JP2004066528A - Die for reaction foaming and reaction foaming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応発泡成形用ダイおよび反応発泡成形装置、詳しくは、複数の反応性原料を反応させて発泡成形するための反応発泡成形用ダイ、および、そのダイを備える反応発泡成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、たとえば、イソシアネート成分およびポリオール成分を原料とし、これにフロンや代替フロンを発泡剤として用いて、これらをミキシングヘッドにおいて高圧で混合した後に射出して、反応させながら金型に注入する反応射出成形法(RIM法)によって、ポリウレタンフォームなどの発泡体を成形することが広く知られている。
【0003】
また、近年、オゾン層の破壊の原因とされるフロンや代替フロンの使用が全廃となることから、このような発泡成形において、発泡剤として、フロンや代替フロンに代えて、二酸化炭素や窒素などの不活性ガスを用いることが種々提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このような発泡成形において、たとえば、シート状の発泡体などを成形する場合には、イソシアネート成分およびポリオール成分をミキシングヘッドで混合した後に、金型に注入することに代えて、Tダイなどを用いて連続的に吐出して、フリー発泡させることが考えられる。
【0005】
しかし、発泡剤として不活性ガスを用いる場合には、イソシアネート成分およびポリオール成分に、不活性ガスを所定の圧力下において十分に溶解しておく必要があるため、たとえば、不活性ガスが溶解されているイソシアネート成分およびポリオール成分を、ミキシングヘッドにおいて高圧で混合した後に、Tダイからそのまま吐出すると、イソシアネート成分とポリオール成分との反応が十分でないままの状態で、不活性ガスが膨張してしまうため、発泡のバランスが崩れ、良好な発泡体を成形することができないという不具合を生じる。
【0006】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、二酸化炭素や窒素などの不活性流体を用いても、吐出によって連続して発泡成形することのできる、反応発泡成形用ダイ、および、そのダイを備える反応発泡成形装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、複数の反応性原料を反応させて発泡成形するための反応発泡成形用ダイであって、前記反応性原料の混合物が流入される流入路と、前記流入路に流入した前記混合物を吐出する吐出口とを備え、前記流入路と前記吐出口との間には、前記流入路内の前記混合物に圧力を付与するための絞りが設けられていることを特徴としている。
【0008】
このような構成によると、絞りによって、流入路に流入した反応性原料の混合物の吐出口への流出が制限されるので、流入路内において混合物に所定の圧力が付与される。そのため、流入路内において、混合物の反応を、所定の圧力を保持しつつ促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記吐出口は、前記混合物の流入方向に対して直交する幅方向に延びるように開口形成されており、前記絞りと前記吐出口との間には、前記混合物を幅方向に広げるためのマニホールドが設けられていることを特徴としている。
【0010】
このような構成によると、絞りを通過した混合物は、マニホールド内において幅方向に広がり、吐出口から吐出される。そのため、マニホールドによって、幅方向に延びるように開口形成されている吐出口から、混合物を良好に吐出させることができる。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記吐出口における前記幅方向と直交する縦方向の開口長さが、前記絞りの前記縦方向の開口長さよりも、短く形成されていることを特徴としている。
【0012】
このような構成によると、吐出口における縦方向の開口長さが、絞りの縦方向の開口長さよりも短く形成されているので、マニホールド内においては、混合物にさらに圧力が付与される。そのため、マニホールド内においても、混合物の反応を、所定の圧力を保持しつつ促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、より一層、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0013】
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記流入路が形成される流入部と、前記吐出口および前記マニホールドが形成される吐出部とが、分割可能に形成されており、前記絞りが、前記吐出部に形成されていることを特徴としている。
【0014】
このような構成によると、流入部と吐出部とが分割可能に形成されているので、反応性原料の種類やその他の成形条件などに応じて、最適の圧力付与時間が得られる長さの流入路を備える流入部を、吐出部に接続することができる。そのため、反応性原料の種類やその他の成形条件などにかかわらず、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、反応発泡成形装置であって、反応性原料を供給する原料供給手段、不活性流体を供給する不活性流体供給手段、前記原料供給手段によって供給された反応性原料に、前記不活性流体供給手段によって供給された不活性流体を予備混合する予備混合手段、および、予備混合手段によって、不活性流体が予備混合された反応性原料において、反応性原料に不活性流体を溶解させるための溶解手段を備える複数の原料調製手段と、各前記原料調製手段により調製された不活性流体が溶解された反応性原料を混合する混合手段と、前記混合手段によって混合された反応性原料の混合物を吐出するダイとを備え、前記ダイは、前記反応性原料の混合物が流入される流入路と、前記流入路に流入した前記混合物を吐出する吐出口とを備え、前記流入路と前記吐出口との間には、前記流入路内の前記混合物に圧力を付与するための絞りが設けられていることを特徴としている。
【0016】
