JP2000514008A - 高圧混合ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 好ましくはポリウレタン反応性プラスチックのための高圧混合ヘッドにつき開示し、これは混合室と沈降室とからなり、沈降室は１０〜１００の軸比を有する実質的な矩形断面を有する。高圧混合ヘッドは特に充填剤含有ポリウレタンを製造すべく使用することができ、充填剤は沈降室からカーテンの形態で排出される反応性混合物に対し側方から投げ出される。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧混合ヘッド 本発明は、混合物をカーテンの形態で混合ヘッドから排出させる少なくとも２ 種の反応性プラスチック成分を混合するための高圧混合ヘッドに関するものであ る。 各成分を対向する射出ノズルにより高圧下で円筒状混合室に射出し、混合物を 混合室から混合室に対し直角に配置された沈降室に案内し、次いでたとえば開口 金型中へ自由流動させながら充填する２成分プラスチック用の混合ヘッドは公知 である（ＤＥ−Ａ ２９ ０７ ９３８号参照）。この場合は、混合室にも沈降 室にも軸方向移動自在な清浄用−および排出用ピストンを設け、これらを金型充 填の終了後（すなわちショット終了に際し）軸方向に移動させて各チャンバを充 填するようにする。この場合、混合室清浄用ピストンは対向位置する長手溝部を 備え、これは混合室を封鎖するピストン位置にて射出ノズルを覆うと共に各成分 用の戻し経路に対する接続部を形成する。 沈降室においては混合物にて支配する乱流の低下が生じて、沈降室からの混合 物の排出を層状にて生ぜしめる。 今回、特に沈降室の直径が相応に大となるよう設計された２成分混合物をより 多量に処理するための混合ヘッドにおいては、不充分な乱流低下しか生ぜず、し たがって流出する混合物の流れが扇状になる傾向を示すことが判明した。扇状と なる排出流を回避するには、沈降室を軸線方向に不均衡に長くせねばならない。 今回、本発明によれば実質的な矩形断面を有する排出室を設けることが提案さ れる。 本発明の主題は、混合ヘッドが計量ピストンを有する混合室を備え、ここに２ 個の対向配置された各成分用の射出ノズルを配向させると共に、混合室を混合室 の軸線に対し実質的に直角に延びる清浄用スライドを持った沈降室に開口させる 少なくとも２種の反応性プラスチック成分（特にポリウレタン反応混合物の成分 ）を混合するための高圧混合ヘッドであり、沈降室および清浄用スライドが１０ 〜１００の軸比を有する実質的な矩形断面を有することを特徴とする。 したがって、成分混合物は混合ヘッドから厚さより１０〜１００倍大きい幅の カーテンとして流出する。 好ましくは沈降室および清浄用スライドは１５〜８０、特に好ましくは２５〜 ６０の軸比を有する実質的に矩形断面を有する。 したがって、沈降室は小さい間隔を持った２枚の平行な画定平面により形成さ れ、間隔は約１〜１０ｍｍとすることができる。画定面の小さい間隔に基づき、 流動する成分混合物にて急速かつ効果的な乱流低下が生ずる。 混合室は好ましくは沈降室の大きい方の画定面の中間に垂直に開口する。沈降 室の大きい横方向寸法は混合室の直径の２〜８倍、特に好ましくは少なくとも３ 倍とすることができる。 本発明による高圧混合ヘッドは、成分混合物の顕著な沈降だけでなく、広範囲 における混合物流の制御をも可能にする。したがって沈降室からのポリウレタン 反応混合物の排出速度をたとえば０．２５〜５ｍ／ｓｅｃの範囲にて欠点なしに 変動させることができ、特に１０ｍ／ｓｅｃまでの高い混合物粘度の場合に得ら れる。 さらに幅広カーテンの形態における混合物流の形成により、ガス包蔵の危険な しに開口金型中への均一な充填も可能となる。このため、混合ヘッドは金型にわ たり変化自在に往復移動される。 特に好ましくは本発明による高圧混合ヘッドは固体物質が充填された２成分プ ラスチックの製造に使用することができる。この場合、固体物質は沈降室から流 出した後に自由流動する成分混合物のカーテンに対し側方から衝突する。 さらに本発明の主題は固体充填された２成分プラスチックの製造方法でもあり 、各成分を沈降室を連接した高圧混合ヘッドで混合することからなり、沈降室は １０〜１００の軸比を有する実質的に矩形断面を有して、混合物を自由流動する カーテンの形態で沈降室から流出させると共に固体をカーテンに対し衝突させる ことを特徴とする。 