JPH1134106A - ポリウレタン混合物を製造する自己洗浄混合装置およびその方法 - Google Patents
ポリウレタン混合物を製造する自己洗浄混合装置およびその方法Info
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- B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 鋳型に供給されるポリウレタン混合物を製造
するための自己洗浄型高圧混合装置を提供する。 【解決手段】 主要成分を供給するための入口導管が半
径方向に開口した混合チャンバと、洗浄部材であって、
入口導管を混合チャンバに対して開放する後方位置と、
ポリウレタン成分用の入口導管を混合チャンバに対して
閉鎖し、洗浄部材における軸方向に間隔が空けられた複
数の領域内に形成された溝によって各入口導管をそれぞ
れのリサイクル回路に接続する前方位置との間で往復運
動する洗浄部材とを備えている。主要ポリウレタン成分
の１つ（好ましくは、イソシアネート）は、洗浄部材の
前方端部において開口した長手方向穴を通して混合チャ
ンバ内へと軸方向に供給される。さらに、洗浄部材上に
は、各リサイクル領域の間の中間位置において環状封止
部が設けられている。
するための自己洗浄型高圧混合装置を提供する。 【解決手段】 主要成分を供給するための入口導管が半
径方向に開口した混合チャンバと、洗浄部材であって、
入口導管を混合チャンバに対して開放する後方位置と、
ポリウレタン成分用の入口導管を混合チャンバに対して
閉鎖し、洗浄部材における軸方向に間隔が空けられた複
数の領域内に形成された溝によって各入口導管をそれぞ
れのリサイクル回路に接続する前方位置との間で往復運
動する洗浄部材とを備えている。主要ポリウレタン成分
の１つ（好ましくは、イソシアネート）は、洗浄部材の
前方端部において開口した長手方向穴を通して混合チャ
ンバ内へと軸方向に供給される。さらに、洗浄部材上に
は、各リサイクル領域の間の中間位置において環状封止
部が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリウレタン混合
物の調製に関する。より具体的には、本発明は、自己洗
浄型高圧混合装置と、２つ以上の反応性成分を用いたポ
リウレタン混合物の製造に適した方法とに関する。本発
明の方法および装置は、軟質フォーム、半剛質フォーム
および剛質フォーム用のあらゆる種類のポリウレタン混
合物の調製に適している。いくつかの局面において、本
発明は、特に、全プレポリマー(total prepolymer)、ま
たは粘度の異なる複数のポリウレタン化学成分を出発材
料とする混合物の調製を対象とする。
物の調製に関する。より具体的には、本発明は、自己洗
浄型高圧混合装置と、２つ以上の反応性成分を用いたポ
リウレタン混合物の製造に適した方法とに関する。本発
明の方法および装置は、軟質フォーム、半剛質フォーム
および剛質フォーム用のあらゆる種類のポリウレタン混
合物の調製に適している。いくつかの局面において、本
発明は、特に、全プレポリマー(total prepolymer)、ま
たは粘度の異なる複数のポリウレタン化学成分を出発材
料とする混合物の調製を対象とする。
【０００２】
【従来の技術】成形部品製造用のポリウレタン混合物を
調製する際には、自己洗浄型高圧混合装置を用いたポリ
マーの製造に適した２つ以上の化学反応性主要成分を含
む調製物が用いられる。従来の技術においては、化学量
論的に計量した主要成分（例えば、ポリオールおよびイ
ソシアネート）と、種々の添加剤とを別々に供給し、こ
れらを、混合チャンバ内の半径方向反対位置または角度
をつけて間隔を空けた位置にそれぞれ注入する。これら
の噴流は、十分に高い運動エネルギーで正面衝突し、強
力に霧化されて完全に混合される。
調製する際には、自己洗浄型高圧混合装置を用いたポリ
マーの製造に適した２つ以上の化学反応性主要成分を含
む調製物が用いられる。従来の技術においては、化学量
論的に計量した主要成分（例えば、ポリオールおよびイ
ソシアネート）と、種々の添加剤とを別々に供給し、こ
れらを、混合チャンバ内の半径方向反対位置または角度
をつけて間隔を空けた位置にそれぞれ注入する。これら
の噴流は、十分に高い運動エネルギーで正面衝突し、強
力に霧化されて完全に混合される。
【０００３】当該分野における技術水準を代表する添付
図面の図１および図２に模式的に示すように、様々な添
加剤と予め混合したポリオールおよびイソシアネートか
ら混合物を得る場合、これらの２本の噴流を、直径方向
において対向する導管または注入ノズル１１および１２
を介して自己洗浄型混合装置１０の混合チャンバ１３内
に供給する。
図面の図１および図２に模式的に示すように、様々な添
加剤と予め混合したポリオールおよびイソシアネートか
ら混合物を得る場合、これらの２本の噴流を、直径方向
において対向する導管または注入ノズル１１および１２
を介して自己洗浄型混合装置１０の混合チャンバ１３内
に供給する。
【０００４】具体的には、図１および図２は、ある公知
の２成分混合装置の基本的な部分を示す図である。ボデ
ィ１０は、円筒形チャンバ１３を有し、ポリウレタン成
分注入用の２つのノズル１１および１２が、混合チャン
バの長手方向軸に関して互いに反対側の位置に半径方向
に向けて開口している。参照符号１５は洗浄部材であ
る。公知の方法で油圧シリンダに接続される洗浄部材１
５は、２つのノズル１１および１２が混合チャンバ１３
に対して開口した状態となる後方位置（図１の状態）
と、ポリウレタン混合物の残留物をチャンバ１３から排
出する前方位置との間で動くとともに、この洗浄部材１
５に設けられた適切なリサイクル溝に注入ノズル１１お
よび１２を接続する。
の２成分混合装置の基本的な部分を示す図である。ボデ
ィ１０は、円筒形チャンバ１３を有し、ポリウレタン成
分注入用の２つのノズル１１および１２が、混合チャン
バの長手方向軸に関して互いに反対側の位置に半径方向
に向けて開口している。参照符号１５は洗浄部材であ
る。公知の方法で油圧シリンダに接続される洗浄部材１
５は、２つのノズル１１および１２が混合チャンバ１３
に対して開口した状態となる後方位置（図１の状態）
と、ポリウレタン混合物の残留物をチャンバ１３から排
出する前方位置との間で動くとともに、この洗浄部材１
５に設けられた適切なリサイクル溝に注入ノズル１１お
よび１２を接続する。
【０００５】従って、図２に示すように、２つのノズル
１１および１２は、チャンバ１３の同一直径の反対側に
おいて半径方向に配置され、ノズル間の角度間隔は、両
方向矢印１４で示すように約１８０゜である。一般に、
この間隔は、良好な封止の形成を可能にし、洗浄部材１
５が前方位置に動いてチャンバ１３を閉鎖するときに、
あるポリウレタン成分が他の成分のリサイクル回路内に
浸出するのを防ぐのに十分である。
１１および１２は、チャンバ１３の同一直径の反対側に
おいて半径方向に配置され、ノズル間の角度間隔は、両
方向矢印１４で示すように約１８０゜である。一般に、
この間隔は、良好な封止の形成を可能にし、洗浄部材１
５が前方位置に動いてチャンバ１３を閉鎖するときに、
あるポリウレタン成分が他の成分のリサイクル回路内に
浸出するのを防ぐのに十分である。
【０００６】これらの混合装置の例は、多くの従来技術
文献において見られる。あくまで一例であるが、例え
ば、米国特許第3,706,515号、米国特許第3,975,128号、
米国特許第4,096,585号、米国特許第4,332,335号が挙げ
られる。
文献において見られる。あくまで一例であるが、例え
ば、米国特許第3,706,515号、米国特許第3,975,128号、
米国特許第4,096,585号、米国特許第4,332,335号が挙げ
られる。
【０００７】これらの装置の場合、洗浄部材１５と、混
合チャンバを規定する穴の内径との間の狭い寸法公差
（この公差は、数ミクロンのオーダーでおおよそ計算さ
れ得る）と、２つの成分の供給導管１１および１２の間
（および、これらに対応する、同じ洗浄部材上の対向位
置に通常設けられるリサイクル溝の間）にある大きな角
度間隔とによって、リサイクル段階において、必要な封
止が得られる。
合チャンバを規定する穴の内径との間の狭い寸法公差
（この公差は、数ミクロンのオーダーでおおよそ計算さ
れ得る）と、２つの成分の供給導管１１および１２の間
（および、これらに対応する、同じ洗浄部材上の対向位
置に通常設けられるリサイクル溝の間）にある大きな角
度間隔とによって、リサイクル段階において、必要な封
止が得られる。
【０００８】一般に、従来の調製物に使用される主要ポ
リウレタン成分の高い粘度は、封止状態の向上に貢献す
る。なぜなら、この高い粘度のおかげで、リサイクル段
階の間に、この洗浄部材が完全に前進したときに、混合
チャンバの内壁と洗浄部材の外側表面との間の非常に狭
い隙間を介して、一方の成分が他方の成分に浸出する(s
eep)ことが難しくなるからである。さらに、リサイクル
段階における主要成分間の有効な封止は、装置の良好な
動作のためにも重要な条件である。リサイクル段階にお
いて、ポリオールおよびイソシアネートが（より広義に
は、化学反応性成分同士が）実際に接触すると、混合装
置の内側表面上、ならびに、リサイクル回路内に固体微
粒子を形成および／または堆積し、装置をいためてしま
う。その場合、装置を一旦取り外して洗浄および必要な
修理を行わなければならない。
リウレタン成分の高い粘度は、封止状態の向上に貢献す
る。なぜなら、この高い粘度のおかげで、リサイクル段
階の間に、この洗浄部材が完全に前進したときに、混合
チャンバの内壁と洗浄部材の外側表面との間の非常に狭
い隙間を介して、一方の成分が他方の成分に浸出する(s
eep)ことが難しくなるからである。さらに、リサイクル
段階における主要成分間の有効な封止は、装置の良好な
動作のためにも重要な条件である。リサイクル段階にお
いて、ポリオールおよびイソシアネートが（より広義に
は、化学反応性成分同士が）実際に接触すると、混合装
置の内側表面上、ならびに、リサイクル回路内に固体微
粒子を形成および／または堆積し、装置をいためてしま
う。その場合、装置を一旦取り外して洗浄および必要な
修理を行わなければならない。
【０００９】混合状態を向上させる試みとして、添付図
面の図３に模式的に示すように、ポリウレタン成分用の
供給導管を混合チャンバの底側または壁側に傾斜させる
ことも提案されている。このような例としては、例え
ば、米国特許第3,933,312号および米国特許第4,473,531
号が挙げられる。
面の図３に模式的に示すように、ポリウレタン成分用の
供給導管を混合チャンバの底側または壁側に傾斜させる
ことも提案されている。このような例としては、例え
ば、米国特許第3,933,312号および米国特許第4,473,531
号が挙げられる。
【００１０】図３は、図１と同様の解決手段を示す。但
し、図３の場合、ノズル１１および１２は、流れを逆流
(reversion)させるとともに、混合のためのより大きな
乱流条件(turbulence condition)を生じさせるために、
混合チャンバ１３の軸に対して直角にではなく、洗浄部
材１５の方向に、混合チャンバ１３の底側に傾斜されて
いる。
し、図３の場合、ノズル１１および１２は、流れを逆流
(reversion)させるとともに、混合のためのより大きな
乱流条件(turbulence condition)を生じさせるために、
混合チャンバ１３の軸に対して直角にではなく、洗浄部
材１５の方向に、混合チャンバ１３の底側に傾斜されて
いる。
【００１１】しかし、この場合も、２つの主要成分は、
常に、混合チャンバの壁に直接開口した導管またはノズ
ルを通して、実質的に半径方向に延びる同一面に沿って
注入される。やはりこの場合も、洗浄部材の接触面と混
