NL9000889A

NL9000889A - Mengkop voor het mengen van chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten.

Info

Publication number: NL9000889A
Application number: NL9000889A
Authority: NL
Original assignee: Dsm Rim Nylon Vof
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1991-11-01
Also published as: DE69106420T2; DE69106420D1; EP0451921A1; EP0451921B1

Description

MENGKOP VOOR HET MENGEN VAN CHEMISCH MET ELKAAR

REAGERENDE VLOEIBARE KUNSTSTOFKOMPONENTEN

De uitvinding heeft betrekking op een mengkop voor het mengen van tenminste twee chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten, omvattende een huis, voorzien van een mengkamer waarin een axiaal verplaatsbare plunjer is geplaatst en waarbij in de mengkamer twee kanalen uitmonden voor de toevoer van de kunststofkomponenten en welke mengkamer voorzien is van een aansluiting op een matrijs.

Dergelijke mengkoppen worden bijvoorbeeld toegepast voor het vervaardigen van polyurethaan uit een mengsel bestaande uit isocyanaat en polyol. Een van de problemen van dergelijke mengkoppen is dat ze vervuilen door uitgereageerd mengsel dat in de mengkop achterblijft. In EP-A-257240 wordt een mengkop beschreven, waarbij voor de reiniging van de plunjer een langwerpig keramisch hulpstuk in de mengkop is ingebouwd, dat door drukveren aan beide korte zijden wordt gesteund. Nadat de plunjer omlaag is bewogen vormt zich op de omtrek hiervan een dunne film van uitgereageerd mengsel. Bij het weer omhoog bewegen wordt deze film door het keramisch lichaam afgeschraapt. Het afgeschraapte materiaal wordt door spoellucht weggeblazen uit de mengkop.

Voor de reiniging van de mengkop moeten nogal ingrijpende voorzieningen in de mengkop aangebracht worden. Zo moet het keramische lichaam van een zeer nauwpassende boring zijn voorzien voor de plunjer, terwijl voor de drukveren en de toe- en afvoer van spoellucht aparte boringen in het huis van de mengkop moeten worden aangebracht. Dit is omslachtig, terwijl bovendien in het betreffende octrooischrift helemaal niet gesproken wordt over de reiniging van de aanspuitopening van de matrijs. Ook hierin polymeriseert achtergebleven mengsel, dat verwijderd moet worden.

De uitvinding heeft ten doel een mengkop zoals in de aanhef genoemd, te verschaffen, welk bovengenoemde nadelen niet heeft en zeer geschikt is voor het mengen van chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststoffen en welke mengkop geheel zelfreinigend is, zonder dat de mengkop aanzienlijke konstruktieve wijzigingen heeft moeten ondergaan.

Volgens de uitvinding wordt dit verkregen, doordat de plunjer in twee richtingen kan roteren en over een gedeelte van zijn lengte nauw past in de mengkamer en over het resterende gedeelte aan het vrije uiteinde van de plunjer aan de omtrek is voorzien van schroefvormig verlopende ribben.

Tijdens het toevoeren van de komponenten in de mengkamer bevindt het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer zich in de mengkamer. Dit gedeelte van de plunjer noemt men het menglichaam.

De buitendiameter van dit van ribben voorziene gedeelte van de plunjer past met geringe speling in de mengkamer.

De toevoer van de komponenten in de mengkamer vindt onder druk plaats. Door de roterende beweging van de plunjer vindt een terugpompbeweging van de komponenten plaats tegen de toevoerdruk van de komponenten in. Door het optreden van afschuifkrachten en het passeren van de filmlaag langs de ribben vindt een zeer intensieve menging van de komponenten plaats. Ondanks de terugpompbeweging door het menglichaam beweegt de massastroom zich door de toevoer onder druk van de komponenten naar het vrije einde van de plunjer en stroomt via de aanspuitopening in de matrijs.

Het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer verloopt naar het vrije einde enigszins taps toe. Hierdoor neemt de dikte van de filmlaag steeds verder toe waardoor de druk alsook de uitstroomsnelheid wordt verlaagd. Nadat voldoende mengsel van de komponenten is gevormd voor een matrijsvulling wordt de plunjer in de richting van de matrijs-opening bewogen. Daarna wordt de roterende beweging van de plunjer gestopt. Door de nauwpassende plunjer wordt de mengkamer gereinigd. Na injectie en uitreageren van het mengsel wordt de tegengestelde roterende en axiale beweging van de plunjer in werking gesteld. Door deze beide bewegingen wordt het van ribben voorziene plunjergedeelte uit het gepolymeriseerde mengsel in de aanspuitopening gedraaid. Na ontvormen van de matrijs wordt het hulsvormige aanspuitgedeelte van het gevormde product verwijderd.

Door deze uitvoering wordt het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer alsook de aanspuitopening van de matrijs effectief gereinigd.

