KR960005502B1 - 표면에 폴리우레탄층을 형성하기 위한 분무총의 분무노즐 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면에 폴리우레탄층을 형성하기 위한 분무총의 분무노즐

제1도는 소위 "용매없는 무공기 이성분 시스템" 기술에 따라 폴리우레탄층을 형성하기 위해 반응 혼합물을 분무하기 위한 장치를 나타내는 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 분무노즐을 사용함으로써 얻어지는 원추형의 액체분출물의 수직단면을 나타내는 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 분무노즐의 첫번째실시예로서, 제4도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 잘라낸 수직단면도.

제4도는 첫번째 실시예로서, 제3도의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 잘라낸 정면도.

제5도는 제3도 및 제4도에 따른 분무노즐의 일부로 제6도의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 잘라내어 확대한 도면.

제6도는 제5도에서 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 잘라낸 동일부분의 측면도.

제7도는 제6도에서 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 잘라낸 단면도.

제8도는 본 발명에 따른 분무노즐의 두번째실시예로서 제9도의 선 Ⅷ-Ⅷ을 따라 잘라낸 수직단면도.

제9도는 제8도에서 선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 잘라낸 정면도.

제10도는 두번째 실시예에 따른 분무노즐의 일부로서, 제11도의 선 Ⅹ-Ⅹ를 따라 잘라내어 확대한 단면도.

제11도는 제10도의 선 XI-XI를 따라 잘라낸 단면도.

제12도는 두번째 실시예에 따른 분무노즐의 또 다른 부분으로 제13도의 선 XⅡ-XⅡ을 따라 잘라내어 확대한 단면도.

제13도는 제12도의 선 XⅢ-XⅢ을 따라 잘라낸 측면도.

제14도 제13도의 선 XⅣ-XⅣ를 따라 잘라낸 단면도.

본 발명은 폴리우레탄을 얻기위한 반응조성물을 분무함으로써, 표면에 폴리우레탄 층을 형성하기 위한 분무층(spray gum)의 분무노즐에 관한것으로, 이 분무노즐은 깔때기 형태의 캐비티(cavity)를 갖는 분무피스(sproy piece)와 코어를 구성되어 있다. 깔때기 형태의 캐비티는 넓은 쪽이 반응조성물의 공급통로에 연결되어 반응조성물이 0.1~2mm의 길이를 갖는 좁은쪽의 원통형 통로로 분출되는데, 원통형 통로는 캐비티와 분무개방구를 연결하여 주며, 코어는 분무피스내에 분리되질수 있도록 설치하여 분무 개방구를 통해 나가는 반응조성물 및 미리 합성된 폴리우레탄을 선형(旋刑) 혹은 스크류 운동시킨다.

본 발명은 보다 자세히 말하면 소위 "용매없는 무공기의 이성분시스템" 기술에 따라 가볍고 안정하며 자동차의 내부장식과 같이 특별히 미적인 표면을 제공하는 폴리우레탄의 탄성체층을 분무하기 위한 분무노즐에 관련된 것이다.

반응혼합물의 비교적 높은 점성과 분무층의 일회분사에 의해 상기 표면에 형성시킬 수 있는 포리우레탄층의 두께 및 중력의 영향하에서의 몰드 표면상에서 반응혼합물의 흘어내림을 피하기 위해 필요한 신속한 겔화(gelation)등으로 인해서, 사용되는 분무층의 분무노즐의 구조는 얻어지는 폴리우레탄층의 성질에 중요한 역활을 하게 된다. 분무노즐은 또한 겔화된 폴리우레탄층에 포함되어 남아있는 미세-공기방울 및 표면상에 분무되는 혼합물의 불균질성때문에, 밀도 및 다른 물리적 성질의 불규칙성의 원인이 되기도 한다.

따라서 본 발명은 비교적 간단한 구조를 분무노즐을 제공하는 것을 주목적으로하며, 이는 재생이 용이하고 반응 혼합물에 대해 일정한 분무형태를 얻을 수 있고 공업적 규모에서 생산시 상기와 같이 언급된 문제점들을 피할 수 있으며, 폴리올과 이소시아네이트를 포함하여 대개 점도가 20-2000센티포아즈이내인 액체의 반응혼합물을 분무함으로써 표면에 특히 몰드표면에 완전한 겔화된 폴리우레탄층을 형성하도록하는 것이다.

