JPH0530896Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、反応射出成形用ミキシングヘツドに
関し、特に、ウレタンやエポキシなどの反応性液
体の吐出あるいは停止をミキシングチヤンバ内の
ピストンロツドの移動とは独立して行うことがで
きるようにするための新規な改良に関する。

［従来の技術］ 一般に化学的に活性な複数の液体を用いて、高
圧且つ高速下で金型内に混合液を注入し反応硬化
させる反応射出成形においては、ミキシングヘツ
ド本体が液の衝突混合及びミキシングチヤンバ内
の混合液の押し出し機能を有している。

このような従来のミキシングヘツドの代表的構
成として、文献を開示していないが、第１１図お
よび第１２図にて示す一般に用いられていた構成
を挙げることができる。

すなわち、第１１図および第１２図において符
号１で示されるものはミキシングヘツド本体であ
り、このミキシングヘツド本体１には複数の入口
路２および２′と出口路３および３′が軸方向の互
いに異なる位置に設けられていると共に、前記ミ
キシングヘツド本体１の軸中心にはミキシングチ
ヤンバ４が形成されている。

前記ミキシングチヤンバ４と前記各入口路２お
よび２′と出口路３および３′の間は、入口ノズル
２ａおよび２a′と出口ノズル３ａおよび３a′を介
して連通されており、このミキシングチヤンバ４
内には、複数の循環溝５ａおよび５a′を有するピ
ストンロツド５が軸方向に移動自在に設けられて
いる。

従来の反応射出成形用ミキシングヘツドは、前
述したように構成されており、以下に、その動作
について説明する。

二種の反応性液体の混合は、ミキシングヘツド
本体１の各入口路２および２′から入つた液体が
中心部に向つて形成された各入口ノズル２ａおよ
び２a′から吐出する流れのエネルギーにより、ミ
キシングチヤンバ４内で衝突し瞬時に混合され
る。

また、これらの液体の各入口ノズル２ａおよび
２a′からの吐出あるいはその停止動作は、ミキシ
ングヘツド本体１の内部に設けられたピストンロ
ツド５を軸方向に移動することによりなされ、第
１２図で示すように、ピストンロツド５の先端５
ａがミキシングヘツド本体１の端面１ａに到達す
ると、各入口ノズル２ａおよび２a′はピストンロ
ツド５の外周面によつて塞がれてミキシングチヤ
ンバ４内への液体の吐出は停止される。

前述のミキシングチヤンバ４への流路を断たれ
た液体は、循環溝５ａおよび５a′を介して出口路
３および３′に導かれ、タンク（図示せず）へ戻
る。

従つて、各入口ノズル２ａおよび２a′を塞がな
い第１１図の状態の場合には、液体はミキシング
チヤンバ４を介して金型（図示せず）内へ注入さ
れる。

また、ピストンロツド５が第１１図から第１２
図の状態へ移動すると、その移動容積分だけミキ
シングチヤンバ４内に残つた混合液が金型内に注
入される。この注入動作は、射出成形における保
圧工程の作用に似ており、金型内の液体を加圧下
のもとで硬化反応させつつ十分に混合された製品
部に近い液を製品部へ補充する機能を果たしてい
る。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の反応射出成形用ミキシングヘツドは、以
上のように構成されていたため、次のような課題
を有していた。

すなわち、入口ノズルをピストンロツドで塞
ぎ、ミキシングチヤンバへの液体の吐出を停止し
た直後においては、ミキシングチヤンバ内の液体
は混合や配合比率が不良であることから、ピスト
ンロツドの移動が液体の停止と同時に行わなけれ
ばならない従来のミキシングヘツドでは、この混
合および配合不良の液体が金型の製品部まで入る
ことになり、成形品に不良を招く原因になつてい
た。