このような構成によると、各原料調製手段において、原料供給手段から反応性原料が供給され、不活性流体供給手段から不活性流体が供給され、これらが予備混合手段において混合された後、溶解手段によって、反応性原料に不活性流体が溶解される。次いで、混合手段によって、各原料調製手段により調製された不活性流体が溶解された反応性原料が混合され、その後ダイから吐出される。
【0017】
そして、ダイにおいては、絞りによって、流入路に流入した反応性原料の混合物の吐出口への流出が制限されるので、流入路内において混合物に所定の圧力が付与される。そのため、流入路内において、混合物の反応を、所定の圧力を保持して不活性流体を溶解させたまま、促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の反応発泡成形用ダイを備える反応発泡成形装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【0019】
図1において、この反応発泡成形装置1は、2種類の反応性原料を反応させて、マイクロセルラーフォームを連続して発泡成形するための反応発泡成形装置であって、第1の反応性原料(以下、第1原料成分とする。)を供給するための原料調製手段としての第1調製部2、第2の反応性原料(以下、第2原料成分とする。)を供給するための調製手段としての第2調製部3、混合手段としての混合ヘッド4およびダイ5を備えている。
【0020】
第1調製部2および第2調製部3は、大略同一の装置構成とされている。第1調製部2は、第1原料タンク6、原料供給手段としての第1原料供給ポンプ8、第1不活性流体タンク10、不活性流体供給手段としての第1不活性流体供給ポンプ12、予備混合手段としての第1予備混合ユニット14、溶解手段としての第1高圧加熱ヒータ16を備えている。
【0021】
また、第2調製部3は、第2原料タンク7、原料供給手段としての第2原料供給ポンプ9、第2不活性流体タンク11、不活性流体供給手段としての第2不活性流体供給ポンプ13、予備混合手段としての第2予備混合ユニット15、溶解手段としての第2高圧加熱ヒータ17を備えている。
【0022】
第1原料タンク6および第2原料タンク7には、互いに反応する反応性原料がそれぞれ貯蔵されており、たとえば、マイクロセルラーポリウレタンフォームを発泡成形する場合には、第1原料タンク6には、ポリイソシアネート化合物などの第1原料成分が貯蔵され、また、第2原料タンク7には、ポリオール化合物などの第2原料成分が貯蔵されている。
【0023】
第1原料供給ポンプ8は、第1原料タンク6の下流側に接続されており、第1原料成分を所定量および所定圧力で、第1予備混合ユニット14に輸送するように構成されている。
【0024】
第2原料供給ポンプ9は、第2原料タンク7の下流側に接続されており、第2原料成分を所定量および所定圧力で、第2予備混合ユニット15に輸送するように構成されている。
【0025】
第1不活性流体タンク10および第2不活性流体タンク11には、二酸化炭素や窒素などの不活性流体がそれぞれ貯蔵されており、第1不活性流体タンク10の下流側に接続される第1不活性流体供給ポンプ12によって、第1不活性流体タンク10内の不活性流体が、所定量および所定圧力で、第1予備混合ユニット14に輸送されるように構成され、第2不活性流体タンク11の下流側に接続される第2不活性流体供給ポンプ13によって、第2不活性流体タンク11内の不活性流体が、所定量および所定圧力で、第2予備混合ユニット15に輸送されるように構成されている。
【0026】
第1予備混合ユニット14は、第1原料供給ポンプ8、および、第1不活性流体供給ポンプ12の下流側において、これらとそれぞれ接続されており、第1原料供給ポンプ8から供給される第1原料成分と、第1不活性流体供給ポンプ12から供給される不活性流体とを連続的に予備混合するように構成されている。より具体的には、第1予備混合ユニット14においては、第1原料供給ポンプ8から所定圧力で供給される第1原料成分と、第1不活性流体供給ポンプ12から所定圧力で供給される不活性流体とを、それぞれ定量された所定の割合において、物理的に衝突させて連続的に予備混合するように構成されている。
【0027】
第2予備混合ユニット15は、第2原料供給ポンプ9、および、第2不活性流体供給ポンプ13の下流側において、これらとそれぞれ接続されており、第2原料供給ポンプ9から供給される第2原料成分と、第2不活性流体供給ポンプ13から供給される不活性流体とを連続的に予備混合するように構成されている。より具体的には、第2予備混合ユニット15においては、第2原料供給ポンプ9から所定圧力で供給される第2原料成分と、第2不活性流体供給ポンプ13から所定圧力で供給される不活性流体とを、それぞれ定量された所定の割合において、物理的に衝突させて連続的に予備混合するように構成されている。
【0028】
第1高圧加熱ヒータ16は、第1予備混合ユニット14の下流側に接続されており、第1混合ユニット14によって不活性流体が予備混合された第1原料成分において、第1原料成分に不活性流体を溶解させるように構成されている。より具体的には、第1高圧加熱ヒータ16は、耐圧配管の周りにヒータが設けられており、第1原料成分および不活性流体の混合物を、耐圧配管中に通過させて、そのまま加圧(保圧)しながら必要によりヒータで加熱することにより、第1原料成分に不活性流体を連続的に溶解させるように構成されている。
【0029】
第2高圧加熱ヒータ17は、第2予備混合ユニット15の下流側に接続されており、第2混合ユニット15によって不活性流体が予備混合された第2原料成分において、第2原料成分に不活性流体を溶解させるように構成されている。より具体的には、第2高圧加熱ヒータ17は、耐圧配管の周りにヒータが設けられており、第2原料成分および不活性流体の混合物を、耐圧配管中に通過させて、そのまま加圧(保圧)しながら必要によりヒータで加熱することにより、第2原料成分に不活性流体を連続的に溶解させるように構成されている。
【0030】
そして、第1調製部2においては、まず、第1原料タンク6に貯蔵されている第1原料成分を、第1原料供給ポンプ8によって、たとえば、10〜30MPaの圧力で、第1予備混合ユニット14に供給するとともに、それと同時に、第1不活性流体タンク10に貯蔵されている不活性流体を、第1不活性流体供給ポンプ12によって、たとえば、10〜30MPaの圧力で、第1予備混合ユニット14に供給する。これによって、第1原料成分および不活性流体が高圧で第1予備混合ユニット14に供給されるので、第1予備混合ユニット14において、これらが良好に衝突混合される。なお、第1予備混合ユニット14における混合圧は、10〜30MPaとなるように調整することが好ましい。
