JPH0416052B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 安静化室に連通する計量室；該計量室に連通
する反応性成分射出弁；反応性成分が該射出弁か
ら該計量室に射出されうる引込んだ位置と計量室
中の物質が該安定化室に放出される伸長した位置
との間で移動可能な該計量室中の第１プランジヤ
ー；該第１プランジヤーが上記の伸長した位置に
あるときに該射出弁から該計量室に反応性成分を
再循環させるための該計量室内と該プランジヤー
内の第１の再循環路をもつ高圧混練ヘツドにおい
て、該射出弁が開放位置と閉鎖位置との間を選択
的に移動可能であつて該射出弁からの反応性成分
の放出を選択的に開始および停止させる第１の往
復動部材６２０；および該第１往復動部材が閉鎖
位置にあるとき該射出弁から該計量室への反応性
成分の放出を阻止して該反応性成分を再循環させ
るための該射出弁内の第２の再循環路１１，６１
７，６７２，６７０，６７１，１３；を備えて成
りそれによつて該第１往復動部材の選択操作が該
第１および第２の循環路の一方のみ又は他方のみ
の選択使用を可能にするようにしたことを特徴と
する反応性成分の混練用の高圧混練ヘツド。

２ 第１往復動部材が開放位置と閉鎖位置との中
間の絞り位置に選択的に移動可能であつて射出弁
から計量室への反応性成分の放出量を選択的に変
化させるようになつている請求の範囲１記載の混
練ヘツド。

３ 第２の再循環路を通る反応性成分の流れを選
択的に開放、閉鎖および絞る第２の往復動部材を
含み、それによつて第２の再循環路を通る反応性
成分の流量を選択的に調節可能にした請求の範囲
１記載の混練ヘツド。

４ 射出弁が計量室に連通するノズル出口をもつ
ノズルを含み、第２の再循環路が該ノズル出口か
ら軸方向に間隔を置いて軸方向に整列するオリフ
イスを含み、そして反応性成分の流れが該ノズル
出口を通る１つの軸方向にあり且つ該オリフイス
を通る反対の軸方向にある請求の範囲１記載の混
練ヘツド。

産業上の利用分野 本発明は、反応射出成形方法すなわち強化反応
射出成形方法のための、少なくとも２種類の反応
性成分用の高圧混練ヘツドに関し、当該方法によ
つて、これらの反応性成分が混練され、その結果
生じた混練物が、モールド空隙部に供給される。
更に詳しくは、本発明は、複数種類の反応性成分
を混練して、モールドへの次の射出を行う、本発
明に係る少なくとも１個の反応性成分射出弁を有
する、高圧混練ヘツドに関する。

従来の技術 液状射出成形とも称される反応射出成形は、液
状の反応性成分を組合わせてモールド内にそれら
の反応性成分を射出して、当該モールド内で固化
させて最終重合体製品を形成させる１つの技術で
ある。これらの反応性成分の組合わせは、高圧の
２つ又はそれ以上の数の種類の液状の反応性成分
の流れを各々、方向付けることによつて、これら
の流れを互いに、混練ヘツドの混練室内の共通の
一点において、衝突させることによつて達成され
る。この結果生じた反応性成分の衝突によつて混
練室内に材料の均質な混練物が作られ、かくして
得られた混練物は、次いで、混練ヘツドに結合し
ている密閉式モールド内に加圧下で射出される
か、又は、単に、開放式モールド内に送られる。
強化反応射出成形法は、液状の反応性成分の１つ
を、混練室内に導入する前に、グラス・フアイバ
ー等のような強化材料と混合させる方法の一変形
法である。

ウレタン製品の製造に際して、例えば、ジイソ
シアネートまたはポリイソシアネート成分が、別
途ひ混練室内に送られたジオールまたはポリオー
ルと衝突混練されて反応させられて、反応混練物
を生じ、かくして密に形成された当該反応混練物
を、混練室から、当該混練物を固化させることが
できるモールドに移す。反応性成分の中に、気泡
や気孔を形成させるために、当該反応性成分の一
方または双方、あるいはそれらの混練物の中に、
重合樹脂を膨張させることができる付加的な泡立
て剤すなわち発泡剤を含ませることも、また知ら
れている。この目的に適した発泡剤としては、通
常は液状であるが、モールド温度において揮発さ
せられるもの、モールド内に導入されるまでは加
圧下においてガス状に維持され得るもの、そし
て、混練段階およびその後の処理の間に化学作用
によつて解放されるものがある。

一般に、２種類の反応性成分を混練する場合、
これらの反応性成分が混練室内に入るまでは、こ
れらの反応性成分は互いに別々にされてなければ
ならない。なぜならば、これらの反応性成分を早
期に相互接触させると、硬化するからである。こ
のような時期尚早の相互接触によつて、しばし
ば、上記反応性成分の一方または双方、あるいは
それらの混練物のそれ以降の流出を妨害する固ま
りが生ずる。このような妨害を防ぐために、反応
性成分は、双方共に、きわめて流動性に富んだ形
態で提供されて、ポンプなどによつて循環させら
れ、そして成形用の混練物を作る反応が必要にな
つた時にだけ種々の手段によつて、混練室内に導
入される。

反応性成分を混練し、その結果生じた混練物
を、モールド手段に供給するための、混練ヘツド
装置に対して、種々の構造が提案されてきてい
る。このような構造として、下記に例示されたも
のあある：カウエルレバーほかの米国特許第
3706515；ウインガードほかの米国特許第
4082512；ウンガードの米国特許第4108606；ライ
デルの米国特許第4099919；シユナイダーの米国
特許第4279732；フイオレンテイニの米国特許第
4332335；ボーデンほかの米国特許第4378335；プ
ロスカほかの米国特許第4389375；シユナイダー
の米国特許第4440500；プロスカほかの米国特許
第4442070；プロスカほかの米国特許第4452917；
シユナイダーの米国特許第4452919；シヨミツト
ほかの米国特許第4464056；シユミツトほかの米
国特許第4497579；ミユラーほかの米国特許
4474310；およびミユールの米国特許第4115299。
混練ヘツド構造としては、種々のメーカーの刊行
物に例示されたものもある：例えば、クラウス・
マツフエイ・ジヤーナル、No.２／1982、「ポリウ
レタンRIM技術」、第３〜４頁；ヘンネツケ、パ
ンプレツトTi33、「PUR反応成形機HK型」、第
９〜13頁；およびバツタンフエルド、「ポリウレ
タンの処理機械および装置」、第12〜13頁。

カウエルレバーほかの米国特許第3706515に例
示された１つの態様は、混練室を限定する長尺穴
を有する本体を有する。上記混練室には、当該室
内に反応性重合体成分を導くための複数個のノズ
ル孔が開口している。これらのノズル孔は、混練
室内の共通の一点に向けて一般に方向付けられ、
それによつては反応性重合体成分同士が衝突し合
うようにされ、この衝突の結果、均質な流状混練
物が作られる。ノズル孔の全てを通る全ての反応
性成分の流れは、混練室に軸方向に往復動自在に
取付けられたプランジヤーによつて制御される。
プランジヤーが、自己の射出位置に引込められて
いる時、混練室内のノズル孔は、開口しており、
それによつて反応性成分は、当該ノズル孔から、
高速の衝突流として発射される。混練ヘツドはま
た、複数の戻り流路手段を有する。これらの戻り
流路手段の各々は、自己の反応性成分のノズル孔
から軸方向に隔てられた位置で、混練室内に開口
する。プランジヤーは、軸方向に伸びる複数のバ
イパス流路を備える。これらのバイパス流路の
各々は、プランジヤーが、各反応性成分のノズル
孔と戻り流置手段との間で、押出された再循環位
置に位置する時に、連通し合い、それによつて、
反応性成分をその供給源に戻す閉ループが確立さ
れて、全ての反応性成分の再循環が同時に実施さ
れる。再循環は、外部流路のみを介して、ノズル
孔とその関連弁手段に対して行われる。上記カウ
エルレバーほかの特許においは、混練ヘツドにお
いて、反応性成分を個々に再循環させることはで
きないし、更に又、混練ヘツドに位置する手段に
よつて、再循環する反応性成分の各々の再循環圧
力を、個々に、又はその他の方法で、設定するこ
ともできない。

混練ヘツドのもう一つの態様においては、モー
ルドに通じ且つ混練室に対してほぼ直角に設けら
れる第２室が備えられる。この第２室は、混練物
を自己の内部から掃除するための、第２ピストン
またはプランジヤーまたはラムを備えている。フ
イオレンテイニの米国特許第4332335は、高圧混
練ヘツドを開示している。当該高圧混練ヘツドに
おいては、付加的室が設けられており、当該付加
的室は、混練室から当該付加的室内に押し込まれ
る激しい乱流状態の混練物を安静化させる働きを
有する。この安静化室内の第２ピストンは、各混
練段階の終了時期に、流路を空による、即ち掃除
するように働き、それによつて、当該流路が、反
応した混練物によつて塞がれるのを防止する。第
１室およびプランジヤー、並びに当該プランジヤ
ーの再循環手段（軸方向に伸びるバイパス流路）
等の構造は、カウエルレバーほかの特許に例示た
れたものと、実質的に同じ構造である。ここでも
又、再循環は、外部流路のみを介して、反応性成
分射出弁とその関連装置に対して行われる。反応
性成分を、個々に再循環させることができない
上、混練ヘツドに位置する手段によつて、個々の
再循環する反応性成分の再循環圧力を、個々に、
又はその他の方法で、設定することもできない。

