JPH04118035A - 混合攪拌装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ポリウレタン樹脂溶液などの樹脂液を用い
て樹脂製品を成形する際に、２種類以上の液状物を撹拌
混合して金型などに吐出（注入）させるための混合撹拌
装置に関し、詳しくは、高温（１００℃以上）で硬化す
る熱硬化性の樹脂液の混合撹拌に好適な装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば、ポリウレタン製の電子写真式複写機用クリーニ
ングプレートを金型で成形する場合、その原料としての
樹脂液には、ウレタンプレポリマーに低分子量ポリオー
ルなどの硬化剤を混合して撹拌したものが一般に用いら
れる。

本出願人は、上記のような２種類以上の液状物を混合撹
拌して金型に注入する装置として、次のような構造の装
置を既に開発している。すなわち、第４図に示すように
、チャンバー５１内に撹拌用回転子（ロータ）５７が上
端より回転軸５８に支持さて配設されており、チャンバ
ー５１の上端側に設られた複数の導入口５２．５３から
液状物が導入さ回転子５７により混合撹拌された後、チ
ャンバーの下端に設けられた吐出管５４から吐出される
。

転子５７の側周面には、多数の突起部５７ａが間隔あけ
て突設され、回転子５７の下端部は、チャンー−Ｓｔの
底部形状に対応して円錐形に形成されてる。さらに、底
部を除くチャンバー５１の周囲に：冷却用ジャケット５
５が設けられている。

［発明が解決しようとする課題」 第４図に示した混合撹拌装置は、チャンバー５の周囲に
設けられた冷却用ジャケット５５で、内ｆの液状物を冷
却しながら混合撹拌するので、つ１タンブレポリマーに
緩硬化剤を混合撹拌する時ｊは、液状物の温度が大幅に
上昇したり反応が急４に促進されたりして液状物が硬化
しチャンバー５内に付着することはほとんどない。

しかしながら、樹脂製品の成型時間を大幅に匁縮して生
産効率の向上や製造コストの低減を図イために、速硬化
性の樹脂液を混合撹拌しようとすると、上記の装置では
、次のような問題点が生じた。すなわち、 低分子量ポリオールなどの上記硬化剤に、イミダゾール
系などの硬化触媒を添加したものを硬化剤として、ウレ
タンプレポリマーと混合撹拌させて、所定の複数の金型
に順番に間欠吐出させていくと、混合液が次第にゲル化
してチャンバー内壁および吐出口付近に付着し、７〜ｌ
Ｏ分間で吐出量が減少すると共に、混合液の比率不良が
生じた。

この主な原因として、第４図の混合撹拌装置では、■チ
ャンバー５１内壁と撹拌用回転子５７との間の空隙部に
一種のデッドスペースがあり、そのデッドスペース部分
で混合液の流れが停滞して滞留すること、■吐出管５４
の周辺には、冷却用ジャケット５５が設けられていない
ので、混合液の吐出を中止した際に硬化し易いこと、が
考えられる。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、第４図の混
合撹拌装置において上記した問題点を解消して、速硬化
性の樹脂液を混合撹拌する場合にも、チャンバー内で混
合液が硬化して付着することがなく、長時間安定して混
合撹拌が行われ、樹脂製品の生産効率を向上し得る混合
撹拌装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためにこの発明の混合撹拌装置は、
ａ）上端部に液状物の導入口を、下端部中央に液状物の
吐出管を備えた装置本体のチャンバー内に、撹拌用回転
子をその上端中央部で支持して回転可能に配備した、２
種類以上の液状物を撹拌混合して吐出させる混合撹拌装
置であって、ｂ）前記チャンバーの底部を前記吐出管の
入口に向けて傾斜させると共に、ｃ）その底部形状に対
応する形状に前記回転子の下端部を形成して、ｄ）その
下端部に液状物搬送用の複数の羽根部を、正転時に吐出
管へ液状物が搬送される向きに傾斜させて設け、ｅ）前
記回転子の側周面に多数の突起部を突設し、ｆ）正転時
に液状物を吐出させる向きにネジ部を刻設したネジ杆を
回転子の下端中央部に突設して前記吐出管内に挿入し、
ｇ）前記装置本体のチャンバーおよび吐出管の周囲に、
冷却用ジャケットを配設している。

［作用］ 上記構成を有するこの発明の混合撹拌装置によれば、チ
ャンバー内に導入された２種以上の液状物は、チャンバ
ー内壁に沿って流下しながら回転子の多数の突起部で撹
拌され、相互に混合される。

このとき、周囲の冷却ジャケットに流入する冷却媒体に
よって、混合液（樹脂液）が冷却され、混合時の化学反
応や発熱が抑えられる。混合液は十分に撹拌されて、チ
ャンバーの底部まで達すると、回転子の下端部に設けら
れた複数の羽根部によって、吐出管へ送られ同時に撹拌
されるので、チャンバー底部での混合液の滞留が阻止さ
れる。そして、吐出管内では、ネジ杆によってその下端
の吐出口へ向けて混合液が送られ同時に撹拌される。

