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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING FOAM COMPOSITE ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/141731
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a system for applying a foamable reaction mixture to a moving cover layer (10), the reaction mixture being applied to discharge openings (400) on the cover layer (10) and the cover layer moves at a speed of ≥ 15 meters per minute relative to the discharge openings. The system also comprises ≥ 7 discharge openings (400).

Inventors:
KUENZEL UWE (DE)
KOESTER RALF (DE)
SOBIK HEINRICH-PETER (DE)
RÜB THOMAS (DE)
LÖVENICH CATHERINE (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/052241
Publication Date:
August 09, 2018
Filing Date:
January 30, 2018
Export Citation:
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Assignee:
COVESTRO DEUTSCHLAND AG (DE)
International Classes:
B29C44/46; B05B1/14; B29C44/32; B29K75/00; C08G18/18; C08G18/22
Domestic Patent References:
WO2016037842A12016-03-17
WO2010089041A12010-08-12
WO2016037842A12016-03-17
Foreign References:
EP1857248A22007-11-21
US4572435A1986-02-25
US5846462A1998-12-08
EP2725047A12014-04-30
EP2614943A12013-07-17
EP1857248A22007-11-21
EP2233271A12010-09-29
EP2614944A12013-07-17
EP2804736A12014-11-26
Attorney, Agent or Firm:
LEVPAT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Auftragen einer schäumbaren Reaktionsmischung auf eine sich bewegende Deckschicht (10), wobei die Reaktionsmischung aus Austragsöffnungen (400) auf die Deckschicht aufgetragen wird und die Deckschicht sich mit einer Geschwindigkeit von > 15 Metern pro Minute relativ zu den Austragsöffnungen (400) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung aus > 7 Austragsöffnungen (400) gleichzeitig auf die Deckschicht (10) aufgetragen wird und dass das Verfahren weiterhin die Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Mehrzahl von Mischköpfen (100, 110, 120), wobei jeder Mischkopf eingerichtet ist, um zwei oder mehr Eduktströme zu einem Produktstrom zu mischen;

Bereitstellen einer Mehrzahl von Verteilern (200, 210, 220), wobei die Anzahl der Verteiler der Anzahl der Mischköpfe (100, 110, 120) entspricht, jeder Verteiler mit einem Produktstrom eines Mischkopfs verbunden ist, jeder Verteiler > 2 flexible Austragsleitungen (300) aufweist, welche jeweils in einer Austragsöffnung (400) enden und jeder Verteiler eingerichtet ist, um einen Produktstrom aus dem ihm zugeordneten

Mischkopf hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung homogen auf seine Austragsleitungen (300) zu verteilen;

Mischen von zwei oder mehr Eduktströmen in jedem der Mischköpfe (100, 110, 120) unter Erhalt eines jeden der Mischköpfe verlassenden Produktstroms, wobei der Produktstrom eine schäumbare Reaktionsmischung umfasst;

Verteilen der jeweiligen Produktströme auf die jeweiligen Austragsleitungen (300) in dem jeweiligen Verteiler (200, 210, 220);

Auftragen der Reaktionsmischung aus den Austragsöffnungen (400) der Austragsleitungen (300) auf die Deckschicht (10). 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Reaktionsmischung ein Polyol, ein Polyisocyanat und ein Treibmittel umfasst.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Reaktionsmischung eine Startzeit der Reaktion von <5s und eine Abbindezeit <25 s aufweist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Reaktionsmischung weiterhin eine Katalysatorkomponente umfassend Dl) Aminische Katalysatoren und D2) Carboxylate von Alkalioder Erdalkalimetallen in einem Verhältnis von D2/D1 zwischen 0,1 und 80 enthält.

5. Vorrichtung zum Auftragen einer schäumbaren Reaktionsmischung auf eine sich bewegende Deckschicht, wobei die Reaktionsmischung aus Austragsöffnungen (400) auf die Deckschicht (10) aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das System > 7 Austragsöffnungen (400) umfasst und dass das System weiterhin umfasst:

Eine Mehrzahl von Mischköpfen (100, 110, 120), wobei jeder Mischkopf eingerichtet ist, um zwei oder mehr Eduktströme zu einem Produktstrom zu mischen;

Eine Mehrzahl von Verteilern (200, 210, 220), wobei die Anzahl der Verteiler der Anzahl der Mischköpfe (100, 110, 120) entspricht, jeder Verteiler mit einem Produktstrom eines Mischkopfs verbunden ist, jeder Verteiler > 2 flexible Austragsleitungen (300) aufweist, welche jeweils in einer Austragsöffnung (400) enden und jeder Verteiler eingerichtet ist, um einen Produktstrom aus dem ihm zugeordneten Mischkopf hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung homogen auf seine Austragsleitungen (300) zu verteilen.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die flexiblen Austragsleitungen (300) an ihrem dem Verteiler abgewandten Ende symmetrisch auf einer Befestigungsschiene (500) angebracht sind.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die flexiblen Austragsleitungen (300) an ihrem dem Verteiler abgewandten Ende asymmetrisch auf einer Befestigungsschiene (500) angebracht sind.

Description:
Verfahren und System zur Herstellung von Schaum- Verbundelementen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Auftragen einer schäumbaren Reaktionsmischung auf ein sich bewegendes Deckschicht, wobei die Reaktionsmischung aus Austragsöffnungen auf die Deckschicht aufgetragen wird und die Deckschicht sich mit einer Geschwindigkeit von > 15 Metern pro Minute relativ zu den Austragsöffnungen bewegt.