混練ヘツドのもう一つの態様においては、反応
性成分射出弁に、反応性成分の混練が進行してい
ない場合に、当該射出弁を介して反応性成分を、
内部で再循環させる手段が設けられる。シユナイ
ダーの米国特許第4239732は、複雑な反応射出成
分弁機構を例示している。当該弁機構は、中実の
計量プランジヤーと、反応性成分を流すための絞
り出口を有する内部流路を備えた往復動弁部材と
の組合せを利用している。流路が絞られことによ
つて加速された流体が、自己の押し出された再循
環位置にある中実のピストンに衝突する。当該ピ
ストンは、混練室内への反応性成分の供給を停止
させて、反応性成分の再循環を開始させる。シユ
ナイダーの特許は、混練室内に向かう反応性成分
の流れを停止させたり開始させたりするための手
段を、射出弁内に有しない、即ち、シユナイダー
の特許においては、同特許の第３および第４図に
示される如く、射出孔は、単に中実のピストンに
よつて塞がれるだけである。又、当該射出弁から
混練室内への反応性成分の流れの流し込み圧力を
選択したり、流れを変化させたりするための機構
も設けられていない。シユナイダーの弁は、も
し、プランジヤーが、射出弁に対して外部の再循
環流路を与えるカウエルレバーほかの米国特許第
3706515に開示されるような何らかのタイプの再
循環流路またはバイパス流路を備えている場合に
は、機能しない。

混練ヘツドの更にもう一つの態様が、ボーデン
ほかの米国特許第4378335に例示されている。当
該態様において、射出弁を有する計量ピストン内
に軸方向に伸びるバイパス流路を介して、外部再
循環を行われる。当該射出弁は、内部再循環を実
現化しないが、反応室（第１図）内に向かう反応
性成分の流れの流し込み圧力を選択したり、流れ
を変化させたりする手段を有する。当該射出弁
は、単一の往復動部材を有する。当該往復動部材
は、上記射出弁を開閉させて、混練室への反応性
成分の入室を制御する。ボーデンのほかの特許
は、当該射出弁における内部再循環を提供するこ
とができないのみならず、当該射出弁に、再循環
する反応性成分の流れおよび／またはその背圧を
変化させるための何らの機構も有さない。

ボーデンほかの特許は更に、混練室（第２図）
の第２の態様を開示している。当該第２の態様
は、射出弁に対して、計量ピストンを介する外部
再循環を行わず、むしろ中実のピストンを有す
る。上記単一の往復動部材に対して、少なくとも
２つの流し込み圧力／流れの変化位置を選択する
ための手段が設けられ、それによつて、射出弁の
開閉および、反応性成分の混練室への入室が制御
される。射出弁を介して反応性成分の内部循環が
行われると主張されているが、第２図に示される
射出弁の実際の構造は、明らかにその機能が一体
化されたものである。再循環する反応性成分の流
れおよび／またはその背圧を変化させるいかなる
機構も当該射出弁には設けられていない。

これらの混練ヘツドの各々は、種々の重大な欠
点および問題に悩んでいる。軸方向に伸びる計量
プランジヤーのバイパス流路のみを介する外部再
循環を行える弁においては、混練室に供給される
反応性成分の全てが同時に再循環させられる必要
がある。このデザインでは、混練室に供給される
反応性成分の全てではなくてあるものを、選択的
に再循環させることができない。混練室に向かう
反応性成分の流れを単に断続させることができる
弁においては、混練室に供給される材料の流し込
み圧力あるいは量を変化させるためには、ノズル
手段すなわちノズル孔を取り換える必要があり、
その取換えに多大の時間と出費を要する。内部再
循環は可能であるが、計量プランジヤーのバイパ
ス流路を介した外部再循環および当該弁における
再循環時の背圧の調節が共に不可能な弁において
は、再循環時の背圧を適切に設定することが困難
である上、再循環圧力を、混練室に充分に近い点
で流し込み圧力に近づけておいて再循環モードか
ら射出モードへ反応性成分の流れをほとんど瞬間
時に切換えることが困難であり、更に、全ての反
応性成分が連続的に混練室に供給されるような、
外部の軸方向に伸びる計量プランジヤーのバイパ
ス流路を通る再循環流路を介する、迅速な作業の
実現を不可能にする。

多重の、特に２重の密度すなわち２重の堅さを
有するウレタン製品の出現に伴つて、現在入手可
能な混練ヘツドの欠点が重大なものになつてき
た。２重の堅さを有する物品の調製には、反応性
成分を交換可能に混練することができる能力を有
する高圧混練ヘツド装置が必要となる。当該混練
ヘツド装置によつて、２種類の異なつた重合体密
度が、成形された製品内に形成される。

２重密度製品を製造するための１つの機構にお
いて、２つの別個の高圧混練ヘツドが用られる。
当該ヘツドの一方は、反応性化学物質を混練して
第１密度の重合体材料を作ることができ、もう一
方のヘツドは、異なつた反応性化学物質を混練し
て第２密度の材料を作ることができる。各ヘツド
は、同一のモールド内に各自の配合物を排出して
最終製品を作る。２つのヘツドの使用には多くの
不利益が伴う。先ず、経費が嵩み、２つのヘツド
の重量によつて、多くの場合、配合物をモールド
に供給するためのロボツト装置の使用が不可能に
なる。２つのヘツドが用いる供給および再循環ホ
ースやその付随装置の煩雑さ、更には、２つのヘ
ツドの操作を調整するために必要とされる制御装
置の煩雑さと経費の増大等の不利益がある。

２重密度製品の製造に際しては、配合物の化学
組成を、ほとんど瞬間的に変更するとができる能
力が要求される。この能力が特に要求される場合
としては、混練装置を運んで、モールド内に形態
的に異なつた配合物を装入するように当該混練装
置を操作するロボツト装置が用いられる場合があ
る。従来入手可能な混練ヘツド装置に存在する問
題を超えた現在の付加的問題である、配合物の
「機敏な」変更を可能にすることが要求される。
特に、単一の高圧混練ヘツドを用いて、２重密度
材料を供給することが要求される。

単一のヘツドにおいて満足させられるべき材料
の密度の迅速な変更に際し要求されるのは、１つ
の反応性成分Ａを、別種の反応性成分Ｂと初めに
組合せることである（例えば、ポリオールとイソ
シアネートとの衝突による相互の混練）。一方、
第３の反応性成分A^*は、同様の方法で装置体を
再循環させられる。再循環する材料は、流し込み
材料の所望の流し込み圧力にきわめて近似した大
きさの再循環圧力に維持しなければならない。な
ぜならば、配合物の変更が要求になつた時には、
圧力を高めるための時間がないからである。第２
密度配合物が必要になつた時、混練領域へ向かう
第１の種類の反応性成分Ａの流れは、直ちに停止
されなければならない。材料は、同様に再循環さ
せられ、そして再循環から切換えられた反応体
A^*が、同一の混練室内に導入されて、反応体Ｂ
と衝突し、それと共に混練される。同時に、配合
物は、ヘツドからモールドに給送され、そして混
練室および全ての安静化室から配合物が掃除さ
れ、それによつて、これらの室が汚れるのが防が
れる。配合物の組成の迅速な変更と、ヘツドから
の配合物の掃除による汚れの防止の必要性との組
合せ故に、当該装置に対する再循環能力の要求
は、従来技術では満たされない要求である。

発明が解決しようとする課題 従つて、モールド内に２重密度の反応性成分を
導入する混練ヘツド装置であつて、反応射出成形
および／または強化反応射出成形方法に有用な混
練ヘツド装置が要求されている：当該装置は下記
１〜５の要件を満たすものでなければならない。

１ 成形重合体製品の製造のための、２重密度配
合物を供給する唯一個の混練ヘツドを有し； ２ 各反応性成分に対して、混練流路を通る、内
部および外部（反応性成分射出手段に関して）
再循環流路の選択を可能にすることによつて、
異なつた密度の配合物間の迅速な変更を可能に
し、更に当該ヘツドからの混練した反応体の柔
軟で適切な移送と掃除とを可能にし； ３ 各反応性成分に対して計量プランジヤー内の
軸方向に伸びるバイパス流路を用いた外部流路
から独立した内部再循環流路を提供することと
によつて、密度変更により影響される各反応性
成分に対して、独立的な射出および再循環能力
を付与し、そして、更に、所望の流し込み圧力
でほとんど瞬間的な配合物の変更が可能であ
り； ４ 各反応性成分に対して、「混練ヘツドにおけ
る」独立的な調整と、流し込みおよび再循環の
双方の圧力の設定とを可能にし、それによつ
て、混練室内の衝突混練位置に可能な限り近い
点で、迅速な変更に要する必要な圧力均衡を確
立する一方、更に迅速な装置の構成と、先に設
定された圧力の独立的な変更を好都合に迅速に
行うことを可能にし； ５ 衝突技法により卓越した混練を保証しつつ、
高圧での作動を可能にする。

現在入手可能な、いかなる混練ヘツドも、これ
らの特徴の組合せを有しておらず、特に、計量プ
ランジヤー内の軸方向に伸びるバイパス流路を通
る外部流路から独立した内部再循環流路を含む、
再循環流路の選択を許さず、且つ、流し込み圧力
および再循環圧力の「混練ヘツドにおける」調節
を許さない。

上記の「再循環流路の選択」を可能にし且つ
「流し込み圧力および再循環圧力の混練ヘツド中
での調節」を可能にすることによつて上記１〜５
の要件を満たす高圧混練ヘツドを提供することが
本発明が解決しようとする課題である。

課題を解決するための手段 本発明によれば、上記の課題を解決するための
手段として、安静化室３０５０に連通する計量室
２０５０；該計量室に連通する反応性成分射出弁
６００；反応性成分が該射出弁から該計量室に射
出されうる引込んだ位置と計量室中の物質が該安
定化室に放出される伸長した位置との間で移動可
能な該計量室中の第１プランジヤー；該第１プラ
ンジヤーが上記の伸長した位置にあるときに該射
出弁から該計量室に反応性成分を再循環させるた
めの該計量室内と該プランジヤー内の第１の再循
環路をもつ高圧混練ヘツドにおいて、該射出弁が
開放位置と閉鎖位置との間を選択的に移動可能で
あつて該射出弁からの反応性成分の放出を選択的
に開始および停止させる第１の往復動部材；およ
び該第１往復動部材が閉鎖位置にあるとき該射出
弁から該計量室への反応性成分の放出を阻止して
該反応性成分を再循環させるための該射出弁内の
第２の再循環路；を備えて成りそれによつて該第
１往復動部材の選択操作が該第１および第２の循
環路の一方のみ又は他方のみの選択使用を可能に
するようにしたことを特徴とする反応性成分の混
練用の高圧混練ヘツド、が提供される。本発明に
おける第１の往復運動部材と第２の再循環路部材
との組合わせは第１および第２の循環通路部材の
一方のみ又は他方のみを選択的に使用することを
可能にし、本発明の構成中最も注目すべき点であ
る。

更に具体的な且つ好ましい態様において、本発
明は下記の新規な高圧混練ヘツドを提供する： Ａ 下記を有する混練ヘツド本体と； １ 長尺の混練室を限定する第１穴と、但し、
該室は一端において閉じており且つ他端にお
いて出口開口を有する； ２ そこを介して射出によつて、該混練室内に
反応性成分を導入させるための、該穴に通ず
る少なくとも１つの入口孔と； ３ 該入口孔と軸方向に互いに隔てられた関係
で整列し、該第１穴から伸びる少なくとも１
つの出口流路と； ４ 長尺の安静化室を限定する第２穴と、但
し、該安静化室は、該混練室と連絡してお
り、該開口の所で該混練室に対してほぼ垂直
に伸び且つ該開口が離れた排出端を有する； Ｂ 該第１穴内に摺動自在に収められる第１計量
プランジヤーと、但し、該第１計量プランジヤ
ーは、自己の引込んだ射出位置と、伸長した再
循環位置との間で該混練室の縦軸に沿つて軸方
向に可動に取付けられ、該射出位置において、
該反応性成分の混練物が該混練室内に形成さ
れ、該再循環位置において、該プランジヤー
が、該出口開口に隣接する位置まで前進して該
室から該混練物を排除し、該第１軽量プランジ
ヤーは、少なくとも１つの軸方向に伸びるバイ
パス流路を有し、該バイパス流路は、該入口孔
と該出口流路とを、該第１計量プランジヤー
が、自己の再循環位置にあるときに、互いに連
絡させ； Ｃ 該安静化室内に、密接状態で摺動自在に収め
られた第２掃除プランジヤーと、但し、該第２
掃除プランジヤーは、該安静化室の縦軸方向に
沿つて、自己の引込み位置と、伸長した掃除位
置との間で、軸方向に往復動可能に取付けら
れ、該引込み位置において、該反応性成分の該
混練物が、該混練室内の該出口開口から該安静
化室内に流入し、該掃除位置において、該プラ
ンジヤーが、該排出端に隣接する位置まで前進
して該安静化室から該混練物を掃除し； Ｄ 該第１計量プランジヤーを、その再循環位置
と射出位置との間で、往復動的に且つ選択的に
動かす、第１原動手段と； Ｅ 該第２掃除プランジヤーを、その引込み位置
と掃除位置との間で、往復動的に且つ選択的に
動かす、第２原動手段と；および Ｆ 該入口孔を介して、該混練室内に反応性成分
を射出するための、少なくとも１つの反応性成
分射出弁と、但し、該射出弁は、 １ 弁本体と； ２ 該弁本体内に配置された射出ノズルと； ３ 該弁本体内に配置され、該ノズルと断続的
に流体連絡する反応性成分供給流路と； ４ 該弁本体内の該反応性成分供給流路内に配
置された第１往復動部材と、但し、該第１往
復動部材は、選択的に位置決めされることに
よつて、該ノズルを、開口、または部分的に
開口、あるいは塞いだりしたりすることによ
つては、該供給流路を介して該ノズルに入い
り、そして該ノズルを通る反応性成分の流れ
を変化させ、それによつて該反応性成分の流
し込み圧力が設定され； ５ 該弁本体内に配置された、反応性成分再循
環流路と、但し、反応性成分再循環流路は、
該供給流路と断続的に連絡する； ６ 該弁本体内の該再循環流路内に配置され、
選択的に位置決めされて、該流路を、開口ま
たは、部分的に開口、あるいは塞ぐ第２往復
動部材と、但し当該部材は、該流路を通る反
応性成分の流れを変化させ、それによつて、
該反応性成分の再循環圧力が設定され且つ該
弁に対して再循環が内部的に行われる、 から成る、反応射出成形あるいは強化反応射出
成形方法のための反応性成分を混練するための
高圧混練ヘツド装置。

本発明の上記の新規な高圧混練ヘツド装置とは
別に、下記の反応性成分射出弁が提供される： ａ 弁本体と； ｂ 該弁本体内に配置された射出ノズルと； ｃ 該弁本体内に配置され、該ノズルと断続的に
連絡する反応性成分供給流路と； ｄ 該弁本体内の該反応性成分供給流路内に配置
された第１往復動部材と、但し、該第１往復動
部材は、選択的に位置決めされることによつ
て、該ノズルを、開口または部分的に開口、あ
るいは塞いだりしたりすることによつて、該供
給流路を介して該ノズルに入いり、そして該ノ
ズルを通る反応性成分の流れを変化させ、それ
によつて該反応性成分の流し込み圧力が設定さ
れ； ｅ 該弁本体内に配置された、反応性成分再循環
流路と、但し、反応性成分再循環流路は、該供
給流路と断続的に連絡する； ｆ 該弁本体内の該再循環流路内に配置され、選
択的に位置決めされて、該流路を、開口また
は、部分的に開口、あるいは塞ぐ第２往復動部
材と、但し、該第２往復動部材は、該流路を通
る反応性成分の流れを変化させ、それによつ
て、該反応性成分の再循環圧力が設定され且つ
該弁に対して再循環が内部的に行われる、 から成る、反応射出成形あるいは強化反応射出成
形方法のための、反応性成分を高圧混練するため
の反応性成分出弁。

発明の目的および作用効果 本発明の、新規な高圧混練ヘツドおび反応性成
分射出弁は、これまで入手不可能であつた単一の
高圧混練ヘツドを用いて、２重密度の重合体製品
の製造を可能にする。本発明は、これまでに入手
可能であつた混練ヘツドのデザインによつては解
消することのできなかつた要求を解消する。その
ような要求の含まれるものとしては：反応性成分
射出弁に対して内部流路となる独立した再循環流
路および、該射出弁に対して外部流路となる独立
した再循環流路等の２つの異なつた流路を提供す
る手段を有する混練ヘツドにおいて、２重密度の
製品配合物を形成するための高圧衝突による混練
を実現すること；各反応性成分の独立的な射出と
再循環を可能にすること、但し当該反応性成分の
導入に際して、その配合物の化学組成を変更する
ように該反応性成分が変化させられ、それによつ
て、成形された製品密度が変化させられる；およ
び、各反応性成分の流し込みおよび再循環双方の
圧力を、「混練ヘツドにおいて」独立的に調節可
能にし且つ設定できるようにすること、それによ
つて、迅速な変更に必要な圧力均衡が、混練室内
の衝突混練が行われる場所に可能な限り近い位置
に、確立される一方、更に迅速な装置の構成と、
先に設定された圧力の独立的な変更が、好都合に
迅速に達成される。

本発明の新規な、反応性成分射出弁自体、従来
において入手不可能な能力を提供する。そのよう
な能力に含まれるものとして下記がある：射出弁
に対する外部の再循環流路；該射出弁内のノズル
手段を、開口あるいは部分開口、または塞ぐよう
な、選択的に位置決めされ得る手段；当該手段に
よつて、反応性成分の流れおよび該ノズルを介す
るその流し込み圧力の設定が可能にされる；およ
び、該内部循環流路を、開口または部分開口、あ
るいは塞ぐ、選択的に位置決めされ得る手段、当
該手段によつて、反応性成分の再循環流れおよび
その圧力が該流路を介して設定され得る。