また、上記チャンバーおよび吐出管の周囲の冷却ジャケ
ットに流入する冷却媒体によって、混合液が冷却され、
混合時の化学反応や発熱が抑えられる。したがって、混
合撹拌した混合液を多数の金型へ間欠吐出する際に、混
合液の吐出が一時的に中止された場合でも、吐出管内や
吐出管の入口付近での混合液の硬化や付着が阻止される
。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は実施例にかかる混合撹拌装置を示す一部を断面
で表した正面図、第２図は回転子の平面図、第３図は回
転子の底面図である。

第１図に示すように、装置本体１は、下方に向は漸次口
径を縮小した内周壁を備えた円筒状の胴部ケーシング２
と、この胴部ケーシング２の下端開口部にバッキング１
１を介して連結される半球形状の底部ケーシング３と、
胴部ケーシング２の上端開口部にバッキング１２を介し
て連結される蓋体４とから構成される。

蓋体４の中央部には開口４ａが開設され、その周囲に液
状物Ａの導入口４ｂと液状物Ｂの導入口４ｃとかそれぞ
れ開設されている。また胴部ケーシング２の周囲には冷
却ジャケット５か形設され、冷却ジャケット５の一方に
冷却媒体（空気や水など）の流入口５ａが、その他方に
冷却媒体の排出口５ｂが開設されている。さらに底部ケ
ーシング３の中央部には嘴状の吐出管３ａが下向けに延
設され、吐出管３ａの周囲を含む底部ケーシング３の周
囲に、冷却ジャケット６が形設されている。また冷却ジ
ャケット６の一方に冷却媒体の流入口６ａが、その他方
に冷却媒体の排出口６ｂがそれぞれ開設されている。

前記装置本体１のチャンバー１ａ内に、撹拌用回転子７
が回転自在に配備されているが、回転子７は前記開口４
ａを貫通する回転軸８に支持されている。回転軸８と開
口４ａとの間隙には、軸受ンール部材８ａが介装され、
スプリング８ｃで下向けに付勢された押し金具８ｂを介
して軸受シール部材８ａの上端が押圧されている。

回転子７は、第２図のように上端中央部に回転軸８が螺
着されるネジ孔７ａが穿設され、上端面の周縁部が下向
きに僅かに傾斜させである。回転子７の側周面には、円
周方向に等間隔に且つ上下方向に一定の間隔をあけて多
数の突起部７ｂが突設されている。

回転子７の底部は、前記底部ケーシング３の形状に対応
させて半球形状に形成され、第３図のように複数の羽根
部９が風車状に一体に形設されている。羽根部９の向き
は、回転子７の正回転時にチャン／＜−１ａ内の液状物
が吐出管３ａに送られるように設定されている。

回転子７の底部の中央部には、ドリル状のネジ杆１０が
下向きに突設され、前記吐出管３ａ内に挿入されている
。このネジ杆１０のネジ部１０ａの向きは、回転子７の
正回転時に吐出管３ａ内の液状物を吐出させるように設
定されている。

次に、上記のように構成した実施例の混合撹拌装置につ
いてその具体的使用例を説明する。

ポリウレタン製のクリーニングプレートの製造過程にお
いて、チャンバー内容量：３０ｃｃの混合撹拌装置を使
用し、回転子７の回転速度：１５００ｒｐｍ。

吐出量：９０ｇ／ｌ１ｌｉｎで運転した。

本装置で混合撹拌する液状物として、液状物Ａと液状物
Ｂとを用いた。主剤としての液状物Ａ（ウレタンプレポ
リマー）には、高分子量ポリオール（１００重量部）と
ポリイソシアネート（４１重量部）を温度７０℃の下に
反応させたものを用いた。

また硬化剤としての液状物Ｂには、１．４−ブタンジオ
ール（５，９重量ｆ１５）およびトリメチロールプロパ
ン（３，９重量部）に、硬化促進用触媒としての１，２
−ジメチルイミダゾール（０，１５重量部）を温度１０
０℃の下に混ぜ合わせたものを用いた。

そして、導入口４ｂから温度７０℃、粘度２０００セン
チボイスに保持した前記液状物Ａを、また導入口４ｃか
ら温度５０℃、粘度１００センチボイズに保持した液状
物Ｂをそれぞれチャンバー１ａ内に導入した。

両者の割合（重量比）は、液状物Ａ　液状物Ｂ＝１００
　：　６．９に設定した。

クリーニングブレード用成形金型は多数準備したうえ、
各金型をあらかしめ１４５℃に加熱しておき、混合撹拌
装置で混合撹拌した液状物を吐出管３ａから各金型へ順
次間欠的に吐出させて注入した。

