DE69505999T3

DE69505999T3 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von geschlossen-zelligen schaumprodukten

Info

Publication number: DE69505999T3
Application number: DE69505999T
Authority: DE
Inventors: Robert Belser; Charles Hall; James Schmitkons; John Tark
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: EP0787034A1; JP3180914B2; CA2197891C; EP0787034B2; AU3728495A; DE69505999D1; KR100292096B1; CA2197891A1; KR970706058A; US5480589A; AU688984B2; EP0787034B1; ES2125053T5; ES2125053T3; DE69505999T2; WO1996009881A1; JPH10506572A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Mischen von Gas mit einem flüssigen Polymermaterial zur Herstellung von geschlossenzelligen Schaumprodukten, beispielsweise Schaumstoffbeschichtungen oder Dichtwülsten. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung bei Polymermaterialien wie Klebstoffen, Dichtungsmassen und Nahtdichtungen.
Die mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen hergestellten polymeren Schaumprodukte entsprechen in Art und Qualität im wesentlichen denjenigen, die mit der Vorrichtung des in der US-A-4,778,631 offenbarten Typs hergestellt werden. Die in der US-A-4,778,631 offenbarte Vorrichtung ist ein dynamischer Mischer, der für die schwierige Aufgabe entwickelt wurde, zwei Stoffe von sehr unterschiedlicher Viskosität oder, mit anderen Worten, von außerordentlich hohem Viskositätsverhältnis homogen zu vermischen. Speziell geht es um die Aufgabe, ein Gas, dessen Viskosität nahezu Null beträgt (1,2 · 10&supmin;&sup6; lbs/ft-sec), homogen mit flüssigen Polymeren, deren Viskosität im Bereich von etwa 2 Ns/m² (2000 Centipoise, cps)) bis beispielsweise 1000 Ns/m² (1 000 000 cps) liegt, homogen miteinander zu vermischen, um ein geschlossenzelliges Schaumprodukt hoher Qualität herzustellen. Obwohl der dynamische Mischer gemäß der US-A-4,778,631 auch mit Polymeren geringer Viskosität sehr gut funktioniert, ist er gemäß der Offenbarung besonders geeignet und vorteilhaft zum Mischen von Gas mit flüssigen Polymeren, deren Viskosität im Bereich von 50 Ns/m² (50.000 cps) bis über 1000 Ns/m² (1.000.000 cps) liegt.
Der dynamische Mischer gemäß der US-A-4,778,631 liefert einen geschlossenzelligen Schaumstoff von sehr hoher Qualität, beispielsweise geschäumtes Plastisol, das für Flach- und Profildichtungen oder als Beschichtung, beispielsweise Fahrzeugbodenbeschichtung, oder als Dichtwulst für andere Dichtungszwecke verwendet werden kann. Die "hohe Qualität" des geschlossenzelligen Schaumstoffs, der mit dem dynamischen Mischer gemäß der US-A-4,778,631 hergestellt wird, ist gekennzeichnet durch die homogene Dispersion von Mikrogasbläschen, die in dem Polymermaterial eingeschlossen bleiben, nachdem dieses den Mischer verlassen hat und ausgehärtet oder verfestigt ist. Vor Einführung der dynamischen Mischer des in der US-A- 4,778,631 offenbarten Typs wurden Geräte mit Zahnradpumpen eingesetzt, um sog. "Heißschmelzkleber" zu verschäumen, deren Viskosität bei den normalen Abgabetemperaturen zwischen etwa 175ºC und 205ºC (350 bis 400ºF) im Bereich zwischen etwa 2,2 Ns/m² (2.200 cps) und 20 bis 35 Ns/m² (20.000 bis 35.000 cps) liegt. Ein Beispiel für ein Gerät dieses Typs ist in der US-A-4,059,714 offenbart.
Zwei weitere Mischer zum Mischen flüssiger Polymere mit Gas sind in der US-A- 4,396,529 und in der US-A-4,527,712 offenbart. Wie die US-A-4,059,714 betrifft die US-A-4,396,529 das Verschäumen von flüssigen Heißschmelzklebern. Im einzelnen offenbart die US-A-4,396,529 einen Abgabekopf mit einer statischen Mischeinrichtung, die vorzugsweise vier Leitbleche aufweist, die unmittelbar stromaufwärts der Auslaßöffnung des Abgabekopfes angeordnet sind. Unter Druck stehendes Gas wird unmittelbar stromaufwärts der vier Leitbleche in eine Kontaktkammer eingespritzt, die unter Druck stehenden flüssigen Heißschmelzkleber enthält. Da der flüssige Heißschmelzkleber und das Gas durch die Leitbleche strömen müssen, wird das Gemisch geteilt und dann wieder zusammengeführt, um das Gas in dem Kleber zu verteilen.
Obwohl die in der US-A-4,396,529 offenbarte Vorrichtung beim Einsatz für viele Flüssigkeiten und insbesondere Heißschmelzkleber von wesentlich geringerer Viskosität als die Materialien, für die beispielsweise der obenerwähnte dynamische Mischer gemäß der US-A-4,778,631 verwendet wird, zufriedenstellend arbeitet, haben Tests ergeben, daß flüssige Polymere einer Viskosität von mehr als etwa 3 Ns/m² (3.000 cps) mit dem Abgabekopf der US-A-4,396,529 nicht zu Schaumstoffen hoher Qualität verschäumt werden können. Im einzelnen verhält es sich so, daß bei Plastisolen einer Viskosität in der Größenordnung von 3 Ns/m² (3.000 cps) und darüber, wenn sie durch den in der US-A-4,396,529 offenbarten Abgabekopf geschickt werden, eine unzureichende Dispersion des Gases im Plastisol zu einem Schaumstoff geringer Qualität führt, der für viele Anwendungsfälle ungeeignet ist. Somit ist der Abgabekopf gemäß der US-A-4,396,529 nicht zur Herstellung des Polymer-Schaumstoffmaterials hoher Qualität geeignet, das man mit dem obengenannten dynamischen Mischer gemäß der US-A-4,778,631 erhält.
Zusätzlich zu den Problemen, die bei dem Bemühen auftreten, unter Einsatz der Vorrichtung des in der US-A-4,396,529 beschriebenen Typs einen qualitativ hochwertigen Schaumstoff aus Materialien hoher Viskosität herzustellen, kann es zu einer ungleichmäßigen Gasverteilung sogar in bestimmten Flüssigkeiten kommen, die eine niedrigere Viskosität, z. B. im Bereich von etwa 2 bis 3 Ns/m² (2000 bis 3000 cps) haben. Es besteht die Theorie, daß die bei Verwendung derartiger Materialien von niedrigerer Viskosität auftretenden Probleme eher darauf zurückzuführen sind, daß das Material Gas nicht in homogener Dispersion halten kann, als auf die Viskosität.
Die US-A-4,527,712 betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Abgabe von Schäumen oder zerstäubbaren Anstrichfarben. Die US-A-4,527,712 verwendet insbesondere eine kombinierte Heiz- und Mischvorrichtung, um ein Gas und ein flüssiges Polymer gleichzeitig zu erwärmen und zu mischen. Die Heiz- und Mischvorrichtung ist an einen Umwälzkreis angeschlossen, der außerdem eine Speisepumpe zum zwangsweisen Einspeisen von flüssigem Polymer in eine Dosiereinheit aufweist, die am Einlaß der Heiz- und Mischvorrichtung angeordnet ist. Der Umwälzkreis beinhaltet außerdem eine oder mehrere Abgabepistolen und eine Umwälzpumpe zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks im Umwälzkreis. Der Dosiereinheit wird außerdem ein Treibmittel oder Gas zugeführt, das in der Heiz- und Mischvorrichtung mit dem flüssigen Polymer gemischt wird. Gemäß der Offenbarung weist die Heiz- und Mischvorrichtung entweder einen statischen oder einen dynamischen Mischer auf. Der alternative statische Mischer wird speziell als herkömmlicher statischer Mischer mit 21 schraubenförmigen Elementen mit Rechts- und Linkssteigung beschrieben.
Umwälzsysteme weisen bei der Herstellung von Schäumen aus hochviskosen, flüssigen Polymeren mehrere Nachteile auf. Durch den Umwälzkreis, für den eine Speisepumpe und eine Umwälzpumpe erforderlich sind, wird die Anlage größer und teurer als eine Anlage ohne Umwälzkreis. Außerdem ist der Grad der Durchmischung vollkommen abhängig vom Verhältnis der Fließgeschwindigkeiten durch die Heiz- und Mischeinrichtung und die Abgabepistole(n). Um eine bessere Durchmischung zu erreichen, muß mit anderen Worten die Fließgeschwindigkeit durch die Heiz- und Mischeinrichtung wesentlich höher sein als die Fließgeschwindigkeit durch die Abgabepistole(n). Die Fließgeschwindigkeit durch die Heiz- und Mischeinrichtung muß daher relativ groß sein, um eine ausreichende Durchmischung zu erreichen, während die vergleichsweise geringe Fließgeschwindigkeit durch die Abgabepistole(n) dazu führt, daß die Anlage ineffizient und für viele Anwendungsfälle ungeeignet ist. Dies gilt insbesondere für hochviskose Polymere, die nicht leicht hohe Fließgeschwindigkeiten erreichen.
