(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液とポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液のうち一方のウレタン原液を圧送する原液圧送路に物理発泡剤を供給する発泡剤供給装置であって、
前記物理発泡剤を加圧状態で貯留すると共に、前記物理発泡剤の圧力を前記原液圧送路内の前記一方のウレタン原液の圧力より低圧に調整する調圧器を有する発泡剤貯留部と、
第１吸入口、第２吸入口及び吐出口を備えるシリンダと、前記シリンダ内を前進、後退するピストンとを有する計量ポンプと、
前記発泡剤貯留部と第１吸入口とに接続される発泡剤導入路と、
前記発泡剤導入路の途中に設けられた発泡剤導入弁と、
前記吐出口と前記原液圧送路とに接続される吐出路と、
前記原液圧送路のうち前記吐出路との接続部分より上流側部分と前記第２吸入口とに接続される原液導入路と、
前記原液導入路の途中に設けられた原液導入弁と、
前記ピストンと前記発泡剤導入弁と前記原液導入弁とを制御して、前記物理発泡剤の供給を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記物理発泡剤の供給を行うにあたり、前記発泡剤導入弁を閉じた状態で、前記原液導入弁を開いて前記一方のウレタン原液を前記シリンダ内に導入させてから、前記原液導入弁を閉じて、前記発泡剤導入弁を開き、次いで、前記ピストンを後退させて前記シリンダ内へ前記物理発泡剤を吸入させ、前記ピストンを予め設定された距離だけ後退させた後、前記発泡剤導入弁を閉じ、次いで、前記ピストンを前進させて前記シリンダ内の前記物理発泡剤と前記一方のウレタン原液の混合液を吐出させることを特徴とする発泡剤供給装置。
【請求項２】
前記原液導入路内の圧力か又は前記吐出路内の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記制御部は、前記圧力センサにより検出された圧力が前記物理発泡剤の圧力より高いときに、前記物理発泡剤の供給を行うことを特徴とする請求項１に記載の発泡剤供給装置。
【請求項３】
前記原液導入路の途中に設けられて、前記一方のウレタン原液の逆流を防止する原液逆止弁と、
前記発泡剤導入路の途中に設けられて、前記物理発泡剤の逆流を防止する発泡剤逆止弁と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡剤供給装置。
【請求項４】
前記発泡剤導入路の途中には、前記物理発泡剤を液体状態に保つ温度調節装置が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置。
【請求項５】
前記物理発泡剤は、液化二酸化炭素であることを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置。
【請求項６】
前記ピストンの先端部外周面には、前記ピストンの軸方向に延びる溝が形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置。
【請求項７】
前記第１ウレタン原液を圧送する第１原液圧送路と、
前記第２ウレタン原液を圧送する第２原液圧送路と、
前記第１原液圧送路及び前記第２原液圧送路のうち何れか一方の原液圧送路から前記一方のウレタン原液が前記シリンダ内に導入される請求項１乃至６のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置と、
前記第１原液圧送路と前記第２原液圧送路とに接続されて、前記発泡剤供給装置から前記物理発泡剤が供給された後の前記一方のウレタン原液と、前記第１ウレタン原液と前記第２ウレタン原液のうち他方のウレタン原液と、を混合してポリウレタンフォームを生成する発泡装置と、を備えたことを特徴とするポリウレタンフォーム製造装置。
【請求項８】
前記発泡剤供給装置の前記制御部は、前記シリンダ内に導入される前記一方のウレタン原液を前記一方の原液圧送路に送る原液供給装置からの開始信号を受信してから、前記物理発泡剤の供給を開始することを特徴とする請求項７に記載のポリウレタンフォーム製造装置。
【請求項９】
