JPS633727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性水素化合物含有成分とイソシアネ
ート化合物含有成分とを混合吐出して発泡性のポ
リウレタン原液を得るための装置に関するもので
あり、特に連続的に原液を混合吐出するのに適し
た混合吐出装置に関するものである。

活性水素化合物、たとえばポリエーテルポリオ
ールやポリエステルポリオール、水酸基を含むプ
レポリマーなどと、イソシアネート化合物、たと
えばTDIやMDIイソシアネート基を含むプレポ
リマーなどを水やフロンなどの発泡剤とともに混
合して発泡性の原液とし、これを発泡硬化してポ
リウレタンフオームを得る方法は広く使用されて
いる。この原液を得る装置として種々の混合吐出
装置が知られているが、その一つに二液混合型の
混合吐出装置がある。この混合吐出装置は、活性
水素化合物を主成分とし、これに発泡剤、触媒、
整泡剤等の添加剤を含む１つの成分と、イソシア
ネート化合物を主成分とし場合によつて触媒やそ
の他の添加剤を含む成分とを混合吐出するもので
ある。場合によつては、混合吐出装置の直前で、
あるいは混合吐出装置の混合室に通じる開閉弁の
直前で一方の成分にさらに他の成分が添加される
こともあるが、基本的には混合室では上記２成分
が混合される。

この２成分混合型の混合吐出装置の具体的な１
例として、特開昭52−103469号公報に記載されて
いるような装置がある。この装置の部分断面図を
第１図に示し、それについて説明する。この装置
の主要部はガンと通称され、ガン本体１とそれに
付属する部品からなる。ガン本体１には中心通路
２があり、この中心通路２に通じる３個の入口、
即ち混合される一つの成分の導入管３、他の成分
の導入管４および洗浄剤導入管５、および静的混
合器６を有する管７に通じる１つの出口がある。
静的混合器６前の中心通路部が混合室８であり、
静的混合器６の先端が吐出口９である。混合され
る一つの成分は導入管３よりバルブ機構を有する
１つの空洞１０を通り、開閉弁１１より混合室８
に供給され、同様に他の成分は空洞１２より開閉
弁１３を通つて混合室８に供給される。それぞれ
の開閉弁は弁座１４と弁頭１５よりなり、弁座１
４に設けられた孔を弁頭１５が閉塞することによ
り作用する。弁頭１５には弁棒１６が接続され、
カム機構１７とバネ１８により弁作動器１９の回
転で弁頭１５を往復移動させて弁作動を行なわせ
る。溶剤や窒素などの洗浄剤は洗浄剤導入管５よ
り中心通路に設けられた逆止弁２０を通つて混合
室８に供給される。この混合吐出装置は次のよう
に使用される。加圧した２成分をそれぞれ導入管
３，４よりガン本体１に導入する。次に、２つの
弁作動器１９を同時に回転して開閉弁１１，１３
を開け、２成分を混合室８内で衝突させて混合
し、さらに静的混合器６で混合して吐出口９より
混合された原液を吐出させる。一定量吐出後、弁
作動器１９を元に戻して開閉弁を閉じ、次いで図
示されていない弁を開いて加圧された洗浄剤を導
入口５よりガン本体１に導入する。洗浄剤は逆止
弁２０を通つて混合室８に供給され、混合室８や
静的混合器６を洗浄して吐出口９より排出され
る。この洗浄は通常２段で行なわれ、まず溶剤で
洗浄を行つた後図示されていない弁の切替え、窒
素や空気などの気体を導入して残留する溶剤や原
液を排出させ、混合室８や静的混合器６の内面を
乾燥し、次の混合吐出に備える。