合チャンバとの間の狭い隙間、ならびに各導管間の十分
な角度間隔によって、リサイクル段階において一方のポ
リウレタン成分が他の成分に浸出するのを防いでいる。
常に、混合チャンバの壁に直接開口した導管またはノズ
ルを通して、実質的に半径方向に延びる同一面に沿って
注入される。やはりこの場合も、洗浄部材の接触面と混
合チャンバとの間の狭い隙間、ならびに各導管間の十分
な角度間隔によって、リサイクル段階において一方のポ
リウレタン成分が他の成分に浸出するのを防いでいる。
【００１２】別の場合において、特に、３つ以上の主要
成分をそれぞれの導管１６、１７、１８および１９を通
して高圧で混合チャンバ内に供給して多成分ポリウレタ
ン混合物を調製する場合の例を添付図面の図４に模式的
に示す。図４は、４つの注入ノズル１６、１７、１８お
よび１９を、対向する対として、やはり半径方向に配設
する解決手段を示す。この場合、両方向矢印１４で示す
ように、隣接する導管間の角度間隔は大幅に狭まり、９
０゜あるいは（供給導管自身の直径を考慮すると）９０
゜未満になる。いずれの場合も、混合チャンバと洗浄部
材との接触界面上で測定した、この間隔の距離は約１０
ミリメートル未満にまで狭まる。各ポリウレタン成分が
通常１５〜２０ＭＰａ（１５０〜２００気圧）以上のオ
ーダーの高圧下でリサイクルされることを考慮すると、
この距離では、リサイクル時に、洗浄部材１５内の適切
な溝を介して各貯留タンクに各成分をリサイクルする際
に、ノズル間の良好な封止を確保する（即ち、一方のポ
リウレタン成分が他方の成分の回路内に浸出するのを防
ぐ）には全く不十分となる。
成分をそれぞれの導管１６、１７、１８および１９を通
して高圧で混合チャンバ内に供給して多成分ポリウレタ
ン混合物を調製する場合の例を添付図面の図４に模式的
に示す。図４は、４つの注入ノズル１６、１７、１８お
よび１９を、対向する対として、やはり半径方向に配設
する解決手段を示す。この場合、両方向矢印１４で示す
ように、隣接する導管間の角度間隔は大幅に狭まり、９
０゜あるいは（供給導管自身の直径を考慮すると）９０
゜未満になる。いずれの場合も、混合チャンバと洗浄部
材との接触界面上で測定した、この間隔の距離は約１０
ミリメートル未満にまで狭まる。各ポリウレタン成分が
通常１５〜２０ＭＰａ（１５０〜２００気圧）以上のオ
ーダーの高圧下でリサイクルされることを考慮すると、
この距離では、リサイクル時に、洗浄部材１５内の適切
な溝を介して各貯留タンクに各成分をリサイクルする際
に、ノズル間の良好な封止を確保する（即ち、一方のポ
リウレタン成分が他方の成分の回路内に浸出するのを防
ぐ）には全く不十分となる。
【００１３】この場合、上記のように、手間のかかる技
術（例えば、模式的に図示したように、洗浄部材１５上
のリサイクル溝間の中間位置に特別な長手方向封止部２
０を形成する）を利用する必要がある。
術（例えば、模式的に図示したように、洗浄部材１５上
のリサイクル溝間の中間位置に特別な長手方向封止部２
０を形成する）を利用する必要がある。
【００１４】良好且つ完全に混合が行われるのに十分な
運動エネルギーを供給するために、一般に、混合チャン
バ内において高速で衝突する各主要成分の噴流の流速は
比較的大きく、成分のリサイクル圧力は相当高くなるの
で、個々の導管同士の間（およびこれに対応する溝同士
の間）の角度間隔は、ある成分が他の成分に浸出するの
を防ぐための十分な封止を確保するのに不適切である。
このために、添付図面の図４において参照符号２０で模
式的に示すように、混合チャンバの洗浄部材上に適切な
長手方向封止部を形成する等の特別な技術を用いる必要
があった。
運動エネルギーを供給するために、一般に、混合チャン
バ内において高速で衝突する各主要成分の噴流の流速は
比較的大きく、成分のリサイクル圧力は相当高くなるの
で、個々の導管同士の間（およびこれに対応する溝同士
の間）の角度間隔は、ある成分が他の成分に浸出するの
を防ぐための十分な封止を確保するのに不適切である。
このために、添付図面の図４において参照符号２０で模
式的に示すように、混合チャンバの洗浄部材上に適切な
長手方向封止部を形成する等の特別な技術を用いる必要
があった。
【００１５】ドイツ特許第2,117,533号は、洗浄部材上
に形成される長手方向封止部の例を示している。
に形成される長手方向封止部の例を示している。
【００１６】この確立された技術によれば、各成分用の
供給導管とリサイクル溝との間にわたって必要な封止
は、これらの混合装置の使用場所で直接行うには幾分複
雑で困難な方法を用いて、混合チャンバの洗浄部材内に
長手方向のスロットを形成し、その後、これらのスロッ
トに適切な樹脂を充填することによって得られる。
供給導管とリサイクル溝との間にわたって必要な封止
は、これらの混合装置の使用場所で直接行うには幾分複
雑で困難な方法を用いて、混合チャンバの洗浄部材内に
長手方向のスロットを形成し、その後、これらのスロッ
トに適切な樹脂を充填することによって得られる。
【００１７】さらに、封止スロットに樹脂を充填する技
術を用いた場合、摩耗度が大きいので、装置寿命は、装
置の稼働日数にして数日間と極めて短くなる。従って、
装置を頻繁に交換する必要があり、後々不便が生じると
ともに、製造サイクルが中断されることになる。
術を用いた場合、摩耗度が大きいので、装置寿命は、装
置の稼働日数にして数日間と極めて短くなる。従って、
装置を頻繁に交換する必要があり、後々不便が生じると
ともに、製造サイクルが中断されることになる。
【００１８】それぞれのリサイクル溝の間に設けられる
成分供給用導管の間の封止部は、全プレポリマーまたは
調製されたポリウレタンＴＤＩを使用する場合（即ち、
ある主要な化学成分の粘度が非常に低いか、または他の
成分の粘度よりも低い（例えば、数センチポアズのオー
ダー）場合）により重要になる。
成分供給用導管の間の封止部は、全プレポリマーまたは
調製されたポリウレタンＴＤＩを使用する場合（即ち、
ある主要な化学成分の粘度が非常に低いか、または他の
成分の粘度よりも低い（例えば、数センチポアズのオー
ダー）場合）により重要になる。
【００１９】一般的に、これまでの従来技術は、常に、
混合チャンバの側壁に直接開口する供給導管またはノズ
ルを通して、実質的に、混合チャンバの長手方向軸に対
して直角の同一平面内上の、半径方向に全ての主要成分
を供給する技術を対象としてきた。その結果、上記の理
由により、封止が重要であった。いわゆる「部分プレポ
リマー(partial pre-polymer)」と呼ばれる技術もずっ
と以前から公知である。この技術によれば、量を減らし
たイソシアネートを架橋剤を用いずにポリオールと予め
混合することによってプレポリマーを得て、引き続い
て、そのようにして得られたプレポリマーと、ポリウレ
タン混合物を完成させるために化学量論的に必要な残り
のイソシアネートとを、反応水または架橋剤のような添
加剤と共に、一般的な混合装置の混合チャンバ内に注入
する。
混合チャンバの側壁に直接開口する供給導管またはノズ
ルを通して、実質的に、混合チャンバの長手方向軸に対
して直角の同一平面内上の、半径方向に全ての主要成分
を供給する技術を対象としてきた。その結果、上記の理
由により、封止が重要であった。いわゆる「部分プレポ
リマー(partial pre-polymer)」と呼ばれる技術もずっ
と以前から公知である。この技術によれば、量を減らし
たイソシアネートを架橋剤を用いずにポリオールと予め
混合することによってプレポリマーを得て、引き続い
て、そのようにして得られたプレポリマーと、ポリウレ
タン混合物を完成させるために化学量論的に必要な残り
のイソシアネートとを、反応水または架橋剤のような添
加剤と共に、一般的な混合装置の混合チャンバ内に注入
する。
【００２０】一般に、この種の混合装置が高効率で、良
好な混合を行うのに適しているのは、混合チャンバ内に
入る成分の各噴流の流速が比較的大きく、差がわずかで
ある場合に限られることが分かっている。なぜなら、全
ての噴流が、良好にしっかりと混合を行うのに十分な高
い運動エネルギーを持っていなければならないからであ
る。
好な混合を行うのに適しているのは、混合チャンバ内に
入る成分の各噴流の流速が比較的大きく、差がわずかで
ある場合に限られることが分かっている。なぜなら、全
ての噴流が、良好にしっかりと混合を行うのに十分な高
い運動エネルギーを持っていなければならないからであ
る。
【００２１】現在、いくつかの「全」ポリウレタンプレ
ポリマーを用いた新しい技術が試されている。この
「全」ポリウレタンプレポリマーは、計量した主要な反
応性添加剤（例えば、フォームを膨張させるのに必要な
ＣＯ2を生成するための水）および最終的な網目形成ま
たは架橋のための適切な作用物質と適切に混合する必要
がある。
ポリマーを用いた新しい技術が試されている。この
「全」ポリウレタンプレポリマーは、計量した主要な反
応性添加剤（例えば、フォームを膨張させるのに必要な
ＣＯ2を生成するための水）および最終的な網目形成ま
たは架橋のための適切な作用物質と適切に混合する必要
がある。
【００２２】上記の新しい技術によれば、反応のために
化学量論的に必要な量のポリオールおよびイソシアネー
トを予め混合して、本明細書中で以下に定義する「全プ
レポリマー」を得る。その後で、最終的な網目形成のた
めに、このプレポリマーを、反応水および触媒と混合す
る。
化学量論的に必要な量のポリオールおよびイソシアネー
トを予め混合して、本明細書中で以下に定義する「全プ
レポリマー」を得る。その後で、最終的な網目形成のた
めに、このプレポリマーを、反応水および触媒と混合す
る。
【００２３】上記の新しい技術は、効率的であり、各化
学成分の間で生じる化学反応の激しさおよび速度のおか
げで、従来の混合技術では得られなかった、非常に限ら
れた範囲の大きな分子量を得ることを可能にすることが
分かっている。従って、この新しい全プレポリマー技術
によって、製造されるフォームの特性が顕著に改善され
る。
学成分の間で生じる化学反応の激しさおよび速度のおか
げで、従来の混合技術では得られなかった、非常に限ら
れた範囲の大きな分子量を得ることを可能にすることが
分かっている。従って、この新しい全プレポリマー技術
によって、製造されるフォームの特性が顕著に改善され
る。
【００２４】現時点では、この新しい全プレポリマー技
術に高圧混合を適合させることを可能にする新しいプロ
セスおよび装置を開発し、実用化するには問題がある。
術に高圧混合を適合させることを可能にする新しいプロ
セスおよび装置を開発し、実用化するには問題がある。
【００２５】全プレポリマーと、水および網目形成触媒
を含む主要な添加剤との混合は、対向噴流型の高圧混合
装置を用いて、多数試行されている。しかし、これらの
試行において良好な結果は得られておらず、実際に主要
な添加剤を均一に混合することは不可能であった。これ
は、おそらく、主要な添加剤の流速がプレポリマーの流
速よりも小さい割合であるので、わずかな運動エネルギ
ーしか得られないことが原因である。一般に、架橋触媒
に添加される反応水のプレポリマーに対する重量比は、
１０〜１５％以下の範囲を示す。従って、触媒噴流のエ
ネルギーは非常に低く、プレポリマーと混合するには全
く不十分となる。結果的に、触媒はプレポリマー内に部
分的にしか混ざらず、製造されるポリウレタンフォーム
が、欠陥品、または、ほとんどの場合において商品とし
ては許容不可能なものになる。
を含む主要な添加剤との混合は、対向噴流型の高圧混合
装置を用いて、多数試行されている。しかし、これらの
試行において良好な結果は得られておらず、実際に主要
な添加剤を均一に混合することは不可能であった。これ
は、おそらく、主要な添加剤の流速がプレポリマーの流
速よりも小さい割合であるので、わずかな運動エネルギ
ーしか得られないことが原因である。一般に、架橋触媒
に添加される反応水のプレポリマーに対する重量比は、
