 dargestellt, in der der Kopf 64 seitlich ausgestreckt und in Gebrauch quer in Bezug zu der Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung 52 angeordnet ist. Der Ablasskopf 64 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, und ein rechteckiger Streifen 68 aus gesintertem Drahtgitter, wie oben beschrieben, bildet einen Teil einer Seitenwand des Ablasskopfes. Auf diese Weise kann die Mischung durch das gesinterte Drahtgittermaterial gleichmäßiger über die gesamte Breite der Fördereinrichtung 52 abgegeben werden.
Die Erfindung ist nicht auf die Details der vorhergehenden Ausführungsformen begrenzt. Zum Beispiel kann der Druckabfall über dem Zerstäuberelement durch Einstellen jeglicher oder aller der Abmessung, Form, Porengröße und Dicke des Elements und/oder der Geschwindigkeit der Mischung durch das Zerstäubungsmaterial geregelt werden.
In manchen Fällen kann es erforderlich sein, eine Haltestruktur zum Liefern von starrem Halt für das Zerstäuberelement einzuschließen.
In einem typischen Fall liegt die Dicke des Zerstäuberelements im Bereich von 1-3 mm, abhängig unter anderem von der Porengröße des Zerstäubungsmaterials. Andere Schaumarten, z. B. diejenigen, die Füllstoffe oder viskose Materialien enthalten, können eine größere Porengröße und vergrößerte Dicke von Zerstäubungsmaterial erfordern. In der Praxis beeinflussen die verwendete Porengröße und der stromaufwärts des Zerstäubungsmaterials entwickelte Gegendruck die endgültige Zellstruktur des resultierenden Schaums.
Zum Verhindern, dass größere Materialpartikeln, die entweder chemisch gebildet wurden oder externe Partikeln darstellen, welche unbeabsichtigt in das System eingedrungen sind, das Zerstäuberelement erreichen und blockieren, kann es vorteilhaft sein, ein Filtermedium innerhalb des Systems an irgendeiner Stelle stromaufwärts des Zerstäuberelements vorzusehen.
In einigen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, eine konventionelle Abquetschwalze und einstellbare Druckplatten stromabwärts des Ablasskopfes zum Regulieren der oberen Oberfläche des Schaumprodukts einzubauen.
Es wird betont, dass, während das obige System in Verbindung mit der Bildung von Schäumen niedriger Dichte beschrieben worden ist, es auch auf die Erzeugung von Standardschäumen und solcher hoher Dichte angewendet werden kann.
Nun übergehend zu den Fig. 5 und 6, ist dort ein mögliches Beispiel einer Zerstäuberelementdüse zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung gezeigt, die eine einstellbare Fläche aufweist. Eine solche Einrichtung kann manuell oder strombetrieben sein und kann, wenn gewünscht, durch eine automatische Messeinrichtung gesteuert werden, die auf eine oder mehrere Betriebseigenschaften oder -Parameter reagiert.
Nun bezugnehmend auf die Fig. 5 ist 6, umfasst das Zerstäuberelement mit variabler Fläche eine kreisförmige Scheibe 102 aus gesintertem Drahtgitter, die zwischen zwei Pressdichtungen 104, 106 in einem feststehenden Gehäuse 108 angebracht ist. Die erste Dichtung 104 hat den gleichen Durchmesser wie die Scheibe 102, enthält jedoch ein exzentrisches kreisförmiges Loch 110 ausgerichtet mit einem in dem Gehäuse 108 definierten kegelstumpfartigen Einlassdurchgang 112. Die zweite Dichtung 106 ist ringförmig und wird gegen den äußeren Umfang der Scheibe 102 durch einen Haltering 114 und Schrauben 116 zusammengedrückt. Ein zweiter Gehäuseteil 118 ist so angebracht, um drehbar in Bezug zu dem Gehäuse 108 um die Mittelachse X zu sein. Dies wird durch Koppeln des Teils 118 an das Gehäuse 108 mittels Befestigungsschrauben 120 und eines zweiten, federbelasteten Halterings 122 erreicht, der gegen einen Flansch 124 des Gehäuseteils 118 mit wenigstens einer der eine Teflon(RTM)-Beschichtung 126 tragenden Angriffsflächen angreift. Ein Griff 128 ist in diesem Beispiel zum Drehen des Gehäuseteils 118 vorgesehen.
Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, weist der drehbare Gehäuseteil 118 eine axiale Auslassbohrung 130 an seiner einen Seite auf, die mit einer exzentrischen Bohrung 132 an seiner anderen Seite in Verbindung steht. Die zu der Zerstäuberscheibe 102 gerichtete Oberfläche des Gehäuseteils 118 trägt eine Teflon-Beschichtung 134, die dem Teil 118 ermöglicht, über die Zerstäuberscheibe 102 zu gleiten, wenn der Teil 118 im Bezug zu dem Gehäuse 108 mittels des Griffs 128 gedreht wird.