シリンダ内をピストンが前進、後退するピストン式の計量ポンプを用いて、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液と、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液とのうち一方のウレタン原液を圧送する原液圧送路に物理発泡剤を供給する発泡剤供給方法であって、
前記物理発泡剤の圧力を前記原液圧送路内の前記一方のウレタン原液の圧力より低圧にしておくと共に、前記一方のウレタン原液を前記シリンダ内に導入しておき、
前記ピストンを後退させて前記シリンダ内に前記物理発泡剤を吸入し、次いで、前記ピストンを前進させて、前記物理発泡剤と前記一方のウレタン原液の混合液を前記原液圧送路へ吐出することを特徴とする発泡剤供給方法。
【請求項１０】
前記原液圧送路内の前記一方のウレタン原液の圧力が前記物理発泡剤の圧力より高いときに、前記シリンダ内に前記一方のウレタン原液を導入することを特徴とする請求項９に記載の発泡剤供給方法。
【請求項１１】
前記物理発泡剤の圧力と前記原液圧送路における前記一方のウレタン原液の圧力とに基づいて、前記ピストンを後退させる距離を決定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の発泡剤供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液とポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液のうち一方のウレタン原液に物理発泡剤を供給する発泡剤供給装置、それを備えたポリウレタンフォーム製造装置及び発泡剤供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発泡剤供給装置として、ピストンを後退させることでシリンダ内に所定量の物理発泡剤を吸引し、ピストンを前進させることでシリンダ内の物理発泡剤を、ウレタン原液の圧送路に供給するものが知られている。ところで、このような発泡剤供給装置では、物理発泡剤をシリンダ内に吸引するときに、物理発泡剤が気化してしまい、物理発泡剤の供給量が安定しないという問題が生じる。そこで、上記問題を解決すべく、シリンダを冷却することで物理発泡剤の気化を抑える発泡剤供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９８９９５号公報（［００１９］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したシリンダを冷却する発泡剤供給装置では、シリンダの冷却装置によって装置が大型化するという別の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、物理発泡剤の供給量の安定化を図ると共に装置の小型化が可能な発泡剤供給装置、それを備えたポリウレタンフォーム製造装置及び発泡剤供給方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る発泡剤供給装置は、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液とポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液のうち一方のウレタン原液を圧送する原液圧送路に物理発泡剤を供給する発泡剤供給装置であって、物理発泡剤を加圧状態で貯留すると共に、物理発泡剤の圧力を原液圧送路内の一方のウレタン原液の圧力より低圧に調整する調圧器を有する発泡剤貯留部と、第１吸入口、第２吸入口及び吐出口を備えるシリンダと、シリンダ内を前進、後退するピストンとを有する計量ポンプと、発泡剤貯留部と第１吸入口とに接続される発泡剤導入路と、発泡剤導入路の途中に設けられた発泡剤導入弁と、吐出口と原液圧送路とに接続される吐出路と、原液圧送路のうち吐出路との接続部分より上流側部分と第２吸入口とに接続される原液導入路と、原液導入路の途中に設けられた原液導入弁と、ピストンと発泡剤導入弁と原液導入弁とを制御して、物理発泡剤の供給を行う制御部と、を備え、制御部は、物理発泡剤の供給を行うにあたり、前記発泡剤導入弁を閉じた状態で、前記原液導入弁を開いて前記一方のウレタン原液を前記シリンダ内に導入させてから、原液導入弁を閉じて、発泡剤導入弁を開き、次いで、ピストンを後退させてシリンダ内へ物理発泡剤を吸入させ、ピストンを予め設定された距離だけ後退させた後、発泡剤導入弁を閉じ、次いで、ピストンを前進させてシリンダ内の物理発泡剤と前記一方のウレタン原液の混合液を吐出させるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発泡剤供給装置において、原液導入路内の圧力か又は吐出路内の圧力を検出する圧力センサを備え、制御部は、圧力センサにより検出された圧力が物理発泡剤の圧力より高いときに、物理発泡剤の供給を行うところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発泡剤供給装置において、原液導入路の途中に設けられて、一方のウレタン原液の逆流を防止する原液逆止弁と、発泡剤導入路の途中に設けられて、物理発泡剤の逆流を防止する発泡剤逆止弁と、を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置において、発泡剤導入路の途中には、物理発泡剤を液体状態に保つ温度調節装置が設けられたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置において、物理発泡剤は、液化二酸化炭素であるところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置において、ピストンの先端部外周面には、ピストンの軸方向に延びる溝が形成されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明に係るポリウレタンフォーム製造装置は、第１ウレタン原液を圧送する第１原液圧送路と、第２ウレタン原液を圧送する第２原液圧送路と、第１原液圧送路及び第２原液圧送路のうち何れか一方の原液圧送路から一方のウレタン原液がシリンダ内に導入される請求項１乃至６のうち何れか１の請求項に記載の発泡剤供給装置と、第１原液圧送路と第２原液圧送路とに接続されて、発泡剤供給装置から物理発泡剤が供給された後の一方のウレタン原液と、第１ウレタン原液と第２ウレタン原液のうち他方のウレタン原液と、を混合してポリウレタンフォームを生成する発泡装置と、を備えたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載のポリウレタンフォーム製造装置において、発泡剤供給装置の制御部は、シリンダ内に導入される一方のウレタン原液を一方の原液圧送路に送る原液供給装置からの開始信号を受信してから、物理発泡剤の供給を開始するところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９の発明に係る発泡剤供給方法は、シリンダ内をピストンが前進、後退するピストン式の計量ポンプを用いて、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液と、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液とのうち一方のウレタン原液を圧送する原液圧送路に物理発泡剤を供給する発泡剤供給方法であって、物理発泡剤の圧力を原液圧送路内の一方のウレタン原液の圧力より低圧にしておくと共に、一方のウレタン原液をシリンダ内に導入しておき、ピストンを後退させてシリンダ内に物理発泡剤を吸入し、次いで、ピストンを前進させて、物理発泡剤と一方のウレタン原液の混合液を原液圧送路へ吐出するところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の発泡剤供給方法において、原液圧送路内の一方のウレタン原液の圧力が物理発泡剤の圧力より高いときに、シリンダ内に一方のウレタン原液を導入するところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０に記載の発泡剤供給方法において、物理発泡剤の圧力と原液圧送路における一方のウレタン原液の圧力とに基づいて、ピストンを後退させる距離を決定するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１，７，９の発明］