この混合吐出装置は断続的な混合吐出に適して
いる。即ち、混合吐出と洗浄をくり返し、原液を
比較的少量づつ多数回にわたつて吐出するに便利
である。しかしながら、連続的に比較的長時間混
合吐出を行うにはあまり適していない。その理由
は、長時間連続して混合吐出を行うと逆止弁が詰
まり易いことにある。２成分を混合して得られた
原液は急速に反応を起して短時間の内に発泡硬化
するものであるが、混合室で混合された原液はす
べて速やかに排出されるものではなく、極く少量
が混合室内に残留することは避けられない。この
少量の残留原液は混合室の出口とは反対の部分、
即ち逆止弁の先端部に存在し易く、長時間混合吐
出を行つているとこの部分で硬化してしまい、洗
浄の際逆止弁が開くのを阻害する。断続的な混合
吐出のくり返しの場合は比較的早い時期に洗浄も
くり返されるので、逆止弁が詰まることは少ない
が、20分以上、特に30分以上続けて混合吐出を行
うと逆止弁の詰りは極めて起り易い。逆止弁が詰
ると洗浄が不可能となり、従つて次の混合吐出を
行なうためにはガン本体を分解して洗浄しなけれ
ばならず、極めて繁雑かつ非効率的である。

そこで本発明者は第１図に示したような混合吐
出装置において、逆止弁の詰りを防ぐ方法を検討
した。このような混合吐出装置は極めてハンデイ
ーであり、操作も簡単である特徴を有しているの
で、この特徴を失なわせるものであつてはなら
ず、かつ断続的な混合吐出にも使用しうるものが
望ましい。そこで、逆止弁と混合室を隔てて逆止
弁先端部に混合された原液が接することのないよ
うにし、しかも、洗浄剤で混合室を洗浄しうる機
構を見い出すべく種々の研究検討を行つた結果、
中心通路をそれぞれ１つの開閉弁を有する２本の
通路に分割し、それぞれの通路に洗浄剤を供給す
る逆止弁を設け、この２本の通路を混合室に通じ
てそれぞれの通路を流れる成分を混合室でで混合
することにより目的を達成しうることを見い出し
た。即ち本発明は、「活性水素化合物を含む第１
の成分とイソシアネート化合物を含む第２の成分
とを混合して発泡性原液を得るための混合吐出装
置において、第１の成分を第１の通路に供給する
ための第１の開閉弁、該第１の通路に洗浄剤を供
給するための第１の逆止弁、第２の成分を第２の
通路に供給するための第２の開閉弁、該第２の通
路に洗浄剤を供給するための第２の逆止弁、およ
び第１の通路より開閉弁を介することなく供給さ
れる第１の成分と該第２の通路より開閉弁を介す
ることなく供給される第２の成分とを合流させて
混合する混合室を備えたことを特徴とする発泡性
原液の混合吐出装置」である。

本発明の混合吐出装置を第２図に示す。第２図
はガン本体２１の部分断面図であり、前記第１図
に示した混合吐出装置の逆止弁と同じ構造を有す
る二つの逆止弁２２，２３は断面図で示されてい
ない。２つの開閉弁２４，２５の機構は第１図の
それと同じであるので詳細は略す。第１の成分は
第１図と同様導入管２６よりガン本体２１に導入
され、第１の開閉弁２４を通つて第１の通路２７
に供給され、また洗浄剤は導入管２８より第１の
逆止弁２２を通つて第１の通路２７に供給され
る。同様に第２の成分は導入管２９よりガン本体
２１に導入され、第２の開閉弁２５を通つて第２
の通路３０に供給され、洗浄剤は導入管３１より
第２の逆止弁２３を通つて第２の通路３０に供給
される。第１の通路２７および第２の通路３０は
それぞれ混合室３２に通じ、この混合室３２で第
１の成分と第２の成分とが合流され混合される。
混合された２成分はさらに静的混合器３３でさら
に混合されて発泡性原液として吐出口３４から吐
出される。操作は第１図の場合と同様、二つの開
閉弁２４，２５を開いて２成分を混合室３２で混
合して吐出し、一定量の発泡性原液を混合吐出後
二つの開閉弁２４，２５を閉じ、次いで二つの洗
浄剤導入管２８，３１より洗浄剤を導入して洗浄
を行う。洗浄剤は溶剤と気体とに切り替えること
のできる図示されていない開閉弁を通つた後２分
割されて導入管２８，３１に導かれることが好ま
しく、これにより図示されていない開閉弁を開く
ことにより、２本の導入管２８，３１に同時に洗
浄剤を供給することができる。