In Anbetracht der vorgenannten Schwierigkeiten beim Stand der Technik ist ein Verbesserungsbedarf bei der Herstellung von qualitativ hochwertigem, geschlossenzelligem Schaumstoff aus Polymeren höherer Viskosität, insbesondere ein Verbesserungsbedarf hinsichtlich Effizienz und Kostenaufwand bei der Herstellung des qualitativ hochwertigen, geschlossenzelligen Schaumstoffs, gegeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 bereit.
Die vorliegende Erfindung umfaßt Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von qualitativ hochwertigen, geschlossenzelligen Schaumstoffen, die zum Bonden, für Beschichtungen, Dichtwülste, Nahtverfüllungen und Flach- und Profildichtungen bestimmt sind. Hinsichtlich nichtnewtonscher Flüssigkeiten betrifft die Erfindung insbesondere die Herstellung qualitativ hochwertiger, geschlossenzelliger Schaumstoffe aus viskosen Polymeren mit einer Viskosität größer etwa 1 Ns/m² (1.000 cps), vorzugsweise größer etwa 3 Ns/m² (3.000 cps). Eine statische Mischvorrichtung bzw. ein statischer Mischer, vorzugsweise ein kontinuierlich arbeitender statischer Einmaldurchlaufmischer, mit sehr vielen einzelnen Mischerelementen wird verwendet, um ein Gas in einem hochviskosen Polymermaterial wie Plastisol oder einem Material auf Silikon-, Butyl- oder Urethanbasis homogen zu dispergieren. Ein geeignetes Material auf Urethanbasis wird unter dem Handelsnamen "Dynafoam" verkauft und kann als Material für Flach- und Profildichtungen verwendet werden. Die Anzahl der Mischerelemente ist je nach Ausführung des Mischers unterschiedlich, jedoch wird mit einer großen Anzahl in Reihe angeordneter Elemente, d. h. einer Anzahl, die in einigen Fällen etwa vier bis acht Mal so groß ist wie die Anzahl der gleichen Elemente bei einem herkömmlichen statischen Mischer, überraschenderweise ein qualitativ hochwertiger Schaumstoff aus hochviskosen Polymeren erzielt, und zwar in einem breiten Bereich von Mischerdurchflußgeschwindigkeiten. Es ergibt sich ein geschlossenzelliger Schaum, bei dem gleich große Mikrogasbläschen in einer Polymermatrix homogen dispergiert oder gelöst sind. Die Erfindung ermöglicht außerdem unterschiedliche Dichteverringerungen des Polymers in gewünschten Bereichen, beispielsweise zwischen 30 und 50%.
Im Rahmen dieser Beschreibung wird mit "Lösung" das flüssige Polymer bezeichnet, das ein gelöstes Gas enthält, welches unter hohem Druck in den statischen Mischer eingespeist wurde und in dem Polymer eine Schaumstruktur erzeugt, wenn es bei Atmosphärendruck abgegeben wird. Im Sinne dieser Beschreibung und der Ansprüche soll der Begriff "Lösung" die breitere allgemeine Definition von "Lösung" einschließen, die ein homogenes Gemisch aus einem Gas und einem geschmolzenen oder flüssigen Polymer bezeichnet, unabhängig davon, ob tatsächlich alle Gasmoleküle unter den Polymermolekülen gelöst oder dispergiert sind, wobei jedoch keine Gasbläschen vorhanden sind, die gleich groß oder größer sind als die Polymermoleküle.
Die Erfindung umfaßt im einzelnen eine unter Druck stehende Schüttgutquelle zum zwangsweisen Einspeisen von hochviskosem, flüssigem Polymer in einen entweder steifen oder flexiblen Kanal, der eine große Anzahl statischer Mischerelemente enthält. Stromaufwärts vom statischen Mischer wird außerdem Gas unter einem Druck, der höher ist als der Polymerdruck, in den Kanal eingespritzt. Stromabwärts vom statischen Mischer ist eine Düse oder Abgabepistole an den Kanal angeschlossen, deren Ausführung den speziellen Anwendungsbedingungen angepaßt sein kann, um die Lösung beispielsweise in Form eines Dichtwulsts oder einer Sprühbeschichtung abzugeben. Besondere Anwendungsfälle der Erfindung sind beispielsweise Fälle, in denen der dynamische Mischer gemäß der US-A-4,778,631 zum Einsatz kommt, beispielsweise die Unterbodenbeschichtung von Fahrzeugen, die Schalldämmung und andere Dichtungsanwendungen wie die Herstellung von Flach- oder Profildichtungen.
Bei einer Alternative enthält der statische Mischer mindestens etwa 90 herkömmliche schraubenförmige Mischerelemente, abwechselnd mit Rechts- und Linkssteigung, die im wesentlichen mit den in der US-A-4,527,712 offenbarten identisch sind. Es wurde gefunden, daß die Mischerelemente anders als beim Stand der Technik in dem Kanal vorzugsweise nicht anliegend aufgenommen sein sollten, damit nur etwa 90 schraubenförmige Elemente verwendet werden müssen, um qualitativ hochwertigen Schaum herzustellen. Es sollte also eine Lücke zwischen den Mischerelementen und der Innenwand des Mischerkanals bestehen. Erfindungsgemäße statische Mischer können beispielsweise Mischerelemente mit einem Außendurchmesser aufweisen, der um etwa 25% kleiner ist als der Innendurchmesser des Kanals.
Es wurde gefunden, daß etwa die doppelte Anzahl Elemente zur Erzielung eines Schaums der gleichen Qualität erforderlich ist, ohne daß es beim Abgabevorgang an der Düse zum "Husten" oder "Spucken" kommt, wenn die schraubenförmigen Elemente in dem Kanal dicht anliegend aufgenommen sind, d. h. wenn zwischen der Innenwand des Kanals und den Außenkanten der Elemente wenig oder gar kein Abstand ist. "Husten" und "Spucken" sind das Ergebnis relativ großer Gasblasen, die sich in der Lösung von flüssigem Polymer und Gas bilden. Werden diese Gasblasen durch eine Auslaßdüse abgegeben, unterbrechen sie die gleichmäßige Abgabe des geschäumten Materials.
Es wird angenommen, daß die bessere Mischwirkung der nicht anliegend aufgenommenen Elemente, d. h. die Möglichkeit, mit weniger Mischerelemente ohne Husten und Spucken qualitativ hochwertigen Schaum zu erzielen, das Ergebnis eines kombinierten Querschnitts- und Längsmischens ist. Statische Mischer funktionieren im allgemeinen in der Weise, daß sie einfach einen Flüssigkeitsstrom aufnehmen und je nach Gestaltung der Mischerelemente querschnittsweise in viele Lagen aufteilen. Diese Lagen werden nach dem Drehen, Ausrichten oder Vermengen in andere Richtungen wieder zusammengebracht. Die nicht anliegend aufgenommenen statischen Mischerelemente ermöglichen nicht nur das Herbeiführen einer querschnittsweisen Schichtung und Vermengung der Flüssigkeit durch geteilte Fließwege, die durch die Gestaltung der schraubenförmigen Mischerelemente vorgegeben sind, sondern auch eine Bewegung des Fluids in Längsrichtung entlang der Außenseite der Mischerelemente relativ zu dem anderen Fluid, das durch die Mischerelemente geteilt wird. Die Erfindung betrifft daher außerdem einen statischen Mischer, der nicht nur querschnittsweise Lagen bildet, sondern auch eine Bewegung unterschiedlicher Fluidsegmente mit unterschiedlichen Längsgeschwindigkeiten durch einen Kanal erzeugt, d. h., daß der statische Mischer bei einer gegebenen Fluidmenge sowohl eine Vielzahl von Lagen in Querschnittsrichtung bildet als auch bewirkt und daß der statische Mischer Teile des Fluids veranlaßt, sich relativ zu anderen Teilen in Längsrichtung schneller oder langsamer durch den Mischer bewegen, so daß auch eine Längsdurchmischung erreicht wird.
