JPH03104613A

JPH03104613A - ノズル構造体及びミキシングヘッド

Info

Publication number: JPH03104613A
Application number: JP1241645A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Yamada; 貢山田
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1991-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、反応射出成形等において、複数の原料を混合
するためのミキシングヘッドに用いる原料吐出用のノズ
ル構造体及びこのノズル構造体を用いたミキシングヘッ
ドに関するものである。

（従来の技術）たとえば、ウレタンフォームの反応射出戊形では、原料
としてボリオールとイソシアネートをミキシングヘッド
に装着したそれぞれのノズル構造体により、ミキシング
ヘッドのミキシングチャンバに吐出し、このミキシング
チャンバにおいて両者を衝突混合させ、この混合物をウ
レタンフォーム原料として、ミキシングチャンバから金
型に注入し、金型内で発泡固化させることによって、所
定形状の製品を所定硬度のウレタンフォームで形威して
いる。

そして、このようなウレタンフォームの反応射出成形に
おいて、金型に注入するウレタンフォ−ム原料のボリオ
ールとイソシアネートの混合比を変えれば、硬度の異な
るウレタンフォームを得ることができる。

このため、たとえば、１つの製品において、ウレタンフ
ォームの硬度を部分的に変える場合に、第７図に示すよ
うに、２台のミキシングヘッド１！，Ｉｂを用いること
が行なわれている。

すなわち、２台のミキシングヘッドＩＩ，　ｌｂのそれ
ぞれにおいて、原料タンク２ｇ，　２ｂ，　３ａ，　３
ｈから、モータ４ｇ，　４ｂ，　５ａ，　Ｓｂによって
駆動される計量ポンプＱｍ，　６ｂ，　７ａ，　７ｂを
介して供給されるボリオールＰとイソシアネート■を、
それぞれのノズル構造体８ａ，　８ｂ，　９ｍ，　９ｂ
により、ミキシングチャンバＩＯｉ　．　ＩＯｂに吐出
して衝突混合させるようにしておく。

そして、一方のミキシングヘッド１婁において、ノズル
構造体ｇｉ，　９１の開度と計量ポンプ６ａ，　７ｇを
駆動するモータ４ａ．　５１の回転数を調節することに
より、たとえば、ボリオールＰとイソシアネートＩを、
吐出量の比をＷ：■として、同じ吐出圧力Ｑ　ｋｇ／ｃ
ｉで、相対向したノズル構造体８ａ，　９ａからミキシ
ングチャンバｔｅａに吐出させて衝突混合させ、衝突混
合でできたウレタンフォーム原料Ｍ！を金型１ｌのＡ部
に注入すると、このウレタンフォーム原料Ｍａは比較的
に硬度の低い軟質のウレタンフォームとなる。

また、他方のミキシングヘッド１ｂにおいて、ノズル構
造体８ｂ，　９ｂの開度と計量ボンブ６ｂ，　７ｂを駆
動するモータ４ｂ，　５ｂの回転数を調節することによ
り、たとえば、ボリオールＰとイソシアネート■を、吐
出量の比をＷ：■＋αとして、同じ吐出圧力Ｑ　ｋｇ／
ｃｏｉで、相対向したノズル構造体８ｂ．　９ｂからミ
キシングチャンバｌＯｂに吐出させて衝突混合させ、衝
突混合でできたウレタンフォーム原料Ｗｂを金型ｌ１の
Ｂｌ部及びＢ２部に注入すると、このウレタンフォーム
原料Ｍｂは比較的に硬度の高い半硬質のウレタンフォー
ムとなる。

このように、従来は、たとえば、１−つの製品において
ウレタンフォームの硬度を部分的に変える目的で、金型
１１に注入するウレタンフォーム原料Ｍａ，　Ｍｈのボ
リオールＰとイソシアネート■の混合物の混合比を変え
る場合、２台のミキシングヘッドＩＩ，　ｌｂを用いる
ため、２台のミキシングヘッドＩ．ａ，Ｉｂとこれに付
随する計量ポンプ６１，　６ｂ，　１１．７ｂやモータ
４ａ，　４ｂ，　５ｇ，　５ｂ等の設備に費用がかかり
、製品の価格が上昇するという問題がある。

