(57)【要約】【課題】  反応成分に発泡剤として溶解されるＣＯ２を用いた無欠陥の充填ポリウレタンフォームの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】  ポリウレタンフォームは発泡剤としてのＣＯ２及び充填剤を使用して連続的に製造される。充填剤は反応成分の１種の一部と混合され、凝集塊は混合中に完全に粉砕される。充填剤含有混合物は過大寸法の粒状物、残存凝集塊、及び不純物を除去するために１つのフィルターエレメントに通される。ＣＯ２を反応成分の１種の一部に加圧下で添加して、液体ＣＯ２及び充填剤を含む混合物を調製する。この混合物は他の反応成分と混合される。次に、５００ｓ−１より大きい剪断速度において、ＣＯ２及び充填剤を含む反応混合物を複数の個々の流れへの分割することによって減圧して、このように生じた流速は排出の前に落とされる。次に反応混合物を基材へ適用して、硬化させてポリウレタンフォームを形成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤としてＣＯ２を使用し、少なくとも１種のイソシアネート成分と少なくとも１種のポリオール成分とから、連続してポリウレタンフォームを製造する方法であって、
ａ）  少なくとも１種の充填剤を、ポリオール成分又はイソシアネート成分の１種の少なくとも一部と混合すること、
ｂ）  ａ）において得られる混合物をその混合の間又は混合に引き続いて、１００００ｓ−１〜２０００００ｓ−１の剪断速度にさらして実質的に凝集塊の無い混合物を得ること、
ｃ）  過大粒状物、残留凝集塊及び／又は不純物を除去するために、充填剤含有混合物を少なくとも１つのフィルターエレメントに通すこと、
ｄ）  ポリオール成分又はイソシアネート成分の１種の少なくとも一部にＣＯ２を添加して液体ＣＯ２及び適宜存在する充填剤を含む混合物を調製すること、
ｅ）  ＣＯ２含有混合物、充填剤含有混合物、及びいずれかの他の反応成分又は添加剤を混合すること、
ｆ）  ｅ）からの混合物を、５００ｓ−１より大きい剪断速度を有する複数の流れに分割することによって減圧すること、
ｇ）  ｆ）において生じた流れの速度を減らすこと、
ｈ）  ｇ）からの流れを基材へと排出すること、並びに、
ｉ）  排出された材料を硬化させてポリウレタンフォームを形成すること
を含む方法。
【請求項２】
ｃ）において使用する少なくとも１つのフィルターエレメントにおいて機械的に清掃することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
二次元的に濾過するフィルターエレメントをｃ）において使用する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
二次元的に濾過するフィルターエレメントを機械的に清掃することを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ｃ）において充填剤をフィルターカスケードに通す請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ｃ）において使用する最も細かい段階のフィルターが、充填剤のトップカットよりも１〜１０倍粗い請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ｃ）において使用する最も細かい段階のフィルターが、充填剤のトップカットよりも１．２〜７倍粗い請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ｃ）において使用する最も細かい段階のフィルターが、充填剤のトップカットよりも１．５〜５倍粗い請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ＣＯ２含有混合物及び充填剤含有混合物を、他の成分と混合する前に、互いに混合する又は配合される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ＣＯ２及び充填剤を含む混合物の圧力を、他の成分と混合する前に下げる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
反応混合物の圧力を、排出前に調節可能チョーク体によって下げる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
