JP2812116B2 - ミキシングヘッド - Google Patents

ミキシングヘッド

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JP2812116B2 JP35682292A JP35682292A JP2812116B2 JP 2812116 B2 JP2812116 B2 JP 2812116B2 JP 35682292 A JP35682292 A JP 35682292A JP 35682292 A JP35682292 A JP 35682292A JP 2812116 B2 JP2812116 B2 JP 2812116B2
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化学的に反応可能な二
種の主成分に加え、少なくとも一種の副次的成分を混合
して合成樹脂材料を生成するミキシングヘッドに関し、
特に、ポリウレタン樹脂材料の生成に好適なミキシング
ヘッドに係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のミキシングヘッドとし
て、例えば、特公昭63−52568号公報に開示され
た技術が知られている。図5〜図7はこのミキシングヘ
ッドを模式的に示し、ヘッドボディ52の軸線と直交方
向に形成された貫通孔53には棒状の循環制御弁54が
摺動可能に挿入され、ヘッドボディ52の軸線方向に形
成された貫通孔55には棒状の吐出制御弁56が摺動可
能に挿入されている。貫通孔53の周壁には、化学的に
反応可能な二種の主成分を各別に吐出する二つの主吐出
口57が相対向して設けられている。また、循環制御弁
54の中心には副次的成分としての例えば着色成分を導
くチャンネル58が穿孔され、該チャンネル58は循環
制御弁54の先端面において副吐出口59として開口
し、前記着色成分を貫通孔53の軸線方向に吐出するよ
うになっている。
【0003】このミキシングヘッドの作用を説明する
と、まず、図5は成分循環時を示し、循環制御弁54が
前進しているため、各主成分は主吐出口57から循環制
御弁54の側面に形成された長溝60を経て循環する。
続いて、図6は成分吐出準備時を示し、吐出制御弁56
が後退して貫通孔55を開き、次の循環制御弁54の後
退に備える。次に、図7は成分吐出時を示し、循環制御
弁54が後退して各主吐出口57を貫通孔53に対して
開くため、各主吐出口57から吐出された二種の主成分
と副吐出口59から吐出された着色成分とが混合されて
合成樹脂材料が生成され、貫通孔53,55を経て成形
型(図示略)に射出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ミキシ
ングヘッドにおいては、図6の成分吐出準備時に、吐出
制御弁56の後退によって副吐出口59が貫通孔55に
対して開かれるため、前ショットでチャンネル58内に
残留した着色成分がこの副吐出口59から貫通孔55内
に漏れ出すことがある。この漏れ出した着色成分は本シ
ョットの初期に生成される合成樹脂材料中に混入するた
め、一時的に着色成分の混合比が高くなり、成形品に色
ムラが生じるという問題があった。
【0005】また、チャンネル58内に詰りが生じた場
合には、ヘッドボディ52を分解してから循環制御弁5
4を抜き取り、チャンネル58内を清掃する必要があっ
た。このため、ヘッドボディ52の分解に大変な手間が
かかり、メンテナンス性が悪いとか、循環制御弁54を
抜き取るとシリンダ61のオイルが漏れ出すとかという
問題があった。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、主吐出口から主成分が吐出するより前に副吐出口か
ら副次的成分が漏れ出す不具合を防止し、一ショット中
における副次的成分の混合比を一定に保つとともに、副
吐出口や副次的成分流路に詰りが生じた場合のメンテナ
ンス性を改善することができるミキシングヘッドを提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、ヘッドボディに貫通孔を形成し、前
記貫通孔に棒状の制御弁を摺動可能に挿入し、前記制御
