Reaktivkunststoff

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoff wobei die Reaktivkomponenten in einem Sprühkanal in mehreren Ebenen mit Hilfe von Mischgasen miteinander vermischt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, mit der ein entsprechendes Verfahren ermöglicht wird.

Die Verwendung unterschiedlicher Reaktivkunststoffe zur Herstellung von Formteilen ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Wenn es darum geht einen Reaktivkunststoff auf ein Substrat aufzubringen, hat sich zumeist das Sprühen als Auftragstechnik durchgesetzt. Als Reaktivkunststoff werden häufig Polyurethane verwendet, wobei die beschriebenen Techniken auch für andere Reaktivkunststoffe anwendbar sind.

Im Kunststoffhandbuch Band 7 Polyurethane/ Carl Hanser Verlag sind bezüglich solcher Sprühtechniken diverse Anwendungsbeispiele beschrieben.

Die Vermischung der flüssigen Reaktionskomponenten erfolgt bei der Polyurethan-Verarbeitung in einem Mischkopf, wobei zwischen Hochdruck- und Niederdruckvermischung unterschieden werden kann. Der Sprühauftrag wird in beiden Fällen über nachgeschaltete Zerstäubersysteme realisiert. Beim Niederdruckmischverfahren wird die zur Vermischung der Reaktionskomponenten notwendige Mischenergie über dynamische Rührwerke oder statische Mischelemente eingebracht. Die Volumen der Mischkammern sind im Vergleich zu Mischköpfen der Hochdruckvermischung relativ groß und müssen nach Beendigung des Mischprozesses mit geeigneten Spülmitteln oder Druckluft gereinigt werden. Insbesondere bei der Verarbeitung hochreaktiver Polyurethansysteme neigen solche Niederdruckmischköpfe bauartbedingt zu Mischkammerablagerungen und somit nach längerem Betrieb zum Verstopfen.

Beim Hochdruckmischverfahren wird die Druckenergie der

Reaktionskomponenten über Düsen in kinetische Energie umwandelt. Durch Eindüsen der Komponenten in eine vergleichsweise kleine Mischkammer wird die kinetische Energie räumlich konzentriert und zur Vermischung genutzt. Die Reinigung der Mischkammer erfolgt durch mechanische Stößel, wodurch kurzfristige Unterbrechungen des Sprühprozesses möglich sind. Dieser Vorzug ist ein Merkmal der Hochdruckmischköpfe und entscheidend für die Ausbildung gleich bleibender Schichtstärken bei robotergeführten Sprühprozessen, da sich unmittelbar vor den Wendepunkten der Roboterbahnen die Verfahrgeschwindigkeiten reduzieren und sich somit das Flächen- /Austragsverhältnis verändert. Die Möglichkeit einer kurzzeitigen Unterbrechung des Sprühauftrags erlaubt die Verlegung der Wendepunkte auf die Außenbereiche der zu besprühenden Flächen

Die dem Mischprozess nachgeschalteten Zerstäubersysteme dienen der Zerteilung des Reaktionsgemisches in Einzeltropfen. Für die Zerstäubung kommen Einstoffdüsen (Airless- Hochdruckzerstäubung) wie auch mit Zwei Stoff düsen äußerer und innerer Mischung (Druckgas- Zerstäubung) zum Einsatz. Der Vorteil von Zweistoffdüsen innerer Mischung liegt darin, dass sie relativ große Strömungsquerschnitte aufweisen, sodass auch grobpartikelhaltige Flüssigkeiten versprüht werden können. Ein weiterer Vorteil ist, das Viskositäts- oder Volumenstromänderungen einen weniger starken Einfluss auf die Geometrie des Sprühstrahls haben. Diese Eigenschaft ist für die Verarbeitung von feststoffbela denen Polyurethansystemen gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren von großer Bedeutung, da die Möglichkeit der variabel einstellbaren Feststoff an teile große Viskositätsveränderungen zur Folge hat.