実質的に一定圧に保たれるプレミキサーへと供給スクリューによって充填剤が連続的に供給され、プレミキサーにおいて充填剤をイソシアネート成分又はポリオール成分の少なくとも一部と混合する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
充填剤がイソシアネート成分又はポリオール成分の少なくとも一部に低圧によって加えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
充填剤をＣＯ２で溢れさせ、その後、イソシアネート成分又はポリオール成分の少なくとも一部と充填剤を混合し、充填剤の周囲の少なくともいくらかの雰囲気をＣＯ２によって置換する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
充填剤をＣＯ２で溢れさせ、その後、イソシアネート成分又はポリオール成分の少なくとも一部と充填剤を混合し、充填剤の周囲の少なくともいくらかの雰囲気をＣＯ２によって置換する請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
充填剤をイソシアネート成分又はポリオール成分の少なくとも一部に組み込まれる前に予備的に篩分する請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ポリウレタンフォームの連続製造装置であって、（１）イソシアネート成分、ポリオール成分、液体二酸化炭素及び任意の添加剤のそれぞれについての少なくとも１つの貯蔵容器；（２）イソシアネート成分、ポリオール成分、任意の添加物及び液体二酸化炭素のそれぞれのための供給装置；（３）イソシアネート成分とポリオール成分とを混合するための主ミキサー；（４）貯蔵容器のそれぞれと主ミキサーとの間の配管；（５）充填剤を貯蔵又は受け入れるための少なくとも１つの容器；（６）充填剤をイソシアネート成分又はポリオール成分に混合するための装置；並びに（７）充填剤中の凝集塊粉砕装置を含み、この製造装置において、
（ａ）  充填剤含有混合物を輸送する手段は、少なくとも１つのフィルターを有して成り、
（ｂ）  ＣＯ２貯蔵容器からの供給配管は、イソシアネート成分又はポリオール成分用の貯蔵容器を主ミキサーへと接続する少なくとも１つの配管へと通じ、
（ｃ）  ＣＯ２をポリオール成分又はイソシアネート成分に混入及び溶解するための混合装置は、イソシアネート成分又はポリオール成分の供給配管へと通じるＣＯ２供給配管と主ミキサーとの間に配置され、そして、
（ｄ）  細かいメッシュのある少なくとも１つの篩を含む急激な圧変化をもたらす排出部材は、主ミキサーの下流に配置される製造装置。
【請求項１８】
凝集塊粉砕装置は、回転子−固定子の原理に基づいている請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
凝集塊粉砕装置は、少なくとも１つのノズル又は穿孔オリフィスプレートを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つのフィルターを機械的に清掃する手段を更に含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのフィルターを機械的に清掃するために連続駆動装置を更に含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つのフィルターが二次元的な濾過を行うフィルターエレメントを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
二次元的な濾過を行うフィルターエレメントを有する少なくとも１つのフィルターが機械的な清掃を行うための装置を含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
二次元的な濾過を行うフィルターエレメントを有する少なくとも１つのフィルター及び連続駆動装置を有する機械的に清掃を行う手段が存在する請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
充填剤含有混合物の輸送手段が、フィルターカスケードを形成するために直列に接続される少なくとも２つのフィルターを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩の開口部は、少なくとも１つの寸法に関して、最も細かいフィルターの開口部の少なくとも１．２〜１０倍の大きさを有する請求項１７に記載の装置。