従つて、本発明の目的は、反応射出成形あるい
は強化反応射出成形方法のための、反応性成分を
衝突混練させるための高圧混練ヘツド装置を提供
し、それによつて、多重密度の配合物を調製し、
それから成形された重合体製品を提供する。

本発明のもう一つの目的は、各反応性成分に対
して２つの再循環流路を有し、必要に応じて当該
流路の選択が行われる単一の高圧混練ヘツド装置
を提供することであり、当該ヘツド装置におい
て、上記再循環流路の一方は、計量プランジヤー
内の軸方向に伸びるバイパス流路の使用から独立
しており、そして射出弁に対して内部流路を形成
し、それによつて、密度変更によつて影響を受け
る各反応性成分に対して、独立的な射出と再循環
能力とを付与する一方、所望の流し込み圧力によ
る、ほとんど瞬間的な配合物の変更を可能にす
る。

本発明の更にもう一つの目的は、各反応性成分
に対して、流し込み圧力および再循環圧力の双方
を、「混練ヘツドにおいて」独立的に調節し且つ
設定するための手段を有する、単一の高圧混練ヘ
ツド装置を提供し、それによつて、迅速な配合物
の変更に必要な圧力均衡を、混練室内の衝突混練
位置に可能な限り近い位置で、確立することであ
る。

本発明の更にもう一つの目的は、新規な反応性
成分射出弁を提供することであり、当該射出弁
は、自身に対して内部再循環流路を形成する流路
と；その中で、ノズル手段を開口、または部分開
口、あるいは塞ぐ手段であつて、当該手段によつ
て、反応性成分の流れと、該ノズルを通る当該流
れの流し込み圧力とが設定されるような手段と；
および、選択的に位置決めされて、該内部再循環
流路を、開口または部分開口、あるいは塞ぐ手段
であつて、当該手段によつて、該流路を通る再循
環圧力が設定されるような手段とを、有する。

本発明のその他の目的および利点は、下記の説
明と添付の請求の範囲を読むことによつて明らか
にされ得る。

実施例 第１図は、本発明の高圧混練ヘツド装置の一実
施例の平面図であり； 第２図は、本発明の高圧混練ヘツド装置の一実
施例の側面図であり； 第３図は、第２図の３−３線に沿つて取つた、
本発明の高圧混練ヘツド装置の反応性成分射出弁
の断面図であり； 第４図は、第３図に例示した反応性成分射出弁
の詳細図であり； 第５図は、第４図の５−５線に沿つて取つた、
反応性成分射出弁の断面図であり； 第６図は、第４図の６−６線に沿つて取つた、
反応性成分射出弁の断面図であり； 第７図は、第３乃至第５図に例示された反応性
成分射出弁の内部手段の分解組立図である。

本発明の混練ヘツドの特徴はその計量室に反応
性成分を射出させるための反応性成分射出弁がそ
の内部に複数の循環回路をもちそれにより異なる
反応性成分の射出と循環を簡単且つ正確に操作で
きるようにした点にある。

第３図及び第５図に基づいて説明するに、通常
この射出弁は第５図の１１の矢印から反応性成分
を流入し６２２の穴を経由して第１プランジヤー
の６０８の穴を通り６１０の内部穴へ流れる。

反応性成分の圧力により６５０の面に加圧され
これが左側に移動する。

６５０が移動することによりプランジヤー６２
０内部の固定のオリフイス６２１と弁６５０の間
に空間ができ反応性成分は第３図の６７１と１３
の穴を経由して循環する。これが第２再循環であ
る。

第１再循環（即ち反応性成分の射出）は次の動
作で行われる。

前記した状態で反応性成分が循環中に第１プラ
ンジヤーの６３５部分に油圧を加えることにより
第１プランジヤーが第３図の左側に移動する。こ
の時油圧用の油が１５，１５ａを経由してプラン
ジヤーの６７５の穴に流入する。

プランジヤー内部の６８０と６５０に加圧され
ると６５０が右側に移動し６２１の穴を閉じる。

上記の動作により反応性成分は第２再循環から
第１再循環に切りかわり、６０８の穴から６１６
を経由して計量室部を経て１２に循環する。

このように２つの循環回路をもつ射出弁は従来
知られていない。以下の説明では一つの部分につ
いて一般的用語と個別的用語を用いている場合が
あるが、当業者はこれらを誤解なく理解しうると
信ずる。

本発明の高圧混練ヘツド装置の好ましい一実施
例が、第１乃至第７図に更に完全に例示される。

高圧混練ヘツド１０００は、第１図に一般的に
示される。この主要部品において、混練ヘツド
は、混練ヘツド本体９９９と、当該ヘツド本体に
固着される計量プランジヤー組立体２０００を有
する。当該組立体２０００は：第１計量プランジ
ヤーと；混練室とを有する。当該混練室は、該ヘ
ツド本体と、油圧式の複動シリンダーとの組合せ
によつて限定される。当該複動シリンダーによつ
て、混練室の縦軸方向に関して該プランジヤーを
引込めたり押出したりする軸方向の往復動が、該
プランジヤーに付与される。油圧導管２００１お
よび２００２は、それぞれ流体の供給導管および
戻り導管である。これらの管路は、当業界で良く
知られている流体の供給手段、加圧手段、および
制御手段等に更に接続される。掃除プランジヤー
組立体３０００も、ヘツド本体９９９に固着され
る。当該掃除プランジヤ組立体３０００は：第２
掃除プランジヤーと；該ヘツド本体と油圧式の複
動シリンダーとの組合せによつて限定される安静
化室とを有する。上記複動シリンダーによつて、
安静化室の縦軸方向に関して、該プランジヤーに
対して引込みおよび押出し態様の軸方向の往復運
動が付与される。組立体３０００は、計量プラン
ジヤー組立体２０００の縦軸方向に対して、自己
の縦軸方向が直交するように配置される。計量プ
ランジヤー組立体２０００と、掃除プランジヤー
組立体３０００とによる形状は、「Ｌ字形」構造
を形成する。従つて、混練ヘツド装置を、Ｌ字形
混練ヘツド装置として言及することができる。油
圧導管３００１および３００２は、それぞれ、流
体の供給導管および戻り導管を形成し、これらの
導管は、更に、当業界で良く知られている流体の
供給手段、加圧手段、制御手段等に接続される。
各プランジヤー組立体は、自己の末端部に、位置
感知手段を搭載している。計量組立体２０００上
の手段２００３は、計量プランジヤーが、自己の
最大限の引込み位置にある時に、これを感知す
る。掃除プランジヤー組立体３０００上の手段３
００３は、掃除プランジヤーが、自己の最大限の
引込み位置にある時に、これを感知する。これら
の位置決め手段は、当該組立体の各々の流体の供
給手段、加圧手段および制御手段と協働し、それ
によつて、以下において更に完全に説明される通
り、混練ヘツド装置の作動の間、計量および掃除
プランジヤーの各々の連続的な引込みおよび押出
し運動が可能にされる。

当該好ましい実施例は、計量組立体２０００内
の混練室に対して３種類の反応性化学物質を射出
するように形成される。これらの化学物質には、
望ましくは、イソシアネート、第１ポリオール成
分および第２ポリオール成分が含まれる。更に、
必要な場合には、付加的な泡立て剤すなわち発泡
剤が、これらの反応性成分の全ての供給管路内に
導入される。その際、望ましくは、ポリオールが
用いられ、混練ヘツド装置の上流側で導入され
る。イソシアネートと第１ポリオール成分との衝
突混練によつて形成された反応性成分混練物は、
液体の泡となつて、成形が完了した時点で、第１
密度Ｘを有するウレタン製品に変換される。イソ
シアネートと第２ポリオール成分との衝突混練に
よつて形成された反応性成分混練物は、液体の泡
となつて、成形が完了した時点で、第１密度Ｘよ
りも大きな又は小さな第２密度Ｙを有するウレタ
ン製品に変換される。

本発明の２つの反応性成分射出弁１および２
は、互いに同一平面内に配置されて、掃除組立体
３０００の軸に対して垂直にされ、且つ計量組立
体２０００の軸とは互いにほぼ平行にされる。一
方、イソシアネート射出弁３は、掃除プランジヤ
ー組立体３０００の軸に対して鋭角に配置され一
方、当該好ましい実施例に含まれるものとして、
本発明の付加的な反応性成分射出弁があり、これ
らの射出弁は、混練室の回りに半径方向に配置さ
れ得る。本発明において用いられる得る当該反応
性成分射出弁の数は、混練室の直径および混練ヘ
ツド本体９９９の大きさという物理的制約のみに
よつて制限される。例えば、４個の反応性成分射
出弁を、半径方向に配置して、それらが、計量組
立体２０００の縦軸と直交する実質的に同一の平
面内に伸び、そして、掃除組立体３０００の縦軸
に実質的に平行な平面内に伸びるようにし、同時
に、イソシアネート射出弁を、当該平面の上方
に、当該平面に対して鋭角に配置する。このよう
にして、全ての５個のインゼクターから射出され
た反応性成分の流れは、相互に一致させられて、
実質的に同一の点で混練室内で、相互に衝突させ
られる。