１０〜１５％以下の範囲を示す。従って、触媒噴流のエ
ネルギーは非常に低く、プレポリマーと混合するには全
く不十分となる。結果的に、触媒はプレポリマー内に部
分的にしか混ざらず、製造されるポリウレタンフォーム
が、欠陥品、または、ほとんどの場合において商品とし
ては許容不可能なものになる。
【００２６】この問題を解決しようとする試行、および
適切な装置の研究において、主要な添加剤用の供給手段
と同一の、混合チャンバの洗浄部材を用いてテストが行
われている。得られたテスト結果は有望なものであった
ので、このテストは継続されている。
適切な装置の研究において、主要な添加剤用の供給手段
と同一の、混合チャンバの洗浄部材を用いてテストが行
われている。得られたテスト結果は有望なものであった
ので、このテストは継続されている。
【００２７】特定の適用においては、成分を混合チャン
バ内に軸方向に供給する方法も提案されている。これ
は、英国特許第2,036,586号、米国特許第4,053,283号、
米国特許第4,608,233号、欧州特許第594,981号等に記載
されている。
バ内に軸方向に供給する方法も提案されている。これ
は、英国特許第2,036,586号、米国特許第4,053,283号、
米国特許第4,608,233号、欧州特許第594,981号等に記載
されている。
【００２８】特に、上記英国特許第2,036,586号は、ポ
リイソシアネートを製造するための混合装置（より広義
には、化学反応性物質を混合する装置）を記載してい
る。この装置は、鐘形の特別な混合チャンバを使用して
おり、この混合チャンバ内において、噴流は、互いに実
質的に直角に衝突する。従って、この混合装置には機械
的な自己洗浄が全く行われず、混合すべき各化学成分を
供給する導管がこの混合装置の本体に直接設けられてい
る。実際には、これと同様の混合装置は、連続的な混合
プロセスに適し、混合すべき主要成分の間の化学量論比
の制御が、初期的には、ポリウレタン成形に利用される
不連続混合プロセスよりも重要でない。従って、同様の
装置は、混合物成分の化学量論的制御が作動直後から
（理論的には鋳型に混合物の一滴目を供給する時点か
ら）厳密に行われなければならないポリウレタン混合物
の不連続製造には全く適さない。
リイソシアネートを製造するための混合装置（より広義
には、化学反応性物質を混合する装置）を記載してい
る。この装置は、鐘形の特別な混合チャンバを使用して
おり、この混合チャンバ内において、噴流は、互いに実
質的に直角に衝突する。従って、この混合装置には機械
的な自己洗浄が全く行われず、混合すべき各化学成分を
供給する導管がこの混合装置の本体に直接設けられてい
る。実際には、これと同様の混合装置は、連続的な混合
プロセスに適し、混合すべき主要成分の間の化学量論比
の制御が、初期的には、ポリウレタン成形に利用される
不連続混合プロセスよりも重要でない。従って、同様の
装置は、混合物成分の化学量論的制御が作動直後から
（理論的には鋳型に混合物の一滴目を供給する時点か
ら）厳密に行われなければならないポリウレタン混合物
の不連続製造には全く適さない。
【００２９】混合チャンバの同じ洗浄部材が、各成分の
リサイクルだけでなく、注入ノズルを同時開閉するバル
ブ機能をも果たすような、自己洗浄型高圧混合装置が上
記の目的に特に適したものであるとしばしばされる。
リサイクルだけでなく、注入ノズルを同時開閉するバル
ブ機能をも果たすような、自己洗浄型高圧混合装置が上
記の目的に特に適したものであるとしばしばされる。
【００３０】しかし、従来の自己洗浄型混合装置におい
て、成分注入用の各ノズルは、混合チャンバの長手方向
軸に対して半径方向に配設されるか、様々な方向に配向
されており、図１〜図４を参照しながら先に説明し、上
記の多数の文献に示される円周方向の配置は事実上変わ
っていない。
て、成分注入用の各ノズルは、混合チャンバの長手方向
軸に対して半径方向に配設されるか、様々な方向に配向
されており、図１〜図４を参照しながら先に説明し、上
記の多数の文献に示される円周方向の配置は事実上変わ
っていない。
【００３１】英国特許第2,036,586号とは異なり、米国
特許第4,053,283号、米国特許第4,608,233号および欧州
特許第594,981号は、混合チャンバの前方端部に軸方向
に開口した、核形成ガス、または化学反応性ではない補
助的な成分を供給するための長手方向穴を、混合チャン
バの洗浄部材に設けた自己洗浄型の高圧混合装置を示し
ている。
特許第4,053,283号、米国特許第4,608,233号および欧州
特許第594,981号は、混合チャンバの前方端部に軸方向
に開口した、核形成ガス、または化学反応性ではない補
助的な成分を供給するための長手方向穴を、混合チャン
バの洗浄部材に設けた自己洗浄型の高圧混合装置を示し
ている。
【００３２】具体的には、米国特許第4,053,283号の場
合、核形成エアを供給するための穴が、洗浄部材の全長
にわたって延在し、後方エアチャンバ内へと導かれてい
る。残りの２つの文献、米国特許第4,608,233号および
欧州特許第594,981号は、染料物質、離型剤(releasing
agent)または他の物質等の補助的成分の供給にのみ洗浄
部材の長手方向の穴が用いられ、供給量の厳密なバッチ
供給(batching)が、比較的重要ではないか、得られる混
合物あるいは成形部品の形状に全く影響しないような、
高圧自己洗浄型混合装置を記載している。従って、上記
文献において、ポリオールおよびイソシアネートのよう
なポリウレタン成分は、常に、全く従来的な方法で、半
径方向の噴流によって混合チャンバ内に供給される。
合、核形成エアを供給するための穴が、洗浄部材の全長
にわたって延在し、後方エアチャンバ内へと導かれてい
る。残りの２つの文献、米国特許第4,608,233号および
欧州特許第594,981号は、染料物質、離型剤(releasing
agent)または他の物質等の補助的成分の供給にのみ洗浄
部材の長手方向の穴が用いられ、供給量の厳密なバッチ
供給(batching)が、比較的重要ではないか、得られる混
合物あるいは成形部品の形状に全く影響しないような、
高圧自己洗浄型混合装置を記載している。従って、上記
文献において、ポリオールおよびイソシアネートのよう
なポリウレタン成分は、常に、全く従来的な方法で、半
径方向の噴流によって混合チャンバ内に供給される。
【００３３】上記から明らかなように、成分の供給のた
めに、混合チャンバの洗浄部材内に軸方向の穴を使用す
ることが何度も提案されてきたにも関わらず、自己洗浄
型高圧混合装置に関する従来技術は、常に、同一の混合
チャンバの壁に直接開口した互いに対向するノズルを通
して半径方向に主要ポリウレタン成分を供給する技術を
対象としてきた。従って、複数の注入ノズルをより近接
して配設する必要がある場合、必要な封止部を形成する
ために、上記したリスクおよび欠点を伴う特別な技術を
用いなければならない。
めに、混合チャンバの洗浄部材内に軸方向の穴を使用す
ることが何度も提案されてきたにも関わらず、自己洗浄
型高圧混合装置に関する従来技術は、常に、同一の混合
チャンバの壁に直接開口した互いに対向するノズルを通
して半径方向に主要ポリウレタン成分を供給する技術を
対象としてきた。従って、複数の注入ノズルをより近接
して配設する必要がある場合、必要な封止部を形成する
ために、上記したリスクおよび欠点を伴う特別な技術を
用いなければならない。
【００３４】さらに、全プレポリマー技術をテストした
ところ、上記の従来型の高圧混合装置から得られた予想
および経験に反して以下のことが分かった。即ち、プレ
ポリマーと交差する流れによって、主要な化学的反応性
作用物質を混合チャンバ内に軸方向に供給する（具体的
には、プレポリマー注入ノズルと混合チャンバの混合物
出口との間の間隔以下の間隔で、プレポリマーノズルの
入口に非常に近接してわずかに後方の位置から、主要な
添加剤を混合チャンバ内に供給する）ことによって、混
合がしっかりと均一に行われるとともに、そのように形
成されたポリウレタン混合物の全質量の化学量論比が変
化しないことが分かった。
ところ、上記の従来型の高圧混合装置から得られた予想
および経験に反して以下のことが分かった。即ち、プレ
ポリマーと交差する流れによって、主要な化学的反応性
作用物質を混合チャンバ内に軸方向に供給する（具体的
には、プレポリマー注入ノズルと混合チャンバの混合物
出口との間の間隔以下の間隔で、プレポリマーノズルの
入口に非常に近接してわずかに後方の位置から、主要な
添加剤を混合チャンバ内に供給する）ことによって、混
合がしっかりと均一に行われるとともに、そのように形
成されたポリウレタン混合物の全質量の化学量論比が変
化しないことが分かった。
【００３５】しかし、テストの際には概ね許容可能な結
果においても、架橋剤の不均一な混合による説明のつか
ない欠陥が製造されたフォームに見られる場合があっ
た。この問題を調べてみたところ、このような現象は、
硬質フォームの破片の形成によって次第に進行する供給
穴の詰まりと、各混合段階の開始時において各噴流の供
給を同期化することの難しさと、システムが高圧リサイ
クル条件を経なければならないときに生じる噴流供給の
中断とに起因することが分かった。
果においても、架橋剤の不均一な混合による説明のつか
ない欠陥が製造されたフォームに見られる場合があっ
た。この問題を調べてみたところ、このような現象は、
硬質フォームの破片の形成によって次第に進行する供給
穴の詰まりと、各混合段階の開始時において各噴流の供
給を同期化することの難しさと、システムが高圧リサイ
クル条件を経なければならないときに生じる噴流供給の
中断とに起因することが分かった。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の１つ
は、どのような場合にも、各成分が、その供給開始直後
から、効果的に混合されるとともに厳密に化学量論的に
制御され、上記の問題を解決または大幅に軽減するのに
適した、鋳型に供給されるポリウレタン混合物を製造す
るための自己洗浄型高圧混合装置を提供することであ
る。
は、どのような場合にも、各成分が、その供給開始直後
から、効果的に混合されるとともに厳密に化学量論的に
制御され、上記の問題を解決または大幅に軽減するのに
適した、鋳型に供給されるポリウレタン混合物を製造す
るための自己洗浄型高圧混合装置を提供することであ
る。
【００３７】本発明の別の目的は、多成分ポリウレタン
混合物（例えば、数センチポアズまたは数十センチポア
ズのオーダーの低い粘度を有する主要成分によって特徴
づけられるトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）ベース
の、または全プレポリマー型の混合物、あるいは、例え
ば数百センチポアズのオーダーの比較的高い粘度を有す
る主要成分によって特徴づけられるジフェニルメタンジ
イソシアネート（ＭＤＩ）ベースの混合物）の製造に適
した自己洗浄型高圧混合装置であって、十分に高い圧力
での供給条件およびリサイクル条件を可能にし、ある成
分が他の成分のリサイクル回路内に浸出するのを防ぐの
に適した封止部を備えた装置を提供することである。
混合物（例えば、数センチポアズまたは数十センチポア
ズのオーダーの低い粘度を有する主要成分によって特徴
づけられるトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）ベース
の、または全プレポリマー型の混合物、あるいは、例え
ば数百センチポアズのオーダーの比較的高い粘度を有す
る主要成分によって特徴づけられるジフェニルメタンジ
イソシアネート（ＭＤＩ）ベースの混合物）の製造に適
した自己洗浄型高圧混合装置であって、十分に高い圧力
での供給条件およびリサイクル条件を可能にし、ある成