第２図より明らかなように、本発明の装置では
混合室で生成した発泡性原液が逆止弁先端に接触
する機会は全くないといつてよく、従つて逆止弁
が詰る恐れはない。しかも、洗浄剤は開閉弁先端
は勿論、通路から混合室さらに静的混合器を従来
の装置と同様完全に洗浄することができ、また比
較的長時間の混合吐出は勿論断続的な混合吐出も
従来の装置と変りなく出来る。また、操作も第１
図に示した操作と変りなく、繁雑化することはな
い。本発明の装置における２本の通路に残存する
成分が洗浄で失なわれるのでその分成分のロスが
多くなると考えられる。しかし、確かに従来の装
置と同じく断続的混合吐出の場合はロスが大きく
なるが、本発明装置を連続的混合吐出に用いれば
吐出量に対するロスは従来の断続的混合吐出と変
りないかむしろ少なくなる。即ち、従来の装置に
おいても洗浄の際混合室や静的混合器内に残存す
る発泡性原液は失なわれるので洗浄回数が増加す
るに従いそのロスが増大するが、連続的混合吐出
では洗浄回数が少いのでロスはあまり増大しない
からである。

本発明の装置は第２図に示したもの以外に種々
の変更が可能である。たとえば、２成分のロスが
問題になるのであれば、２本の通路を極めて短く
することも可能である。たとえば、第２図におい
て、２本の通路２７，３０を短くし、混合室３２
を２つの開閉弁２４，２５の間に持つていくこ
と、即ち第２図で混合室を左方へ２つの開閉弁２
４，２５の間まで移動させたものを考えると、２
本の通路２７，３０は開閉弁２４，２５と混合室
を結ぶ極めて短いものとなる。二つの逆止弁２
３，２４はそれぞれこの短い通路に通じており、
二つの成分はそれぞれ逆止弁の先端を通つて開閉
弁から混合室に供給される。この場合、混合室で
生成した発泡性原液が逆止弁先端に逆流する恐れ
が第２図に示したものよりは大きくなるが、元々
従来の装置においても開閉弁が開いている時発泡
性原液が開閉弁に逆流する恐れがあるものであつ
て逆流を生じないよう液圧が調節されているので
あるから、この場合も逆流の恐れはほとんどない
と考えられる。この２本の通路を極めて短くした
本発明の装置の１例を第３図に示す。混合室の位
置を除いて、その他の部分は第２図の装置と同じ
であるので説明は省略する。