本発明では、第１ウレタン原液と第２ウレタン原液のうち一方のウレタン原液を圧送する原液圧送路から当該一方のウレタン原液がシリンダ内に導入されてから、物理発泡剤がシリンダ内に吸引される。ここで、原液圧送路を流れる一方のウレタン原液の圧力は、物理発泡剤の圧力より高圧になっているので、物理発泡剤が吸引されるときのシリンダ内の圧力を、物理発泡剤の圧力に近づけることが可能となり、物理発泡剤が吸引される際に負圧によって物理発泡剤が気化することが抑えられる。このように、本発明によれば、シリンダを冷却することなく物理発泡剤の気化を抑えることが可能となり、これにより、物理発泡剤の供給量の安定化を図ると共に装置の小型化が可能となる。また、物理発泡剤は、一方のウレタン原液との混合液として原液圧送路に供給されるので、供給後の物理発泡剤を一方のウレタン原液に混合させ易くすることが可能となる。
【００１８】
［請求項２，１０の発明］
請求項２の発明では、圧力センサが原液導入路内の圧力か又は吐出路内の圧力を検出することにより、原液圧送路内の一方のウレタン原液の圧力を検出することが可能となる。そして、請求項２，１０の発明によれば、圧力センサにより検出された圧力が予め設定された設定圧力より高いときに、物理発泡剤の供給を行うので、シリンダ内に物理発泡剤が過剰に吸引されることを抑えて、物理発泡剤の供給量の安定化が図られる。
【００１９】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、簡易な構成で物理発泡剤及び一方のウレタン原液の逆流を防止できる。
【００２０】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、物理発泡剤がシリンダ内に導入される前に気化することを抑制することが可能となる。
【００２１】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、ポリウレタンフォームのセル径を小さくして、ポリウレタンフォームの断熱効果の向上が図られる。
【００２２】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、シリンダ内における物理発泡剤と一方のウレタン原液との混合効率の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、一方のウレタン原液を一方の原液圧送路に送る原液供給装置からの要求があった場合にのみ物理発泡剤を供給することが可能となる。
【００２４】
［請求項１１の発明］
請求項１１の発明によれば、シリンダ内に吸引する物理発泡剤の量を安定化させて、物理発泡剤の供給量の安定化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るポリウレタンフォーム製造装置を示す概略図
【図２】計量ポンプの（Ａ）側断面図、（Ｂ）Ａ−Ａ断面図
【図３】先端小径部の（Ａ）側面図、（Ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（Ｃ）Ｃ−Ｃ断面図
【図４】発泡剤供給装置のブロック図
【図５】発泡剤供給プログラムのフローチャート
【図６】（Ａ）初期設定後の各弁とシリンダの状態を示す図、（Ｂ）原液導入弁が閉じたときの各弁とシリンダの状態を示す図
【図７】（Ａ）ピストンが後退を開始したときの各弁とシリンダの状態を示す図、（Ｂ）ピストンが後退しているときの各弁とシリンダの状態を示す図
【図８】（Ａ）ピストンが後端位置に配置されたときの各弁とシリンダの状態を示す図、（Ｂ）発泡剤導入弁が閉じたときの各弁とシリンダの状態を示す図
【図９】（Ａ）ピストンが前進しているときの各弁とシリンダの状態を示す図、（Ｂ）混合液逆止め弁が開いたときの各弁とシリンダの状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のポリウレタンフォーム製造装置１０は、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液を供給する第１原液供給装置１１と、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液を供給する第２原液供給装置１５と、物理発泡剤を供給する発泡剤供給装置３０と、第１ウレタン原液と第２ウレタン原液と物理発泡剤とを混合してポリウレタンフォームを生成する発泡装置７０と、を備えている。
