KR20140116727A - 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드는 폴리우레탄 폼 제조를 위해 폴리올, 이소시아네이트와 같은 이종(異種)의 액상 원료가 믹싱헤드의 내부에서 압축공기의 투입에 의해 좀더 원활하고 효과적으로 혼합되도록 한 것이다.
본 발명에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드는 혼합용 통로가 길이방향으로 형성되고, 혼합용 통로에 연결되는 복수개의 원료공급노즐과 공기노즐이 형성되는 하우징 블록과; 하우징 블록과 일체로 연결되는 실린더 블록과; 실린더 블록의 내부공간에 위치되는 피스톤헤드와 피스톤헤드로부터 연장되어 하우징 블록의 혼합용 통로를 통해 이동하게 되는 피스톤로드로 이루어지는 클리닝 피스톤 및; 하우징 블록의 공기노즐로 압축공기를 공급하게 되는 공기 공급기를 포함하여, 하우징 블록의 원료공급노즐을 통해 혼합용 통로로 공급되는 폴리우레탄 폼 제조를 위한 이종(異種)의 액상 원료의 혼합효율이 하우징 블록의 공기노즐를 통해 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의해 증대되도록 한다.

Description

혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드{Mixing head with air nozzle}

본 발명은 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 폴리우레탄 폼 제조를 위해 폴리올, 이소시아네이트와 같은 이종(異種)의 액상 원료가 믹싱헤드의 내부에서 압축공기의 투입에 의해 좀더 원활하고 효과적으로 혼합되도록 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에 관한 것이다.

폴리우레탄 폼은 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(isocianate)의 부가반응에 의해 생성되어 신발의 아웃솔(Outsole)이나 건축자재 등의 다양한 용도로 사용된다.

여기서 폴리우레탄 폼의 제조는 액상의 폴리올과 이소시아네이트가 공급되어 혼합되는 믹싱 헤드를 통해 이루어지는데, 믹싱 헤드에서 혼합되어 균질 혼합물로 배출되는 폴리올과 이소시아네이트의 부가반응에 의해 폴리우레탄 폼이 발포 성형되는데, 믹싱 헤드로부터 배출되는 균질 혼합물이 정해진 형상을 갖는 제품 금형의 내부로 공급되면서 다양한 형태의 폴리우레탄 폼 제품이 만들어지는 것이 일반적이다.

이와 같은 믹싱헤드와 관련하여 본 발명자에 의해 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0368178호 "2중각도 분사방식에 의한 고효율 고압 믹싱헤드뭉치", 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0014417호 "저압 발포기의 믹싱 헤드", 공개번호 제10-2002-0001689호 "크리닝 로드에 나선형 홈을 설치하여 고착 및 긁힘을 방지하게 한 믹싱헤드 뭉치", 등록실용신안공보 등록번호 제20-0170956호 "폴리우레탄 고압발포기의 믹싱헤드뭉치" 등이 안출된 바 있다.

여기서, 폴리우레탄 폼 제조를 위한 액상 원료를 고압으로 분사하여 충돌력에 의해 서로 혼합되도록 하는 고압 발포방식의 믹싱헤드는 혼합용 통로가 길이방향으로 형성되고, 혼합용 통로에 연결되는 복수개의 원료공급노즐이 형성되는 하우징 블록, 하우징 블록과 일체로 연결되는 실린더 블록, 실린더 블록의 내부공간에 위치되는 피스톤헤드와 피스톤헤드로부터 연장되어 하우징 블록의 혼합용 통로를 통해 이동하게 되는 피스톤로드로 이루어지는 클리닝 피스톤을 포함하는 구성으로 이루어져 하우징 블록의 원료공급노즐을 통해 혼합용 통로로 공급되는 이종(異種)의 액상 원료가 서로 충돌력에 의해 혼합된 후, 균일 혼합물로서 토출되면서 발포성형되도록 한다.