【請求項２７】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩の開口部は、少なくとも１つの寸法に関して、最も細かいフィルターの開口部の少なくとも１．５〜５倍の大きさを有する請求項１７に記載の装置。
【請求項２８】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩の開口部は、少なくとも１つの寸法に関して、最も細かいフィルターの開口部の少なくとも１．８〜４倍の大きさを有する請求項１７に記載の装置。
【請求項２９】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩は、少なくとも１つの寸法が０．０３ｍｍ〜１ｍｍの間の穴断面を有する請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩は、少なくとも１つの寸法が０．０７ｍｍ〜０．７ｍｍの間の穴断面を有する請求項１７に記載の装置。
【請求項３１】
排出部材が少なくとも１つの篩を含み、その篩は、少なくとも１つの寸法が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの間の穴断面を有する請求項１７に記載の装置。
【請求項３２】
排出部材が少なくとも２つの篩を含み、これらの篩は流れ方向に連続的に、そして第二の篩の穴に対して第一の篩の穴が整列しないように互いに対して配置されている請求項１７に記載の装置。
【請求項３３】
調節可能チョークエレメントが主ミキサーと排出部材との間に配置されている請求項１７に記載の装置。
【請求項３４】
充填剤の混合手段が、プレミキサー及び圧縮スクリューとしての形態の供給スクリューを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項３５】
充填剤の混合手段が、攪拌機を備えた容器を含む請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、相互に反応する少なくとも２種の液体反応成分からフォームを、特にポリウレタンフォームを製造する方法及び装置に関し、充填剤はこれらの反応成分の少なくとも１種と混合され、液体ＣＯ２は物理的な発泡剤としてこれらの反応成分の少なくとも１種と混合される。
【０００２】
物理的な発泡剤としてのＣＯ２を用いたフォームの製造が、例えば、ＥＰ−Ａ−０７６７７２８、ＥＰ−Ａ−０７９４８５７及びＥＰ−Ａ−０６４５２２６に記載されている。これらの方法の共通の特徴は、比較的狭い（例えば、丸い又は細長い）開口部に溶解ＣＯ２含有反応混合物を通すことであり、そして生じた急激な圧力変化によって溶解ＣＯ２が溶解状態から気体の状態へと転換するのを確保する。
【０００３】
無欠陥フォームの製造のために、以下の２つの本質的な物理的境界条件又は規則が守られなければならないことがとりわけ知られている：
−ＣＯ２を含む反応混合物の圧力の周囲圧力への減圧を、非常に短い時間内に完了しなければならない。急速に成長するセルは、一旦ある大きさを超えてしまうと、より過大な機械的荷重にもはやさらされてはならない。もし減圧の進行が過度に遅い場合、セルは減圧部材において必然的に生じる相当大きい剪断速度にさらされ、セルは既に過大であり、従って、あまりに敏感な段階にある。
−泡状混合物は大気圧への減圧の後、可能な限り短時間内に可能な限り均一の速度を有さなければならない。これは、減圧部材で必然的に生じる速度ピークが全ての可能な速度に関して無くなる必要があることを意味する。またしても、急速に成長するセルは可能な最低の機械的荷重にさらされるべきである。この目的のために、速度ピークをなくす原因である粘性力は、減圧部材を出る反応混合物のパルス力と比較して、出来る限り大きくすることが必要である。
【０００４】
可能な限り細かく可能な限り多数の丸い穴を有するノズル領域でＣＯ２を含む反応混合物が減圧されるとき、両方の限界条件が原則として最も効果的に守られる。圧力散逸、圧力散逸時間及び速度散逸の間の相互関係を先に述べた基準に関してより効果的にする他の幾何学的アレンジメントはない。
【０００５】
この背景に反して、発泡剤としてのＣＯ２を用いたポリウレタンフォームの製造における充填剤の処理は主たる課題を代表する。処理される充填剤の粒子寸法の範囲に応じて穴の細かさに限界があり、操業時間中であっても細かい穴が閉塞しないようにする。それゆえ適切な方法は、