Für die Ausführung der Erfindung können auch statische Mischerelemente von anderer Form als der obengenannten Schraubenform verwendet werden. Die Anzahl der erforderlichen Elemente hängt ab von der Mischeffizienz der gewählten Form, jedoch haben Versuche mit verschiedenen üblichen Formen ergeben, daß die erforderliche Anzahl in jedem Fall wesentlich höher ist als die für bisherige Mischvorgänge unter Verwendung derartiger statischer Mischer verwendete Anzahl. Da es bei der großen Anzahl an statischen Mischerelementen zu einem beträchtlichen Druckabfall kommen kann, wird der Druck, mit dem das Polymer zwangsweise in das stromaufwärts gelegene Ende des statischen Mischers eingespeist wird, so gewählt, daß er an der Düse nicht unter eine kritischen Wert abfällt, der dem Mindestdruck entspricht, welcher zur Abgabe der Lösung im jeweiligen Anwendungsfall erforderlich ist. Die Fließgeschwindigkeit der Lösung im statischen Mischer ist abhängig von Faktoren wie Systemdruck, Viskosität der Lösung und insbesondere des flüssigen Polymers sowie Anzahl und Form der Mischerelemente.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind ein dynamischer Mischer, wie er beispielsweise in der US-A-4,778,631 offenbart ist, und der statische Mischer der Erfindung nacheinandergeschaltet, um einen qualitativ hochwertigen geschlossenzelligen Schaum zu erzeugen, ohne daß es an der Auslaßdüse zum Husten oder Spucken kommt. Natürlich kann auch allein mit dem dynamischen Mischer ein qualitativ hochwertiger Schaum erzeugt werden, wie es mit den vorgenannten statischen Mischern möglich ist. Wird jedoch die Fließgeschwindigkeit durch den dynamischen Mischer zu stark erhöht, kommt es zum Husten und Spucken. Es wurde festgestellt, daß durch Hintereinanderschalten des statischen Mischers und eines dynamischen Mischers eine wesentliche Erhöhung der Fließgeschwindigkeit erreicht werden kann, ohne daß es an der Düse zum Husten oder Spucken kommt. Es wurde außerdem festgestellt, daß mit dieser Ausführungsform eine vergleichsweise geringere Anzahl statischer Mischerelemente erforderlich ist, um sowohl einen qualitativ hochwertigen Schaum als auch hohe Fließgeschwindigkeiten zu erzielen, ohne daß große Luftblasen auftreten, die am Auslaß zum Husten und Spucken führen.
Bei dieser Ausführungsform werden das Gas und das flüssige Polymermaterial vorzugsweise in den dynamischen Mischer eingespeist, und es ist ein statischer Mischer an den Auslaß des dynamischen Mischers angeschlossen. Es ist jedoch auch denkbar, die Reihenfolge von dynamischem Mischer und statischem Mischer umzukehren, so daß der statische Mischer das flüssige Material und das Gas erhält und der dynamische Mischer an den Auslaß des statischen Mischers angeschlossen ist.
Mit der Erfindung werden mehrere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erzielt. Es können unter Einsatz von erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren qualitativ hochwertige geschlossenzellige Schaumbeschichtungen und Dichtwülste für viele Anwendungsfälle aufgebracht werden, ohne daß die in Verbindung mit den derzeit eingesetzten dynamischen Mischern entstehenden relativ hohen Kosten anfallen. Durch die überraschende Feststellung, daß ein relativ einfacher statischer Mischer, der erfindungsgemäß aufgebaut ist, dazu verwendet werden kann, Gas homogen mit viskosen flüssigen Polymermaterialien zu vermischen, um geschlossenzelligen Schaumstoff herzustellen, können die hohen Kosten, die für die Herstellung, die Reparatur, die Wartung und das Reinigen bekannter dynamischer Mischer entstehen, wie sie zur Herstellung der gleichen geschlossenzelligen Schaumstoffe verwendet werden, dank der Erfindung wesentlich reduziert werden. Wenn ein dynamischer Mischer zusammen mit dem statischen Mischer verwendet wird, kann im Vergleich zur alleinigen Verwendung eines dynamischen Mischers oder des gleichen statischen Reihenmischers eine wesentliche Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit erreicht werden, und beim Betrieb mit maximaler Durchflußgeschwindigkeit kommt es nicht zum Husten oder Spucken.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus nachfolgender ausführlicher Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und Beispielen klarer ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaumstoffmischanlage, in der ein statischer Mischer, der entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, verwendet werden kann.
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung der Erfindung, die mehrere als Beispiel dargestellte statische Mischerelemente zeigt, die dicht anliegend in einem Kanal aufgenommen sind und so einen statischen Mischer bilden, wobei die Abbildung unvollständig ist, um anzudeuten, daß eine viel größere Anzahl von Elementen eingesetzt sind, als tatsächlich abgebildet sind.
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung der Vorrichtung der Erfindung, die eine Vorrichtung zeigt, in der die Mischerelemente von Fig. 2 verwendet sind, diese jedoch in dem Kanal nicht anliegend aufgenommen sind.
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen Abwandlung der Vorrichtung, die mehrere statische Mischerelemente eines anderen beispielhaften Typs zeigt, wobei die Abbildung unvollständig ist, um anzudeuten, daß eine viel größere Anzahl von Elementen vorhanden sind, als tatsächlich abgebildet sind.
Fig. 4A ist eine perspektivische Darstellung eines statischen Mischerelements aus dem Mischer von Fig. 4.
Fig. 4B ist ein perspektivischer Querschnitt entlang der Linie 4B-4B von Fig. 3, wobei die Pfeile den Strömungsverlauf des Fluids anzeigen.
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines dritten alternativen statischen Mischers, der für die Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 6A ist eine perspektivische Darstellung eines mittleren oder zwischengeschalteten Mischerelements von Fig. 5 und zeigt die Gestaltung der durch das Element verlaufenden Durchflußkanäle.
Fig. 6B ist eine Ansicht der Unterseite des Mischerelements von Fig. 6A und zeigt noch näher die Gestaltung der Durchflußkanäle durch das Element.
Fig. 7A und 7B sind ähnliche Ansichten wie Fig. 6A und 6B, zeigen jedoch eines der Endelemente von Fig. 5.
Fig. 8A und 8B sind ähnliche Ansichten wie Fig. 7A und 7B, zeigen jedoch das andere Endelement von Fig. 5.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Schaumstoffmischanlage, die entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und sowohl einen dynamischen Mischer als auch einen statischen Mischer verwendet; und
Fig. 10 ist eine schematische Seitenansicht der Mischanlage von Fig. 9, wobei ein bevorzugter statischer Mischer der Anlage näher dargestellt ist, der dem Mischer von Fig. 3 entspricht.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine Schaumstoffmischanlage 2, die eine geeignete Anlage ist, in die der statische Mischer entsprechend der vorliegenden Erfindung integriert sein kann. Das Aufbauprinzip der Anlage 2 ist in der US-A-5,056,034 ausführlicher dargestellt und beschrieben. Bei der Anlage 2 werden der Gas- und der Polymerzustrom zu einem statischen Mischer 3 gesteuert geführt, der erfindungsgemäß aufgebaut ist, wie im folgenden noch näher erläutert wird. Der statische Mischer 3 fördert eine Lösung aus Polymer und Gas zu einer Abgabepistole 20, nachdem ihm flüssiges Polymermaterial und Gas aus einer Schüttgutquelle 22 bzw. über einen Gasanschluß 24 zugeführt worden sind. Die Anlage 2 beinhaltet außerdem einen digitalen Durchflußmesser 4, eine Steuereinheit 5 sowie einen Druckregler 6, einen Massendurchsatz- bzw. Massendurchflußmesser und ein Ventil 7. Der digitale Durchflußmesser 4 liefert Ausgangsimpulse zur Steuereinheit 5, und die Steuereinheit 5 verarbeitet außerdem Signale vom Massendurchsatzmesser und vom Ventil 7, wie in der US-A-5,056,034 näher beschrieben ist. Die Steuereinheit 5 ist eine Steuerung mit Mikroprozessor und hat mehrere Eingänge 8, an denen die Bedienperson das programmierte Gas/Polymer-Verhältnis, den Polymerdurchflußbereich und den Gasdurchflußbereich einstellen kann.
