JPS6071205A - 混合方法および装置 - Google Patents

混合方法および装置

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JPS6071205A
JPS6071205A JP59119222A JP11922284A JPS6071205A JP S6071205 A JPS6071205 A JP S6071205A JP 59119222 A JP59119222 A JP 59119222A JP 11922284 A JP11922284 A JP 11922284A JP S6071205 A JPS6071205 A JP S6071205A
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mixing
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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 本発明は、反応成分を必要であれば触媒とともに混合し
、その混合物をキャストする基体上に層状に被着し、そ
こで反応させるこ・とかうなる、複数成分の混合物、特
にキャストされて反応してポリウレタンを生成する成分
の混合物から、高い透明度を有する光学的に均一な層を
作成する方法に従来の技術と問題点 プラスチ、り材料製の物体はそのプラスチック材料の均
質性に関して極めて厳しい要求を満たさなければならな
い場合がある。これは、例えば、欠陥や歪みのない視界
を提供すべき透明の層、膜あるいは板状物の場合である
。このような高い透明度の層または膜は、例えば、珪酸
塩ガラス本体の破損に対する保護層として、あるいはプ
ラスチック材料製基体の耐摩耗性を改良する層として用
いる。こうした安全ガラス体あるいは耐摩耗性プラスチ
ック材料体およびそうした層のポリウレタンによる製造
は例えば西ドイツ出願公開第２０５８５０４号公報およ
び西ドイツ出願公告第２２８８２９９号および同第２６
２９７７９号公報に記載されている。
このように複数の成分の反応性キャスト方法では、ポリ
ウレタン層の均質性およびその結果としての光学的品質
は層のキャストに直ぐ続く混合操作によって本質的に決
まる。反応成分がお互いに接触する瞬間に、付加重合反
応が始まり、混合俄の反応した部分の粘度１ま反応成分
の粘度と異なおためにキャスト体中にすじ（ストリアエ
）が発仕し、それが反応後の層の中に見える。このため
、キャスト体内での均質な反応を達成する、即ち、すし
の発生を回避するためには、できるだけ短ボ間にできる
だけ均質な反応成分の混合物を作成しなければならない
。反応成分の均質な混合はポリウレタンの場合難しい。
というのは、２つの成り以上でさえある）を有するから
である。
発明が解決しようとする課題 本発明は、キャスト用ポリウレタン樹脂のような多成分
系の２またはそれ以上の成分を、−緒ニした後できるだ
け短時間に最適の均質性を持つ汁金物にして、最も厳し
い要求をも満足するようｋする混合方法を提供すること
を意図している。
課題解決の手段および作用 本発明に依れば、反応成分を一緒にした後先フ［静的原
理で操作するミ午すで混合し、それから静的ミキサに続
いて直ぐに動的ミキサで混合することによって上記の課
題が達成される。
本発明の方法により、すしがなくて光学的特性が最適の
透明な層または膜が得られる。この成果は２つの公知の
混合方法を所定の順序で所望に組　−み合わせることに
よって達成され、装置６を特定の好ましい配置で使用す
ると混合操作の成果を更に、　改良することができる。
本発明は、公知の混合方法を用・いても、特別の困難が
存在する場合には所望の結果は得られず、さらには光学
的歪のない膜、即ち、すしのない膜を製造することは不
可能であるという事実に基づいている。例えば、層流場
で液体ご混合する各種の公知のミキサを用いる静的混合
方法を利用すると、反応成分の適当な混合を確実にする
ためには比較的長い混合距離が必要である。しかしなが
ら、反応混合物がこの長い混合距離？通過するためには
比較的長い時間が必要であるが、付加重合反応はその前
に既に開始してしまう。同様に、反応距離が長い場合に
は液体の個々のキャスト流の滞留時間の差が増加して、
横断面全体に見られるように、混合距離の終端において
、異なる反応条件が存在する。混合時間を短縮するため
ト静的ミキサのチューブの代りに動的ミキサを用いると
、結果は満足なものではない。これは、パワーが低いと
混合の程度が不十分であり、パワーが高いと摩擦で熱が
発生し、そのために局所的に重合度が増加した混合物の
部分が形成されてキャスト層の光学的特性に悪い影響を