分が他の成分のリサイクル回路内に浸出するのを防ぐの
に適した封止部を備えた装置を提供することである。
【００３８】本発明の別の目的は、従来の高圧混合シス
テムをこれまでとは異なる新規な方法で利用して、後に
定義する全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン
混合物を製造する方法を提供することである。この特定
の技術を適用する方法は初めてである。
テムをこれまでとは異なる新規な方法で利用して、後に
定義する全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン
混合物を製造する方法を提供することである。この特定
の技術を適用する方法は初めてである。
【００３９】本発明の別の目的は、良質のポリウレタン
フォームが製造されるように、化学成分を混合する際に
その化学量論比を厳密に制御し得るとともに、同じ混合
装置によって、単一の圧縮流体源を用いて、化学物質の
供給およびその後の混合チャンバへの注入を選択的に制
御して、各成分の供給開始および供給終了を同期化し得
る高圧混合装置を提供することである。
フォームが製造されるように、化学成分を混合する際に
その化学量論比を厳密に制御し得るとともに、同じ混合
装置によって、単一の圧縮流体源を用いて、化学物質の
供給およびその後の混合チャンバへの注入を選択的に制
御して、各成分の供給開始および供給終了を同期化し得
る高圧混合装置を提供することである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、少なく
とも第１および第２の主要ポリウレタン成分を圧力下で
供給して、混合領域内に注入することにより、鋳型のキ
ャビティ内に供給される混合物を形成する、ポリウレタ
ン混合物製造用高圧自己洗浄混合装置であって、長手方
向軸を有する混合チャンバと、該混合チャンバ内に開口
した、該ポリウレタン成分を供給するノズル手段と、該
混合チャンバ用の往復運動洗浄部材であって、該洗浄部
材の前方端部において開口した長手方向穴が設けられて
おり、これにより、該第１のポリウレタン成分を該混合
チャンバ内へと軸方向に供給する洗浄部材と、該ポリウ
レタン成分をリサイクルするリサイクル手段であって、
該リサイクル手段は第１および第２のリサイクル領域を
含み、該第１および第２のリサイクル領域には、該洗浄
部材において軸方向に間隔が空けられた、長手方向に延
在するリサイクル溝が設けられているリサイクル手段
と、該洗浄部材において、該第１および第２のリサイク
ル領域の間の中間封止領域に設けられた封止手段とを備
えており、これにより、上記目的が達成される。
とも第１および第２の主要ポリウレタン成分を圧力下で
供給して、混合領域内に注入することにより、鋳型のキ
ャビティ内に供給される混合物を形成する、ポリウレタ
ン混合物製造用高圧自己洗浄混合装置であって、長手方
向軸を有する混合チャンバと、該混合チャンバ内に開口
した、該ポリウレタン成分を供給するノズル手段と、該
混合チャンバ用の往復運動洗浄部材であって、該洗浄部
材の前方端部において開口した長手方向穴が設けられて
おり、これにより、該第１のポリウレタン成分を該混合
チャンバ内へと軸方向に供給する洗浄部材と、該ポリウ
レタン成分をリサイクルするリサイクル手段であって、
該リサイクル手段は第１および第２のリサイクル領域を
含み、該第１および第２のリサイクル領域には、該洗浄
部材において軸方向に間隔が空けられた、長手方向に延
在するリサイクル溝が設けられているリサイクル手段
と、該洗浄部材において、該第１および第２のリサイク
ル領域の間の中間封止領域に設けられた封止手段とを備
えており、これにより、上記目的が達成される。
【００４１】前記中間封止領域が軸方向に延在していて
もよい。
もよい。
【００４２】前記封止手段が、前記洗浄部材において前
記リサイクル領域間に少なくとも１つの環状封止部材を
備えていてもよい。
記リサイクル領域間に少なくとも１つの環状封止部材を
備えていてもよい。
【００４３】前記洗浄部材の前記長手方向穴が、該洗浄
部材の前方端部において注入ノズルを規定する狭い孔を
含んでいてもよい。
部材の前方端部において注入ノズルを規定する狭い孔を
含んでいてもよい。
【００４４】前記成分の流れを制御するバルブ手段が前
記長手方向穴内に設けられていてもよい。
記長手方向穴内に設けられていてもよい。
【００４５】前記バルブ手段が、前記洗浄部材の前記長
手方向穴内において軸方向に可動な部材を含み、該洗浄
部材および該バルブ部材が、単一の圧縮流体源に選択的
に接続可能な圧縮流体アクチュエータにそれぞれ接続さ
れていてもよい。
手方向穴内において軸方向に可動な部材を含み、該洗浄
部材および該バルブ部材が、単一の圧縮流体源に選択的
に接続可能な圧縮流体アクチュエータにそれぞれ接続さ
れていてもよい。
【００４６】前記圧縮流体アクチュエータが、ピストン
チャンバおよび前記洗浄部材に接続された往復運動ピス
トン部材を有する第１の複動式油圧アクチュエータと、
該第１の油圧アクチュエータの該ピストン部材内に同軸
に配置された前記バルブ部材のための第２の複動式油圧
アクチュエータとを含んでおり、該第２のアクチュエー
タは、該第１のアクチュエータの該ピストンチャンバ内
に開口した流体通路を該第２のアクチュエータの両側に
有し、これにより、前記圧縮流体源と接続されていても
よい。
チャンバおよび前記洗浄部材に接続された往復運動ピス
トン部材を有する第１の複動式油圧アクチュエータと、
該第１の油圧アクチュエータの該ピストン部材内に同軸
に配置された前記バルブ部材のための第２の複動式油圧
アクチュエータとを含んでおり、該第２のアクチュエー
タは、該第１のアクチュエータの該ピストンチャンバ内
に開口した流体通路を該第２のアクチュエータの両側に
有し、これにより、前記圧縮流体源と接続されていても
よい。
【００４７】前記バルブ部材が、前記洗浄部材の前記長
手方向穴よりも小さい直径を持つステム部を含み、該バ
ルブ部材の該ステム部と該穴の内側表面との間には環状
チャンバが設けられ、該環状チャンバが前記各リサイク
ル領域の間で長手方向に延在していてもよい。
手方向穴よりも小さい直径を持つステム部を含み、該バ
ルブ部材の該ステム部と該穴の内側表面との間には環状
チャンバが設けられ、該環状チャンバが前記各リサイク
ル領域の間で長手方向に延在していてもよい。
【００４８】前記ポリウレタン混合物は複数の化学反応
性成分を混合することにより製造され、該化学反応性成
分の少なくとも１つが該ポリウレタン混合物の残りの成
分の粘度よりも低い程度の粘度を有し、前記洗浄部材の
引込状態において、該１つの反応性成分が前記長手方向
穴を通して前記混合チャンバ内へと軸方向に供給されて
もよい。
性成分を混合することにより製造され、該化学反応性成
分の少なくとも１つが該ポリウレタン混合物の残りの成
分の粘度よりも低い程度の粘度を有し、前記洗浄部材の
引込状態において、該１つの反応性成分が前記長手方向
穴を通して前記混合チャンバ内へと軸方向に供給されて
もよい。
【００４９】前記ポリウレタン混合物はイソシアネート
を少なくとも１種類のポリオールと混合することによっ
て製造され、前記洗浄部材の前記長手方向穴を通して供
給される前記１つの反応性成分が該イソシアネートであ
ってもよい。
を少なくとも１種類のポリオールと混合することによっ
て製造され、前記洗浄部材の前記長手方向穴を通して供
給される前記１つの反応性成分が該イソシアネートであ
ってもよい。
【００５０】前記反応性成分がＴＤＩベースのイソシア
ネートおよびＭＤＩベースのイソシアネートから選択さ
れてもよい。
ネートおよびＭＤＩベースのイソシアネートから選択さ
れてもよい。
【００５１】前記混合チャンバが、該混合チャンバに対
して角度をつけて配向された排出管内に開口していても
よい。
して角度をつけて配向された排出管内に開口していても
よい。
【００５２】前記混合チャンバの出口開口部を絞る手段
をさらに備えていてもよい。
をさらに備えていてもよい。
【００５３】前記絞り手段が調節可能であってもよい。
【００５４】前記絞り手段が、前記排出管の前記洗浄部
材を含んでいてもよい。
材を含んでいてもよい。
【００５５】本発明の別の装置は、全プレポリマーおよ
び反応性添加剤を含む化学反応性成分からポリウレタン
混合物を製造するのに適した、高圧自己洗浄混合装置で
あって、細長い混合チャンバと、該混合チャンバ内へと
半径方向に開口した、少なくとも、第１の化学成分のた
めの第１の注入ノズルと、該混合チャンバに対して角度
をつけて接続される排出管と、該混合チャンバ内におい
て往復滑動可能な第１のバルブ部材であって、該第１の
バルブ部材が該第１の注入ノズルを閉鎖する前進位置
と、該第１のバルブ部材が該第１の注入ノズルを開放す
る引込位置との間で動くことができる第１のバルブ部材
とを備え、該バルブ部材が、軸方向に延在する穴を含ん
でおり、該穴は、該バルブ部材の一端においては該混合
チャンバ内へと開口し、該バルブ部材の他端においては
入口に対して開口しており、該混合チャンバが、該半径
方向ノズルを通して全プレポリマー源に接続可能である
とともに、該バルブ部材の該軸方向穴および該入口を通
して反応性添加剤源に接続可能であり、該添加剤成分用
の該穴が、出口側において第２の注入ノズルを含んでお
り、該装置は、該第２の注入ノズル用のバルブ手段であ
って、該第１のバルブ部材の該穴内において往復滑動可
能な第２のバルブ部材を含むバルブ手段と、単一の流体
源に選択的に接続可能である該第１および第２のバルブ
部材に動作可能に接続される、同軸配置された流体作動
式制御手段とをさらに備えており、これにより、上記目
的が達成される。
び反応性添加剤を含む化学反応性成分からポリウレタン
混合物を製造するのに適した、高圧自己洗浄混合装置で
あって、細長い混合チャンバと、該混合チャンバ内へと
半径方向に開口した、少なくとも、第１の化学成分のた
めの第１の注入ノズルと、該混合チャンバに対して角度
をつけて接続される排出管と、該混合チャンバ内におい
て往復滑動可能な第１のバルブ部材であって、該第１の
バルブ部材が該第１の注入ノズルを閉鎖する前進位置
と、該第１のバルブ部材が該第１の注入ノズルを開放す
る引込位置との間で動くことができる第１のバルブ部材
とを備え、該バルブ部材が、軸方向に延在する穴を含ん
でおり、該穴は、該バルブ部材の一端においては該混合
チャンバ内へと開口し、該バルブ部材の他端においては
入口に対して開口しており、該混合チャンバが、該半径
方向ノズルを通して全プレポリマー源に接続可能である
とともに、該バルブ部材の該軸方向穴および該入口を通
して反応性添加剤源に接続可能であり、該添加剤成分用
の該穴が、出口側において第２の注入ノズルを含んでお
り、該装置は、該第２の注入ノズル用のバルブ手段であ
って、該第１のバルブ部材の該穴内において往復滑動可
能な第２のバルブ部材を含むバルブ手段と、単一の流体
源に選択的に接続可能である該第１および第２のバルブ
部材に動作可能に接続される、同軸配置された流体作動
式制御手段とをさらに備えており、これにより、上記目
的が達成される。
【００５６】前記第２のバルブ部材が前記第２の注入ノ
ズル用の洗浄先端部を含み、直径が小さくなっているス
テム部が前記長手方向穴内において長手方向に延在する
環状チャンバを規定してもよい。
ズル用の洗浄先端部を含み、直径が小さくなっているス
テム部が前記長手方向穴内において長手方向に延在する
環状チャンバを規定してもよい。
【００５７】前記制御手段が前記バルブ部材のための同
軸配置された第１および第２のシリンダ−ピストンユニ
ットを含み、該第２のピストン部材のためのピストンチ
ャンバが、該第１のシリンダ−ピストンユニットの該ピ
ストン部材の中に設けられていてもよい。
軸配置された第１および第２のシリンダ−ピストンユニ
ットを含み、該第２のピストン部材のためのピストンチ