この充填２成分プラスチックの好適製造方法を実施するための対応する装置は 混合ヘッドの他に、沈降室の出口開口部の下に固体を指向供給するための装置を も備える。 固体としては強化剤もしくは難燃剤として知られた固体を粉末、顆粒、フロッ クもしくは繊維の形態で使用することができる。特に少なくとも０．２ｍｍ、好 ましくは少なくとも０．５ｍｍの少なくとも１つの寸法の範囲を有するものであ る。 本発明による装置および本発明による方法は、その機械的感受性に基づき他の 方法による加工が困難であるような固体につき特に適している。たとえば本発明 することができる。 膨張グラファイトとしては、たとえばＳＯ_x、ＮＯ_x、ハロゲンおよび／または 強酸のグラファイトにおける公知の内位添加化合物が挙げられる。これらはグラ ファイト塩とも呼ばれる。好ましくは、たとえば１２０〜３５０℃の温度にて膨 張下にＳＯ₂、ＳＯ₃、ＮＯおよび／またはＮＯ₂を放出する膨張グラファイトが 好適である。たとえば膨張グラファイトは０．１〜５ｍｍの範囲の最大直径を有 する小プレートの形態とすることができる。好ましくは、この直径は０．５〜３ ｍｍである。本発明につき適する膨張グラファイトは市販入手しうる。 既製の防火部材については、たとえば１〜５０重量％の膨張グラファイトを含 有することができる。好ましくは、この膨張グラファイト含有量は２〜３０重量 ％、特に２〜２０重量％である。難燃剤としての膨張グラファイトの作用はグラ ファイト粒子の寸法に関連する。混入工程に際し結合剤中へ磨砕混入される膨張 グラファイト粒子は極めて限られた程度しか難燃性含浸に寄与しない。ポリウレ タン反応混合物への充填剤の通常の混入方法は相当な粒子寸法の減少をもたらし 、難燃性に対し悪影響を及ぼす。 固体粒子は適する輸送手段により流体カーテンに供給され、粒子には必要な動 的エネルギーが付与される。その際、支援するため輸送ガス（好ましくは空気） を使用することができる。 さらに本発明は、特に繊維が他の加工方法ではもはや管理しえない長さを有す る場合は、繊維強化ポリウレタンの製造にも極めて適している。 強化繊維としては天然もしくは合成の有機もしくは無機繊維を使用しうることは 勿論であり、本発明は特に３〜３００ｍｍの繊維長さに適している。 特に好ましくはガラス繊維が使用される。 その際、ガラス繊維は好ましくはガラス繊維ハンクとして供給され、輸送ロー ラおよび切断ローラにより搬送され、切断されかつ自由流動する２成分混合物に 対し投げ出される。ガラス繊維はたとえば１０〜１００ｍｍの長さを有すること ができる。 好ましくは固体は４０〜９０°、特に好ましくは４０〜６０°の角度にて成分 混合物カーテンに対し投げ出される。 本発明による混合ヘッドは、開口金型におけるポリウレタン反応混合物を充填 すべく必要に応じ固体と一緒に用いることができる。さらに混合ヘッドは連続気 泡もしくは独立気泡のブロック発泡を連続製造するにも適し、反応混合物のカー テンをブロックフォーム装置の連続金型における下側ベルトコンベアに載せる。 好ましくはその際、混合ヘッドはカーテンがベルトコンベアの移動方向に傾斜す るようコンベアベルトの上方に配置され、混合ヘッドをコンベアベルトに対し垂 直方向に往復移動させる。 さらに本発明によれば、反応混合物のカーテンをたとえば一方の側にてガラス 繊維にかつ他方の側にて膨張グラファイトに当接させるよう、固体の組合せを用 いることもできる。 以下、添付図面の図１〜５を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は本発明による高圧混合ヘッドの断面図であり、 図２は図１による混合ヘッドのＡ−Ａ線断面図であり、 図３はガラス繊維強化ポリウレタン成形部品を製造するための本発明による装 置を示し、 図４は図３による装置のＢ−Ｂ線断面図であり、 図５はガラス繊維強化された多成分プラスチックを製造するための他の装置を 示し、 図６は充填剤含有の多成分プラスチックを製造するための他の装置を示す。 図１および図２は円筒状混合室２を備えた本発明による高圧混合ヘッド１を示 し、混合室２は両混合成分（ポリウレタンの場合には成分イソシアネートおよび ポリオール）のための２個の対向する射出ノズル３を開口させる。