本考案は、以上のような課題を解決するために
なされたもので、特に、ウレタンやエポキシなど
の反応性液体の吐出あるいは停止をミキシングチ
ヤンバ内のピストンロツドの移動とは独立して行
うことができるようにした反応射出成形用ミキシ
ングヘツドを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案による反応射出成形用ミキシングヘツド
は、二種以上の反応性液体を高圧且つ高速下のも
とで、ミキシングヘツド本体のミキシングチヤン
バ内で衝突混合させた後、金型内に注入し、ピス
トンロツドで前記ミキシングチヤンバ内の液体を
押し出し、クリーニングするようにしたものにお
いて、前記ミキシングヘツド本体と前記ピストン
ロツド間に回転自在に設けられた円筒状のライナ
と、前記ライナの半径方向に設けられたノズル
と、前記ミキシングヘツド本体に設けられ前記ノ
ズルと連通可能な入口とを備えた構成である。

［作用］ 本考案による反応射出成形用ミキシングヘツド
においては、ミキシングヘツド本体とピストンロ
ツド間にノズルを有するライナが回転自在に設け
られているため、反応性液体をミキシングチヤン
バ内へ吐出あるいは停止させる機能と、ミキシン
グチヤンバ内に残つた液体を金型方向へ押し出
し、ミキシングチヤンバ内をクリーニングするピ
ストンロツドの機能とを分離させることができ
る。

従つて、液体のミキシングチヤンバへの吐出お
よび停止動作は、１個のライナの回転操作のみに
より可能となり、このライナの動作は回転運動で
けであることから、瞬時に、簡単に且つ円滑に操
作でき、時間的なズレを伴うことなく同時に液体
の吐出あるいは停止を行うことができる。

そのため、ピストンロツドの移動は、液体の吐
出停止と関係なく自由に行うことができ、ミキシ
ングチヤンバ内への液体の吐出が停止した後、ｔ
秒後にピストンロツドを独立して移動させること
ができる。よつて、本考案によるミキシングヘツ
ドを用いて反応射出成形を行つた成形品には、ボ
イドやヒケおよびソリ等の発生がなくなり、外観
良好な製品を得ることができる。

［実施例］ 以下、図面と共に本考案による反応射出成形用
ミキシングヘツドの好適な実施例について詳細に
説明する。

尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号
を用いて説明する。

第１図から第１０図迄は本考案による反応射出
成形用ミキシングヘツドを示すためのもので、ま
ず、第１図から第８図に示される第１実施例につ
いて説明する。

図において符号１で示されるミキシングヘツド
本体には、外部から供給される二種の液体を注入
するための一対の入口路２および２′が互いに対
向して配設され、各入口路２および２′には、開
閉弁１０および１０′を有するバイパス管１１お
よび１１′を介して出口路３および３′が形成され
ていると共に、前記各入口路２および２′の内部
側には、前記ミキシングヘツド本体１の中心部に
形成されたライナ受け孔１３に連通する注入口２
Ａおよび２A′が形成されている。

前記ライナ受け孔１３内には、全体形状がほぼ
円筒状をなすと共に前記注入口２Ａおよび２
A′に対応可能に形成されたノズル２ａおよび２
a′を有するライナ１４が回転自在に設けられてお
り、このライナ１４の中心部に軸方向に形成され
た孔部１４Ａおよび前記ミキシングヘツド本体１
の中心部に形成されたミキシングチヤンバ４は同
芯状に連続して形成されている。

この孔部１４Ａおよびミキシングチヤンバ４内
には、前記ミキシングヘツド本体１にフレーム１
６を介して取付けられたシリンダ１７内に設けら
れたピストンロツド５が摺動自在に設けられてお
り、このシリンダ１７には、ピストンロツド５を
摺動させるための第１油圧口１８および第２油圧
口１９が形成されている。

従つて、これらの各油圧口１８および１９から
選択的に圧油を供給することにより前記ピストン
ロツド５を摺動させることができるように構成さ
れている。

前記ライナ１４の後端には、第３図で示すよう
に一対のアーム１４ａおよび１４ｂが垂直方向に
延設されており、このライナ１４は、第３図およ
び第５図に示されるように、前記ミキシングヘツ
ド本体１に装着された４個の抑え体２０によつて
前記ミキシングヘツド本体１の後端に取付けられ
ている。