ャンバが、該第１のシリンダ−ピストンユニットの該ピ
ストン部材の中に設けられていてもよい。
【００５８】前記第１のバルブ部材が、ポリウレタン成
分のための長手方向に延在したリサイクルスロットを含
んでおり、該リサイクルスロットは、軸方向に間隔が空
けられた該第１のバルブ部材の複数のリサイクル領域上
に設けられており、該リサイクル領域の間には封止手段
が設けられていてもよい。
分のための長手方向に延在したリサイクルスロットを含
んでおり、該リサイクルスロットは、軸方向に間隔が空
けられた該第１のバルブ部材の複数のリサイクル領域上
に設けられており、該リサイクル領域の間には封止手段
が設けられていてもよい。
【００５９】本発明の方法は、自己洗浄高圧混合装置を
用いて、比較的出口流量が小さい化学反応性成分と混合
される、少なくとも全プレポリマーからポリウレタン混
合物を製造する方法であって、該装置は、少なくとも１
つの半径方向に配向された注入ノズルが開口している混
合チャンバと、該混合チャンバ内において、洗浄部材が
該注入ノズルを閉鎖する前進位置と該注入ノズルに対す
る引込位置との間で動くことができる該洗浄部材とを備
えており、該洗浄部材には、該混合チャンバに対して開
口した軸方向の導管が設けられており、該方法は、該半
径方向ノズルによって該全プレポリマーを該混合チャン
バ内へと半径方向に注入する工程と、該混合チャンバ底
部から該軸方向導管を通して該反応性成分を軸方向に注
入する工程とを包含し、これにより、上記目的が達成さ
れる。
用いて、比較的出口流量が小さい化学反応性成分と混合
される、少なくとも全プレポリマーからポリウレタン混
合物を製造する方法であって、該装置は、少なくとも１
つの半径方向に配向された注入ノズルが開口している混
合チャンバと、該混合チャンバ内において、洗浄部材が
該注入ノズルを閉鎖する前進位置と該注入ノズルに対す
る引込位置との間で動くことができる該洗浄部材とを備
えており、該洗浄部材には、該混合チャンバに対して開
口した軸方向の導管が設けられており、該方法は、該半
径方向ノズルによって該全プレポリマーを該混合チャン
バ内へと半径方向に注入する工程と、該混合チャンバ底
部から該軸方向導管を通して該反応性成分を軸方向に注
入する工程とを包含し、これにより、上記目的が達成さ
れる。
【００６０】以下、本発明の作用について説明する。
【００６１】本発明によれば、本発明の高圧自己洗浄混
合装置は、混合チャンバ用の往復運動洗浄部材を備え、
この洗浄部材が、その前方端部において開口した長手方
向穴を有し、この穴を通して、第１のポリウレタン成分
を混合チャンバ内へと軸方向に供給するので、各成分を
均一に混合し得る。この洗浄部材は、ノズル手段を開閉
するバルブ機能を兼ね備えるので、ノズル手段を同時に
開閉することが可能になり、主要ポリウレタン成分を軸
方向に供給し得、供給および混合段階の開始直後から、
各ポリウレタン成分の化学量論比を厳密に制御し得る。
さらに本発明の装置は、単一の洗浄部材に、ポリウレタ
ン成分をリサイクルするリサイクル手段と、封止手段と
を備えるので、各成分同士がリサイクル回路内に浸出す
るのを防ぎ、装置を良好に作動することが出来る。
合装置は、混合チャンバ用の往復運動洗浄部材を備え、
この洗浄部材が、その前方端部において開口した長手方
向穴を有し、この穴を通して、第１のポリウレタン成分
を混合チャンバ内へと軸方向に供給するので、各成分を
均一に混合し得る。この洗浄部材は、ノズル手段を開閉
するバルブ機能を兼ね備えるので、ノズル手段を同時に
開閉することが可能になり、主要ポリウレタン成分を軸
方向に供給し得、供給および混合段階の開始直後から、
各ポリウレタン成分の化学量論比を厳密に制御し得る。
さらに本発明の装置は、単一の洗浄部材に、ポリウレタ
ン成分をリサイクルするリサイクル手段と、封止手段と
を備えるので、各成分同士がリサイクル回路内に浸出す
るのを防ぎ、装置を良好に作動することが出来る。
【００６２】さらに本発明によれば、本発明の高圧自己
洗浄混合装置が、細長い混合チャンバと、少なくとも第
１の化学成分のための第１の注入ノズルと、排出管と、
混合チャンバ内において往復滑動可能な第１のバルブ部
材とを備える。このバルブ部材は、軸方向に延在する穴
を含んでおり、この穴の入口から反応性添加剤を入れ
て、穴を通して軸方向に混合チャンバへ供給し得るの
で、比較的低い粘性を有する反応性添加剤とも、各成分
を均一に混合し得る。さらに、本発明の装置は、第２の
注入ノズル用のバルブ手段(第１のバルブ部材の穴内に
おいて往復滑動可能な第２のバルブ部材を含む)を含
み、第１および第２のバルブ部材に動作可能に接続され
る同軸配置された流体作動式制御手段とをさらに備え、
第１および第２のバルブ部材が単一の流体源に選択的に
接続可能であるので、第１および第２のバルブ部材を同
期して、同位相で往復運動させることが可能である。よ
って、供給および混合段階の開始直後から、各成分の化
学量論比を厳密に制御し得る。従って、本発明は、全プ
レポリマー技術に高圧混合を適用することを可能にす
る。
洗浄混合装置が、細長い混合チャンバと、少なくとも第
１の化学成分のための第１の注入ノズルと、排出管と、
混合チャンバ内において往復滑動可能な第１のバルブ部
材とを備える。このバルブ部材は、軸方向に延在する穴
を含んでおり、この穴の入口から反応性添加剤を入れ
て、穴を通して軸方向に混合チャンバへ供給し得るの
で、比較的低い粘性を有する反応性添加剤とも、各成分
を均一に混合し得る。さらに、本発明の装置は、第２の
注入ノズル用のバルブ手段(第１のバルブ部材の穴内に
おいて往復滑動可能な第２のバルブ部材を含む)を含
み、第１および第２のバルブ部材に動作可能に接続され
る同軸配置された流体作動式制御手段とをさらに備え、
第１および第２のバルブ部材が単一の流体源に選択的に
接続可能であるので、第１および第２のバルブ部材を同
期して、同位相で往復運動させることが可能である。よ
って、供給および混合段階の開始直後から、各成分の化
学量論比を厳密に制御し得る。従って、本発明は、全プ
レポリマー技術に高圧混合を適用することを可能にす
る。
【００６３】
【発明の実施の形態】本発明による混合装置および混合
方法の上記およびその他の特徴をより明らかにするため
に、添付の図面の図５および図６を参照しながら、本発
明の実施形態を以下に説明する。
方法の上記およびその他の特徴をより明らかにするため
に、添付の図面の図５および図６を参照しながら、本発
明の実施形態を以下に説明する。
【００６４】本発明において、用語「全プレポリマー」
は、ポリウレタン混合物の調製において通常の非反応性
添加剤と、化学量論的に計量したポリオールおよびイソ
シアネートとを予め混合することによって得られるプレ
ポリマーの意味で使用および理解される。
は、ポリウレタン混合物の調製において通常の非反応性
添加剤と、化学量論的に計量したポリオールおよびイソ
シアネートとを予め混合することによって得られるプレ
ポリマーの意味で使用および理解される。
【００６５】本発明は、自己洗浄型高圧混合装置に関す
る。本装置は、新規で独創的な方法によって、単一の洗
浄部材をバルブ手段として利用して、主要ポリウレタン
成分の混合チャンバへの、軸方向に沿った（つまり、そ
の他の残りの成分の半径方向の流れに対して直角の方向
の）選択的且つ制御された供給を行い、これにより、い
かなる場合においてもリサイクル溝同士の間に良好な封
止を確保し、浸出の可能性を回避する。
る。本装置は、新規で独創的な方法によって、単一の洗
浄部材をバルブ手段として利用して、主要ポリウレタン
成分の混合チャンバへの、軸方向に沿った（つまり、そ
の他の残りの成分の半径方向の流れに対して直角の方向
の）選択的且つ制御された供給を行い、これにより、い
かなる場合においてもリサイクル溝同士の間に良好な封
止を確保し、浸出の可能性を回避する。
【００６６】図５に示すように、混合装置は、ボディ２
１を有する。ボディ２１には混合チャンバ２２が設けら
れており、混合チャンバ２２内において２つの半径方向
ノズル２３および２４が開口している。ノズル２３およ
び２４は、使用されるポリウレタンの調製に応じて、例
えば、単一成分、または複数のポリオールおよび／また
は添加剤を反対方向の２本の流れとして供給する。
１を有する。ボディ２１には混合チャンバ２２が設けら
れており、混合チャンバ２２内において２つの半径方向
ノズル２３および２４が開口している。ノズル２３およ
び２４は、使用されるポリウレタンの調製に応じて、例
えば、単一成分、または複数のポリオールおよび／また
は添加剤を反対方向の２本の流れとして供給する。
【００６７】混合チャンバ２２は、排出管２５に対して
開口している。排出管２５は、混合チャンバ２２の長手
方向軸に対して直角あるいは他の角度を形成するように
配置され、得られた混合物を鋳型（図示せず）内に供給
する。
開口している。排出管２５は、混合チャンバ２２の長手
方向軸に対して直角あるいは他の角度を形成するように
配置され、得られた混合物を鋳型（図示せず）内に供給
する。
【００６８】混合チャンバ２２および排出管２５の大き
さは任意であり、その配置は、図示した配置とは異なる
ものであってもよい。好ましくは、混合チャンバ２２
は、容積の小さい円筒形チャンバであって、その直径が
排出管２５の直径よりも小さく、その軸方向の長さは、
同チャンバの直径の２〜２．５倍以下であることが好ま
しい。
さは任意であり、その配置は、図示した配置とは異なる
ものであってもよい。好ましくは、混合チャンバ２２
は、容積の小さい円筒形チャンバであって、その直径が
排出管２５の直径よりも小さく、その軸方向の長さは、
同チャンバの直径の２〜２．５倍以下であることが好ま
しい。
【００６９】混合チャンバ２２の後部は、混合チャンバ
２２と同じ直径の円筒形穴２６内に延びており、この円
筒形穴２６内で洗浄部材２７がスライドする。洗浄部材
２７は、各注入ノズルを開閉するバルブ機能を兼ね備え
るとともに、ポリウレタン成分のリサイクルを行うのに
適している。
２２と同じ直径の円筒形穴２６内に延びており、この円
筒形穴２６内で洗浄部材２７がスライドする。洗浄部材
２７は、各注入ノズルを開閉するバルブ機能を兼ね備え
るとともに、ポリウレタン成分のリサイクルを行うのに
適している。
【００７０】従って、混合チャンバ２２の洗浄部材２７
は、油圧シリンダ２９のピストン２８のような圧縮流体
作動式制御手段に接続され、各ノズルを開放して成分を
混合チャンバ２２内に注入する後方位置（図５および図
６に示した状態）と、ノズルを混合チャンバに対して閉
鎖する前方位置との間で動く。
は、油圧シリンダ２９のピストン２８のような圧縮流体
作動式制御手段に接続され、各ノズルを開放して成分を
混合チャンバ２２内に注入する後方位置（図５および図
６に示した状態）と、ノズルを混合チャンバに対して閉
鎖する前方位置との間で動く。
【００７１】実質的に上記と同様な方法で、第２の洗浄
部材３０が排出管２５に設けられている。洗浄部材３０
は、油圧シリンダ３２のピストン３１に接続され、混合
チャンバ２２の出口を解放する後方位置（図５に示した
状態）と、洗浄部材３０が混合チャンバ２２を閉鎖して
排出管２５から残留混合物を排出する前方位置との間を
動く。
部材３０が排出管２５に設けられている。洗浄部材３０
は、油圧シリンダ３２のピストン３１に接続され、混合
チャンバ２２の出口を解放する後方位置（図５に示した
状態）と、洗浄部材３０が混合チャンバ２２を閉鎖して
排出管２５から残留混合物を排出する前方位置との間を
動く。
【００７２】２つの油圧シリンダ２９および３２は複動
式であり、装置全体の動作を管理するプロセッサによっ
て制御される適切なバルブシステムによって加圧油の供
給源に接続され得る。さらに、図５に示すように、より
良好に混合を行うために、混合チャンバ２２の出口を絞