弁の駆動手段を前記ヘッドボディに取付け、化学的に反
応可能な二種の主成分を前記貫通孔の混合室へ各別に吐
出するための二つの主吐出口を前記貫通孔の周壁に相対
向して設けたミキシングヘッドにおいて、副次的成分を
前記混合室へ吐出するための少なくとも一つの副吐出口
を前記貫通孔の周壁に設け、前記主吐出口及び副吐出口
が前記制御弁の摺動によって同時に開閉するよう前記主
吐出口及び副吐出口を前記貫通孔の軸線に対して一つの
直交面上に配設するという手段を採った(請求項1)。
【0008】また、前記副吐出口に連通可能な副次的成
分流路を備えた副ノズルを、ヘッドボディに脱着可能に
組込むようにすることが好ましい(請求項2)。
【0009】
【作用】本発明のミキシングヘッドによれば、前記主吐
出口及び副吐出口を前記貫通孔の軸線に対して一つの直
交面上に配設したので、主吐出口及び副吐出口は制御弁
の摺動により貫通孔に対して同時に開かれ、主成分と副
次的成分との吐出タイミングが一致する。従って、前シ
ョットで副吐出口や副次的成分流路内に残留した副次的
成分が、主成分の吐出開始より前に、貫通孔に漏れ出す
ようなことはない。よって、一ショット中における副次
的成分の混合比を一定に保つことができる。また、副吐
出口を制御弁側ではなくヘッドボディ側に設けたので、
副吐出口や副次的成分流路に詰りが生じた場合、そのメ
ンテナンスにおいてヘッドボディを大きく分解したり制
御弁を取外したりする必要がない。従って、メンテナン
ス性が改善され、また、制御弁の駆動手段としてシリン
ダを採用した場合でもそのオイルが漏れる心配がない。
【0010】また、前記副吐出口に連通可能な副次的成
分流路を備えた副ノズルをヘッドボディに脱着可能に組
込むようにすれば、上記メンテナンスにおいてヘッドボ
ディを分解する必要が全くなくなり、該ヘッドボディか
ら副ノズルを取外せば、副吐出口や副次的成分流路を容
易に清掃することができる。従って、さらにメンテナン
ス性が改善される。
【0011】
【実施例】以下、本発明をポリウレタン樹脂材料生成用
の三成分ミキシングヘッドに具体化した一実施例につい
て、図1〜図4を参照して説明する。図1に示すよう
に、本実施例のミキシングヘッドにおいては、シリンダ
1にボディフランジ2を介してヘッドボディ3が取付け
られ、ボディフランジ2及びヘッドボディ3の中心には
それぞれ貫通孔4が形成されている。貫通孔4には循環
制御弁5が摺動可能に挿入され、その基端はシリンダ1
のピストン6に押え板7を介して結合されている。
【0012】ヘッドボディ3の両端部には循環制御弁5
を摺動案内するスリーブ8,9が挿着されている。基端
側のスリーブ8は、その半分をボディフランジ2に嵌入
することにより、ボディフランジ2及びヘッドボディ3
の貫通孔4を同一軸線上に位置決めする機能を兼備して
いる。循環制御弁5の側周面の前半部には上下一対の長
溝10が刻設され、各長溝10にはヘッドボディ3に螺
着した回り止めピン11の先端部が嵌入されている。そ
して、ピストン6の往復動に伴い、循環制御弁5はスリ
ーブ8,9により案内されて、図1に示す前進位置と図
2に示す後退位置とに摺動され、後退位置では循環制御
弁5の先端面より前方の貫通孔4に混合室12が形成さ
れる。
【0013】図2及び図3に示すように、混合室12が
形成される位置のヘッドボディ3には、上下一対の主ノ
ズル挿入孔13と側部の一つの副ノズル挿入孔14と
が、貫通孔4の軸線とは直交方向に形成されている。各
挿入孔13,14の底壁15は貫通孔4の周壁の一部を
構成しており、各底壁15の中心には、上下に相対向し
て混合室12に開口する一対の主吐出口16と、これら
に直交して混合室12に開口する一つの副吐出口17と
が形成されている。
【0014】これらの主吐出口16及び副吐出口17
は、循環制御弁5の摺動によって同時に開閉するよう、
図4に示すように貫通孔4の軸線に対して一つの直交面
18上に配設されている。また、本実施例の主吐出口1
6及び副吐出口17は同一形状(丸孔)かつ同一直径に
形成されている。なお、主吐出口16及び副吐出口17
の形状寸法を異ならせる場合には、後退する循環制御弁
5が主吐出口16及び副吐出口17の各縁を同時に開き