前記ミキシングヘツド１の後端の上部位置に
は、一対の油圧シリンダ２１ａおよび２１ｂから
なる第１油圧シリンダ２１が設けられ、これらの
各油圧シリンダ２１ａおよび２１ｂ間に作動自在
に設けられた第１ピストンロツド２２上には互い
に間隔をおいて一対の鍔２３が設けられていると
共に、これらの各鍔２３間の前記第１ピストンロ
ツド２２上には前記アーム１４ａの切欠部１４
aAが係合している。

前記ミキシングヘツド１の後端の下部位置に
は、一対の油圧シリンダ２４ａおよび２４ｂから
なる第２油圧シリンダ２４が設けられ、これらの
各油圧シリンダ２４ａおよび２４ｂ間に作動自在
に設けられた第２ピストンロツド２５上には互い
に間隔をおいて一対の鍔２６が設けられていると
共に、これらの各鍔２６間の前記第２ピストンロ
ツド２５上には前記アーム１４ｂの切欠部１４
bAが係合している。

従つて、前記各油圧シリンダ２１ａ，２１ｂお
よび２４ａ，２４ｂを選択的に作動させることに
より、各アーム１４ａおよび１４ｂが各鍔２３お
よび２６によつて回動し、第６図に示されるよう
に、ライナ１４が所定角度回転することができ
る。

また、第９図および第１０図に示す第２実施例
の場合、前述の開閉弁１０および１０′とバイパ
ス１１および１１′の代わりに、前記ミキシング
ヘツド本体１のライナ受け孔１３に固定溝３０お
よび３０′を形成すると共に、前記ライナ１４の
外周に回転溝３１および３１′を形成し、これら
の回転溝３１および３１′は前記注入口２Ａおよ
び２A′と出口路３および３′に連通している。ま
た、前記固定溝３０および３０′の一端は前記出
口路３および３′に連通し前記回転溝３１および
３１′の一部と重合しているが、その端部は注入
口２Ａおよび２A′とは連通しないように構成さ
れている。

本考案による反応射出成形用ミキシングヘツド
は、前述したように構成されており、以下に、そ
の動作について説明する。

まず、ミキシングヘツド本体１の入口路２およ
び２′に対して、反応性液体ａおよびｂを各々
別々に高圧液体供給部（図示せず）を介して高圧
且つ高速下で供給する。

尚、前述の各反応液ａおよびｂは、以下、液と
略すものとする。

これらの液ａおよびｂは、各入口路２および
２′、各注入口２Ａおよび２A′およびライナ１４
の各ノズル２ａおよび２a′を経て、ミキシングヘ
ツド本体１内のミキシングチヤンバ４内で衝突混
合して金型（図示せず）へ導入される。

前述の場合、ミキシングヘツド本体１内の各バ
イパス１１および１１′の流路上に設けられた各
開閉弁１０および１０′は閉の状態であり、ミキ
シングヘツド本体１内に入つた液ａおよびｂの全
量がミキシングチヤンバ４内に送られる。

前記金型内の製品部およびゲート部等（図示せ
ず）に各液ａおよびｂの混合液が充満した後、第
３図の各油圧シリンダ２１ａ，２１ｂおよび２４
ａ，２４ｂが作動し、各ピストンロツド２２およ
び２５の移動によつて各鍔２３および２６を介し
てライナ１４の各アーム１４ａおよび１４ｂが第
６図で示すように所定角度まで回転される。

この時、液ａおよびｂの流路状態は、第４図か
ら第７図のように変わり、各注入口２Ａおよび２
A′と各ノズル２ａおよび２a′とは非連通状態とな
り、この動作とほぼ同時に、第８図に示すミキシ
ングヘツド本体１内のバイパス１１および１１′
に設置した開閉弁１０および１０′を開状態とし、
各入口路２および２′から供給された液ａおよび
ｂは、各々バイパス１１および１１′を介して各
出口路３および３′へ流れ、タンク（図示せず）
に戻る。

