JPS5923987B2 - 気泡重合体物品を成形する方法および装置 - Google Patents

気泡重合体物品を成形する方法および装置

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JPS5923987B2
JPS5923987B2 JP56130378A JP13037881A JPS5923987B2 JP S5923987 B2 JPS5923987 B2 JP S5923987B2 JP 56130378 A JP56130378 A JP 56130378A JP 13037881 A JP13037881 A JP 13037881A JP S5923987 B2 JPS5923987 B2 JP S5923987B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重合物品を液体化学先駆物質から成形する方
法卦よび装置に関する。
反応射出成形（ＲＩＭ）のような反応成形により成形さ
れる微孔質のウレタン車体パネルの如き高品質の部品を
予測可能にかつ一貫して製造するには、ガス同伴の度合
いを知ることが必要である。
反応射出成形システムで同伴ガスを測定するには従来２
つの方法があつた。その１つの方法（例えば米国特許第
４１５７４２７号）は、同伴しているガスの量を決定す
べく、核生成された液体先駆物質の比重を測定する。こ
＼で、ガス状であつて型内で膨張する作用剤を成形する
前に成分中に導入することを、核生成と称することがで
きる。もう１つの従来法（例えば、米国特許第４０５０
８９６号）では、同伴ガスを包含する反応成分の体積流
量が第１圧力レベルで測定される。
次に、この反応成分をより低圧の第２圧力レベルにもつ
ていき再び体積流量を測定する。これらの間の流量差は
同伴ガス量の関数である。しかしながら、いずれの従来
方法Ｖｃ卦いても、繊維ガラスの如き充填剤により破損
してしまう高価で複雑な比重又は流量測定装置を用いな
ければならず、液体先駆物質内に固体充填剤が充填され
るシステムでは用いることができなかつた。
これに対して、本発明の方法及び装置ＩＩＣ｝いては、
圧力を測定することによりガス同伴の度合いを決定する
ので、充填剤により破損してしまう比重又は流量測定装
置を用いることを要せず、充填剤が充填されたシステム
でもガス同伴の度合いを決定することができる。しかも
、本発明の方法又は装置に卦いては、核生成されたバル
ク液体成形成分から試料を採取し、該試料の体積を変化
させ、この変化した体積での試料の圧力を測定し、測定
した圧力を所定の所望圧力と比較し、この圧力測定を液
体バルクの核生成を制御すべく用いる工程又は手段を有
して卦り、したがつて、簡潔にかつ有効に同伴ガスの度
合いを決定して同伴ガスの量を適切に制御することがで
きる。公知の装置（例えば米国特許第３６７３８５３号
）Ｖｃ卦いても、液体中のガス量を決定すべく供給ライ
ンから試料を取り出すものがある。
しかしながら、この公知の装置ＩＩＣ卦いては、ガス量
を決定すべく流体を攪拌すると同時に試料容器内の圧力
を減じることにより液体からガスを分離して圧力及び温
度を測定するものであり、本発明のように、ガス同伴反
応成分の試料を取り出し、その試料の体積を変え、変わ
つた体積での圧力を測定し、これを所定の理想圧力と比
較することにより、簡潔に同伴ガスの量を決定し、制御
するものではな、いしたがつて、本発明は成形型内の液
体成分の重合反応により気泡重合体物品を成形する方法
であつて、成形する前に液体成分に加圧されたガスが同
伴するようにした方法Ｖｃ卦いて、液体成分中のガス同
伴は、その試料を取り出し、該試料の体積を第１の体積
から異なる第２の体積に変化せしめ、第２の体積での試
料田力を測定し、 測定された圧力を同様にして処理された液体成分の同様
な試料中の所望量の同伴ガスに対応する圧力と比較し、
この比較を用いて液体成分からのガスの添加または回収
を制御することによつて監視されることを特徴とする、
