JP2009297940A - ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 - Google Patents
ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009297940A JP2009297940A JP2008152652A JP2008152652A JP2009297940A JP 2009297940 A JP2009297940 A JP 2009297940A JP 2008152652 A JP2008152652 A JP 2008152652A JP 2008152652 A JP2008152652 A JP 2008152652A JP 2009297940 A JP2009297940 A JP 2009297940A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixture
- mixing
- back pressure
- pressure generating
- sectional area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
【解決手段】ミキシングヘッド4は、本体部材18と、整流部材19と、背圧発生部材20とを備えている。本体部材18は、不活性流体が予備混合された予備混合物を原料を含む複数種類の原料が混合される混合部23と、混合部23で混合された複数種類の原料の混合物を射出するための射出口部52とを含んでいる。背圧発生部材20は、射出口部52の流れ方向Aの途中を閉塞している。背圧発生部材20を設けていることにより、混合部23内に複数種類の原料が供給されたときに混合部23内に背圧を発生させ、気泡の発生を抑制する。
【選択図】図2
Description
このようなRIM成形において、たとえば、特許文献1に記載されているように、各原料と、不活性ガスなどの不活性流体とを、予備混合ユニットにおいて衝突混合させることによって連続的に予備混合し、加圧および/または加熱により、各原料に不活性流体を連続的に溶解させた後、混合ヘッドでこれら各原料を混合して混合物を生成し、混合ヘッドからこの混合物を高圧で金型に射出することにより、微細なセル径を有するマイクロセルラー発泡成形体を成形することが記載されている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ボイドの発生を抑制することのできるミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置を提供することにある。
このような構成によると、多数の貫通孔が設けられていることにより、オリフィス部材における混合物の許容流量を十分に確保しつつ、各貫通孔を小径にできる。これにより、混合物が貫通孔を通過する際に、混合物中の気泡を確実に破ることができ、混合物中の気泡をより少なくできる。
このような構成によると、各貫通孔において、混合物を上流側端部から流入させ易くできる。また、開口断面積が小さくされている部分で、混合物中の気泡を確実に破ることができる。
このような構成によると、混合物が背圧発生部材を通過して破泡されたときの混合物内の気体をベント部によって排出できる。これにより、混合物内に不要な気体が残留することを防止でき、その結果、射出された混合物の気泡を格段に少なくできる。
このような構成によると、金型に混合物を射出成形することで得られる成形体でのボイドを極めて少なくできる。
請求項2に記載の発明によれば、オリフィス部材における混合物の許容流量を十分に確保しつつ、混合物中の気泡をより少なくできる。
請求項4に記載の発明によれば、混合物内に不要な気体が残留することを防止でき、その結果、射出された混合物の気泡を格段に少なくできる。
請求項5に記載の発明によれば、ボイドの少ない成形体を得ることができる。
図1において、この反応射出成形装置1は、たとえば、マイクロセルラーポリウレタンフォームを成形するためのRIM成形装置であって、イソシアネート成分を供給するための第1ユニットとしてのイソシアネート供給ユニット2、ポリオール成分を供給するための第2ユニットとしてのポリオール供給ユニット3、ミキシングヘッド4および金型5を備えている。
イソシアネート供給ユニット2およびポリオール供給ユニット3は、大略同一の装置構成とされており、原料タンク6および7、原料供給手段としての原料定量供給ポンプ8および9、不活性流体タンク10および11、不活性流体供給手段としての不活性流体定量供給ポンプ12および13、予備混合手段としての予備混合ユニット14および15、溶解手段としての高圧加熱ヒータ16および17を、それぞれ備えている。
各原料定量供給ポンプ8および9は、各原料タンク6および7の下流側にそれぞれ接続されており、各原料、すなわち、イソシアネート成分およびポリオール成分を、それぞれ所定量および所定圧力で、各予備混合ユニット14および15に輸送するように構成されている。
各高圧加熱ヒータ16および17は、各予備混合ユニット14および15の下流側にそれぞれ接続されており、各混合ユニット14および15において予備混合された原料および不活性流体の混合物中において、原料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。
これにより、予備混合ユニット14および15において、予備混合された予備混合物が、加圧および/または加熱されるため、原料に不活性流体を十分に溶解することができ、セル径の小さなマイクロセルラー発泡成形体を良好に成形することができる。
図2は、ミキシングヘッド4の概略構成を示す断面図である。図1および図2を参照して、ミキシングヘッド4は、本体部材18と、本体部材18内に収容された整流部材19および背圧発生部材20とを備えている。