さらに、本発明装置の別の例として、第１図に
示した従来の装置を３台組み合せて構成した１つ
の本発明装置を説明する。この場合、混合吐出や
洗浄などの際開閉動作を全く行なわない開閉弁や
逆止弁はこの本発明装置における開閉弁や逆止弁
とはみなさない。第４図にこの装置を示した。２
台の第１図に示したガン本体３５，３６のそれぞ
れ任意の一方の開閉弁３７，３８とそれぞれの逆
止弁３９，４０を使用し、それぞれのガン本体３
５，３６の他方の開閉弁は常に閉じられている。
一方のガン本体３５の一方の導入管４１より第１
の成分が導入され、開閉弁３７を通つて混合室４
２（ただし１成分のみであるので混合は行なわれ
ない）に供給され、次いで混合室４２出口より第
１の通路である第１の管４３に送られる。混合室
には洗浄剤導入管４４より逆止弁３９を通つて洗
浄剤を供給することができる。同様に他方のガン
本体３６に第２の成分が導入管４５より供給さ
れ、開閉弁３８をへて、第２の管４６に送られ、
洗浄剤は導入管４７より導入される。第１の管４
３および第２の管４６はそれぞれ本発明における
第１の通路と第２の通路であり、これら２本の管
は第３のガン本体４８に接続されている。第３の
ガン本体４８には２つの開閉弁と１つの逆止弁が
あるが、これらは全く作動せず、開閉弁は逆に開
いており、逆止弁は常に閉じられここより洗浄剤
は供給されない。従つて、これらは本発明におけ
る開閉弁や逆止弁とはみなさない。よつて、第３
のガン本体４８は事実上混合室４９のみであり、
２本の管４３，４６から送られた２成分を混合す
る作用しかない。混合された２成分は混合室４９
より静的混合器を有する管５０に送られてさらに
混合され、吐出口５１より吐出される。この装置
の操作は第２図の装置の場合と全く同じであり、
混合吐出の場合はそれぞれのガン本体３５，３６
の開閉弁３７，３８を開けて２成分を送り出し、
第３のガン本体４８で混合吐出が行なわれ、混合
吐出終了後は２つの開閉弁３７，３８を閉じた
後、２つの洗浄剤導入管４４，４７より洗浄剤を
供給して洗浄を行う。

この本発明装置の例では、従来使用されていた
混合吐出装置をそのまま何ら改変することなく使
用できる特徴を有する。しかも、第３のガン本体
は単なる混合室の役割しかないので、従来の装置
を使用せずさらに簡略化することができ、事実上
２台の従来の装置の使用で充分な効果を達成しう
る。

本発明の装置において、第１の成分と第２の成
分とはそれぞれ加圧された状態で装置に供給され
る。その加圧はポンプなどで行なわれてもよい
が、より好ましくは加圧ガスで加圧される。たと
えば、それぞれの成分を貯蔵するタンクに加圧ガ
スを送り込み、このガス圧でタンクから本発明の
装置に成分が送られる。タンクから混合吐出装置
に送られる途中で、流量調節や過が行なわれる
ことが好ましい。特に２成分の混合割合を調節す
るためには流量調節は必須であり、さらにタンク
は勿論、途中の管における成分の温度を一定に保
つて粘度を一定に調節することも流量調節の面か
ら望ましい。ガス圧で成分を送る理由も、ポンプ
の使用では成分の流れに脈動を生じて流量調節が
困難となり易いからである。洗浄用溶剤もガス圧
で送ることが好ましいが、流量調節の必要性が少
いので必ずしもそれに限定されない。

静的混合器とは可動部を有することなく流体の
流れを利用してそれを混合するものであり種々の
タイプがある。たとえば、スタテツクミキサーと
称するらせん状にねじつた板からなるエレメント
を多数管内に並べたものや、入口側と出口側の位
置を違えた穴を複数有するエレメントを多数管内
に並べたものが広く使用されている。その他、ジ
ヤマ板等で管内に乱流を起させるタイプのものな
ど、可動部を有しない種々の混合器がある。

本発明の混合吐出装置は、以上説明したものの
他に種々の変更が可能である。たとえば、混合室
では、２成分が互いに衝突する方向に導入される
が、静的混合器で充分な混合が達成される場合は
必ずしもこの方向に限定されるものではなく、た
とえば２成分をそれぞれ平行にする方向で混合室
に導入してもよい。しかしながら、一般には、静
的混合器は撹拌翼を有する混合器などの動的混合
器に比べて高い撹拌効果を必ずしも達成しないの
で、混合室では２成分を衝突させてある程度の混
合を行つておくことが好ましい。さらに、静的混
合器の代りに動的混合器である撹拌装置を用いる
こともできる。たとえば、混合室に撹拌翼を設
け、これを装置外部に取り付けたモーターなどで
駆動して混合を行うものがある。しかしながら、
動的混合器の使用は操作の複雑化、装置の複雑化
や大型化、電気などのエネルギー源の必要化、洗
浄、分解などの繁雑化を招き易く、従つて、前述
のように静的混合器の使用が望ましい。同様に、
混合すべき２成分の加圧もガス圧で行うことが望
ましいが、これのみに限定されるものではなく
種々のポンプを使用することもできる。また、開
閉弁や逆止弁の種類も図示したものに限られるも
のではなく、種々の開閉弁や逆止弁を使用するこ
とができる。