１．製造の信頼性を損なうことなく、処理される充填剤の粒子径の範囲に可能な限り近い可能な限りの細かい開口部を有する減圧部材を使用可能にすべきである、そして
２．好適な製造方法によって、特に減圧部材の適切な構成によって、穴の細かさに関する所定の制限のもと、先に示した基準、特に急激な減圧及び速度ピークの消失を出来る限り満足すべきである。この点に関してうまくいけばいくほど、この方法によってコントロールできるＣＯ２の比率が大きくなる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、少なくとも１種の反応成分に発泡剤として溶解されるＣＯ２を用いた無欠陥の充填ポリウレタンフォームの製造方法及び製造装置を提供することである。
【０００７】
当業者には明らかであろうこの目的及び他の目的は、充填剤及び溶解二酸化炭素を含む反応混合物を５００ｓ−１よりも大きい剪断速度を有する複数の流れに分割することによって達成され、この反応混合物が硬化のために排出される前に流れの速度が減少する。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
本発明は充填剤の混合及び発泡剤としてのＣＯ２を用いてポリウレタンフォームを連続的に製造するプロセスに関する。このプロセスにおいて、充填剤は反応成分の少なくとも１種（例えば、イソシアネートまたはポリオール）又はその一部と混合され、そして、この成分又はこの成分の一部は、充填剤が組み込まれる時に直接又は混合の後に、反応成分内で充填剤を実質的に完全に粉砕するために高い剪断速度にさらされ、その結果、実質的に凝集塊が無い混合物が得られる。過大寸法の粒状物、残存凝集塊及び不純物を除去するために、充填剤を含むこの混合物は少なくとも１つのフィルターエレメントに通される。
【０００９】
液体ＣＯ２を含む混合物または液体ＣＯ２及び充填剤を含む混合物の調製のために、反応成分の１つ、又は反応成分の１つの一部、又は充填剤を含む混合物に、ＣＯ２が加圧下で添加される。
【００１０】
ＣＯ２を含む混合物及び充填剤を含む混合物、又は液体ＣＯ２及び充填剤の両方を含む混合物は、他の反応成分及びオプションとしての他の添加剤と混合される。次に、５００ｓ−１より大きい剪断速度においてこの混合物を複数の個々の流れに分割することによって、ＣＯ２と充填剤を含む反応混合物を減圧する。このようにして生じた流速は排出前に落とされる。
【００１１】
次に、反応混合物を基材に排出し、そしてポリウレタンフォーム形成のために硬化させる。
【００１２】
適当な充填剤は、例えば、メラミン、炭酸カルシウム粉末、グラファイト粉末、及びリサイクル粉末である。メラミン及び炭酸カルシウム粉末を使用するのが好ましい。
【００１３】
排出部材を通過すべき粒子の最大寸法が小さいほど、フィルターの穴断面はより細かいものを選択でき得る。所定の充填剤を所定の粒子径分布で用いる場合、排出部材に到達する最大の粒子寸法は、適切な濾過によってのみ確実に制御され得る。フィルターの細かさは、粒子寸法の範囲に出来る限り近づけるべきであり、又は、状況により、粒子の範囲内に収まるべきである。
【００１４】
篩の穴自身より全ての寸法（ディメンション）が明らかに小さい複数の過大寸法粒状物が同時に１つの穴を流れる場合、排出部材にある篩の穴もまた塞がれ得、詰まった状態になることが見出された。この理由のため、この偶然の統計的確率を非常に低いレベルまで下げて、操業時間の間であっても、あるとしてもまれにしか起こらないようにする必要がある。選択されたフィルターの細かさは、丸い篩の穴の場合には３つの粒子、細長い篩の穴の場合には２つの粒子が、１つの穴を同時にかつどのような配列でも通過できる程に細かい必要があることが理想的であることが見出された。
【００１５】
この必要性は理論的な検討でもまた容易に再現できる。もし、およそ３μｍの平均粒子寸法を有するＣａＣＯ２の１分当たり２０kgの供給を１秒当たり１０１９粒子オーダーでの多数の粒子の処理として考える場合、たとえ臨界的な過大寸法粒状物の量がｐｐｍ範囲内であるとしても、１つの穴を同時に流れ抜ける複数の過大寸法粒状物の統計的確率は決して無視できないことがその結果明らかになる。ここで、３μｍ未満の平均粒子寸法を有する一般の市販チョークのような場合に、４５μｍよりも大きい粒子寸法を含む割合が０．１％までであるという事実を考慮する必要がある。前に示された例に関して、このことは、いずれにせよ、４５μｍよりも大きい粒子寸法を有する粒子が１秒当たり１０００個をはるかに上回る過大寸法粒状物の負荷を意味する。