【００２７】
第１原液供給装置１１は、第１ウレタン原液を貯留する第１原液タンク１２と、第１原液タンク１２から延びて発泡装置７０に連絡する第１原液圧送路１３とを備えている。そして、第１原液供給装置１１は、図示しないポンプによって第１原液タンク１２から第１ウレタン原液を第１原液圧送路１３に圧送し、発泡装置７０に第１ウレタン原液を連続的に供給する。なお、第１原液圧送路１３を流れる第１ウレタン原液の圧力は、例えば、７ＭＰａとなっている。
【００２８】
第２原液供給装置１５は、第１原液供給装置１１と同様の構成になっていて、第２ウレタン原液を貯留する第２原液タンク１６と、第２原液タンク１６から延びて発泡装置７０に連絡する第２原液圧送路１７とを備えている。そして、第２原液供給装置１５は、図示しないポンプによって第２原液タンク１６から第２ウレタン原液を第２原液圧送路１７に圧送し、発泡装置７０に第２ウレタン原液を連続的に供給する。なお、第２原液圧送路１７を流れる第２ウレタン原液の圧力は、例えば、７ＭＰａになっている。
【００２９】
発泡剤供給装置３０は、物理発泡剤としての液化二酸化炭素を貯留する発泡剤貯留部３２と、液化二酸化炭素を計量して吐出する計量ポンプ４０と、発泡剤貯留部３２と計量ポンプ４０との間を接続する発泡剤導入路３３と、を備えている。
【００３０】
発泡剤貯留部３２には、加圧状態の液化二酸化炭素を収容するボンベ３１と、ボンベ３１の供給口３１Ａに取り付けられて液化二酸化炭素を減圧調整するレギュレータ３１Ｒ（本発明の「調圧器」に相当する。）とが備えられている。本実施形態では、レギュレータ３１Ｒによって液化二酸化炭素の圧力は、例えば、５．６ＭＰａに調整される。なお、発泡剤導入路３３は、レギュレータ３１Ｒに接続されている。
【００３１】
発泡剤貯留部３２と計量ポンプ４０との間には、発泡剤導入路３３の一部を構成するマニホールド３４が配設されている。マニホールド３４は、発泡剤導入路３３から分岐した分岐配管３３Ａ，３３Ｂと、温度センサ３５と、冷却装置３６と、を備えている。冷却装置３６は、マニホールド３４の温度が設定温度となるように冷却する。これにより、発泡剤導入路３３を流れる液化二酸化炭素が計量ポンプ４０へ導入される前に気化することが抑制される。
【００３２】
分岐配管３３Ａ，３３Ｂのうち上流側の分岐配管３３Ａは、圧力逃し弁３７に接続され、下流側の分岐配管３３Ｂは、ブローバルブ３８に接続されている。圧力逃がし弁３７は、設定圧力以上で開弁して、発泡剤導入路３３内の圧力を設定圧力以下に保つ。ブローバルブ３８は、開弁状態で発泡剤供給装置３０内の液化二酸化炭素を放出する。
【００３３】
発泡剤導入路３３におけるマニホールド３４より下流側には、発泡剤導入弁４１と、発泡剤逆止弁４２とが、マニホールド３４側から順に設けられている。発泡剤導入弁４１は、後述する制御部５０（図４参照）によって開閉制御される。発泡剤逆止弁４２は、計量ポンプ４０側から発泡剤貯留部３２側への液化二酸化炭素の逆流を防止する。
【００３４】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、計量ポンプ４０は、シリンダ６０と、シリンダ６０内を往復移動するピストン６５とを備えている。シリンダ６０には、第１吸入口６１Ａ、第２吸入口６１Ｂ及び吐出口６２が備えられ、上述の発泡剤導入路３３は、第１吸入口６１Ａに接続されている。具体的には、シリンダ６０内には、直線状に延びた圧力室６０Ａが形成され、その圧力室６０Ａの一端部と交差する交差孔６０Ｂに、第１吸入口６１Ａ、第２吸入口６１Ｂ及び吐出口６２が連通している。また、ピストン６５は、圧力室６０Ａの内周面と摺接し、ピストン６５の先端部が圧力室６０Ａの一端部と他端部との間を直線移動するようになっている。
【００３５】
詳細には、ピストン６５は、大径部６６の先端から先端小径部６７が突出した段付き構造になっていて、シリンダ６０内には、圧力室６０Ａの他端部に連通して大径部６６を受容する受容部屋６３が形成されている。ピストン６５は、通常は、大径部６６の先端面６６Ｍが受容部屋６３の先端側の壁面６３Ｍと当接する前端位置（図６（Ａ）参照）に配置されている。なお、ピストン６５が前端位置に配置された状態で、先端小径部６７は、交差孔６０Ｂ内に若干突入している。
【００３６】