与えるという事実に基づいている。付加重合反応がより
はやく起きると、キャストすべき混合物の粘度が増加し
て、キャスト空間における均質なキャスト層の形成が阻
害されるので、キャスト操作自体に非常に悪い影響な与
える。これらの困難性はすべて本発明により除去される
。というのは、反応成分を一緒にした後、反応成分は先
ず短い静的混合距離を進行するので短時間における良好
な予備混合が行なわれ、それから１．湿度増加なしで静
的に予備混合された反応混合物を、７１ちに動的ミキサ
に導いて所望な均質性′の程度まで混合するがらである
。
一般的には触媒および必要であればその他の添加剤（例
えばＵｖｆｌに対する抵抗を増力Ｕする安定剤０を反応
混合物に添加する。本発明の別の態様では、反応成分を
一緒にする前に反応成分のうちの１つにこれらの添加剤
を均一に分布させる。これらの添加剤をこのように添加
すると、均質性の乱れを引き起こすおそれを除去するこ
とが可能であることを見い出した。
本発明の方法ご実施する適当な装置は、混合ｍ軸体を永
久磁石を用いた連結器を介して駆動装置と結合し、反応
混合物をミキサの囲繞体壁と混合用軸体に連結した磁気
的連結リングとの間を流し、よって内側磁気連結リング
をミキサの囲繞体の外側に配置した外側磁気的連結リン
グによって駆動する、動的ミキサを含むと有利である。
このような動的ミキサは、反応混合物がミキサ内を線形
的に移動するので本質的に線形の液体流が形成され、反
応混合物の一部が他の箇所より長い時間滞留するデッド
ゾーンがミキサ内に形成されない利点がある。同様に、
ミキサ内を通る反応混合物の圧力は水密性を維持される
ので容易に大きくすることができる。圧力が高ければ、
反応混合物のミキサ内の滞留時間が減少し、反応混合物
の硬化が早すぎたり重合度が大きすぎて反応混合物の流
動性や均質性に悪影響するおそれが除去される。ミキサ
を出る混合物は完全に均質な組成であり、すじがみられ
ない。
本発明の混合方法および以下に詳しく説明する装置は反
応性樹脂を混合するためばかりでなく、その他の系、例
えば溶剤と接着剤を、混合物が均質性において特に高い
基準を満たすべき場合に、混合し均質化するためにも適
当である。
実施例 本発明の好ましい態様を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による方法を概略的に示す。キャスト可
能なポリウレタン樹脂を作成するために、成分に１とし
てプロピレンオキシドとトリオールの縮合物であって分
子量約４５０、遊離０）１基含有ｉｎ　１０．５〜１２
％であるものを用い、成分に２として遊離ＧＮＯ基含有
量２１−２２％の１，６−へキサメチレンジイソシアネ
ートのビウレットを用いる。成分に１は周囲温度で３０
０〜８００ｃＰの粘度を有し、成分に２は周囲温度で２
０００〜１４０００ｃＰの粘度を有する。キャスト可能
な混合物を作成するために、ＵＶ安定剤として２，６−
ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾール２．６％（成分に１基
準）、促進剤としてジプチル錫ジラウレー）　０．０５
％（成分に１基準）を添加した。成分に１と成分に２は
約１：１の重量比で混合する。
成分に１と成分ｘ２を混合室１で一緒にする前に、添加
剤、即ち安定剤Ｓと触媒Ｂの所定の比率の混合物を準備
し、この混合物を概念的に図示した計量ポンプ２を用い
て混合装置乙に導入する。
同様に計量ポンプ４２用いて成分に１を混合装置６に導
入する。計量ポンプ２，４は一方では安定剤と触媒の混
合物の量そして他方では成分に１の量を精密に調整する
ように操作する。原則として混合装置３はどのような構
造でもよく、本発明の方法にとって臨界的な要素ではな
い。以下に説明する、混合室１に続く静的ミキサ１０の
タイプの静的ミキサは混合装置３として用いるのに適当
であることが見い出された。安定剤および触媒と混合さ
れた成分に１は混合室１を通って混合装置３に流入する
。
同様に、計量ポンプ８を用いて成分に２を所望の量比で
混合室１に導入する。
混合基１は反応成分を一緒にする単純な機能を有する。
２成分の入口ダクトには圧力の反転が生じた場合の逆流
を防止するための逆止弁（図示せず）を設ける。出口バ
イブには反応混合物を静止ミキサ１０に導入するダクト
９′Ｆｔ接続する。
第２図に縦断面を示した静的ミキサ１０はフランジ１２
を有する長さ３６０鰭のチューブ１１からなり、その中
に混合部材１３．１４を設置している。混合部材１３．
１４は長さ２４１１１１１％直径１２＋１１１であり、
流れの方向と実質的に直角に配置した小幅板組体（ｌａ
ｔｔｅｇ　ａｓｓｅｍｂ：Ｌ’ｅｅｓ。
ｂａｔｔｅｎｓ　）　からなるが隣りの小幅板組体とは
９０°ずれている。このタイプの混合部材１３゜１４を