【００１６】
この理由のため、篩の開口部は最も細かい段階のフィルターのスロットまたは穴に対して、少なくとも１．２倍から最大１０倍まで、好ましい態様においては１．５〜５倍、そして特に好ましい態様においては１．８〜４倍の大きさにあることである。
【００１７】
出来る限り細かく濾過できるように、連続的に清掃可能なフィルターの使用が有利であることは、示される数値例から明白である。１秒当たり１５００粒子を超える負荷は、１時間当たり５百万を超える粒子を濾過する必要があることを意味する。この量は、所定の粒子寸法範囲に必要とされる篩の穴の寸法を指数的に増大させる。
【００１８】
例えば、くし（ｃｏｍｂ）を用いてクリーニングされるプレート型エッジフィルター又はワイヤ型エッジフィルター、及びスクレイパーによってクリーニングされるスロット付きチューブフィルターが、この目的のためのフィルターとして適切であると考えられる。
【００１９】
円筒形の支持体に取り付けられた穿孔ホイルから成り、そしてスクレイパーによってクリーニングされるフィルターエレメントが同様に適切である。
【００２０】
特に有利な態様では、濾別された粒子が出来る限り効果的にスクレイパーによって捕らえられるのを可能にするために、流れの入口側では穿孔ホイルの開口部が出来る限り鋭いエッジとなるように構成される。これらの開口部は出口側へ向かってより大きくなる。このことがフィルターエレメントの良好で機械的な清掃が可能なこと及び同時に最小限の圧力損失を確実にする。
【００２１】
少なくとも１つのフィルター段階において、濾過がそのような二次元的に効果的なフィルターを用いて行われることもまた有利である。フィルターの細かさを明らかに超える二つのディメンション（寸法）を有する粒子は、１次元のフィルター段階を通ることが可能である。その場合、その粒子は、より細かい濾過にも関わらず排出部材の開口部を塞ぎ得る。
【００２２】
この二次元のフィルターエレメントが連続的に又は少なくとも間欠的に清掃される場合、最適な製造方法の構成に関して非常に有利である。上で既に記載された、例えば円形、四角形、六角形の穴断面を有する穿孔ホイルはこの目的に適している。
【００２３】
一次元フィルターエレメント及び二次元フィルターエレメントから成るフィルターカスケードとしてのフィルター領域の態様が有利である。その場合、一次元のフィルターエレメントは二次元のフィルターエレメントより細かい開口部を有するべきであり、初めに貫流されるべきである。
【００２４】
フィルターの細かさが同じの場合、細長い開口部を有するフィルターすなわち一次元的に有効なフィルターエレメントは、二次元的に有効なフィルターエレメントに比べて、濾別されるべき過大寸法粒状物のフィルター単位面積当たりの負荷（単位時間当たりの粒子）について、より高い負荷を処理できることが見出された。それゆえ、もし一次元的に有効なフィルターが過大寸法粒状物の主たる負荷を除去し、引き続いて二次元的に有効なフィルターエレメントが実質的に単に細長い過大寸法粒状物を除去するだけであることが有効である。
【００２５】
このカスケードにおいて、少なくともより細かい一次元的に濾過するエレメントは連続的に清掃されるべきである。しかしながら、両方のフィルターが連続的に清掃される場合、粒子寸法範囲に関してフィルターの細かさをより最適にできるため、より良い。
【００２６】
処理すべき充填剤の粒子寸法分布はフィルターの細かさを選択するための決定的な基準である。充填剤の規格について充填剤製造業者によって一般的に示される粒子寸法分布のグラフにおいて、ｘ軸が示す粒子寸法よりも小さい寸法を有する粒子の割合をｙ軸が示す。これらの分布はレーザー回折分光法、例えばＣｉｌａｓ９２０、Ｍａｌｖｅｒｎ２６００等の計器によって今日一般的に測定される。この場合、粒子に単色レーザー光が照射される。その光線は、粒子の寸法に応じて粒子によって回折され、回折光の強度分布は適当な検出器によって測定される。続いて、この光強度分布から粒子寸法分布を決定できる。
【００２７】
一般的に好適に使用される充填剤は比較的広く散在した粒子寸法範囲を有するので、粒子寸法範囲に応じてフィルターの細かさを正確に特定するのは困難である。
【００２８】
