KR810000867B1 - 원료 혼합장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원료 혼합장치

제1도는 약선도.

제2도는 절환변의 단면도.

제3도는 다른 실시예를 표시한 약선도.

본 발명은 폴리우레탄 수지도료 등의 제조에 사용되는 원료혼합장치에 관한 것이다.

종래부터 폴리우레탄 수지의 제조는, 2종 또는 그 이상의 액상원료를 각각의 용기에서, 각각의 칭량(秤量) 이송펌프로 연속적으로 칭량하면서 믹서실에 보내고, 그 토출 노즐에서 연속적으로 토출하면서 주형(注型)하는 것이다. 이 종래 장치는 연속해서 주형하는 것이 가능한 경우에는 대단히 유효한 것이나 성형품의 크기나 성형수량에 따라서는 단속적으로 주형작업을 하지 않으면 안될 경우가 대단히 많다. 그 때문에 일단 주형을 정지시키면 믹서실내에서 혼합물의 경화가 일어나는데 이것을 방지하기 위해서는 주형작업이 정지될 때마다, 믹서실내를 용제로 세정하고, 또 에어플래시에 의해서 부착물을 날려버리는 것이 필요하다.

이 때문에 이소시아네이트 아민 및 용제등의 오염물질이 작업환경에 흩어지고, 또 믹서실 내에 공기가 충만하게 되는 결과, 다음 번의 혼합개시시에 혼합액 중에 공기를 포함시키기 때문에, 상당량의 원료손실을 면할 수 없다. 또한 믹서실 내의 압력의 변동이 심하기 때문에, 칭량펌프에 의한 칭량에 오차가 생기기 쉽고, 원료성분의 배합비의 변동을 초래하기 쉽다. 그 때문에 종래의 개량기술로서 혼합액에 고압을 가하여서 강제적으로 사출성형하는 장치가 제공되었으나, 장치의 대형화, 고도화는 피할 수 없고, 금형에도 상당한 내압성이 요구되어서, 결국은 많은 종류의 소량생산에는 부적당하다.

그래서 본 발명의 목적은 간단한 구성으로서 상압(常壓)으로 혼합할 수 있고, 임의의 때에 임의의 양의 혼합물을 안정된 혼합상태로 효율적으로 인출할 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 장치의 완전한 밀폐화에 의하여 원료성분이나 세정액의 비산에 의한 작업환경의 오염을 방지하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 성형품의 제조에 필요한 각종 원료 및 가공에네르기의 소요량을 대폭적으로 절감하여, 경제적으로 유리한 코스트로서 성형품을 제조하는 장치를 제공하는데 있다.

이하 도면을 참조하면서 우래탄 탄성체의 제조에 본 장치를 적용한 실시예에 대해서 설명한다.

제1도에 있어서, (1)은 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜과 4, 4' -디아미노-2,3,2',3,'-테트라클로르디 페닐메탄의 혼합액(이하 A액이라 함)의 저장조, (2)는 2.4-토틸렌디이소시아네이트 80%와 2,6-토릴랜디이소시아네이트 20%의 혼합액(이하 B액이라 함)의 저장조로서, 각각 칭량이송펌프(3),(4)를 통하여 원료의 공급상태를 절환하는 원료절환 수단인 절환변 V₁, V₂의 주입구 ①, ⓛ에 연결되어 있다. 이 연결 수단은 물론 파이프라인에 의한 것은 당연하며, 이하도 마찬가지다. 이 절환변 V₁, V₂의 토출구 ②, ②는 믹서실(5)에 연결되고, 이 믹서실의 토출구는 세정액의 공급상태를 절환시키는 세정액 절환수단인 절환변 V₃와 주입구 ①로 연결되어 있다. 그리고 이 절환변 V₃의 토출노즐 ②는 혼합물의 수납실, 예를 들면 금형(6)에 연결되어 있다. 다른 한편 세정액인 솔벤트 S는 저장조(7)에 저장되고, 이송펌프(8)를 통하여 절환변 V₃의 주입구 ④에 연결되어 있다. 그리고 이 절환변 V₃의 토출구 ③은 절환변 V₁, V₂의 주입구 ③, ③에 연결되어 있다. 또 절환변 V₁, V₂, V₃의 토출구 ④, ④는 모두 세정액저장조(7)에 연결되고, 절환변 V₁, V₂의 토출구 ⑤, ⑤는 각각의 저장조(1), (2)에 연결되어 있다.