もちろん、第７図において、一方のミキシングヘッドｌ
１により、金型１１のＡ部に軟質のウレタンフォーム原
料旧を注入した後、このミキシングヘッドｈのイソシア
ネート！側のノズル構造体９動の二一ドル弁の頭部を手
動で回動して、このノズル構造体ｈの開度を増すととも
に、イソシアネート■側の計量ボンブ７ｌを駆動するモ
ータ５！の回転数を上げることにより、イソシアネート
■の吐出盪を増やし、ボリオールＰとイソシアネートＩ
を、吐出量の比をＷ：ｖ＋αとして、同じ吐出圧力Ｑｋ
ｇ／ａｌで、相対向したノズル構造体８１，　９ａから
ミキシングチャンバｌＯｉに吐出させると、同じミキシ
ングヘッドｈにより、半硬質のウレタンフォーム原料Ｍ
ｂを金型１１のＢ１部及びＢ２部に注入することができ
、結果的に、１台のミキシングヘッド１ａにより、ポリ
オールＰとイソシアネート■の混合比を変えることがで
きる。

しかしながら、この方法の場合、１つの製品を成形する
途中で、ニ一ドル弁の頭部を手動で同動してノズル構造
体ｈの開度を変える必要があるとともに、次の製品を成
形する前に、再び、二ドル井の頭部を手動で回動してノ
ズル構造体９ａの開度を元に戻す必要があるため、再現
性が悪く、作業も面倒で、或形サイクルが長くなり、自
動化もできないため、試作テスト等には使えるが、量産
には不向きである。

このため、量産に使える方法として、特開昭６　３　−
　２　１．　１　０　９号公報及び特開昭６３−２１１
１０号公報には、ミキシングヘッドのミキシングチャン
バに対して、ポリオールとイソシアネートの少なくとも
一方を２か所から吐出できるようにし、少なくとも一方
の原料の吐出を、ｌか所と２か所とに切換えることによ
って、ウレタンフォームの硬度を変える方法が記載され
ている。

しかしながら、この公報に記載された方法の場合、二液
混合で、１台のミキシングヘッドに対して、ノズル構造
体を２倍の４つに増やす必要があり、これにともなって
、原料タンク、計量ポンプ、モータ等で構成される原料
計量供給システムも２倍の４系統に増やす必要があり、
管理が面倒で、コストが高くなるという問題がある。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来の場合、たとえば反応射出或形等
において、複数の原料を混合する際に、原料の混合比を
変えるためには、２台のミキシングヘッドを用いる必要
があったり、１台のミキシングヘッドで処理するもので
は、２倍のノズル構造体及び２倍の原料計量供給システ
ムを１台のミキングヘッドに集中的に組込む必要があっ
た。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、１
台のミキシングヘッドを用いて、しかも、ノズル構造体
や原料計量供給システムの数も増やすことなく、複数の
原料を混合比を変えて混合することを口約とするもので
ある。

〔発明の構或〕

（課題を解決するための手段）本発明の請求項１のノズル構造体６１は、原料Ｉが吐出
される吐出口６３を一端部に有する筒状のノズル本体６
２と、このノズル本体６２の内部にノズル本体６２の軸
方向に移動０在に設けられ上記吐出口６３を開閉する開
閉体６８と、上記ノズル本体６２の他端部に位置し上記
開閉体６８の他端部に対して位置調節自在に設けられ開
閉体６８による上記吐出［１６３の開放度を調節する調
節体７５とを具備したものである。

本発明の請求項２は、複数の原料Ｐ，Ｉを混合するミキ
シングチャンバ２３を有しこのミキシングチャンバ２３
に対してそれぞれ原料Ｐ，Ｉを吐出する少なくとも２つ
のノズル構造体５０．　６１を相対向して装着したミキ
シングヘッド２ｌにおいて、少なくとも１つのノズル構
造体に請求項１に記載のノズル構造体６１を用いたもの
である。