이러한 목적을 위해서 본 발명에 따른 분무노즐에 깔대기 형태의 디퓨저(diffuser)를 분무개방구에 연결하여 발산하는 액체젯트류를 형성하도록 한다.

특히, 이 디퓨저는 그 상단각도가 40-160°, 바람직하기는 80-120°사이에 포함되도록하며, 최적조건은 90°가 선호된다.

본 발명의 실시예에서는 캐비티쪽으로 향한 테이퍼부분과 이 부분의 원추형표면에 상기 데이퍼부분의 축에 대해 나선으로 배향된 홈을 갖는 코어를 깔대기형태의 캐비티의 입구에 설치하고, 이 홈은 한편으로는 이 홈상에 다른 한편으로는 캐비티로부터 먼 방향의 코어면에서 끝나는 원통형구멍들을 경유하여 깔때기형태의 캐비티를 공급통로와 연결하여 준다.

본 발명의 보다 특수한 구체적인 실시예에서는, 이들 홈들은, 관련된 코어부분의 상기 원추형표면에 일정하게 분포되어 있고, 그 수는 2-10개 사이이며, 이들 홈의 경사각도는 코어의 축에 대해 15-60°사이로서 홈의 수에따라 증가한다.

본 발명의 다른 특징 및 유리한 점들은 다음의 본 발명에 따른 분무노즐의 구체적인 실시예의 설명에서 분명하게 나타나고, 이 설명은 단지 예를 나타내는 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 다음의 설명에서 사용되는 참조번호들은 첨부된 도면들과 관련된 것이다.

이들 서로다른 도면들에서, 같은 참조번호들은 서로 같거나 유사한 요소들에 관련된 것이다.

본 발명은 적절한 몰드표면상에 겔화된 폴리우레탄층을 형성하기위한 분무총의 마우스피스(mouth piece)를 형성하는 특수한 분무노즐 제조에 관련된 것이다.

이 분무노즐은 미적인 표면 특히 자동차의 내부장식물로 사용하기위하여 몰드내에 최소 0.3mm, 대개 0.5-2mm의 두께를 갖는 가볍고 안정한 폴리우레탄 탄성체층을 형성하기 위한 것이다. 이 탄성체층은 용매없이 또는 사실상 용매를 제거한 소위 "무공기 이성분 시스템"에 따라 진보된 방법으로 형성된다.

제1도는 이 기술을 적용하기 위한 고안물을 개략적으로 나타내고 있다.

첫번째단계에서, 포폴올과 이소시아네이트의 두 조성물을 각 펌프(2A), (2B)에 의해 교반태크(1A), (1B)로 부터 일정량을 취하고, 두번째 단계에서 분무노즐(16)을 갖춘 이동할 수 있는 분무층(4)에서 분무되기전에 각각 열교환기(3A) 및 (3B)에서 적당한 온도로 예열된다. 이렇게 얻은 반응 혼합물을 분무노즐(16)으로부터 몰드표면상에 분무하여 상기의 탄성체층을 형성한다.

이 반응혼합물은 막 및/또는 작은방울을 형성하고 그 대부분은 ASTM E 779-18기준에 따라 측정했을 때, 평균직경(평균체적 직경)이 100미크론 이상이고, 대개 500미크론 이상이 된다.

제2도에 나타난 바와같이 분무노즐(16)에서 분무되어 나오는 액체분출물은 물리적관점으로 서로다른 두 부분(7) 및 (8)로 구성된다. 분무노즐에 아주 가까운 부분(7)은 단면에 원형인 원추형 표면을 따라 연장되는 막(7')을 형성하고 이 막은 부분(8)에서 작은방울(8')로 떨어져 나가게 된다.

일반적으로 분무노즐(16)과 탄성체증이 적용되는 표면 사이의 거리(d)는 0.5-30㎝, 대개 15-20㎝를 유지하도록 한다.