【0031】
そして、このように供給された第1原料成分および不活性流体を第1予備混合ユニット14において連続的に予備混合した後、次いで、第1高圧加熱ヒータ16において、第1原料成分および不活性流体の混合物を、加圧(保圧)および/または加熱することにより、第1原料成分中に不活性流体を連続的に溶解する。不活性流体を第1原料成分中に溶解するための条件は、第1原料成分中に不活性流体を、十分に溶解させることができれば、好ましくは、実質的に完全溶解させることができれば、特に制限はなく、その目的および用途などによって適宜調整すればよく、たとえば、5〜30MPa、1〜500秒で、溶解温度は、30〜100℃であることが好ましい。
【0032】
また、第2調製部3においても、まず、第2原料タンク7に貯蔵されている第2原料成分を、第2原料供給ポンプ9によって、たとえば、10〜30MPaの圧力で、第2予備混合ユニット15に供給するとともに、それと同時に、第2不活性流体タンク11に貯蔵されている不活性流体を、第2不活性流体供給ポンプ13によって、たとえば、10〜30MPaの圧力で、第2予備混合ユニット15に供給する。これによって、第2原料成分および不活性流体が高圧で第2予備混合ユニット15に供給されるので、第2予備混合ユニット15において、これらが良好に衝突混合される。なお、第2予備混合ユニット15における混合圧は、10〜30MPaとなるように調整することが好ましい。
【0033】
そして、このように供給された第2原料成分および不活性流体を第2予備混合ユニット15において連続的に予備混合した後、次いで、第2高圧加熱ヒータ17において、第2原料成分および不活性流体の混合物を、加圧(保圧)および/または加熱することにより、第2原料成分中に不活性流体を連続的に溶解する。不活性流体を第2原料成分中に溶解するための条件は、第2原料成分中に不活性流体を、十分に溶解させることができれば、好ましくは、実質的に完全溶解させることができれば、特に制限はなく、その目的および用途などによって適宜調整すればよく、たとえば、5〜30MPa、1〜500秒で、溶解温度は、30〜100℃であることが好ましい。
【0034】
そして、この反応発泡成形装置1では、第1調製部2によって調製された不活性流体が溶解された第1原料成分(以下、第1調製成分とする。)と、第2調製部3によって調製された不活性流体が溶解された第2原料成分(以下、第2調製成分とする。)とを、次に述べる混合ヘッド4において混合して、反応させながらダイ5に注入し、連続して発泡成形させる。
【0035】
混合ヘッド4は、第1高圧加熱ヒータ16および第2高圧加熱ヒータ17の下流側において、これら第1高圧加熱ヒータ16および第2高圧加熱ヒータ17と接続されており、第1調製成分および第2調製成分を混合してダイ5に注入するように構成されている。
【0036】
より具体的には、混合ヘッド4は、図2に示すように、正面視において上部が略矩形状であって下部が略台形状に形成されている略五角形状のヘッド本体18に、第1調製成分が流入する第1流入路19、第2調製成分が流入する第2流入路20、第1調製成分および第2調製成分を混合する混合流路21が形成されている。
【0037】
なお、以下の説明において、便宜上、図2の紙面上側を混合ヘッド4およびダイ5の上側、紙面下側を混合ヘッド4およびダイ5の下側とする。
【0038】
第1流入路19は、その上流側端部がヘッド本体18の上面一方側方において開放され第1高圧加熱ヒータ16に接続されており、その途中がヘッド本体18の中央部に向かうように略くの字状に屈曲され、その下流側端部が混合流路21の上流側端部に接続されるように形成されている。なお、第1流入路19の下流側端部と混合流路21の上流側端部との間には、それらよりも開口断面積の小さい第1流入接続路22が連通形成されており、この第1流入接続路22によって、第1流入路19から混合流路21に流入する第1調製成分の流入量を一定量に制限し、かつ、混合流路21内の圧力を保持するようにしている。
【0039】
第2流入路20は、その上流側端部がヘッド本体18の上面他方側方において開放され第2高圧加熱ヒータ17に接続されており、その途中がヘッド本体18の中央部に向かうように略くの字状に屈曲され、その下流側端部が混合流路21の上流側端部に接続されるように形成されている。なお、第2流入路20の下流側端部と混合流路21の上流側端部との間には、それらよりも開口断面積の小さい第2流入接続路23が連通形成されており、この第2流入接続路23によって、第2流入路20から混合流路21に流入する第2調製成分の流入量を一定量に制限し、かつ、混合流路21内の圧力を保持するようにしている。
【0040】
混合流路21は、ヘッド本体18の中央部において上下方向に沿って形成され、その下流側端部がヘッド本体18の下面において開放されダイ5に接続されており、その上流側端部がヘッド本体18の中央部における上下方向途中まで形成され、その上流側端部近傍の内周側面には、第1流入接続路22および第2流入接続路23が、互いに対向状に臨むように開口形成されている。
【0041】
そして、混合ヘッド4においては、第1高圧加熱ヒータ16から輸送される第1調製成分が第1流入路19に流入し、次いで、その第1調製成分が、第1流入接続路22を介して混合流路21に所定の流入量で流入される。また、第2高圧加熱ヒータ17から輸送される第2調製成分が第2流入路20に流入し、次いで、その第2調製成分が、第2流入接続路23を介して混合流路21に所定の流入量で流入される。そして、混合流路21では、その上流側端部において、第1流入接続路22および第2流入接続路23が、互いに対向状に臨むように開口形成されているので、第1流入接続路22から混合流路21に流入した第1調製成分と、第2流入接続路23から混合流路21に流入した第2調製成分とが、対向状に衝突混合され、それら第1調製成分と第2調製成分との混合物(以下、混合成分とする。)が、互いに反応しながら、その下流側端部に向かって流され、ダイ5に向けて流出される。
【0042】
なお、この混合ヘッド4には、図示しないが、混合流路21内に進退可能な開閉ゲートが設けられており、この開閉ゲートの進出により、第1流入接続路22および第2流入接続路23における混合流路21に臨む開口部が閉鎖され、開閉ゲートの退避により、第1流入接続路22および第2流入接続路23における混合流路21に臨む開口部が開放されるように構成されている。