ることによって、チャンバ２２から出た混合物流が導管
２５内のより遠い位置で混合されるようにすることも可
能である。混合チャンバ２２の出口の絞りは、任意の適
切な手段によって得られる。但し、好ましくは、排出管
２５の洗浄部材３０を用いてチャンバ２２の出口を絞
る。この点に関して、ピストン３１のために、調節可能
な停止手段（図５において、シリンダ３２の後壁内にね
じ止めされたねじとして模式的に示す）を制御シリンダ
３２に設けてもよい。
式であり、装置全体の動作を管理するプロセッサによっ
て制御される適切なバルブシステムによって加圧油の供
給源に接続され得る。さらに、図５に示すように、より
良好に混合を行うために、混合チャンバ２２の出口を絞
ることによって、チャンバ２２から出た混合物流が導管
２５内のより遠い位置で混合されるようにすることも可
能である。混合チャンバ２２の出口の絞りは、任意の適
切な手段によって得られる。但し、好ましくは、排出管
２５の洗浄部材３０を用いてチャンバ２２の出口を絞
る。この点に関して、ピストン３１のために、調節可能
な停止手段（図５において、シリンダ３２の後壁内にね
じ止めされたねじとして模式的に示す）を制御シリンダ
３２に設けてもよい。
【００７３】上記のように、混合チャンバ２２内におい
て半径方向に開口したノズル２３および２４を用いて、
同一の主要ポリウレタン成分を、２本の流れとして反対
方向から供給することができる。この主要成分は、好ま
しくは、必要に応じて各添加剤と予め混合された１種類
のポリオール、または図６のＡ１およびＡ２で示すよう
な異なるポリオール、あるいは調製された全プレポリマ
ーである。イソシアネートまたは主要な添加剤のよう
な、上記ポリウレタン成分と化学反応してポリマーを形
成するための他方のポリウレタン成分Ｂは、混合チャン
バの洗浄部材２７内の長手方向穴を通して供給される。
て半径方向に開口したノズル２３および２４を用いて、
同一の主要ポリウレタン成分を、２本の流れとして反対
方向から供給することができる。この主要成分は、好ま
しくは、必要に応じて各添加剤と予め混合された１種類
のポリオール、または図６のＡ１およびＡ２で示すよう
な異なるポリオール、あるいは調製された全プレポリマ
ーである。イソシアネートまたは主要な添加剤のよう
な、上記ポリウレタン成分と化学反応してポリマーを形
成するための他方のポリウレタン成分Ｂは、混合チャン
バの洗浄部材２７内の長手方向穴を通して供給される。
【００７４】ノズル２３および２４は、それぞれ、各バ
ッチ供給ポンプ３５および３６を介して、成分を貯留す
るタンク３３および３４に、実質的に公知の方法で接続
される。
ッチ供給ポンプ３５および３６を介して、成分を貯留す
るタンク３３および３４に、実質的に公知の方法で接続
される。
【００７５】図中の参照符号３７および３８は、成分リ
サイクル用導管を示す。洗浄部材２７が、その前方端部
に関して後方位置にあるとき、導管３７および３８は、
洗浄部材２７の長手方向に沿って形成された各リサイク
ル溝３９および４０を介して注入ノズル２３および２４
にそれぞれ接続される。洗浄部材２７が後方位置にある
とき、この洗浄部材２７の前方端部は、混合チャンバの
底を規定する。
サイクル用導管を示す。洗浄部材２７が、その前方端部
に関して後方位置にあるとき、導管３７および３８は、
洗浄部材２７の長手方向に沿って形成された各リサイク
ル溝３９および４０を介して注入ノズル２３および２４
にそれぞれ接続される。洗浄部材２７が後方位置にある
とき、この洗浄部材２７の前方端部は、混合チャンバの
底を規定する。
【００７６】上記のように、他方のポリウレタン成分、
または、もう１つの主要ポリウレタン成分（好ましく
は、ＴＤＩベースまたはＭＤＩベースのイソシアネート
等のイソシアネート）、あるいは化学水のような主要な
添加剤は、ノズル２３および２４に対する後方位置にお
いて、混合チャンバ２２に対して軸方向に洗浄部材２７
を通して供給される。
または、もう１つの主要ポリウレタン成分（好ましく
は、ＴＤＩベースまたはＭＤＩベースのイソシアネート
等のイソシアネート）、あるいは化学水のような主要な
添加剤は、ノズル２３および２４に対する後方位置にお
いて、混合チャンバ２２に対して軸方向に洗浄部材２７
を通して供給される。
【００７７】既述のように、本発明において、イソシア
ネートまたは主要な添加剤成分は、混合チャンバ内に軸
方向に（半径方向のノズル２３および２４に対して直角
に）注入され、洗浄部材２７内の長手方向穴４１を通し
て供給される。穴４１は、ノズルまたは狭い孔４３を介
して混合チャンバ２２に向かって開口している。
ネートまたは主要な添加剤成分は、混合チャンバ内に軸
方向に（半径方向のノズル２３および２４に対して直角
に）注入され、洗浄部材２７内の長手方向穴４１を通し
て供給される。穴４１は、ノズルまたは狭い孔４３を介
して混合チャンバ２２に向かって開口している。
【００７８】ポリウレタン成分供給用穴４１は、洗浄部
材の後部において、リサイクル溝３９および４０が設け
られた化学物質用の前方リサイクル領域２７Ａを越え、
さらに、第２のリサイクル領域２７Ｂをわずかに越え
て、別の長手方向溝４４が設けられた洗浄部材後部へと
延びている。長手方向溝４４は、長手方向穴４１（これ
は、半径方向穴４５によって長手方向溝４４に接続され
ている）を介して化学成分を混合チャンバ２２に供給す
るために、および、導管４７（これは、半径方向穴４５
の反対側にある第２の半径方向穴４８を通して洗浄部材
２７の穴４１と連通させることが可能である）を通して
貯留タンク４６へと成分をリサイクルするために使用さ
れる。但し、上記の一般的な原理に反することなく、他
の解決手段を用いることも可能である。例えば、成分の
供給およびリサイクルのために、単一の溝４４ではな
く、２つの溝および／または別々の穴を設けることも可
能である。
材の後部において、リサイクル溝３９および４０が設け
られた化学物質用の前方リサイクル領域２７Ａを越え、
さらに、第２のリサイクル領域２７Ｂをわずかに越え
て、別の長手方向溝４４が設けられた洗浄部材後部へと
延びている。長手方向溝４４は、長手方向穴４１（これ
は、半径方向穴４５によって長手方向溝４４に接続され
ている）を介して化学成分を混合チャンバ２２に供給す
るために、および、導管４７（これは、半径方向穴４５
の反対側にある第２の半径方向穴４８を通して洗浄部材
２７の穴４１と連通させることが可能である）を通して
貯留タンク４６へと成分をリサイクルするために使用さ
れる。但し、上記の一般的な原理に反することなく、他
の解決手段を用いることも可能である。例えば、成分の
供給およびリサイクルのために、単一の溝４４ではな
く、２つの溝および／または別々の穴を設けることも可
能である。
【００７９】最後に、参照符号４９は、タンク４６か
ら、溝４４に向かって開口した供給管５０へとポリウレ
タン成分を供給するバッチ供給ポンプである。
ら、溝４４に向かって開口した供給管５０へとポリウレ
タン成分を供給するバッチ供給ポンプである。
【００８０】上記のように、本発明においては、バルブ
手段を設けて、ポリウレタン成分の全てについて、その
供給およびリサイクルの両方を制御する。このバルブ手
段は、半径方向ノズル２３および２４を介して混合チャ
ンバ内へと直接供給されるポリウレタン成分をリサイク
ルするための前方領域２７Ａと、前方領域２７Ａの後方
に軸方向に間隔を空けて位置する第２の領域２７Ｂとを
含む。このバルブ手段には、溝４４が形成され、これに
より、洗浄部材２７を介して混合チャンバ２２に対して
軸方向に供給されるポリウレタン成分の供給およびリサ
イクルを行う。
手段を設けて、ポリウレタン成分の全てについて、その
供給およびリサイクルの両方を制御する。このバルブ手
段は、半径方向ノズル２３および２４を介して混合チャ
ンバ内へと直接供給されるポリウレタン成分をリサイク
ルするための前方領域２７Ａと、前方領域２７Ａの後方
に軸方向に間隔を空けて位置する第２の領域２７Ｂとを
含む。このバルブ手段には、溝４４が形成され、これに
より、洗浄部材２７を介して混合チャンバ２２に対して
軸方向に供給されるポリウレタン成分の供給およびリサ
イクルを行う。
【００８１】本発明において、リサイクル溝のための２
つのリサイクル領域２７Ａおよび２７Ｂは、中間封止領
域２７Ｃによって互いに隔てられている。成分Ｂが、中
間領域２７Ｃを介して、１種または２種の成分Ａ１およ
びＡ２用のリサイクル回路に浸出するのを防ぐのに十分
な封止を形成する封止手段が、軸方向に短く延びた領域
２７Ｃに設けられる。従って、封止状態を向上させるた
めに、１つ以上の環状ガスケット５１を中間領域２７Ｃ
に設けることができる。環状ガスケット５１は、第２の
リサイクル領域２７Ｂの溝４４と、第１のリサイクル領
域２７Ａの溝３９および４０との間に良好な封止を形成
することを可能にする部材であり、例えばＯリング等を
用いることができる。これにより、混合装置の長時間の
稼働にわたって完全な封止が確保される。
つのリサイクル領域２７Ａおよび２７Ｂは、中間封止領
域２７Ｃによって互いに隔てられている。成分Ｂが、中
間領域２７Ｃを介して、１種または２種の成分Ａ１およ
びＡ２用のリサイクル回路に浸出するのを防ぐのに十分
な封止を形成する封止手段が、軸方向に短く延びた領域
２７Ｃに設けられる。従って、封止状態を向上させるた
めに、１つ以上の環状ガスケット５１を中間領域２７Ｃ
に設けることができる。環状ガスケット５１は、第２の
リサイクル領域２７Ｂの溝４４と、第１のリサイクル領
域２７Ａの溝３９および４０との間に良好な封止を形成
することを可能にする部材であり、例えばＯリング等を
用いることができる。これにより、混合装置の長時間の
稼働にわたって完全な封止が確保される。
【００８２】混合チャンバ２２の洗浄部材２７が、混合
チャンバ２２内に軸方向に注入しなければならない成分
Ｂに対するバルブとしても機能することは既に述べた通
りである。従って、洗浄部材と同軸である長手方向穴４
１内にあるバルブ部材５２は、リサイクル領域２７Ａと
２７Ｂの間で軸方向に延在し、スライドする。バルブ部
材５２の直径は、穴４１の直径よりも小さくなってお
り、これにより、バルブ部材５２と穴４１の円筒形の壁
との間に、注入ノズル４３に向かって開口した細長い環
状チャンバ５３が設けられる。
チャンバ２２内に軸方向に注入しなければならない成分
Ｂに対するバルブとしても機能することは既に述べた通
りである。従って、洗浄部材と同軸である長手方向穴４
１内にあるバルブ部材５２は、リサイクル領域２７Ａと
２７Ｂの間で軸方向に延在し、スライドする。バルブ部
材５２の直径は、穴４１の直径よりも小さくなってお
り、これにより、バルブ部材５２と穴４１の円筒形の壁
との間に、注入ノズル４３に向かって開口した細長い環
状チャンバ５３が設けられる。
【００８３】図６に示すように、バルブ部材５２の前方
端部は、円筒形の先端５４を備える。円筒形先端５４の
長さおよび直径は、ノズル４３と同じであり、この円筒
形先端５４によってノズル４３の洗浄を行う。
端部は、円筒形の先端５４を備える。円筒形先端５４の
長さおよび直径は、ノズル４３と同じであり、この円筒
形先端５４によってノズル４３の洗浄を行う。
【００８４】洗浄部材２７の油圧アクチュエータ２９と
同期駆動可能なバルブ部材５２用油圧アクチュエータに
よって、バルブ部材５２を、穴４１内において、混合チ
ャンバの洗浄部材２７と同位相で往復運動させることが
できる。
同期駆動可能なバルブ部材５２用油圧アクチュエータに
よって、バルブ部材５２を、穴４１内において、混合チ
ャンバの洗浄部材２７と同位相で往復運動させることが
できる。
【００８５】図に示すように、バルブ部材５２の後部は
ステム５５内に延びている。ステム５５は、洗浄部材２
７の油圧アクチュエータ２９のピストン２８の中に同軸
に形成された第２の油圧アクチュエータのピストン５６