第2流入口部22は、径方向に沿って延び、本体部材18内に形成された円筒状の内周面を含んでいる。第2流入口部22の一端部は、通路管31を介して加熱ヒータ17に接続されており、他端部は、混合部23に接続されている。第2流入口部22の他端部は、第1流入口部21の他端部と径方向において互いに対向しており、これら第1および第2流入口部21,22から流入したそれぞれの予備混合物の衝突混合が促進されるようになっている。
内周面32は、中心軸線方向に沿って延びている。段部33は、径方向に延びる環状の平坦面であり、整流部材19の一端部に隣接している。端面34は、段部33と平行な環状の平坦面であり、混合物定量供給ポンプ36に接続される接続口37が端面34の中心軸線を含むように形成されている。混合物定量供給ポンプ36は、混合部23内で混合された混合物を、所定量および所定圧力で整流部材19側へ輸送するようになっている。
射出口部52は、整流部材19を保持する第1保持部24と、第1保持部24に隣接して配置され、背圧発生部材20を保持する第2保持部25と、第2保持部25に隣接して配置された段部26と、段部26に隣接して配置された供給部27と、供給部27内の空間が開放される一端面28と、供給部27に接続されるベント部29と、を備えている。
第2保持部25は、本体部材18内に形成された、円筒状の内周面を含んでいる。この第2保持部25は、第1保持部24の直径と等しい直径を有しており、第1保持部24と段部26との間に延びている。
供給部27は、混合部23、整流部材19および背圧発生部材20を通過してきた混合物を金型5に向けて射出するものであり、本体部材18内に形成された、円筒状の内周面を含んでいる。この供給部27は、段部26の内周部から段部26の中心軸線に沿って延びており、本体部材18の一端面28側で、金型5の後述するキャビティ47内に開放されている。射出口部52における混合物の流れ方向A(以下、単に流れ方向Aという。)は、この供給部27の軸線方向に沿っており、上方から下方へ向かっている。一端面28には、供給部27内の空間を開放するための開口部38が開口形成されている。
図2および図3を参照して、ベント部29は、混合物が背圧発生部材20から供給部27へ送られているときに、供給部27のうち流れ方向Aにおける背圧発生部材20の下流側近傍の気体を、射出口部52の外側へ排出するためのものである。
このベント部29の一端部は、後述するように、混合物が背圧発生部材20から供給部27へ送られているときに、供給部27内で形成される気体領域Eおよび混合物通過領域Fのうちの、気体領域Eに臨むようにされている。ベント部29の他端部には、気体の通過を許容するエアフィルタ39が接続されている。このエアフィルタ39は、本体部材18の外周面から露出するように本体部材18内に埋設されており、本体部材18の外周面から開放されている。
図2および図3を参照して、この背圧発生部材20は、円板形状をなしており、整流部材19の他端面と本体部材18の段部26とに挟まれている。背圧発生部材20の厚みは、たとえば、3mm程度とされている。
断面積変化部44は、混合物の貫通孔43内への進入を案内するものであり、中心軸線に沿う円錐台形状をなし、流れ方向Aの下流側に進むに従い内径が小さくされている。この断面積変化部44の上流側端部は、一端面41側に開放されており、整流部材19内の空間に連通している。断面積変化部44の下流側端部は、流れ方向Aにおける背圧発生部材20の中間部に位置しており、断面積一定部45に連通している。この構成により、貫通孔43は、流れ方向Aにおける背圧発生部材20の上流側端部から中間部に進むに従い、開口断面積が次第に小さくされている。
直径Dが0.1mm未満であると、断面積一定部45から供給部27に送られるときの混合物の速度が速くなり過ぎ、空気を巻き込んで気泡が生じ易くなる。また、直径Dが3mmを超過すると、断面積一定部45における背圧発生部材20の内周面に気泡が衝突する頻度や断面積一定部45内を流れる混合物の流度分布の差異により生じるせん断力が少なくなり、破泡効果を十分に発揮し難い。
各断面積一定部45の開口断面積の総和が、供給部27の開口断面積100%に対して、5%未満であると、混合物が断面積一定部45を通過するときの通過断面積の総和が小さいことにより、背圧発生部材20から射出されるときの混合物の圧力が過度に高くて射出速度が高くなり過ぎ、空気の混入を招いて気泡が生じやすくなる。また、各断面積一定部45の開口断面積の総和が、供給部27の開口断面積100%に対して、50%を超過すると、背圧発生部材20によって供給部27を流れ方向Aの上流側から塞ぐ面積が小さくなり、混合部23および整流部材19内の背圧を高める効果を十分に発揮し難い。
次に、ミキシングヘッド4および金型5における各予備混合物および混合物の動きを説明する。
図3に示すように、混合物は、各貫通孔43に流入すると、断面積変化部44を通り、流れ方向Aに直交する方向の断面積が連続的に小さくされる。混合物が、断面積変化部44の下流側端部に到達すると、断面積一定部45内に入る。断面積一定部45内を通る際、混合物中の気泡は、断面積一定部45内における背圧発生部材20の内周面に衝突するか、または、断面積一定部45内を流れる混合物の速度分布(すなわち、断面積一定部45の内周面を流れる混合物が遅く、断面積一定部45の中心を流れる混合物が速く流れることにより生じる速度分布)の差異により生じるせん断力により、破られる。
これにより、供給部27の上流側端部(背圧発生部材20の他端面42近傍)には、空気や不活性流体などの気体が存在する気体領域Eが形成され、気体領域E以外の領域は、混合物通過領域Fとなる。