Zwar kann die Erfindung in vielfältiger Form ausgeführt werden, jedoch zeigen die drei beispielhaften Verschäumungsanlagen der Fig. 2 bis 4 den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung der Erfindung. Im einzelnen zeigt Fig. 2 eine Vorrichtung 10, die mehrere statische Mischerelemente 12 beinhaltet, die dichtsitzend in einem Kanal 14 aufgenommen sind, so daß praktisch keine Lücke zwischen den Außenkanten oder - punkten 12c der Elemente 12 und der Innenwand 14a des Kanals 14 vorhanden ist. Die statischen Mischerelemente 12 bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind in herkömmlicher Weise gestaltete, schraubenförmige Elemente mit Rechts- und Linkssteigung, die gekrümmte, flache Elemente aufweisen, die sich in Längsrichtung innerhalb des Kanals 14 erstrecken. Jedes der Elemente 12 weist eine Krümmung auf, um die Richtung des Materialflusses durch den Kanal 14 umzukehren. Die Vorderkante 12a und die Hinterkante 12b benachbarter Elemente 12 sind in einem größeren Winkel zueinander angeordnet, wobei der 90º-Winkel bevorzugt ist. Elemente dieser Art können von verschiedenen Herstellern, beispielsweise von der Kenics Corporation, bezogen werden. Die aufeinanderfolgenden Elemente 12 sowie der Kanal 14 sind in Fig. 2 aufgebrochen dargestellt, so daß nur ein sehr kleiner Teil der tatsächlich vorhanden Anzahl an Elementen 12 und nur ein sehr kleiner Teil der Länge des Kanals 14 abgebildet sind. Um einen qualitativ hochwertigen, geschlossenzelligen Schaum zu erhalten, beträgt die tatsächliche Mindestanzahl der schraubenförmigen Elemente 12 entsprechend Fig. 2 und 3 etwa 90 bei einem Material wie Plastisol, wobei die besten Ergebnisse mit einer Mindestanzahl zwischen 150 und 200 Elementen erzielt werden, wie im folgenden und bei den Beispielen noch näher erläutert wird. Die genaue Anzahl der Elemente ist abhängig von dem zu verschäumenden Material.
Die Elemente 12 sind an ihren benachbarten Vorder- und Hinterkanten 12a bzw. 12b vorzugsweise physisch miteinander verbunden, indem sie zusammen geformt werden, und zwar in Gruppen einer vorgegebenen Anzahl, beispielsweise in Zehnergruppen. Benachbarte Elemente 12, die nicht physisch miteinander verbunden sind, werden zur Aufrechterhaltung einer guten Durchmischung vorzugsweise so in dem Kanal 14 angeordnet, daß die Vorderkante 12a des einen Elements die Hinterkante 12b des nächsten Elements berührt. Der Kanal 14 kann entweder starr oder flexibel sein. Ist der Kanal 14 flexibel, trägt die Verwendung getrennter Gruppen von miteinander verbundenen Elementen dazu bei, daß der Kanal 14 bei Bedarf gekrümmt werden kann, beispielsweise während eines Abgabevorgangs.
Ein Ende des Kanals 14 kann an die Abgabepistle 20 angeschlossen sein, während das gegenüberliegende Ende des Kanals 14 zum Betrieb an die unter Druck stehende Schüttgutquelle 22 angeschlossen ist, die eine Pumpe zum zwangsweisen Einspeisen von Polymermaterial in den Kanal 14 beinhaltet. Die in Fig. 1 bis 4 abgebildete Abgabepistole 20 kann je nach den speziellen Anforderungen der Anwendung natürlich viele verschiedene Formen aufweisen. Beispielsweise können Abgabepistolen oder -düsen verwendet werden, die verschiedene Sprühmuster oder Wülste erzeugen. Gas wird von einer Gasquelle 24 aus, die das Gas in den Kanal 14 einspritzt, vorzugsweise koaxial in den Kanal 14 eingespeist. Bei Plastisolen und Urethanen wie Dynafoam sollte das Polymer unter einem Druck eingespeist werden, der gleich oder größer 6,85 N/mm² (1000 psi) ist, vorzugsweise unter einem Druck zwischen etwa 9,60 N/mm² (1400 psi) und etwa 20,5 N/mm² (3000 psi). Bei Silikonen wurden gute Schaumprodukte bei Einspeisungsdrücken von 6,85 N/mm² (1000 psi) erzielt, es wird jedoch angenommen, daß gute Ergebnisse auch bei Einspeisungsdrücken von 4,8 N/mm² (700 psi) oder darüber erzielt werden können. Das Gas kann unter einem Druck eingespeist werden, der etwa 0,685 N/mm² (100 psi) über dem Druck des Polymers liegt, so daß zurückfließendes Polymer nicht in den Gaseinlaß gelangt. Vorzugsweise ist zwischen der Gasquelle 24 und dem Einlaßende 11 des Kanals 14 ein Rückschlagventil (nicht abgebildet) vorgesehen, um einen Polymerrückfluß zu verhindern.
Eine Alternative zu dem in Fig. 2 gezeigten dicht anliegenden Einbau der Elemente 12 zeigt Fig. 3, wo gleiche Elemente der Alternativen 1 und 2 jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen sind.
Im einzelnen beinhaltet die Vorrichtung 10' der zweiten Ausführungsform mehrere Mischerelemente 12, die in einem Kanal 14 aufgenommen sind. Die Elemente 12 haben die gleiche schraubenförmige Form wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 2. Der grundlegende Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß zwischen den Außenkanten oder -punkten 12c der Elemente 12 und der Innenwand 14a des Kanals 14 ein Spalt 16 vorhanden ist. Bei zentrisch innerhalb des Kanals 14 angeordneten Elementen 12 kann der Spalt 16 etwa 10 bis 30% des Innenradius des Kanals 14 betragen. Der Außendurchmesser der Elemente 12 kann mit anderen Worten 70 bis 90% des Innendurchmessers des Kanals 14 betragen. Bei den nachfolgenden Beispielen hatten der Kanal 14 einen Innendurchmesser von 1,252 cm (0,493") und die Elemente 12 einen Außendurchmesser von 0,940 cm (0,370"), um einen Abstand von 0,312 cm (0,123") zu schaffen. Bei den Beispielen, für die der Mischer von Fig. 3 verwendet wurde, betrug der Spalt 16 daher 0,156 cm (0,0615") oder etwa 25% des Innenradius des Kanals 14. Ein Aufpreßring oder sonstiger Innenflansch 18 sorgt am Hinterende der Reihe von statischen Mischerelementen 12 für deren Halt im Kanal 14. Die Vorrichtung 10' beinhaltet außerdem die Abgabepistole 20, die Schüttgutquelle 22 und den Gasanschluß 24, die beispielsweise Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Schaumabgabeanlage 2 beinhalten.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 30, die entsprechend der Erfindung aufgebaut ist, bei der jedoch ein andersartiger statischer Mischer verwendet ist. Die Vorrichtung 30 umfaßt mehrere statische Mischerelemente 32, die in einem Kanal 34 aufgenommen sind. Wie die statischen Mischerelemente 12 von Fig. 2 und 3 haben die Elemente 32 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und sind mit "dichtem" Sitz im Kanal 34 aufgenommen. Die Elemente 32 werden von Stangen 36, 38 gebildet, die sich in einem Winkel von 45º zur Längsachse des Kanals 34 kreuzen. Benachbarte Elemente 32 sind relativ zueinander um 90º gegenüber der Längsachse des Kanals 34 gedreht und sind vorzugsweise in vorgegebener Anzahl oder Gruppen, beispielsweise in Zweiergruppen, physisch miteinander verbunden, beispielsweise zusammengeschweißt. Die Elemente 32 werden von der Koch Engineering Co., Inc. unter dem Namen SMC verkauft. Der Kanal 34 kann starr oder biegsam sein, und wenn er biegsam ist, trägt die Verwendung getrennter Gruppen miteinander verbundener Elemente dazu bei, daß der Kanal 34 während eines Abgabevorgangs gekrümmt werden kann.
