JPS602094B2 - 原料混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン樹脂塗料等の製造に用いられる原
料混合装置に関するものである。

従釆よりポリウレタン樹脂の製造は、２種又はそれ以上
の液状原料をそれぞれの容器から、それぞれの秤量、移
送ポンプで連続的に秤量しつ）ミキサー室に送り込み、
その吐出ノズルから連続的に吐出し注型するものである
。

この従来装置は連続して柱型することが可能な場合には
非常に有効なものであるが、成形品の大きさや成形数量
によっては断続的に注型作業を行わねばならない場合が
極めて多い。そのため一旦虫型を停止するとミキサー室
内で混合物の硬化がひき起されるが、これを防止するた
めには注型作業を停止する毎に、ミキサー室内を溶剤で
洗浄し、更にェアフラッシュによって附着物を吹き飛ば
すことが必要である。このためィソシアナート、アミン
及び溶剤等の汚染物質が作業環境にまき散らされ、また
ミキサー室内に空気が充満する結果、次回の場合開始時
に混合液中に空気を抱き込むので、相当量の原料損失を
免れることができない。更にミキサー室内の圧力の変動
が激しいため、秤量ポンプによる秤量に誤差を生じ易く
、原料成分の配合比の変動を招き易い。そのため従来の
改良技術として混合液に高圧を加えて強制的に射出成形
する装置が提供されたが、装置の大型化、高度化は避け
られず、金型にも相当の耐圧性が要求され、結局は多種
類少量の生産には不適当である。そこで本発明の目的は
簡単な構成で常圧で混合でき、任意時に任意の量の混合
物を安定した混合状態で効率よく取り出すことのできる
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の成形型が使用され１つの成
形型に注型が終ると順次次の成形型に注型でき、原料ロ
スを減少し、注型サイクルを短縮することにある。

本発明の他の目的は装置の完全な密閉化により原料成分
や洗浄液の飛散による作業環境の汚染を防止するもので
ある。

更に本発明の他の目的は成形品の製造に必要とされる各
種原料並びに加工エネルギーの所要量を大幅に節減し、
経済的に有利なコストで成形品を製造する装置を提供す
ることにある。