液状物の吐出時間は６秒、吐出中止時間は６秒であった
。これにより、各金型内のウレタンプレポリマーは約２
〜３分で硬化し、脱型できた。

上記のような速硬化性樹脂液を用いることにより短時間
でクリーニングブレードを成形することができた。

しかも、本装置のチャンバー１８内壁や吐出管３ａ内壁
への樹脂液の付着は、第４図の装置に比べて非常に緩慢
で、１５０分間は連続使用可能であった。

すなわち、吐出管３ａから吐出される樹脂液は、１５０
分間は混合比率および吐出量ともに適正であった。この
ように連続使用可能な時間が１５０分に延長されたので
、十分に実用化できるようになった。

また上記した使用データは、液状物Ａと液状物Ｂとの完
全プレポリマー法により混合したものであるか、擬プレ
ポリマー法により概ね１　ｌの割合で且つ近似の粘度に
調整した両液状物を混合した樹脂液を用いるようにすれ
ば、連続使用時間か更に延長されることは明らかである
。

ところで、連続使用可能な時間の判定は、下記の方法て
行った。すなわち、供給タンク（図示せず）内の液状物
Ａ（主剤）と液状物Ｂ（硬化剤）とをそれぞれポンプ（
図示せず）で送って導入口４ｂ、４ｃからチャンバー１
ａ内に導入するが、運転開始時において、ポンプを介し
て供給タンクに循環される圧力と各導入口４ｂ、４ｃか
らチャンバー１ａ内へ導入される圧力とを合わせておく
。そして、そのときの圧力を基準にしたうえて、ポンプ
の性能データに基づき、液状物Ａ側が２．０ｋｇ／ｃｍ
″あるいは液状物Ｂ側が０．３ｋｇ／ａｍ”へ上昇する
までの範囲を、連続使用可能な時間と想定して判定した
。運転開始後から時間の経過に伴って、液状物Ａ側およ
び液状物Ｂ側の導入圧がそれぞれ徐々に上昇していき、
液状物Ａ側の導入圧が２．０ｋｇ／ａｍ”になる前に液
状物Ｂ側の導入圧が０．３ｋｇ／ａｍ’を超えにが、そ
の時点までの時間か１５０分であった。但し、この限界
圧力は使用する液状物ＡおよびＢの粘度、ポンプの性能
、配管口径、単位時間当たりの吐出量等によって変化す
るものであり、一定の値ではない。なお、この直前に金
型に注入された樹脂液の混合比率を検査したが、その比
率は適正（許容）範囲にあり、またその成形品（樹脂製
品）も規格に合格するものであった。

上記実施例では、速硬化性のポリウレタン樹脂溶液を混
合撹拌する場合を例にとって説明したが、本発明の装置
に使用可能な樹脂液は実施例に限定されるものではなく
、各種の樹脂液の混合撹拌に使用できる。

〔発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明の混合
撹拌装置は下記のような効果がある。

すなわち、チャンバー内で液状物が停滞したり滞留した
りする箇所を極力少なくすると共に、チャンバー内だけ
でなく、吐出管内も冷却するようにしたので、特に速硬
化性の樹脂液を混合撹拌する場合にも、チャンバー内や
吐出管内で混合液が短時間に硬化して内壁に付着するこ
とが防止され、液状物の混合撹拌を長時間安定して行う
ことかできる。したがって、速硬化性の樹脂液を使用す
ることにより、樹脂製品の生産効率を大幅に向上し得て
、大量生産を可能にすると共に、製品コストの低減を図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例にかかる混合撹拌装置を示す
一部を断面で表した正面図、第２図は回転子の平面図、
第３図は回転子の底面図である。 第４図は本出願人が先に開発した混合撹拌装置を示す断
面図である。 １・・・装置本体、１ａ・・・チャンバー、２・胴部ケ
ーシング、３・・底部ケーシング、３８・吐出管、４・
・蓋体、４ｂ、４ｃ・・・導入口、５．６・・・冷却ジ
ャケット、７・・・回転子、７ｂ・・突起部、８　回転
軸、９・・・羽根部、１０・・ネジ杆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上端部に液状物の導入口を、下端部中央に液状物の吐出
   管を備えた装置本体のチャンバー内に、撹拌用回転子を
   その上端中央部で支持して回転可能に配備した、２種類
   以上の液状物を撹拌混合して吐出させる混合撹拌装置で
   あって、前記チャンバーの底部を前記吐出管の入口に向
   けて傾斜させると共に、その底部形状に対応する形状に
   前記回転子の下端部を形成して、その下端部に液状物搬
   送用の複数の羽根部を、正転時に吐出管へ液状物が搬送
   される向きに傾斜させて設け、 前記回転子の側周面に多数の突起部を突設し、正転時に
   液状物を吐出させる向きにネジ部を刻設したネジ杆を、
   前記回転子の下端中央部に突設して前記吐出管内に挿入
   し、 前記装置本体のチャンバーおよび吐出管の周囲に、冷却
   用ジャケットを配設したことを特徴とする混合撹拌装置
   。