Unterschiedliche Zerstäubersysteme sind auch im Stand der Technik beschrieben. Entsprechende Luft- und/oder Gaseinlassöffnungen im Strömungskanal sind beispielsweise aus US-A-3,923,253, DE 10 2007 016 785 Al oder US-A-6,131,823 bekannt.

Aus DE 27 00 488 Al ist eine Vorrichtung bekannt, in der aus zwei Zuführungsleitungen gegebenenfalls Reaktionsteilnehmer in ein Mischrohr geleitet. Das Mischrohr weist eine Reihe von Düsen Bl, Dl, B2 und D2 auf, die durch ein Hochdruckmedium, beispielsweise ein Gas, aber auch Komponenten des Hauptflüssigkeitsstroms in das Rohr eingebracht werden, die mit dem Hauptflüssigkeitsstrom gemischt werden. Die Düsen werden gegenläufig montiert, so dass eine Verwirbelung in dem Mischrohr stattfindet.

Für viele Anwendungen ist es jedoch notwendig, dem Reaktivkunststoff zusätzliche Komponenten beizumischen. Dies können zum einen Fasern sein, welche eine höhere Stabilität des Produktes ermöglichen. Weitere mögliche Zusätze umfassen Brandschutzmittel, Alterungsschutzmittel, UV-Schutzmittel und weitere. Die Zumischung fester, flüssiger und/oder gasförmiger Komponenten in das Reaktivgemisch ist im Stand der Technik auf unterschiedliche Weise beschrieben. In WO 03/037528 A2 werden in einem Mischkopf die Polyol und die Isocyanat-Komponente zusammen mit einem Füllstoff vermischt. Hierdurch wird eine Vermischung nicht nur der Polyurethankomponenten miteinander sondern auch mit dem Füllstoff ermöglicht. Nachteilig ist hier jedoch, dass der Mischkopf durch den Füllstoff geschädigt werden kann. Auch können durch eventuell auftretende Scherkräfte im Mischkopf die Füllstoffe selbst geschädigt werden.

Als Alternative hierzu kann auch dem Reaktivgemisch nach der Vermischung ein entsprechender Zusatz beigefügt werden. Dies erfolgt häufig durch die Vermischung des Sprühstrahls des Reaktivkunststoffs mit einem Sprühstrahl des entsprechenden Füllstoffs. Dies ist beispielsweise aus DE 25 17 864 Al, US-A-3, 302,891, WO 2009/052990 Al oder EP 1 458 494 Bl bekannt. In den hier beschriebenen Verfahren wird der Mischkopf nicht mehr durch die Füllstoffe geschädigt. Auch kommt es zu keiner Schädigung der Füllstoffe selbst. Allerdings ist hier die Benetzung der Füllstoffe mit dem Reaktivgemisch oft nur unzureichend.

In der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung PCT/EP 2009/001007 ist ein neu entwickeltes Verfahren zum Einbringen von Feststoffen in einen druckgaszerstäubten Polyurethan-Sprühstrahl beschrieben. Das Einleiten der Feststoffpartikel erfolgt mit Hilfe eines Sprühgases als Partikelträger in das noch im Sprühvorsatz befindliche flüssige Reaktionsgemisch (Reaktionsstrahl). Eine Vorrichtung, mit welcher ein entsprechendes Verfahren möglich ist ist beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/EP 2009/003545 beschrieben. Über einen dem Mischkopf nachgeschalteten Vorsatz mit einer integrierten Mischebene wird das Gas-Feststoffgemisch dem flüssigen Reaktionsgemisch tangential zugeführt, mittels des resultierenden Rotationsdralls vermischt und erst anschließend als Mehrphasengemisch über einen Zerstäuber als Sprühstrahl ausgetragen.