１１個、チューブ１１に交互に設置する。
流れの方向と直角に配置した混合部材の小幅板組体は混
合すべき成分を連続的に分割し、それをチューブの全横
断面内に分散させる。
この目的のために５ＵＬＺＥｉＲ静的ミキサｔｙｐｅｓ
ＭＸ（スイス、Ｇｅｂｒｕａｅｒ　５ｕｌｚｅｒ社の商
品名）およびＮ−ＦＯＲＭミキサ（ハンプルグ。
Ｂｒａｎ　＆　Ｌｕｂｂｅ　社の商品名）は適当であっ
た。
反応混合物は静止ミキサ１０を通過した後直ちに第６〜
７図に示す動的ミキサ２１に導入する。
第３図に示すミキサ２１は固定ケース２２を有し、入口
ダクト２３を通って流体の反応混合物が流入する。ナー
ス２１は入口ダクト２６と接続した穴２４を有する。穴
２４に穴２５が連通し、更にケース２２の中央に設けた
開口部６５に連なる。反応混合物の流れの一部は直ちに
穴２５を通りそして軸６６を支持するボールベアリング
２４を通って流れるので、ボールベアリングが連続的に
清浄化され、よってボールベアリングの領域にデッドゾ
ーンが形成されるのが回避される。
ミキサの囲繞体２６は例えばネジ止めでケース２２に強
固に固定する。囲繞体２６は脱着可能な蓋２７で密閉す
る。蓋２７には軸方向の穴２８を形成し、合成反応物質
流体の出口のための出口バイブ２９を設置する。傾斜し
た穴３Ｄが穴２８と連通し、内部を軸３３が回転する中
央の開口部３１に連なる。囲繞体２６内に軸体６６と固
定結合した内側連結リング５２’２配置する。連結リン
グ３２をケース２２の開口部３５のボールベアリング３
４中を回転するように取り付ける。永久磁石３６を連結
リングの周りに配置し、軸方向に挿入できる環状さや体
５７の凹所に埋設する。永久磁石５６は、例えば、化学
的に不活性の合成材料などからなる薄肉中空筒体６日で
外側に対してカバーする（第４図）。
混合室４０において、軸体３３に十字形攪拌手段のよう
な攪拌部材３９を所定の間隔をおいて配列する。軸体６
３は混合室４０を貫通する。この軸体６３の端部は蓋２
７内のベアリング４２．４３にささえられて回転するジ
ャーナル４１である。
混合室を出る反応混合物はベアリング４２．４３および
穴３０を通って出口バイブ２９へと排出される。
混合室４０の領域において囲繞体２６の壁に混合棒４４
を挿入してその端部を十字回転子３９および軸体３３の
間に配置する。囲繞体の周りに２〜４本の棒を分布させ
ることが好ましい（第７図見囲繞体の外側において囲繞
体に連結リング４５を内側連結リング３２の位置に取り
付ける。連結？ング４５はベアリング４６を用いて囲繞
体２６に取り付けることが好ましい。連結リング４５は
ピニオン４５を介して連結リング４５を駆動するモータ
（図示せず）と接続する。囲繞体２６に向けて連結リン
グ３２上に配置した連結リング４５の環状の表面に、永
久磁石を内周に沿う凹所に平行に並べて埋設する。外側
連結リング４５の永久磁石と環状さや体３７の永久磁石
は、常に一方が７他方に対して、極性が逆になるように
配置する。
連結リング４５の永久磁石がＳ極を内側に向けている場
合、環状さや体３７の永久磁石はＮ極を外側に向ける（
第６図）。
反応混合物は入口バイブ２６、ケース２２の穴２４、そ
して内側連結リング６２と囲繞体壁２６の間の環状の間
隙を通って、永久磁石連結器の下流にある混合室４０に
到達する。反応混合物の一部は穴２５を通り、直ちにボ
ールベアリング３４を通るで流れる。反応混合物は混合
室４０において動的処理をされ、ベアリングに近い連結
領域あるいは混合室においてデッドゾーンを形成するこ
となく強く混合される。反応混合物は混合室４０を去り
、ベアリング４２，４３および穴２８を通って出口バイ
ブ２９へ排出される。反応混合物の流れの方向を矢印で
示す。永久磁石連結器中の流れの方向は第４図に示す。
第３図から、このミキサが操作中に発熱して早すぎる重
合ご引き起こす摺動式水密接合部を有していないことが
明らかである。反応混合物流体はミキサ内をデッドゾー
ンを形成することなく準線形的に通過する。これは完全
に均質に混合した反応混合物を作成するためには特に重
要である。
出口バイブ２９ご出る反応混合物は最適の均質さを有す
る。それはダクト５０を介してキャスト装置５１に入る
。キャスト装置５１は例えば西ドイツ特許第２６１４５
９６号明細書に示されているような空気ナイフキャスト
ヘッドを有するものでよい。反応混合物からシートを形
成することが望ましい場合には基体５２としてガラス基
板を用いると有利である。反応混合物はキャスト基体５
２に均一な厚さの層として適用゛する。加熱して層５６
を重合した後、出来上ったポリウレタンシートをキャス
ト基体５２から取−ヒ雛する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法を概念的に示す図、第２図は
静的ミキサチューブの縦断面図、第３図は動的ミキサの