ピストン６５は、前端位置から予め設定した距離だけ交差孔６０Ｂから離れる方向に後退して後端位置（図８（Ｂ）参照）に配置される。そして、本実施形態の計量ポンプ４０では、後に詳説するように、ピストン６５が前端位置から後端位置へ後退するときに、第１吸入口６１Ａからシリンダ６０内に所定量の液化二酸化炭素が吸入され、ピストン６５が後退位置から前端位置へ前進するときに、吸入された液化二酸化炭素が吐出口６２から吐出される。なお、先端小径部６７及び圧力室６０Ａの軸方向の長さは、ピストン６５が後端位置に配置された状態で、先端小径部６７の先端部が圧力室６０Ａに受容されるように設定されている。
【００３７】
図３には、先端小径部６７の詳細な構造が示されている。図３（Ａ）に示すように先端小径部６７の先端部の外周面には、軸方向に延びる縦溝６８が複数形成されている。なお、図３の例では、先端小径部６７には、先端面６７Ｍに連絡する複数の第１縦溝６８Ａと、複数の第１縦溝６８Ａより基端側に配置される複数の第２縦溝６８Ｂとが形成されている。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、第１縦溝６８Ａと第２縦溝６８Ｂとは、周方向でずれた位置に配置されている。なお、図２及び図６〜９の先端小径部６７においては、縦溝６８が省略して示されている。
【００３８】
図２に示すように、シリンダ６０の吐出口６２には、吐出路４９が接続されている。図１に示すように、吐出路４９は、第１原液圧送路１３と接続し、これにより、第１原液圧送路１３を流れる第１ウレタン原液に、計量ポンプ４０で計量された液化二酸化炭素が供給される。なお、吐出路４９の途中には、計量ポンプ４０への逆流を防止する混合液逆止弁４８が設けられている。
【００３９】
ところで、本実施形態の発泡剤供給装置３０には、図１に示すように、第１原液圧送路１３のうち吐出路４９との接続部分より上流側部分と、シリンダ６０の第２吸入口６１Ｂとを接続する原液導入路４５が備えられている。これにより、本実施形態では、液化二酸化炭素のほかに第１ウレタン原液が、シリンダ６０の圧力室６０Ａ内に導入されるようになっている。
【００４０】
原液導入路４５の途中には、原液圧送路１３側から順に原液導入弁４３と、原液逆止弁４４とが配設されている。原液導入弁４３は、上述した発泡剤導入弁４１と同様に、制御部５０（図４参照）により開閉制御される。
【００４１】
また、図１に示すように、第１原液圧送路１３と計量ポンプ４０との間には、原液導入路４５の一部を構成すると共に吐出路４９の一部を構成するマニホールド４６が配設されている。マニホールド４６には、吐出路４９内の圧力を検出する圧力センサ４７が備えられている。なお、原液導入弁４３及び原液逆止弁４４は、原液導入路４５におけるマニホールド４６より下流側に配置され、混合液逆止弁４８は、吐出路４９におけるマニホールド４６より上流側に配置されている。
【００４２】
図４には、発泡剤供給装置３０の電気的な構成が示されている。同図に示すように、発泡剤供給装置３０には、導入弁制御部５１と、ポンプ制御部５２と、温度制御部５３と、受信部５８とを有する制御部５０が設けられている。
【００４３】
温度制御部５３は、温度センサ３５により検出された温度信号を受けて、駆動回路５７を介して冷却装置３６を制御する。具体的には、温度制御部５３は、温度センサ３５の検出温度が設定温度より高ければ、冷却装置３６をオンし、検出温度が設定温度以下であれば、冷却装置３６をオフする。
【００４４】
ポンプ制御部５２は、計量ポンプ４０を駆動制御する。具体的には、ポンプ制御部５２は、位置センサ６５Ｓにより検出されるピストン６５の位置に基づいて、駆動回路５６を介して、ピストン６５を駆動する。なお、位置センサ６５Ｓは、計量ポンプ４０に配設されている。
【００４５】
導入弁制御部５１は、発泡剤導入弁４１及び原液導入弁４３を開閉制御する。具体的には、導入弁制御部５１は、圧力センサ４７により検出される吐出路４９内の圧力、即ち、液化二酸化炭素と第１ウレタン原液の混合液の液圧と、位置センサ６５Ｓにより検出されるピストン６５の位置とに基づいて、駆動回路５４，５５を介して、発泡剤導入弁４１及び原液導入弁４３を開閉する。
【００４６】