気泡重合体物品を成形する方法を提供することを目的と
する。
さらに、本発明は、同伴ガスを含む液体化学成分の成形
型内での射出卦よび重合により気泡重合体物品を成形す
るための装置であつて、成形する前に液体成分のバルク
量を加圧状態に保持する容器とバルク量の液体成分中に
ガスを分配する手段とを有する装置に卦いて、液体成分
のガス含有量の監視を行なう監視手段を有し、該監視手
段が既知の第１の体積の試料をバルク量から受取る手段
を備え、試料成分の体積を前記第１の体積から異なる第
２の体積に変化せしめる手段と、第２の体積での成分試
料の圧力を測定する手段と、この測定に基づいて液体成
分のバルク量からのガスの添加または回収を制御する手
段とを有することを特徴とする、気泡重合体物品を成形
するための装置を提供することを目的とする。
本発明は以下の詳細な説明卦よび図面から更によく理解
されるであろう。
図面はウレタン部品を成形するための射出成形システム
のポリオール側の保持卦よび核生成部分を示す。
図示しないが、イソシアネート成分のために同様な装置
が設けられている。ポリオール卦よびイソシアネート成
分は衝突混合せしめられて成形型（不図示）内に射出せ
しめられて部品を作る。図は特に粒子充填ポリオールを
処理するようになされた装備を示す。液体ポリオールは
入口１を介して加圧されたジヤケツト付タンク２内へと
送り出されて１／１６インチ（１．５８１ｍ）の破砕さ
れたガラス繊維等の充填剤と５０重量パーセントまで混
合せしめられる。
タンク２内の材料はモータ４または他の適当な手段によ
り駆動される攪拌器３ＶＣ．よつて連続的に撹拌される
。タンク２の底の出口７から頂部に近い入口８へと成分
を連続的に再循環せしめるためのポンプ６を組込んだ第
１の再循環管路５が設けられて卦り、流れは矢印で示し
た方向に流れる。２つの窒素源を設けることは必ずしも
必要ではないが、本実施例Ｖｃ卦いては、反応混合物に
バルク量の窒素を導入するために第１窒素源が設けられ
、窒素の圧力が低すぎる場合に、反応混合物に要求され
る少量の窒素を与えるために第２窒素源が設けられてい
る。
タンク圧力よりも高い圧力の第１の窒素源９が充填剤が
加えられたポリオール中に窒素を初期に急速に導入する
ために設けられている。窒素は制御器手段１１ＶＣより
作動される弁１０を介して送り出される。窒素源９と再
循環管路５との間にはポリオール成分の窒素源９内への
逆流を防ぐために逆止め弁１２が設けられている。ポリ
オールは１３１ｆＣ卦いて再循環管路から引出されて高
圧衝突混合ヘツド（不図示）の一方の入口へと送り出さ
れそこで成形型（不図示）内へ射出されるべく準備され
たイソシアネート成分と結合せしめられる。ポリオール
卦よび充填剤がタンク２へ導入された後に攪拌器３が作
動され源９からの窒素は弁１０を介してポリオール中に
急速に拡散せしめられる。任意のときのタンク２内のポ
リオール−ガラス・スラリ中に実際に同伴するガスの量
は管路５と平行で接合部１５ＶＣ卦いて管路５へと連結
する第２の再循環管路１４で決定される。
管路１４はタンク２内のバルクから比較的少量のポリオ
ール試料を引出してそれをガス同伴のためにテストする
ようになされている。試料採取再循環管路１４は試料採
取シリンダ１６と減圧シリンダ１７とを有する。
シリンダ１６卦よび１７内には試料採取ピストン１８卦
よび減圧ピストン１９がそれぞれ往復動可能で摺動自在
に保持されている。試料採取ピストン１８は連結杆２１
ＶＣ．より駆動ビストン２０ＶＣ取り付けられている。
ピストン１８は流体圧シリンダ２２内に収容された駆動
ピストン２０１ｆＣより作動される。調整空気源２４か
らの管路２３内の正の空気王力はピストン２０それ自体
を試料採取ピストン１８と同様に後退せしめる。空気源
２４からの管路２５内の正の空気圧力はピストン２０そ
れ自体を試料採取ピストン１８と同様に前進せしめる。
管路２３｝よび２５内の調整空気の流れはソレノイド作
動される弁２６卦よび流れ調整器２７，２８により制御
される。同様に、減圧ピストン１９は連結杆５０ＶＣよ