この後、第８図に示すピストンロツド５は、ミ
キシングチヤンバ４内の液をミキシングヘツド本
体１の外部へ矢印の方向に沿つて押し出すが、こ
のピストンロツド５の移動動作は、ライナ１４の
回転動作並びに各開閉弁１０および１０′の開と
なる動作から所定時間ｔ秒経過した後に行われ
る。すなわち、第７図に示すライナ１４の各ノズ
ル２ａおよび２a′からの液ａおよびｂの吐出が停
止した時の第８図に示すミキシングチヤンバ４内
の液は、混合や配合比率が不良であることからこ
の部分を金型内の製品部に供給しないようにある
程度高粘度化する必要がある。このために、各液
ａおよびｂの反応性に応じてピストンロツド５の
移動時間をｔ秒だけ遅れるように設定している。

前述の遅れ時間ｔ秒は、高反応性液体の場合に
は、１秒以下のこともあり、反応が遅い場合には
３秒以上必要となることもある。

このピストンロツド５の移動は、ストローク的
に任意の速度で調整でき、また、ストロークの途
中で停止させることもできる。このピストンロツ
ド５の移動は、射出成形における保圧工程の機
能、即ち、金型内の液を加圧下のもとで硬化反応
させながら、製品部に近い十分に混合された液を
製品部へ補充する機能も有している。また、ミキ
シングチヤンバ４内のクリーニングの機能をも有
している。

前記ピストンロツド５は、ミキシングヘツド本
体１の端面部まで移動した後、金型内に注入され
た液は一定時間を経て硬化し、硬化後、金型を開
き製品部を取り出し、金型各部の清掃を行う。ま
た、金型の清掃後は、次の成形に備えて再び金型
を閉じる。

また、前述の第１図から第８図に示す実施例で
は、各バイパス１１および１１′と各開閉弁１０
および１０′により液の流路を形成した場合につ
いて説明したが、この液を出口路３および３′に
導く手段はこれに限定されるものではなく、例え
ば、第９図および第１０図に示すように、各入口
路２および２′から供給された液ａおよびｂを各
注入口２Ａおよび２A′からライナ１４の各回転
溝３１および３１′に導き、これを途中から各固
定溝３０および３０′に合流させて各出口路３お
よび３′に流すことができる。

前述の各回転溝３１および３１′は、第１０図
に示すように、ライナ１４の各ノズル２ａおよび
２a′の位置から円周方向にずれており、ミキシン
グヘツド本体１内の各固定溝３０および３０′は、
各入口路２および２′と各注入口２Ａおよび２
A′並びに各出口路３および３′と円周方向におい
てほぼ同一位置にある。

従つて、ライナ１４を回転させる以前の状態、
すなわち、液をミキシングチヤンバ４内へ吐出さ
せる状態としても、各ノズル２ａおよび２a′と各
回転溝３１および３１′の位置が互いにずれてお
り且つ出口路３および３′への通路が塞がれるこ
とになるため、各注入口２Ａおよび２A′からの
液の各出口路３および３′への導入を防止するこ
とができる。

尚、液を各入口路２および２′から各出口路３
および３′へ導く手段として、第１図の各バイパ
ス１１および１１′と各開閉弁１０および１０′の
構成、並びに、第９図の各固定溝３０および３
０′と各回転溝３１および３１′の構成を示した
が、これらの構成を共用してもよく、又、一方の
みでもよい。また、これらの構成以外の構造を用
いることもできる。

また、ライナ１４を所定角度回転させる手段と
して、第３図の構成について説明したが、この回
転手段は、これに限定するものではなく、例え
ば、ラツクピニオン機構、ウオームホイール機
構、電動機、油圧およびエアー等のシリンダの
他、この機構を満足させる手段であれば同等の作
用を得るものとして用いることができる。