이와 같은 고압 발포방식의 믹싱헤드를 이용하여 제조되는 폴리우레탄 폼의 품질은 믹싱헤드에서의 원료 간 혼합 효율에 많은 영향을 받음에 따라 원료 간 혼합 효율을 증대시킬 수 있는 기술개발이 현재 끊임없이 이루어지고 있으며, 특히 원료가 혼합되어 토출되는 조건에서는 혼합 효율 증대가 폴리우레탄 폼의 안정적인 제조에 중요하므로, 원료의 혼합 효율이 증대되는 믹싱헤드의 개발이 필요한 실정이었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0368178호 "2중각도 분사방식에 의한 고효율 고압 믹싱헤드뭉치" 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0014417호 "저압 발포기의 믹싱 헤드" 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2002-0001689호 "크리닝 로드에 나선형 홈을 설치하여 고착 및 긁힘을 방지하게 한 믹싱헤드 뭉치" 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0170956호 "폴리우레탄 고압발포기의 믹싱헤드뭉치"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 공기노즐이 추가적으로 형성된 하우징 블록 내부로 폴리우레탄 폼 제조를 위한 이종(異種)의 액상 원료가 공급되어 1차 충돌에 의한 혼합후 2차적인 압축공기 유동에 의해 추가적인 혼합이 유도되도록 함에 따라, 혼합 효율이 증대될 수 있는 새로운 형태의 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 공기노즐이 하우징 블록 내부에 편심되어 경사지게 형성되도록 함에 따라, 액상 원료가 혼합시 압축공기에 의해 회전이 유도되면서 혼합 효율이 더욱 증대될 수 있는 새로운 형태의 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 혼합용 통로가 길이방향으로 형성되고, 상기 혼합용 통로에 연결되는 복수개의 원료공급노즐과 공기노즐이 형성되는 하우징 블록과; 상기 하우징 블록과 일체로 연결되는 실린더 블록과; 상기 실린더 블록의 내부공간에 위치되는 피스톤헤드와 상기 피스톤헤드로부터 연장되어 상기 하우징 블록의 혼합용 통로를 통해 이동하게 되는 피스톤로드로 이루어지는 클리닝 피스톤 및; 상기 하우징 블록의 공기노즐로 압축공기를 공급하게 되는 공기 공급기를 포함하여, 상기 하우징 블록의 원료공급노즐을 통해 혼합용 통로로 공급되는 폴리우레탄 폼 제조를 위한 이종(異種)의 액상 원료의 혼합효율이 상기 하우징 블록의 공기노즐를 통해 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의해 증대되도록 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에서 상기 하우징 블록의 공기노즐은 경사지게 형성되어 공기노즐를 통과하여 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의한 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 증대되도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에서 상기 하우징 블록의 혼합용 통로와 이어지는 상기 공기노즐 끝단부는 상기 혼합용 통로로부터 편심되게 형성되어 공기노즐를 통과하여 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의해 액상 원료의 회전이 유도되면서 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 증대되도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에서 상기 공기 공급기는 압축공기를 생성하여 공급하는 공기압축기이다.

본 발명에 의한 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드에 의하면, 폴리우레탄과 같은 발포성 합성수지 제조를 위해 폴리올, 이소시아네이트와 같은 이종(異種)의 액상 원료가 내부로 공급되는 믹싱헤드에 공기노즐이 추가적으로 형성되어 공기노즐로부터 공급되는 압축공기 유동에 의해 이종의 액상 원료 간 혼합이 유도되고, 특히 공기노즐이 하우징 블록 내부에 편심되어 경사지게 형성되는 구성이 제공됨으로써 폴리우레탄 폼 제조용 액상 원료 간 혼합 효율이 더욱 증대되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 이종의 액상 원료 간 혼합이 안정되고 원활하게 이루어짐에 따라 소량 토출 조건에서도 효과적으로 적용될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드의 주요부 단면도;
도 2는 도 1의 A-A'부 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 이루는 하우징 블록의 내부 구성을 보여주기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 이루는 하우징 블록의 공기노즐를 통과하는 압축공기가 혼합용 통로에 회전유동하는 것을 보여주기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드의 동작을 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 믹싱 헤드, 폴리우레탄 발포기, 폴리우레탄, 폴리올, 이소시아네이트 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드(100)는 도 1 내지 도 3에서와 같이 하우징 블록(10), 실린더 블록(20), 클리닝 피스톤(30), 공기 공급기(40)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드(100)는 폴리우레탄 폼을 발포성형으로 제조하기 위한 것으로, 외부로부터 폴리올과 이소시아네이트가 이종의 액상 원료로서 공급되어 혼합되면서 균질 혼합물을 외부로 배출시키게 된다.

하우징 블록(10)은 혼합용 통로(11), 원료공급노즐(12), 공기노즐(13)(13')을 형성하는데, 혼합용 통로(11)는 길이방향으로 형성되어 끝단부가 개방된다. 원료공급노즐(12)과 공기노즐(13)(13')은 혼합용 통로(11)에 연결되게 형성되어 하우징 블록(10)의 외주면으로 개방되는 것으로, 원료공급노즐(12)는 폴리우레탄 폼 제조에 사용되는 이종(異種)의 액상 원료 종류에 맞추어 복수개로 형성된다. 공기노즐(13)(13')은 원료공급노즐(12)과 이격된 위치에 형성되는 것으로, 이와 같은 공기노즐(13)(13')도 위치를 달리하여 복수개로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 원료공급노즐(12)은 도 3에서와 같이 좌우방향으로 한쌍이 형성되고, 공기노즐(13)(13')은 도 1에서와 같이 원료공급노즐(12) 아래 부위에 한쌍이 형성된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 하우징 블록(10)은 혼합용 통로(11)와 이어지는 일측 공기노즐(13)의 끝단부(131)가 도 1에서와 같이 경사지게 형성되도록 한다. 이에 따라, 일측 공기노즐(13)를 통과한 압축공기가 경사지게 혼합용 통로(11)로 투입되어 이종의 액상 원료의 불규칙 유동 및 난류 유동을 유도함에 따라 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 증대된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하우징 블록(10)은 혼합용 통로(11)와 이어지는 타측 공기노즐(13')의 끝단부(131')가 도 3에서와 같이 혼합용 통로(11)로부터 편심되게 형성되도록 한다. 이에 따라, 타측 공기노즐(13')를 통과한 압축공기가 편심되게 혼합용 통로(11)로 투입되고, 이를 통해 도 4에서와 같이 압축공기와 액상 원료의 회전 유동이 유도되면서 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 더욱 증대되게 된다.