Door de uitvoering volgens de uitvinding wordt een zeer intensieve menging van de toegevoerde komponenten verkregen alsmede een zeer goede reiniging van de mengkamer, alsook van het van ribben voorziene plunjergedeelte. Door het nauwpassende plunjergedeelte naar voren te bewegen wordt het in de mengkamer aanwezige mengsel van komponenten meegenomen naar de aanspuitcaviteit van de matrijs.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het mengen van tenminste twee chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten onder gebruikmaking van een mengkop volgens de uitvinding.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding bevindt zich tijdens het onder druk toevoeren van de vloeibare kunststofkomponenten het van ribben voorziene gedeelte van de roterende plunjer in de mengkamer, en de massastroom van de komponenten beweegt zich tegen de terugpompbeweging van het roterende van ribben voorziene plunjergedeelte naar het vrije einde van de plunjer en stroomt via de aanspuitopening in de matrijs, waarna, na de menging, de plunjer axiaal in de richting van de aanspuitopening wordt bewogen en de roterende beweging van de plunjer en ook de toevoer van de kunststofkomponenten wordt gestopt, waarbij door het nauwpassende gedeelte van de plunjer de mengkamer wordt gereinigd en gelijktijdig injectie van het resterende mengsel in de matrijs plaatsvindt, waarna het mengsel uitpolymeriseert om vervolgens de tegengestelde roterende en axiale beweging van de plunjer in werking te stellen waarbij het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer zich uit het gepolymeriseerde mengsel in de aanspuitopening draait. Hierdoor wordt het van ribben voorziene plunjergedeelte gereinigd.

Met de mengkop en de werkwijze hiermee volgens de uitvinding, wordt een injectiedruk-onafhankelijke menging verkregen alsmede een druk- en snelheidsafname in de mengkop. In de mengkop treedt een lage turbulentie op waardoor het mengsel met geringe turbulentie in de matrijs geïnjecteerd wordt.

Als gevolg van deze genoemde voordelen treedt in de mengkop zo goed als geen schuimvorming op en ook geen luchtinslag bij het openen van de mengkop en bij het injecteren in de matrijs. Zoals reeds vermeld is de mengkop geheel zelfreinigend waardoor het tijdrovende reinigen yan de mengkop en van de plunjer na iedere injectie overbodig is geworden.

De mengkop volgens de uitvinding is o.a. zeer geschikt voor het toepassen bij de bereiding van mengsels voor RIM-Nylon produkten.

Andere kenmerken en voordelen zullen duidelijk worden uit de hierna volgende beschrijving waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekeningen. Hierin is:

Fig. 1 een doorsnede van de mengkop, waarbij de plunjer zich in de meng- en injectiestand bevindt en waarbij de toevoerkanalen voor de kunststofkomponenten geopend zijn;

Fig. 2 een doorsnede van de mengkop, waarbij de plunjer zich in de recirculatiestand bevindt en waarbij de toevoerkanalen voor de kunststofkomponenten gesloten zijn.

Zoals fig. 1 en 2 laten zien is de mengkop 1 voorzien van een boring 2 waarin kanalen 3 en 4 uitmonden voor de toevoer van de afzonderlijke kunststofkomponenten, die na menging met elkaar reageren tot een gepolymeriseerd produkt. In de boring 2 is een plunjer 5 aangebracht bestaande uit een in de boring 2 nauwpassend gedeelte 6 en een gedeelte 7 dat aan de omtrek voorzien is van schroefvormig verlopende ribben 8. De plunjer 5 kan in twee richtingen roteren en is axiaal verplaatsbaar. De mengkop 1 is aangesloten op een matrijs 9. De boring 2 van de mengkop 1 sluit aan op de aanspuitopening 10 van de matrijs 9. In de toevoerkanalen 3 en 4 voor de kunststofkomponenten bevinden zich axiaal verplaatsbare kleppen 11 en 12 waarmee de toevoeropeningen naar de boring of mengkamer 2 geopend en gesloten kunnen worden.

De mengkop werkt als volgt:

Bij de aanvang van de menging bevindt de plunjer 5 zich in de stand zoals in fig. 1 aangegeven. De plunjer 5 roteert en de kananalen 3 en 4 voor de toevoer van de kunststofkomponenten zijn geopend. De kleppen 11 en 12 bevinden zich in de teruggetrokken stand. De kunststofkomponenten worden onder druk in de mengkamer 2 toegevoerd en ondervinden door de ribben 8 van het plunjergedeelte 7 een terugpompbeweging. Door afwrijven en het passeren van de gevormde filmlaag langs de ribben 8 vindt een zeer intensieve menging van de komponenten onderling plaats. Ondanks de terugpompbeweging door de ribben 8 beweegt de massastroom, door het onder druk toevoeren van de komponenten, naar het vrije einde van de plunjer en stroomt via de aanspuitopening 10 in de matrijs 9. Het van ribben 8 voorziene gedeelte 7 van de plunjer 5 verloopt naar het vrije einde enigszins taps toe. Hierdoor neemt de dikte van de filmlaag 13 steeds verder toe waardoor de druk alsook de uitstroomsnelheid afneemt. Nadat voldoende mengsel van de komponenten is aangemaakt voor een matrijsvulling beweegt de roterende plunjer naar voren.