다음에 상기한 절환변 V1, V2, V3의 구조에 대해서, 제2도를 참조하며 설명한다. 최외부에는 통보양의 변체(9)가 있고, 거기에는 등사각도(等斜角度)를 가지고 대략 등간격으로 5개의 구멍(상기한 주입구, 토출구의 총칭)(9a),(9b),(9c),(9d),(9e)이 천설되어 있다.

그리고 이 변체(9)의 속이 빈 내부에는, 절환부재인 절환변봉(10)이 삽입되고, 이 변봉은 회전자재하게 축지되어 있다. 또 변체(9)의 내주면에는, 변체의 구멍(9a)-(9e)과 대응된 위치관계로서 구멍을 천설한 통모양의 테플론(상품명) 가공된 시이트(11)(이하 테플론 시이트라 함)가 고착되어 있고, 이 테플론 시이트의 내주면에는 변봉(10)의 외주면이 회전자재하게 밀접되어 있다. 그리고 그 변봉(10)의 형상은, 변체(9)의 구멍(9a)-(e)과 대략 등일폭으로 흠부(12), (13)가 마련되고, 이 흠부의 길이는 변체의 5개의 구멍(9a)-(9e) 중 인접된 4개의 구멍(제2도에서도 (9a)-(9b)을 각각 2개씩(9a)와 (9b), (9c)와 (9d)를 연통시키는데 충분한 것이다. 또 흠부(12),(13)를 제외한 변봉(10)의 원호부(10a)는 나머지 구멍(제2도 에서는 (9e))을 봉함하고 다른 구멍(9a)-(9e)과 연통시키지 않는 것이다. 또 상기한 테플론 시이트(11)는 꼭 필요하지는 않으나, 점착성물질을 유통시킬 경우에는, 테플론의 이형(離型) 작용에 의하여 변봉(10)의 절환조각이 용이하게 된다.

다음에 본 발명의 작용상태에 대해서 설명한다.

우선 최초는 제1단계로서 정상상태, 즉 A액, B액의 혼합전에 있어서는, 절환변 V1, V2는 구멍 ①과 ⑤, ②와 ③이 연통하고, 절환변 V₃은 구멍 ①과 ⑤, ③과 ④가 연통상태에 있다. 그 때문에 A액, B액은 칭량 이송펌프(3),(4)에 의해서 절환변 V₁, V₂의 구멍 ①→⑤를 지나서 각 저장조(1),(2)로 돌아가는 순환유로를 형성하고 있다. 다른 한편 세정액 S는 이송펌프(8)에 의해서 절환변 V3의 구멍 ④→⑤를 지나고, 절환변 V₁, V₂.의 구멍③→②를 지나서 믹서실(5), 다시 절환변 V₃의 구멍 ⓛ→⑤를 거쳐서 저장조(7)로 돌아가는 순환유로를 형성하고 있다.

다음에 제2단계로서 A액, B액을 혼합 개시한 잠시 동안은, 절환변 V₁, V₂를 절환하여, 각각의 구멍 ⓛ과 ②, ③과 ④를 연통시킨다. 그 때문에 A액, B액은 절환변 V₁, V₂의 구멍 ①→②를 지나서 믹서실(5) 내에서 혼합되고(이때 믹서실내는 세정액 S가 충만하고 있으므로, 불안정한 혼합으로 된다.), 절환변 V3의 구멍 ①→⑤를 통해서 저장조(7) 내로 유입된다. 다른 한편 세정액 S는 절환변 V3의 구멍 ④→③을 지나서, 절환변 V1, V2의 각각의 구멍 ③→④을 지나서 저장조(7)로 돌아가 있다.

그래서 A액과 B액의 혼합상태가 안정되면 곧 주형작업을 개시한다. 그것은 전환변 V₃만을 절환하여서, 그 구멍 ①과 ②, ④와 ⑤를 연통시킨다. 그 때문에 믹서실(5) 내의 혼합액은 전환변 V₃의 구멍 ①→②를 통하여 금형(6) 내로 보내져서 성형되는 것이다. 이때 세정액 S는, 절환변 V₃의 구멍 ④→⑤를 지나서 저장조(7)에 돌아가 있다.