Vor dieser Verfahrensentwicklung war ein Zuführen und Einmischen von Feststoffen über die Gasstromversorgung von Zweistoffdüsen innerer Mischung bei Polyurethansprühverfahren nicht vorgesehen. Die Sprühvorrichtungen hatten lediglich die Funktion eines Druckgaszerstäubers, wobei kurze Verweilzeiten der Reaktionsgemische im Sprühvorsatz wie auch barriere- bzw. totraumfreie Kanalgeometrien aus Gründen der Reinhaltung bevorzugt wurden.

Bei Versuchen nach dem in PCT/EP 2009/001007 beschriebenen Verfahren und unter Verwendung der darin beschriebenen Sprühvorrichtung wurde bei der Verarbeitung höherer Feststoffgehalte aber festgestellt, dass die Benetzung der Partikel teilweise unzureichend sein kann.

Hohe Feststoffgehalte mit kleinen Partikelgrößen bieten dem Reaktionsgemisch eine große Oberfläche, die aufgrund der kurzen Verweilzeit im Mischbereich nicht ausreichend mit dem Reaktionsgemisch vermischt und benetzt werden kann. Feststoffpartikel mit hohem spezifischem Gewicht konzentrieren sich zudem aufgrund von Zentrifugalkräften am Wandungsbereich des Strömungskanals und können durch die Verdichtung nur bedingt mit dem Reaktionsgemisch vermischt werden. Bei einem Gemischaustrag von beispielsweise 100 g/s und einem Feststoff geha It von 70 Gewichtsprozent (Bariumsulfat) stellte sich dieser Effekt bei Gemischaustritt als ringförmige Ausbildung unbenetzter Feststoffpartikel dar.

Ein weiterer Hinweis für eine unzureichende Vermischung beispielsweise für die lokale Aufkonzentration von Feststoffen durch Zentrifugalkräfte sind drallförmige Auswaschungen an den Wandungen des Strömungskanals. Bei turbulenter Strömung und homogener Verteilung der Feststoffpartikel sollte sich bei Verwendung eines ungehärteten Sprühvorsatzes auch ein gleichmäßiger Oberflächenverschleiß einstellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichten und Formteilen aus Reaktivkunststoff, insbesondere Polyurethan, insbesondere über Sprühauftrag, zu entwickeln, mit dem höhere Feststoff g ehalte verarbeitet werden können, wobei gleichzeitig eine gleichmäßige Benetzung dieser Feststoffe gewährleistet ist.

Wie aus DE 10 2005 058 292 Al bekannt, ist eine leichte und kleine Bauform für den Sprühprozess über Roboter von Vorteil. Bei robotergeführten Mischköpfen kommt es zu extrem schnellen Bewegungswechseln; bei handgeführten Mischköpfen ist der Vorteil einer leichten und kleinen Bauform selbsterklärend. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung, welche klein und leichtbauend ist, bereitzustellen. Es sollte mit ihr möglich sein einen hohen Feststoffgehalt in das Reaktivgemisch einbringen zu können. Sie sollte weiterhin verschleißfest sein, sprühen können und einfach zu reinigen sein. Insbesondere ermöglicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung kurze Auftragsintervalle; daneben ist sie mit handelsüblichen Gießmischköpfen adaptierbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe konnte durch ein Verfahren gelöst werden, in welchem die Mischstrecke verlängert wurde, und in diese mehrere Mischebenen eingebracht wurden.