図示の通り、イソシアネート射出弁３（第１図
および第２図）は、当業界で既知の型式のインゼ
クターである。本発明の新規な反応性成分射出弁
は、しかしながら、混練室に、イソシアネートを
供給するように用いることができる。イソシアネ
ートは、イソシアネート供給導管３１によつて、
射出弁３に供給され、そして導管３０を介してイ
ソシアネート供給源に戻される。イソシアネート
供給装置はイソシアネート供給源の他に計量ポン
プ、貯蔵タンク、加熱手段およびその関連装置
（図示せず）等を含むが、これらの要素のそれぞ
れは当業技術において周知であり、本発明はこれ
らの要素をそれ自体に特徴を有するものではない
ので、これらの要素についての更なる記述は省略
する。

反応射出弁１は、本体９９９と組立体２０００
とに配置された混練室に対して第１ポリオール反
応性成分を供給する一方、１つの供給導管１１
と、２つの戻り導管１２および１３を有する。導
管１２は、射出弁に対する外部流路を介した再循
環が行われる時に、再循環するポリオールを、ポ
リオール供給源に戻す。導管１３は、射出弁に対
する内部流路を介した再循環が行われる時に、再
循環するポリオールを、ポリオール供給源に戻
す。ポリオール供給装置はポリオール供給源の他
に計量ポンプ、貯蔵タンク、加熱手段およびその
関連装置（図示せず）等を含むが、これらの要素
のそれぞれは当業技術において周知であり、本発
明はこれらの要素それ自体に特徴を有するもので
はないので、これらの要素についての更なる記述
は省略する。

反応性成分射出弁２は、本体９９９と組立体２
０００とに配置された混練室に対して、第２ポリ
オール反応性成分を供給する一方、供給導管２１
と、２つの戻り導管２２および２３を有する。導
管２２は、射出弁に対して外部流路を介して再循
環が行われる時に、再循環するポリオールを、ポ
リオール供給源に戻す。導管２３は、射出弁に対
して内部流路を介して再循環が行われる時に、再
循環するポリオールを、ポリオール供給源に戻
す。

混練ヘツド装置の組立は、ボルトを用いること
によつて行われる。当該ボルトは、計量組立体２
０００（ボルト１００）の場合には、本体９９９
の穴にねじ込まれる。掃除組立体３０００は、ボ
ルト２００（第２図）を用いることによつて、本
体９９９にねじ締め付けされる。当該ボルト２０
０は、組立体のねじ穴内にねじ込まれる。各ポリ
オール成分の各反応成分射出弁は、反応性成分室
６６０を有する本体部材６０１に、ボルト１０１
を用いて取付けられる。ボルト１０１は、本体部
材６０１のねじ穴内にねじ込まれる。本体部材６
０１は、次いで、混練ヘツド本体９９９に、ボル
ト１０２を用いることによつて、ねじ締め付けさ
れる。ボルト１０２は、該本体９９９のねじ穴内
にねじ込まれる。

弁１内の油圧導管１４および１５は、それぞ
れ、流体の供給導管と戻り導管とを形成する。こ
れらの導管は、更に、流体の供給手段、加圧手
段、および制御手段（図示せず）等の既知の手段
に接続され、それによつて、後で述べる第１ポリ
オール弁内の第１および第２往復動手段が作動化
される。弁２内の油圧導管２４および２５は、そ
れぞれ、流体の供給導管および戻り導管を形成
し、これらの導管は、更に、流体の供給手段、加
圧手段および制御手段（図示せず）等の既知の手
段に接続され、それによつて、後で述べる第２ポ
リオール弁内の第１および第２往復動手段が作動
化される。油圧導管３２は、流体の供給導管であ
つて、第１または第２図には図示されてないもう
一つの戻り導管に沿つて、更に、流体の供給手
段、加圧手段および制御手段（図示せず）等の既
知の手段に接続され、それによつて、イソシアネ
ート射出手段が作動化される。

混練ヘツド本体９９９と、計量組立体２０００
と、掃除組立体３０００と、これらの各々に含ま
れる部品との間の相対的な位置関係は、第２図に
例示される。計量組立体２０００は、第１計量プ
ランジヤー２０１０を有する。この第１計量プラ
ンジヤー２０１０は、複動ピストン２０２０と、
長尺の軸方向に伸びたプランジヤー本体２０３０
とによつて構成される。プランジヤー本体２０３
０は、第１穴２０５０内に、密接的に且つ摺動自
在に収められる。この第１穴２０５０は、長尺の
混練室を、部分的に限定し、プランジヤー本体２
０３０が完全に引込められた際に、該プランジヤ
ー本体２０３０の端部によつて、位置センサー２
００３に近接した端部で閉じられており、そして
出口開口２０６０において開口している。複動ピ
ストン２０２０への流体の供給を規制することに
よつて、流体圧力が、導管２００２を介して、ピ
ストンの面２０２１に作用して、そしてプランジ
ヤー本体２０３０が、出口開口２０６０に関し
て、上向き方向に引込められ、それによつて、ピ
ストン２０２０から離れた方の端部によつて、開
口２０５０が開口されたままにされる一方、第１
穴２０５０の周壁に配置された入口孔５００も同
様に開口されたままにされる。ピストン２０２０
が、自己の、最上部の、引込められた位置にある
時にプランジヤー本体２０３０によつて占められ
ていない穴２０５０の該当部分は、混練ヘツド装
置の混練室を含む。

流体の圧力を、導管２００１を介して、複動ピ
ストン２０２２の面２０２０に加えることによつ
て、プランジヤー本体２０３０が、自己の引込ん
だ射出位置から、自己の押出された再循環位置
に、第２および第３図に例示される通りに、移動
させられる。出口開口２０６０に向かうプランジ
ヤー本体２０３０の移動に際して、プランジヤー
本体２０３０の端部は、混練室内に存在する全て
の反応性化学配合物を排除するように働き、それ
によつて、そうでない場合には、硬化して射出孔
および混練室を塞ぐ材料を掃除する。

プランジヤー本体２０３０の動きは軸的にのび
たバイパスチヤンネル２０８０の各々を射出孔５
００及び穴２０５０からの出口通路５０１と一線
にならべる（第３図）。孔５００と通路５０１へ
の入口は共軸的であり、入口は穴の中心線に関し
穴の周囲壁中に軸的に空間となつている。第３図
では孔５００上に垂直になつているが、通路への
入口は孔５００の下の位置でもよい。

バイパスチヤンネル２０８０は入口孔５００と
出口通路５０１のそれぞれの並んだ対に相当する
ように与えられ、それを通して混練室に入り且つ
出る入口孔５００と出口通路５０１の各々の間に
流体連通が確立される。各孔用にプランジヤー本
体２０３０中に形成された１つのバイパスチヤン
ネル２０８０があり、いづれも同軸の範囲をもち
長いフインガーランド２０７０で他と分けられて
いる。反応性成分斜出弁とバイパスチヤンネルの
間の空間配置によりすべてのチヤンネル２０８０
はすべての孔５００と出口通路５０１同時に一線
になつている。反応性成分が続けて孔５００から
射出される場合には孔５００からバイパスチヤン
ネルを介して出口通路５０１への反応性成分の再
循環及び混練ヘツド本体９９９からの再循環が生
ずる。プランジヤー本体２０３０ののびた再循環
位置が孔５００、バイパスチヤンネル２０８０及
び出口通路５０１に反応性成分射出弁１及び／又
は２に対し完全に外部的な手段による通路を与え
る。

必要に応じ、穴２０５０に対しプランジヤー本
体２０３０は通常の機械仕上げで達成可能な程度
に接近しており、それにより高圧反応性成分流が
混練室に斜出されるときの及び軸的にのびるバイ
パスチヤンネル２０８０と出口通路５０１によつ
て与えられる外部通路を通つて再循環するときの
それらのもれを防ぐ。

穴２０５０中のプランジヤー本体の結合及び／
又は焼きつけは摩擦減少物質製のスリーブ（図示
せず）中のプランジヤー表面の実質上すべてを被
覆して防ぐことができる。プランジヤーはこのス
リーブを流れから防ぐようにつくられるか又はバ
イパスチヤンネル２０８０のまわりのプランジヤ
ー壁を機械仕上げしてバイパスチヤンネル２０８
０中に圧搾して抗摩擦スリーブを受け入れるため
のへこみ部分をつくり、それぞれのチヤンネルの
まわりに周囲連続金属部２０７１をのこして、ス
リーブに必要な構造強度をもたせることができ
る。

プランジヤー本体２０３０の外表面はプランジ
ヤー中間体の長さを完全に覆い軸的に下方にのび
てバイパスチヤンネル２０８０間にあつてそれと
両軸的にのびている長いフインガーランド２０７
０を形成するリセスでつくられる。リセスは、チ
ヤンネル２０８０を円周的に包囲しプランジヤー
の自由端でフインガーランド２０７１中に融合し
ているフインガーランド２０７０を残すようにプ
ランジヤー本体中に圧延される。スリーブは接着
等によつてこのリセスと固締され、表面を有する
プランジヤー本体２０３０の主要部となる。また
は圧力下にバイパスチヤンネル２０８０中への流
れの抽出をふせぐランド２０７０，２０７１によ
つてリセスを側部で支持する。