始めるように、それらの各縁の位置を揃えるとよい。
【0015】各主ノズル挿入孔13内には主ノズル19
が脱着可能に挿入され、ヘッドボディ3の外面には各主
ノズル19を押えて保持するノズルホルダ20が装着さ
れている。各主ノズル19には、主吐出口16に連通す
るテーパ状のオリフィス21と、該オリフィス21に接
続された主成分流路22とが形成されている。また、各
ノズルホルダ20の内部には、主成分タンクから延びる
供給パイプ(いずれも図示略)が接続される供給口23
と、主ノズル19の主成分流路22に連通する給路24
とが連続して形成されている。
【0016】各ノズルホルダ20及び主ノズル19には
ニードル25が挿通され、その先端にはオリフィス21
を開閉するテーパ状の弁部26が形成されている。ニー
ドル25はノズルホルダ20に螺合するネジ部27を備
え、該ネジ部27にはロックナット28が螺着されてい
る。そして、ニードル25を回動操作することにより、
弁部26でオリフィス21の開度を加減して、主成分の
吐出圧を調整できるようになっている。
【0017】一方、各主ノズル19の後方においてヘッ
ドボディ3には還流孔29が形成され、その内端は循環
制御弁5の長溝10に連通され、外端はネジ栓30で閉
鎖され、かつ、中間はヘッドボディ3の還流口31に接
続されている。還流口31は帰還パイプ(図示略)を介
して主成分タンクに接続されていて、循環制御弁5の前
進時に主成分を主成分タンクに循環できるようになって
いる。なお、循環制御弁5は長溝10の両側に複数条の
環状溝32を備え、各環状溝32には反応固化したポリ
ウレタン樹脂によってシール材(図示略)が形成され
る。
【0018】また、前記副ノズル挿入孔14内には副ノ
ズル33が脱着可能に螺入されている。この副ノズル3
3の中心部には副吐出口17に連通する副次的成分流路
34が形成され、該副次的成分流路34には副次的成分
タンク(図示略)から延びる供給パイプ35が接続可能
になっている。
【0019】以上のように構成された本実施例のミキシ
ングヘッドについて、次に、その作用及び効果を説明す
る。
【0020】化学的に反応可能な二種類の主成分、つま
りポリウレタン樹脂材料を生成するポリオール成分及び
イソシアネート成分を各別の主成分タンクに貯溜し、例
えばポリオール成分の主成分タンクから延びる供給パイ
プを上側のノズルホルダ20に接続し、イソシアネート
成分の主成分タンクから延びる供給パイプを下側のノズ
ルホルダ20に接続する。また、副次的成分としての着
色成分(顔料をポリオール成分で溶いたもの)を副次的
成分タンクに貯溜し、その供給パイプ35を副ノズル3
3に接続する。
【0021】まず、図1に示す成分循環時には、循環制
御弁5が前進しているため、主成分であるポリオール成
分及びイソシアネート成分は、それぞれ主吐出口16か
ら長溝10→環流孔29→環流口31を経て主成分タン
クに循環する。
【0022】次に、図2及び図3に示す成分吐出時に
は、循環制御弁5が後退して各主吐出口16及び副吐出
口17を混合室12に対して開くため、図4に示すよう
に、各主吐出口16及び副吐出口17から吐出されたポ
リオール成分A、イソシアネート成分B及び着色成分C
が衝突混合されて合成樹脂材料が生成され、貫通孔4を
経て成形型(図示略)に射出される。
【0023】このとき、両主吐出口16及び副吐出口1
7は循環制御弁5の後退により混合室12に対して同時
に開かれるため、ポリオール成分A、イソシアネート成
分B及び着色成分Cの吐出タイミングが一致する。従っ
て、前ショットで副次的成分流路34内に残留した着色
成分が、ポリオール成分A及びイソシアネート成分Bの
吐出開始より前に、貫通孔4に漏れ出すようなことはな
い。よって、一ショット中における着色成分の混合比を
一定に保つことができ、成形品の色ムラを防止すること
ができる。
【0024】また、副吐出口17や副次的成分流路34
内に詰りが生じた場合は、ヘッドボディ3を分解したり
循環制御弁5を取外したりすることなく、該ヘッドボデ
ィ3から副ノズル33を螺退させて取外し、副吐出口1
7や副次的成分流路34内を清掃すればよい。従って、
メンテナンス性に優れ、シリンダ1のオイルが漏れる心
配もない。