以下図面を参照しつつウレタン弾性体の製造に本装置を
適用した実施例について説明する。

第１図において、１はポリテトラメチレンェーテルグリ
コールと４・４−ジアミノー２・３・２・３−テトラク
ロルジフェニルメタンの混合液（以下Ａ液という）の貯
槽、２は２・４ートリレンジイソシアネート８０％と２
・６ートリレンジイソシアネート２０％の混合液（以下
Ｂ液という）の貯槽で、それぞれ秤量、移送ポンプ３，
４を介して原料の供給状態を切換える原料切換手段なる
切換弁Ｖ，，Ｖ２の注入口■，■に連結している。この
連結手段は勿論パイプラインによることは当然で、以下
も同様である。この切換弁Ｖ．，Ｖ２の吐出口■，■は
ミキサー室５に連結し、このミキサー室の吐出口は混合
液および後述の洗浄液の供給状態を切換える複数の混合
液切換手段のうちの一つの切換弁Ｖ，ｏの注入口■に連
結している。この切換弁Ｖ，ｏの吐出口■には混合液切
換手段が直列に連結されている。図示の実施例では切換
弁Ｖ，ｏには４個の切換弁Ｖ，．〜Ｖ，４が連結されて
いる。すなわち切換弁Ｖ，ｏの吐出口は、切換弁Ｖ，．
の注入口■に連結し、この切換弁Ｖ，．の吐出口■は切
襖弁Ｖ，２の注入口■に連続し、この切換弁Ｖ，２の吐
出口■は切換弁Ｖ，３の注入口■に連結し、この切換弁
Ｖ，３の吐出口■は功換弁Ｖ，４の注入口■に連結して
いる。そしてこの切換弁Ｖ，４の吐出口■は洗浄液貯槽
６に連結している。他方洗浄液たるソルベントＳは洗浄
液貯槽６に貯えられ、移送ポンプ７を介して切換弁Ｖ，
，Ｖ２の各注入口■，■および切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，４の
それぞれの注入口■に連結している。そして切換弁Ｖ，
，Ｖ２，Ｖ，ｏ〜Ｖ，４のそれぞれの吐出口■はすべて
洗浄液貯槽６に連結している。また功換弁Ｖ，，Ｖ２の
各吐出口■，■はそれぞれ対応する各原料貯槽１，２に
連結している。そして混合液切換手段たる切換弁Ｖ，ｏ
〜Ｖ，４のそれぞれの吐出口■・・・・・・・・…・・
・・は、混合物受け室たる洋形型（以下金型という）Ｍ
，ｏ〜Ｍ，４に連結している。ところで上記切換弁Ｖ，
，Ｖ２，Ｖ，ｏ〜Ｖ，４の構造は、実質的に同一のもの
であって、その詳細を第２図に塞いて説明する。最外部
には筒状の弁体８があり、そこには等斜角度をもってほ
ぼ等間隔にて５つの透孔（上記注入口、吐出口の総称）
ｇａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅが穿設されている。そし
てこの弁体８の中空内部には、切換部材である切換弁樺
１０が挿入され、この弁榛は回転自在に軸支されている
。また弁体８の内周面には、弁体の透孔９ａ〜９ｅと対
応する位置関係にて透孔を穿設した筒状のテフロン（商
品名）加工されたシート１１（以下テフロンシートとい
う）が固着しており、このテフロンシートの内周面には
弁棒１０の外周面が回転自在に密接している。そしてこ
の弁綾１０の形状は、弁体８の透孔９ａ〜９ｅとほぼ同
一幅にて溝部１２，１３が刻設され、この溝部の長さは
弁体の５つの透孔９ａ〜９ｅのうち隣接する４個の透孔
（第２図では９ａ〜９ｄ）をそれぞれ２つ宛、９ａと９
ｂ、９ｃと９ｄを蓮通させるに十分なものである。また
この溝部１２，１３を除いた弁棒１０の円弧部１０ａは
残りの透孔（第２図では９ｅ）を封止して他の透孔９ａ
〜９ｅと蓮通させないものである。なお上記テフロンシ
ート１１は必ずしも必要ではないが、粘着怪物質を流通
させる場合には、テフロンの雛型作用によって弁棒１０
の切換操作が容易になる。次に本発明の作用状態につい
て説明する。先ず最初は第一段階として定常状態、すな
わちＡ液、Ｂ液の混合前においては、第３図示の通り切
襖弁Ｖ，，Ｖ２は透孔■と■、■と■が運通し、切換弁
Ｖ，ｏ〜Ｖ，４は透孔■と■、■と■が蓬適状態にある
。

そのためＡ液、Ｂ液は秤量・移送ポンプ３，４によって
功襖弁Ｖ，〜Ｖ２の透孔■→■を通って各貯槽１，２に
還る循環流路を形成している。他方洗浄液Ｓは移送ポン
プ７によって各切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，４の透孔■→■を通
り、洗浄液貯槽６に還る循環流路を形成し、また切換弁
Ｖ，〜Ｖ２の透孔■→■を通ってミキサー室５、更に各
切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，４の透孔■→■を経て貯槽６に還る
循環流路を形成している。次に第二段階としてＡ液、Ｂ
液を混合開始した暫時の注型準備時は第４図示のように
、切換弁Ｖ，，Ｖ２のみを切換え、それぞれの透孔■と
■、■と■を蓮通させる。

そのためＡ液、Ｂ液は切換弁Ｖ，，Ｖ２の透孔■→＠を
通ってミキサー室５内にて混合され（この時ミキサー室
内は洗浄液Ｓが充満しているので、不安定な混合となる
。）、切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，４のそれぞれの透孔■→■を
通って貯槽６内に流入する。他方洗浄液Ｓは各切換弁Ｖ
，ｏ〜Ｖ，４の透孔■→■を通って洗浄液貯槽６に還り
、また、切換弁Ｖ，，Ｖ２のそれぞれの透孔■→■を通
って洗浄液貯槽６に還つている。そこでＡ液とＢ液との
混合状態が安定すると直ちに注型作業を開始する。