受信部５８は、計量ポンプ４０のシリンダ６０内に導入されるウレタン原液を原液圧送路に圧送する原液供給装置から液化二酸化炭素の供給を要求する開始信号を受信する。第１原液供給装置１１及び第２原液供給装置１５は、ウレタン原液を第１原液圧送路１３及び第２原液圧送路１７に送り出すためのピストン式ポンプをそれぞれ備え、ピストンの移動端に備えられたセンサによりピストン位置を検出し、ピストンが送り出しを完了したタイミングで開始信号を送信する。開始信号は、ウレタン原液を一定量送り出す毎に送信されればよい。なお、本実施形態では、シリンダ６０内に導入されるウレタン原液は第１ウレタン原液であるので、開始信号は、第１原液供給装置１１から送信される。
【００４７】
図５には、発泡剤供給装置３０が液化二酸化炭素の供給を行うにあたって制御部５０が実行する発泡剤供給プログラムＰＧ１が示されている。発泡剤供給プログラムＰＧ１は、発泡剤供給装置３０の電源がＯＮされると実行される。同図に示すように、発泡剤供給プログラムＰＧ１が実行されると、制御部５０は、まず、初期設定（Ｓ１１）を行う。この初期設定（Ｓ１１）では、発泡剤導入弁４１を閉じると共に、原液導入弁４３を開き、ピストン６５を前端位置に配置する。このとき、原液導入路４５を流れる第１ウレタン原液は、第２吸入口６１Ｂからシリンダ６０内に導入され、吐出口６２から吐出路４９を通って第１原液圧送路１３に戻される。なお、初期設定（Ｓ１１）は、発泡剤供給装置３０の電源がＯＮされたときに一回だけ実行される。
【００４８】
初期設定（Ｓ１１）が終了すると、制御部５０は、第１原液供給装置１１から液化二酸化炭素の供給を要求する開始信号を受信しているか否かが判断する（Ｓ１２）。そして、開始信号を受信していない場合（Ｓ１２でＮｏ）には、再度、この判断（Ｓ１２）を行う。
【００４９】
開始信号を受信している場合（Ｓ１２でＹｅｓ）には、次いで、圧力センサ４７による検出圧力、即ち、吐出路４９を流れる第１ウレタン原液の圧力が、設定圧力より高いか否かが判断される（Ｓ１３）。ここで、設定圧力は、液化二酸化炭素の圧力（５．６ＭＰａ）と同じに設定されている。検出圧力が設定圧力以下である場合（Ｓ１３でＮｏ）には、ステップＳ１２の処理に戻る。
【００５０】
検出圧力が設定圧力より高い場合（Ｓ１３でＹｅｓ）には、原液導入弁４３を閉じると共に（Ｓ１４）、発泡剤導入弁４１を開き（Ｓ１５）、次いで、ピストン６５を後端位置まで後退させる（Ｓ１６）。なお、前端位置から後端位置までの距離は、第１原液圧送路１３内の第１ウレタン原液の圧力Ｐ１と液化二酸化炭素の圧力Ｐ２とに基づいて、手動又は自動で設定される。
【００５１】
ピストン６５が後端位置に到達したら、発泡剤導入弁４１を閉めて（Ｓ１７）、ピストン６５を前端位置まで前進させる（Ｓ１８）。ピストン６５が前端位置に到達したら、原液導入弁４３を開き（Ｓ１９）、ステップＳ１２に戻る。
【００５２】
図６〜図９には、制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１におけるステップＳ１４〜Ｓ１９を実行しているときの、各導入弁４１，４３及びシリンダ６５の状態が示されている。制御部５０が第１原液供給装置１１からの開始信号を受信する前は、図６（Ａ）に示すように、発泡剤導入弁４１は閉じ、原液導入弁４３は開き、ピストン６５は前端位置に配置されている。このとき、シリンダ６０の内圧Ｐは、第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１と等しくなり、原液逆止弁４４及び混合液逆止弁４８は、共に開弁状態となる。従って、第１原液圧送路１３から原液導入路４５へ流れる第１ウレタン原液は、第２吸入口６１Ｂからシリンダ６０内へ導入される。詳細には、シリンダ６０の圧力室６０Ａの内圧Ｐが第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１より低ければ、混合液逆止弁４８が閉じ、原液逆止弁４４が開くので、圧力室６０Ａ内の圧力Ｐがやがて第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１と等しくなり、原液逆止弁４４及び混合液逆止弁４８が共に開く。また、圧力室６０Ａの内圧Ｐが第１原液圧送路１３の圧力Ｐ１より高ければ、原液逆止弁４４が閉じ、混合液逆止弁４８が開くので、やはり、圧力室６０Ａの内圧Ｐがやがて第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１と等しくなり、原液逆止弁４４及び混合液逆止弁４８が共に開く。