（作用）本発明の請求項１のノズル構造体６１は、調節体７５の
位置調節により、開閉体６８の開方向の移動位置を調節
し、開閉体６８による吐出口６３の開放度を調節し、こ
れによって、原料Ｉの吐出量を調節するものである。

本発明の請求項２のミキシングヘッド２１は、原料Ｐ，
Ｉを相対向したノズル構造体５０．　６１からミキシシ
ングチャンバ２３に吐出し、このミキシングチャンバ２
３において両者を衝突混合させるもので、請求項１のノ
ズル構造体６１により、原料Ｉの吐出量を調節すること
によって、原料Ｐ，Ｉの混合比を変えるものである。

（実施例）本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の請求項２のミキシングヘッドの実施例を第２図
ないし第４図に示す。

このミキシングヘッド２１は、第７図に示した従来の一
般的なミキシングヘッドｌａ，　　Ｉｂと同様の構造で
、ヘッド本体２２を有し、このヘッド本体２２にはミキ
シングチャンバ２３を上下方向に穿設して貫通させてあ
り、このミキシングチャンバ２３に向かってヘッド本体
２２の両側部から所定形状のノズル装着部２４．　２５
を相対向して穿設するとともに、この両側のノズル装着
部２４．　２５の先端部にそれぞれミキシングチャンバ
２３の内側下部に連通ずる噴射口２６．　２７を形成し
、さらに、ノズル装着部２４．２５の上側に位置して、
ヘッド本体２２の両側部からノズル装着部２４．　２５
に連通ずる流入孔２８．　２９を形成し、この流入孔２
８．　２９の上側に位置して、ヘッド本体２２の両側部
からミキシングチャンバ２３の内側上部に連通ずる流出
孔３０．　３１を形成してある。

そして、上記ヘッド本体２２の上部にはシリンダ機構３
４を設けてあり、このシリンダ機構３４のシリンダ３５
内に上下動自在に嵌合したピストン３６の下側部にシャ
フト３７を連結し、このシャフト３７を上記ミキシング
チャンバ２３に上下動自在に嵌合し、このシャフト３７
の両側部には循環用の流通溝３８，３９を形成してある
。

また、上記ヘッド本体２２の両側の流入孔２８，２９に
はそれぞれモータ４２，　４３によって駆動される計量
ポンプ４４．　４５を介してタンク４６．　４７の底部
を接続し、この両タンク４６．　４１の上部空間にヘッ
ド本体２２の両側の流山孔３０．　３１を接続してある
。

そして、一方のタンク４６には原料としてのポリオール
Ｐが収納され、他方のタンク４７には原料としてのイソ
シアネートＩが収納されている。

なお、計量ポンプ４４．　４５を駆動するモータ４２，
４３は、インバータ等によって回転数を白山に制御する
ことができ、タンク４６．　４７からヘッド本体２２の
流入孔２８．　２９に供給するポリオールＰやイソシア
ネート！の置を調節することができるようになっている
。

そうして、上記ヘッド本体２２の一方のノズル装着部２
４には、第７図に示した従来のミキシングヘッドＩｎ，
　Ｉｂに用いたノズル構造体８ａ，　８ｂ，　９ｉ，９
ｂと同様のノズル構造体５０が装着してある。

このノズル構造体５Ｇは、筒状のノズル本体５１を有し
、このノズル本体５１の先端部となる一端部にヘッド本
体２２の噴射０２６に連通ずる吐出口５２を形或すると
ともに、この吐出口５２の内側に流通空間５３を形成し
、この流通空間５３の側部にヘッド本体２２の流入孔２
８に連通ずる流入口５４を形成し、そして、ノズル本体
５１の他端部に吐出口５２を開閉する二一ドル弁５５を
螺合してあり、この二一ドル弁５５の頭部５６を回動す
ることにより、二一ドル弁５５がノズル本体５１の軸方
向に移動して吐出口５２に進退し、吐出口５２の開放度
を調節することができるようになっている。