Onmiddellijk na deze beweging worden de kleppen 11 en 12 gesloten. Het mengapparaat staat dan in de stand recirculatie. Hierbij wordt het in de mengkamer achtergebleven mengsel meegenomen door het nauwpassend gedeelte 6 van de plunjer 5 naar de matrijsopening. De mengkamer wordt zodoende gereinigd. Deze stand is in fig. 2 weergegeven. Het resterende gevormde mengsel wordt in de matrijs geïnjecteerd. Het is van belang dat bij het naar voren bewegen van de plunjer in de richting van de matrijsopening de roterende beweging gehandhaafd blijft/ daar anders het laatst passerende mengsel niet goed gemengd zou worden. Na injectie in de matrijs 9 en polymeriseren van het mengsel wordt de tegengestelde roterende en axiale beweging van de plunjer 5 in werking gesteld. Door deze gecombineerde bewegingen wordt het van ribben 8 voorziene plunjergedeelte 7 uit het uitgereageerde gedeelte in de aanspuitopening gedraaid. Hierdoor vindt een optimale reiniging van dit van ribben voorziene plunjergedeelte 7 plaats. Na ontvormen van de matrijs 9 wordt het aanspuitgedeelte van het gevormde produkt verwijderd.

De plunjer 5 bevindt zich dan weer in de stand volgens fig. 1, waarbij de toevoerkanalen 3 en 4 weer geopend worden en de menging van de komponenten voor de volgende matrijsvulling kan plaatsvinden.

Met de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding is op eenvoudige wijze een geheel zelfreinigende mengkop voor het mengen van chemisch met elkaar reagerende kunststofkomponenten verkregen, waarin een injectiedruk relatief onafhankelijke menging optreedt alsmede een druk-en snelheidsafname in de mengkop. In de mengkop volgens de uitvinding treedt een lage turbulentie op waardoor het mengsel met geringe turbulentie in de matrijs geïnjecteerd wordt. Hierdoor treedt in mengkop praktisch geen schuimvorming op en ook geen luchtinslag bij het openen van de mengkop en bij het injecteren van het mengsel in de matrijs.

Claims

1. Mengkop voor het mengen van tenminste twee chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten, omvattende een huis voorzien van een mengkamer waarin een axiaal verplaatsbare plunjer is geplaatst en waarbij in de mengkamer twee kanalen uitmonden voor de toevoer van de kunststofkomponenten en welke mengkamer voorzien is van een aansluiting op een matrijs, met het kenmerk, dat de plunjer in twee richtingen kan roteren en over een gedeelte van zijn lengte nauw past in de mengkamer en over het resterende gedeelte tot aan het vrije uiteinde van de plunjer aan de omtrek voorzien is van schroefvormig verlopende ribben.

2. Mengkop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer met geringe speling past in de mengkamer.

3. Mengkop volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer naar het vrije uiteinde toe enigszins taps verloopt.

4. Mengkop volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat tijdens het mengen van de kunststofkomponenten het van ribben voorziene gedeelte van de roterende plunjer zich in de mengkamer bevindt.

5. Mengkop volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat na het mengen van de kunststofkomponenten de roterende plunjer in de richting van de matrijs-aanspuitopening wordt bewogen.

6. Werkwijze voor het mengen van tenminste twee chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten onder gebruikmaking van een mengkop volgens een of meer der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat tijdens het onder druk toevoeren van de kunststofkomponenten het van ribben voorziene gedeelte van de roterende plunjer zich in de mengkamer bevindt en de massastroom van de komponenten zich tegen de terugpompbeweging van het roterende van ribben voorziene plunjergedeelte naar het vrije einde van de plunjer beweegt en via de aanspuitopening in de matrijs stroomt, waarna, na de menging, de plunjer axiaal in de richting van de aanspuitopening wordt bewogen en de roterende beweging van de plunjer wordt gestopt, waarbij door het nauwpassende gedeelte van de plunjer de mengkamer wordt gereinigd en gelijktijdig injectie van het resterende mengsel in de matrijs plaatsvindt, waarna het mengsel uitpolymeriseert om vervolgens de tegengestelde roterende en axiale beweging van de plunjer in werking te stellen waarbij het van ribben voorziene gedeelte van de plunjer zich uit het gepolymeriseerde mengsel in de aanspuitopening draait. UITTREKSEL De uitvinding heeft betrekking op een mengkop voor het mengen van tenminste twee chemisch met elkaar reagerende vloeibare kunststofkomponenten, omvattende een huis voorzien van een mengkamer waarin een axiaal verplaatsbare plunjer is geplaatst en waarbij in de mengkamer twee kanalen uitmonden voor de toevoer van de kunststofkomponenten en welke mengkamer voorzien is van een aansluiting op een matrijs. De plunjer kan in twee richtingen roteren en past over een gedeelte van zijn lengte nauw in de mengkamer en is over het resterende gedeelte tot aan het vrije uiteinde van de plunjer aan de omtrek voorzien van schroefvormig verlopende ribben.