り減圧駆動ピストン４９ＶＣ取り付けられている。ピス
トン１９は流体圧シリンダ２９内に収容された駆動ピス
トン４９ＶＣより作動される。調整空気源２４からの管
路３０内の正の空気圧力はピストン４９それ自体を減圧
シリンダ・ピストン１９と同様に後退せしめる。管路３
１内の正の空気圧力はピストン４９それ自体を減圧ピス
トン１９と同様に前進せしめる。管路３０卦よび３１内
の調整空気の流れはソレノイド作動される弁３２卦よび
流れ調整器３３，３４ｆ１Ｃより制御される。空気管路
２３卦よび３０には空気弁作動による騒音を消すために
マフラ３５が取り付けられている。試料採取シリンダ１
６と減圧シリンダ１７は管路１４の一部である導管５２
により圧カトランスジユーサ５１と流体回路を成してい
る。
トランスジユーサ５１は導管５２内のゲージ圧力を測定
する。圧カトランスジユーサ５１、試料採取シリンダ１
６卦よび減圧シリンダ１７は空気弁作動器３７を制御す
るソレノイド作動される弁３６ＶＣより作動される玉弁
５３を閉鎖することによりタンク２から隔離される。管
路１４の帰路部分内には圧カトランスジユーサ５１の下
流に卦いて、サイクルの圧力測定部分時に試料採取シリ
ンダ１６卦よび減圧シリンダ１７内へのポリオールの逆
流を防ぐために逆止め弁３８が設けられている。タンク
２内のポリオール−ガラス・スラリ中のガス同伴の測定
は以下のようになされる。試料採取シリンダ・ピストン
１８卦よび減圧シリンダ・ピストン１９は、ソレノイド
作動される弁２６卦よび３２を作動して調整された加圧
空気を調整器２８卦よび３４を介して管路２５卦よび３
１内へとそれぞれ流入せしめることにより完全前進閉鎖
位置（実線位置）ＶＣ移動される。
次いでソレノイド２６がスイツチされると、それは管路
２５内の正の空気圧力を遮断してそれを管路２３内へ導
入する。試料採取シリンダ駆動ピストン２０は後退し（
破線で示すごとく）、試料採取シリンダ１６内の試料採
取ピストン１８を開放位置へと引込めさせポリオールを
玉弁５３（このとき開放位置にある）を介してシリンダ
１６内へと流入せしめる。杆２１上に担持されたストツ
バ３９が制限スイツチ４０を打つと、玉弁５３は閉じソ
レノイド作動される弁３２がスイツチする。正の空気圧
力が管路３１から管路３０へと移されて駆動ピストン４
９卦よび減圧ビストン１９を後退せしめる。減圧ピスト
ン１９は杆５０上に担持されたストツバ４１が制限スイ
ツチ４２を打ちタイマ４３を作動するまでシリンダ開放
位置へと後退せしめられる。シリンダ１７内の減圧ピス
トン１９の後退前に卦いては、試料採取シリンダ１６内
のポリオールの圧力は実質的にタンク圧力にある。減圧
シリンダ・ピストン１９を後退せしめると初期にポリオ
ールが占めた有効体積が増大する。加圧された同伴ガス
を含むポリオール・スラリは前記増大した体積へと膨張
して、導管５２内の試料圧力を減少せしめる。この減少
した圧力はタンク圧力より低いので逆止め弁３８は閉じ
る。圧カトランスジユーサ５１！ＩＣより測定された導
管５２内の圧力はタイマ４３ＶＣより計時されるごとき
減圧後の一定時刻にチエツクされる。この測定された圧
力は比較器４４ＶＣシいて理想的な圧力と比較される。
理想的な圧力とは、正確な量のガスが同伴しそれから作
られる成形物に所望の結果を発生する先駆成分の同様な
方法で測定された同様な試料の圧力である。理想的な圧
力は通常特定の充填剤レベルに卦いて特定の成分に対し
て実験的に決定される。ガス同伴の度合いを試料の制御
された膨張に関して述べたが、その代りに試料を圧縮し
てもよい。試料圧縮は試料採取室または他の同等物Ｖｃ
卦けるビストンにより試料の初期体積を効果的に減少せ
しめることによつて変形された再循環システム内で達成
される。その場合には、圧縮後の一定時刻に圧縮された
試料の圧力を測定するための手段が設けられる。試料の
測定された圧力が理想よりも低い場合には、第２窒素源
４５からより多くのガスが液体に同伴する。
圧力が高過ぎる場合には、例えば入口１を介してシステ