최후에 제3단계로서 A액, B액의 혼합의 1공정이 종료에 가까워지면, 우선 절환변 V₃의 구멍 ①과 ⑤, ③과 ④가 연통되도록 이 변을 전환시킨다. 따라서 A액, B액의 혼합액은, 이 절환변 V₃의 구멍 ①→⑤를 지나서 세정액용의 저장조(7)로 흐르고, 다른 한편 세정액 S는, 이 절환변 V₃의 구멍 ④→③을 지나고 다시 절환변 V₁, V₂의 구멍 ③→④를 거쳐 저장조(7)로 돌아간다. 그리고 절화변 V₁, V₂의 구멍 ①과 ⑤,②와 ③이 연통되도록 이 절환변을 전환하면, A액, B액은 절환변 V₁, V₂의 구멍 ①→⑤를 지나서, 각각의 저장조(1),(2)로 돌아가는 순환유로를 형성한다. 그리고 세정액 S는 절환변 V₃의 구멍 ④→③을 거치고, 절환변 V₁, V₂의 각 구멍 ③→②를 지나서, 믹서실(5)에 들어가고, 다시 절환변 V₃의 구멍 ①→⑤를 지나서 저장조(7)로 돌아간다. 물론 이 제3단계의 절환조작은 절환변 V₃의 절환과 동시에 V₁, V₂를 절환하여도 된다.

이 제3단계의 조작이 종료되면, 상기한 제1단계의 정상상태로 되므로, 그 후는 A액, B액은 각각의 저장조(1),(2)에 충전하고 나서, 상기와 동일한 조작을 또 다시 반복한다.

다음에 본 발명의 다른 실시예에 대해서 제3도를 참조하며 설명한다. 이 실시예는, 4종류의 원료액 Aa, Ba, Ca, Da의 혼합에 사용되는 것이다. 또 이 경우의 절환변 V₁₁∼V₁₅는, 상기한 절환변 V와 실질적으로 동일한 구조이다. 이 4종류의 원료액 Aa, Ba, Ca, Da는 각각 저장조(21),(22),(23),(24)에 저장되고, 각 칭량 이송펌프(31),(32),(33),(34)를 통하여 원료절환용 절환변 V₁₁, V₁₂, V₁₃, V₁₄의 주입구 ①에 연결되어 있다. 이 절환변 V₁₁∼V₁₄의 토출구 ②는 믹서실(5a)에 연결되고, 이 믹서실의 토출구는 세정액 절환변 V₁₅의 주입구 ①에 연결되어 있다. 이 절환변 V₁₅의 토출노즐 ②는 혼합물 수납실(6a)에 연결되어 있다. 다른 한편 세정액 Sa는 저장조(7a)에 저장되어, 이송펌프(8a)를 통하여 절환변 V₁₅의 주입구 4...에 연결되어 있다. 그리고 절환변 V₁₅의 토출구 ③은 분기파이프를 통하여 전환변 V₁₁∼V₁₄의 주입구 ③에 연결되어 있다. 그리고 절환변 V₁₅의 토출구 ③은 분기파이프를 통하여 절환변 V₁₁∼V₁₄의 주입구 ③에 연결되어 있다. 다시 원료 절환변 V₁₁∼V₁₄의 토출구 ④....는 모두 세정액 저장조(7a)에 연결되고, 또 토출구 ⑤...는 각각의 저장조 (21)∼(24)에 연결되어 있다.

다음에 조작방법에 대해서 설명한다.

최초의 정상상태에 있어서는, 원료절환변 V₁₁∼V₁₄의 구멍 ①과 ⑤, ②와 ③이 연통되고, 세정 절환변 V₁₅는 구멍 ①과⑤, ③과 ④가 연통되어 있다. 그 때문에 각 원료 Aa, Ba, Ca, Da는 펌프(31)∼(34)에 의해서 절환변 V₁₁∼V₁₄와 구멍 ①→⑤를 지나서, 각 저장조(21)∼(24)로 돌아가는 순환유로를 형성하고 있다. 다른 한편 세정액 Sa는 펌프(8a)에 의해서 절환변 V15의 구멍 ④→③을 지나고, 절환변 V₁₁∼V₁₄의 구멍 ③→②를 자나서, 믹서실(5a)로 들어가 다시 절환변 V₁₅의 구멍 ①→⑤를 거쳐서, 저장조(7a)로 돌아가는 유로를 형성하고 있다.

