(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各樹脂成分タンクと混合装置とが送出側配管及び戻り側配管によって連結され、前記樹脂成分を計量ポンプによって常時送り出し、前記混合装置内を進退する戻し溝を有する切替ピストンにより、混合停止時には前記混合装置内の前記切替ピストンが前進して前記戻し溝により前記樹脂成分の注入口と流出口とを接続して前記戻り側配管へ前記樹脂成分を循環送入させ、混合時には前記混合装置内の前記切替ピストンが後退することにより前記樹脂成分の注入口が開口されて前記樹脂成分を前記混合装置の混合室内に注入して衝突混合させるようにした高圧混合装置において、
前記樹脂成分の衝突混合停止時には、その送出量を衝突混合時における所定の送出量よりも戻り側の圧力損失分に相当する分だけ少なく送出して循環させ、前記樹脂成分の衝突混合時には所定の送出量に戻して混合室内に注入することを特徴とする高圧混合装置における樹脂成分の注入方法。
【請求項２】
請求項１において、前記樹脂成分の前記計量ポンプが所定の送出量を保持する流量フィードバック制御がなされている高圧混合装置における樹脂成分の注入方法。
【請求項３】
請求項２において、前記計量ポンプの流量制御が前記混合装置からの混合時又は混合停止時の信号によって切り替えられる高圧混合装置における樹脂成分の注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧混合装置、特には高圧循環式混合装置における樹脂成分の注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばポリウレタン樹脂の成形加工に際しては、反応性の複数の原料樹脂成分を混合装置の混合室で混合し、その混合液を成形型等に導入している。この種混合装置として、各原料樹脂成分のタンクと混合装置とを送出側配管及び戻り側配管によって連結し、各樹脂成分を計量ポンプによって常時送り出し、混合装置の切替機構により、混合停止時には送出側配管から戻り側配管を経てタンクへ循環し、混合時には混合装置の混合室内に高圧注入するようにした高圧循環式の混合装置が知られている。
【０００３】
この高圧循環式の混合装置では、混合停止時の循環状態から混合時の注入状態に切り替わったときに、樹脂成分の吐出圧力が降下する現象を避けることができない。これは、混合停止時の循環状態では圧送される樹脂成分に混合装置から樹脂成分タンクまでの戻り側配管分の圧力損失があったものが、混合時の注入状態では混合室において大気中に開放されるため、これらの圧力損失分だけ圧力が降下して起こる現象である。
【０００４】
例えば添付の図面の図５に図示したように、混合停止時の循環状態では一定のポンプ流量で送出される樹脂成分は一定の圧力で混合装置内を循環している。そして、混合装置の切替機構により混合注入状態に切り替えられると、上のように、一定の圧力で圧送されていた樹脂成分は戻り側配管の圧力損失がなくなり、混合装置の混合室で大気中に解放されるので、吐出圧力が低下する。吐出圧力が低下すると、ポンプから送出される樹脂成分は負荷が減少するので混合室への吐出量（実液吐出量）は増大する。このとき、図の符号Ｍで示すように、切替直後には、一時的に吐出量が最大となる。これは、送出側の経路（ホースや配管）が切替時に降下する圧力分だけ収縮することによって、アキュームレートされている樹脂成分が瞬間的に余分に排出されるからである。
【０００５】
図５の例はポンプからの送出量がフィードバック制御されていない場合であるが、通常では混合注入時における吐出量を安定させ適正な混合を行うために送出量のフィードバック制御がなされることが多い。図６はその流量フィードバック制御によるものであるが、この例では、混合停止時の循環状態から混合時の注入状態へ切り替えられると、増大した実液吐出量を元（所定量）に戻すようにコントロールされる。しかしながら、この場合においても、切替時に生ずる一時的な実液吐出量の増大Ｍ１は解消することができない。
【０００６】