In einer ersten Ausführungsform wurde ein Reaktionsgemisch, insbesondere ein Polyurethanreaktionsgemisch, aus einem Mischkopf in eine erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet. Über Einlasse wurde ein Feststoff-Gasgemisch zugefügt. Die einzelnen Mischebenen bestehen aus mindestens je einem in den Sprühkanal mündenden Gaskanal, durch welchen ein Gasstrom strömt. Die Strömungsrichtung des Gasstroms bei Eintritt in den Sprühkanal verläuft erfindungsgemäß außerhalb des Mittelpunktes des Sprühkanals. Durch die tangentiale Anordnung wird der axialen Strömung eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt. Durch diese radiale Strömungskomponente werden die Komponenten, in diesem Fall das Reaktivgemisch und der Feststoff intensiv miteinander durchmischt. Die Gaskanäle und die Eintrittsöffnungen in den jeweiligen Mischebenen sind so angeordnet, dass dem Gemisch über den Strömungsverlauf im Mischraum gegenlaufende Drallrichtungen aufgeprägt werden. Die Drallrichtung einer Ebene ist entgegengesetzt der Drallrichtung der folgenden Mischebene. Hierbei befindet sich die erste Mischebene, also der erste wenigstens eine Gaskanal oberhalb der Eintrittsöffnungen für das Feststoff-Gasgemisch. Fig. Ia zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Aus Gründen einer vereinfachten Funktionsdarstellung wurden in dieser und auch den nachfolgenden Schnittzeichnungen die in den Mischraum mündenden Mischgaskanäle nicht tangential gezeichnet.

Fig. Ib zeigt das Mischprinzip in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einer erfindungsgemäßen Düse wird in den Sprühkanal, in welchem axial das Reaktivgemisch strömt, durch das Mischgas eine radiale Strömungskomponente aufgeprägt. Hierdurch kommt es zu einer erneuten Turbulenz des Reaktivgemisches. In einer nächsten Mischebene wird das Feststoff-Gasgemisch durch entsprechende Einlasse eingeleitet. Auch die Einlaufe sind tangential angeordnet, so dass hier eine weitere Vermischung stattfindet. Die durch das Feststoff- Gasgemisch verursachte Drallrichtung ist entgegengesetzt zur Drallrichtung, welche durch das Mischgas in einer ersten Mischungsebene verursacht wird. In einer weiteren Mischungsebene wird nun erneut über entsprechende Gaskanäle ein Mischgas eingeleitet.

Durch die tangentiale Einleitung erfolgt hier erneut eine radiale Störung der axialen Strömung des Reaktivgemisches. Die hier erzeugte Drallrichtung des Reaktivgemisches ist nun wieder gegenläufig zu der durch das eingeleitete Feststoff-Gasgemisch erzeugten Drallrichtung. Durch die gegenläufigen Drallrichtungen wird eine Durchmischung zwischen Feststoff und Reaktivgemisch sichergestellt. Auch das Reaktivgemisch selbst wird gründlich durchmischt. Hierfür ist es entscheidend, dass sich vor den Einlassen für das Feststoff-Gasgemisch ein Gaseinlass für ein Mischgas befindet. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist daher mindestens in zwei Ebenen jeweils wenigstens einen Gaseinlass auf, nämlich einen vor den Einlassen für beispielsweise das Feststoff-Gasgemisch und eine nach diesen Einlassen.

Erfindungsgemäß kann über die Einlasse nicht nur ein Feststoff- Gasgemisch in den Reaktivstrom eingeleitet werden. Es ist auch möglich, die einzelnen Komponenten des Reaktivgemisches hierüber einzuleiten. Es ist weiterhin möglich feste, flüssige und/oder gasförmige Zusätze dem Reaktivgemisch beizumischen. Es ist jedoch immer zu berücksichtigen, dass sich vor diesen Einlassöffnungen eine Mischebene befindet, dass also ein Mischgas in den Strömungskanal eingeleitet wird.

Es ist bevorzugt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung weitere Mischebenen aufweist. Wie in Fig. Ib gezeigt, ist in den weiteren Mischebenen der jeweils wenigstens eine Gaseinlass so angeordnet, dass die Drallrichtung, welche durch das Mischgas initiiert wird, von der der darüberliegenden Mischebene unterschiedlich, nämlich gegenläufig ist. Insbesondere weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mehr als zwei, insbesondere mehr als vier, insbesondere mehr als 6 Mischebenen mit wenigstens einem Gaseinlass auf.