スリーブは好ましくは重合物質でつくられ、挿
入前の穴２０５０の直径よりはわずかに大きいプ
ランジヤー本体の直径を定める。しかし穴２０５
０に挿入したときは圧縮されて摺動シールを形成
する。スリーブの摩擦減少物質の性質は臨界性を
もつ。ロードアイランド．ブリストルとデイキソ
ンコーポレーシヨンが商標「RULON」で販売し
ている物質がこの目的に適していることが判明し
た。この物質は同社の米国特許Re26088と
3652409に開示されている。一般に、それは(a)ポ
リテトラフルオロエチレン（PTFE）、(b)ガラス、
タルク、マイカ又はケイ酸アルミニウム等のシリ
ケート、及び(c)モリブデン、銅、鉛、銀等の金属
の粒子からなる３成分の均一混合物からなる複合
体である。生成物のいくつかの形についてのさら
なる情報が「デザイン エンジニアリング マニ
ユアル101」と題するデイクソンコーポレーシヨ
ンのカタログにのべられている。均等的に有用な
他の材料にはニユーヨーク ナイアガラ フオー
ルのカーボランダム カンパニーの商標
「EKanol」というｐ−オキシベンゾイル反復単位
のホモポリマーがある。これはPTFE（ポリテト
ラフルオロエチレン）ポリマーとガラス繊維の組
合せである。

掃除組立体３０００は第２図に示すように計量
組立体２０００と実質上直角に配される。これは
２重作動ピストン３０２０と長尺の軸的にのびた
プランジヤー本体３０３０とからなる第２、掃除
プランジヤー３０１０を有する。プランジヤー本
体３０３０は第２穴３０５０に摺動的に受入れら
れ、これは部分的に長尺の安静化室を限定し、プ
ランジヤー本体３０３０の端部によつて位置セン
サー３００３に近い端部で閉じ、出口ノズル４０
００の長い穴を構成する開口３０６０の出口で開
く。

ノズル４０００は液体フロスの形の反応性化学
配合物の混練ヘツドからの出口手段を有する。成
形重合物体を生ずるヘツドの操作においてノズル
４０００はモールド上に位置し、液状フロスがそ
こからモールドに供される。

モールドを閉じて加熱し、化学反応を起こさせ
ての生成重合物質をうる。

二重作動ピストン３０２０への流体供給の調製
を流体圧力をこのピストンの表面３０２１に付与
し（導管３００１を介し）て行ない、プランジヤ
ー本体３０３０をノズル４０００に対し内方向に
引き込ませることができまた出口開口３０６０か
らはなすことができる。それによりピストン３０
２０からはなれた端部が障害のない開口３０６０
にのこる。ピストン３０２０が最も内部にあると
きプランジヤー本体３０３０によつて占められて
いない穴３０５０のこの部分、つまり引き抜かれ
た部分は混練ヘツドの安静化室である。プランジ
ヤー本体２０３０と穴２０５０によつて限定され
た混練室中の成分の高圧混練で生ずる液体反応成
分は出口開口２０６０を通り穴３０５０に流れ
る。この流れと穴３０５０の側壁への衝突及び穴
２０５０から穴３０５０、出口３０６０への流路
による直角が乱流を実質上層流にかえる。その結
果液体配合物がノズル４０００から変動なくモー
ルド中に注入される。

（導管３００２を介して）二重作動ピストン３
０２０の表面３０２２に流体圧を付与することに
より、プランジヤー本体３０３０をその引つ込ま
れた位置から第２及び第３図に示すように掃除位
置にうつす。開口３０６０方向外方にプランジヤ
ー本体３０３０を動かす際、プランジヤー端が安
静化室中の反応性成分のすべてを動かし出し、安
静化室や混練ヘツド出口手段を硬化させたりブロ
ツク化したりする組成物を掃除する。

混練サイクル中のプランジヤー２０１０と３０
１０の動きの順序はそれらが十分に引かれた位置
にある両プランジヤーからはじまる。反応性成分
が穴２０５０内の混練室に射出されそこで高圧で
混練されて液体フロスとなる。プランジヤー本体
３０３０でブロツクされていない出口開口２０６
０が液体フロスを混練室から穴３０５０中の安静
化室に通す。プランジヤー本体２０３０の動きは
ピストン２０２０の表面２０２２に流体圧を加え
ることによつてはじまる。プランジヤーを混練室
の長さの下流の出口開口２０６０方向へ動かす。
液体配合物のすべてを出口開口２０６０を介し安
静化室を形成する第２の穴３０５０に押し込む。
軸的にのびたバイパスチヤンネル２０８０が同時
に全射出孔５００とならび、各射出口用の並んだ
通路５０１の各々と流体連通をもたらす。孔から
射出した反応成分を射出弁の外方の通路を介して
再循環する。プランジヤー本体２０３０が最大程
度に達したら、プランジヤー本体３０３０の動き
をピストン３０２０の表面３０２２に流体圧を加
えて開始する。プランジヤーを安静化室の長さ方
向に沿つて出口３０６０方向に動かす。残りの液
体混合物を出口３０６０とノズル４０００からノ
ズルに近い環境に出す。通常の使用環境では、モ
ールドに供給される。プランジヤー本体３０３０
をピストン３０２０の表面３０２１に流体圧を加
えて十分に引かれた位置にもどす。ピストンが最
大に引かれた位置に達したら位置センサー３００
３が働く。そのセンサー情報はサイクルを行なう
ためのコントロール手段として用いる。プランジ
ヤー本体２０３０を引くと孔５００とバイパスチ
ヤンネル２０８０と出口通路５０１の間の外部再
循環路が断たれ、混練室への射出の再構成が必要
となる。

孔５００、バイパスチヤンネル２０８０と出口
通路５０１間の外部を再循環する反応成分による
再循環圧力の変化は本発明の混練ヘツドでは起ら
ない。通路壁の構造がこの通路を通る再循環であ
る固有の背圧を生ずる。これらの通路での再循環
圧の調製は適宜の弁や制限部材（通路５０１の下
流）を必要な反応成分ポンプの上流戻しラインや
貯槽に設ければよい。

好ましい態様では混練ヘツドに成分を導入する
流体受器５をもつ。たとえばジ−オクチルフタレ
ートが受器５から流体混練物に与えられる。

別の反応又は非反応成分の導入位置は孔９００
にある。これは２０５０と３０５０の接点の反対
出口２０６０にありプラグ９０１で覆われる。公
知のインジエクターを孔９００につないでもよ
く、また本発明の射出手段を孔につないでもよ
い。孔９００から供給される成分には、たとえ
ば、ポリオール、顔色剤、ポリオール中の着色料
及び／又は他の添加剤がある。

本発明の好ましい態様の反応成分射出弁は第１
図〜第７図に最もよく示されている。弁１と２は
穴２０５０に関し配向が逆である以外、構造は同
じである。弁１の機能の記述は弁２にも同様に適
用できる。

反応性成分射出弁本体６００は本体部材６０１
と往復体６０２を有する。本体は互に隣接するよ
うに配され、ボルト１０１，１０２で前記のよう
に締められる。ワンピース弁体６００を用いるこ
とが考えられるが、２成分構造の方が簡単に合せ
ることができ、正確で且つ混練ヘツド内の射出弁
の除去や置きかえを早く行なうことができる。

射出ノズル手段は射出ノズル部材６０４と射出
ヘツド６０５からなり、これらは弁体６００の中
心軸穴３５中に、中子状に、他方中に一方が配さ
れている。ノズル部材６０４は穴３５の方に向か
つて放射状内側に突出して配されているパヨネツ
トピン６０３によつて本体部材６０１内に固締さ
れている。これらのピンはノズル部材６０４内に
ある開口６０６に合致する。弁体６００を混練ヘ
ツド体９９９に固締すると、ノズル６０４は入口
５００と一直線になり除かれ得なくなる。しかし
ボルト１０２を除くと混練ヘツド体９９９から弁
がとれ容易且つ早急にとりはずせる。射出ノズル
部材６０４はその縦軸について回転させることに
よつて除かれパヨネツトピン６０３から開口６０
６を解放し、新しいノズル部材をそこに挿入して
そのシーケンスを逆にして固締することができ
る。

射出ヘツド６０５は、第１往復動部材６２０の
内側にねじ込みした前方部分とねじによつて固締
される外側にねじを持つ部分６０７を有する。穴
６０８は射出ヘツド６０５のネツクダウン部６０
８ａから放射状内方向に内部穴６１０（第４及び
５図）へと延びており、後者は往復動部材６２０
に向かつて逆方向且つ内方向に延びている。射出
ヘツドの更なるネツクダウン部分はネツクダウン
部分６０８ａから前方向に延びている。ネツクダ
ウン部分６０８ａ及び６０９より大きい直径を持
ちねじ材み部分６０７の本体直径にほぼ等しい直
径を持つ背部分６１１がネツクダウン部分６０９
から外方向に延びている。背部分６１１の直径
は、ノズル部材６０４の内部をとおつて延びる穴
６１４の直径より大きく、ノズル部材６０４の後
方面６１２と接して射出ヘツド６０５のノズル部
材６０４への前方移動を阻止するための第２スト
ツプとして作用するようなものである。

