JPH1158371A - ポリウレタン材料を製造する装置および方法 - Google Patents

ポリウレタン材料を製造する装置および方法

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ボナンセア アルベルト
Carlo Fiorentini
フィオレンティーニ カルロ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填剤を含有するポリウレタン材料の成形部
品を製造する高圧自己洗浄混合装置を提供すること 【解決手段】 強化ポリウレタン混合物を製造する高圧
自己洗浄混合装置であって、この装置において、ポリウ
レタン混合物に流動化充填材料を配合し、該装置は、以
下を含む：少なくとも、第一および第二のポリウレタン
成分を混合するための混合チャンバ；放出ダクト（該混
合チャンバは、該放出ダクトの後部末端に開口してい
る）；該混合チャンバを閉じる進行位置と、該混合チャ
ンバを該放出ダクトに向けて開く後退位置との間で、該
放出ダクトにて往復運動可能な細長い洗浄部材；および
流動化充填材料を供給する供給チャンネルであって、該
洗浄部材に対して、縦方向に伸びている、該供給チャン
ネル；ここで、該供給チャンネルは、該混合チャンバの
出口開口部に近接した該放出ダクトの後部末端にて、混
合領域に開き、そしてここで、該ポリウレタン混合物
は、高い乱流条件下にて、該混合チャンバから該放出ダ
クトへと出る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造パネルまたは
成形部品(例えば、自動車または他の車両用のドアパネ
ルなど)を生産する際に使用するポリウレタン混合物を
製造するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】不活性充填材料(例えば、強化繊維)は、
構造パネルまたは、さらに一般的には、強化ポリウレタ
ン材料の成形部品の製造に、しばしば使用される。不活
性充填材料は、強化ポリウレタン材料成形部品および構
造パネルの剛性および機械的特性の両方を改良する。
【０００３】充填剤を成形製品で使用するとき、この充
填材料と化学反応物との充分な混合物を得る際に、特
に、この充填材料が長いかまたは脆い場合に、しばしば
問題がある。
【０００４】GB-A-1,245,216および米国特許第4,397,40
7号は、共に、流動可能な充填材料を、反応性化学成分
の成形可能な混合物に埋め込む方法を論じている。
【０００５】GB-A-1,245,216では、強化繊維の充填材料
が、混合チャンバに直接供給されている。これらの反応
性化学成分は、混合チャンバを通して流れるときに、こ
の強化繊維に対して直角に混合チャンバに注入される。
【０００６】この方法は、特に、充填材料が多量に供給
され、長い繊維または非常に長い繊維を含有する場合
に、不充分である。充填剤を輸送する空気流、および充
填材料自体は、反応性化学成分と充填剤との近接接触お
よび均一混合を妨げる。その結果、得られた成形品は、
その商品価値を失う欠陥を含む。
【０００７】米国特許第4,397,407号は、対照的に、反
応性化学成分の起泡性混合物を、まず、別の高圧混合チ
ャンバで調製し、次いで、長いダクトにより、環状チャ
ンバに供給し、ここで、この反応性化学混合物を、充填
剤(例えば、顆粒材料または強化短繊維)と配合する方法
を記述している。この供給ダクトは、環状チャンバの一
側面に通じ、放出ダクトと反対側にあり、そして別のチ
ャンネルによってこの混合チャンバと接続された移動可
能な管状素子により、形成されている。
【０００８】この手順もまた、充填剤と反応物との混合
が不充分である。事実、この反応性液状混合物が、充填
剤または充填材料の流れと接触するようになる場合、こ
の反応性液状混合物は、長い供給ダクトの内側で、その
乱流性と運動エネルギーとの殆どを失ってしまう。反応
物と充填剤とを配合する時点までには、それらは共に、
実質的に平行な流れを呈する。
【０００９】上記の混合手順はまた、その充填剤が、著
しい曲線および偏向のない、単純で線形の経路を要する
デリケートな材料(例えば、ガラス繊維)から構成される
場合に不充分である。
【００１０】米国特許第4,332,335号(その全開示内容
は、本明細書中で参考として援用される)は、反応性液
状成分を混合し、放出するヘッドを記述している。記載
されるデバイスは、放出ダクトと別個の小さな混合チャ
ンバを特徴とし、この反応性液状成分の不完全混合から
生じる問題を防止するために、この混合室で高乱流条件
下で混合させる。この混合ヘッドの使用において、混合
物の流れは、混合ヘッドを往復運動させることにより、
直接、鋳型の閉鎖キャビティに注入されるか、または開
放鋳型に注がれる。
【００１１】GB-A-1,579,543およびWO-A-96/35562は、
他の装置を記載し、これらの装置では、液状ポリウレタ
ン材料の管状流が、環状ダクトを通り、このダクトの外
で、この環状ダクトに同心的に配置された供給チャンネ
ルを通って軸方向に流れる強化繊維と接触するようにな
っている。
【００１２】特に、WO-A-96/35562(以下「WO'562」とす
る)は、強化長繊維を含む成形可能な合成材料の成形部
品を製造するデバイスを記載し、そして、高圧混合ヘッ
ドをポリウレタン材料の製造に使用し得ることを示唆し
ている。WO'562において、ポリウレタン混合チャンバ
は、中間ダクトを介して、環状放出ダクトと接続されて
おり、その結果、この反応性ポリウレタン混合物は、別
個に調製され、そして管状流の形態で、放出ダクトに供
給される。反応性ポリウレタン混合物の管状流は、次い
で、この繊維強化材料と接触するようになる。
【００１３】WO'562の図１および図２の例によれば、充
填剤強化繊維は、別個のパイプ部材(これは、環状ダク
トの内部で往復運動して混合物を放出する洗浄部材に沿
い、それを越えて同軸的に伸びている)を通して、放出
ダクトに供給される。
【００１４】強化繊維を供給するために、移動可能な別
個の洗浄部材を使用すると、このタイプの装置の性能が
著しく制限されることがある。これは、管状洗浄部材
が、この環状放出ダクトの円筒表面と付着した内部およ
び外部表面を含むからである。これらの表面は、各供給
工程の間に、このポリウレタン混合物により、完全に濡
らされる。この界面間に混合物のフィルムが残留し、従
って洗浄部材を環状ダクトの二表面に強く付着させる傾
向にあり、それにより、その洗浄部材の運動が完全に妨
害される。この妨害の問題を回避するために、大きな油
圧シリンダーを洗浄部材に対して使用しなければならな
い。この油圧シリンダーは、洗浄部材の後方運動の間
に、この洗浄部材を解放するのに充分に強い力を発揮で
きなければならない。これらの能力を有する油圧シリン
ダーを使用することが必要なために、混合装置全体の重
量が増加し、混合装置を鋳型のキャビティ上で往復運動
させることがより困難になる。
【００１５】さらに、放出ダクトと洗浄部材との接触表
面(その長さは、その直径の５倍に等しいかそれ以上で
ある)の間の接着力は、スチールの引っ張り応力を超え
るという事実を考慮すると、この洗浄部材の抵抗断面の
寸法は、この管状洗浄部材および繊維供給パイプ部材が
破壊されたり損傷を受けることを防止するために、相当
に高くしなければならないと結論されるべきである。
【００１６】最後に、WO'562では、ポリウレタン混合物
を放出する環状ダクトと、その混合チャンバとの間に、
中間接続ダクトを使用していることで、このポリウレタ
ン混合物の流れが鈍り、それにより、強化繊維が、反応
混合物と効果的に混合されなくなり、そして、均一に湿
潤されなくなる。
【００１７】さらに、この中間接続ダクトは、それ自身
のための洗浄部材および対応する油圧操作シリンダーを
必要とする。
【００１８】これらの全ての要因により、混合装置の設
計が複雑となり、この装置自体の重量および寸法がかな
り増加する。
【００１９】WO'562は、混合チャンバを放出ダクトに直
接接続して、その中に、この強化繊維を供給するパイプ
部材を伸長させることにより、この装置の設計を簡単に
できると示唆しているが、この設計には、依然として、
上述の欠点がある。
【００２０】従って、WO'562は、充填剤の湿潤および操
作条件を改良することが可能な、適当な軽量装置の設計
を開示していない。WO'562の一般的な教示は、中心に位
置する別個の繊維供給パイプを提供することに限定され
ており、このパイプは、この洗浄部材の縦穴を通りそれ
を超えて軸方向に伸びており、ポリウレタン混合物を、
同一方向に同軸的に移動する管状流および中心流の両方
を有する強化繊維の中心流を取り囲む管状流の内部に形
成するように、この環状放出ダクト全体に突出して伸び
ている。
【００２１】ポリウレタン材料の成形部品の一般的な製
造においては、特に、流動可能な充填剤を含む成形部品
においては、設計が簡単で非常に軽量な装置または混合
デバイスであって、さらにポリウレタン混合物および充
填材料が鋳型の内部キャビティに達するか、または下に
置いた基材の表面に注がれる前に、充填材料を液状ポリ
ウレタン混合物と高い程度で混合し、かつ充填可能な装
置または混合デバイスを有することが、非常に重要であ
る。
【００２２】重量は、このような混合装置の使用におい
て、必須の因子である。混合装置は、通常、位置決めデ
バイス(例えば、ロボットデバイス)の往復運動アームに
よって、その基材表面上方で操作されるからである。材
料の望ましくない蓄積が局所的に起こらないように、こ
の装置が、急激な方向変化を受け、各運動の反転におい
て、強い制動力および加速力を受ける場合に、混合装置
は、素早く移動し、所定の通路に沿って、種々の方向に
往復運動しなければならない。
【００２３】さらに、サイズの大きい部品(例えば、自
動車のドアパネル)の製造では、一般に、その鋳型の全
表面を覆うために、この混合装置によって、かなりの数
(例えば、10以上)のストロークを行う必要がある。この
ような動きはまた、しばしば、ポリウレタン混合物が反
応し始める前に、その放出を完了するために、非常に短
時間(例えば、８〜10秒間)に起こる。
【００２４】DE-A-19618393およびDE-U-29704560に記載
されるような、充填剤をポリウレタン材料に添加する混
合装置の一般的な使用では、得られたポリウレタン−充
填剤材料混合物（これは、鋳型のキャビティ中または下
に置いた基材の表面上に分配されねばならない）の流れ
は、実質的に円錐状または平らな形状を呈する傾向があ
る。この流れの面積は、混合装置の設計およびその混合
過程、ならびに、２個の流れを互いに組み合わせるかま
たは混合する方法に依存する。従って、下に置いた基材
上の混合装置の各ストロークの所定の方向での表面適用
範囲(surface coverage)の幅は、同じ混合装置と下に置
いた基材との間の距離だけでなく、充填した充填剤およ
び/または強化材料の特性、ならびにポリウレタン混合
物および充填剤を組み合わせるかまたは配合する方法に
かなりの程度で依存する。
【００２５】一般に、各ストロークの表面適用範囲の幅
は、いかなる方法でも制御できない。従って、大パネル
または面積の大きな部品を製造するとき、混合装置は、
下に置いた基材を横切って往復運動しつつ、数ストロー
クを行わなければならない。混合装置は、ポリウレタン
材料が反応し始める前に、非常に短時間の内に、この下
に置いた基材を被覆しなければならない。
【００２６】混合装置のかなりの重量、ならびに移動の
変化または反転の各々の際に生じる慣性力のために、非
常に頑強で嵩高い操作システムが必要である。さらに、
混合装置が移動する高速では、混合材料の分配は、ある
場合には、不均一となり得、満足でない製品を生じる。
最後に、ポリウレタン−充填剤混合物は、特に、充填剤
が長繊維から構成される場合、その堆積表面上を流れる
傾向が殆どないか、全くない。よって、この混合物は、
最初に堆積した領域に残留する傾向にある。従って、軽
量かつ設計が簡単であるだけでなく、同時に、多量のポ
リウレタン混合物を非常に短時間の内に供給できる混合
装置を得ることが、必須である。ポリウレタン混合物に
充填材料を配合する場合には、充填材料（特に、長繊維
から構成される場合に）が、短時間の内に、良好な充填
と実質的に均一な分配とを確保するために、同一の混合
装置の内部で、ポリウレタン混合物によって、実質的に
均一に充填され、かつ湿潤されることもまた重要であ
る。これらの特性は、得られる製作パネルまたは成形部
品にて、最適な構造特性を達成するのに必要である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、充填剤を含有するポリウレタン材料の成形部品を製
造する高圧自己洗浄混合装置を提供することにある。こ
の混合装置は、簡単な設計で非常に軽量な装置に対する
必要性に答える。この設計はまた、装置の運動の反転ま
たは変化の各々の際に、加速に対する大きな抵抗を生じ
ることなく、急速な変位を可能にする。
【００２８】本発明の他の目的は、混合装置の内での充
填剤の充填を改善する混合装置を提供することにある。
この充填は、その成形部品において、充填剤が成形複合
部品のポリウレタン材料に強く結合するような、高乱流
条件下にて起こる。
【００２９】本発明のさらに他の目的は、実用的で普遍
的な使用のための高圧自己洗浄混合装置を提供すること
にある。任意のタイプまたは性質の流動化充填材料が、
流れに乗せて輸送する空気流によって、この装置にさら
に供給できる。
【００３０】従って、本発明の装置は、多くの用途に使
用できる。例えば、それは、広範囲の機械部品または構
造部品を成形する際に使用できる。この装置はまた、剛
性タイプおよび可撓性タイプの両方の膨張発泡体に使用
でき、この発泡体では、充填剤は、新規材料、再使用材
料または再生材料で有利にあり得、よって、より経済的
で比較的低コストの成形部品の製造を可能にする。
【００３１】本発明の他の目的は、ポリウレタン材料の
製造のための方法および装置を提供すること、ならび
に、短時間で、基材または鋳型のキャビティの大領域
に、この混合物の堆積を得ることにある。本発明の方法
は、堆積の間にわたって、この混合物を均一に分配しつ
つ、比較的短時間の内に行うことができる。これらの全
ては、混合装置自体を移動させるための面倒で複雑な操
作システムなしに、達成される。
【００３２】本発明の他の目的は、上で定義されるよう
な方法および装置であって、混合装置が比較的低速で移
動でき、よって、この装置の運動の慣性現象および反転
または変化に関連した問題を低減した方法および装置を
提供することにある。
【００３３】本発明のさらに他の目的は、上で定義され
るようなポリウレタン材料を製造する方法および装置で
あって、さらに、噴霧した材料または堆積した材料の均
一な分配を可能にしつつ、また、特性の良好な製品を製
造し、この装置から、例えば鋳型に、放出したポリウレ
タン材料および/または流れに乗って輸送された強化材
料の噴霧または堆積の適切な制御を可能にする方法およ
び装置を提供することにある。
【００３４】本発明のさらに他の目的は、上で定義され
るような方法および装置であって、その寸法特性、鋳型
または成形部品の形状、およびこの装置とその表面で堆
積が生じる鋳型との間で必要な相対運動に依存して、ポ
リウレタン材料および/または流れに乗って輸送された
強化材料の堆積の制御を可能にする方法および装置の両
方を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】本発明の強化ポリウレタ
ン混合物を製造する高圧自己洗浄混合装置は、この装置
においてポリウレタン混合物に流動化充填材料を配合
し：少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分を
混合するための混合チャンバ；放出ダクト（該混合チャ
ンバが該放出ダクトの後部末端に開口している）；該混
合チャンバを閉じる進行位置と、該混合チャンバを該放
出ダクトに向かって開く後退位置との間で、該放出ダク
トにて往復運動可能な細長い洗浄部材；および、流動化
充填材料を供給する供給チャンネルであって、該洗浄部
材に対して縦方向に伸びている該供給チャンネルを含
み、ここで、該供給チャンネルは、該混合チャンバの出
口開口部に近接した該放出ダクトの後部末端にて、混合
領域に開き、そしてここで、該ポリウレタン混合物は、
高乱流条件下にて、該混合チャンバから該放出ダクトへ
と出る。
【００３６】本発明の好適な実施態様において、上記供
給チャンネルが、上記細長い洗浄部材を備えた１つの単
一部分として提供される。
【００３７】本発明の好適な実施態様において、上記混
合チャンバから出る上記ポリウレタン混合物の流れを逸
らす手段を含み、該流れを逸らす手段が、上記洗浄部材
の前方末端に配設されている。
【００３８】本発明の好適な実施態様において、上記流
れを逸らす手段が、上記放出ダクト中の上記混合物の流
れ方向にだんだん細くなった円錐表面を含む。
【００３９】本発明の好適な実施態様において、上記円
錐表面が、上記放出ダクトの後部末端にて、上記ポリウ
レタン混合物を分配するための環状チャンネルを規定す
る。
【００４０】本発明の好適な実施態様において、上記混
合チャンバの出口開口部に対して、上記洗浄部材の前方
末端の位置を調節する手段をさらに含む。
【００４１】本発明の好適な実施態様において、上記洗
浄部材が、制御シリンダーの往復運動ピストンに接続さ
れており、それにより、該洗浄部材の停止位置を、該洗
浄部材の該制御シリンダーの該往復ピストンの後退位置
に調節する手段をさらに含む。
【００４２】本発明の好適な実施態様において、上記放
出ダクトが、その直径の２倍以下の長さを有する。
【００４３】本発明の好適な実施態様において、上記供
給チャンネルが、上記放出ダクトの軸に対して、上記洗
浄部材の一側面に縦方向に伸びた穴により、提供され
る。
【００４４】本発明の好適な実施態様において、上記洗
浄部材の上記縦穴が、上記混合チャンバの出口開口部と
反対側の上記放出ダクトの側面にずらされている。
【００４５】本発明の別の局面において、本発明発明の
繊維強化ポリウレタン材料を製造する高圧自己洗浄混合
デバイスは：少なくとも、第一および第二のポリウレタ
ン成分を混合するための混合チャンバ；第一の洗浄部
材、および該混合チャンバにて該第一の洗浄部材を往復
運動させる第一の制御手段；該混合チャンバの出口開口
部に向けて角度をつけて伸びている放出ダクト；第二の
洗浄部材、および該放出ダクトにて該第二の洗浄部材を
往復運動させる第二の制御手段；該放出ダクトの該洗浄
部材で、前進状態および後退状態から移動可能に支持さ
れた繊維供給チャンネルであって、該第二の洗浄部材中
で、縦方向に伸びており、該第二の洗浄部材の後退状態
で、該混合チャンバの出口開口部と近接して、軸方向に
開口している該繊維供給チャンネル；および、該放出ダ
クトの縦方向にて、該混合チャンバから出たポリウレタ
ン混合物の流れを逸らすための、該第二の洗浄部材の前
部末端における表面部材を含む。
【００４６】本発明の好適な実施態様において、上記ポ
リウレタン混合物の流れを逸らす上記表面部材が、上記
放出ダクトの上記洗浄部材の前方末端に円錐表面を含
む。
【００４７】本発明の好適な実施態様において、上記ポ
リウレタン混合物を上記混合チャンバから上記放出ダク
トに分配するための環状チャンネルをさらに含み、該環
状チャンネルが、上記第二の洗浄部材の円錐形の先端部
と、該混合チャンバの上記出口開口部に近位の該放出ダ
クトの後部表面との間に、設けられている。
【００４８】本発明の好適な実施態様において、上記混
合チャンバの上記出口開口部を絞る調節可能な絞り部材
をさらに含み、それにより、該絞り部材が、上記放出ダ
クトの上記洗浄部材を包含する。
【００４９】本発明の好適な実施態様において、上記繊
維供給チャンネルが、上記洗浄部材の一側面にて、上記
放出ダクトに対して縦方向に伸びている。
【００５０】本発明の好適な実施態様において、上記放
出ダクトの上記洗浄部材に対する上記制御手段が、制御
シリンダーの往復運動ピストンを含み、それにより、上
記繊維供給チャンネルが、上記放出ダクトに対する上記
洗浄部材を備えた単一部分として、その後部末端にて、
該制御シリンダーの該ピストン部材を通って伸びてい
る。
【００５１】本発明の別の局面において、本発明は、強
化ポリウレタン材料を製造する方法であって：少なくと
も、第一および第二のポリウレタン成分の流れ混合物を
提供する工程；該流れ混合物を、充填材料の流れと配合
する工程；充填剤とポリウレタン混合材料との生成流れ
を、形造表面に分配する工程；および、生成流れを該分
配の間に、該材料流れを少なくとも１個のエアジェット
と衝突させることにより、側方に逸らす工程を包含する
方法を提供する。
【００５２】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れを、断続的エアジェットで逸らす工程をさらに包
含する。
【００５３】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れが、反対方向に交互に逸らされる。
【００５４】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れが、約20 Hzより高い振動数で、断続的エアジェ
ットで逸らされる。
【００５５】本発明の好適な実施態様において、上記断
続的エアジェットの振動数が、約20Hz〜約60 Hzの範囲
である。
【００５６】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れが、約60 Hzより高い振動数の断続的エアジェッ
トで逸らされる。
【００５７】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れが、連続的エアジェットにより、側方に逸らされ
る。
【００５８】本発明の好適な実施態様において、上記生
成流れが、混合デバイスにより、同一の該混合デバイス
の往復運動によって、下に置かれた形造表面上に逸らさ
れかつ分配され、上記エアジェットが、該混合デバイス
の該往復運動より高い振動数を有する。
【００５９】本発明の好適な実施態様において、上記エ
アジェットの少なくとも１個が、上記混合デバイスの運
動の間に、所定位置にて一時的に中断される。
【００６０】本発明の別の局面において、本発明のポリ
ウレタン混合物を製造する混合装置は：混合チャンバと
該混合チャンバからのポリウレタン混合物の流れに対す
る放出ダクトとを有する混合デバイス；および、該混合
デバイスにより送達した混合材料の生成流れを側方に逸
らすエアジェット発生手段を含む。
【００６１】本発明の好適な実施態様において、上記エ
アジェット発生手段が、少なくとも１個のエア吹出ノズ
ルを含み、それにより、該ノズルが、形造表面上に送達
された混合材料の生成流れの側面に、エアジェットを衝
突させる。
【００６２】本発明の好適な実施態様において、上記エ
アジェット発生手段を圧縮空気源と接続するバルブ制御
手段をさらに含む。
【００６３】本発明の好適な実施態様において、配合材
料の上記生成流れの反対側の側面にエアジェットを発生
させる少なくとも第一および第二の吹出ノズルをさら
に、含み、該吹出ノズルを圧縮空気源に選択的に接続す
るプログラム化制御手段をさらに含む。
【００６４】本発明の好適な実施態様において、上記制
御手段が、上記ノズルを上記圧縮空気源に交互に接続す
るようにプログラム化されている。
【００６５】本発明の好適な実施態様において、上記吹
出ノズルが、調節可能な様式で、上記混合デバイスによ
り支持されている。
【００６６】本発明の好適な実施態様において、上記吹
出ノズルが、方向付け可能な様式で、上記混合デバイス
により支持されている。
【００６７】本発明の好適な実施態様において、上記吹
出ノズルが、配合材料の上記生成流れに対して、直角に
方向付けられている。
【００６８】本発明の好適な実施態様において、上記材
料が下に置かれた形造表面上に送達される場合に、上記
吹出ノズルが、配合材料の上記生成流れの方向に向けて
角度をつけて方向付けられている。
【００６９】本発明の好適な実施態様において、上記制
御手段が、配合材料の上記生成流れの側方にて、エアジ
ェットの同時発生または交互発生のいずれかを選択的に
可能にするように、プログラム化される。
【００７０】本発明の好適な実施態様において、上記混
合デバイスが、高圧混合デバイスである。
【００７１】本発明の好適な実施態様において、上記混
合デバイスが、低圧混合デバイスである。
【００７２】本発明の好適な実施態様において、上記充
填材料を供給する手段が、上記放出ダクトおよび該放出
ダクトへの開口部に対して、同軸的に配列した供給導管
を含む。
【００７３】本発明の好適な実施態様において、上記充
填材料を供給する手段が、上記混合デバイスの側面の側
方に配列される。
【００７４】本発明の別の局面において、本発明の強化
ポリウレタン混合物を製造する混合装置は：混合チャン
バと該混合チャンバからのポリウレタン混合物の流れに
対する放出ダクトとを有する混合デバイス；充填材料の
流れを、該混合デバイスにより送達したポリウレタン混
合物の流れの中に供給し混合する手段；および、該混合
デバイスと該供給手段とにより送達した配合材料の生成
流れを側方に逸らすエアジェット発生手段を含む。
【００７５】本発明の別の局面において、本発明の強化
ポリウレタン混合物を製造する高圧自己洗浄混合装置
は：少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分を
混合するための混合チャンバ；放出ダクト（該混合チャ
ンバが、該放出ダクトの後部末端に開口している）；該
混合チャンバを閉じる進行位置と、該混合チャンバを該
放出ダクトに向けて開く後退位置との間で往復運動可能
な細長い洗浄部材；および、流動化充填材料を供給する
供給チャンネルであって、該洗浄部材に対して縦方向に
伸びている、該供給チャンネルを含み、それにより、該
供給チャンネルは、該混合チャンバの出口開口部に近接
した該放出ダクトの後部末端に開き、それにより、該ポ
リウレタン混合物は、高乱流条件下にて、該混合チャン
バから出て該放出ダクトへと流れ、そして、該装置は、
該混合デバイスの出口にて、配合材料の該流れを側方に
逸らすエアジェット発生手段をさらに含む。
【００７６】本発明の別の局面において、本発明の繊維
強化ポリウレタン材料を製造する高圧自己洗浄混合装置
は：少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分を
混合する混合チャンバ；第一の洗浄部材、および該混合
チャンバで該第一の洗浄部材を往復運動させる第一の制
御手段；該混合チャンバの出口開口部から角度をつけて
伸びている放出ダクト；第二の洗浄部材、および該放出
ダクトで該第二の洗浄部材を往復運動させる第二の制御
手段；該放出ダクトの該第二の洗浄部材で移動可能に支
持した繊維供給チャンネルであって、該第二の洗浄部材
中で、縦方向に伸びており、該第二の洗浄部材の後退位
置にある、該放出ダクトの後部末端にて、該混合チャン
バの出口開口部と近接して、軸方向に開口している、該
繊維供給チャンネル；該混合チャンバから出たポリウレ
タン混合物の流れを逸らすための、該第二の洗浄部材の
前部末端の表面部材；および該混合デバイスの出口に
て、配合材料の生成流れを側面に逸らすエアジェット発
生手段を含む。
【００７７】以下本発明の作用について説明する。
【００７８】本発明の第一の革新的な局面は、ポリウレ
タン混合物および非反応性充填材料を同時に注入するか
または共に注入することにあり、これは、特別設計の混
合装置を用いて達成でき、この混合装置では、このポリ
ウレタン混合物と充填剤との合流点は、この配合物が鋳
型表面に達する前の充填剤の湿潤または飽和を改良する
ために、混合チャンバの近くに保持され得る。
【００７９】本発明の第二の革新的な局面は、ポリウレ
タン混合物の流れ、またはポリウレタンおよび充填材料
の配合混合物の流れを逸らすためのエアジェットの使用
にあり、それにより、その混合デバイスでの反復運動に
よって、短時間で、この混合物の大面積基材上への、ま
たは鋳型のキャビティ中へ堆積でき、かつ制御できる。
【００８０】本発明の他の目的、特徴および特性は、添
付の図面を参照して、以下の説明および添付の請求の範
囲を考慮して、明白になり、これらの全ては、本明細書
の一部を構成し、ここで、参照番号は、種々の図面での
対応する部分を表わす。
【００８１】
【発明の実施の形態】本発明の目的上、用語「充填剤」
は、任意の固形で不活性な流動可能な材料を意味するこ
とが理解され、これはまた、空気流または気体流により
輸送し得る任意の材料を含む。このような充填材料は、
充填し強化する目的で使用でき、また、適切に前処理し
た廃材であり得る。従って、この充填材料は、粉末、顆
粒、種々の長さの繊維、連続繊維、または空気流により
流動化できる任意の他の適切な材料(例えば、天然繊維
または合成繊維、細かく粉砕した合成材料または再生発
泡体、細かく切り刻んだ木材、粉砕したコルク、あるい
はおがくずなど)の形状であり得る。
【００８２】本発明の目的上、用語「長繊維」は、３〜
５ mmに等しいか、あるいはそれより長く、数センチま
でまたはそれ以上の繊維を意味することが理解され、こ
れには、連続繊維の使用が含まれる。
【００８３】本発明の好ましい実施態様の詳細な説明
を、以下に提供する。
【００８４】本発明の第一の実施態様によれば、高圧自
己洗浄混合装置は、充填剤または強化材料を含有するポ
リウレタン混合物を製造する。この装置には、流動化充
填材料が供給され、そして化学反応性ポリウレタン混合
物と配合される。次いで、得られた混合物は、基材、ま
たは鋳型のキャビティに供給される。本発明のこの第一
の実施態様に従った装置は、混合チャンバを備え、この
混合チャンバでは、少なくとも、第一および第二のポリ
ウレタン成分が混合される。次いで、この混合物は、こ
の混合チャンバに接続した放出ダクトに流入され、この
放出ダクトの後部末端の第二の混合領域に流入される。
この放出ダクトに位置している細長い洗浄部材は、この
混合チャンバの出口を閉じる進行位置と、この混合チャ
ンバの出口をこの放出ダクトに向けて開く後退位置との
間で、往復運動可能である。この流動化充填材料を供給
するチャンネル手段は、この放出ダクトの洗浄部材に対
して、縦方向に伸びており、そしてこの洗浄部材が後退
するとき、この混合チャンバの出口開口部にて、この放
出ダクトの混合領域に直接開いている。この供給チャン
ネルからの充填材料の流れは、このポリウレタン混合物
と同時に共注入され、そしてこの混合チャンバから高乱
流条件で出るポリウレタン混合物と衝突する。
【００８５】本発明の好ましい実施態様によれば、この
充填材料を供給するチャンネルは、この放出ダクト内に
設けられた洗浄部材の長さに沿って、縦方向に伸びた軸
穴により、提供される。このようにして、この充填材用
の洗浄部材および供給チャンネルは、相当な機械的抵抗
に耐え得る単一部材として、有利に形成され得、これ
は、高い軸応力に耐えることができる。この充填剤の供
給チャンネルは、この洗浄部材と同軸に配列され得、ま
たは、この放出ダクトの一側面に向かって(例えば、こ
の混合チャンバと反対側の側面に向かって)ずれてい
る。
【００８６】この洗浄部材の前方末端(ここでは、この
流動化充填材料用の供給チャンネルが開いている)は、
この洗浄部材が後退状態にあるとき、この混合チャンバ
の上部壁と同一平面をなすように位置させた円筒表面
で、終わっていてもよい。他方、この前方末端は、形造
表面(shaped surface)(例えば、円錐表面)で終わってい
てもよい。このような形造表面は、この混合チャンバか
ら出るポリウレタン混合物の流れを、この形造表面によ
り制御された方向に向ける。この形造表面が円錐状であ
り、この混合チャンバの出口開口部に面しているとき、
このポリウレタン混合物は、この放出ダクトの後部混合
領域(ここで、この充填剤の流れは、図１に示すよう
に、この混合チャンバから出たポリウレタン混合物の流
れと衝突する)にて、この円錐表面の回りで逸れて、こ
の充填材料用の供給チャンネルの開口部から下方向に向
かい、次いで、この放出ダクトに向かう。この設計によ
り、このポリウレタン混合物が、この供給チャンネル内
で部分的に停止しかつそれを閉塞するリスクが低下す
る。
【００８７】この混合装置にはまた、この洗浄部材の位
置を変えかつ調節する手段が設けられ得、それにより、
この出口に対するこの前方末端の位置が、この混合チャ
ンバを形成する。この洗浄部材の位置を調節することに
より、この混合チャンバから出るポリウレタン混合物の
流動状態を変えることもできる。次いで、これにより、
事実上、このポリウレタン混合物が、この洗浄部材の供
給チャンネルから出てこの放出ダクト内にそれに沿って
入る流動化充填材料の流れと衝突しかつ交差する領域に
て、このポリウレタン混合物の乱流が変わる。
【００８８】他の局面によれば、本発明は、この放出ダ
クトから出る充填剤および/またはポリウレタン混合物
の生成流れに向けて適切に方向付けられたエアジェット
の使用にある。これらのエアジェットは、この混合物の
流れを、この放出ダクトの１個またはそれ以上の側面に
逸らすように、位置づけられる。例えば、連続エアジェ
ットおよび/または交互エアジェットは、例えば、この
混合装置を所定の経路に沿って移動させつつ、種々の時
点で、放出中に作動でき、それにより、得られた混合物
の鋳型のキャビティまたは下に置いた基材表面への放出
が、所望の様式で移動される。
【００８９】他の好ましい実施態様によれば、本発明
は、例えば、ガラス繊維または炭素繊維から構成された
強化長繊維を用いて、ポリウレタン材料の成形製品を製
造するための高圧混合装置に関する。
【００９０】例えば、強化長繊維から構成された充填剤
を含有するポリウレタン材料の製造と関連した、本発明
の装置および一般原理の第一の実施態様を、図１および
図２を参照して、説明する。
【００９１】任意のタイプの非反応性充填材料を用いた
ポリウレタン材料の製造にも、図１および図２の同じ装
置が使用できる。この装置は、軽量混合ヘッドの設計に
おける簡単な解決法を提供し、これは、操作の信頼性が
あり、この充填剤の供給設備を殆どまたは全く改良する
ことなしに、広い範囲の異なる充填剤を自由に使用でき
る。
【００９２】上述の図面で示すように、本発明に従った
強化繊維を用いたポリウレタン混合物の製造装置は、本
質的に、５ mm〜20 mmの範囲の直径を有する小サイズ混
合チャンバ11が設けられた高圧自己洗浄混合デバイス10
を備える。この混合チャンバ11は、円筒形放出ダクト12
の後部末端または背面末端の第二の混合領域に直接開い
ており、この混合領域は、主清掃部材またはプラグ部材
27が後退すると、開く。この放出ダクトの縦軸は、この
混合チャンバの縦軸に対して、およそ90°の角度で、配
列されている。
【００９３】この混合チャンバ11は、実質的に円筒形で
ある。第一の洗浄部材13の往復運動を可能にするため
に、この混合チャンバ11と同じ直径の比較的小さい穴
が、この混合チャンバ11の後部から、この本体10に伸び
ている。この第一の洗浄部材13は、油圧操作シリンダー
15のピストン14と接続した円筒形プラグの形状で、形造
られている。
【００９４】好ましい実施態様によれば、この混合チャ