上に述べたような切替時に生ずる一時的な吐出量の増大Ｍ、Ｍ１は、切替時に生ずる圧力降下によって惹き起こされるのであるが、この圧力降下値は樹脂成分あるいは配管経路等の条件によって差がある。そのため、これが原因で混合開始時に各樹脂成分の混合比率のバラツキやふらつき（インデックス不良）が生じ、製品として無視できなくなることがある。特に、樹脂成分の粘度が高い場合や計量ポンプから混合装置までの送出側経路の距離が長い場合には、圧力降下が顕著になり、前記したインデックス不良が発生する可能性も高くなる。この不具合を回避するために、従来では配管経路（特に、戻り側配管経路）の直径を極力太くするなどの対応をしているが、それにも限度があり、また、使用する樹脂成分に応じて配管径を変える必要があるため、非常に大きなコストがかかることを免れなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、混合開始時における樹脂成分のインデックス不良を解消することができる新規な高圧混合装置における樹脂成分の注入方法を提供することを目的とする。また、この発明は、樹脂成分の粘度や配管経路の距離に関係なく、しかも配管経路の変更や工事を全く必要とすることなく、適正な混合が可能となり、コスト的にも有利な高圧混合装置における樹脂成分の注入方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、各樹脂成分タンクと混合装置とが送出側配管及び戻り側配管によって連結され、前記樹脂成分を計量ポンプによって常時送り出し、前記混合装置内を進退する戻し溝を有する切替ピストンにより、混合停止時には前記混合装置内の前記切替ピストンが前進して前記戻し溝により前記樹脂成分の注入口と流出口とを接続して前記戻り側配管へ前記樹脂成分を循環送入させ、混合時には前記混合装置内の前記切替ピストンが後退することにより前記樹脂成分の注入口が開口されて前記樹脂成分を前記混合装置の混合室内に注入して衝突混合させるようにした高圧混合装置において、前記樹脂成分の衝突混合停止時には、その送出量を衝突混合時における所定の送出量よりも戻り側の圧力損失分に相当する分だけ少なく送出して循環させ、前記樹脂成分の衝突混合時には所定の送出量に戻して混合室内に注入することを特徴とする高圧混合装置における樹脂成分の注入方法に係る。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記樹脂成分の前記計量ポンプが所定の送出量を保持する流量フィードバック制御がなされている高圧混合装置における樹脂成分の注入方法に係る。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、前記計量ポンプの流量制御が前記混合装置からの混合時又は混合停止時の信号によって切り替えられる高圧混合装置における樹脂成分の注入方法に係る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１はこの発明の一実施例の樹脂成分の注入方法を表す作動図、図２は高圧混合装置を配管経路とともに表した混合停止時における概略図、図３は同じくその混合時における概略図、図４は制御回路の一例を示す概略回路図である。
【００１２】
まず、図２及び図３に示すように、この発明は、例えばポリウレタン樹脂の成形に使用される高圧混合装置１０に関するもので、反応性の各樹脂成分Ａ、Ｂのタンク３０（なお、樹脂成分Ｂ側については同一構成であるので以下図示を省略する）と混合装置１０とが送出側配管３２及び戻り側配管３３を介して連結され、各樹脂成分Ａ，Ｂを計量ポンプ３１によって常時送り出し、混合装置１０の切替機構２０により、混合停止時には前記戻り側配管３３へ循環送入し、混合時には各樹脂成分Ａ，Ｂを混合装置２０の混合室１１内に注入するようにしたものである。なお、符号３４は熱交換器である。
【００１３】
図において、符号１２及び１３は混合室１１に開口する各樹脂成分の注入口、１４及び１５はその流出口、１７は混合液の吐出口である。切替機構２０は、この例では混合室１１内を進退する戻し溝２１，２２を有する切替ピストンよりなる。図示したように、混合停止時（図２）には、切替ピストン２０が混合室１１内に前進して、その戻し溝２１，２２によって樹脂成分Ａの注入口１２と流出口１４とを接続しかつ樹脂成分Ｂの注入口１３と流出口１５とを接続して各樹脂成分Ａ，Ｂを循環送入させ、一方、混合時（図３）には、切替ピストン２０がこの混合室１１から後退して、各樹脂成分Ａ，Ｂの注入口１２，１３を開口して混合室１１内で両樹脂成分Ａ，Ｂを高圧で衝突混合させる。切替ピストン２０は混合終了後には、混合室１１先端の吐出口１７まで前進して（図２の位置）混合室１１内の混合液を機外に排出する。なお、符号２５は切替ピストン２０を前進後退させるシリンダ装置である。
【００１４】
この発明方法では、上のような混合装置１０において、樹脂成分の衝突混合停止時には、その送出量を混合時における所定の送出量よりも戻り側の圧力損失分に相当する分だけ少なく送出して循環させ、前記樹脂成分の混合時には所定の送出量に戻して注入するものである。すなわち、衝突混合時に要求される所定の実液吐出量を１００とすると、衝突混合停止時の循環時においてはこれより戻り側の圧力損失分に相当する分だけ少ない量、例えば８５とか９２とかの分量を送出するのである。