図2および図3を参照して、気体領域Eの気体は、ベント部29側に流れ、ベント部29の一端部からベント部29内に入り、フィルタを通過した後に、本体部材18の外部に排出される。供給部27内のうち、混合物通過領域Fを流れ方向Aに沿って通過した混合物は、供給部27から金型5のキャビティ47内に射出されて、所望の形状に成形され、成形体(マイクロセルラーポリウレタンフォーム)が形成される。
混合部23内の背圧が高められることにより、各予備混合物の衝突混合に伴う気泡の発生を抑制できる。また、背圧発生部材20によって、混合部23内の背圧が高められることにより、混合部23に供給されたときの各種予備混合物の混合部23内における圧力降下を少なくして不活性流体の析出を少なくでき、気泡の発生をより確実に抑制できる。
さらに、各貫通孔43に断面積変化部44を設けていることにより、各貫通孔43は、流れ方向Aにおける上流側端部から中間部に進むに従い、開口断面積が次第に小さくされている。これにより、各貫通孔43において、混合物を背圧発生部材20の上流側端部から流入させ易くできる。また、開口断面積が小さくされている断面積一定部45で、混合物中の気泡を確実に破ることができる。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、図2では、混合部23と射出口部52とが単一の部材(本体部材18)を用いて一体に形成された場合を説明したが、これに限らない。たとえば、混合部23と射出口部52とを互いに別体の部材を用いて形成し、これらの部材を互いに組み合わせてミキシングヘッド4を形成してもよい。この場合、背圧発生部材20を収容する射出口部52は、金型5の少なくとも一部の部材と単一の部材を用いて一体に形成されていてもよいし、金型5の各部材とは別体の部材を用いて形成され、金型5の各部材に取り付けられるようにしてもよい。
また、予備混合ユニット14,15のいずれか一方を省略し、他方の予備混合ユニットを通過する原料にのみ、不活性流体を混合・溶解してもよい。
さらに、背圧発生部材20の貫通孔43は、少なくとも1つあればよく、その数は限定されない。また、背圧発生部材20を流れ方向Aに投影したときの各貫通孔43の形状は、円形状や多角形形状に限らず、たとえば、流れ方向Aと直交する方向に細長いスリットであってもよい。
図1〜図4に示す反応射出成形装置と同様の構成を有する反応射出成形装置を用意した。この反応射出成形装置において、背圧発生部材の貫通孔の数は43、各貫通孔の断面積一定部の直径は1.2mmであった。また、射出口部の開口断面積100%に対する、背圧発生部材の各貫通孔の断面積一定部の開口断面積の総和の割合(開口率)は、24%であった。また、金型は、平板形状の成形体を形成するためのキャビティを有するものであった。
実施例2
背圧発生部材の各貫通孔の断面積一定部の直径を1.0mmとすることで、開口率を17%とした点以外は、実施例1と同様の構成にした。
ボイド評価実験1
実施例1,2のそれぞれについて、ポリオール成分およびイソシアネート成分の合計100重量部に対して、不活性流体を0.41重量部とする混合物を、金型に280g/sの射出量で射出した。これにより得られた成形体(マイクロセルラーポリウレタンフォーム)の表面に現れたボイドを観察した。
なお、貫通孔の数を7とし、各貫通孔の断面積一定部の直径を1.5mmとしたことにより開口率が6%である点以外は実施例1と同様の構成を有する実施例3と、貫通孔の数を7とし、各貫通孔の断面積一定部の直径を2.0mmとしたことにより開口率が11%である点以外は実施例1と同様の構成を有する実施例4のそれぞれについても、上記のボイド発生確認実験1と同様の実験を行った。
4 ミキシングヘッド
5 金型
20 背圧発生部材(オリフィス部材)
23 混合部
29 ベント部
43 貫通孔
52 射出口部
100 供給ユニット(供給手段)
A 流れ方向
Claims (5)
- 不活性流体が予備混合された原料を含む複数種類の原料が混合される混合部と、
前記混合部で混合された前記複数種類の原料の混合物を射出するための射出口部と、
前記射出口部の一部を閉塞することにより、前記混合部内に背圧を発生させる背圧発生部材とを備えていることを特徴とする、ミキシングヘッド。 - 前記背圧発生部材は、前記射出口部における前記混合物の流れ方向に延びる多数の貫通孔が形成されたオリフィス部材を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載のミキシングヘッド。
- 各前記貫通孔は、前記流れ方向における前記オリフィス部材の上流側端部から中間部に進むに従い、開口断面積が次第に小さくされていることを特徴とする、請求項2に記載のミキシングヘッド。
- 前記射出口部は、前記射出口部内の気体を排出するためのベント部を備え、
前記ベント部は、前記背圧発生部材に対して、前記射出口部における前記混合物の流れ方向の下流側近傍にある気体を排出可能であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載のミキシングヘッド。 - 不活性流体が予備混合された原料を含む複数種類の原料をそれぞれ独立して供給する供給手段と、
請求項1ないし4のいずれかに記載のミキシングヘッドと、
金型とを備え、
前記供給手段は前記混合部に接続され、
前記射出口部は前記金型に接続されていることを特徴とする、反応射出成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008152652A JP4909316B2 (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008152652A JP4909316B2 (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009297940A true JP2009297940A (ja) | 2009-12-24 |