Die Vektoren der Gasströme ersetzen somit die Funktion eines Statikmischers oder eines Rührwerkes. Erfindungsgemäß weist eine Mischebene jeweils wenigstens ein, insbesondere zwei Gaseinlässe auf.

Überraschenderweise haben Versuche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, dass durch die gegenläufigen Drallrichtungen im Mischkanal und den stark ausgeprägte Scherkräften eine qualitativ so gute Mischwirkung erzeugt wird, dass auf eine Vermischung der Reaktionskomponenten über einen vorgeschalteten PUR- Mischkopf verzichtet werden kann.

Fig. 2a zeigt einen erfindungsgemäßen modularen Mischeraufbau ohne vorgeschalteten PUR-Mischkopf, bei dem die Mischebenen über zum Beispiel Mischelemente in Scheibenform je nach Mischanspruch bedarfsgerecht kombinierbar sind. Die ursprünglichen Eintrittsbohrungen werden hier zur Einleitung der Reaktionskomponente A und B des Reaktivkunststoffs verwendet. Fig. 2 b zeigt das entsprechende Mischprinzip. Gezeigt sind hier zwei Eintrittsöffnungen. Erfindungsgemäß können sich jedoch auch weitere Eintrittsöffnungen in der selben Ebene befinden.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach wenigstens 2 Komponenten einzeln über die wenigstens zwei Einlasse von außen in den Sprühkanal in einer Düse eingeleitet und diese dort vermischt. Dieser Sprühkanal weist wenigstens zwei Mischebenen auf, in welche durch wenigstens einen tangential angeordneten Gaskanal wenigstens ein Mischgas eingeleitet wird und sich wenigstens eine dieser Mischebenen vor den Einlassen für die Komponenten befindet, die andere danach. "Davor" und "danach" sind hier entsprechend der Strömungsrichtung des Reaktivstroms zu verstehen.

Die Mischkopffunktion wird somit ausschließlich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Misch-/Sprühdüse übernommen, wodurch sehr kleine und leichte Bauformen ohne bewegte Teile und Abdichtungen kostengünstig realisiert werden können. Weiterhin kann erfindungsgemäß auf kostenintensive Hochdruckdosierungen verzichtet werden.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich der Sprühkanal im Inneren der Mischdüse. Dieser ist über eine Wand von einem ihn umgebenden Gasraum abgetrennt, wobei vom Gasraum in den Sprühkanal in wenigstens zwei Mischebenen über jeweils wenigstens einen Gaskanal ein Mischgas in den Sprühkanal eingeleitet werden kann. Hierdurch wird lediglich ein Gasanschluss der erfindungsgemäßen Düse benötigt. Das Mischgas strömt mit dem gleichen Druck über alle vorhandenen Gaskanäle in das Innere des Sprühkanals. Innerhalb einer Ebene befindet sich mindestens ein Gaskanal, welcher das Mischgas aus dem Gasraum in den Sprühkanal leitet. Bevorzugt befinden sich in einer Ebene jedoch mehr als ein Gaskanal, bevorzugt befinden sich zwei Gaskanäle in einer Ebene, wobei sich diese einander gegenüber liegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der zylindrische Mischbereich einen verjüngenden Düsenausgang auf. Eine solche Ausbildung ist die einfachste Bauform einer erfindungsgemäßen Sprüh- Mischdüse.

Das Prinzip der Druckgasvermischung erzeugt eine Gasbeladung des Gemisches, was eine Dichtereduzierung der späteren Polyurethanmatrix bewirkt und für gewisse Anwendungen unerwünscht ist. Beispielsweise bei Funktionsschichten zur Schallreduzierung nach dem Feder-/ Masseprinzip werden Dichten in der Masseschicht von deutlich > 2 angestrebt. Die Zugabe von Feststoffen bei gleichzeitiger Gasbeladung, eingebracht durch den Mischprozess, wäre in einem solchen Fall kontraproduktiv.