Wie aus Fig. 6 deutlich wird, kann der Gehäuseteil 118 selektiv zwischen einer Position, in der die Auslassbohrung 132 vollständig mit dem Einlassdurchgang 112 ausgerichtet ist (gezeigt durch einen gestrichelten Ring A in Fig. 6), zu einer Position bewegt werden, in der die Auslassbohrung 132 entsprechend irgendeiner vorgegebenen minimalen Überlappung nicht in Ausrichtung mit dem Einlassdurchgang 112 ist (wie durch den gestrichelten Ring B in Fig. 6 gezeigt). Auf diese Weise, kann das Ausmaß der Überlagerung der Einlass- und Auslassdurchgänge so gewählt werden, um die wirksame Fläche des Zerstäubers zwischen maximalen und minimalen Werten zu variieren.
Es wird nun auf die Fig. 7 bis 11 bezug genommen, in denen identische und ähnliche Komponenten in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine Einrichtung mit mehreren Druckminderung (Zerstäuberelement)-Einrichtungen (C&sub1; und C&sub2;). Das Ziel dieser Ausführungsform besteht darin, dass es, wenn ein Zerstäuberelement blockiert wird, möglich ist, zu dem anderen Element ohne Unterbrechung des Prozesses zu wechseln.
Ein Zerstäuberelement, das blockiert wurde, kann für Reinigung entfernt werden, oder es kann "vor Ort" mittels Rückströmung mit einem geeigneten Medium gereinigt werden. Das gereinigte Element wird dann für einen weiteren Wechsel hinüber in den Produktionsprozess bereitgemacht, wenn die momentan schaumbildende Einrichtung blockiert wird. Hierdurch wird die Dauer des Schaumbildungsprozesses nicht durch die Lebensdauer der Druckminderungseinrichtung (Zerstäuberelement) begrenzt.
Bei der Einrichtung der Fig. 7 bis 9 treten die Chemikalien in ein 3-Wege- Umlenkungskugelventil 132 ein und die beiden abwechselnden Druckminderungseinrichtungen (Zerstäuberelemente) (C&sub1; und C&sub7;) sind an den Auslassöffnungen des Ventils befestigt. Die Chemikalien treten in die Einrichtung an einem Verbindungspunkt (A) und in die Kugel 134 des Ventils 132 ein. Einzeln lösbare Blöcke (F) 136a, 136b, in denen jeweils zwei Druckminderungseinrichtungen (C&sub1; und C&sub2;) angebracht sind, werden an den Körper 138 des Ventils 132 mittels Schrauben 140 angeklemmt. Abhängig von der Ausrichtung der Ventilkugel 134 ist entweder die Einrichtung C&sub1; oder C&sub2; im Produktionsprozess und die andere kann für Reinigung entfernt sein. Die Kugel 134 des Ventils wird durch eine 90º-Drehung durch eine Drehbetätigungseinrichtung 142 betätigt.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Einrichtung mit einer einzigen Druckminderung (Zerstäuberelement)-Einrichtung (C), die innerhalb des Durchgangs einer Kugel 150 eines speziellen Hochdruckkugelventils angebracht ist. Die Aufgabe der Einrichtung besteht in der Drehung der Druckminderungseinrichtung (C) um 180º, während sie in Betrieb ist, so dass der Durchfluss von Chemikalien umgekehrt wird, wodurch ein Selbstreinigungseffekt durch Rückströmung mit den Produktionschemikalien erzeugt wird.
Diese Einrichtung ermöglicht kontinuierliche Erzeugung von Schaum unter Verwendung nur einer Druckminderungseinrichtung (C) und liefert ein Mittel für kontinuierliche Reinigung. Die Chemikalien treten in die Einrichtung am Verbindungspunkt (A) ein, und gehen durch die Kugel 150 und die Druckminderungseinrichtung (C) zum Auslass hindurch. Die Kugel wird innerhalb eines Ventilkörpers 166 durch eine Drehbetätigungseinrichtung 152 über einen Winkel von 180º betätigt, so dass ihre vorhergehende Ablassseite dann zur Eintrittseite wird.
Die Bezugsziffer 154 kennzeichnet eine Haltemutter; 156 kennzeichnet Kugelsitze; und 158 kennzeichnet Ventilhohlraumfüllstoffe.
Zuletzt bezugnehmend auf Fig. 12, ist dort stark schematisch gezeigt, wie die Reaktionsmischungsfluss-Einlasswege A um einzelne Drahtstränge 202 des Materials des Zerstäuberelements 200 divergieren und konvergieren. Wie dargestellt ist, umfasst dieses Zerstäuberelement nur drei Schichten L&sub1;, L&sub2; und L&sub3;. Obwohl sie in Fig. 18 getrennt erscheinen, würden die einzelnen Drahtstränge 202 in der Praxis natürlich an Übergangspunkten verbunden sein. Weiter soll betont werden, dass Fig. 12 nur die Divergenz und Konvergenz von Flusswegen in einer Ebene, in zwei Dimensionen zeigt. In der Praxis würde weitere Divergenz und Konvergenz in Ebenen über und unter der Ebene von Fig. 12 auftreten, d. h. Divergenz und Konvergenz würden in 3 Dimensionen auftreten.