しかし、例えば炭酸カルシウム粉末の場合においてしばしば用いる「トップカット」、すなわち充填剤粒子の９８重量％よりも巨大な粒子直径は、フィルターの細かさを分類する基準点を与える。すべての充填剤に関して、これを粒子寸法分布の曲線から読み取ることが出来る。
【００２９】
最も細かいフィルター段階を、このトップカットによる尺度よりも１〜１０倍、好適には１．２〜７倍、最も好適には１．５〜５倍だけ粗くすべきことが明らかになった。
【００３０】
フィルターの細かさを粒子寸法範囲に対して出来る限り正確に適合させるためには、濾過されるべき混合物中に充填剤が実質的に凝集塊の無い状態で存在することが加えて必要である。さもなければ、ほんのわずかの粒子からなる凝集塊によってでさえ、より大きい粒子寸法の領域において粒子寸法範囲に非常に悪影響を受け、その結果としてフィルター段階はプロセスを円滑に運転するために明らかにより粗くなるように選択される必要がある。
【００３１】
本発明のプロセスはこの充填剤を確実に処理できることもまた必要であり、充填剤は乾燥状態で混和の前に又は大気中の湿気によってでさえ早くから塊を形成する傾向があり、完全に湿潤状態とするのは困難が伴う。その後、そのような凝集塊が混和され得る液体に接触すると、凝集塊の外側は液体によって湿り、そして初めは内側では乾燥状態のままである。続いて、最悪の場合には、液体がこの凝集塊の内部に毛管力によって進入し、それゆえ、少しずつ溜まっている空気が放出される。しかしながら、個々の粒子を完全に湿らせること、及び充填剤を完全に粉砕することは、機械的エネルギーを導入しない方法では達成できない。
【００３２】
凝集塊を避け又は粉砕する好適な方法は、その高粘性混合物を高い剪断速度にさらすことである。このため、混合物を１００００ｓ−１〜２０００００ｓ−１、好適には２００００ｓ−１〜１５００００ｓ−１、最も好適には３００００ｓ−１〜１０００００ｓ−１の剪断速度に付す。回転子-固定子の原理で作動する装置はこの目的に特に適している。高速回転子はこの回転子と静止固定子との間の狭い隙間で非常に高い剪断速度をもたらし、その結果、混合物内で剪断応力を引き起こす。これが凝集塊の粉砕を引き起こし、その結果、個々の粒子を周囲の液体によって湿らせることができる。
【００３３】
高い剪断速度を達成するもう一つの可能な方法は、混合物を微細化（アトマイズ）することである、例えば１つ又はそれ以上の穿孔オリフィスプレートによって細分化する。しかしながらこの変法では、充填剤に応じて３０〜２００バールのオーダーの微細化圧力が要求される。
【００３４】
ＥＰ−Ａ−３７３４０９に記載されている方法に従った充填剤の添加もまた有利である。ここでは、充填剤は計量された液体流れにスタッフィングスクリューによって加えられる。この場合では、充填剤は、比較的小容積の連続ミキサーで添加された後、液体と直接混合され、ＥＰ−Ａ−３７３４０９に記載されている方法を補って、直接下流において高い剪断速度にさらされる。ここでは、小規模な混和領域の直接下流で、混合物を回転子-固定子系によって高い剪断速度にさらされるのが有利であり、実質的に完全な粉砕が確保される。初めから全粒子が完全に湿り、そして混合物を直接処理することは、配管系においてより大きくぬれていない乾燥領域が形成されること及び付着現象を防ぐ。
【００３５】
これらの対策（実質的に凝集塊の無い混合物及び粒子寸法範囲に適合する最適化された濾過の達成）の結果として、充填剤であるにもかかわらず比較的細かい開口部を減圧部材（または装置）で使用できる。
【００３６】
それにもかかわらず、これらの穴はＣＯ２プロセスにおいて別途使用される穴に比べ、状況によっては実質的に粗く、充填剤の種類に依存する。これは以下の不利な効果を実質的に有する：
【００３７】
ＣＯ２を含む反応混合物の減圧中に必然的に生じる速度は安定化することがより困難である、すなわち、速度ピークの消散はより困難である。特に、ジェットパルス力に対する粘性力（速度勾配によりジェットパルスの消散を引き起こす）の比は明らかに低下する。この結果、より長い間、従って、十分に進行したセル成長段階において、混合物が比較的高い剪断応力にさらされる。結果として欠陥が生じ得る。特に、不十分に消散したジェットパルスは、気泡状混合物がそれる場合、完全な穴の閉塞をもたらし得る。
【００３８】
この背景に対して、穴が大きくなるにつれて、ジェットが穴から出るときのジェットの速度ピークを制限することがますます重要である。しかし、急激な圧力消散の場合、大きい速度は避けがたいので、これらの大きい速度は、混合物が減圧部材を出る前に確実に消散されるべきである。