다음에 Aa∼Da액의 혼합을 개시할 때는, 우선 절환변 V11∼V14를 절환해서 구멍 ①과 ②, ③과 ④를 연통시킨다. 그 때문에 원료 Aa∼Da는 각각의 절환변 V₁₁∼V₁₄의 구멍 ①→②를 지나서 믹서실(5a) 내에 혼합되고, 절환변 V₁₅의 구멍 ①→⑤를 지나서 저장조(7a) 내로 유입된다. 이때 믹서실(5a) 내는 세정액 Sa가 충만되어 있으므로 불안정한 혼합으로 된다. 다른 한편 세정액 Sa는 절환변 V₁₅의 구멍 ④→③을 지나고, 절환변 V₁₁∼V₁₄의 구멍 ③→④ 지나서 저장조(7a) 내로 돌아가 있다. 그래서 연료의 혼합상태가 안정되면, 절환변 V₁₅를 전환하여, 구멍 ①과 ②, ④와 ⑤를 연통시킨다. 그 때문에 믹서실(5a) 내의 혼합액은 절환변 V₁₅의 구멍 ①→②를 지나서 수납실(6a) 쪽으로 유출된다. 또 세정액 Sa는 절환변 V₁₅의 구멍 ④→⑤를 지나서 저장조(7a)로 돌아가 있다.

최후에 원료 Aa∼Da의 혼합의 1공정이 끝날 무렵이 되면, 절환변 V₁₁∼V₁₄의 구멍 ①과 ⑤, ②와 ③이 연통되도록 절환하고, 절환변 V₁₅의 구멍 ①과 ⑤, ③과 ④가 연통되도록 절환한다. 이 절환된 상태는 최초의 정상 상태이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 믹서실은 물론 펌프, 변, 파이프라인 내가 모두 상시 유동하는 원료 세정액 또는 혼합액으로 세척되고 있기 때문에, 틱소트로픽성을 가진 액체이나, 반응 경화성을 가진 액체라 하드라도, 라이내에 축적되어 부착하거나 굳어지는 일이 없고, 임의시에 임의량의 혼합액이 안정된 혼합상태로 효율적으로 인출할 수가 있다. 그 때문에 원료손실을 극히 미량으로 그칠 수 있고, 또 모든 유체물은 항상 일정한 압력으로 흐르고 있기 때문에, 펌프에 배정상적인 압력부담을 주는 일이 없고, 장치상의 무리가 없다. 특히 본 장치는 완전한 밀폐화가 용이하므로, 작업환경의 오염이 없고 그 때문에 자동차나 전기제품의 조립라인에 직접 짜넣는 것도 가능하며, 또 모든 성분이 순환방식을 취하여, 정상화되기 때문에 컴퓨터에 의한 집중제어방식을 채용하는 것이 용이하여 공장의 무인화(無人化)의 길을 열어준다. 또 혼합개시시등에 생기는 혼합상태의 불안정된 부분을 모두 세정액 저장조로 회수할 수 있으므로 폐기물의 발생이 전혀 없고, 회수된 원료의 제어용도 용이하게 할 수 있어서 본 발명의 효과는 대단히 크다.

Claims (1)

1. 복수개의 원료저장조와, 이 각 저장조의 각각에 이송펌프를 통하여 연결되어 있는 원료 절환수단과, 이원료 절환수단의 전부가 연결되어 있는 믹서실과, 이 믹서실의 토출구에 연결된 세정액 절환수단과, 상기한 세정액 절환수단의 하나인 주입구에 세정액을 이송펌프를 통하여 공급하는 세정액 저장조로서 되고.

   상기한 각 절환수단은, 5개의 구멍을 가진 변체와, 이 변체의 구멍 중 인접된 4개의 구멍을 각각 2개씩 연통시키고 또한 연통되어 있지 않은 1개의 구멍을 절환시키는 절환부재로서 구성되어.

   상기한 각 절환수단에서 상기한 세정액 저장조에 연결하는 라이프라인과, 상기한 각 원료 절환수단에서 각각의 원료 저장조에 연결하는 파이프라인과, 상기한 세정 절환 수단에서 상기한 각 원료 절환수단에 연결하는 파이프라인으로 구성된 원료 혼합장치.

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