混合室の軸線 には投入ピストン４を液圧移動自在に配置する。混合ピストン４は２個の対向す る溝部５を備え、これら溝部は閉鎖位置にてそれぞれ１個の射出ノズル３を戻し 経路（図示せず）に接続する。混合ヘッドは混合室２に対し横方向に実質的に矩 形断面を持った沈降室６を備え、成分混合物がカーテン８の形態で混合ヘッドか ら流出するようにする。さらに沈降室出口の方向に液圧移動しうる清浄用スライ ド７を設け、これは操作位置にて混合室出口を沈降室６に対し開放すると共に部 分的に制限しながら覆う（９）。 図３は、成分混合物８が流出する本発明による高圧混合ヘッド１を示す。カー テン８に対しガラス繊維１５を衝突させ、ガラス繊維は輸送ローラ１２と外套平 面上に軸線並行にて少なくとも１個の切断メス１４が固定された切断ローラ１３ との間に１個もしくはそれ以上のガラス繊維ハンク１１を供給することにより搬 送されると共に切断される。輸送ローラ１２および／または切断ローラ１３の表 面速度は１〜５０ｍ／ｓｅｃ、好ましくは３〜１０ｍ／ｓｅｃとすることができ る。ガラス繊維−打付け装置１０は方向Ｘ、Ｙおよび角度αにて高圧混合ヘッド １と調整自在に接続される。ガラス繊維５は輸送ローラ１２および切断ローラ１ ３により与えられるその速度に基づきカーテン８に包封されると共に成分混合物 により利用される。成分混合物とガラス繊維とからなる混合物を開口した金型半 部２０に導入し、高圧混合ヘッドを金型２０の上方で水平方向に移動させる。金 型の充填後、混合室２を投入ピストン５により閉鎖すると共に残余の成分混合物 を清浄用スライド７により沈降室６から吐出させる。次いで下側金型半部２０を 上側金型頒布（図示せず）により適する閉鎖装置を用いて閉鎖すると共に成分混 合物を硬化させる。 図４は、図３による図面のＢ−Ｂ線断面図である。 図５は、本発明の特に好適な実施例を示し、混合物カーテン８を両側からガラ ス繊維１５に当接させる。 図６は、図５と同様な装置を示し、固体粒子２５（たとえば膨張グラファイト ）をインペラ２０ａおよび２０ｂにより流体カーテン８に対し投げ出す。インペ ラは１〜５０ｍ／ｓの周速を有することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＰＬ，ＲＵ，ＵＡ，ＵＳ (72)発明者 テイーベス，フロリアン ドイツ連邦共和国デイー53639 ケーニヒ スヴインター、ハウプトシユトラーセ 154

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 各成分用の２個の対向配置された射出ノズル（３）を開口させる混合室（ ２）と、混合室内で移動しうる計量ピストン（４）と、混合室（２）の軸線に対 し実質的に直角に延びる清浄用スライド（７）を備えた沈降−および流出−室（ ６）とを備える少なくとも２種の反応性プラスチック成分を混合するための高圧 混合ヘッドにおいて、沈降室（６）および清浄用スライド（７）が１０〜１００ の軸比を有する実質的な矩形断面を有することを特徴とする高圧混合ヘッド。 ２． 混合室（２）の軸線に対し垂直な沈降室（６）の寸法が混合室（２）の直 径よりも２〜８倍大であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の高圧混合 ヘッド。 ３． 高圧混合ヘッドにて各成分を混合すると共に成分混合物を実質的に直角な 流動変向の後に沈降室内で沈降させる請求の範囲第１項または第２項に記載の高 圧混合ヘッドを用いる固体充填の２成分プラスチックの製造方法において、成分 混合物を１０〜１００の軸比を有する実質的に直角断面を持った沈降室（６）に 案内すると共に、固体粒子を沈降室（６）から排出された後に自由流動させなが ら成分混合物と接触させることを特徴とする固体充填の２成分プラスチックの製 造方法。 ４． 固体粒子としてガラス繊維を使用し、このガラス繊維をガラス繊維ハンク として供給すると共に１〜５０ｍ／ｓの周速を有する輸送−および切断−ローラ により搬送し、切断し、かつ自由流動する成分混合物に衝突させることを特徴と する請求の範囲第３項に記載の方法。 ５． 固体粒子として膨張グラファイトを使用することを特徴とする請求の範囲 第３項に記載の方法。 ６． 自由流動するプラスチック混合物を固体粒子と両側で接触させることを特 徴とする請求の範囲第３〜５項のいずれか一項に記載の方法。