JP4909316B2 JP4909316B2 (ja) | 2012-04-04 |
Family
ID=41545356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008152652A Expired - Fee Related JP4909316B2 (ja) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4909316B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09131520A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 2液混合装置 |
JP2002178352A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-26 | Kawata Mfg Co Ltd | 反応射出成形装置 |
-
2008
- 2008-06-11 JP JP2008152652A patent/JP4909316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09131520A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 2液混合装置 |
JP2002178352A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-26 | Kawata Mfg Co Ltd | 反応射出成形装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4909316B2 (ja) | 2012-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101077891B1 (ko) | 스프레이 폴리우레탄 층으로 구성된 성형제품의 제조방법 | |
JP4711587B2 (ja) | 吹込成形剤の供給システム | |
US4157427A (en) | Method for entraining gas in a liquid chemical precursor for reaction injection molding | |
JP6570582B2 (ja) | 発泡成形用の射出成形機 | |
KR101799812B1 (ko) | 믹서가 결합된 3d 프린터 및 이를 이용하여 제작된 세포지지체 | |
US20040048941A1 (en) | Process for the Production of void-free, pinhole-free polyurethane block foam | |
US6326413B1 (en) | Process and apparatus for producing plastics and polymeric foam | |
JP5105900B2 (ja) | ピンホールが無く、自由に気泡サイズを自由にコントロール可能なポリウレタンフォームの製造方法。 | |
JPH08229973A (ja) | 加圧下で溶解した二酸化炭素によるフォーム作成法およびその装置 | |
JP4909316B2 (ja) | ミキシングヘッドおよびこれを備える反応射出成形装置 | |
KR100692234B1 (ko) | 단열재 주입장치 | |
US20170259091A1 (en) | Fire-fighting system | |
EP0485481A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ATTACHING NON-CHEMICAL FOAMED REACTIBLE MULTI-COMPONENT POLYMERS. | |
JP2005349821A (ja) | 複数成分ミキシングヘッド | |
US5521224A (en) | Method and apparatus for controlling the number of cells in polyurethane foam | |
JP2009051013A (ja) | 圧力制御機構を備えたミキシングヘッド | |
JP3767239B2 (ja) | 空洞充填工法 | |
KR20180083778A (ko) | 발포수지의 제조방법 및 제조장치 | |
JPH11293027A (ja) | ポリウレタンフォームの製造方法および製造装置 | |
JPH05220768A (ja) | 発泡樹脂混合装置 | |
JP4141197B2 (ja) | 反応発泡成形用ダイおよび反応発泡成形装置 | |
JP4559846B2 (ja) | 流体ポリマー材料において微気泡核をコントロールできる生成方法及びその装置 | |
JP4054271B2 (ja) | 反応射出成形装置 | |
JP4651843B2 (ja) | 反応射出成形装置 | |
WO2012057491A2 (ko) | 발포 성형 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101028 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20101028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120105 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4909316 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |