JPS5915423A - 多成分プラスチツク材料、特にポリウレタンを製造するための混合方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金型中へ供給するための多成分グラスチック
材料、たとえばポリウレタンを混合しかつ製造するため
の方法および装置に関するものであり、鎖成分を所定割
合の量で同時に混合室の制限領域へ供給する。

６種もしくはそれ以上の成分を高圧型の混合ヘッドにお
いて混合し、これら成分を高圧かつ所定割合の量で各ノ
ズルへ供給し、これらを混合室の制限領域中に位置する
横方向入口開口部を介して注入するため種々の試みがな
されている。これら入口開口部は一般に互いに対向配置
され或いは仮想対称面の１１１１１部に配置されて、各
成分の微細なジェットが高速度で衝突して完全に混合さ
れるよりにする。混合室における互いに対向した注入ノ
ズルの配置は、一般に充分な混合程度を達成することを
可能にすると共に、２成分のみに対する適尚なノズル配
置を可能にする。したがって、第６成分を他の成分と混
合することは、ノズルまたは成分の入口開口部の位置に
応じて、または成分自身の供給方式に応じて種々の理由
で困難であることが判った。

したがって、化学的に互いに反応しえ々い所定数の成分
を、たとえば貯蔵タンク内で互いに予備混合することに
より、またはこれらを混合室中へ注入する前に１成分を
他成分の供給ダクト中へ導入することＫよル供給するこ
とが提案された。これら解決法はいずれも６成分もしく
はそれ以上の完全かつ均質な混合に対する要求を充分に
満足させることができない。何故ならそれらはたとえば
不均一な混合物をもたらすと共に，たとえば成形物品の
物理的および機械的特性における縞もしくは変動の存在
によシ欠陥部分を有する物品の成形が生ずるからである
。

したがって、本発明の目的は、数種の成分を混合する方
法、特にポリウレタンを成形する方法を提供し、たとえ
ば着色剤、離型剤またはその他種類の成分のよりな第６
成分の混合全２混合装置に対する他の装置もしくは他の
部品を実質的かつ高価に変更または付加する必要なしに
充分かつ完全な全成分の同時混合を可能にするような方
法および手段によって行なわれる。

本発明の他の目的は、本発明の方法によシ操作される多
成分混合装置を提供することであり、成分の同時混合を
行なうよう設計された通常の混合ヘッドを利用すると共
に、第３成分の高度の混合程度を確保する極めてＩＭ単
かつ安価な手段を使用し、第６成分は混合室ｉ＜ｉ２−
ける他の鎖成分の注入領域中へ直接に供給される。

本発明によれば、多成分プラスチック利料、竹にポリウ
レタンの製造における混合方法が提供され，成分は化学
的に互いに反応しつる少なくとも第１および第２の主成
分からなシ、これら成分を出力下に横方白人口開【」部
を介して混合室の１ｂ１］限部分中へ供給する。この方
法は、第６のすなわち副次的成分をチャンバの前記部分
中へ主成分の前記横方向入口開口部の上流かつそれに近
接した個所から供給し、この第５成分の流れを混合室中
へ実質的に混合物の流れ方向へ指向させることを特徴と
する。

さらに、本発明によれば、上記方法による化学成分、特
にポリウレタン材料の製造装置が提供され、この装置は
第１および第１２成分のための横方向入口開口部を設け
た混合室を備える混合ヘッドからなっている。この装置
は第１および第２成分用の前記横方向入口開口部の上流
かつその近接した位置にて混合室中へ開口する第３成分
用の供給チャンネルを備え、ｉ￥１１記供給チャンネル
は混合室の長手軸線に対しほぼ平行な方向に混合室中へ
突入する仁と′ｆｆ：ｌ特徴とする。

−具体例によれば、このチャンネルは混合室中において
後方位置から前方位置まで滑動する制御部材中に作成さ
れ、制御部拐がその後方位置にあるとき第３成分用の供
給ダクトへ接続された開口部に連通ずる。

この解決法の新規性または創作性は、主として第６成分
の供給方式にある。何故なら、物質の流れは混合室また
は第１および第２成分が注入されるその１ｌｆｌＪ限部
分の軸線に沿って平行に混合物の流れ方向に実質上供給
さｔｒ、るがらである。

すなわち、第３成分の流れは、はぼ対向位置にある両側
から他の２成分のジェットにょｐ混合物の最大乱流およ
び速度エネルギの領域において衝突され、その結果第６
成分は完全に分散されかつ他の成分の動的作用にょシ完
全に混合されて、混合室の出口Ｖｒ、、、おいては非混
合部分を含まない完全に均質な混合物が得られる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施「りにつきよシ
詳細に説明する。

第１図を参照して、多成分ノリスチックを製造するため
の本発明による混合方法の一般式原理を説明する。説明
を簡略化するため、以ド、２種の化学成分人およびＪ３
の混合につき記載し、これら成分は互いに反応してポリ
ウレタン物質を生成し、これに第５の成分Ｃを着色剤と
して混合するものであるが、これのみに限定するもので
はない。第１図は高圧力型の混合ヘッド１の１部を示し
、これは混合室２を備えるがその部分２ａのみを示し、
単一成分の注入または導入の領域に制限される。

この混合室はその横表面に第１化学成分Ａおよびそれぞ
れ第２化学成分Ｂのための２つの対向する入口開口部３
訃よび４を備え、これら成分は高圧力の下で上記入口開
口部に整列し九各ノズル５および６へ供給され、これら
ノズルは成分ＡおよびＢを高１ｆに微細化されまたは微
分配されたジェットとして矢印で示す方向にチャンバ２
中へ噴出する。好ましくは、混合室における成分入口開
口部３および４は互いに直径方向に対向し、またはよシ
一般的には同じ混合室２および／または２ａの軸線を含
む仮想の長手対称面７の対向側部に位置する。

公知の種類の混合ヘッドにおいて、高速度エネルギによ
〃互いに衝突する成分へふ・よびＢのジェットは互いに
完全１て混合して著しい′ｉｒＡ、流の領域を形成し、
このよりに形成された混合物自身が混合室から゛流出し
かつ金型中へ供給さノＬる前にその後の混合を助ける。

第３の成分Ｃ，たとえば混合物を着色する物質を本発明
にょ力混入すべき場合は、チャンネル９をヘッド１にま
たはたとえばそれ自体公知の情動部材８（部分的にのみ
図示する）のようなその関連部分に設け、この部材は後
方位置から前方位置まで移動して成分Ａおよび１３の入
Ｉ」開口部３．ｌ、−よび４を開閉する。チャンネル９
は端部の網状部分を備え、この部分は成分人およびＢの
ための入口開口部３および４の上６１しに位置する個所
において上記入口開口部６および４の極めて近傍で混合
室２の部分２ａ中へ開Ｌ１する。

図示したように１ｍ３成分Ｃの供給チャンネル９または
その端部を混合室２′−またけ混合室の部分２ａの長手
軸線に対し平行に指向させ、よシ一般的にはチャンネル
９の出口開口部の軸線は対称面７上に位置する。特に、
成分ＡおよびＢのための入口開口部３および４が対称的
にかつ直径方向に対向して配置される場合、第３成分Ｃ
用の供給チャンネルは上記したように混合室２または混
合室２ａの１部に対し同軸となシ、その結果成分Ｃを上
記各成分のジェットに対し完全に対称的に成分Ａおよび
Ｂの注入個所へできるだけ近接して供給し、実質的に混
合物の流れ方向へ指向させる。夾施した試験から判るよ
うに、成分ＡおよびＢの入口開口部３卦よび４に対する
第３成分供給チャンネル９の対称的配置は成分Ｃの混合
過程を促進すると共に改善し、成分Ｃは得られる混合物
質中に均一に拡散される。この均質混合作用は、成分Ｃ
の流れに対する成分ＡおよびＢの２つのジェットの対称
的かつ直角の配置または実質的にそのような配置が成分
Ｃに両側から衝突してこれを微粒子に破壊すると共に、
これを混合材別全体に均一に拡散させ、さらに局部的に
発生する著しい乱流の作用によって完全に着色された混
合物が得られるという事実によシ説明することができる
。着色剤Ｃのこの流れは、混合材料が移■ｂすると同じ
方向に注入されまたは供給されるという事実によシ、ま
た完全に＃−Ｉ：混合されていないかっチャンバ自身の
形状および寸法に基づいてチャンバの中実軸線に対応す
るより形成されるであろうような材料Ａｉ−よびＢの部
分を混合する作用をする。要するに、第３成分を混合物
の方向へ軸線方向に供給すること杜、この第６成分をプ
ラスチック利料中へ均質混合することを可能にするだけ
でなく、最終混合物を改善するのに役立つ０ 第１図に示した場合、第３または副次的成分Ｃの供給方
向は２種の主要成分Ａおよび１３の供給方向に対し完全
に直角であるが、これらの方向性＃−１，異なることも
でき、すなわち第３成分Ｃの供給方向は注入ノズルまた
は入口開口部３および４の軸線を上方または下方に指向
させることｔこよシ、成分Ａｉ−よびＢの供給方向に対
し９０°　よル大きいまたは小さい角度にすることもで
き、ただし上記副次成分Ｃの供給方向に関し対称配置ま
たは実質的な対称配ｆを保持するものとする。成分Ａお
よびＢの供給圧力における最大低下が注入ノズル５およ
び６において生ずることによフ混合室において比較的低
圧力が発生した場合、第３成分Ｃは比較的低圧力にてか
つチャンバもしくは注入領域２８における圧力よシも僅
かに高い圧力にて供給することもできるが、成る場合に
は第３成分を比較的高圧力で循環させるのが好ましく、
この場合適当なスロットルまたは弁を設けて他の成分に
対する第６成分を良好に計量しうるようにする。

混合室は任意の形状とすることができ、たとえば必要に
応じ直線状、有角状またはＬ字状とすることができ、た
だし上記したように主成分の実質上対称的な供給状態が
常に保たれるようにする。

第２図および第３図は本出願人による従前の特許出願に
記載されたＬ牢屋チャンノくを有する混合ヘッドからな
る混合装置につき本発明の具体例を示しているが、一般
的に下記するものけ任意の高圧力壓の混合ヘッドに適用
することができる。

混合ヘッドはＬ字型混合室を画成する本体１゜を備え、
前記混合室は小さい寸法かつ混合室の第２部分１２に対
し限られた直径の第１チャンバ部分１１を備え、この第
１部分は第２部分に対し、たとえば９０°の角度で配置
され、成分の混合が完結されてこの混合物を金型（図示
せず）の方向へ搬送するのに役立つ。混合室の第１部分
１１に沿ってプラグ１３の形態の制御部材が滑動し、こ
れは復動式シリンダ１３ＡＫよって作動され、主成分Ａ
およびおの入口開口部１４卦よび１５をＩｙ＋］放する
後方位置から開口部１４および１５を閉鎖しかつチャン
バ部分１１が開口してチャンバ部分１２と連通ずる開口
部１６をも閉鎖する前方位置まで図示したようにプラグ
１６を移動させる。図示したように、成分ＡおよびＢの
２つの入口開口部１４ｊｌ−よび１５のそれぞれを対応
する注入ノズル１７および１８に接続し、これへ計量ポ
ンプ１９．２０が高圧力下でタンク２１および２２内に
含有された化学成分を供給する。各成分ＡおよびＢは各
循環経路２３．２４を介してタンク２１．２２へ別々に
再循環させることができ、循環経路をたとえば図示した
ようＫ　ｆ１７１Ｊ御部材１３の表面に作成された側部
チャンネルによシ、または他の適当な方法によυ各ノズ
ル１７．１８と連通させることができる。

図示した実施例において、復動シリンダ２６によシ作動
されるプラグの形態の第２制御部材２５がチャンバの他
の部分１１の制御部材１６と連携して混合室の部分１２
中で長手方向に滑動する。この第２制御部材も、図示し
たようにチャンバ部分１１の開口部１６をチャンバ部分
１２の方向へ開放する後方位置から混合室の出口２７を
閉鎖する前方位置（図示せず）ｔで滑動する。