【0043】
ダイ5は、流入路としての反応流路24が形成される流入部としての反応部25と、絞り26、マニホールド27および吐出口28が形成される吐出部29とを備える、正面視において略T字状をなし、反応部25と吐出部29とが分割可能に形成されている。
【0044】
反応部25は、略矩形状に形成されている反応部本体30の中央部において、反応流路24が上下方向に沿って貫通形成されている。反応流路24は、混合ヘッド4の混合流路21とほぼ同一の開口断面積で形成されており、その上流側端部が、混合ヘッド4の混合流路21に接続されるとともに、その下流側端部が、吐出部29の絞り26に接続されている。なお、この反応部25は、混合成分の種類(反応性)や、その他の形成条件に応じた長さで反応流路24が形成されているものが、適宜用意される。
【0045】
吐出部29は、図3に示すように、略細長略矩形状に形成されているロア部材31と、同じく略細長略矩形状に形成されているアッパ部材32とを備えており、それらを重ねて接合することにより構成されている。
【0046】
ロア部材31は、図4に示すように、その背面(すなわち、アッパ部材32と接合される内面)に、絞り溝33、マニホールド溝34および吐出溝35が形成されている。
【0047】
絞り溝33は、ロア部材31の長手方向中央部上側に形成され、下側流入口溝36および流入案内溝37を備えている。下側流入口溝36は、背面視略半円状かつ側断面視三角形状(図6参照)の半円錐状をなし、図6に示すように、上側から下側に向かって、溝深さが次第に浅くなるように形成されている。また、下側流入口溝36は、その上端がロア部材31の上面から開放され、下端がマニホールド溝34に連通するように形成されている。
【0048】
流入案内溝37は、図4に示すように、背面視略三角形状をなし、下側流入口溝36から長手方向両側に対称に形成されている。各流入案内溝37は、上側から下側に向かって、下側流入口溝36よりも浅い溝深さ(より具体的には、上側から下側に向かって溝深さが次第に浅くなる下側流入口溝36の下端の溝深さとほぼ同じ溝深さ)であって、同一の溝深さで、背面視において下側流入口溝36から次第に広がるように形成されている。また、各流入案内溝37は、下側流入口溝36の各側端と連通した状態において、その上端がロア部材31の上面から開放され、その下端がマニホールド溝34に連通するように形成されている。
【0049】
マニホールド溝34は、ロア部材31の上下方向中央部に形成され、図6に示すように、側断面略半円形状であって、図4に示すように、吐出部29の長手方向、すなわち、混合成分の流入方向に対して直交する幅方向に延びるように略細長略矩形状に形成されている。
【0050】
吐出溝35は、ロア部材31の下側に形成され、図6に示すように、流入案内溝37よりも浅い同一の溝深さで、図4に示すように、マニホールド溝34と並行して、吐出部29の長手方向、すなわち、混合成分の流入方向に対して直交する幅方向に延び、かつ、マニホールド溝34の幅方向よりもやや短くなる略細長略矩形状に形成されている。吐出溝35は、その上端がマニホールド溝34と連通し、その下端がロア部材31の下面から開放されるように形成されている。
【0051】
また、アッパ部材32は、図5に示すように、その背面(すなわち、ロア部材31と接合される内面)に、上側流入口溝38が形成されている。
【0052】
上側流入口溝38は、ロア部材31とアッパ部材32との接合状態において、絞り溝33の下側流入口溝36と対向するように、アッパ部材32の長手方向中央部上側に形成され、背面視略半円状かつ側断面視三角形状(図6参照)の半円錐状をなし、図6に示すように、上側から下側に向かって、溝深さが次第に浅くなるように形成されている。また、上側流入口溝38は、その上端がアッパ部材32の上面から開放されるように形成されている。なお、このアッパ部材32の背面は、上側流入口溝38が形成されている部分以外は面一に形成されている。
【0053】
そして、吐出部29は、図6に示すように、これらロア部材31とアッパ部材32とが重ねられて接合されることにより形成されている。
【0054】
すなわち、これらロア部材31およびアッパ部材32が接合されることにより、下側流入口溝36と上側流入口溝38とが対向して、図4に示すように、背面視円形であって、図6に示すように、上側から下側に向かって開口断面積が次第に狭くなる円錐状の流入口部39が形成される。また、流入案内溝37と面一とされるアッパ部材32の背面とが対向して、上側から下側に向かって、図6に示すように、開口断面積がほぼ等しく、図2に示すように、流入口部39の両側からマニホールド27に向かって次第に広がる流入案内部40が形成される。そして、この流入口部39と流入案内部40とによって絞り26が形成される。
【0055】
また、マニホールド溝34と、面一とされるアッパ部材32の背面とが対向して、図6に示すように、側断面略半円形状であって、図2に示すように、幅方向に延びる略細長略矩形状のマニホールド27が形成される。
【0056】
また、吐出溝35と、面一とされるアッパ部材32の背面とが対向して、図6に示すように、吐出溝35における幅方向と直交する縦方向の開口長さX1が、絞り26の流入案内部40における縦方向の開口長さX2よりも、短く形成され、図2に示すように、マニホールド27よりも短い範囲において、幅方向に延びる略細長略矩形状の吐出口28が形成される。
【0057】
これによって、混合ヘッド4からダイ5に流入される混合成分は、図2に示すように、まず、反応部25の反応流路24内に流入される。そして、このダイ5では、吐出部29の絞り26において、流入口部39の下流側端部の開口断面積および流入案内部40の開口断面積が、反応流路24の開口断面積よりも狭く形成されているので、絞り26によって、反応流路24に流入した混合成分のマニホールド27への流出が絞られるので、反応流路24内において混合成分に背圧が付与される。そのため、反応流路24内において、混合成分の反応を、背圧を保持して、不活性流体を溶解させたまま、促進することができる。そのため、混合成分は、反応流路24内において、反応しつつ微細な気泡の核を形成することができる。
【0058】