【００１５】
これにより、図１に示したように、衝突混合時に生じていた戻り側の圧力損失分の圧力降下はなくなり、樹脂成分の圧力は混合停止時及び混合時において均一化し、衝突混合開始時における圧力降下による吐出量の一時的な増大（前記したＭ、Ｍ１）がなくなり、衝突混合のために必要な所定の実液吐出量がただちに確保される。
【００１６】
戻り側の圧力損失分に相当して減少させる分量は、各樹脂成分の粘度や配管経路等の条件によって変動する。衝突混合時において必要な所定の吐出量を１００としてパラメータで設定するのが実際的である。実施例では、樹脂成分Ａについては、衝突混合時の送出量を１００％としたとき混合停止時の送出量を９２％とし、樹脂成分Ｂでは同じく８７％とした。なお、図示のように、混合停止時から混合時への切替直後にわずかな圧力変動が見られ、実液吐出量の変化が見られるが、従来の変化からすればほとんど無視できる小さなものである。
【００１７】
この発明方法にあっては、請求項２の発明として規定したように、樹脂成分の計量ポンプが所定の送出量を保持する流量フィードバック制御がなされているのが好ましい。この実施例では、図４の制御回路図に示したように、樹脂成分の送出側配管３２の混合装置１０の注入口１２（及び１３）近傍に流量計４０を配置し、この注入流量信号Ｓ１を流量ポンプ３１のポンプコントローラ４２にフィードバックして、所定送出量値と演算して制御信号Ｓ２を計量ポンプ３１の駆動部に送信して、送出量のクローズドループ制御をしている。
【００１８】
また、上の流量フィードバック制御においては、請求項３の発明として規定し図４に示したように、計量ポンプ３１の送出量制御の切替が混合装置１０からの混合又は混合停止信号Ｓ３によって即時に切り替えられるようにすることが高速応答性から望ましい。図の符号４３は主コントローラ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）を表し、前記混合又は混合停止信号Ｓ３が入力されるほか、請求項１の発明の混合停止時における流量減少値もここで設定、入力できるようになっている。
【００１９】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明によれば、樹脂成分の衝突混合停止時には、その送出量を衝突混合時における所定の送出量よりも戻り側の圧力損失分に相当する分だけ少なく送出して循環させ、前記樹脂成分の衝突混合時には所定の送出量に戻して注入するものであるから、衝突混合時に生じていた戻り側の圧力損失分の圧力降下はなくなり、樹脂成分の圧力は混合停止時及び混合時において均一化することができる。これによって、衝突混合開始時における圧力降下による吐出量の一時的な増大がなくなり、衝突混合のために必要な所定の実液吐出量がただちに確保することができるようになった。
【００２０】
従って、この発明は、混合開始時における樹脂成分のインデックス不良を解消して精度の高い衝突混合が可能となり、その品質を格段と向上させることができる。また、この発明は、樹脂成分の粘度や配管経路等の条件に関係なく、しかも配管経路の変更や工事を全く必要とすることなく、適正な衝突混合が可能となるので、コスト的にも極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】    この発明の一実施例の樹脂成分の注入方法を表す作動図である。
【図２】  高圧混合装置を配管経路とともに表した混合停止時における概略図である。
【図３】  同じくその混合時における概略図である。
【図４】  制御回路の一例を示す概略回路図である。
【図５】  従来の混合装置における樹脂成分の注入方法を表す作動図である。
【図６】  同じく従来のフィードバック制御がなされた注入方法を表す作動図である。
【符号の説明】
１０  混合装置
１１  混合室
１２，１３  注入口
１４，１５  流出口
２０  切替機構（切替ピストン）
２１，２２  戻し溝
３０  樹脂成分タンク
３１  計量ポンプ
３２  送出側配管
３３  戻り側配管
４０  流量計
４２  ポンプコントローラ
４３  主コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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