ムに追加の成分を加えるか、撹拌器３を低速にするか、
またはタンク２を通気せしめることによりガス同伴の度
合いを低下せしめる。比較器４４と結合した制御器４６
は弁４７を介して第２窒素源４５からの窒素の流れを制
御して再循環するポリオール中のガス同伴をゆつくりと
増大せしめる。逆止め弁４８は第２窒素源４５内へのポ
リオールの逆流を防止する。ガス測定試料採取サイクル
が一旦完了すると、試料採取シリンダ・ピストン１８卦
よび減圧シリンダ・ピストン１９は完全前進位置に復帰
して、膨張したポリオール試料を接合部１５ＶＣ卦いて
管路５内へと注ぐ再循環管路１４内へと逆止め弁３８を
介して押込む。
以後、サイクルは所要に応じて周期的に繰返される。図
に示した型式の装置を用いて繊維ガラスで補強された自
動車クオータ一・パネルを成形するための典型的なシス
テムに卦いては、ポリエーテル・ポリオールとエチレン
・グリコールとの混合物が撹拌された７５ガロンタンク
内に導入された。
この混合物は種々の操業時間時！ＩＣ４５重量パーセン
トまでの量の１／１６インチ（１５，８ｍｍ）ガラス繊
維が充填された。約１００ｐｓｉ（６８９．５ｋｐａ）
の窒素が有孔鋼管を介して再循環管路内のポリオール中
に導入された。タンクは約４０〜５０ｐｓｉ（２７５．
８〜３４４．７ｋｐａ）の圧力（タンク圧力Ｚの窒素で
ガスシールされた。ポリオールは成形のために必要に応
じて再循環管路から引出された。直径４インチ（１０１
．６關）の孔卦よび４インチ（１０１．６１Ｗ！）行程
を有する往復動ピストンをそなえた試料採取シリンダを
収容した第２の平行な再循環管路を設けた。ピストンを
後退せしめることにより、試料をタンクから試料採取シ
リンダ内へ周期的に引出した。取出された試料は実質的
にタンク圧力であつた。次いで、システムの残りの部分
から試料採取シリンダを閉鎖し、しかる後、その有効体
積を第２のシリンダ内に摺動自在に保持された減圧ピス
トンを後退させることによつて増大せしめた。減圧シリ
ンダは１．５インチ（３８．１ｍ１）の孔を有し、ピス
トンは２．５インチ（６３．５ｍ１Ｌ）だけ後退せしめ
られた。減圧シリンダを後退せしめた直後の圧力は圧カ
トランスジユーサで測定したところ１０ｐｓｉ（６８．
９５ｋｐａ）よりも低かつた。減圧から６０秒後に、再
び圧力を読取つたところ約２０ｐｓｉ（１３７．９ｋｐ
ａ）であつた。この圧力を特定の成形操業時間に対する
理想的な圧力と比較した。試料圧力が理想よりも低い場
合には、核生成ガスをポリオールに添加した。測定され
た試料圧力が高過ぎるときには、追加のポリオールを加
えた。生産反応射出成形時には、部品が成形されるにつ
れて完全に核生成された成分が保持タンクから断続的に
引出される。
核生成されていない成分が付加される際には、追加の同
伴ガスを導入することが必要である。本発明の主題であ
る装置卦よび方法は、このプロセスを効率的且つ効果的
にするものである。該方法は高価で微妙な流量または比
重測定設備に依存せず、成形サイクルをなんら妨害しな
い。しかも、該装置卦よび方法は、ガラス繊維の如き充
填剤を充填されたシステムに充填されないシステムにも
同様に適合可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施に適した装置の概略図を示す。 〔主要部分の符号の説明〕、２・・・容器、９，１０，
１１，１２・・・ガスを分配する手段、１６・・・第１
の体積の試料をバルク量から受取る手段、１７・・・試
料成分の体積を前記第１の体積から異なる第２の体積に
変化せしめる手段、５１・・・第２の体積での成分試料
の圧力を測定する手段、１，４５，４６，４７．４８・
・・液体成分のバルク量からのガスの添加または回収を
制御する手段、５３，３８・・・試料をバルク量から引
出してそれをバルク量から隔離する手段、４３・・・試
料体積の変化後の経過時間を測定する手段、４４・・・
比較手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 成形型内の液体成分の重合反応により気泡重合体物