ンバ11の長さは、上記穴の直径の約２倍にほぼ等しいか
またはそれ以下である。この混合チャンバ11の長さは、
実質的に、この洗浄部材13の短ストロークに対応してお
り、この洗浄部材13は、従って、その後退位置と進行位
置との間で、急速に移動できる。図１および図２に示し
た後退位置では、この洗浄部材13は、このポリウレタン
成分の注入器16および17のノズルを開く。この後退位置
では、この洗浄部材13はまた、この混合チャンバ11の出
口11'を、この放出ダクト12に向かって開く。その進行
位置では、この洗浄部材13は、この注入器16および17、
およびこの混合チャンバ11の出口11'を閉じる。
【００９５】各注入器16および17は、図２で模式的に示
すように、計量ポンプ18および19を介して、このポリウ
レタン成分を貯蔵した対応するタンク20および21に接続
されている。これらの成分は、この混合チャンバ11に直
接供給できるか、またはこの洗浄部材13の縦方向のスロ
ット22および23および対応する再生ダクト24および25を
通って、再循環するようにされる。
【００９６】上で述べたように、本発明の第一の局面に
従って、この装置は、例えば、強化長繊維を充填したポ
リウレタン材料の成形製品を製造するのに、使用され
る。本発明のこの局面によれば、繊維34の流れは、この
放出ダクト12の後部末端の高乱流混合領域12'にて、こ
の混合デバイス内のポリウレタン混合物35と共注入され
るかまたはそれと直接接触される。この高乱流により、
この繊維34を放出ダクト12に沿って下に置いた鋳型また
は基材のキャビティに向けて移動させつつ、この繊維34
をこのポリウレタン混合物35に高い割合で充填させるこ
とが可能となる。
【００９７】結果的に、この混合チャンバ11から出るポ
リウレタン混合物35では、それが、この放出ダクト12の
混合領域12'に入るとき、高乱流条件を維持することが
重要である。また、これらの高乱流条件は、その出口が
鋳型キャビティに向かって開口している限り、この放出
ダクト12に沿って維持するのが重要である。
【００９８】また、入ってくる繊維34の流れは、線形経
路を保持し、直ちに、この混合チャンバ11から出る混合
物35の流れと接触するかまたは衝突するのが、重要であ
る。
【００９９】従って、本発明のこの実施態様によれば、
この放出ダクト12の長さは、この混合チャンバ11の縦軸
と同ダクトの前方末端との間で、できるだけ短くすべき
である。一般に、この放出ダクト12の長さは、その直径
の２倍にほぼ等しいかまたはそれ以下であるべきであ
り、このダクト12の断面積は、同混合チャンバ11の断面
積の２〜５倍の範囲である。
【０１００】図１の断面で示すように、この放出ダクト
12は、シリンダー穴26へと後方に伸びている。細長い洗
浄部材27は、対応する油圧操作シリンダー29のピストン
28と接続され、シリンダー穴26に往復運動できる。
【０１０１】この洗浄部材27は、供給繊維34用の軸穴30
を有する。軸穴30は、洗浄部材27の前方末端で終わり、
そこで開口している。
【０１０２】それゆえ、軸穴30は、この繊維34の供給チ
ャンネルを規定している。管状伸長部27'は、洗浄部材2
7と油圧シリンダー29の同ピストン28とを有する単一部
材として形成され、このピストン28の後部側面に続いて
いる。この繊維供給チャンネルの管状伸長部27'は、こ
のシリンダー29の末端壁を通り、漏斗様部材31で終わっ
ている。漏斗様部材31は、例えば、ローラー型供給器32
を介して、繊維の束を導入するために提供される。
【０１０３】最後に、図１の参照符号33は、この繊維34
を、この供給デバイス32から供給チャンネル30に沿っ
て、この放出ダクト12の後部末端に供給するための圧縮
空気源を模式的に示している。この混合領域12'では、
この放出ダクト12の後部末端にて、繊維34は、この混合
チャンバ11から出るポリウレタン混合物35の乱流と衝突
する。このポリウレタン混合物35は、繊維自体の流れに
対して、実質的に直角に流れる。
【０１０４】本発明の他の局面は、この混合チャンバ11
から出るポリウレタン混合物が、この繊維供給チャンネ
ル30の上方に流入してそれを閉塞しないように、このポ
リウレタン混合物を偏向させることに関する。この局面
によれば、この洗浄部材27の前方末端は、図１に示す洗
浄部材27の後退位置にて、この混合チャンバ11の出口開
口部11'またはその近傍に配列しかつ適切にテーパリン
グした形造表面(例えば、円錐表面27")で終わってい
る。この流れ偏向デバイスはまた、この混合チャンバ11
から出たポリウレタン混合物35を下流方向に分配し、こ
の供給チャンネルから入る繊維34のすぐ回りおよび円部
に分配するのを助ける。それゆえ、この流れの偏向は、
この繊維が、この全ダクト12の後部末端およびそれに沿
って、このポリウレタン混合物に高い割合で充填される
ことを保証し、この混合装置に対して、最適な操作条件
を作り出すことを助ける。
【０１０５】この強化繊維34の性質および長さ、さらに
一般的には、非固定状態または流動化状態で供給される
充填材料の特性は、その成形必要条件、および製造する
成形製品の特性に依存して、変えることができる。時に
は、この放出ダクト12内の充填剤の充填条件を改良する
ために、この混合チャンバ11の出口11'にて、このポリ
ウレタン混合物の乱流条件を変える必要がある。この乱
流の変更は、種々の方法で達成できる。例えば、この混
合チャンバ11の出口開口部は、この洗浄部材27によっ
て、絞ることができる。この洗浄部材の末端は、円錐形
状であり得る、この混合チャンバ11の上部壁に対して、
調節可能な様式で、僅かに前に進めることができる。
【０１０６】この最後では、図１の36で模式的に示した
ように、この洗浄部材27の油圧シリンダー29のピストン
28用の調節手段を使用することが、可能である。この洗
浄部材27の前方末端の位置を、この混合チャンバ11の出
口11'に対して変えることにより、この放出混合物の絞
り度を変え、結果的に、このポリウレタン混合物の乱流
状態およびこの強化繊維の充填状態を変えることができ
る。
【０１０７】本発明に従った装置の第二の実施態様は、
添付の図面の図３に示し、これは、図１の装置の改良部
分に関する。
【０１０８】図１および図３で提示した発明は、この洗
浄部材27と共に単一部材として一体的に形成した繊維供
給チャンネル30の共通の特徴を有する。図３で提示した
発明は、この洗浄部材27の外部円筒表面が、その前部末
端まで続いており、それゆえ、同じ図３の実線で示した
ように、この混合チャンバ11の上部表面と同一平面をな
して配列できる点で、図１のものと異なる。
【０１０９】両方の場合に、図３の破線27'''で示すよ
うに、この混合チャンバ11の出口は、この洗浄部材27の
前部末端の位置を適切に変えることにより、絞ることが
できる。これは、停止デバイス36の位置を調節すること
により、達成できる。図１では、この充填剤供給チャン
ネル30は、縦穴により形成され、この混合チャンバ11と
反対側の放出ダクト12の側面の方にずれている。対照的
に、図３の場合には、このチャンネル30は、この洗浄部
材27と同軸的に伸びている縦穴により、提供される。
【０１１０】図４では、適切な形状の製品を成形するた
めの成形キャビティ41を有する一般的開放鋳型40が示さ
れている。このキャビティは、例えば、充填材料および
/または強化材料(例えば、長または短ガラス繊維)を含
有するポリウレタンフォームから構成したパネルを成形
するのに、使用できる。
【０１１１】参照符号10は、例として、高圧混合装置
(例えば、前述したもの)を表わし、これは、ポリウレタ
ン複合材料の流れを放出する分配経路に沿って、二重矢
印の方向に、往復運動できる。この材料の流れ経路は、
この鋳型および/または製造される製品の具体的形状に
依存する。図４の例では、この分配は、破線で模式的に
示したように、平行バンドに沿って装置10を移動させる
ことにより、起こる。本発明の目的に適切であるという
条件で、図１および図３の混合装置に代えて、他のいず
れのタイプの混合装置も使用できることが理解される。
【０１１２】本発明の第二の局面によれば、図４〜６に
模式的に示されるように、このバンドLは、２個の相補
的なストリップL1およびL2に、例えば、縦方向に等しく
分割できる。これらの各ストリップは、例えば、図４の
右方向に向かう、デバイス10の移動中に、同時に、この
ポリウレタン材料および強化繊維の流れで覆うことがで
きる。
【０１１３】本発明のこの第二の局面によれば、このポ
リウレタンおよび繊維の混合物42は、この装置の放出ダ
クト12から出た材料42の流れを曲げるかまたは逸らす適
切な吹出ノズル43および44を使用することにより、従来
の混合デバイスを用いて得られるよりも２〜３倍大きな
バンドLで、配置することができる。これらの吹出ノズ