Claims

1. Gerät zum Erzeugen von Polymerschaum, bei dem reaktionsbereite Schaumkomponenten und ein Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt unter ausreichendem Druck zum Halten des Schaumerzeugers in einem flüssigen Zustand zusammengebracht werden, und anschließend durch einen permeablen Ablasskopf (38) geführt werden, aus dem die resultierende Mischung abgelassen wird, wobei der Druck reduziert und Schaum gebildet wird, wobei der permeable Ablasskopf (38) wenigstens ein Zerstäuberelement (46; 102; 130) mit einer Struktur umfasst, die Flusswege in drei Dimensionen innerhalb der axialen Dicke des Zerstäuberelements betrachtet in der Durchflussrichtung durch dasselbe wiederholt teilt und vermischt, wobei das Zerstäuberelement (46; 102; 130) zwei oder mehr Schichten von Drahtgitter aufweist, die derart zusammengesintert worden sind, dass Berührungspunkte der Gitterschichten durch den Sinterprozess verschmolzen werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die genannten gesinterten Drahtgitterschichten aus Metall bestehen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Dicke des genannten Zerstäuberelements im Bereich von 1-3 mm liegt.

4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, das weiter ein Rückströmungssteuermittel (152) aufweist, welches Rückströmung des oder jedes Zerstäuberelements (130) zulässt, indem selektive Verschiebung des Zerstäuberelements (130) um 180º zugelassen wird, um das abgelassene Material selbst zu befähigen, Rückströmung bereitzustellen.

5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem das Zerstäuberelement (130) in einem Drehelement (150) eines Drehventils gehalten wird, wobei das Element (150) selektiv mittels eines Drehantriebs (152) zum Umkehren des Zerstäuberelements im Verhältnis zum Strömungsweg durch das Ventil drehbar ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis S. bei dem zum Ermöglichen von Reinigung des permeablen Ablasskopfes unter fortgesetztem Schäumen wenigstens zwei der genannten Zerstäuberelemente (C1, C&sub2;) parallel angeordnet vorgesehen sind, wobei der Fluss reaktionsbereiter Bestandteile zu denselben selektiv durch einen Flussweg mit variablem Einlass steuerbar ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das genannte Zerstäuberelement (102) eine wirksame Fläche variabler Größe umfasst.

8. Verfahren zum Herstellen von Polymerschaum, das umfasst, reaktionsbereite Schaumkomponenten und einen Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt zusammenzubringen. Druck zum Halten des Schaumerzeugers in einem flüssigen Zustand anzulegen und Mischung der Schaumkomponenten und des Schaumerzeugers zu verursachen, indem sie durch einen permeablen Ablasskopf (38) in der Form wenigstens eines Zerstäuberelements (46; 102 : 130) geführt werden, welches zwei oder mehr Schichten aus Drahtgitter aufweist, die derart zusammengesintert worden sind, dass Berührungspunkte der Gitterschichten durch den Sinterprozess verschmolzen sind, um dadurch wiederholte Teilung und Mischung von Flusswegen in drei Dimensionen innerhalb der axialen Dicke des Zerstäuberelements betrachtet in der Flussrichtung durch dasselbe zu veranlassen.

9. Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum nach Anspruch 8, bei dem die genannten reaktionsbereiten Komponenten und der genannte Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt Stromaufwärts des genannten Ablasskopfes (38) Mischung sowohl mittels eines statischen Mischmittels (23) als auch eines Drehmischmittels (34) ausgesetzt werden.

10. Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum nach Anspruch 8, bei dem die genannten reaktionsbereiten Komponenten und der genannte Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt Mischung stromaufwärts des genannten Ablasskopfes nur mittels eines statischen Mischmittels (23) ausgesetzt werden.

11. Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum nach Anspruch 8, bei dem die genannten reaktionsbereiten Komponenten und der genannte Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt Mischung stromaufwärts des genannten Ablasskopfes nur mittels eines Drehmischmittels (34) ausgesetzt werden.

12. Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum nach Anspruch 8, bei dem die genannten reaktionsbereiten Schaumkomponenten und der genannte Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt zusammengebracht werden, direkt zu dem Ablasskopf geführt und innerhalb der axialen Dicke des Zerstäuberelements ohne die Einwirkung eines Drehmischers vermischt werden.

13. Verfahren zum Erzeugen von Polymerschaum nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem der Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt CO&sub2; ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der genannten CO&sub2;-Schaumerzeuger stromaufwärts des genannten Ablasskopfes in einen kombinierten Strom der genannten reaktionsbereiten Schaumkomponenten eingeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der genannte Schaumerzeuger mit niedrigem Siedepunkt in einen Strom aus Polyol oder einen Strom aus Polyolmischung über einen Einspritzblock eingeführt wird, wobei ein Silikonkatalysator in den genannten Strom vor oder direkt hinter dem genannten Einspritzblock eingespritzt wird.