多数の放射状に突出しているフイン６１３が背
６１１から射出ヘツド６０５のチツプ６１５の方
向に延びている。これらのフイン６１３はみぞ６
１６によつて分離されており、フインとみぞの組
合せによつて反応性成分の液流が射出ヘツド６０
５をこえてとおるときその分散を促進する。かか
る分散によりノズル部材６０４とポート５００を
とおり混練室に射出される成分のスプレーを生ず
る。フインは互いに平行関係で軸的に延びている
ように示してあるが、ラセンその他片巻きパター
ンを用いうる。それによつて高圧液流のより大き
な分散が得られる。射出ヘツド６０５のチツプ６
１５は実質上切頭円錐形であり口金部材６０４の
穴６１４中の補助的な先端シート部分６１９に対
して着座するよう機械仕上げされている。シート
部材６１９に対するチツプのかん合は、パルプが
閉位置にあるとき、ノズル部材６０４及び孔５０
０をとおる反応性成分の望ましくない流れを防ぐ
に十分なものである必要がある。

Ｏ−リング４１が混練ヘツド体９９９に対する
ノズル部材６０４の前面６１８を密封する。第２
のＯ−リング４２は本体部材６０１が同様に混練
ヘツド体９９９と接している場合に同じ目的でも
うけられている。

射出ヘツド６０５は、前記したように、第１往
復動部材６２０の軸又は縦方向をとおつてのびて
いる穴６１７のねじ込みのある前方部分とねじで
係合している。穴６１７のねじつき前方部分の直
径は再循環スリーブ６２１の外径よりも大きい。
後者は射出ヘツド６０５の前の穴に位置し、ロツ
クナイト６２２によつて第１往復動部材６２０に
固締されている。穴６１７の内部は穴６２３を有
する再循環スリーブ６２１用のシートとなるよう
機械仕上げされている。スリーブ中の穴は実質上
切頭円錐形の入口部分６２４を実質上切頭円錐形
の出口部分６２５を与える。出口部分６２５は第
２往復動部材６５０の円錐部分に相補するよう機
械仕上げされ、それにより往復動部材５６０と再
循環スリーブ６２１との接触によつて密封がなさ
れる。スリーブ６２１は本体部分６２６より大き
い直径の背部分６２９を有し、この背部分は往復
動部材６２０の穴６１７にのびる背６３０によつ
て保持されている。本体部分６２６は背の表面６
３１に両軸的に合致している。液体用の連続通路
がそれにより孔６０８から穴６１０と再循環スリ
ーブ６２１の穴６２３に付与される。

第１往復動部材６２０は弁本体６００中の中央
軸穴３５内に共軸的に配される。本体部材６０１
内に位置する中央軸穴３５の前方部分は第１往復
動部材６２０の第１外部部分６３２よりも大きい
直径を有する。穴３５の前方部分はサブ通路６６
１を通つて反応性成分供給管１１と連通している
反応性成分室６６０を有する。反応性成分室６６
０はノズル部材６０４、穴６１４又は孔５００と
連通している永久流体をもたない。それは、中央
軸穴３５の最先部分を通つてノズル部材６０４を
通る穴６１４と間欠的に連通しているだけで、且
つチツプ６１５がその表面６１９と密封的に固締
していないときである。反応性成分室６６０と中
央軸穴３５のいづれかの付加的部分との後方の連
通は、最外部のＯ−リングシール４３を最内部の
ステツプシール４４とからなる一セツトのシール
４３，４４の存在によつて防がれる。両シールは
ボデイ部材６０１中の環状グローブ内にある。最
も好ましくは、このグローブは本体部材６０１の
表面内に本体部材６０２との接合部で機械仕上げ
されている。

第１往復動部材６２０は第１部分６３２より大
きい直径をもちその間に背６３２ａを形成してい
る。第２部分６３３は２重作用ピストン部分６３
４より小さい直径をもつ（第７図）。斜出ノズル
６０４に関し後方に、本体部材６０２中の中央転
穴３５の直径が変化し、第１往復動部材６２０の
第１外部部分６３２とスライドして合致する直径
から該第２外部部分６３３とスライドして合致す
る直径へと拡大している（第４，５，７図）。よ
り小さい直径をもつ第１往復動部材６２０の第１
部分６３２の長さは、それが穴３５の開口部内に
のびてその間に、通路６７１によつて戻り管１３
に接続している反応性成分再循環室６７０を与え
る長さである。室６７０は反応性成分室６６０又
は供給管１１のいづれとも永久流体連通はもた
ず、該室６６０及び供給管１１と間欠的に連通す
るだけである。再循環孔６７２は往復動部材６２
０中に放射状に配されており、外部部分６３２か
ら部材６２０の内部穴６１７への流体連通をもた
らす。部材６２０が中央軸穴３５内に組立てられ
ると、再循環孔６７２は穴６１７と再循環室６７
０の間に流体連通用の手段となる。

一対のシール４４と４５が第１往復動部材６２
０の部材６３３の外部表面上にあり、このシール
は内部Ｏ−リング４４ａと外部シール４５からな
る。

第２往復動部材６５０は第１往復動部材６２０
の内部穴６１７内に配される。好ましい態様にお
いて、弁の内部再循環路は部材６２０の内部穴６
１７の１部を有する。しかし、別の態様において
は、内部再循環路は第１往復動部材６２０を通る
内部穴６１７をもたないようにしうる。その代
り、第２往復動部材６５０が再循環スリーブ６２
１の下流に位置するように分離した内部再循環路
を設けうる。この部材６５０は第４及び５図に示
すように、穴６２３中の円錐形表面６２５と密閉
シートをもたらす。

２セツトの周辺シール４６，４７及び４８，４
９が往復動部材６５０の本体のまわりにあり、内
部Ｏ−リングシール４６と４８と外部シール４７
と４９からなり、穴６１７の相補表面とスライド
シールによる固締をもたらす（第３及び７図）。

第２往復動部材６５０の本体の長さは放射状に
配した再循環孔６７２と液圧孔６７５の間の長さ
よりは短かい。これらの液圧孔６７５は部材６５
０の後方向に部材６２０と穴と連通しており、孔
６７２は部材６５０の前方向に穴６１７と連通し
ている（ノズル部材６０４に関し）。ピンのはな
形のスペーサー拡張部材６８０が第２往復動部材
６５０の後方向に穴６１７内に配されている。こ
の拡張部材６８０は内部Ｏ−リングシール５０，
５２と外部ステツプシール５１，５３からなるシ
ール５０，５１及び５２，５３を有する。シール
５０，５１と５２，５３は穴６１７の相補表面と
部材６８０とのスライドシールによる固締をもた
らす（第３及び７図）。

第１往復動部材６２０は第２部分６３３より大
きい直径をもつフランジを有する２重作用ピスト
ン部分６３４を有する。内部Ｏ−リング５４と外
部シール５５からなるシールは中央軸穴３５の相
補表面部分７００との密封固締をもたらす。ピス
トン部分６３４は、ノズル部材６０４の前方向に
配位した表面６３５と該ノズル部材６０４から後
方に離れて配した表面６３６とを有する。液圧管
１４は穴３５の表面部分７００によつてつくられ
た室、往復動部材６２０のピストン部分６３４及
びボルト１０１によつて本体部材６０２に固締さ
れているエンドキヤツプ６９２と連通している
（第３図）。液圧管１５は通路１５ａを介して穴３
５の表面部分７００及び部材６２０のピストン部
分６３４と連通している。エンドキヤツプは前方
向に突出した環状部分６９３を有しその外部表面
は穴３５の部分７００の相補表面とスライド的に
固締し、その内部表面は第１往復動部材６２０の
外部表面６３３ａと固締している（第３及び７
図）。Ｏ−リング５６によつて表面部分７００へ
の密封係合がなされる。内部Ｏ−リング５７と外
部シール環５８は部材６２０の外部表面６３３ａ
とスライド的な密封係合をもたらす。

エンドキヤツプ６９２はまた内側にねじをもち
調節可能な外側ねじつきストツプ部材６９５を受
け入れるための後方向に突起を有する環状部分６
９４有する。ストツプ部材６９５は内部表面６９
５ａをもち、これは部材６２０の端表面６３７と
接し口金部材６０４からはなれる部材６２０の最
後方の移動を抑制する。第２の調節可能なストツ
プ部材６９０は第１ストツプ部材６９５をとおつ
てのびるねじつき穴６９０ａと固締するよう外部
にねじをつけられている。ロツクナイト６９１
は、離れたときに、第１ストツプ部材６９５の調
節とは別個に第２ストツプ部材６９０の調節を可
能とする。これはセツトスクリユー６９７とスク
リユー６９７によつて拡がりうるスプリツトねじ
６９５ｂによつて一定位置に保たれる。ロツクナ
イト６９１からはなれた第２ストツプ部材６９０
の端部はスペーサー拡張部材６８０と接し、これ
は順次第２往復動部材６５０と接し、それにより
ノズル部材６０４からはなれる部材６２０の最後
方の移動の制限とは独立に、ノズル部材６２１か
らはなれる部材６５０の最後方の移動を制限す
る。