Verbundelemente aus einer Deckschicht und einem Isolierkern werden heutzutage in vielen Industriebereichen eingesetzt. Der grundlegende Aufbau solcher Verbundelemente besteht dabei aus einer Deckschicht, auf welche ein isolierend wirkender Werkstoff aufgebracht wird. Als Deckschichten können dabei beispielsweise Bleche aus beschichtetem Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer oder Legierungen der beiden letztgenannten eingesetzt werden. Darüber hinaus können auch Dämmplatten aus einer Kombination aus Deckschichten und Isolierkern hergestellt werden. Es können Kunststofffolien, Aluminiumfolien, Holz, Glasfaser- oder Mineralfaservliese sowie cellulosehaltige Materialien wie Papier, Pappe oder Pappmache als Deckschichtmaterialien eingesetzt werden. Oft werden Mehrschichtdeckschichten aus z. B. Aluminium und Papier verwendet. Die Wahl des geeigneten Deckschichtmaterials hängt dabei von dem beabsichtigten Einsatzgebiet der Verbundelemente oder Dämmplatte und den sich daraus ergebenden Materialanforderungen ab. Als Isolierkern können insbesondere Schaumstoffe auf Basis von Polyurethan (PUR) und/oder Polyisocyanurat (PIR) eingesetzt werden.

Dämmplatten werden häufig im Haus- oder Wohnungs-Bau eingesetzt. Neben der Verwendung von Verbundelementen zur Isolierung von beispielsweise Kühlhäusern finden sie auch immer häufiger Anwendung als Fassadenelemente an Gebäuden oder als Elemente von Industrietüren wie beispielsweise Sektionaltore. Entsprechende Verbundelemente, im Folgenden auch als Sandwich- Verbundelemente bezeichnet, zeigen durch ihre Deckschicht eine dem verwendeten Material entsprechende Stabilität und Oberflächengestaltung, während der aufgebrachte Schaumstoff entsprechende wärmeisolierende Eigenschaften verleiht.

Zur Herstellung entsprechender Dämmplatten oder Verbundelemente wird auf eine bereitgestellte Deckschicht ein schäumendes Reaktionsgemisch mittels einer Auftragsvorrichtung aufgebracht. Hierzu werden zum Beispiel bei der Verwendung von Schaumstoffen auf Basis von Isocyanaten die entsprechenden Polyol-Komponenten und Isocyanat-Komponenten miteinander gemischt und auf die Deckschicht aufgetragen, auf welcher sie aufschäumen und aushärten.

Als Auftragsvorrichtung zur Aufbringung des schäumenden Reaktionsgemisches auf die Deckschicht kommen häufig Rohre zum Einsatz, welche entlang ihrer Längserstreckung mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen sind, aus welchen das in das Rohr eingebrachte Reaktionsgemisch austreten kann. Solche Rohre werden üblicherweise als Gießharken bezeichnet. Für schnell laufende Produktionsverfahren für derartige Verbundelemente, sogenannte Schnellläufer, ist eine Technologie namens „6-Finger-Laydown" bekannt. Diese auch als „American" oder „US "-Technologie bezeichnete Vorgehensweise benutzt drei Mischköpfe mit jeweils zwei Austragsvomchtungen pro Mischkopf. Man hat hier durch die drei Produktströme eventuell sehr unterschiedliche Auftragsmischungen (Reaktionsaktivitätszustände) über die Breite der Produktionsanlage, die zu Problemen mit zum Beispiel Abbiäsern, Lunkern etc. führen können. Zusätzlich hat man oft Probleme mit dem Ver- und Ineinander-Laufen des aufsteigenden Reaktionsgemischs, was zu Dimensionsproblemen führen kann. Bei drei Mischköpfen mit ihren sechs Produktströmen können die ausgehärteten Schaumstränge im Endprodukt noch optisch wahrgenommen werden, was als nachteilig angesehen wird.

EP 1 857 248 A2 beschreibt eine Auftragsvorrichtung zur Herstellung von über die Reaktionsfläche gleichzeitig auftragenden und gleichmäßig aufschäumenden Schäumen, wobei die Vorrichtung einen Mischkopf, einen Verteilerkopf , mindestens 3 oder mehr an den Verteilerkopf angebrachte, Auslaufleitungen , die quer zur Ausströmrichtung an einem Gestell, das starr ist, befestigt sind, enthält. Eine Vorrichtung zur Herstellung von Sand wich- Verbundelementen oder Dämmplatten wird ebenfalls offenbart, welche wenigstens zwei Zuführvorrichtungen für eine obere und eine untere Deckschicht, ein umlaufendes Band zur Führung der Deckschichten, an die eine Auftragsvorrichtung für eine geschäumte Kernschicht, eine Formstrecke und eine Ablängvorrichtung hintereinander geschaltet sindWO 2010/089041 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen von schäumbaren Reaktionsmischungen umfassend einen Mischkopf, einen strömungstechnisch hinter dem Mischkopf liegenden Verteilerkopf, mindestens drei an dem Verteilerkopf angebrachte Austrittleitungen, eine Zuleitung einer Komponente A zum Mischkopf, eine Zuleitung einer Komponente B zum Mischkopf, mindestens einen Statikmischer zur Durchmischung eines inerten Gases und der Komponente A, der Komponente B oder eines Gemisches der Komponenten A und B, mindestens eine Zuleitung auf der Hochdruckseite für das unter erhöhtem Druck stehende inerte Gas und mindestens eine Mess- und Regeleinheit zur Einstellung der gewünschten Drücke der Komponenten am Mischkopf.