실린더 블록(20)은 하우징 블록(10)과 일체로 연결되는 것으로, 이와 같은 실린더 블록(20)은 하우징 블록(10)의 혼합용 통로(11)와 연통되는 내부공간을 갖는다.

클리닝 피스톤(30)은 실린더 블록(20)의 내부공간에 위치되는 피스톤헤드(31)와 피스톤헤드(31)로부터 연장되어 하우징 블록(10)의 혼합용 통로(11)를 통해 이동하게 되는 피스톤로드(32)로 이루어진다. 이와 같은 클리닝 피스톤(30)은 전진 이동하면서 혼합용 통로(11)에서 액상 원료가 혼합되어 생성되는 물질을 배출시키거나, 후진 이동하면서 혼합용 통로(11)에 액상 원료의 공급 및 혼합을 위한 공간이 확보되도록 한다.

공기 공급기(40)는 하우징 블록(10)의 공기노즐(13)(13')로 압축공기를 공급하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 공기 공급기(40)로는 압축공기를 생성하여 공급하는 공기압축기를 사용하여 압축공기에 의한 액상 원료의 혼합효율이 증대되도록 한다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드(100)는 도 5에서와 같이 하우징 블록(10)의 원료공급노즐(12)을 통해 혼합용 통로(11)로 폴리올과 이소시아네이트가 공급되어 1차 충돌에 의한 혼합 후, 공기노즐(13)(13')을 통해 혼합용 통로(11)로 압축공기가 투입되면서 폴리올과 이소시아네이트가 압축공기에 의해 회전하면서 높은 효율로 서로 혼합된 다음, 클리닝 피스톤(30)의 전진 이동에 따라 폴리올과 이소시아네이트의 좀더 높은 효율의 혼합이 유도되면서 토출되는 구조로 이루어진다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드(100)는 공기노즐(13)(13')이 하우징 블록 내부에 편심되고, 경사지게 형성되는 구조로 이루어짐에 따라, 발포성 합성수지 제조용 액상 원료 간 혼합 효율이 증대되고, 이종의 액상 원료 간 혼합이 안정되고 원활하게 이루어짐에 따라 소량 토출 조건에서도 효과적으로 적용될 수 있게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1 : 폴리올 공급기 2 : 이소시아네이트 공급기
10 : 하우징 블록 11 : 혼합용 통로
12 : 원료공급노즐 13, 13' : 공기노즐
131, 131' : 공기노즐 끝단부 20 : 실린더 블록
30 : 클리닝 피스톤 31 : 피스톤헤드
32 : 피스톤로드 40 : 공기 공급기
100 : 소량 토출용 믹싱헤드

Claims (4)

1. 혼합용 통로가 길이방향으로 형성되고, 상기 혼합용 통로에 연결되는 복수개의 원료공급노즐과 공기노즐이 형성되는 하우징 블록과;
   상기 하우징 블록과 일체로 연결되는 실린더 블록과;
   상기 실린더 블록의 내부공간에 위치되는 피스톤헤드와 상기 피스톤헤드로부터 연장되어 상기 하우징 블록의 혼합용 통로를 통해 이동하게 되는 피스톤로드로 이루어지는 클리닝 피스톤 및;
   상기 하우징 블록의 공기노즐로 압축공기를 공급하게 되는 공기 공급기를 포함하여,
   상기 하우징 블록의 원료공급노즐을 통해 혼합용 통로로 공급되는 폴리우레탄 폼 제조를 위한 이종(異種)의 액상 원료의 혼합효율이 상기 하우징 블록의 공기노즐를 통해 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의해 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징 블록의 공기노즐은 경사지게 형성되어 공기노즐를 통과하여 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의한 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 하우징 블록의 혼합용 통로와 이어지는 상기 공기노즐 끝단부는 상기 혼합용 통로로부터 편심되게 형성되어 공기노즐를 통과하여 혼합용 통로로 투입되는 압축공기에 의해 액상 원료의 회전이 유도되면서 이종의 액상 원료 간 혼합 효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 공기 공급기는 압축공기를 생성하여 공급하는 공기압축기인 것을 특징으로 하는 혼합유도 공기노즐을 갖는 소량 토출용 믹싱헤드.

Images