それは第５図示のように、切換弁Ｖ，。のみを切換えて
、その透孔■と■、■と■とを蓮通させる。そのためミ
キサー室５内の混合液は、切換弁Ｖ，ｏの透孔■→■を
通って金型Ｍ，ｏ内に送られ成形されるのである。この
時洗浄液Ｓは、切換弁Ｖ，。の透孔■→＠を通ってさら
に各切換弁Ｖ，．〜Ｖ，４の透孔■→■を通り残在する
Ａ、Ｂ液の混合液と共に洗浄液貯槽６へ還り、また切換
弁Ｖ，，Ｖ２の透孔■→■を通って洗浄液貯槽へ遠つて
いる。次に第三段階としてＡ液とＢ液の混合の一工程に
よって金型Ｍ，ｏにこの混合液が十分に注入されると、
第６図示のように切換弁Ｖ，ｏを切換え、その透孔■と
■、■と■とを運速させ、同時に切換弁Ｖ，．を切換え
その透孔■と■、■と■とを蓮通させる。

そのためミキサー室５内の混合液は、金型Ｍ，ｏへの注
入を中止して切換弁Ｖ，ｏの透孔■→■を通り、切換弁
Ｖ，．の透孔■→■を通って次の金型Ｍ，．に注入され
る。この時洗浄液Ｓは切換弁Ｖ，ｏの透孔■→■を通り
貯槽６に遠る。また洗浄液Ｓは切換弁Ｖ，．の透孔■→
■を通って、次の切換弁Ｖ８〜Ｖ，４のそれぞれの透孔
■→＠を直列的に通って貯槽６に還る。また洗浄液Ｓは
切換弁Ｖ，２〜Ｖ，４のそれぞれの透孔■→■を並列的
に通って貯槽６に環る。他方切襖弁Ｖ，，Ｖ２の各透孔
■→■を通って貯槽６に還る作動には変りない。さらに
次の段階としてＡ、Ｂ液の混合液が金型Ｍ，．に十分に
注入されると、第７図示のように切襖弁Ｖ，．を切換え
、その透孔■と■、■と■とを遼遠させる。ざらに切換
弁Ｖ，２も同時に透孔■と■、■と■とを蓮通させるよ
うに切換える。そのため混合液はミキサー室５より、切
換弁Ｖ，ｏ，Ｖ，．のそれぞれの透孔■→■を直列的に
通って、切襖弁Ｖ，２の透孔■→■を通り金型Ｍ２に注
入される。他方洗浄液Ｓは切換弁Ｖ．の Ｖ，．， Ｖ
，３，Ｖ，４の各透孔■→■を並列的に通って貯槽６に
還り、また切換弁Ｖ，２の透孔■→■を通り、切換弁Ｖ
，３，Ｖ１４の透孔■→■を直列的に通って貯槽６に還
る。このようにして日頃次切換弁Ｖ，２，Ｖ，３を切換
え、各金型Ｍ，２，Ｍ，３に混合液を注入する。

そして、最後の金型Ｍ，４に注入する状態は、第８図示
のように切換弁Ｖ，４の透孔■と■、■と■とを運速さ
せる。そのため混合液は切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，３の各透孔
■→■を直列的に通って、切換弁Ｖ，４の透孔■→■を
通り金型Ｍ．４に注入される。この最後に位置する金型
Ｍ，４の注入が完了するまでには、最初の金型Ｍ，。

の混合液の養生は終了して離型されている。そこで再び
第５図のように切換弁Ｖ，ｏの透孔■と■、■と■とを
蓮通させ、切換弁Ｖ，４の透孔■と■、■と■とを蓮通
させる。そのため金型Ｍ，ｏに混合液の注入が再開され
ることになる。次に本発明の他の実施例を第９図に基い
て説明すると、切換弁Ｖ，ｏ，Ｖ，．， Ｖ，２とＶ２
ｏ，Ｖ２，，Ｖ２２とを並列的に設けたもので、各切換
弁にはそれぞれ金型Ｍ，ｏ〜Ｍ，２，Ｍ２ｏ〜地２が設
けてある。