また、上記ヘッド本体２２の他方のノズル装着部２５に
は、本発明の請求項１のノズル構造体６１が装着してあ
る。

このノズル構造体６１は、第１図に示すように、筒状の
ノズル本体６２を有し、このノズル本体６２の先端部と
なる一端部にはヘッド本体２２の噴射口２７に連通ずる
吐出口６３を形成するとともに、この吐出口６３の内側
に流通空間６４を形成し、この流通空間６４の側部にヘ
ッド本体２２の流入孔２９に連通ずる流入口６５を形成
し、さらに、ノズル本体６２の他端部にはシリンダ室６
６を形威し、このシリンダ室６６にピストン６７をノズ
ル本体６２の軸方向に移動自在に嵌合するとともに、こ
のピストン６７に連結した開閉体としての二一ドル弁６
８を流通空間６４に突出させ、この二一ドル弁６８で吐
出口６３を開閉できるようにしてある。

そして、ノズル本体６２の他端部には上記ピストン６７
のストロークを調節する調節機構７１を設けてある。

この調節機構７１は、その先端部となる一端部をノズル
本体Ｇ２のシリンダ室６６に螺合してシリンダ室６Ｇを
閉塞する筒状の調節ブロック７２を有し、この調節ブロ
ック７２の他端部にはシリンダ室７３を形成し、このシ
リンダ室７３にピストン７４を調節ブロック７２の軸方
向に移動自在に嵌合するとともに、このピストン７４の
一側部に連結した調節体としての調節ロッド７５を、調
節ブロック７２の一端部に摺動自．在に貫通させて、ノ
ズル本体６２のシリンダ室６６に出没自在に配設し、さ
らに、シリンダ室７３の他端部にはキャップ７６を螺合
してシリンダ室７３を閉塞し、このキャップ７６にピス
トン７４の他側部に連結したロッド７７を摺動自在に貫
通させ、このロッド７７の先端部にストッパとなるナッ
ト７８を螺合してある。

なお、８１，　８２，　８３．　８４は油圧オイルの流
通口である。

そうして、このような構成において、ウレタンフォーム
の反応射出成形を行なう際には、まず、第２図に示すよ
うに、シリンダ機構３４のピストン３６を下降し、シャ
フト３７をミキシングヘッド２１のミキシングチャンバ
２３の下端部まで下降しておく。

この状態では、シャフト３７の一側部の流通溝３８がヘ
ッド本体２２の噴射口２６及び流出孔３ｏに連通ずるの
で、ボリオールＰが、タンク４６から計量ボンブ４４に
より、ヘッド本体２２の流入孔２８、ノズル構造体５０
の流入口５４、流通空間５３及び吐出口５２、ヘッド本
体２２の噴射口２６、シャフト３７の流通？ｐｔ３ｇ、
ヘッド本体２２の流出孔３０を介して、タンク４６に高
圧循環する。

なお、この状態では、ノズル構造体５ｏの二ドル弁５５
による吐出［１５２の開放度を調節することと、計量ボ
ンプ４４を駆動するモータ４２の回転数を調節すること
により、吐出口５２からのポリオールＰの吐出置がＷｇ
／ｓｅｅに、吐出圧力がＱｋｇ／Ｃｉとなるように設定
されている。

また、この状態では、シャフト３７の他側部の流通Ｒ３
９がヘッド本体２２の噴射口２７及び流１４３孔３１に
連通するので、イソシアネート■が、タンク４７からｉ
ｔｔボンプ４５により、ヘッド本体２２の流入孔２９、
ノズル構造体６１の流入口６５、流通空間６４及び吐出
口６３、ヘッド本体２２の噴射口２７、シャフト３７の
流通溝３９、ヘッド本体２２の流山孔３１を介して、タ
ンク４７に高圧循環する。