Wie bei den Abbildungen von Fig. 2 und 3 sind sowohl die Reihe der Elemente 32 als auch der Kanal 34 in Fig. 4 aufgebrochen gezeichnet, so daß nur ein kleiner Teil der tatsächlich vorhandenen Anzahl von Elementen 32 und nur ein kleiner Teil der Länge des Kanals 34 abgebildet ist. Um einen qualitativ hochwertigen, geschlossenzelligen Schaumstoff zu erzielen, muß eine Mindestanzahl von etwa 30 Elementen, die ähnlich wie bei Fig. 4 sich kreuzende Stangen sind, vorhanden sein, wobei bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn mehr als 40 Elemente vorhanden sind. Wiederum hängt die genaue Anzahl von Elementen von dem zu verschäumenden Material ab.
Wie bei den beschriebenen Anlagen, in denen schraubenförmige Elemente verwendet sind, ist vorzugsweise ein Ende des Kanals 34 mit der Abgabepistole 20 verbunden, während das gegenüberliegende Ende mit der unter Druck stehenden Schüttgutquelle 22 zum zwangsweisen Einspeisen von Polymermaterial in den Kanal 34 verbunden ist. Außerdem wird von der Gasquelle 24 unter Druck stehendes Gas koaxial in den Kanal 34 eingespritzt. Bei Plastisolen und Urethanen wie Dynafoam sollte das Polymer unter einem Druck von mehr als 6,85 N/mm² (1000 psi) und vorzugsweise unter einem Druck zwischen etwa 9,60 N/mm² (1400 psi) und etwa 20,55 N/mm² (3000 psi) eingespeist werden. Das Gas wird unter einem Druck eingespeist, der um etwa 0,685 N/mm² (100 psi) höher ist als der Polymereinspeisedruck, es sei denn, es ist ein Rückschlagventil wie bei den Anlagen mit schraubenförmigen Elementen vorhanden.
Die Betriebsweise aller drei in Fig. 2 bis 4 abgebildeten Anlagen ist grundsätzlich im wesentlichen die Gleiche, jedoch wird die Betriebsweise unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, da der nicht anliegende Einbau der Elemente 12 einen einzigartigen Mischvorgang bewirkt. Flüssiges Polymermaterial wie Plastisol wird von der unter Druck stehenden Schüttgutmaterialquelle 22 zwangsweise unter einem Druck größer 6,85 N/mm² (1000 psi), vorzugsweise im Bereich zwischen 9,60 N/mm² (1400 psi) und 20,55 N/mm² (3000 psi), in das Einlaßende 11 des Kanals 14 eingespeist. Gleichzeitig wird ein Gas, beispielsweise Luft, zwangsweise in das Einlaßende 11 des Kanals 14 eingespeist, woraufhin die Lösung aus Gas und flüssigem Polymermaterial zwangsweise durch den Kanal 14 bewegt wird (in Fig. 3 nach links), und zwar durch die statischen Mischerelemente 12 hindurch, die das Gas und das Polymermaterial kontinuierlich teilen. Ein Teil des Gases und des flüssigen Polymermaterials wandert auch entlang des Spalts 16, ohne durch die Elemente 12 geteilt zu werden, und es wird angenommen, daß dieser Teil somit entlang einer Strecke von anderer Länge wandert als das Material, das durch die Elemente 12 geteilt wird. Es wird angenommen, daß wegen der unterschiedlich langen Strecken zusätzlich zur Teilung im Querschnitt, die durch die Elemente 12 erfolgt, eine Längsdurchmischung stattfindet. Dieses Durchmischen erfolgt, bis das Gas homogen in Form kleiner Bläschen im flüssigen Polymer dispergiert ist. Die Lösung aus Gas und Polymermaterial wird dann von der Pistole 20 abgegeben und schäumt beim Kontakt mit einem Substrat auf. Somit wird ein qualitativ hochwertiger geschlossenzelliger Schaum erzeugt, dessen Form von der Art der bei der speziellen Anwendung eingesetzten Abgabepistole 20 abhängt.
Obwohl in den beigefügten Abbildungen der Mischer so dargestellt ist, daß die statischen Mischerelemente und der Fließweg der Lösung horizontal verlaufen, ist diese Verlaufsrichtung nicht entscheidend. Der Mischer könnte beispielsweise auf einer vertikalen Achse angeordnet werden, wobei entweder das verfahrensaufwärts oder das verfahrensabwärts gelegene Ende höher gelegen ist, oder auch in einer dazwischenliegenden Ausrichtung, da die Polymer/Gas-Lösung das Innere des Kanals ausfüllt.
Beim statischen Mischen wird der Grad, in dem zwei Stoffe miteinander vermischt werden, gelegentlich durch die theoretische Anzahl von Lagen ausgedrückt, die von den Mischerelementen gebildet werden. Die Hersteller von statischen Mischerelementen liefern im allgemeinen eine Formel zur Bestimmung der theoretischen Anzahl der Lagen, die bei einer gegebenen Anzahl eines bestimmten Mischerelements gebildet werden. Natürlich ändert sich die Anzahl der bei der Erfindung erforderlichen statischen Mischerelemente je nach der theoretischen "Mischleistung" des jeweiligen Mischerelements, wobei im allgemeinen eine größere Anzahl von Elementen erforderlich ist, wenn Elemente von geringerer Mischleistung verwendet werden, und eine geringere Anzahl von Elementen, wenn Elemente von relativ höherer Mischleistung verwendet werden. Allerdings hat sich durch Versuche und die dabei angestellten Berechnungen auf der Basis von Mischerelementen von unterschiedlicher Form und Mischleistung unerwartet gezeigt, daß mindestens etwa 10²&sup7; theoretische Lagen erforderlich sind, um durch Vermischen von Gas mit viskosen, flüssigen Polymeren qualitativ hochwertigen Schaum wie Kleber, Dichtungsmassen und Nahtdichtungen herzustellen. Erläuternde Beispiele für derartige Berechnungen finden sich im folgenden.
Die in Fig. 2 und 3 abgebildeten schraubenförmigen Mischerelemente 12 teilen den Fluidstrom theoretisch in eine Reihe von Lagen entsprechend der Formel
2n
wobei n die Anzahl der Elemente 12 wiedergibt. 90 derartige Elemente teilen daher den Strom gemäß vorstehender Formel theoretisch in etwa 10²&sup7; Lagen.
Ein anderer statischer Mischer, der Mischer Typ ISG von Ross, ist in Bezug auf die Anzahl von Lagen, die pro Element gebildet werden, etwas leistungsfähiger und teilt den Strom gemäß folgender Formel in eine Anzahl von Lagen:
2(4)n
wobei n wieder die Anzahl der Elemente wiedergibt. Bei Verwendung der Ross- Mischerelemente teilen daher 46 Elemente den Strom in etwa 5 · 10²&sup7; Lagen.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist der Ross-Mischer vom Typ ISG Mischerelemente 42, 44, 46 auf, wobei die Elemente 44 und 46 Endelemente sind und das Element 42 ein Zwischenelement ist. Wie aus nachstehendem Beispiel 4 zu ersehen ist, gibt es viele Zwischenelemente 42, die zwischen den Endelementen 44 und 46 in einem Kanal aufgenommen sind. Jedes der Elemente 42, 44 und 46 enthält vier Durchflußkanäle, die so gestaltet sind, daß Flüssigkeit beim Durchströmen des Mischers 40 gemischt wird. Das Zwischenelement 42 enthält die Durchflußkanäle 48, und die Endelemente 44, 46 enthalten jeweils die Durchflußkanäle 50, 52. Die Anordnung der Durchflußkanäle 48, 50, 52 ist am besten in Fig. 6A und 6B bzw. 7A und 7B bzw. 8A und 8B dargestellt. Wie zu erkennen ist, dient die Anordnung und Gestaltung der Durchflußkanäle 48 im Zwischenelement 42 dazu, eine Flüssigkeit, die durch mehrere derartige Elemente 42 fließt, zu mischen, indem die Flüssigkeit innerhalb eines Durchflußkanals von einem Außen- oder Randbereich des Elements 42 auf dessen einer Seite zu einem Innen- oder Mittenbereich des Elements 42 auf der anderen Seite geleitet wird.
Der in Fig. 4 abgebildete statische Mischer, der von der Koch Engineering Co., Inc. unter der Bezeichnung SMXTM verkauft wird, ist hinsichtlich der Anzahl der pro Element gebildeten Lagen noch leistungsfähiger und teilt den Strom gemäß folgender Formel in eine Reihe von Lagen:
16n/2
wobei n wieder die Anzahl der Elemente wiedergibt. Von den Koch-Mischerelementen werden daher lediglich 23 Stück benötigt, um den Strom in etwa 2,5 · 10²&sup7; Lagen zu teilen.