Daher wird in einer weiteren Ausführungsform die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Sprühmischdüse, in welcher im Inneren des Sprühkanals ein Hohlzylinder angebracht ist, in dessen Zentrum sich ein Gasverteiler befindet, über welchen über Gaskanäle, welche in den Sprühkanal führen, Mischgasströme tangential eingeleitet werden. In Fig. 3a ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. In Fig. 3b ist das dazugehörige Mischprinzip dargestellt. Die eingeleiteten Mischgasströme werden tangential und jeweils gegenläufig eingeleitet. In dem nun außenliegenden Sprühkanal können von außen entsprechende Reaktivkomponenten, aber auch feste, flüssige und/oder gasförmige Zusatzstoffe eingeleitet werden. Die Einlasse für die Reaktivkomponenten und die Zusatzstoffe befinden sich auf zwei voneinander unterschiedlichen Ebenen, wobei die Reaktivkomponenten in einer Ebene eingeleitet werden und die Zusatzstoffe in einer davon verschiedenen Ebene. Zwischen diesen Ebenen befindet sich wenigstens eine Mischebene, in welche ein Mischgas eingeleitet wird.

Durch eine solche Mischraumgeometrie wird die Mischung zwischen den einzelnen Reaktivkomponenten und den Zusatzstoffen, insbesondere von Feststoffen sicher gestellt. Durch das Ausströmen des Gases von innen nach außen wird eine ausreichende Vermischung auch bei reduzierter Druckgasmenge und somit reduzierter Gasbeladung ermöglicht. Die Vermischung wird durch gegenläufig tangential eingeleitete Mischgase, und damit durch gegenläufige Drallrichtung in den einzelnen Mischebenen ermöglicht. Auch die Einleitung der Reaktivkomponenten und des Zusatzstoffes erfolgt so, dass die Drallrichtung innerhalb der Düse geändert wird.

Die Geometrie des Mischraumes besteht aus einem Hohlzylinder, in dessen Zentrum sich ein Gasverteiler befindet. Durch die Bildung einer Ringströmung mit kleinem Spaltmaß, kann im Vergleich zu einem zylindrischen Mischraum ausgeschlossen werden, dass sich die Mischwirkung der Druckgasströme im Zentrum des Mischraums (im Zentrum des Strömungskanals) verliert. Weiterhin wird auch die Mischwirkung der Gasströmungen nicht durch Zentrifugalkräfte beeinträchtigt.

Die Reinhaltung der Druckgaskanäle gestaltet sich bei der in Fig. 3a beschriebenen Anordnung vorteilhaft, da die nach Außen begrenzende Mischkammerwandung nach Zuführung der Feststoffe vollkommen geschlossen ist und somit ein Eintreten benetzter Feststoffpartikel durch Fliehkräfte in die Gaskanäle ausgeschlossen werden kann. Bei entsprechendem Gasfluss ist ein Gemischeintritt in die Mischgaskanäle durch Rückströmen nicht möglich.

Bei entsprechender Ausführung kann der im Zentrum liegende Gasverteiler axial in seiner Position verschoben werden, wodurch sich das Volumen und somit die Strömungsgeschwindigkeit im Mischraum unmittelbar vor der Austrittsöffnung einstellen lässt. Dieser Effekt kann unter anderem zur Beeinflussung des Sprühbilds genutzt werden. Eine in Fig. 3a beschriebene Misch-Sprühdüse kann im Bedarfsfall auch mit herkömmlichen PUR-Mischanlagen kombiniert werden und ermöglicht somit die Weiterverwendung vorhandener Maschinentechnik.

Die Reinigung einer erfindungsgemäßen Misch-Sprühdüse kann entsprechend dem Stand der Technik über Druckgas bewerkstelligt werden. Durch Wegschalten der Komponentenströme und Aufrechterhaltung oder Anhebung der Druckgaszufuhr wird der Reinigungsvorgang eingeleitet. Diese Vorgehensweise macht auch kurzfristige Schussunterbrechungen analog zur Hochdrucktechnik möglich, die, wie schon eingangs erwähnt, zum Beispiel bei robotergeführtem Sprühauftrag für die Ausbildung gleichmäßiger Sprüh- Schichtdicken von Vorteil ist.