なお、この状態では、比較的に硬度の低い軟質のウレタ
ンフォームを形成するために、ノズル構造体６１におい
て、流通口８４から油圧を加え、調節機構７１のピスト
ン７４を二一ドル弁６８方向に移動して、調節ロッド７
５を調節ブロック７２からピストン６７に対して突出さ
せ、予め、この調節ロッド７５の突出長さをナット７８
で調節した上で、流通口８１から油圧を加え、ピストン
６７を調節ロッド７５方向に移動して当接させることに
よって、ニ一ドル弁６８による吐出「１６３の開放度を
調節することと、計量ボンプ４５を駆動するモータ４３
の回転数を調節することにより、吐出口６３からのイソ
シアネートＩの吐出量がＶｇ／ｓａｃに、吐出圧力がボ
リオールＰと同じ＜Ｑｋｇ／ｃｉとなるように設定され
ている。

この状態から、第３図に示すように、シリンダ機構３４
のピストン３６を上昇し、シャフト３７をミキシングヘ
ッド２１のミキシングチャンバ２３内で上昇すると、シ
ャフト３７の下端部がヘッド本体２２の噴射口２６．　
２７と流出孔３０．　３１の間に位置するので、噴射口
２６．　２７と流出孔３０．　３１が遮断されるととも
に、噴射口２６．　２７がミキシングチャンバ２３の下
端開口部に連通ずる。

すると、タンク４６から計量ポンプ４４により供給され
たポリオールＰが、ノズル構造体５０の吐出口５２から
ヘッド本体２２の噴射口２６を介して、ミキシングチャ
ンバ２３に吐出されるとともに、タンク４７から計量ボ
ンプ４５により供給されたイソシアネートＩが、ノズル
構造体６１の吐出口６３からヘッド本体２２の噴射口２
７を介して、ミキシングチャンバ２３に吐出され、これ
によって、ボリオールＰとイソシアネート■が、同じ吐
出圧力Ｑ　ｋｇ／Ｃｉで良好に衝突混合し、ボリオール
Ｐとイソシアネート■をＷ：ｖの混合比で混合してでき
たウレタンフォーム原料旧を金型１１のＡ部に注入し、
このウレタンフォーム原料Ｍａｔこより比較的に硬度の
低い軟質のウレタンフォームを形成する。

そして、金型１１のＡ部に対して所定量の吐出が終わっ
たら、シリンダ機構３４のピストン３Ｇを上昇して、第
２図の高圧循環の状態に戻した後、ただちに、比較的に
硬度の高い半硬質のウレタンフォームを形成するために
、ノズル構造体６１において、流通［１８３からＭ１圧
を加え、調節機構７１のピストン７４を二一ドル弁６８
と反対の方向に移動して、調節ロッド７５を調節ブロッ
ク７２内に移動させ、予め、この調節ブロック７２の位
置を調節した上で、流通口８Ｉから油圧を加え、ピスト
ン６７を調節ブロック７２方向に移動して当接させるこ
とによって、ニ一ドル弁６８による吐出目６３の開放度
を調節することにより、吐出［コ６３からのイソシアネ
ートＩの吐出量をＶｇ／ｓｅｃから（Ｖ＋α）ｇ／ｓｅ
ｃに増やし、これとともに、計量ポンプ４５を駆動する
モータ４３の回転数を上げることにより、吐出圧力を前
と同じＱｋｇ／ｅａｒに設定する。

この状態から、第４図に示すように、シリンダ機構３４
のピストン３６を上昇し、シャフト３７をミキシングヘ
ッド２１のミキシングチャンバ２３内で」二昇すると、
タンク４６から計量ボンプ４４により供給されたボリオ
ールＰが、ノズル構造体５ｏの吐出口５２からヘッド本
体２２の噴射口２６を介して、ミキシングチャンバ２３
に吐出されるとともに、タンク４７から計量ポンブ４５
により供給されたイソシアネートＩが、ノズル構造体６
Ｉの吐出口６３からヘッド本体２２の噴射口２７を介し
て、ミキシングチャンバ２３に吐出され、これによって
、ボリオールＰとイソシアネートＩが、同じ吐出圧力Ｑ
　ｋｇ／Ｃｉで良好に衝突混合し、ポリオールＰとイソ
シアネートＩをＷ：Ｖ＋αの混合比で混合してできたウ
レタンフォーム原料Ｍｂを金型ｌ１のＢｌ部に注入し、
このウレタンフォーム原料Ｍｂにより比較的に硬度の高
い半硬質のウレタンフォームを形成する。