次いで、反応流路24から流出される混合成分は、絞り26において流出が制限されながら、マニホールド27内に流れ込む。絞り26では、流入口部39が略円錐状に形成されているため、混合成分の流出を徐々に制限することができ、また、これとともに、流入案内部40が流入口部39の両側からマニホールド27に向かって次第に広がるように形成されているため、マニホールド27の幅方向に広く流出させることができる。そのため、この絞り26によって、反応流路24からの混合成分の流出を、円滑に制限しながら、マニホールド27の幅方向に広く流出させることができる。
【0059】
そして、絞り26を通過し、マニホールド27に流入した混合成分は、マニホールド27内において幅方向に広がり、その後、吐出口28から良好に吐出される。マニホールド27では、混合成分が、側断面略半円形状に形成されているマニホールド溝34内を円滑に幅方向に流れるが、このダイ5では、吐出口28の開口断面積(幅方向と直交する縦方向の開口長さX1)が、絞り26の流入案内部40の開口断面積(縦方向の開口長さX2)よりも、狭く(短く)形成されているので、マニホールド27内においては、混合成分にさらに背圧が付与される。そのため、マニホールド27内においても、混合成分の反応を、背圧を保持しつつ促進することができ、混合成分における微細な気泡の核の形成および成長を、より一層図ることができる。
【0060】
そして、吐出口28から、その吐出口28の幅方向全体にわたって吐出された混合成分は、ダイ5内において付与されていた背圧が一気に解放されるので、さらに反応しながら不活性流体が膨張して発泡成形される。このような発泡成形においては、混合成分が、ダイ5内において、十分に気泡の核の形成および成長がなさているため、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0061】
そのため、このような反応発泡成形装置1では、不活性流体が十分に溶解される混合成分を、ダイ5から連続的に吐出して、バランスよくフリー発泡させることができる。したがって、セル径が、たとえば、100μm以下、好ましくは、30μmの微細なセルを有するマイクロセルラーフォームを、フリー発泡によって、連続して効率的に生産することができる。
【0062】
また、このダイ5では、反応流路24が形成される反応部25と、絞り26、マニホールド27および吐出口28が形成される吐出部29とが、分割可能に形成されているので、混合成分の種類やその他の成形条件などに応じて、最適の圧力付与時間が得られる長さの反応流路24が形成される反応部25を、吐出部29に接続することができる。そのため、混合成分の種類やその他の成形条件などにかかわらず、吐出口28から吐出される混合成分を、バランス良く発泡させて、良好な良好な発泡体を成形することができる。
【0063】
なお、上記の説明では、この反応発泡成形装置1およびダイ5を、マイクロセルラーポリウレタンフォームの成形に適用できることを示したが、本発明の反応発泡成形装置およびダイは、これに限らず、複数成分を反応させて得ることができる発泡体であれば、広く適用することができ、そのような発泡体としては、たとえば、ポリアミド樹脂発泡体、ジシクロペンタジエン樹脂発泡体、不飽和ポリエステル樹脂発泡体、アクリラメイト樹脂発泡体、エポキシ樹脂発泡体などが例示される。
【0064】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項1に記載の発明によれば、流入路内において、混合物の反応を、所定の圧力を保持しつつ促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0065】
請求項2に記載の発明によれば、マニホールドによって、幅方向に延びるように開口形成されている吐出口から、混合物を良好に吐出させることができる。
【0066】
請求項3に記載の発明によれば、マニホールド内においても、混合物の反応を、所定の圧力を保持しつつ促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、より一層、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0067】
請求項4に記載の発明によれば、反応性原料の種類やその他の成形条件などにかかわらず、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【0068】
請求項5に記載の発明によれば、流入路内において、混合物の反応を、所定の圧力を保持して不活性流体を溶解させたまま、促進することができるので、吐出口から吐出される混合物を、バランス良く発泡させて、良好な発泡体を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反応発泡成形用ダイを備える反応発泡成形装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す反応発泡成形装置の混合ヘッドおよびダイの正面図である。
【図3】図2に示すダイの吐出部の平面図である。
【図4】図3に示す吐出部のロア部材の背面図である。
【図5】図3に示す吐出部のアッパ部材の背面図である。
【図6】図3に示す吐出部の拡大側断面図である。
【符号の説明】
1 反応発泡成形装置
2 第1調製部
3 第2調製部
4 混合ヘッド
5 ダイ
8 第1原料供給ポンプ
9 第2原料供給ポンプ
12 第1不活性流体供給ポンプ
13 第2不活性流体供給ポンプ
14 第1予備混合ユニット
15 第2予備混合ユニット
16 第1高圧加熱ヒータ
17 第1高圧加熱ヒータ
24 反応流路
25 反応部
26 絞り
27 マニホールド
28 吐出口
29 吐出部
X1 吐出口の縦方向の開口長さ
X2 流入案内部の縦方向の開口長さ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reactive foam molding die and a reactive foam molding device, and more particularly, to a reactive foam molding die for reacting and reacting a plurality of reactive materials to form a foam, and a reactive foam molding device provided with the die.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a reaction in which an isocyanate component and a polyol component are used as raw materials, and chlorofluorocarbon or alternative fluorocarbon is used as a foaming agent, and these are mixed at a high pressure in a mixing head, then injected, and injected into a mold while reacting. It is widely known to mold a foam such as a polyurethane foam by an injection molding method (RIM method).