に接続されている。この結果、上記アクチュエータは共
に、単一の圧縮流体源に接続され、これにより、洗浄部
材２７と内部バルブ部材５２とが同位相で制御される。
具体的には、図に示すように、第２の油圧アクチュエー
タは、ピストン２８の直ぐ内側にチャンバ５７を含んで
おり、このチャンバ５７内においてピストン５６が往復
運動する。このように、第２の油圧アクチュエータ５６
および５７は、第１の油圧アクチュエータ２８および２
９の内側に同軸に配置されており、これにより、両油圧
アクチュエータを、単一の圧縮流体源への接続を介し
て、正しい位相(right phase)で作動させることができ
る。これは、実際には、バルブ部材５２の内側アクチュ
エータ５６および５７が、油圧アクチュエータ２９のチ
ャンバ２９’を間接的に介して、圧縮流体源に接続され
ていることによって可能となる。
ステム５５内に延びている。ステム５５は、洗浄部材２
７の油圧アクチュエータ２９のピストン２８の中に同軸
に形成された第２の油圧アクチュエータのピストン５６
に接続されている。この結果、上記アクチュエータは共
に、単一の圧縮流体源に接続され、これにより、洗浄部
材２７と内部バルブ部材５２とが同位相で制御される。
具体的には、図に示すように、第２の油圧アクチュエー
タは、ピストン２８の直ぐ内側にチャンバ５７を含んで
おり、このチャンバ５７内においてピストン５６が往復
運動する。このように、第２の油圧アクチュエータ５６
および５７は、第１の油圧アクチュエータ２８および２
９の内側に同軸に配置されており、これにより、両油圧
アクチュエータを、単一の圧縮流体源への接続を介し
て、正しい位相(right phase)で作動させることができ
る。これは、実際には、バルブ部材５２の内側アクチュ
エータ５６および５７が、油圧アクチュエータ２９のチ
ャンバ２９’を間接的に介して、圧縮流体源に接続され
ていることによって可能となる。
【００８６】この点に関して、油圧アクチュエータ２９
のチャンバ２９’の２つの側面は、入口／出口孔５８お
よび５９を介して圧力源に選択的に接続可能であり、第
２の油圧アクチュエータ５６および５７のチャンバの２
つの側面は、これらに対応する第１のアクチュエータの
チャンバ２９’の側面上に開口した通路を通して間接的
に上記圧縮源に選択的に接続され得る。より正確には、
第２の油圧アクチュエータ５６および５７のチャンバ
は、その一方の側面において、ピストン２８の後部内に
ねじどめされた環状部材６０の中央穴を通して第１のア
クチュエータの孔５８に接続可能である。このアクチュ
エータ５６および５７のチャンバは、他方の孔５９に対
しては、チャンバ２９’およびピストン２８の壁に設け
られた穴６１を通して接続される。
のチャンバ２９’の２つの側面は、入口／出口孔５８お
よび５９を介して圧力源に選択的に接続可能であり、第
２の油圧アクチュエータ５６および５７のチャンバの２
つの側面は、これらに対応する第１のアクチュエータの
チャンバ２９’の側面上に開口した通路を通して間接的
に上記圧縮源に選択的に接続され得る。より正確には、
第２の油圧アクチュエータ５６および５７のチャンバ
は、その一方の側面において、ピストン２８の後部内に
ねじどめされた環状部材６０の中央穴を通して第１のア
クチュエータの孔５８に接続可能である。このアクチュ
エータ５６および５７のチャンバは、他方の孔５９に対
しては、チャンバ２９’およびピストン２８の壁に設け
られた穴６１を通して接続される。
【００８７】以下、上記装置の動作を簡潔に説明する。
以下の説明においては、バルブ部材５２および洗浄部材
２７が前方位置（「前進位置」ともいう）にあって注入
ノズルを閉鎖しており、これにより、各ポリウレタン成
分を各貯留タンクへとリサイクルすることが可能な状態
になっていると仮定する。同様に、排出管２５の洗浄部
材３０もまた前進位置にあるものと仮定する。実際に、
この条件下では、洗浄部材２７の中間領域２７Ｃの封止
によって、一方のポリウレタン成分が他方の成分のリサ
イクル回路内に浸出または漏出するのが防がれる。
以下の説明においては、バルブ部材５２および洗浄部材
２７が前方位置（「前進位置」ともいう）にあって注入
ノズルを閉鎖しており、これにより、各ポリウレタン成
分を各貯留タンクへとリサイクルすることが可能な状態
になっていると仮定する。同様に、排出管２５の洗浄部
材３０もまた前進位置にあるものと仮定する。実際に、
この条件下では、洗浄部材２７の中間領域２７Ｃの封止
によって、一方のポリウレタン成分が他方の成分のリサ
イクル回路内に浸出または漏出するのが防がれる。
【００８８】混合段階、および得られたポリウレタン混
合物の鋳型キャビティへの供給を行う場合、加圧油をシ
リンダ２９のチャンバの孔５９に供給する。このとき、
孔５８はドレインに接続されている。加圧油は、実際
に、設けられた第２の油圧アクチュエータのチャンバ内
に洗浄部材２７のアクチュエータのピストン２８によっ
て直ちに輸送される。
合物の鋳型キャビティへの供給を行う場合、加圧油をシ
リンダ２９のチャンバの孔５９に供給する。このとき、
孔５８はドレインに接続されている。加圧油は、実際
に、設けられた第２の油圧アクチュエータのチャンバ内
に洗浄部材２７のアクチュエータのピストン２８によっ
て直ちに輸送される。
【００８９】ピストン５６の重量は極めて軽いので、バ
ルブ部材５２は直ちに後方に動き、これと同時に、洗浄
部材２７のピストン２８の後退運動が始まってピストン
２８が図６に示す引込状態に動く。どちらの方向におい
ても、これらの一連の動きは常に同位相且つ制御された
状態で生じ、これにより、各注入ノズルを同時開閉する
ことが可能になるとともに、注入および混合段階の開始
直後から、各ポリウレタン成分の化学量論比を厳密に制
御することが可能になる。
ルブ部材５２は直ちに後方に動き、これと同時に、洗浄
部材２７のピストン２８の後退運動が始まってピストン
２８が図６に示す引込状態に動く。どちらの方向におい
ても、これらの一連の動きは常に同位相且つ制御された
状態で生じ、これにより、各注入ノズルを同時開閉する
ことが可能になるとともに、注入および混合段階の開始
直後から、各ポリウレタン成分の化学量論比を厳密に制
御することが可能になる。
【００９０】本発明の混合装置は、ＴＤＩベースおよび
ＭＤＩベースの調製のポリウレタンフォームの製造に適
しているが、別の局面において、本発明は、先に定義し
た全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン混合物
を製造する方法に特に適していることが分かっている。
この方法に関して、プレポリマーは、注入ノズル２３お
よび／または２４を通して混合チャンバ２２内へと実質
的に半径方向に供給される。化学水のような主要成分
は、注入ノズル２３および２４のすぐ近傍の混合チャン
バ底部から、混合チャンバの洗浄部材２７内に設けられ
た軸方向管４１を通して軸方向に注入される。
ＭＤＩベースの調製のポリウレタンフォームの製造に適
しているが、別の局面において、本発明は、先に定義し
た全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン混合物
を製造する方法に特に適していることが分かっている。
この方法に関して、プレポリマーは、注入ノズル２３お
よび／または２４を通して混合チャンバ２２内へと実質
的に半径方向に供給される。化学水のような主要成分
は、注入ノズル２３および２４のすぐ近傍の混合チャン
バ底部から、混合チャンバの洗浄部材２７内に設けられ
た軸方向管４１を通して軸方向に注入される。
【００９１】
【発明の効果】本発明によれば、どのような場合にも、
各成分が、その供給開始直後から、効果的に混合される
とともに厳密に化学量論的に制御され、上記の問題を解
決または大幅に軽減するのに適した、鋳型に供給される
ポリウレタン混合物を製造するための自己洗浄型高圧混
合装置が提供される。
各成分が、その供給開始直後から、効果的に混合される
とともに厳密に化学量論的に制御され、上記の問題を解
決または大幅に軽減するのに適した、鋳型に供給される
ポリウレタン混合物を製造するための自己洗浄型高圧混
合装置が提供される。
【００９２】本発明によれば、多成分ポリウレタン混合
物（例えば、数センチポアズまたは数十センチポアズの
オーダーの低い粘度を有する主要成分によって特徴づけ
られるトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）ベースの、
または全プレポリマー型の混合物、あるいは、例えば数
百センチポアズのオーダーの比較的高い粘度を有する主
要成分によって特徴づけられるジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）ベースの混合物）の製造に適した
自己洗浄型高圧混合装置であって、十分に高い圧力での
供給条件およびリサイクル条件を可能にし、ある成分が
他の成分のリサイクル回路内に浸出するのを防ぐのに適
した封止部を備えた装置が提供される。
物（例えば、数センチポアズまたは数十センチポアズの
オーダーの低い粘度を有する主要成分によって特徴づけ
られるトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）ベースの、
または全プレポリマー型の混合物、あるいは、例えば数
百センチポアズのオーダーの比較的高い粘度を有する主
要成分によって特徴づけられるジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）ベースの混合物）の製造に適した
自己洗浄型高圧混合装置であって、十分に高い圧力での
供給条件およびリサイクル条件を可能にし、ある成分が
他の成分のリサイクル回路内に浸出するのを防ぐのに適
した封止部を備えた装置が提供される。
【００９３】本発明によれば、従来の高圧混合システム
をこれまでとは異なる新規な方法で利用して、後に定義
する全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン混合
物を製造する方法が提供され、この特定の技術を適用す
る方法は初めてである。
をこれまでとは異なる新規な方法で利用して、後に定義
する全プレポリマーを出発材料としてポリウレタン混合
物を製造する方法が提供され、この特定の技術を適用す
る方法は初めてである。
【００９４】本発明によれば、良質のポリウレタンフォ
ームが製造されるように、化学成分を混合する際にその
化学量論比を厳密に制御し得るとともに、同じ混合装置
によって、単一の圧縮流体源を用いて、化学物質の供給
およびその後の混合チャンバへの注入を選択的に制御し
て、各成分の供給開始および供給終了を同期化し得る高
圧混合装置が提供される。
ームが製造されるように、化学成分を混合する際にその
化学量論比を厳密に制御し得るとともに、同じ混合装置
によって、単一の圧縮流体源を用いて、化学物質の供給
およびその後の混合チャンバへの注入を選択的に制御し
て、各成分の供給開始および供給終了を同期化し得る高
圧混合装置が提供される。
【図１】第１の従来型の混合装置におけるいくつかの基
本的な部分を示す模式図である。
本的な部分を示す模式図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】第２の従来型の混合装置におけるいくつかの基
本的な部分を示す模式図である。
本的な部分を示す模式図である。
【図４】第３の従来型の混合装置に関する図２と同様の
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明による装置を示す縦断面図である。
【図６】図５の装置の拡大詳細図である。