ルは、例えば、１個以上の側面で、または、このバンド
Lの縦方向に対して、相対する側に、配置してもよい。
吹出ノズル43、44はまた、断続様式または連続様式で、
圧縮空気源45に選択的に接続できる。
【０１１４】ノズルを１個だけ使用して、この混合ヘッ
ド12の往復運動の振動数よりも高い振動数に設定された
エアジェットによって、材料42の流れをこの混合装置の
一側面に逸らすことが可能であるが、一般には、この放
出ダクト12の出口穴の回りに変化をつけて配列した２個
以上の吹出ノズルを使用するのが、好ましい。例えば、
２個のノズル43および44は、図５では、互いに対向する
ように模式的に示されており、その結果、材料42の流れ
は、右、左または別の方向に、交互に逸らすことができ
る。この配列により、このポリウレタン材料を、縦バン
ドLの２個のストリップL1およびL2のいずれかまたは両
方に、実質的に同時かつ均一に分配することが可能とな
る。
【０１１５】それゆえ、図５および６の例によれば、こ
れらの２個の吹出ノズル43および44は、例えば、ソレノ
イド弁46または他の適切な弁(これは、これら２個のノ
ズル43および44の間で、その空気の流れを停止するかま
たは急速に変えることができる)によって、圧縮空気源4
5と接続されている。この全操作工程は、論理制御単位4
7により、管理できるかまたは制御できる。
【０１１６】これら２個のノズル43および44は、この放
出ダクト12の出口開口部の下に配置でき、装置10に固定
されるかまたは装置により支持される。これらの吹出ノ
ズル43および44は、この混合物の流れから適切な距離で
配置できる。必要なら、これらのノズルは、装置と共に
この材料42の流れの所望の側面偏向を確保する位置に移
動するために、調節可能な様式で、取り付けることがで
きる。
【０１１７】この材料42の流れの側面偏向の制御および
調節は、これらのノズル43および44の正確な位置決めま
たは調節によるだけでなく、例えば、圧縮空気の圧力お
よび流れを変えるかまたは調節することにより、達成で
きる。この鋳型の設計または製造される製品に依存し
て、このエアジェットの圧力は、変えたり、または完全
に停止したりできる。異なる設計のノズルは、同一のエ
アジェットの形状を変えることができる。
【０１１８】本発明のこの第二の局面によれば、この装
置の操作は、縦バンドL(これは、ある時点では、その幅
の実質的に半分に低減される)に沿った強化繊維を含有
するポリウレタン混合物の堆積に関して、図４〜６に示
すように、以下に簡単に記述する。
【０１１９】最初に、図４の実線で示すように、この鋳
型40の上部左隅に、混合デバイス10を置く。適切なポリ
ウレタン化学物質を供給し、この混合チャンバ11で混合
し、液状ポリウレタン材料の得られた混合物を、この放
出ダクト12にて、この強化繊維７と混合する。この混合
デバイス10を移動させ、ノズル43および44の両方を、バ
ンドLの第一の部分に沿って、交互に作動させると、そ
の結果、この放出ダクト12から出た材料42の流れは、こ
のノズル43および44により発生した交互エアジェットに
より、左右に繰り返し逸れていく。このようにして、図
５および６に示すように、この混合デバイス10の第一の
ストロークの間に、ストリップL1およびL2の両方にて、
このデバイス10がこのバンドLの最も狭い部分に達する
時点まで、実質的に同時に、このバンドLの全幅を、こ
の材料42の流れで覆うことができる。
【０１２０】このバンドLの狭い部分では、２個の空気
吹出ノズル43または44の１個が瞬間的に作動停止される
か、またはこの空気流が一部低減できる。一旦、この混
合デバイス10が、その移動経路の最後に達すると、それ
は、図４の破線で示すように、その隣接バンドに側方シ
フトし、次いで、ノズル43および44の２個の交互エアジ
ェットを再び作動させて、この鋳型の全長に沿って動
き、そうして、この鋳型40のキャビティ41の全表面が覆
われるまで、動く。
【０１２１】サイズの大きい製品の製造中には、この混
合デバイス10の往復運動は、およそ１秒またはそれより
少し長いオーダーであり得る。結果的に、この交互エア
ジェットがノズル43および44によって発生する振動数
は、比較的に高くなければならない。例えば、特定の製
造に対する、このソレノイド弁46や強化材料の特性、そ
の流速または他の工程必要条件(これらは、当業者に周
知である)に依存して、このエアジェットノズルから生
じる振動数は、約20 Hzと60 Hzまたはそれ以上との間で
あり得る。
【０１２２】例示の実施態様では、これらのノズル43お
よび44は、互いに対向して配列され、この材料42の流れ
についての放出ダクト12の軸に直角に方向付けられてい
る。しかしながら、該ノズルまたはさらなるノズルまで
が、異なる様式で配列でき、方向付けることができる。
例えば、これらのノズル43、44は、この放出ダクト12の
軸と角度をつけて、この鋳型または下に置いた基材に向
けて方向付けることができる。いずれの場合にも、充填
材料および/または強化材料を含有するポリウレタン材
料を製造し、この混合装置の各ストロークの間に、従来
の装置を用いて得られるバンドよりも著しく幅が広く非
常に大きなバンドを覆うことができる。それゆえ、この
改良により、強化ポリウレタン材料を、鋳型の全表面に
噴霧しまたは配置するのに必要な時間を、顕著に低減す
ることが可能となる。また、この全装置の往復運動速度
を低減することも可能である。他方、この改良により、
この装置が、充填材料および/または強化材料をポリウ
レタン混合物に充分に確実に充填しつつ、さらに幅の広
い表面を覆うことが可能となり、任意の鋳型または下に
置いた基材のキャビティに、実質的に均一に分配するこ
とが可能となる。
【０１２３】図７を参照して、本発明のさらに他の実施
態様を説明する。吹出ノズル43、44は、ここで示すよう
に、低圧混合デバイスまたは撹拌機に適用されている。
【０１２４】図７の例によれば、この混合機は、実質的
に、カバー51で閉じた中空体51を有し、これは、出口53
を有する混合チャンバ52を規定する。
【０１２５】この混合チャンバ52の内部では、ローター
部材54が設けられ、回転するシャフト55により、モータ
ー(図示せず)に接続されている。図７の実施態様では、
このローター54には、このローター54の軸54'と１個以
上の同軸円周上に配列した１組のピン55が設けられ、こ
れらのピン55は、この混合チャンバ52の底部壁57から突
出している１組のピン56と相互に噛み合っている。図７
の参照符号58および59は、この混合チャンバ52で混合さ
れる化学成分用の入口開口部を示している。
【０１２６】本発明の図７の実施態様によれば、吹出ノ
ズル60、61は、この混合チャンバ52の出口53にて、エア
ジェットを発生させ、この混合チャンバから出口穴53を
通って流出したポリウレタン混合物の流れを側方に逸ら
すために、再び設けられる。
【０１２７】これらの吹出ノズル60、61は、図５の例で
上述したように、制御単位64の制御下にて、制御弁63に
より、圧縮空気源62と接続されている。
【０１２８】本発明を、その最も実用的で好ましい実施
態様であると現在考えられるものに関連して説明してき
たが、本発明は、開示した実施態様に限定されず、反対
に、添付の請求の範囲の精神および範囲内にて、種々の
変更および等価な手段を含むことを意図している。
【０１２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、充填剤
を含有するポリウレタン材料の成形部品を製造する高圧
自己洗浄混合装置が提供される。この混合装置は、簡単
な設計で非常に軽量な装置に対する必要性に答える。こ
の設計はまた、装置の運動の反転または変化の各々の際
に、加速に対する大きな抵抗を生じることなく、急速な
変位を可能にする。
【０１３０】本発明の別の局面によれば、混合装置の内
での充填剤の充填を改善する混合装置が提供される。こ
の充填は、その成形部品において、充填剤が成形複合部
品のポリウレタン材料に強く結合するような、高乱流条
件下にて起こる。
【０１３１】本発明のさらに別の局面によれば、実用的
で普遍的な使用のための高圧自己洗浄混合装置が提供さ
れる。任意のタイプまたは性質の流動化充填材料が、流
れに乗せて輸送する空気流によって、この装置にさらに
供給できる。
【０１３２】従って、本発明の装置は、多くの用途に使
用できる。例えば、それは、広範囲の機械部品または構
造部品を成形する際に使用できる。この装置はまた、剛
性タイプおよび可撓性タイプの両方の膨張発泡体に使用
でき、この発泡体では、充填剤は、新規材料、再使用材
料または再生材料で有利にあり得、よって、より経済的
で比較的低コストの成形部品の製造を可能にする。
【０１３３】本発明の別の局面によれば、ポリウレタン
材料の製造のための方法および装置が提供され、ならび
に、短時間で、基材または鋳型のキャビティの大領域