EP 2 233 271 AI betrifft eine Vorrichtung zum Auftrag von aufschäumenden Reaktionsgemischen umfassend (a) einen Mischkopf zum Vermischen von Rohmaterialien zur Herstellung des Schaums, (b) einen strömungstechnisch hinter dem Mischkopf liegenden Verteilerkopf, (c) mindestens drei an dem Verteilerkopf angebrachte Schlauchleitungen und (d) mindestens drei stationäre Gießharken zum Auftragen des Gemischs der Rohmaterialien zur Schaumbildung auf ein bewegtes Deckschicht.

EP 2 614 944 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches auf eine Deckschicht , insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes, umfassend mindestens eine Gießharke mit einem rohrförmigen Hohlkörper, welcher Hohlkörper sich entlang einer Mittelachse erstreckt und wenigstens zwei Austrittsöffnungen zum Austritt des aufschäumenden Reaktionsgemisches aufweist, und wobei die Gießharke und die Deckschicht in einer Längsachse relativ zueinander bewegbar sind. Die Mittelachse der mindestens einen Gießharke und die Längsachse der Bewegung schließen einen Winkel von < 80° zueinander ein. EP 2 804 736 AI offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches auf eine Deckschicht, insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes, mindestens umfassend zwei Gießharken mit jeweils einem rohrförmigen Hohlkörper, welcher Hohlkörper sich entlang einer Mittelachse erstreckt und wenigstens zwei Austrittsöffnungen zum Austritt des aufschäumenden Reaktionsgemisches aufweist, wobei die Gießharken und die Deckschicht in einer Längsachse relativ zueinander bewegbar sind und wobei die Gießharken an einem Aufnahmeelement angeordnet sind. Die Anordnung der Gießharken am Aufnahmeelement weist jeweils ein Gelenk auf, mittels dem die Gießharken beweglich am Aufnahmeelement angeordnet sind und in einem Winkel von < 80° zur Längsachse der Bewegung ausrichtbar sind.

Die Verwendung dieser Auftragstechnologien findet jedoch ihr Limit, regelmäßig sichtbar an mangelhafter Homogenität der hergestellten Schäume, wenn Verbundelemente wie Dämmplatten in sehr schnell laufender Produktionsweise hergestellt werden sollen und Reaktionsgemische mit sehr kurzen Startzeiten verarbeitet werden sollen.

Als alternative Auftragstechnologie kann die sogenannte Kalibrierung verwendet werden. Diese führt zwar zu einer sehr hohen optischen Qualität, aber die Beherrschung des Verfahrens in der Produktion ist sehr schwierig.

Auch die WO 2016/37842 A hat sich zur Aufgabe gestellt, die Probleme des Stands der Technik zu überwinden. Hierfür schlägt sie die Verwendung von Gießharken vor, deren Geometrie mit Hilfe einer Simulation ausgelegt wird, in die unterschiedliche Parameter wie z.B. Paneelbreite, Durchflussmenge, Geschwindigkeit des Produktionsbandes und Viskosität der Reaktionsmischung einfließen. Es liegt auf der Hand, dass hierdurch die Flexibilität des Anwendungsprozesses deutlich reduziert wird, wenn eine oder mehrere Parameter geändert werden sollen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile im Stand der Technik zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere hat sie sich die Aufgabe gestellt, eine homogenere Produktqualität über die Breite einer Dämmplatte oder eines Schaum- Verbundelements zu erreichen.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. „

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer schäumbaren Reaktionsmischung auf eine sich bewegende Deckschicht, wobei die Reaktionsmischung aus Austragsöffnungen auf die Deckschicht aufgetragen wird und die Deckschicht sich mit einer Geschwindigkeit von > 15 Metern pro Minute relativ zu den Austragsöffnungen bewegt, wobei die Reaktionsmischung aus > 7 Austragsöffnungen gleichzeitig auf die Deckschicht aufgetragen wird.

Durch eine Verbesserung der Vorverteilung des Reaktionsgemischslässt sich der Prozess wesentlich einfacher steuern und führt nach einer kürzeren Anlaufphase in der Produktion zu einer besseren Produktqualität.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise ein kontinuierliches Verfahren. Es eignet sich zur Herstellung von Schaum- Verbundelementen wie Dämmplatten in schnell laufender Produktionsweise. Die Deckschichtgeschwindigkeit beträgt dickenabhängig beispielsweise > 10 bis < 70 Meter pro Minute, vorzugsweise > 15 Meter pro Minute, mehr bevorzugt > 30 Meter pro Minute.

Als Deckschicht oder Substrat eignen sich beispielsweise Metall-Folien, insbesondere Aluminium- Folien, Mehrschichtdeckschichten, z. B. aus Aluminium und Papier, und Kunststoff-Folien. Die Breite der Deckschicht ist grundsätzlich nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Deckschicht eine Breite zwischen 1000 und 1300 mm aufweisen, aber auch 2400 mm Breite sind möglich.

Als Reaktionsmischung kommt insbesondere eine zu einem Polyurethan- und/oder Polyisocyanuratschaum reagierende Mischung in Frage. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst daher die Reaktionsmischung ein Polyol A), ein Polyisocyanat B), gegebenenfalls Additive wie z. B. Stabilisatoren und Katalysatoren, gegebenenfalls ein oder mehrere Flammschutzmittel und ein (oder mehrere) Treibmittel C).

Vorzugsweise ist das Polyol A) ausgewählt aus der Gruppe der Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole und /oder Polyetheresterpolyole. Die OH-Zahl des eingesetzten Polyols oder der eingesetzten Polyole kann beispielsweise > 100 mg KOH/g bis < 800 mg KOH/g betragen und die durchschnittliche OH-Funktionalität des eingesetzten Polyols oder der der eingesetzten Polyole ist > 2. Die OH-Zahl gibt im Falle eines einzelnen zugesetzten Polyols dessen OH-Zahl an. Im Falle von Mischungen wird die mittlere OH-Zahl angegeben. Dieser Wert kann anhand von DIN 53240-2 (1998) bestimmt werden. Die durchschnittliche OH-Funktionalität der Polyole liegt beispielsweise in einem Bereich von > 2 bis < 6.

Verwendbare Polyetherpolyole sind beispielsweise Polytetramethylenglykolpolyether, wie sie durch Polymerisation von Tetrahydrofuran mittels kationischer Ringöffnung erhältlich sind. Ebenfalls geeignete Polyetherpolyole sind Additionsprodukte von Styroloxid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxide und oder Epichlorhydrin an di- oder polyfunktionelle Startermoleküle. Meistens werden Polyetherpolyole mit Ethylenoxid oder Propylenoxid als Kettenverlängerer verwendet.

Geeignete Startermoleküle sind zum Beispiel Ethylenglykol, Diethylenglykol, Butyldiglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Trimethylolpropan, Propylenglykol, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Ethylendiamin, Toluoldiamin, Triethanolamin, 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol sowie niedermolekulare, Hydroxylgruppen aufweisende Ester derartiger Polyole mit Dicarbonsäuren.

Verwendbare Polyesterpolyole sind unter Anderem Polykondensate aus Di- sowie weiterhin Tri-, und Tetraolen und Di- sowie weiterhin Tri- und Tetracarbonsäuren oder Hydroxycarbonsäuren oder Lactonen. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen zur Herstellung der Polyester verwendet werden.

Beispiele für geeignete Diole sind Ethylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, weiterhin 1 ,2-Propandiol, 1,3- Propandiol, 1,3-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Isomere, Neopentylglykol oder Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Daneben können auch Polyole wie Trimethylolpropan, Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit, Trimethylolbenzol oder Trishydroxyethylisocyanurat eingesetzt werden.

Als Polycarbonsäuren können beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutarsäure, Tetrachlorphthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Malonsäure, Korksäure, Bernsteinsäure, 2-Methylbernsteinsäure, 3,3- Diethylglutarsäure, 2,2-Dimethylbernsteinsäure, Dodekandisäure,

Endomethylentetrahydrophthalsäure, Dimerfettsäure, Trimerfettsäure, Zitronensäure oder Trimellithsäure eingesetzt werden. Als Säurequelle können auch die entsprechenden Anhydride verwendet werden.

Sofern die mittlere Funktionalität des zu veresternden Polyols > 2 ist, können zusätzlich auch Monocarbonsäuren wie Benzoesäure und Hexancarbonsäure mit verwendet werden. Hydroxycarbonsäuren, die als Reaktionsteilnehmer bei der Herstellung eines Polyesterpolyols mit endständigen Hydroxylgruppen mitverwendet werden können, sind beispielsweise Hydroxycapronsäure, Hydroxybuttersäure, Hydroxydecansäure, Hydroxystearinsäure und dergleichen. Geeignete Lactone sind unter anderem Caprolacton, Butyrolacton und Homologe.

Verwendbare Polycarbonatpolyole sind Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate, zum Beispiel Polycarbonatdiole. Diese sind durch Reaktion von Kohlensäurederivaten, wie Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Phosgen, mit Polyolen, bevorzugt Diolen oder aus Kohlendioxid erhältlich.

Beispiele derartiger Diole sind Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propandiol, 1,3- und 1 ,4-Butandiol, 1,6- Hexandiol, 1,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-l,3- propandiol, 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,3, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol, Polybutylenglykole, Bisphenol A und lactonmodifizierte Diole der vorstehend genannten Art. Statt oder zusätzlich zu reinen Polycarbonatdiolen können auch Polyether- Polycarbonatdiole eingesetzt werden.

Verwendbare Polyetheresterpolyole sind solche Verbindungen, die Ethergruppen, Estergruppen und OH-Gruppen enthalten. Organische Dicarbonsäuren mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen sind zur Herstellung der Polyetheresterpolyole geeignet, vorzugsweise aliphatische Dicarbonsäuren mit > 4 bis < 6 Kohlenstoffatomen oder aromatische Dicarbonsäuren, die einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Beispielhaft seien Korksäure, Azelainsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Phthalsäure, Pimelinsäure und Sebacinsäure sowie insbesondere Glutarsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und Isoterephthalsäure genannt. Als Derivate dieser Säuren können beispielsweise deren Anhydride sowie deren Ester und Halbester mit niedermolekularen, monofunktionellen Alkoholen mit > 1 bis < 4 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden.

Beispiele von geeigneten Polyisocyanaten B) sind 1 ,4-Butylendiisocyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1,6- Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,4- und/oder 2,4,4- Trimethylhexamethylendiisocyanat, die isomeren Bis(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane oder deren Mischungen beliebigen Isomerengehalts, 1 ,4-Cyclobexylendiisocyanat, 1,4- Phenylendiisocyanat, 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 1,5-Naphthylendiisocyanat, 2,2'-und/oder 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) oder höhere Homologe (polymeres MDI, pMDI), 1,3- und/oder l,4-Bis-(2-isocyanato-prop-2-yl)-benzol (TMXDI), 1 ,3- Bis-(isocyanatomethyl)benzol (XDI), sowie Alkyl-2,6-diisocyanatohexanoate (Lysindiisocyanate) mit Cl bis C6-Alkylgruppen.

Neben den vorstehend genannten Polyisocyanaten können anteilig auch modifizierte Diisocyanate mit Uretdion-, Isocyanurat-, Urethan-, Carbodiimid, Uretonimin, Allophanat-, Biuret-, Amid-, Iminooxadiazindion und/oder Oxadiazintrionstruktur sowie nicht-modifiziertes Polyisocyanat mit mehr als 2 NCO-Gruppen pro Molekül wie zum Beispiel 4-Isocyanatomethyl-l,8-octandiisocyanat (Nonantriisocyanat) oder Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat mit eingesetzt werden.

Es ist möglich, dass im Reaktionsgemisch die Anzahl der NCO-Gruppen im Isocyanat und die Anzahl der gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen zu einer Kennzahl (Index) von 110 bis 600 führen. Bevorzugt zwischen 115 und 400. Diese Kennzahl kann auch in einem Bereich von > 180: 100 bis < 330: 100 oder aber auch von > 90: 100 bis < 140:100 liegen. Die Reaktionsmischung enthält weiterhin so viel Treibmittel C), wie zur Erzielung einer dimensionsstabilen Schaummatrix und der gewünschten Rohdichte nötig ist. In der Regel sind dies 0,5 - 30 Gewichtsteile Treibmittel bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente A. Als Treibmittel werden vorzugsweise physikalische Treibmittel ausgewählt aus wenigstens einem Mitglied der Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoffen, halogenierten Ethern und perfluorierten Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen eingesetzt. Unter „physikalischen Treibmitteln" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Verbindungen verstanden, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften leicht flüchtig sind und nicht mit der Isocyanatkomponente reagieren. Bevorzugt sind die erfindungsgemäß einzusetzenden physikalischen Treibmittel ausgewählt aus Kohlenwasserstoffen (z. B. n-Pentan, iso-Pentan, cyclo- Pentan, Butan, Isobutan), Ethern (z. B. Methylal), halogenierten Ethern, perfluorierte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen (z. B. Perfluorhexan), sowie deren Gemischen untereinander. Auch bevorzugt ist der Einsatz von (hydro)fluorierten Olefinen, wie z.B. HFO 1233zd(E) (Trans-l-chlor-3,3,3-trifluor-l-propen) oder HFO 1336mzz(Z) (eis- 1,1, 1,4,4,4- Hexafluor-2-buten) oder Additive wie FA 188 von 3M (l,l,l,2,3,4,5,5,5-Nonafluor-4- (trifluormethyl)pent-2-en), sowie der Einsatz von Kombinationen dieser Treibmittel. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird als Treibmittel C) ein Pentanisomer oder ein Gemisch verschiedener Pentanisomeren eingesetzt. Außerordentlich besonders bevorzugt wird Cyclopentan als Treibmittel C) eingesetzt. Weitere Beispiele für bevorzugt eingesetzte Fluorkohlenwasserstoffe sind z.B. HFC 245fa (1,1,1,3,3-Pentafluorpropan), HFC 365mfc (1,1,1,3,3-Pentafluorbutan), HFC 134a oder deren Mischungen verwendet. Es können auch verschiedene Treibmittelklassen kombiniert werden.

Insbesondere bevorzugt ist auch der Einsatz von (hydro)fluorierten Olefinen, wie z.B. HFO 1233zd(E) (Trans-l-chlor-3,3,3-trifluor-l-propen) oder HFO 1336mzz(Z) (eis- 1,1, 1,4,4,4- Hexafluor-2-buten) oder Additive wie FA 188 von 3M (l,l,l,2,3,4,5,5,5-Nonafluor-4oder2)- (trifluormethyl)pent-2-en und/oder 1,1,1,3,4,4,5,5,5- Nonafluor-4(oder2)-(trifluormethyl)pent-2- en), allein oder in Kombination mit anderen Treibmitteln. Diese haben den Vorteil, ein besonders niedriges Ozonabbaupotential (ODP) aufzuweisen und ein besonders niedriges Treibhauspotential (GWP) zu besitzen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich (hydro)fluorierte Olefine in vorteilhafter Weise als Treibmittel für Verbundsysteme einsetzen, da sich im Vergleich zu mit anderen Auftragstechniken hergestellten Verbundelementen Verbundelemente mit besseren Oberflächenstrukturen und verbesserter Haftung zur Deckschicht herstellen lassen.

Zusätzlich oder auch statt der oben aufgeführten physikalischen Treibmittel können auch chemische Treibmittel (auch„Co- Treibmittel") verwendet werden. Bei diesen handelt es sich besonders bevorzugt um Wasser und / oder Ameisensäure. Vorzugsweise werden die chemischen Treibmittel zusammen mit physikalischen Treibmitteln verwendet. Bevorzugt werden die Co- - o -

Treibmittel in einer Menge bis 6 Gew.- , besonders bevorzugt 0,5 bis 4 Gew.- für die Verbundelemente, bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen in der Komponente A. Bevorzugt wird für Verbundelemente eine Mischung aus 0 und 6,0 Gew.- an Co-Treibmittel und 1,0 bis 30,0 Gew.- an Treibmittel, jeweils bezogen auf 100 Gew.- der Komponente A, eingesetzt. Das Mengenverhältnis von Co-Treibmittel zu Treibmittel kann aber auch je nach Bedarf von 1 :7 bis 1 :35 betragen.

Das Reaktionsgemisch enthält weiterhin gegebenenfalls eine Katalysatorkomponente D), welche geeignet ist, die Treibreaktion, die Urethanreaktion und / oder die Isocyanuratreaktion (Trimerisierung) zu katalysieren. Die Katalysatorkomponenten können dem Reaktionsgemisch zudosiert oder auch ganz oder teilweise in der Isocyanat-reaktiven Komponente A) vorgelegt werden. Hierfür geeignet sind insbesondere eine oder mehrere katalytisch aktive Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Gruppen:

Dl) Aminische Katalysatoren, z.B. Amidine, wie 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylcyclohexylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Cyclohexylmorpholin, Ν,Ν,Ν',Ν'- Tetramethylethylendiamin, Ν,Ν,Ν',Ν'- Tetramethylbutandiamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexandiamin-1 ,6, Pentamethyldiethylentriamin, Bis(2-dimethylaminoethyl)ether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1,2- Dimethyl-imidazol, N,N',N"-Tris-(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin, Bis[2-(N,N- dimethylamino)ethyl]ether, l-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan und l,4-Diaza-bi-cyclo-(2,2,2)-octan, und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl- diethanolamin, N,N-Dimethylaminoethoxyethanol, Ν,Ν,Ν'-Trimethylaminoethyl-ethanolamin und Dimethylethanolamin. Besonders geeignete Verbindungen sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylcyclohexylamin, Dimethylbenzylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'- Tetramethylethylendiamin, Pentamethyldiethylentriamin, Bis(2- dimethylaminoethyl)ether, Dimethylpiperazin, 1 ,2-Dimethyl-imidazol und

Alkanolaminverbindungen, wie Tris(dimethylaminomethyl)phenol, Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin, N,N-Dimethylaminoethoxyethanol, Ν,Ν,Ν'-Trimethylaminoethyl-ethanolamin und Dimethylethanolamin, In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden in der Katalysatorkomponente ein oder mehrere aminische Verbindungen gemäß folgender Struktur eingesetzt:

(CH 3 )2N-CH2-CH2-X-CH2-CH 2 -Y wobei Y = NR2 oder OH, vorzugsweise Y = N(CH3)2 oder OH, besonders bevorzugt Y = N(CHs)2 und wobei X= NR oder O, vorzugsweise X= N-CH 3 oder O, besonders bevorzugt X= N-CH 3 . Dabei ist jedes R unabhängig von jedem anderen R wählbar und stellt einen beliebig aufgebauten organischen Rest mit mindestens einem C-Atom dar. Vorzugsweise ist R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, insbesondere Cl- bis C6-Alkyl, besonders bevorzugt Methyl und Ethyl, insbesondere Methyl.

D2) Carboxylate von Alkali- oder Erdalkalimetallen, insbesondere Natriumacetat, Natriumoctoat, Kaliumacetat, Kaliumoctoat, sowie Zinncarboxylate, z.B. . Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat, Zinn- (Il)-ethylhexoat, Zinn-(II)-laurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat und Dioctylzinndiacetat. und Ammoniumcarboxylate. Insbesondere bevorzugt sind Natrium-, Kalium- und Ammoniumcarboxylate. Bevorzugte Carboxylate sind Formiate, Ethylhexanoate (=Octoate) und Acetate.

Bevorzugt enthält der Katalysator einen oder mehrere Katalysatoren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumacetat, Kaliumoctoat, Pentamethyldiethylentriamin, N,N',N"-Tris- (dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin, Tris(dimethylaminomethyl)phenol, Bis[2-(N,N- dimethylamino)ethyl] ether und Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, besonders bevorzugt aus Penta- methyldiethylentriamin, N,N',N"-Tris-(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin und N,N- Dimethylcyclohexylamin, besonders besonders bevorzugt aus Pentamethyldiethylentriamin, N,N',N"-Tris-(dimethylaminopropyl)hexahydrotriazin und Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin in Kombination mit Kaliumacetat, Kaliumoctoat oder Kaliumformiat oder Natriumformiat Die zur Herstellung des Hartschaumstoffes nötigen Katalysatoren, insbesondere aminische Katalysatoren (Dl) in Kombination mit als Trimerisationskatalysatoren eingesetzten Salze, werden in einer bevorzugten Ausführungsform in solcher Menge eingesetzt, dass z.B. auf kontinuierlich produzierenden Anlagen Elemente mit flexiblen Deckschichten mit Geschwindigkeiten bis zu 80 m/min je nach Elementstärke produziert werden können.