【００３９】
この理由のため、複数の段階で混合物を減圧する必要があり、急激な圧力消散は、高剪断速度を生じる初めの段階において実質的に達成され、生じる速度ピークは下流に接続されている少なくとも１つの段階において確実に消散される。例えばそれぞれ異なった開口度を有する篩の使用がこれを可能にする。
【００４０】
２つの続いた篩の穴が相互に一列に並んでいない（整列していない）ようにより下位の篩の穴が相互に入れ換わって配置されている場合、非常に有利なことが見出された。その結果として、ジェットを各篩の上流でそらして、混合物が減圧部材を出る前に高い速度ピークが確実に消散されるようになる。
【００４１】
本発明は、本発明の方法を実行するために有効な装置にも関する。
【００４２】
図１、図２及び図３を参照して、本発明をより詳細に以下に説明する。
【００４３】
図１、図２及び図３はそれぞれ、発泡剤としてＣＯ２を用いたポリウレタンフォームの製造装置を示し、製造の間、充填剤が反応成分の１つに組み込まれる。
【００４４】
３つの図のそれぞれは、２つのポリオール容器（ポリオール１用容器１、３４及び６５；ポリオール２用容器２、３５及び６６）、発泡剤容器３、３６及び６７；並びにイソシアネート容器４、３７及び６８を示し、これらの容器はそれぞれの成分を貯蔵する。組み合わされる供給ポンプは、ポリオール１用供給ポンプ５、３８及び６９；ポリオール２用供給ポンプ６、３９及び７０；発泡剤用供給ポンプ７、４０及び７１；並びにイソシアネート用供給ポンプ８、４１及び７２である。これらの成分を輸送するために組み合わされた配管系は、ポリオール１用２６、５８及び８７；ポリオール２用２７、５９及び８８；発泡剤用２８、６０及び８９；並びにイソシアネート用２９、６１及び９０であり、主ミキサー２３、５５及び８４に繋がる。
【００４５】
他の添加剤のための計量供給ライン（容器、ポンプ、配管）は、矢印９、４２及び７３によって表され、主ミキサーに繋がる。
【００４６】
すべての実施態様は、充填剤用貯槽又は受け入れ容器１１、４４及び７４、ポリオール１用配管系２６、５８及び８７に繋がる充填剤用供給配管３０、６２及び９１、並びに、ポリオール/充填剤混合物を計量供給するための混合物ポンプ１５、４７及び７８をさらに含む。
【００４７】
すべての実施態様（図１〜３）において、充填剤供給管（３０、６２）が主ミキサー（２３、５５及び８４）へ通じる箇所に、凝集塊粉砕用装置（１２、４６及び７７）がポリオール１用のポリオールの流れの配管系（２６、５８及び８７）に設置されている。
【００４８】
この配管セクション（３１，６３，９２）において、フィルター（１６、４８及び７９）が加えてそれぞれの場合に図示され、これに充填剤含有混合物を通す。このセクションは、直列に接続された複数のフィルターを有する並列に接続された複数のフィルターラインから構成されてもよい。連続的に清掃できるフィルターを使用するのが有利である。
【００４９】
それぞれの場合において発泡剤は、第二ポリオールの流れに初めに添加され、スタティックミキサー（１９、５１、８０）及び調整可能チョーク（２０、５２、８１）（両者は配管セクション（２７０、５９０、８８０）に配置される）によって、このポリオールの流れにおいて加圧下で溶液になる。圧力を調整可能チョーク（２０、５２、８１）によって調整する必要があり、その結果、発泡剤はチョークに達する時点で、可能な限り完全に溶解する。
【００５０】
次に別のスタティックミキサー（２１、５３、８２）及び別の調整可能チョーク（２２、５４、８３）によって、この発泡剤含有溶液を充填剤含有混合物と加圧下混合する。この場合、チョーク（２２，５４及び８３）によって圧力が調節され、その結果、発泡剤は出来る限り完全に溶解した状態に維持される。
【００５１】
次に主ミキサー（２３，５５，８４）において、充填剤及びＣＯ２を含む混合物をイソシアネート及び添加剤と混合し、これを、充填剤及び発泡剤を含む反応混合物用の配管（３３、６４、９３）を経由して排出部材（２５，５７，８６）へ供給する。
【００５２】
細かい網目を有する少なくとも１つの篩を備えた排出部材（２５、５７、８６）において、反応混合物をコントロールし圧力消散させ、混合物を５００ｓ−１より大きい剪断速度にて複数の個々の流れに分割する。
【００５３】
主ミキサー（２３、５５、８４）と排出部材（２５，５７、８６）との間に、別の調節可能なチョーク部材（２４、５６、８５）が反応混合物用配管（３３、６４、９３）に組み込まれている。