[0003]
In recent years, since the use of chlorofluorocarbon and alternative fluorocarbons that cause destruction of the ozone layer has been totally abolished, carbon dioxide and nitrogen have been used as foaming agents in such foam molding instead of fluorocarbon and alternative fluorocarbons. Various proposals have been made to use an inert gas.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such foam molding, for example, when a sheet-like foam is molded, instead of mixing the isocyanate component and the polyol component with a mixing head and then injecting the mixture into a mold, a T-die or the like is used. It is conceivable that the liquid is continuously foamed by using the liquid to cause free foaming.
[0005]
However, when using an inert gas as a foaming agent, it is necessary to sufficiently dissolve the inert gas under a predetermined pressure in the isocyanate component and the polyol component. If the isocyanate component and the polyol component are mixed at a high pressure in the mixing head and then discharged directly from the T-die, the inert gas expands in a state where the reaction between the isocyanate component and the polyol component is not sufficient, A problem arises in that the balance of foaming is lost and a good foam cannot be formed.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to use an inert fluid such as carbon dioxide or nitrogen, and to form a reaction by continuous foaming by discharge. An object of the present invention is to provide a foam molding die and a reaction foam molding apparatus provided with the die.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to
[0008]
According to such a configuration, the throttle restricts the outflow of the mixture of the reactive raw material that has flowed into the inflow passage to the discharge port, so that a predetermined pressure is applied to the mixture in the inflow passage. Therefore, in the inflow path, the reaction of the mixture can be promoted while maintaining a predetermined pressure, so that the mixture discharged from the discharge port can be foamed in a well-balanced manner to form a good foam. it can.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the discharge port is formed so as to extend in a width direction orthogonal to the inflow direction of the mixture, and the discharge port is provided with the throttle. A manifold for spreading the mixture in the width direction is provided between the discharge port and the discharge port.