Beispiele 1 bis 12

Vorrichtung

Die nachstehenden Beispiele 1 bis 12 wurden mit statischen Mischern durchgeführt, die im wesentlichen so gestaltet waren, wie in Fig. 2, 3 oder 4 gezeigt, wobei bei Beispiel 4 Ross-Mischerelemente des oben erwähnten Typs verwendet wurden. Die Vorrichtung gemäß Fig. 2, die schraubenförmige Mischerelemente mit "dichtem" Sitz innerhalb eines Kanals hat, wurde für die Beispiele 1 und 9 verwendet, während die Vorrichtung von Fig. 3, die schraubenförmige Mischerelemente mit "nicht anliegendem" Sitz hat, für die Beispiele 2, 3, 7 und 10 verwendet wurde. Die Ross- Mischerelemente sowie die in Fig. 4 gezeigten Koch-Mischerelemente wurden beide bei den entsprechenden Beispielen in Kanälen mit "dichtem" Sitz verwendet.
Die statischen Mischer wurden sämtlich in einer Anlage eingesetzt, die im wesentlichen der schematischen Darstellung von Fig. 1 entsprach. Dabei wurde als Steuerung der Prozessor FoamMixTM Baureihe 9400, des Herstellers Nordson Corp., Westlake, Ohio, der die Erfindung erworben hat, verwendet. Bei Verwendung dieser Steuerung wird ein Gasanteilindexwert in das System einprogrammiert, der der theoretischen Dichteverringerung des Polymers entspricht. Im Einzelfall ist die theoretische Dichteverringerung das Achtfache des Gasanteilindexwerts. Anteilseinstellungen von 2,0 und 4,0, wie sie bei den folgenden Beispielen 1 bis 12 vorgenommen wurden, entsprechen beispielsweise einer theoretischen Dichteverringerung von 16 bzw. 32%. Wie im folgenden noch aufgezeigt wird, weicht die tatsächliche Dichteverringerung oft von der theoretischen Dichteverringerung ab.
Die bei den Beispielen 1 bis 12 verwendeten Kanäle bestanden aus Edelstahl. Der für die Beipiele mit "dichtem" Sitz verwendete Kanal mit schraubenförmigen Mischerelementen hatte einen Außendurchmesser von 1,372 cm (0,540") und einen Innendurchmesser von 1,285 cm (0,506"). Die schraubenförmigen statischen Mischerelemente, die bei den Beispielen mit "dichtem" Sitz verwendet wurden, hatten einen Außendurchmesser von 1,257 cm (0,495"). Der für die Beispiele mit "nicht anliegendem" Sitz verwendete Kanal hatte einen Außendurchmesser von 1,715 cm (0,675") und einen Innendurchmesser von 1,252 cm (0,493"). Die für die Beispiele mit nicht anliegendem Sitz verwendeten statischen Mischerelemente hatten einen Außendurchmesser von 0,940 cm (0,370"). Der Kanal, der für das Beispiel mit Ross- Mischerelementen verwendet wurde, hatte einen Außendurchmesser von 3,175 cm (1,25") und einen Innendurchmesser von 2,565 cm (1,010"). Die statischen Ross- Mischerelemente hatten einen Außendurchmesser von 2,464 cm (0,970"). Der für das Beispiel mit Koch-Mischerelementen verwendete Kanal hatte einen Außendurchmesser von 1,715 cm (0,675") und einen Innendurchmesser von 1,275 cm (0,502"). Die statischen Koch-Mischerelemente hatten einen Außendurchmesser von 1,219 cm (0,480"). Bei allen Beispielen wurde eine Düse zur Abgabe eines Wulstes aus geschlossenzelligem Schaumstoff verwendet.

Beispiel 1

Die Vorrichtung von Fig. 2, die die vorgenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen von Plastisol (Nr. ESBM4G252-B) des Herstellers Coat-It Co. verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 20,55 N/mm² (3000 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 20,55 N/mm² (3000 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 2,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 198 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 4,65 N/mm² (678 psi) und der Düsendruck 3,72 N/mm² (543 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 820 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 37%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 2

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung, die die obengenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 15,07 N/mm² (2200 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 15,07 N/mm² (2200 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 2,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 96 statische Mischerelemente nicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,30 N/mm² (189 psi) und der Düsendruck 5,01 N/mm² (732 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 733 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 36 %. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 3

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung, die die obengenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 9,59 N/mm² (1400 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 1200 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 9,59 N/mm² (1400 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 4,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 192 statische Mischerelemente nicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 2,47 N/mm² (360 psi) und der Düsendruck 2,77 N/mm² (404 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 1232 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 51 %. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 4

Zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols wurde eine Vorrichtung verwendet, die im wesentlichen der Abbildung von Fig. 2 entsprach, bei der jedoch die oben beschriebenen Ross-Mischerelemente verwendet wurden. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 20,55 N/mm² (3000 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur und unter einem geringfügig höheren Druck als 20,55 N/mm² (3000 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 4,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 120 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 5,41 N/mm² (790 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 849 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 39%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 5

Es wurde eine Vorrichtung gemäß Fig. 4 verwendet, um das Plastisol von Beispiel 1 zu verschäumen. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 20,55 N/mm² (3000 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 20,55 N/mm² (3000 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 4,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 42 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,92 N/mm² (280 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 930 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 37%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 6