    品を成形する方法であつて、成形する前に前記液体成分
    に加圧されたガスが同伴するようにした方法において、
    前記液体成分中の前記ガス同伴は、その試料を取り出し
    、該試料の体積を第１の体積から異なる第２の体積に変
    化せしめ、前記第２の体積での試料圧力を測定し、 前記測定された圧力を同様にして処理された前記液体成
    分の同様な試料中の所望量の同伴ガスに対応する圧力と
    比較し、前記比較を用いて前記液体成分からのガスの添
    加または回収を制御することによつて監視されることを
    特徴とする、気泡重合体物品を成形する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の気泡重合体物品を成形する
    方法において、前記液体成分は前記成形された気泡重合
    体物品のための粘性液体先駆成分であり、試料中の前記
    ガス同伴を監視する方法は前記先駆成分の加圧されたバ
    ルク量から第１の所定体積の前記先駆成分の試料を引出
    す工程と、該試料の体積を異なるより大きな体積に変化
    せしめる工程と、前記より大きな体積での試料の圧力を
    測定する工程と、前記測定されよ試料圧力を同様にして
    測定された先駆成分の同様な試料中における所望量の同
    伴ガスに対応する圧力と比較する工程と、前記比較に基
    づいて前記先駆成分の前記バルク量からガスを添加また
    は引出す工程とを有することを特徴とする、気泡重合体
    物品を成形する方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項の気泡重合体物
    品を成形する方法において、成形する前に加圧状態に保
    持された前記液体成分のバルク量から液体成分の比較的
    小さな試料を体積可変室内に引出し、該室の体積を前記
    第１の体積から前記の異る第２の体積に変化せしめ、前
    記試料を前記体積変化後所定の期間にわたつて前記第２
    の体積に保持し、前記期間の終りに前記試料の圧力を測
    定し、測定された試料圧力を同様にして測定された同様
    な試料中の所望量の同伴ガスに対応する圧力と比較する
    ことを特徴とする、気泡重合体物品を成形する方法。 ４ 同伴ガスを含む液体化学成分の成形型内での射出お
    よび重合により気泡重合体物品を成形するための装置で
    あつて、成形する前に前記液体成分のバルク量を加圧状
    態に保持する容器と前記バルク量の液体成分中にガスを
    分配する手段とを有する装置において、液体成分のガス
    含有量の監視を行なう監視手段を有し、該監視手段が既
    知の第１の体積の試料をバルク量から受取る手段を備え
    、前記試料成分の体積を前記第１の体積から異なる第２
    の体積に変化せしめる手段と、前記第２の体積での前記
    成分試料の圧力を測定する手段と、この測定に基づいて
    前記液体成分のバルク量からのガスの添加または回収を
    制御する手段とを有することを特徴とする、気泡重合体
    物品を成形するための装置。 ５ 特許請求の範囲第４項の装置において、前記監視手
    段は、前記液体成分の試料を前記バルク量から引出して
    それを前記バルク量から隔離する手段と、前記試料を保
    持する室と、該室と協力して前記試料の有効体積を変化
    せしめる手段と、前記試料体積の変化後の経過時間を測
    定する手段と、前記経過時間後に前記室内の試料の圧力
    を測定する手段と、この測定された圧力を液体成分中の
    所望のガス同伴に対応する所定圧力と比較する手段と、
    前記比較手段の出力に基づいて液体成分バルク量にガス
    を添加または引出す手段とを有することを特徴とする装
    置。
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