제2도는 실선으로 나타낸 첫번째 경우에서 탄성계층으로 덮여질 표면(25)은 분무노즐(16)로부터 반응혼합물 분출물의 높이(h₁)보다 큰 거리(d)만큼에 위치하며 파단선으로 나타낸 두번째 경우에서 표면(25')는 분출물의 높이(h₁)보다 작은 거리(d')에 위치한다. 첫번째 경우에서 탄성체 층(26)은 작은방울(8')에 의해서 형성되고, 두번째 경우에서는 막(7')에 의해서 형성된다.

동일한 분무노즐에 대해서 막을 형성하는 부분(7)의 높이 (h₁)는 주로 반응혼합물의 점성도, 분무된 액체의 각도 및 유속에 따라 결정된다.

따라서 이들 인자들은 이 부분의 높이(h₁)가 0.5-20㎝로 되도록 조절된다.

반응혼합물은 분무노즐(16)로 부터 연장되어 속이 비고 약간 부푼 원추형의 막 형태로 이때 추의 각도는 5~80 대개는 20~40에 포함되게 분무하는 것이 바람직하다.

예를들면 실제적인 이유로서 만일 반응혼합물이 주로 작은 방울들로 표면에 분무되는 경우, 이들 작은 방울들(8')은 대부분이 비교적 큰 평균직경 이 직경은 100~5000미크론, 대개 500~3000미크론사이를 갖는 경우에라야 바람직한 결과가 얻어진다.

반응혼합물이 비교적 제한된 유속으로 표면상에 분무되는 경우 막을형성하는 부분(7)의 높이와 비교하여 작은 방울을 형성하는 부분(8)의 높이 (h₂)가 상대적으로 중요하다.

제2도에 개략적으로 나타낸 바와같이 액체가 주로 속이 빈 원추형의 형태로 퍼지는 부분(7)의 경우와는 대조적으로 작은 방울을 형성하는 부분(8)에서는 이들 작은 방울들이 막을 형성하는 부분(7)에서 일정거리만큼 떨어진 사실상 원추형에서 단면적이 가장 큰 지점에서 균일하게 흩어지기 시작한다.

제3도에서 제7도까지는 본 발명에 따른 분무노즐의 첫번째 구체적인 실시예에 관련된 것이다.

이 분무노즐은 한편으로는 그 넓은쪽이 폴리우레탄을 얻기 위한 반응조성물의 공급통로(19)에 연결되고 다른 한편으로는 반응조성물이 길이 0.1-0.2mm의 원통형통로(29)내의 좁은 쪽으로 분출하는 깔대기형태의 캐비티를 갖는 분무피스를 포함하며 이 원통형통로는 캐비티와 분무개방구(22)를 연결하여 준다.

이 분무피스(21)내에 코어(17)를 분리할 수 있도록 설치하여 분무개방구(22)를 통해 나가는 반응조성물 및/또는 미리 합성된 폴리우레탄을 선형 또는 스크류운동시킨다.

분무피스(21)는 나삿니가 새겨진 원통형의 외측벽(10)을 갖추고 있고, 분무노즐 몸체(12)의 대응하는 요부(11)에 나사식으로 죄어진다. 이 몸체내에는 몸체의 종축(17)에 평행하게 연장되는 공급통로(19)가 위치하여 반응조성물이 한편으로는 분무피스(21)의 캐비티(27)근처의 요부(11)로 유출되고 다른 한편으로는 도시하지 않았지만 탱크(1A) 및 (1B)로 부터 오는 (제1도 참조) 반응조성물을 위한 파이프가 연결되며, 내부에 나삿니를 새긴 연결수관(袖管)(14)으로 유입된다.

분무피스(21)에 서로 대각선상에 위치하는 두개의 개구부(15)내로 밀어넣을 수 있으며 두개의 재그(jag)를 포함하는 특수한 스패너를 사용해서 분무피스(21)를 몸체(21)의 요부(11)내로 죄어 고정시킨다.

본 발명의 첫번째의 구체적인 실시예에 따른 분무노즐은 특히 깔대기형태의 디퓨져(33)가 분무개방구(22)에 연결되어 제2도에 나타낸바와같이 안정하고 발산하는 액체분출물을 형성하도록 함을 특징으로 한다.