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 15,07 N/mm² (2200 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 15,07 N/mm² (2200 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 2,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 30 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,60 N/mm² (234 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 870 cm³/m. Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 27%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 7

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung, die die obengenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen von DOW 732 Aluminiumsilikon RTV verwendet. Das Silikon wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 8,08 N/mm² (1180 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 88 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde N2 bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 8,08 N/mm² (1180 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 6,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 192 schraubenförmige Mischerelemente nicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 6,37 N/mm² (930 psi). Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Silikons betrug etwa 48%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Beispiel 8

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung wurde zum Verschäumen von DOW 732 Aluminiumsilikon RTV verwendet. Das Silikon wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 9,67 N/mm² (1411 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 220 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde N&sub2; bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 9,67 N/mm² (1411 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 8,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 32 Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 5,49 N/mm² (802 psi). Das aus der Düse ausströmende fertige Produkt war ein zusammenhängender, cremiger, sehr homogener Schaum mit kleinen, darin enthaltenen Bläschen. Die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Silikons betrug etwa 53%. An der Düse trat weder "Husten" noch "Spucken" auf.

Vergleichsbeispiel 9

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung, die die obengenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 4,11 N/mm² (600 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 4,11 N/mm² (600 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 2,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 102 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,51 N/mm² (220 psi) und der Düsendruck 0,12 N/mm² (17,4 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 704 cm³/m und die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 25%. An der Düse wurde reichlich "Husten" und "Spucken" beobachtet, was zu einem ungleichmäßigen Austrag des verschäumten Plastisols führte. Die weniger zufriedenstellenden Ergebnisse dieses Beispiels wurden sowohl dem relativ niedrigen Mischereinspeisedruck des Plastisols als auch einer unzureichenden Anzahl von dicht im Kanal aufgenommenen Mischerelementen zugeschrieben.

Vergleichsbeispiel 10

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung, die die vorgenannten physikalischen Parameter aufwies, wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 15,07 N/mm² (2200 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 1200 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 15,07 N/mm² (2200 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 4,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 96 statische Mischerelemente nicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,16 N/mm² (169 psi) und der Düsendruck 10,55 N/mm² (1540 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 1100 cm³/m, und die Dichteverringerung des mit dieser Vorrichtung verschäumten Plastisols betrug etwa 46%. An der Düse wurde ein geringfügig ungleichmäßiger Materialaustrag beobachtet.

Vergleichsbeispiel 11

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 15,07 N/mm² (2200 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 15,07 N/mm² (2200 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 4,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 12 statische Mischerelemente dicht aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 0,48 N/mm² (70 psi). Der Druck an der Düse betrug 3,08 N/mm² (450 psi) und die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 733 cm³/m. Die Dichteverringerung des bei diesem Beispiel verschäumten Plastisols betrug etwa 40%. An der Düse war reichlich "Husten" und "Spucken" festzustellen, was zu unbefriedigenden Ungleichmäßigkeiten im Austrag führte. Dies wurde hauptsächlich der unzureichenden Anzahl von Elementen im Mischer zugeschrieben.

Vergleichsbeispiel 12

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung wurde zum Verschäumen des bei Beispiel 1 verwendeten Plastisols verwendet. Das Plastisol wurde bei Zimmertemperatur unter einem Druck von 9,59 N/mm² (1400 psi) und mit einer Fließgeschwindigkeit von 700 cm³/m in den Mischereinlaß eingespeist. Als Gas wurde Luft bei Zimmertemperatur unter einem geringfügig höheren Druck als 9,59 N/mm² (1400 psi) durch ein Rückschlagventil am Gaseinlaß des Mischers eingespeist. Der Gasanteilindexwert wurde mit 2,0 einprogrammiert. In dem Kanal waren 30 statische Mischerelemente dicht anliegend aufgenommen. Der Druckabfall entlang des Mischers betrug 1,20 N/mm² (175 psi). Die Fließgeschwindigkeit an der Düse betrug 615 cm³/m. Die Dichteverringerung des bei diesem Beispiel verschäumten Plastisols betrug etwa 18%. An der Düse war in geringem Umfang "Husten" und "Spucken" festzustellen, was zu geringfügigen Ungleichmäßigkeiten im Austrag führte. Die relativ geringe Dichteverringerung und die geringfügigen Ungleichmäßigkeiten im Austrag wurden hauptsächlich auf eine nur knapp ausreichende Anzahl von Elementen im Mischer zurückgeführt.
Fig. 9 zeigt eine Schaummischanlage 2', die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und ein Schaumabgabesystem beinhaltet, bei dem die statische Mischvorrichtung in Reihe mit einer dynamischen Mischvorrichtung geschaltet ist, um qualitativ hochwertigen Schaum ohne Husten und Spucken und mit Fließgeschwindigkeiten, die deutlich höher sind als die mit der dynamischen Mischvorrichtung oder der statischen Mischvorrichtung allein erzielbaren, zu erzeugen. Abgesehen vom Einbau der Erfindung in die Anlage 2' ist die allgemeine Gestaltung der Anlage 2' in dem oben zum Bestandteil dieser Beschreibung gemachten US-Patent 5,056,034 ausführlicher abgebildet und beschrieben. Eine ausführliche Erläuterung der Anlage 2' wird für nicht erforderlich gehalten, soweit es nicht um die Unterschiede zu der oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Anlage 2 geht, da die meisten Komponenten dieselben sind.
Wie in Fig. 9 gezeigt, liegt der Hauptunterschied darin, daß die Anlage 2' einen dynamischen Mischer 3a enthält, der ein Mischer des im Patent '631 beschriebenen Typs, insbesondere ein Mischer, der unter der Bezeichnung FoamMixTM A/T von der Nordson Corporation, Westlake, Ohio, verkauft wird, sein kann. Im einzelnen erhält der dynamische Mischer 3a flüssiges Polymermaterial und Gas aus den entsprechenden Quellen 22, 24. Das flüssige Polymermaterial wird durch einen Durchflußmesser 4 und das Gas durch einen Massendurchsatzmesser und ein Ventil 7, wie oben beschrieben, eingespeist. Nach dem Durchtritt durch den dynamischen Mischer 3a wird die Lösung aus Gas und Polymermaterial durch einen statischen Mischer 3b geleitet, der statische Mischerelemente von beliebiger geeigneter Form enthalten kann. Der statische Mischer 3b durchmischt die Lösung aus Gas und Polymermaterial weiter, bis keine großen Gasblasen mehr vorhanden sind, die an der Abgabepistole 20 zum Husten und Spucken führen könnten.

Claims

1. Vorrichtung zum Mischen von Gas mit einem viskosen Polymermaterial innerhalb eines Kanals zur Erzeugung von geschlossenzelligem Schaummaterial, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Pumpe, die das Polymermaterial unter Druck durch den Kanal fördert, Mittel zum Einspritzen von unter Druck stehendem Gas in das Polymermaterial und einen statischen Mischer mit statischen Mischerelementen, um das Gas in dem Polymermaterial zu einer homogenen Lösung zu mischen, wobei der statische Mischer ein Einlaßende sowie ein Auslaßende aufweist und verfahrensabwärts von der Pumpe sowie den Mitteln zum Einspritzen des unter Druck stehenden Gases in dem Kanal aufgenommen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzmittel das unter Druck stehende Gas verfahrensabwärts von der Pumpe in das innerhalb des Kanals befindliche Polymermaterial einspritzen, und