【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば次のように、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更して具体化することも可能である。
【0026】(1)前記副吐出口17に対向する位置の
貫通孔4の周壁に第二の副吐出口(図示略)を設け、該
副吐出口に連通可能な副次的成分流路を備えた副ノズル
をヘッドボディ3に脱着可能に組込むこと。この第二の
副吐出口からも着色成分を吐出させれば、ポリオール成
分及びイソシアネート成分に対してその両側から着色成
分が衝突するため、より良好な混合を実現できる。ま
た、この第二の副吐出口からは、別色の着色成分や、着
色成分以外の副次的成分(触媒等)を吐出させることも
できる。
【0027】(2)ポリウレタン樹脂材料以外の各種合
成樹脂材料を混合生成するミキシングヘッドに適用して
実施すること。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明のミキシングヘッドによれば、主吐出口から主成分
が吐出するより前に副吐出口から副次的成分が漏れ出す
不具合を防止し、一ショット中における副次的成分の混
合比を一定に保つことができる。また、副吐出口や副次
的成分流路に詰りが生じた場合、そのメンテナンスにお
いてヘッドボディを大きく分解したり制御弁を取外した
りする必要がなくなり、メンテナンス性が改善される。
【0029】また、請求項2記載の本発明のミキシング
ヘッドによれば、上記メンテナンスにおいてヘッドボデ
ィを分解する必要が全くなくなり、メンテナンス性がさ
らに改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した実施例のミキシングヘッド
の成分循環時における断面図である。
【図2】図1のミキシングヘッドの成分吐出時における
ノズル付近を拡大して示す断面図である。
【図3】図2のIII −III 線断面図である。
【図4】図2のミキシングヘッドの吐出口付近を示す斜
視図である。
【図5】従来例のミキシングヘッドの成分循環時におけ
る断面図である。
【図6】同ミキシングヘッドの成分吐出準備時における
断面図である。
【図7】同ミキシングヘッドの成分吐出時における断面
図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 3 ヘッドボディ 4 貫通孔 5 循環制御弁 6 ピストン 12 混合室 16 主吐出口 17 副吐出口 18 直交面 33 副ノズル 34 副次的成分流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−107322(JP,A) 特開 昭58−90937(JP,A) 特開 昭57−150555(JP,A) 特開 昭63−270109(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29B 7/00 - 7/94

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘッドボディに貫通孔を形成し、前記貫
    通孔に棒状の制御弁を摺動可能に挿入し、前記制御弁の
    駆動手段を前記ヘッドボディに取付け、化学的に反応可
    能な二種の主成分を前記貫通孔の混合室へ各別に吐出す
    るための二つの主吐出口を前記貫通孔の周壁に相対向し
    て設けたミキシングヘッドにおいて、副次的成分を前記
    混合室へ吐出するための少なくとも一つの副吐出口を前
    記貫通孔の周壁に設け、前記主吐出口及び副吐出口が前
    記制御弁の摺動によって同時に開閉するよう前記主吐出
    口及び副吐出口を前記貫通孔の軸線に対して一つの直交
    面上に配設したことを特徴とするミキシングヘッド。
  2. 【請求項2】 副吐出口に連通可能な副次的成分流路を
    備えた副ノズルをヘッドボディに脱着可能に組込んだ請
    求項1記載のミキシングヘッド。
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