本発明によれば図示したように、主成分ＡおよびＢと混
合すべき第６成分Ｃは上記したように制御部材１６中に
同軸的に作成されたチャンネル２Ｂを通して供給される
。このチャンネル２日はチャンバ部分１１の軸線と整列
し、端部の一方は上記チャンバの方向へ開口すると共に
、他端部は供給ダクトまたは通路２９と連通して第１　
ｔｊｌｌＪ御部材１３が図示した後方位置に存在すると
き成分Ｃを混合ヘッド１０へ供給する。部材１６の他方
の位置において、この接続は破られる６第２図における
参照符号３［１１−Ｊ：、計Ｊ、Ｆｔポンプ６１によシ
供給される第３成分Ｃのタンクを示している。第３成分
のための供給チャンネル２８をプラグ１６中に配置する
ことｔよ、極めて有利であることが証明されｆｃｅｓ何
故なら１本発明による混合方法を極めて簡単な手段によ
り実施することができ、たとえば第６成分Ｃの出口をプ
ラグ１３の端面に対しほぼ接線方向である他の２種の主
成分Ａｉ−よびＢのジェットに対しで自るだけ接近させ
てそれらの間にできるだけ高度に乱流を発生させ、全成
分のよシ均一かつ完全な混合を達成しうるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による混合方法を示す略図、第２図は本
発明の原理を実現化する混合ヘッドの縦断面図。 第３図は第２図の３−３線断面図である。 １・・・混合ヘッド　　　２・・・混　合　室６．４・
・・開口部　　５．６・・・ノパズル７・・・対　称　
面　　８・、、ｉ動部材９・・・チャンネル　１０・・
・本　　　体１１．１２・・・　チャンバ部分　１３・
・・制　御　部　材１４．１５・・・　開　口　部　　
１７．１８・・・注入ノズル１９．２０・・・計量ポン
プ　　２１．２２・・・タ　ン　り：２５．２４・・・
循環経路　２５・１．第２１１＋制御部月２６・・・ク
リンダ　２７・・・出　　　口２８・・・チャンネル　
３０・・・通　　　路３１・・・計量ポンプ 「　糸Ｊ５　　ネ市　＋Ｅ　　’円： １ｌｆ（Ｔ１．Ｉ　５８イ）　５月２４１」’１６許庁
ｌ岳官　　名　杉　　和　夫　　殿１、串（１１の表示 昭和５８年特許願第　６０６４１　　吋２、発明の名称 多成分プラス１−ツク月シ；」、特に＋ｇリウレタン停
製漬“４イ〕だめの混合方法およびＪＡ置 ３、ン市ｉ１Ｅをする一Ｈ 事（１１トノ関ＩＭ　　　　特ｔｉ’ｌ出１９ｒｔＡ名
ｆｉ＋、　　　アフｒＩス　ソン上タ　ペル　ア−１’
−ｕ’−：’−（国削）　　　　　　　　　（イタリア
国）４、代　理　人 に、輔正の内容 （２）市ｔり図面別♀１賭汁１ （３）　　刀１ｍ匂名１寸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　化学的に相互反応することができ、横方向入
   口開口部を介して混合室の制限領域中へ圧力下に供給さ
   れる少なくとも第１および第２の主成分からなる多成分
   プラスチック材料、特にポリウレタンを製造するに際し
   、副次的成分を前記混合室部分中へ主成分の前記横方向
   入口開口部の上流かつ近接した位置から供給し、前記副
   次的成分の流れを混合室中へ実質的に混合物の流れ方向
   に指向させることを特徴とする混合方法。 （２）副次的成分の流れを混合室の制限部分の軸線に対
   し実質的に平行な方向に供給する特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 （３）副次的成分の供給流れ方向が、混合室またはこの
   混合室の制限部分の長手方向対称軸線に一致する特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 （４）副次的成分を、主成分の横方向入口開口部の軸線
   に対しほぼ９０　の角度を形成する方向に供給する特許
   請求の範囲第１項記載の方法６ （５）第１およびｔｇ２の主成分のための横方向入口開
   口部を設けた混合室を備える混合ヘッドからなシ、前記
   混合ヘッドは主成分の前記横方向入口開口部の上流かつ
   近接した位置にて混合室中へ開口する副次的成分を供給
   するための供給チャンネルを備え、この供給チャンネル
   は混合室の長手方向軸線に対しほぼ平行な方向に混合室
   中へ突入することを特徴とする化学成分、特にポリウレ
   タンの混合装置。 （６）　　混合ヘッドが制御部材を備え、このｔｌｔｌ
   Ｊ御部材は主部材の横方向入口開口部を閉鎖する前方位
   置から、前記横方向開口部を開放する後方位置まで前記
   混合室中を滑動し、前ｎＣ副次的成分用の供給チャンネ
   ルを前記制御部材中に配置する特許請求のｊ１＋α囲第
   ５項記載の装置〇（７）　　副次的成分用の供給チャン
   ネルが、混合室のほぼ軸線方向に混合室中べ開口する１
   端部を備え、供給チャンネルの他端部はｉＩｔ＋御部材
   がその後方位置にあるとき副次的成分用の供給ダクトに
   連通ずる特許請求の範囲第５項記載の装置。 （８）制御部材における供給チャンネルの端部が、主成
   分注入用の制限領域を画成する混合室部分の軸線ＶＣ整
   列する特許請求の範囲第６項記載の装置。 （９）混合室が直線形状を有する特許請求の範囲第６項
   記載の装置。 （１０）　　混合室がＬ字形状を有し、主成分の横方向
   入口開口部が開口しかつ制御部材が滑動する第１チャン
   バ部分と第１チヤンパ部分に対し有角配位されかつ第２
   制御部材が滑動する第２チャンバ部分とを備える特許請
   求の範囲第５項記載の装置。 （１１）副次的成分用の供給チャンネルが、主成分用の
   横方向入口開口部の軸線に対しほぼ９０。 の角度を形成する方向に混合室中へ開口する特許請求の
   範囲第５項記載の装置。 （１２》　　副次的成分用の供給チャンネルが、主成分
   用の横方向入口開口部に対しほぼ接線方向の平面上にて
   混合室中へ開口する特許請求の範囲第５項記載の装置。