Die Reaktivität der Reaktionsmischung wird i.d.R. mittels Katalysator (oder über andere die Reaktivität erhöhende Komponenten, z.B. Aminopoly ether), auf die Bedürfnisse angepasst. So verlangt die Herstellung von dünnen Platten ein Reaktionsgemisch mit einer höheren Reaktivität als die Herstellung von dickeren Platten. Typische Parameter sind die Startzeit und die Abbindezeit als Maß für die Zeit, zu der das Reaktionsgemisch zu reagieren beginnt, und für den Zeitpunkt, an dem ein hinreichend stabiles Polymernetzwerk gebildet ist. Typische Startzeiten (gekennzeichnet durch den Beginn des Aufschäumens der Reaktionsmischung bei visueller Beurteilung) für die Verarbeitung mittels konventioneller Technik liegen im Bereich von 2s bis 50s. Mittels erfindungsgemäßem Verfahren lassen sich nun auch Reaktionsgemische mit hohen bzw. höheren Reaktivitäten, d.h. Startzeiten von <5s, insbesondere <2s, ganz besonders < ls und Abbindezeiten von <25 s, insbesondere <20s und ganz besonders <14s vorteilhaft verarbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere für die Herstellung von dünnen Platten vorteilhaft sein, da hier wenig Material für das Zusammenfließen zur Verfügung steht.

Bevorzugt wird eine Kombination aus Katalysatorkomponenten Dl und D2 in dem Reaktionsgemisch verwendet. In diesem Fall sollte das molare Verhältnis so gewählt sein, dass das Verhältnis von D2/D1 zwischen 0,1 und 80 liegt, insbesondere zwischen 2 und 20. Kurze Abbindezeiten können zum Beispiel mit mehr als 0,9 Gew.- Kalium-2-ethylhexanoat bezogen auf alle Komponenten des Reaktionsgemisches erzielt werden.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Reaktionsmischung aus > 7 Austragsöffnungen gleichzeitig auf die Deckschicht aufgetragen wird. Je höher die Anzahl der Austragsöffnungen ist, desto geringer werden die Abweichungen der Produktqualität im Querschnitt des erhaltenen Verbundelements (quer zur Bewegungsrichtung der Deckschicht gesehen) ausfallen. Vorzugsweise wird die Reaktionsmischung aus 8 Austragsöffnungen gleichzeitig auf die Deckschicht aufgetragen, mehr bevorzugt aus > 12 Austragsöffnungen gleichzeitig auf die Deckschicht aufgetragen, noch mehr bevorzugt aus > 15 Austragsöffnungen.

Das erfindungsgemäße System ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In einem solchen erfindungsgemäßen System zum Auftragen einer schäumbaren Reaktionsmischung auf eine sich bewegende Deckschicht, wobei die Reaktionsmischung aus Austragsöffnungen auf die Deckschicht aufgetragen wird, umfasst das System > 7 Austragsöffnungen. Vorzugsweise umfasst das System > 8 Austragsöffnungen, mehr bevorzugt aus > 12 und noch mehr bevorzugt > 15 Austragsöffnungen.

Unter Bezugnahme auf FIG. 1 und auf FIG. 2 sollen das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das erfindungsgemäße System umfasst weiterhin: - Eine Mehrzahl von Mischköpfen 100, 110, 120, wobei jeder Mischkopf eingerichtet ist, um zwei oder mehr Eduktströme zu einem Produktstrom zu mischen;

Eine Mehrzahl von Verteilern 200, 210, 220, wobei die Anzahl der Verteiler der Anzahl der Mischköpfe 100, 110, 120 entspricht, jeder Verteiler mit einem Produktstrom eines Mischkopfs verbunden ist, jeder Verteiler > 2 flexible Austragsleitungen 300 aufweist, welche jeweils in einer Austragsöffnung 400 enden und jeder Verteiler eingerichtet ist, um n einen Produktstrom aus dem ihm zugeordneten Mischkopf hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung homogen auf seine Austragsleitungen 300 zu verteilen.

Hier dargestellt ist ein System mit drei Mischköpfen 100, 110 und 120. Jeder dieser drei Mischköpfe empfängt einen Produktstrom mit einer Polyol enthaltenden Komponente R-OH und einen Produktstrom mit einer Isocyanatkomponente R-NCO. Die Bezeichnungen R-OH und R- NCO stehen selbstverständlich nicht für Monoalkohole und Monoisocyanate, sondern allgemein für Polyole und Polyisocyanate und in diesen Eduktströmen weiterhin vorhandenen Treibmitteln und sonstigen Additiven.

Die Mischköpfe 100, 110, 120 vereinigen ihre Eduktströme zu Produktströmen, die jeweils einem dem Mischkopf zugeordneten Verteiler 200, 210, 220 zugeführt werden. Die Produktströme enthalten somit die schäumbare Reaktionsmischung. Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Verteilern 200, 210, 220 handelt es sich bevorzugt um solche, wie sie beispielswiese in der EP 1 857 248 A2 ([0023], Fig. 1) unter der Bezeichnung„Verteilerkopf' beschrieben sind. Dieser ist in FIG 2 detaillierter dargestellt. Die Geometrie des Verteilers ist bevorzugt so gewählt, dass die Wegstrecke der Reaktionsmischung vom Eingang des Verteilers bis zu den jeweiligen Ausgängen zu den Auslaufleitungen gleichlang ist. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Verteilerkopfausgänge bei allen Verteilerkopfausgängen identisch ist. Der Querschnitt des Verteilerkopfeingangs kann dagegen auch größer sein als die jeweiligen Verteilerkopfausgänge. Das Material des Verteilers kann ausgewählt sein aus Stahl, Edelstahl, Aluminium und Kunststoffen. In jedem Fall muss das ausgewählte Material den im Mischkopf herrschenden Drücken und Temperaturen standhalten. Wird auf nur zwei Austragsleitungen verteilt, kann als Verteiler auch eine T-förmige Verzweigung der Austragsleitung 310 bezeichnet werden. Insofern kann in dieser Ausführungsform eine Rohrleitungsverzweigung wie ein T-Stück oder ein Y-Stück auch als Verteiler angesehen werden. In den Verteilern 200, 210, 220 erfolgt eine Homogenisierung des Produktstroms, so dass beispielsweise Unterschiede im zeitlichen Reaktionsfortschritt oder zeitlich bedingte Unterschiede in den Eigenschaften der Eduktströme ausgeglichen werden. Bei zeitlich bedingten Unterschieden in den Eigenschaften der Eduktströme kann es sich beispielsweise um solche Unterschiede handeln, die auf Dichteschwankungen oder auf Schwankungen in der Förderleistung der Eduktströme zu den Mischköpfen beruhen. Die Reaktionsmischung verlässt die Verteiler 200, 210, 220 über ^ 2 flexible Austragsleitungen 300, welche jeweils in Austragsöffnungen 400 enden.