In einer besonderen Ausführungsform wurden die Eintrittswinkel der Gaskanäle unterhalb der Komponentenebene tangential und schräg in Richtung Komponentenfluss angeordnet, wodurch sich die Mischwirkung nochmals erhöht. Diese Eintrittsgeometrie der Gasströme ist aber nur unter Verwendung erhöhter Gasdurchsätze bzw. hoher Strömungsgeschwindigkeiten möglich, da durch die Schrägstellung in Strömungsrichtung des Gemisches ein Gemischeintritt in die Gaskanäle begünstigt wird.

Neben der Anzahl an Mischebenen, dem Gasdurchsatz, der Rotationsrichtung und der Eintrittswinkel der Gasströmungen kann auch über pulsierende Gasströme Einfluss auf die Vermischung genommen werden. Bei pulsierender Gasversorgung ist es von Vorteil, die jeweiligen Mischebenen unabhängig und gegebenenfalls wechselseitig mit hochfrequenten Druckgasstößen zu versorgen. Die außen liegende Druckgasversorgung der Vorrichtungen aus Fig. Ia und Fig. 2a bieten für diese Verfahrensvariante ideale Bedingungen.

Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können nicht nur Feststoff-Gasgemische in ein Reaktivgemisch eingeleitet werden. Es ist auch möglich, dass Reaktionskomponenten als vorzerstäubte Aerosole mit Hilfe eines Druckgasstromes in die Düse eingeleitet werden. Durch Anpassung der Volumenströme sowie der Partikelgrößen können Massenunterschiede im Mischungsverhältnis der Reaktionspartner ausgeglichen werden. Mischungsverhältnisse von bis zu 100 zu 1, die üblicherweise nicht über Hochdruckmischer mischbar sind, können beispielsweise bis zu einer Austragsmenge von 50 g/s erfolgreich vermischt bzw. verarbeitet werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist es außerdem möglich, über die vorhandenen Einlasse Heißgas in das Reaktivgemisch einzuleiten. Dies ermöglicht die thermische Aktivierung der Reaktionspartner. Aufgrund der kurzen Gemischverweilzeiten, wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mit Gastemperaturen von bis zu 600 ⁰ C gearbeitet.

Die Beeinflussung der Reaktionsverläufe von Reaktivkunststoffen über geheizte Formoberflächen oder temperierte Gemischkomponenten ist eine übliche Vorgehensweise. Das Verfahren des Heißluftsprühens ermöglicht ähnliche Effekte, die aber bei Bedarf über die Dauer des Gemischaustrags variiert werden können. Hierdurch besteht die Möglichkeit, zum Beispiel bei großflächigen Bauteilen den Reaktionsverlauf des Gemisches über die gesamte Sprühdauer anzupassen, wodurch die Produktivität solcher Prozesse gesteigert werden kann. Außerdem kann auch das Verlaufen von Reaktionsgemischen auf schrägen Flächen positiv beeinflusst werden.

Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Reaktivkunststoff bevorzugt um Polyurethan. Bei den eingesetzten Reaktivkomponenten handelt es sich daher insbesondere um Polyol- und Isocyanat Komponenten. Es können hier aus dem Stand der Technik hinreichend bekannte Komponenten verwendet werden.

Über die Einlasse werden erfindungsgemäß bevorzugt Fasern in das Reaktivgemisch eingeleitet. Weitere mögliche Feststoffe, die zugeleitet werden können, umfassen beispielsweise Flammschutzmittel, Stabilisierungsmittel oder Alterungsschutzmittel. Gleiche Funktionen können auch die eventuell zugeführten flüssigen Hilfsmittel aufweisen.