本発明の装置は、硬質、半硬質、軟質等のポリ
ウレタンフオームの製造に使用される。特に、ス
ラブや大型の成形品等の成形のために、比較的長
時間連続して発泡性原液を混合吐出する必要があ
る場合に適している。勿論、前記のように比較的
短時間づつ断続的に混合吐出を行う必要のある場
合も従来の装置と同様に使用できる。また、得ら
れる発泡体はポリウレタンフオームばかりでな
く、活性水素化合物とイソシアネート化合物を主
原料として得られるポリイソシアネートフオーム
と呼ばれるウレタン結合以外に多くのイソシアヌ
レート結合を有する発泡体の製造にも使用でき
る。また、発泡性原液の吐出方法としてノンフロ
ス法とフロス法があるが、本発明装置はそのいず
れでも使用できる。フロス法の場合には発泡剤の
一部にフロン−12などの沸点の低い発泡剤が使用
される。

本発明の装置は軽量小型の混合吐出装置であ
り、その操作や取り扱いが容易であるので、特に
中小規模の発泡体の製造に適している。さらに、
本発明装置は第１図に示した従来のこの目的に適
した装置に比較して連続的な混合吐出に適してお
り、第１図の装置に比較して連続的な混合吐出の
際に逆止弁の詰りが少ない。また、本発明装置は
第２図乃至第４図に示した装置に限られるもので
はなく、本発明の構成と目的に応じて種々の変更
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２液混合型の混合吐出装置の１
例を示したものであり、２液を混合室８に供給す
る２つの開閉弁１１，１３、洗浄剤を混合室に供
給するための逆止弁２０および混合室８を備えた
ガン本体１と混合室８で混合された２液をさらに
混合する静的混合器６を備えた管７から構成され
ている。第２図は第１図の従来の装置を改良した
本発明装置の１例を示したものであり、第１の開
閉弁２４、第１の通路２７、第２の開閉弁２５、
第１の逆止弁２２、第２の開閉弁２５、第２の通
路３０、第２の逆止弁２３、および混合室３２を
備えたガン本体２１で構成されている。第３図は
本発明装置の他の１例を示したものであり、第２
図における２本の通路２７，３０を極めて短くし
たものである。第４図は本発明装置のさらに他の
例を示したものであり、第１図の従来の装置３台
を組み合せて、１台の本発明装置を構成したもの
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活性水素化合物を含む第１の成分とイソシア
   ネート化合物を含む第２の成分とを混合して発泡
   性原液を得るための混合吐出装置において、第１
   の成分を第１の通路に供給するための第１の開閉
   弁、該第１の通路に洗浄剤を供給するための第１
   の逆止弁、第２の成分を第２の通路へ供給するた
   めの第２の開閉弁、該第２の通路に洗浄剤を供給
   するための第２の逆止弁、および該第１の通路よ
   り開閉弁を介することなく供給される第１の成分
   と該第２の通路より開閉弁を介することなく供給
   される第２の成分とを合流させて混合する混合室
   を備えたことを特徴とする発泡性原液の混合吐出
   装置。 ２ 混合室で得られた発泡性原液をさらに静的混
   合器で混合して吐出することを特徴とする特許請
   求の範囲１の装置。 ３ 第１の成分と第２の成分とを互いに衝突する
   方向で混合室に導入することを特徴とする特許請
   求の範囲１の装置。