に、この混合物の堆積が得られる。本発明の方法によれ
ば、堆積の間にわたって、この混合物を均一に分配しつ
つ、比較的短時間の内に行うことができる。これらの全
ては、混合装置自体を移動させるための面倒で複雑な操
作システムなしに、達成される。
【０１３４】本発明の局面によれば、上で定義されるよ
うな方法および装置であって、混合装置が比較的低速で
移動でき、よって、この装置の運動の慣性現象および反
転または変化に関連した問題を低減した方法および装置
が提供される。
【０１３５】本発明のさらに別の局面によれば、上で定
義されるようなポリウレタン材料を製造する方法および
装置であって、さらに、噴霧した材料または堆積した材
料の均一な分配を可能にしつつ、また、特性の良好な製
品を製造し、この装置から、例えば鋳型に、放出したポ
リウレタン材料および/または流れに乗って輸送された
強化材料の噴霧または堆積の適切な制御を可能にする方
法および装置が提供される。
【０１３６】本発明のさらに別の局面によれば、上で定
義されるような方法および装置であって、その寸法特
性、鋳型または成形部品の形状、およびこの装置とその
表面で堆積が生じる鋳型との間で必要な相対運動に依存
して、ポリウレタン材料および/または流れに乗って輸
送された強化材料の堆積の制御を可能にする方法および
装置の両方が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った高圧混合装置の第一の実施態様
の縦方向断面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図である。
【図３】本発明に従った装置の混合チャンバの第二の実
施態様を示す拡大詳細図である。
【図４】本発明に従った方法を例示する、エアジェット
が設けられた、鋳型および高圧混合装置の上面図であ
る。
【図５】鋳型に放出される材料の流れの一側面にエアジ
ェットを発生させる際の図４の線Ｖ−Ｖに沿った断面図
である。
【図６】図５で示した側と反対側に発生させたエアジェ
ットを用いる、図５と類似の断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施態様を例示する、エア
ジェットを用いた低圧混合装置の断面図である。
【符号の説明】
10 本体 11 混合チャンバ 12 放出ダクト 13 洗浄部材 27 洗浄部材 30 軸穴(供給チャンネル) 43、44 吹出ノズル 52 混合チャンバ 60、61 吹出ノズル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｆ 15/00 Ｂ０１Ｆ 15/00 Ｄ Ｂ２９Ｂ 7/86 Ｂ２９Ｂ 7/86 Ｂ２９Ｃ 45/18 Ｂ２９Ｃ 45/18 // Ｂ２９Ｋ 75:00 (71)出願人 598066293 65， Ｖｉａ Ｇ． Ｆｅｒｒａｒｉｓ, 21042 Ｃａｒｏｎｎｏ Ｐｅｒｔｕｓ ｅｌｌａ（ＶＡ） Ｉｔａｌｙ

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 強化ポリウレタン混合物を製造する高圧
    自己洗浄混合装置であって、この装置において、ポリウ
    レタン混合物に流動化充填材料を配合し、該装置は、以
    下を含む：少なくとも、第一および第二のポリウレタン
    成分を混合するための混合チャンバ；放出ダクト（該混
    合チャンバが該放出ダクトの後部末端に開口してい
    る）；該混合チャンバを閉じる進行位置と、該混合チャ
    ンバを該放出ダクトに向かって開く後退位置との間で、
    該放出ダクトにて往復運動可能な細長い洗浄部材；およ
    び流動化充填材料を供給する供給チャンネルであって、
    該洗浄部材に対して縦方向に伸びている該供給チャンネ
    ル；ここで、該供給チャンネルは、該混合チャンバの出
    口開口部に近接した該放出ダクトの後部末端にて、混合
    領域に開き、そしてここで、該ポリウレタン混合物は、
    高乱流条件下にて、該混合チャンバから該放出ダクトへ
    と出る。
  2. 【請求項２】 前記供給チャンネルが、前記細長い洗浄
    部材を備えた１つの単一部分として提供される、請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記混合チャンバから出る前記ポリウレ
    タン混合物の流れを逸らす手段を含み、該流れを逸らす
    手段が、前記洗浄部材の前方末端に配設されている、請
    求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記流れを逸らす手段が、前記放出ダク
    ト中の前記混合物の流れ方向にテーパリングした円錐表
    面を含む、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記円錐表面が、前記放出ダクトの後部
    末端にて、前記ポリウレタン混合物を分配するための環
    状チャンネルを規定する、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記混合チャンバの出口開口部に対し
    て、前記洗浄部材の前方末端の位置を調節する手段をさ
    らに含む、請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記洗浄部材が、制御シリンダーの往復
    運動ピストンに接続されており、それにより、該洗浄部
    材の停止位置を、該洗浄部材の該制御シリンダーの該往
    復運動ピストンの後退位置に調節する手段をさらに含
    む、請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記放出ダクトが、その直径の２倍以下
    の長さを有する、請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記供給チャンネルが、前記放出ダクト
    の軸に対して、前記洗浄部材の一側面に縦方向に伸びた
    穴により、提供される、請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記洗浄部材の前記縦穴が、前記混合
    チャンバの出口開口部と反対側の前記放出ダクトの側面
    にずらされている、請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 繊維強化ポリウレタン材料を製造する
    高圧自己洗浄混合デバイスであって、該装置は、以下を
    含む：少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分
    を混合するための混合チャンバ；第一の洗浄部材、およ
    び該混合チャンバにて該第一の洗浄部材を往復運動させ
    る第一の制御手段；該混合チャンバの出口開口部に向け
    て角度をつけて伸びている放出ダクト；第二の洗浄部
    材、および該放出ダクトにて該第二の洗浄部材を往復運
    動させる第二の制御手段；該放出ダクトの該洗浄部材
    で、前進状態および後退状態から移動可能に支持された
    繊維供給チャンネルであって、該第二の洗浄部材中で、
    縦方向に伸びており、該第二の洗浄部材の後退状態で、
    該混合チャンバの出口開口部と近接して、軸方向に開口
    している該繊維供給チャンネル；および該放出ダクトの
    縦方向にて、該混合チャンバから出たポリウレタン混合
    物の流れを逸らすための、該第二の洗浄部材の前部末端
    における表面部材。
  12. 【請求項１２】 前記ポリウレタン混合物の流れを逸ら
    す前記表面部材が、前記放出ダクトの前記洗浄部材の前
    方末端に円錐表面を含む、請求項１１に記載の高圧混合
    デバイス。
  13. 【請求項１３】 前記ポリウレタン混合物を前記混合チ
    ャンバから前記放出ダクトに分配するための環状チャン
    ネルをさらに含み、該環状チャンネルが、前記第二の洗
    浄部材の円錐形の先端部と、該混合チャンバの前記出口
    開口部に近位の該放出ダクトの後部表面との間に設けら
    れている、請求項１１に記載の高圧混合デバイス。
  14. 【請求項１４】 前記混合チャンバの前記出口開口部を
    絞る調節可能な絞り部材をさらに含み、それにより、該
    絞り部材が、前記放出ダクトの前記洗浄部材を含む、請
    求項１１に記載の高圧混合デバイス。
  15. 【請求項１５】 前記繊維供給チャンネルが、前記洗浄
    部材の一側面にて、前記放出ダクトに対して縦方向に伸
    びている、請求項１１に記載の高圧混合デバイス。
  16. 【請求項１６】 前記放出ダクトの前記洗浄部材に対す