２１ ボディ ２２ 混合チャンバ ２３、２４、４３ 注入ノズル ２５ 排出管 ２６、４１、４５、４８、６１ 穴 ２７、３０ 洗浄部材 ２８、３１ ピストン ２９、３２ 油圧シリンダ ３３、３４、４６ タンク ３５、３６、４９ バッチ供給ポンプ ３７、３８、４７ 導管 ３９、４０、４４ 溝 ５０ 供給管 ５１ ガスケット ５２ バルブ部材 ５３ 環状チャンバ ５４ 円筒形先端 ５５ ステム ５６ ピストン ５７ チャンバ ５８、５９ 孔 ６０ 環状部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598066293 65， Ｖｉａ Ｇ． Ｆｅｒｒａｒｉｓ, 21042 Ｃａｒｏｎｎｏ Ｐｅｒｔｕｓ ｅｌｌａ（ＶＡ） Ｉｔａｌｙ
Claims (20)
- 【請求項１】 少なくとも第１および第２の主要ポリウ
レタン成分を圧力下で供給して、混合領域内に注入する
ことにより、鋳型のキャビティ内に供給される混合物を
形成する、ポリウレタン混合物製造用高圧自己洗浄混合
装置であって、 長手方向軸を有する混合チャンバと、 該混合チャンバ内に開口した、該ポリウレタン成分を供
給するノズル手段と、 該混合チャンバ用の往復運動洗浄部材であって、該洗浄
部材の前方端部において開口した長手方向穴が設けられ
ており、これにより、該第１のポリウレタン成分を該混
合チャンバ内へと軸方向に供給する洗浄部材と、 該ポリウレタン成分をリサイクルするリサイクル手段で
あって、該リサイクル手段は第１および第２のリサイク
ル領域を含み、該第１および第２のリサイクル領域に
は、該洗浄部材において軸方向に間隔が空けられた、長
手方向に延在するリサイクル溝が設けられているリサイ
クル手段と、 該洗浄部材において、該第１および第２のリサイクル領
域の間の中間封止領域に設けられた封止手段と、を備え
た、装置。 - 【請求項２】 前記中間封止領域が軸方向に延在する、
請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記封止手段が、前記洗浄部材において
前記リサイクル領域間に少なくとも１つの環状封止部材
を備えている、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記洗浄部材の前記長手方向穴が、該洗
浄部材の前方端部において注入ノズルを規定する狭い孔
を含む、請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 前記成分の流れを制御するバルブ手段が
前記長手方向穴内に設けられている、請求項１に記載の
装置。 - 【請求項６】 前記バルブ手段が、前記洗浄部材の前記
長手方向穴内において軸方向に可動な部材を含み、該洗
浄部材および該バルブ部材が、単一の圧縮流体源に選択
的に接続可能な圧縮流体アクチュエータにそれぞれ接続
されている、請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記圧縮流体アクチュエータが、ピスト
ンチャンバおよび前記洗浄部材に接続された往復運動ピ
ストン部材を有する第１の複動式油圧アクチュエータ
と、該第１の油圧アクチュエータの該ピストン部材内に
同軸に配置された前記バルブ部材のための第２の複動式
油圧アクチュエータとを含んでおり、該第２のアクチュ
エータは、該第１のアクチュエータの該ピストンチャン
バ内に開口した流体通路を該第２のアクチュエータの両
側に有し、これにより、前記圧縮流体源と接続される、
請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記バルブ部材が、前記洗浄部材の前記
長手方向穴よりも小さい直径を持つステム部を含み、該
バルブ部材の該ステム部と該穴の内側表面との間には環
状チャンバが設けられ、該環状チャンバが前記各リサイ
クル領域の間で長手方向に延在する、請求項６に記載の
装置。 - 【請求項９】 前記ポリウレタン混合物は複数の化学反
応性成分を混合することにより製造され、該化学反応性
成分の少なくとも１つが該ポリウレタン混合物の残りの
成分の粘度よりも低い程度の粘度を有し、前記洗浄部材
の引込状態において、該１つの反応性成分が前記長手方
向穴を通して前記混合チャンバ内へと軸方向に供給され
る、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記ポリウレタン混合物はイソシアネ
ートを少なくとも１種類のポリオールと混合することに
よって製造され、前記洗浄部材の前記長手方向穴を通し
て供給される前記１つの反応性成分が該イソシアネート
である、請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記反応性成分がＴＤＩベースのイソ
シアネートおよびＭＤＩベースのイソシアネートから選
択される、請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記混合チャンバが、該混合チャンバ
に対して角度をつけて配向された排出管内に開口してい
る、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記混合チャンバの出口開口部を絞る
手段をさらに備えた、請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記絞り手段が調節可能である、請求
項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記絞り手段が、前記排出管の前記洗
浄部材を含む、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】 全プレポリマーおよび反応性添加剤を
含む化学反応性成分からポリウレタン混合物を製造する
のに適した、高圧自己洗浄混合装置であって、該装置
は、 細長い混合チャンバと、 該混合チャンバ内へと半径方向に開口した、少なくと
も、第１の化学成分のための第１の注入ノズルと、 該混合チャンバに対して角度をつけて接続される排出管
と、 該混合チャンバ内において往復滑動可能な第１のバルブ
部材であって、該第１のバルブ部材が該第１の注入ノズ
ルを閉鎖する前進位置と、該第１のバルブ部材が該第１
の注入ノズルを開放する引込位置との間で動くことがで
きる第１のバルブ部材と、を備え、 該バルブ部材が、軸方向に延在する穴を含んでおり、該
穴は、該バルブ部材の一端においては該混合チャンバ内
へと開口し、該バルブ部材の他端においては入口に対し
て開口しており、 該混合チャンバが、該半径方向ノズルを通して全プレポ
リマー源に接続可能であるとともに、該バルブ部材の該
軸方向穴および該入口を通して反応性添加剤源に接続可
能であり、該添加剤成分用の該穴が、出口側において第
２の注入ノズルを含んでおり、該装置は、 該第２の注入ノズル用のバルブ手段であって、該第１の
バルブ部材の該穴内において往復滑動可能な第２のバル
ブ部材を含むバルブ手段と、 単一の流体源に選択的に接続可能である該第１および第
２のバルブ部材に動作可能に接続される、同軸配置され
た流体作動式制御手段と、をさらに備えている装置。 - 【請求項１７】 前記第２のバルブ部材が前記第２の注
入ノズル用の洗浄先端部を含み、直径が小さくなってい
るステム部が前記長手方向穴内において長手方向に延在
する環状チャンバを規定する、請求項１６に記載の装
置。 - 【請求項１８】 前記制御手段が前記バルブ部材のため
の同軸配置された第１および第２のシリンダ−ピストン
ユニットを含み、該第２のピストン部材のためのピスト
ンチャンバが、該第１のシリンダ−ピストンユニットの
該ピストン部材の中に設けられている、請求項１６に記
載の装置。 - 【請求項１９】 前記第１のバルブ部材が、ポリウレタ
ン成分のための長手方向に延在したリサイクルスロット
を含んでおり、該リサイクルスロットは、軸方向に間隔
が空けられた該第１のバルブ部材の複数のリサイクル領
域上に設けられており、該リサイクル領域の間には封止
手段が設けられている、請求項１６に記載の装置。 - 【請求項２０】 自己洗浄高圧混合装置を用いて、比較
的出口流量が小さい化学反応性成分と混合される、少な
くとも全プレポリマーからポリウレタン混合物を製造す
る方法であって、 該装置は、少なくとも１つの半径方向に配向された注入
ノズルが開口している混合チャンバと、該混合チャンバ
内において、洗浄部材が該注入ノズルを閉鎖する前進位
置と該注入ノズルに対する引込位置との間で動くことが
できる該洗浄部材とを備えており、 該洗浄部材には、該混合チャンバに対して開口した軸方
向の導管が設けられており、該方法は、 該半径方向ノズルによって該全プレポリマーを該混合チ
ャンバ内へと半径方向に注入する工程と、 該混合チャンバ底部から該軸方向導管を通して該反応性
成分を軸方向に注入する工程と、を包含する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT97MI001207 IT1291979B1 (it) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Procedimento ed apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione per la preparazione di miscele poliuretaniche a partire da un |
| IT97A001207 | 1998-01-30 | ||
| ITMI980185 IT1298528B1 (it) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione,autopulente,per la produzione di miscele poliuretaniche |
| IT98A000185 | 1998-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1134106A true JPH1134106A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3703625B2 JP3703625B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=26331505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14179998A Expired - Fee Related JP3703625B2 (ja) | 1997-05-22 | 1998-05-22 | ポリウレタン混合物を製造する自己洗浄混合装置およびその方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6079867A (ja) |
| EP (1) | EP0879685B1 (ja) |
| JP (1) | JP3703625B2 (ja) |
| DE (1) | DE69809119T2 (ja) |
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| JP2003516850A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-20 | ヘルバク、ツゾルト | 粘性液の混合装置 |
| KR100475250B1 (ko) * | 2002-07-25 | 2005-03-10 | 이상출 | 발포용 폴리우레탄 믹싱헤드 어셈브리. |
| KR101411654B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2014-06-25 | 덕유패널 주식회사 | 고압식 페놀폼 발포기의 믹싱헤드 |
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