手による調節を要するねじつきストツプ部材６
９０と６９５が本発明の好ましい態様で用いられ
るが、ボーデンの米国特許第4378335号、シユミ
ツト等の米国特許第4464056号及びシユミツト等
の米国特許第4497579号に開示されているタイプ
の調節可能なピストンストツプ部材等の公知のス
トツプ部材や手段６９０と６９５の各々に別々に
ステツパーモーターを適用する等のステツパーモ
ーターで駆動される調整可能なストツプ手段も用
いうる。円筒状ねじ付き調節可能ストツプ手段、
調整可能ピストンストツプ手段及び／又はステツ
パーモーター調節可能ストツプ手段の組合せも用
いうる。かかる組合せには第１往復動部材６２０
用の調節可能ピストンストツプ手段や第１及び第
２往復動部材６２０，６５０の両方用の第２手段
用の円筒状ねじつき調節可能ストツプ手段も含ま
れる。

本発明の好ましい態様の第１及び第２往復動部
材６２０，６５０の全体の組立は第７図に示され
る。これは分解斜視図の種々のサブ成分を示す。
組立において、第２往復動部材６５０が第１往復
動部材６２０の穴６１７の後方開口に挿入され、
次にスペーサー拡張部材６８０が挿入され、部材
６５０の挿入が穴６１７の後方開口から再度行な
われる。穴６１７の前方開口中にノズル部材６２
１が置かれる。部材６２０の穴６１７中の受入れ
背６３０に対して背６２９がおさまるまで穴に入
れられる。斜出ヘツド６０５は次に穴６１７のね
じつき部分ロツクねじつき部分６０７上にねじ込
まれたロツクナイト６２２中に回転挿入され部材
６２０中にヘツドを固締する。ボデイ部材６０１
が混練ヘツド体９９９にボルトじめされる前にパ
ヨネツトピン６０３上にノズル部材６０４を固締
する。

弁の最終組立は本体部材６０２本体部材６０１
にとりつけた後弁体６００の穴７００中に組立て
た成分を挿入することからなる。調節可能ストツ
プ部材６９０と６９５を予め挿入したエンドキヤ
ツプ６９２を次に周囲にあり第１往復動部材６２
０の部分６３３ａとスライド的に固締している環
状部分を有する本体部材６０２上にとりつける。
ボルト１０１は全体の弁組立体を本体部材６０１
と混練ヘツド体９９９に固締する。

本発明の反応成分射出弁の操作を反応成分の射
出、射出の中断、内部再循環及び反応性成分の射
出の中断及び再開に関し述べる。

第３図は内部再循環段階の反応成分射出弁を示
す。射出ヘツド６０５のチツプ６１５はノズル部
材６０４の内部表面６１９と密封接触しており、
それにより反応性成分が混練室に斜出されるのを
防ぐ。導管１４を通して付与される液圧は第１往
復動部材６２０の２重作動ピストン部分６３４の
後方表面６３６に対して作用し、部材６２０をノ
ズル部材６０４の方出に押し、チツプ６１５と表
面６１９間の密封的接触を維持する。

反応性成分は導管１１を通つて室６６０に入
り、ノズル部材６０４と孔５００を通つて外に出
ることはできない。その代り斜出ヘツド６０５中
の孔６０８を通り内部穴６１０中に、次に再循環
スリーブ６２１中の穴６２３に流れる。穴６２３
を通る反応性成分の圧力はスペーサー拡張部材６
８０と接するまで第２往復動部材６５０を動かし
て穴６１７にもどす。これは次に第２調節可能ス
トツプ部材６９０を接し、部材６５０が後方に移
動するのをとめる。この動きが部材６５０の前方
円錐状部分と再循環スリーブ６２１上の後方に配
した円錐状表面６２５の間に環状通路６７１を開
く。環状通路は絞り通路を構成し、その寸法と再
循環反応性成分上の絞り効果は第２ストツプ部材
６９０の位置によつてきまる。ストツプ部材６９
０は弁中に延びるようにセツトれ、部材６５０と
再循環スリーブ６２１の間の環状空間が狭いほど
絞り効果は大きく再循環背圧も大きい。

スリーブ６２１を通つて流れて後、反応性成分
は再循環孔６７２を通つて穴６１７から出て、再
循環室６７０、通路６７１及び内部再循環戻し管
１３を通る。部材６２０の部分６３４の後方表面
６３６の大きな有効面積により、反応性成分より
もごくわずかに大きい圧力下の液圧流の使用が可
能となる。それは成分が表面６３６よりずつと小
さい有効面積を持つ穴６１７の端表面とロツクナ
イト６２２上でのみ作用するからである。

注入を開始するために、液圧を導管１４から除
き導管１５と通路１５ａに適用する。液圧をそれ
により、流体が孔６７５を通り第２往復動部材６
５０のうしろに位置する穴６１７の該部分に入る
のと同時に第１往復動部材６２０のピストン部分
６３４の前方表面６３５に適用する。スペーサー
拡張部材６８０のびんのはなのため液圧が部材６
５０の後部表面上に付与されそれをスリーブ６２
１の方向に押す。部材６２０の表面部分６３４の
ずつと大きな表面積に付与される力は同時に部材
６２０を後方向に引き込ませるべく作用し、斜出
ヘツド６０５のチツプ６１５をノズル部材６０４
の表面６１９をもつその所定位置から引き抜く。
この開口は直ちに流入する供給通路からの反応性
成分に対する最小抵抗の通路となりノズル部材６
０４と孔５００を通つて混練室への流れを開始す
る。

次にかかる流れはスリーブ６２１を通しての再
循環する反応性成分の残りの流れを急速に減少
し、部材６５０（孔６７５を通つての液流から
の）の背後の液圧がスリーブ６２１の相補シート
６２５に対する円錐状部分を押し、再循環流を止
める。６２０の後方への動きは表面端６３７が、
更なる後方への移動を止める第１ストツプ部材６
９５の表面６９５ａと接するまで続く。その後反
応性成分は導管１１からフイン６１３間の室６６
０、スロツト６１６とノズル部材６０４の穴６１
４、チツプ６１５と表面６１９の間のほぼ円錐状
の空間に移動し、そしてノズル部材６０４と孔５
００から混練室への移動する。

チツプ６１５と表面６１９の間の長さは第１ス
トツプ部材６９５できまる。これはまた環状、絞
り通路を構成する。ストツプ部材６９５は弁部材
中に前方向にセツトされ、環状空間が狭いほど流
れ圧は高い。ストツプ部材６９５の変形は流れ圧
によつて変わる。

循環を完成するために液圧を管１５から除き導
管１４に再度適用する。かくして部材６２０のピ
ストン部分６３４の後方表面６３６に対して圧力
が適用されることになり、組立体を前方向に駆動
し、斜出ヘツド６０５のチツプ６１５をノズル部
材６０４の表面と密封接触させる。そしてこれが
反応性成分のポート５００を通つての混練室への
斜出を止める。第１往復動部材６２０の前方への
動きがピストン部分３４の前方表面６３５前の液
圧流を駆動し、流体を通路１５ａと導管１５を通
して押出し、流体排出孔６７５を開始する。反応
性成分がノズル部材６０４を通る流れを止める
と、それは再び孔６０８を通つて穴６１０に穴６
２３を通つて再循環スリーブ６２１に流れ、再び
第２往復動部材６５０を押して孔６７２、通路６
７１及び導管１３への流入を開始する。

それ故２つの往復動部材は後方から前方、前方
から後方という繰返しの動きが順次一定して行な
い、各々は２つの位置の各々の間を往復する。つ
まり、一方の部材が前方にあるとき他方は後方に
あり、次に逆になる。つまり本発明の反応性成分
斜出弁の第１往復動部材６２０は流れシヤトルを
構成し、該弁の第２往復動部材６５０は再循環シ
ヤトルを構成する。両者はノズル部材及びスリー
ブ（それぞれ６０４と６２１）と共に作用して反
応性成分が射出と内部再循環の状態にあるとぎに
そのための環状絞り流れ通路を与える。

これら絞り点が互いに近接していることが、流
れ態様と再循環態様間での近くかつ保持できる圧
力バランスの達成を可能にする。これは内部再循
環から斜出への、またその逆の瞬間的な転位をも
たらし、高圧衝突混練を介しての２重密度混練に
とつて本質的な弁特性をもたらす。

本発明の反応成分弁は液体的に作動して射出を
開始し、同時に液圧的に作動して内部再循環路を
閉じる。ノズル部材６０４を閉じることによる斜
出の中断も液圧的に作動されるが、内部再循環路
の開口は液圧的な介入なしに反応性成分だけの流
れによつて作動する。内部再循環路を選んだとき
だけ液体反応性成分は第１往復動部材６２０内の
穴６１７に流れる。弁が射出の状態にあるときは
反応性成分は穴６１７又は該第１又は第２往復動
部材６２０，６５０の他のいづれの部分を通つて
も流れない。

本発明の特定の態様及び本発明を実施する最善
の態様を説明したがもちろん本発明はこれらに限
定されず、その変形は、特に前記開示を考慮し
て、当業者が行なうことができる。従つて本発明
の真の精神と範囲内にあるこれら改良の必須の要
素を構成する特徴を含めたかかる変形をも包含す
ることが請求の範囲によつて意図される。