In der in FIG. 1 dargestellten Ausführungsform weist jeder Verteiler fünf Austragsleitungen 300 auf, in FIG. 2 vier Austragsleitungen. Die Austragsleitungen 300 können flexibel oder starr ausgeführt sein. Besonders bvorzugt sind flexible Austragsleitungen, welche an ihrem dem Verteiler abgewandten Ende auf einer Befestigungsschiene 500 angebracht sind, wodurch die Positionen der Austragsöffnungen 400 flexibel variiert und fixiert werden können. Die Flexibilität der Austragsleitungen kann z.B. durch die Verwendung von Schläuchen oder variablen, z.B. in sich verschiebbaren, Röhren erzielt werden. Dies hat den Vorteil, dass über die genaue Position der Fixierung die Geometrie der Platte beeinflusst werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abstände zwischen den Schlauchenden auf der Schiene alle gleich. Die Reaktionsmischung verlässt die einzelnen Austragsöffnungen 400 und kontaktiert eine durch ihren gestrichelten Umriss dargestellte, sich von den Austragsöffnungen fortbewegende Deckschicht 10 im Wesentlichen in ihrer gesamten Breite. Durch die Expansion der schäumenden Reaktionsmischung vereinigen sich die einzelnen Streifen der Reaktionsmischung zur Schaumschicht 600 auf der Deckschicht 10.

Es sei angemerkt, dass die Deckschicht 10 sich jeweils von den Austragsöffnungen weg bewegt, also in der schematischen Darstellungsweise dieser Figur nach oben im Bild.

Die mit dem zuvor diskutierten erfindungsgemäßen System durchführbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst weiterhin die Schritte: - Bereitstellen einer Mehrzahl von Mischköpfen 100, 110, 120, wobei jeder Mischkopf eingerichtet ist, um zwei oder mehr Eduktströme zu einem Produktstrom zu mischen;

Bereitstellen einer Mehrzahl von Verteilern 200, 210, 220, wobei die Anzahl der Verteiler der Anzahl der Mischköpfe 100, 110, 120 entspricht, jeder Verteiler mit einem Produktstrom eines Mischkopfs verbunden ist, jeder Verteiler > 2 flexiblen Austragsleitungen 300 aufweist, welche jeweils in einer Austragsöffnung 400 enden und jeder Verteiler eingerichtet ist, um einen Produktstrom aus dem ihm zugeordneten Mischkopf hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung homogen auf seine Austragsleitungen 300 zu verteilen;

Mischen von zwei oder mehr Eduktströmen in jedem der Mischköpfe 100, 110, 120 unter Erhalt eines jeden der Mischköpfe verlassenden Produktstroms, wobei der Produktstrom eine schäumbare Reaktionsmischung umfasst;

Verteilen der jeweiligen Produktströme auf die jeweiligen Austragsleitungen 300 in dem jeweiligen Verteiler 200, 210, 220;

Auftragen der Reaktionsmischung aus den Austragsöffnungen 400 der Austragsleitungen

300 auf die Deckschicht 10.

Die Anzahl der Mischköpfe in diesen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens kann 2, 3 (wie hier dargestellt), 4, 5, 6 oder noch größer sein. Entsprechend kann die Anzahl der Verteiler 2, 3 (wie hier dargestellt), 4, 5, 6 oder noch größer sein, wobei die Anzahl der Verteiler auch der Anzahl der Mischköpfe entspricht. Die Anzahl der Austragsleitungen pro Verteiler kann 2, 3, 4 (wie hier dargestellt), 5, 6 oder noch größer sein.

Bei dieser Ausführungsform werden Probleme mit dem Verlaufen und Ineinander-Laufen des aufsteigenden Reaktionsgemischs sehr deutlich reduziert. Dies hat den Vorteil gegenüber bestehenden Auslaufvorrichtungen, dass man eine genaue Positionierung der Auslaufströme, sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch, durch die Verwendung der flexiblen Austragsleitungen erreichen kann. Dieses kann zu Vorteilen in der Plattengeometrie führen oder es erlaubt eine gezielte Produktaufbringung, zum Beispiel in den Sicken eines Dachelements. Diese Auftragsmethodik kann für die Herstellung von Metallpaneel-Sandwichverbundelementen, Dämmplatten und Konti-Blöcken verwendet werden. Der Auftrag kann in und gegen die Bandrichtung ausgeführt werden.