また、ライナ１４をミキシングヘツド本体１に
装着する手段も、第５図に示す抑え体２０に限定
するものではなく、板ばね等の他の構造を用いる
こともできる。

さらに、ミキシングチヤンバ４への液の吐出口
として、第４図に示すように、二ケ所の構成につ
いて述べたが、使用する液の種類に応じて増やす
ことができ、これにより、二種以上の液を用いた
成形が可能であり、この場合には、入口路から出
口路に至る流路の数を液の数に応じて増やすこと
ができる。

次に、本考案のミキシングヘツドを用いた実際
の実施例について説明する。液ａとしてポリオー
ル、液ｂとしてイソシアネートを用いた。液温は
いずれも29℃であり、注入圧力を60〜150Kg／cm²
とし、注入速度として、ポリオールは90g／sec、
イソシアネートは28g／secとした。又、金型温度
を65℃とし、液注入後の硬化時間を100secとし
た。液をミキシングチヤンバ４内に注入し衝突混
合させる時間を6secとした。この時間経過後、ラ
イナ１４をある角度回転させ、同時に閉の状態に
していた開閉弁１０，１０′を開とする動作が完
了してからピストンロツド５が移動開始するまで
の待期時間ｔを、0sec，1sec，2sec，3secとし
た。成形品は、幅22cm、長さ55cm、厚さ0.5cmの
平板状であり、金型のゲートはフアンゲートであ
る。このような成形条件において、ポリオールと
イソシアネートの反応射出成形を行ない、成形品
外観の比較を行つた。まず、待期時間ｔ＝0secの
場合、製品部のゲート側、および周辺部にボイド
およびヒケ、ソリが発生し、表面肌も荒れてい
た。これは混合や配合比率の不良な液の一部が金
型内の製品部にまで浸入してきたことによるもの
である。次にｔ＝1secの場合、製品部に発生して
いたボイドやヒケ、ソリは少なくなつたが完全に
解消されず、成形品としてはやはり不良であつ
た。これは、ミキシングチヤンバ４内の混合液の
粘度がまだ低く（数ポイズ）、ｔ＝0secの場合よ
りは少ないものの、この混合液の一部が金型内の
製品部にまで侵入してきた結果である。次にｔ＝
2secの場合、製品部に発生していたボイドやヒ
ケ、ソリ等はほゞ完全に解消でき、表面肌も良好
であつた。この時のミキシングチヤンバ４内の混
合液の粘度は数十〜数百ポイズであり、ピストン
ロツド５により押し出された状態では栓状の流れ
を示していた。この結果として、ミキシングチヤ
ンバ４内に残つていた混合液は、金型内へは入る
が製品部までは届かず、製品部の外観を良好な状
態とすることができた。次に、ｔ＝3secの場合、
製品部は良好であつたが、成形完了後の離型性が
不良であり、離型時、製品部の一部が破損した。
以上の成形結果から、待期時間ｔは2secが最適で
あることがわかつた。この待期時間ｔは、反応射
出成形に用いる反応性液の種類によつて異なり、
高反応性液の場合にはｔ＝1sec、あるいはそれ以
下であり、又、反応が遅い場合には3sec以上のこ
ともある。これらの成形において、ライナ１４の
作動は、ある角度だけの回転運動のみであること
から、作動は簡単であり、瞬時に、しかも円滑に
行うことができた。本実施例においては、反応性
液ａ，ｂとしてポリオール、イソシアネートを用
いた成形例を示したが、その他の反応性液とし
て、ナイロン、不飽和ポリエステル、エポキシ、
ジシクロペンタジエン等の反応射出成形において
も本考案は有効である。

［考案の効果］ 本考案による反応射出成形用ミキシングヘツド
は以上のように構成されているため、次のような
効果を得ることができる。

すなわち、反応性液体をミキシングチヤンバ内
へ吐出、あるいは停止させる機能と、ミキシング
チヤンバ内に残つた液を金型方向へ押し出し、ミ
キシングチヤンバ内をクリーニングするピストン
ロツドの機能とを分離させるための有効な手段と
して、本体とピストンロツドの間に液の吐出、停
止切換えが可能なライナを用いたものである。