이 디퓨져(33)는 상단각도가 40~160°, 바람직하기는 80°~120°사이에 포함되고 최적조건은 약 90°가 된다.

더우기 제3도에서 나타낸 바와같은 본 발명의 특수한 구체적인 실시예에서 깔대기형태의 캐비티(27)의 상단각도와 디퓨져(33)의 상단각도는 사실상 같다.

더우기 원통형통로(29)의 길이는 0.4~0.9mm사이에 포함되고, 바람직하기는 약 0.65mm이며, 반면에 이 통로의 직경은 0.7~1.1mm사이에 포함되고 바람직하기는 약 0.9mm정도이다.

이들 서로 다른 치수들의 선택은 물론 분무될 반응혼합물의 성질과 그 유속에 따라 결정된다.

제5도에서 제7도까지 확대해서 나타낸바와같이, 첫번째 구체적인 실시예에서, 분무피스(21)의 깔대기형태의 캐비티(27)내에 위치하는 코어(17)는 원통형부분(45)과 테이퍼부분(20)을 구성된다.

이 데이퍼부분(20)의 원추형벽에 축(42)에 대해 나선형으로 배향된 두개의 홈(23)의 설치되어 원통형구멍(40)을 통해 깔대기형태의 캐비티(27)를 공급통로(19)와 연결하여 반응조성물이 한편으로는 이들 홈내에로 흐르게하고, 또한편으로는 코어(17)의 기저부(44)의 중심으로 흐르게 한다.

이들 홈들은 대체로 서로 대각선상으로 위치한다.

코어(17)는 완전히 대칭적 구조이고, 그 간단성때문에 재생이 매우 용이하다. 이는 특히 경사진 구멍(40)의 직경과 방향 그리고 홈(23)의 넓이와 관련이 있다.

이 코어(17)는 매우 안정하고 일정한 분무형태를 얻을 수 있도록 해주고 또한 제2도에서 나타낸바와 같이 분무동안 형성되는 원추형의 액체는 그 축에대해 직각인 원형 단면과 그 단면의 어디에서나 일정한 벽 두께를 나타냄이 관찰되었다.

코어(17)의 축(42)에 대한 이들 홈(23)의 경사각도(α)는 여러 경우에 있어서 매우 중요하다.

첫번째 구체적인 실시예에서와 같이 두개의 홈을 갖는 코어에 대해서는 이 각도가 약 30°일때에 최상의 결과가 얻어진다.

본 발명에 따른 분무노즐(16)의 두번째 구체적인 실시예를 제8도에서부터 제14도에 나타내었다.

이 분무노즐은 분무피스(21)에 디퓨져가 없고 테이퍼부분(20)의 원추형벽에 두개씩 서로 대각선으로 위치하고 4개의 홈(23)을 갖는 코어라는 점에서 제3도에서 부터 제7도까지에 나타낸 첫번째 구체적인 실시예와 구별이 된다.

더우기 홈(23)의 경사각도(α)도 30°대신에 45°가 된다.

본 발명에 있어 테이퍼부분(20)의 원추형벽에 균등이 분포된 홈(23)의 갯수는 2~10개 사이에서 선택되고 코어축(42)에 대한 이들 홈의 경사각도 15~60°로 홈의 갯수에 따라 증가한다.

본 발명의 실시예에서는 각 구멍(40)의 축(47)은 코어(17)의 원통형부분(45)의 기저부(44)의 중앙(43)으로부터 원통형부분(45)과 테이퍼부분(20)사이의 경계선(46)까지 연장된다.

특히 원통형구멍(40)의 직경은 홈(23) 두께의 약 2배이다. 이러한 홈(23)을 통한 흐름은 흔히 최적조건하에서 일어나게 된다.

본 발명에 따른 분무노즐수단에 의해 사용될 수 있는 반응물로서는 본 출원인에게 속해있는 벨지움 특허 제852337호 제882058호 및 특허출원 제8700792호에 설명되어있는 것들을 언급할 수 있다.