【００５４】
３つの図において示されるプロセス間の相違は、充填剤の混合及び添加方式に存し、より詳細に以下に説明する。
【００５５】
図１において、小さなループ管（３２）を有するバッチ容器（１０）を、ポリオール１用貯蔵容器（１）と混合物ポンプ（１５）との間に組み込む。供給ポンプ（５）を経由してバッチ容器（１０）へ所望量のポリオールを初めに輸送する。２つの入口及び１つの出口を有する特定の態様の凝集塊粉砕機（１２）は小さなループ配管（３２）に設置する。この装置によってポリオール又はその混合物を、開いた状態の遮断弁（１３）を経由してバッチ容器（１０）からループに送る。バッチ容器（１０）では、充填剤の貯蔵又は受け入れ容器（１１）から充填剤供給配管（３０）を経由して同時に充填剤を取り入れ、また存在する凝集塊をこの装置において回転子-固定子機構により直接粉砕して壊す。攪拌容器（１０）内の混合物が所望混合比となるその時までこれを継続する。
【００５６】
混合物ポンプ（１５）を用いて遮断弁（１４）を開いた状態で、次に、開状態の遮断弁（１７）を経由して混合物をループ内でコンディショニングするか、又は開状態の遮断弁（１８）を経由して混合物を主ミキサーへ供給してよい。
【００５７】
図２においても、ポリオール１用貯蔵容器（３４）と混合物ポンプ（４７）との間に攪拌容器（４３）を設置する。供給ポンプ（３８）を経由して攪拌容器（４３）にポリオールの所望量を初めに輸送する。充填剤貯蔵用又は受け入れ容器（４４）から攪拌容器（４３）へ供給スクリュー（４５）を経由して、所望混合比に達するまで充填剤を輸送する。この場合、適切な攪拌によってこの混合が維持される必要がある。
【００５８】
次に、この場合も、混合物ポンプ（４７）によって、混合物を開状態の遮断弁（５０）を経由してループでコンディショニングするか、又は開状態の遮断弁（４９）を経由して主ミキサーへ供給することができる。この場合、凝集塊粉砕用装置（４６）を攪拌容器（４３）と混合物ポンプ（４７）との間に組み込む。凝集塊粉砕用装置（４６）は回転子-固定子原理に基づき、また、その供給特性から混合物ポンプ（４７）への供給ポンプとして同時に機能する。
【００５９】
別法では、凝集塊粉砕目的のために１つ又はそれ以上のノズルの使用もまた考えられる。しかし、この場合、そのようなノズルは混合物ポンプ（４７）の下流に配置される必要がある。
【００６０】
図３は本発明のプロセスの態様を示し、そこでは、ＥＰ−Ａ−３７３４０９に記載されている方法でポリオール１に連続的な計量供給方法で充填剤を添加し、次に主ミキサー（８４）へ直接的に混合物を供給する。ポリオールポンプ（６９）及び混合物ポンプ（７８）における異なる排出体積の調節、ならびにコントロール機構（詳細にはここでは示されない）によってもたらされる差分的計量供給の組み合わせにこのプロセスは基づき、そのプロセスにおいて、プレミキサー（７６）における圧力が測定され、その圧力は、圧縮スクリュー（７５）の回転速度によって一定に保たれる。ポンプによって調節される体積差によって充填剤の供給添加が定容量的に可能になる一方で、プレミキサー（７６）における一定圧力によって充填剤の実質的に一定の充填密度を保証し、その結果として、充填剤の質量基準の供給添加が全体として達成される。プレミキサー（７６）のすぐ下流において、回転子-固定子原理による凝集塊粉砕用装置（７７）をこの混合物が直接通過する。
【００６１】
別法として、凝集塊粉砕目的のために１つ又はそれ以上のノズルもまた使用できる。これらのノズルは混合物ポンプの下流に設置される。
【００６２】
説明目的のために本発明を先に詳細に記載したが、その詳細は説明目的のためであること、及び本発明の範囲と概念から逸脱することなく（特許請求の範囲によって制限され得る場合を除いて）当業者によってその中で変更は行われ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に従ったポリウレタンフォームの製造に適した装置の図である。
【図２】本発明に従ったポリウレタンフォームの製造に適した装置の図である。
【図３】本発明に従ったポリウレタンフォームの製造に適した装置の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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