従つて、液のミキシングチヤンバへの吐出、停
止動作は、１つのライナの回転操作のみにより可
能となる。このライナの動作は、回転運動だけで
あることから、瞬時に、簡単に、しかも円滑に操
作でき、時間的なズレなしに同時に液の吐出、停
止をさせることができる。その結果、ピストンロ
ツドの移動は自由にコントロールでき、これによ
り、ミキシングチヤンバ内への液の吐出が停止し
た後、ｔ秒後にピストンロツドを独自に移動させ
ることができる。これにより、本考案ミキシング
ヘツドを用いて反応射出成形を行つた成形品には
ボイドやヒケ、ソリの発生がほとんどなくなり、
外観良好な製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１０図迄は、本考案による反応射
出成形用ミキシングヘツドを示すためのもので、
第１図は全体構成を示す断面図、第２図は第１図
のＡ方向からみた側面図、第３図は第１図のＢ−
Ｂ線による断面図、第４図は第１図のＣ−Ｃ線に
よる断面図、第５図は第３図のＤ−Ｄ線による断
面図、第６図は第３図のライナを所定角度回転さ
せた場合のミキシングヘツド本体の状態図、第７
図は第８図のＥ−Ｅ線による断面図、第８図は第
３図のライナを所定角度回転させた場合のミキシ
ングヘツド本体の断面図、第９図は本体、ライナ
に溝を形成したミキシングヘツドの断面図、第１
０図は第９図のＦ−Ｆ線による断面図、第１１図
および第１２図は従来構成を示す断面図である。 １はミキシングヘツド本体、２，２′は入口路、
２ａ，２a′はノズル、３，３′は出口路、４はミ
キシングチヤンバ、５はピストンロツド、１０，
１０′は開閉弁、１４はライナ、３０，３０′は固
定溝、３１，３１′は回転溝である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 二種以上の反応性液体を高圧且つ高速下のも
   とで、ミキシングヘツド本体１のミキシングチ
   ヤンバ４内で衝突混合させた後、金型内に注入
   し、ピストンロツド５で前記ミキシングチヤン
   バ４内の液体を押し出し、クリーニングするよ
   うにした反応射出成形用ミキシングヘツドにお
   いて、 前記ミキシングヘツド本体１と前記ピストン
   ロツド５間に回転自在に設けられた円筒状のラ
   イナ１４と、前記ライナ１４の半径方向に設け
   られたノズル２ａ，２a′と、前記ミキシングヘ
   ツド本体１に設けられ前記ノズル２ａ，２a′と
   連通可能な入口路２，２′とを備え、前記ライ
   ナ１４を回転することにより前記入口路２，
   ２′と前記ミキシングチヤンバ４の接断を行う
   ように構成したことを特徴とする反応射出成形
   用ミキシングヘツド。 (2) 前記ミキシングヘツド本体１に設けられ前記
   入口路２，２′と開閉弁１０，１０′を介して接
   続された出口路３，３′を有し、前記入口路２，
   ２′と前記ミキシングチヤンバ４の接続が断状
   態の時に前記開閉弁１０，１０′を開弁するよ
   うに構成した請求項１記載の反応射出成形用ミ
   キシングヘツド。 (3) 前記ミキシングヘツド本体１に設けられた出
   口路３，３′と、前記出口路３，３′に連通して
   形成された固定溝３０，３０′と、前記ライナ
   １４に設けられ前記固定溝３０，３０′及び前
   記入口路２，２′と連通可能に形成された回転
   溝３１，３１′とを有し、前記入口路２，２′と
   前記ミキシングチヤンバ４の接続が断状態の時
   に前記入口路２，２′と出口路３，３′が前記固
   定溝３０，３０′と回転溝３１，３１′を介して
   接続されるように構成したことを特徴とする請
   求項１記載の反応射出成形用ミキシングヘツ
   ド。