a) daß die statischen Elemente entweder eine ausreichende Zahl an schraubenförmigen Elementen, die durch den statischen Mischer in der Weise aufgenommen sind, daß die Außenkanten der schraubenförmigen Elemente genauestens gegen eine Innenwand des Kanals dieses statischen Mischers passen und daß sich die schraubenförmigen Elemente entlang einer Längsachse des Kanals erstrecken, um den Fluidstrom in ca. 10²&sup7; bis 1,6 · 10&sup6;&sup0; Lagen bei einem einzelnen Durchgang durch den Mischer aufzuteilen, wie es durch die Formel der theoretischen Mischleistung für die schraubenförmigen Elemente definiert ist, oder eine ausreichende Zahl an Mischelementen, die die Formel der theoretischen Mischleistung 2(4)n zeigen, wobei n die Zahl der Elemente ist, aufweisen, welche sich entlang einer Längsachse des Kanals erstrecken, um den Fluidstrom in ca. 10²&sup7; bis 3,53 · 10&sup7;² Lagen bei einem einzelnen Durchgang durch den Mischer aufzuteilen,

b) daß die statischen Mischerelemente etwa 90 bis 200 schraubenförmige Elemente aufweisen, die sich in Längsrichtung innerhalb des Kanals erstrecken, wobei jedes Element eine Krümmung aufweist, um die Richtung des Materialflusses durch den Kanal umzukehren, und wobei Vorder- sowie Hinterkanten benachbarter Elemente in einem größeren Winkel zueinander angeordnet sind, oder

c) daß der statische Mischer mindestens 30 statische Mischerelemente umfaßt, wobei sich die statischen Mischerelemente entlang der Längsachse des Kanals erstrecken und jedes Mischerelement mehrere Stangen aufweist, die sich in einem Winkel von 45º zur Längsachse des Kanals kreuzen, und wobei benachbarte Elemente um 90º gegeneinander gedreht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Elemente gemäß 1b) in dem statischen Mischer so aufgenommen sind, daß zwischen den Außenkanten der Elemente und der Innenwand des statischen Mischers ein Spalt verbleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Außendurchmesser der Elemente etwa 70 bis 90% des Innendurchmessers des statischen Mischers mißt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Außendurchmesser der Elemente etwa 75% des Innendurchmessers des statischen Mischers mißt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der statische Mischer einen Kanal aufweist und bei der die Innenwand des statischen Mischers eine Innenwand dieses Kanals ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die schraubenförmigen Mischerelemente gemäß 1a) eine theoretische Mischleistung haben, die sich nach der Formel 2n bestimmt, wobei n die Anzahl der Mischerelemente angibt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Anzahl der statischen Mischerelemente gemäß 1b) zwischen 150 und 200 liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Anzahl der statischen Mischerelemente gemäß 1c) mindestens etwa 40 beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend einen dynamischen Mischer, der in Reihe mit dem statischen Mischer geschaltet ist, um zwischen den beiden einen Fluidstrom zu ermöglichen, wobei die Pumpe entweder an den dynamischen Mischer oder an den statischen Mischer angeschlossen ist, um das Polymermaterial unter Druck zu dem dynamischen Mischer bzw. dem statischen Mischer zu fördern.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Polymermaterial unter mindestens etwa 6,85 N/mm² (1000 psi) in den Einlaß des statischen Mischers eingespeist wird.

11. Verfahren zum Herstellen eines geschlossenzelligen Schaummaterials durch Bilden einer homogenen Dispersion von Gas in einem flüssigen Polymermaterial, dessen Viskosität mindestens etwa 2 Ns/m² (2000 cps) beträgt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Einspeisen des Polymermaterials in einen Einlaß eines statischen Mischers unter vorgegebenem Druck, wobei der statische Mischer einen Kanal aufweist, der mehrere Mischerelemente enthält;

Einspritzen von unter Druck stehendem Gas in das Polymermaterial, um ein Gemisch aus dem Gas und dem Polymermaterial zu bilden; Hindurchführen des Gemischs in einem einzigen Durchgang durch den statischen Mischer, bis das Gas im Polymermaterial homogen dispergiert ist; und Austragen des Gemischs aus dem statischen Mischer zur Bildung eines Schaummaterials von geschlossenzelliger Struktur,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Hindurchführens des Gemischs durch den statischen Mischer eine Dichteverringerung des Polymermaterials um mindestens etwa 30% bewirkt und beinhaltet, daß das Gemisch in einem einzigen Durchgang durch den statischen Mischer geführt wird, bis entweder die Mischung in 10²&sup7; bis 1,6 · 10&sup6;&sup0; Lagen aufgeteilt worden ist, die durch die Formel der theoretischen Mischleistung für die schraubenförmigen Elemente bestimmt ist, wenn der statische Mischer ein Reihenmischer mit schraubenförmigen Elementen ist, die durch den statischen Mischer in der Weise aufgenommen sind, daß die Außenkanten der schraubenförmigen Elemente dicht gegen eine Innenwand des Kanals des statischen Mischers sitzen, oder bis die Mischung in 10²&sup7; bis 3,53 · 10&sup7;² Lagen aufgeteilt worden ist, wie es durch die Formel der theoretischen Mischleistung bestimmt ist, wenn der statische Mischer ein Reihenmischer mit Mischelementen ist, die eine Formel der theoretischen Mischleistung von 2(4)n aufweisen, wobei n die Zahl der Elemente ist, wodurch eine Lösung aus dem Gas und dem Polymermaterial gebildet wird, oder beinhaltet, daß das Gemisch durch 90 bis 200 in dem Kanal enthaltene Mischerelemente des statischen Mischers geführt wird, wobei die Mischerelemente eine Reihe schraubenförmiger Elemente umfassen, die sich in Längsrichtung in dem Kanal erstrecken, wobei jedes Element eine Krümmung aufweist, um die Richtung des Materialflusses durch den Kanal umzukehren, und wobei Vorder- und Hinterkanten benachbarter Elemente in einem größeren Winkel zueinander angeordnet sind, oder beinhaltet, daß das Gemisch durch mindestens etwa 30 in dem Kanal enthaltenne Mischerelemente des statischen Mischers hindurchgeführt wird, wobei die Mischerelemente entlang der Längsachse des Kanals erstrecken und mehrere Stangen aufweisen, die sich in einem Winkel von 45º zur Längsachse des Kanals kreuzen, und wobei benachbarte Elemente um 90º zueinander gedreht sind.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Gemisch durch einen statischen Reihenmischer geführt wird, bis das Gas homogen in dem Polymermaterial dispergiert ist in Form einer Lösung, die Mikrobläschen enthält, wodurch eine Dichteverringerung des Polymermaterials um mindestens etwa 40% bewirkt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Gemisch durch einen statischen Reihenmischer geführt wird, bis das Gas homogen in dem Polymermaterial dispergiert ist in Form einer Lösung, wodurch eine Dichteverringerung des Polymermaterials um mindestens etwa 50 % bewirkt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das Gemisch durch einen statischen Reihenmischer geführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welches beinhaltet, daß das Gemisch querschnittsweise in mehrere Fließpfade geteilt wird und durch Bereitstellen unterschiedlicher Fließpfade, entlang welcher sich Teile des Gemischs in Längsrichtung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen, weiter gemischt wird, während die Teile kontinuierlich erneut mit anderen Teilen des Gemischs vermischt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, welches weiter beinhaltet, daß das Polymermaterial in das Einlaßende entweder eines dynamischen Mischers oder des statischen Mischers, die hintereinandergeschaltet sind, eingespeist wird und daß das Gemisch durch den dynamischen Mischer und den statischen Mischer hindurchgeführt wird, um eine Lösung aus dem Gas und dem Polymermaterial zu bilden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der statische Mischer mit dem Auslaß des dynamischen Mischers verbunden ist und das Polymermaterial sowie das Gas zuerst in den dynamischen Mischer geführt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem der Schritt des Förderns des Polymermaterials außerdem das Fördern eines Polymermaterials umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Plastisolen, Silikonen, Butylen und Urethanen.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem das Polymermaterial unter einem Druck von mehr als etwa 6,85 N/mm² (1000 psi) zwangsweise in den Einlaß des statischen Mischers eingespeist wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem das Polymermaterial eine Viskosität größer etwa 10 Ns/m² (10.000 cps) hat.