そしてＡ、Ｂ液の混合液は切襖弁Ｖ３ｏによって２群の
切換弁Ｖ，ｏ〜Ｖ，２，Ｖ２ｏ〜Ｖ斑の一方が選択され
、供給される。なおこの切換弁Ｖ３ｏの構造は周知であ
る。以上の通り本発明によればミキサー室は勿論ポンプ
、切換弁のすべての透孔、パイプライン内がすべて常時
流動する洗浄液で洗われているため、チクソトロピック
性を有する液や、反応硬化性を有する液であっても、ラ
イン内に蓄積して附着したり固化することがなく、任意
時に任意量の混合液が安定した混合状態で効率よく取り
出すことができる。そのため原料損失が極めて徴量に止
めることが可能で、更に全ての流体物は常に一定の圧力
で流れているため、ポンプに異常な圧力負担をかけるこ
とがなく装置上の無理がない。そして複数の成形型に順
次洋型でき、原料ロスを最低にでき洋型サイクルを短縮
することもできる。殊に本装置は完全な密閉化が容易で
あるため、作業環境の汚染がなく、そのため自動車や電
器製品の組立ラインへ直接組入れることも可能であり、
更にすべての成分が循環方式をとり、定常化されるから
コンピュータによる集中制御方式を採用することが容易
で工場の無人化の途を開く。また混合開始時などに生じ
る混合状態の不安定な部分をすべて洗浄液貯槽に回収で
きるので廃棄物の発生が全くなく、回収された原料の再
利用も容易にでき本発明の効果は極めて甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は略線図、第２図は切換弁の断面図、第３乃至８
図は本発明の操作を示す各段階の略線図、第９図は他の
実施例の略線図である。 １，２・・・・・・源料貯槽、３，４・・・・・・移送
ポンプ、５・・・・・・ミキサー室、６・・・・・・洗
浄液貯槽、７・・・・・・移送ポンプ、Ｖ，，Ｖ２……
原料切換手段、Ｖ，ｏ〜Ｖ，４，Ｖ２ｏ〜Ｖ２２・・・
・・・混合液切換手段、８…・・・弁体、９ａ〜９ｅ・
・・・・・透孔、１０・・・・・・切換部材、１２，１
３・・・・・・溝部、Ｖ地・・・・・・切換弁。 男壱２図第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 完９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の原料貯槽と、この各原料貯槽に移送ポンプ
   を介して連結している原料切換手段と、この各原料切換
   手段の吐出口が連結しているミキサー室と、このミキサ
   ー室の吐出口に連結した混合液切換手段と、この混合液
   切換手段に順次直列に連結された複数の混合液切換手段
   と、上記原料切換手段及び上記各混合液切換手段の１つ
   の注入口に洗浄液を移送ポンプを介して供給する洗浄液
   貯槽と、上記各混合液切換手段の一つの吐出口に連結さ
   れる成形型とよりなり； 上記各原料及び各混合液切換
   手段は、５つの透孔を有する弁体と、この弁体の透孔の
   うち隣接する４つの透孔をそれぞれ２つ宛連通させ且つ
   連通していない１つの透孔を切換える切換部材とより構
   成し； 上記各原料及び上記各混合液切換手段と上記洗
   浄液貯槽とを連結するパイプラインと、上記各原料切換
   手段とこれに対応する上記各原料貯槽とを連結するパイ
   プラインと、上記混合液切換手段中最後に位置する切換
   手段と上記洗浄液貯槽とを連結するパイプラインとより
   構成された原料混合装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、各切換手段の５つ
   の透孔は、３つの吐出口と２つの注入口とよりなること
   を特徴とする原料混合装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、各切換手段及びミ
   キサー室が密閉型に構成されたことを特徴とする原料混
   合装置。 ４ 特許請求の範囲第２項において、３つの吐出口の一
   つは２つの注入口の共通吐出口であることを特徴とする
   原料混合装置。