    る前記制御手段が、制御シリンダーの往復運動ピストン
    を含み、 それにより、前記繊維供給チャンネルが、前記放出ダク
    トに対する前記洗浄部材を備えた単一部分として、その
    後部末端にて、該制御シリンダーの該ピストン部材を通
    って伸びている、請求項１１に記載の高圧混合デバイ
    ス。
  17. 【請求項１７】 強化ポリウレタン材料を製造する方法
    であって、該方法は、以下の工程を包含する：少なくと
    も、第一および第二のポリウレタン成分の流れ混合物を
    提供する工程；該流れ混合物を、充填材料の流れと配合
    する工程；充填剤とポリウレタン混合材料との生成流れ
    を、形造表面に分配する工程；および生成流れを該分配
    の間に、該材料流れを少なくとも１個のエアジェットと
    衝突させることにより、側方に逸らす工程。
  18. 【請求項１８】 前記生成流れを、断続的エアジェット
    で逸らす工程をさらに包含する、請求項１７に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記生成流れが、反対方向に交互に逸
    らされる、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記生成流れが、約20 Hzより高い振
    動数で、断続的エアジェットで逸らされる、請求項１８
    に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記断続的エアジェットの振動数が、
    約20 Hz〜約60 Hzの範囲である、請求項２０に記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記生成流れが、約60 Hzより高い振
    動数の断続的エアジェットで逸らされる、請求項１８に
    記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記生成流れが、連続的エアジェット
    により、側方に逸らされる、請求項１７に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記生成流れが、混合デバイスによ
    り、同一の該混合デバイスの往復運動によって、下に置
    かれた形造表面上に逸らされかつ分配され、前記エアジ
    ェットが、該混合デバイスの該往復運動より高い振動数
    を有する、請求項１７に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記エアジェットの少なくとも１個
    が、前記混合デバイスの運動の間に、所定位置にて一時
    的に中断される、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 ポリウレタン混合物を製造する混合装
    置であって、該装置は、以下を含む：混合チャンバと該
    混合チャンバからのポリウレタン混合物の流れに対する
    放出ダクトとを有する混合デバイス；および該混合デバ
    イスにより送達した混合材料の生成流れを側方に逸らす
    エアジェット発生手段。
  27. 【請求項２７】 前記エアジェット発生手段が、少なく
    とも１個のエア吹出ノズルを含み、それにより、該ノズ
    ルが、形造表面上に送達された混合材料の生成流れの側
    面に、エアジェットを衝突させる、請求項２６に記載の
    混合装置。
  28. 【請求項２８】 前記エアジェット発生手段を圧縮空気
    源と接続するバルブ制御手段をさらに含む、請求項２６
    に記載の混合装置。
  29. 【請求項２９】 配合材料の前記生成流れの反対側の側
    面にエアジェットを発生させる、少なくとも第一および
    第二の吹出ノズルをさらに含み、 該吹出ノズルを圧縮空気源に選択的に接続するプログラ
    ム化制御手段をさらに含む、請求項２６に記載の混合装
    置。
  30. 【請求項３０】 前記制御手段が、前記ノズルを前記圧
    縮空気源に交互に接続するようにプログラム化されてい
    る、請求項２９に記載の混合装置。
  31. 【請求項３１】 前記吹出ノズルが、調節可能な様式
    で、前記混合デバイスにより支持されている、請求項２
    ７に記載の混合装置。
  32. 【請求項３２】 前記吹出ノズルが、方向付け可能な様
    式で、前記混合デバイスにより支持されている、請求項
    ２７に記載の混合装置。
  33. 【請求項３３】 前記吹出ノズルが、配合材料の前記生
    成流れに対して、直角に方向付けられている、請求項２
    ７に記載の混合装置。
  34. 【請求項３４】 前記材料が下に置かれた形造表面上に
    送達される場合に、前記吹出ノズルが、配合材料の前記
    生成流れの方向に向けて角度をつけて方向付けられてい
    る、請求項２７に記載の混合装置。
  35. 【請求項３５】 前記制御手段が、配合材料の前記生成
    流れの側面にて、エアジェットの同時発生または交互発
    生のいずれかを選択的に可能にするように、プログラム
    化される、請求項２９に記載の混合装置。
  36. 【請求項３６】 前記混合デバイスが、高圧混合デバイ
    スである、請求項２６に記載の混合装置。
  37. 【請求項３７】 前記混合デバイスが、低圧混合デバイ
    スである、請求項２６に記載の混合装置。
  38. 【請求項３８】 前記充填材料を供給する手段が、前記
    放出ダクトおよび該放出ダクトへの開口部に対して、同
    軸的に配列した供給導管を含む、請求項２６に記載の混
    合装置。
  39. 【請求項３９】 前記充填材料を供給する手段が、前記
    混合デバイスの側面の側方に配列される、請求項２６に
    記載の混合装置。
  40. 【請求項４０】 強化ポリウレタン混合物を製造する混
    合装置であって、該装置は、以下を含む：混合チャンバ
    と該混合チャンバからのポリウレタン混合物の流れに対
    する放出ダクトとを有する混合デバイス；充填材料の流
    れを、該混合デバイスにより送達したポリウレタン混合
    物の流れの中に供給し混合する手段；および該混合デバ
    イスと該供給手段とにより送達した配合材料の生成流れ
    を側方に逸らすエアジェット発生手段。
  41. 【請求項４１】 強化ポリウレタン混合物を製造する高
    圧自己洗浄混合装置であって、該装置は、以下を含む：
    少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分を混合
    するための混合チャンバ；放出ダクト（該混合チャンバ
    が、該放出ダクトの後部末端に開口している）；該混合
    チャンバを閉じる進行位置と、該混合チャンバを該放出
    ダクトに向けて開く後退位置との間で往復運動可能な細
    長い洗浄部材；および流動化充填材料を供給する供給チ
    ャンネルであって、該洗浄部材に対して縦方向に伸びて
    いる、該供給チャンネル；それにより、該供給チャンネ
    ルは、該混合チャンバの出口開口部に近接した該放出ダ
    クトの後部末端に開き、 それにより、該ポリウレタン混合物は、高乱流条件下に
    て、該混合チャンバから出て該放出ダクトへと流れ、そ
    して該装置は、該混合デバイスの出口にて、配合材料の
    該流れを側方に逸らすエアジェット発生手段をさらに含
    む。
  42. 【請求項４２】 繊維強化ポリウレタン材料を製造する
    高圧自己洗浄混合装置であって、該装置は、以下を含
    む：少なくとも、第一および第二のポリウレタン成分を
    混合する混合チャンバ；第一の洗浄部材、および該混合
    チャンバで該第一の洗浄部材を往復運動させる第一の制
    御手段；該混合チャンバの出口開口部から角度をつけて
    伸びている放出ダクト；第二の洗浄部材、および該放出
    ダクトで該第二の洗浄部材を往復運動させる第二の制御
    手段；該放出ダクトの該第二の洗浄部材で移動可能に支
    持した繊維供給チャンネルであって、該第二の洗浄部材
    中で、縦方向に伸びており、該第二の洗浄部材の後退位
    置にある該放出ダクトの後部末端にて、該混合チャンバ
    の出口開口部と近接して、軸方向に開口している、該繊
    維供給チャンネル；該混合チャンバから出たポリウレタ
    ン混合物の流れを逸らすための、該第二の洗浄部材の前
    部末端の表面部材；および該混合デバイスの出口にて、
    配合材料の生成流れを側面に逸らすエアジェット発生手
    段。
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