물론 본 발명은 상기 설명한 바와 또한 구체적인 실시예를 나타내는 첨부된 도면에 제한되지 않으며 따라서 본 발명은 범위내에서 여러가지 변형 특히 분무노즐의 성분들의 칫수와 홈 및 구멍들의 갯수들의 여러 변형이 가능하다.

따라서, 예를들면 두번째의 구체적인 실시예에서 디퓨져를 제공할 수도 있다.

Claims (9)

1. 한편으로는 그 넓은 쪽을 반응조성물의 공급통로(19)에 연결하고, 다른 한편으로는 반응 조성물이 캐비티(27)와 분무개방구(22)를 연결하여 주는 0.1~2mm의 길이를 갖는 원통형 통로(29)로 분출하도록 된 깔대기형태의 캐비티(27)를 갖는 분무 피스(21)와, 분무피스내에 분리할 수 있도록 설치하여 분무개방구를 통해 나가는 반응조성물 및/또는 미리 합성된 폴리우레탄을 선형(旋形) 혹은 스크류운동시키는 코어(17)로 구성하여 폴리우레탄을 얻기위한 반응조성물을 표면에 분무함으로써 폴리우레탄 층을 형성시키는 분무층의 분무노즐에 있어서 발산하는 액체젯트류를 형성하도록 분무개방구(22)에 깔대기형태의 디퓨져(33)를 연결하는 것을 특징으로 하는 분무노즐.
2. 제1항에 있어서 디퓨저(33)의 상단각도가 40~60임을 특징으로 하는 분무노즐
3. 제1항에 있어서 깔대기 형태으 캐비티(27)의 상단각도와 디퓨져(33)의 상단각도가 같음을 특징으로 하는 분무노즐.
4. 제1항에 있어서 원통형통로(29)의 길이가 0.4~0.9mm임을 특징으로 하는 분무노즐.
5. 제1항에 있어서 원통형통로(29)의 직경이 0.7~1.1mm임을 특징으로 하는 분무노즐.
6. 한편으로는 늘 넓은 쪽을 반응조성물의 공급통로(19)에 연결하고, 다른 한편으로는 반응 조성물이 캐비티(27)와 분무개방구(22)를 연결하여 주는 0.1~2mm의 길이를 갖는 원통형 통로(29)로 분출하도록 된 깔대기 형태의 캐비티(27)를 갖는 분무피스(21)와, 분무개방구를 통해 나가는 반응조성물 및/또는 미리 합성된 폴리우레탄을 선형 또는 스크류운동시키는 코어(17)로 구성하여 폴리우레탄을 얻기위한 반응 조성물을 표면에 분무함으로써 폴리우레탄층을 형성하는 분무총의 분무노즐에 있어서 캐비티쪽으로 향한 테이퍼 부분(20)과 이 테이퍼부분(20)의 원추형 벽면상에 상기 테이퍼부분의 축에 대해 경사진 방향으로 배열시킨 홈(23)을 갖는 코어(17)를 깔대기형태의 캐비티(27)의 입구에 설치시켜서 이 홈들이 한편으로는 이 홈상에 다른 한편으로는 캐비티에 먼 방향의 코어면에서 끝나는 원통형의 구멍(40)들을 경우하여 공급통로(19)와 깔대기형태의 캐비티(27)를 연결하여 주게 됨을 특징으로 하는 분무노즐.
7. 제6항에 있어서, 이들 홈(23)들이 테이퍼부분(20)의 원추형벽상에 균등하게 분포하고 이들 홈의 갯수는 2~10개 사이에서 선택하며 코어(17)의 축에 대한 이들 홈(23)들의 경사각도는 15~60°사이에서 선택하되, 홈들의 갯수에 따라 증가함을 특징으로 하는 분무노즐.
8. 제7항에 있어서, 두개의 홈(23)들이 서로 직경상에 반대로 위치하여 코어(17)의 축에 대한 경사각도는 약 30°임을 특지으로 하는 분무노즐.
9. 제7항에 있어서 4개의 홈(23)들이 서로 두개씩 직경상에 반대로 위치하며 코어(17)의 축에 대한 경사각도는 약 45°임을 특징으로 하는 분무노즐.

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