[0010]
According to such a configuration, the mixture that has passed through the throttle spreads in the width direction in the manifold and is discharged from the discharge port. Therefore, the mixture can be satisfactorily discharged from the discharge port formed so as to extend in the width direction by the manifold.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a vertical opening length of the discharge port in a direction perpendicular to the width direction is larger than the vertical opening length of the diaphragm. It is characterized by being formed short.
[0012]
According to such a configuration, since the vertical opening length of the discharge port is formed shorter than the vertical opening length of the diaphragm, the mixture is further applied with pressure in the manifold. Therefore, even in the manifold, the reaction of the mixture can be promoted while maintaining a predetermined pressure, so that the mixture discharged from the discharge port is further foamed in a well-balanced manner to form a good foam. can do.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the inflow section in which the inflow path is formed and the discharge section in which the discharge port and the manifold are formed are formed so as to be separable. And the aperture is formed in the discharge section.
[0014]
According to such a configuration, the inflow portion and the discharge portion are formed so as to be dividable, so that the inflow portion has a length that can provide an optimal pressure application time according to the type of the reactive raw material and other molding conditions. An inlet with a passage can be connected to the outlet. Therefore, regardless of the type of the reactive raw material and other molding conditions, the mixture discharged from the discharge port can be foamed in a well-balanced manner to form a good foam.
[0015]
The invention according to claim 5 is a reactive foam molding apparatus, wherein a raw material supply means for supplying a reactive raw material, an inert fluid supply means for supplying an inert fluid, and a reaction supplied by the raw material supply means. A premixing means for premixing the inert fluid supplied by the inert fluid supply means with the inert raw material, and a reactive raw material in which the inert fluid is premixed by the premixing means. A plurality of raw material preparing means having a dissolving means for dissolving the active fluid; a mixing means for mixing the reactive raw material in which the inert fluid prepared by each of the raw material preparing means is dissolved; and A die for discharging the mixture of reactive raw materials, wherein the die discharges the mixture flowing into the inflow passage into which the mixture of reactive raw materials flows. An outlet, wherein between the inlet passage and the discharge port is characterized in that a diaphragm for applying a pressure is provided to the mixture of the inflow path.
[0016]
According to such a configuration, in each raw material preparation means, the reactive raw material is supplied from the raw material supply means, the inert fluid is supplied from the inert fluid supply means, and after these are mixed in the premixing means, the dissolving means Thereby, the inert fluid is dissolved in the reactive raw material. Next, the reactive raw material in which the inert fluid prepared by each raw material preparation unit is dissolved is mixed by the mixing unit, and then discharged from the die.
[0017]
Then, in the die, the throttle restricts the outflow of the mixture of the reactive raw materials flowing into the inflow passage to the discharge port, so that a predetermined pressure is applied to the mixture in the inflow passage. Therefore, in the inflow path, the reaction of the mixture can be promoted while maintaining the predetermined pressure and dissolving the inert fluid, so that the mixture discharged from the discharge port is foamed in a well-balanced manner. Good foam can be formed.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a reactive foam molding apparatus provided with the reactive foam molding die of the present invention.
[0019]
In FIG. 1, the reactive
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Reactive raw materials that react with each other are stored in the first
[0023]
The first raw material supply pump 8 is connected to the downstream side of the first
[0024]
The second raw
[0025]
An inert fluid such as carbon dioxide or nitrogen is stored in each of the first
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The first high-
[0029]
The second high-
[0030]
In the
[0031]
After the first raw material component and the inert fluid thus supplied are continuously premixed in the
[0032]
In the
[0033]
After the thus-supplied second raw material component and the inert fluid are continuously premixed in the
[0034]
In the reaction
[0035]
The mixing
[0036]
More specifically, as shown in FIG. 2, the mixing
[0037]
In the following description, for convenience, the upper side of the paper of FIG. 2 is the upper side of the mixing
[0038]
The upstream end of the
[0039]
The upstream end of the
[0040]
The mixing
[0041]
Then, in the mixing
[0042]
Although not shown, the mixing
[0043]
The die 5 includes a
[0044]
In the
[0045]
As shown in FIG. 3, the
[0046]
As shown in FIG. 4, the
[0047]
The
[0048]
As shown in FIG. 4, the
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
As shown in FIG. 5, the
[0052]
The
[0053]
Then, as shown in FIG. 6, the
[0054]
That is, by joining the
[0055]
Further, the
[0056]
The
[0057]
Thereby, the mixed component flowing from the mixing
[0058]
Next, the mixed component flowing out of the
[0059]
Then, the mixed component that has passed through the
[0060]
Then, the mixed component discharged from the
[0061]
Therefore, in such a reactive
[0062]
Further, in the die 5, the
[0063]
In the above description, the reaction
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the inflow path, the reaction of the mixture can be promoted while maintaining the predetermined pressure. It is possible to form a good foam by foaming in a well-balanced manner.