そして、金型１１の８１部に対して所定量の吐出が終わ
ったら、シリンダ機構３４のピストン３６を上昇して、
高圧循環の状態に戻した後、再び、シリンダ機構３４の
ピストン３６を上昇し、ポリオールＰとイソシアネート
■をＷ；Ｖ＋αの混合比で混合してできたウレタンフォ
ーム原料Ｍｂを金型１ｌのＢ２部に注入し、このウレタ
ンフォーム原料Ｍｂにより比較的に硬度の高い半硬質の
ウレタンフォームを形成する。

そして、金型１１のＢ２部に対して所定量の吐出が終わ
ったら、シリンダ機構３４のピストン３６を上昇して、
高圧循環の状態に戻し、作業を終了する。

なお、このようにして金型１１に注入したボリオールＰ
とイソシアネート■の混合比を変えたウレタンフォーム
原料Ｍｉ，　）Ｊｂは、第５図に示すように、金型１１
内で一体のウレタンフォームＷとなるが、Ａ部は軟質、
その両側のＢｌ部及び８２部は半硬質となり、第６園に
示すように、形状を整えた状態で表皮材Ｓで覆うと、自
動車の座席のクッションとなる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の請求項１のノズル構造体は、
調節体の位置調節により、開閉体の開方向の移動位置を
調節して、開閉体による吐出口の開放度を調節し、これ
によって、原料の吐出潰を調節することができるので、
本発明の請求項２のミキシングヘッドのように、複数の
原料を混合するためのミキシングヘッドに用いると、複
数の原料を混合して吐出した直後に、直ちに、少なくと
も１つの原料の吐出量を切換えることによって、原料の
混合比を変えることができ、したがって、混合比を変え
るために、複数のミキシングヘッドを用いる必要もなく
、二液混合の場合、２つのノズル構造体を１−台のミキ
シングヘッドに組込むだけで良いことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の請求項１のノズル構造体の一実施例の
断面図、第２図ないし第４図は本発明の請求項２のミキ
シングヘッドの一実施例の断面図で、第２図は原料を高
圧循環させている状態を示し、第３図及び第４図はそれ
ぞれ原料を異なる混合比で混合している状態を示すもの
であり、第５図は原料の混合物を注入した金型の断面図
、第６図は製品の断面図であり、第７図は従来の２台の
ミキシングヘッドを用いた反応射出戊形を示す断面図で
ある。 ■）・・原料としてのボリオール、■・・原料としての
イソシアネート、２１・・ミキシングヘッド、２３・・
ミキシングチャンバ、５０・・ノズル構造体、６１・・
ノズル構造体、６２・・ノズル本体、６３・・吐出口、
６８・・開閉体としての二一ドル弁、７５・・調節体と
しての調節ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原料が吐出される吐出口を一端部に有する筒状の
ノズル本体と、このノズル本体の内部にノズル本体の軸
方向に移動自在に設けられ上記吐出口を開閉する開閉体
と、上記ノズル本体の他端部に位置し上記開閉体の他端
部に対して位置調節自在に設けられ開閉体による上記吐
出口の開放度を調節する調節体とを具備したことを特徴
とするノズル構造体。（２）複数の原料を混合するミキ
シングチャンバを有しこのミキシングチャンバに対して
それぞれ原料を吐出する少なくとも２つのノズル構造体
を相対向して装着したミキシングヘッドにおいて、少なくとも１つのノズル構造体に請求項１に記載のノズ
ル構造体を用いたことを特徴とするミキシングヘッド。