縦断面図、第４図は第６図の一部分の拡大図、第５図は
第３図の線分■−■に沿った動的ミキサの部分横断面図
、第６図は第５図の一部分の拡大図、第７図は第６図の
線分■−■に沿った動的ミキサの混合室の横断面図であ
る。 Ｋ１・・・成分１、Ｋ２・・・成分２．１・・・混合室
、１０・・・静的ミキサ、２１・・・動的ミキサ、５１
・・・キャスト装置、５２・・・キャスト基体、５３・
・・キャスト体。 特許出願人 サンーゴバン　ビハージュ メ 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士西舘和之 弁理士古賀哲次 弁理士山口耐乏 弁理士西山雅也 図面の作出（内宮に哀史なし） 手続補正書（方式）６゜ 昭和５９年１０月２　日 ７゜ 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 ８゜ 昭和５９年特許願第１１９２２２号 ２、発明の名称 混合方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　サンーゴバン　ビトラージュ ４、代理人 住　所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号（
外４名） ５、補正命令の日付 昭和５９在９月２５日（発送日） 補正の対象 図　面 補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） 添付書類の目録 浄書図面　１通

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　反応成分を混合した混合物をキャストするために
    基本体上に塗被して基体上で反応成分を反応させること
    からなる、複数成分の混合物から高透明度の均質層を作
    成する方法において、反応成分を一緒にした後先ず静的
    原理で操作するミキサで混合し、次いで静的ミキサに直
    ちに続く動的ミキサで混合することを特徴とする方法。 ２、前記反応成分混合物がキャストされて反応してポリ
    ウレタンとなるものである特許請求の範囲第１項記載の
    方法。 ６、前記反応成分を混合するに当り、触媒を添加して混
    合する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、前記反応成分を一緒にする前に該反応成分の１つに
    重合触媒および安定剤のようなその他の添加剤？均一に
    分布させる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、反応成分を計量して導入するための複数の入口ダク
    トと静止ミキサへ繋がるダクトを有する混合室と、混合
    室に続く静的ミキサと、静的ミキサの下流に配置した動
    的ミキサとを具備することを特徴とする、高透明度の均
    質層分作成するために複数成分分混合する装置。 ６、　前記静的ミキサが、交差して編織した小幅板から
    なる骨格を有する攪拌部材をチューブの中に交互に９０
    ｉの角度をなすように複数個配置して成る特許請求の範
    囲第５項記載の装置ｎ、。 Ｚ　前記動的ミキサが、攪拌部材を有する囲繞体と、該
    囲繞体内にあって該囲繞体の前記攪拌部材と共働する攪
    拌部材を有する被駆動混合用軸体とを具備する特許請求
    の範囲第５項または第６項記載の装置。 ８、前記軸体が内側連結リングと外側連結リングからな
    る永久磁石連結器を介して駆動装置に連結され、反応混
    合物流体が前記囲繞体の壁と該内側連結リングの間を通
    って流れ、該内側連結リングが前記囲繞体の外側に配置
    した被駆動外側連結リングによって駆動される特許請求
    の範囲第７項記載の装置。 ９　前記連結リングの各々の向い合う表面に永久磁石を
    均一に分布して配設した特許請求の範囲第８項記載の装
    置。 １０、前記永久磁石を各連結リングの凹所に埋設し、内
    側連結リングの永久磁石を液体を透過しないように保護
    した特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１、前記軸体用ベアリングを支持する開口部を反応混
    合物を輸送する穴に接続し、よって物質流がベアリング
    を直ちに横切る特許請求の範囲第７項から第９項までの
    いずれかに記載の装置。
JP59119222A 1983-06-14 1984-06-12 混合方法および装置 Granted JPS6071205A (ja)

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