[0065]
According to the second aspect of the present invention, the mixture can be satisfactorily discharged from the discharge port formed so as to extend in the width direction by the manifold.
[0066]
According to the third aspect of the present invention, the reaction of the mixture can be promoted in the manifold while maintaining a predetermined pressure, so that the mixture discharged from the discharge port can be further foamed in a well-balanced manner. Thus, a good foam can be formed.
[0067]
According to the invention described in
[0068]
According to the invention as set forth in claim 5, the reaction of the mixture can be promoted in the inflow path while maintaining the predetermined pressure and dissolving the inert fluid, and thus the mixture is discharged from the discharge port. The mixture can be foamed in a well-balanced manner to form a good foam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a reactive foam molding apparatus provided with a reactive foam molding die of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a mixing head and a die of the reactive foam molding apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view of a discharge unit of the die shown in FIG.
FIG. 4 is a rear view of a lower member of the discharge unit shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a rear view of an upper member of the discharge unit shown in FIG.
FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a discharge unit shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 Reactive foam molding equipment
2 First preparation section
3 Second preparation section
4 Mixing head
5 die
8 First raw material supply pump
9 Second raw material supply pump
12 First inert fluid supply pump
13 Second inert fluid supply pump
14 1st premixing unit
15 Second premixing unit
16 1st high pressure heater
17 1st high pressure heater
24 Reaction channel
25 Reaction section
26 Aperture
27 Manifold
28 Discharge port
29 Discharge section
X1 Vertical opening length of discharge port
X2 Vertical opening length of inflow guide
Claims (5)
前記反応性原料の混合物が流入される流入路と、前記流入路に流入した前記混合物を吐出する吐出口とを備え、
前記流入路と前記吐出口との間には、前記流入路内の前記混合物に圧力を付与するための絞りが設けられていることを特徴とする、反応発泡成形用ダイ。A reactive foam molding die for foaming by reacting a plurality of reactive raw materials,
An inflow path into which the mixture of the reactive raw materials flows, and an outlet for discharging the mixture flowing into the inflow path,
A die for reactive foam molding, wherein a throttle for applying pressure to the mixture in the inflow path is provided between the inflow path and the discharge port.
前記絞りと前記吐出口との間には、前記混合物を幅方向に広げるためのマニホールドが設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の反応発泡成形用ダイ。The discharge port is formed so as to extend in a width direction orthogonal to the inflow direction of the mixture,
The reaction foam molding die according to claim 1, wherein a manifold for spreading the mixture in a width direction is provided between the throttle and the discharge port.
前記絞りが、前記吐出部に形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の反応発泡成形用ダイ。The inflow portion where the inflow path is formed, and the discharge portion where the discharge port and the manifold are formed, are formed so as to be dividable,
3. The reactive foam molding die according to claim 2, wherein the throttle is formed in the discharge unit. 4.
不活性流体を供給する不活性流体供給手段、
前記原料供給手段によって供給された反応性原料に、前記不活性流体供給手段によって供給された不活性流体を予備混合する予備混合手段、および、
予備混合手段によって、不活性流体が予備混合された反応性原料において、反応性原料に不活性流体を溶解させるための溶解手段を備える複数の原料調製手段と、
各前記原料調製手段により調製された不活性流体が溶解された反応性原料を混合する混合手段と、
前記混合手段によって混合された反応性原料の混合物を吐出するダイとを備え、
前記ダイは、
前記反応性原料の混合物が流入される流入路と、前記流入路に流入した前記混合物を吐出する吐出口とを備え、
前記流入路と前記吐出口との間には、前記流入路内の前記混合物に圧力を付与するための絞りが設けられていることを特徴とする、反応発泡成形装置。Raw material supply means for supplying a reactive raw material,
Inert fluid supply means for supplying an inert fluid,
Premixing means for premixing the inert fluid supplied by the inert fluid supply means with the reactive raw material supplied by the raw material supply means, and
By the premixing means, in the reactive raw material in which the inert fluid is premixed, a plurality of raw material preparation means including dissolving means for dissolving the inert fluid in the reactive raw material,
Mixing means for mixing the reactive raw material in which the inert fluid prepared by each of the raw material preparation means is dissolved,
A die for discharging a mixture of reactive raw materials mixed by the mixing means,
The die is
An inflow path into which the mixture of the reactive raw materials flows, and an outlet for discharging the mixture flowing into the inflow path,
A reactive foam molding apparatus, wherein a throttle for applying pressure to the mixture in the inflow path is provided between the inflow path and the discharge port.
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CN110248980A (en) * | 2017-01-31 | 2019-09-17 | 科思创德国股份有限公司 | The method for preparing polyurethane (PUR) and polyurethane/poly-isocyanurate (PUR/PIR) hard foam |
-
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