【００５３】
制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１４を実行すると、図６（Ｂ）に示すように、原液導入弁４３を閉じる。このとき、シリンダ６０の圧力室６０Ａの内圧Ｐは、第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１と等しいままである。
【００５４】
次いで、制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１５を実行すると、図７（Ａ）に示すように、発泡剤導入弁４１が開く。ここで、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２は、レギュレータ３１Ｒ（図１参照）によって第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１（例えば、７ＭＰａ）よりも低圧（例えば、５．６ＭＰａ）に調整されているので、発泡剤逆止弁４２は閉じている。
【００５５】
次いで、制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１６を実行すると、図７（Ｂ）に示すように、ピストン６５が後退し、圧力室６０Ａの内圧Ｐが低下する。そして、圧力室６０Ａの内圧Ｐが液化二酸化炭素の圧力Ｐ２と等しくなると、発泡剤逆止弁４２が開き、第１吸入口６１Ａから圧力室６０Ａ内に液化二酸化炭素が吸入され、圧力室６０Ａ内で、第１ウレタン原液と液化二酸化炭素とが混合される。そして、図８（Ａ）に示すように、ピストン６５が後端位置まで後退すると、所定量の液化二酸化炭素が圧力室６０Ａ内に吸入される。なお、図７（Ｂ）〜図８（Ａ）の過程では、圧力室６０Ａの内圧Ｐは、第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１よりも低くなるので、混合液逆止弁４８は閉じている。
【００５６】
次いで、制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１７を実行すると、図８（Ｂ）に示すように、発泡剤導入弁４１が閉じる。このとき、圧力室６０Ａの内圧Ｐは、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２と等しくなっている。
【００５７】
次いで、制御部５０が発泡剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１８を実行すると、図９（Ａ）に示すように、ピストン６５が前進し、圧力室６０Ａの内圧Ｐが上昇する。圧力室６０Ａの内圧Ｐが第１原液圧送路１３内の圧力Ｐ１と等しくなると、図９（Ｂ）に示すように、混合液逆止弁４８が開き、圧力室６０Ａ内の第１ウレタン原液と液化二酸化炭素の混合液が吐出口６２から吐出される。そして、ピストン６５が前端位置まで前進すると、所定量の液化二酸化炭素と第１ウレタン原液とを混合してなる混合液が吐出路４９を通って第１原液圧送路１３に供給される。
【００５８】
次いで、制御部５０が発泡剤プログラムＰＧ１のステップＳ１９を実行すると、原液導入弁４３が開き、図６（Ａ）に示す状態に戻る。
【００５９】
本実施形態の発泡剤供給装置３０及びポリウレタンフォーム製造装置１０の構成に関する説明は以上である。次に、発泡剤供給装置３０及びポリウレタンフォーム製造装置１０の作用効果について説明する。
【００６０】
本実施形態では、第１ウレタン原液を圧送する第１原液圧送路１３から第１ウレタン原液がシリンダ６０内に導入されてから、物理発泡剤としての液化二酸化炭素がシリンダ６０内に吸引される。ここで、原液圧送路１３を流れる第１ウレタン原液の圧力Ｐ１は、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２より高圧になっているので、液化二酸化炭素が吸引されるときのシリンダ６０内の圧力Ｐを、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２に近づけることが可能となり、液化二酸化炭素が吸引される際に負圧によって液化二酸化炭素が気化することが抑えられる。このように、本実施形態によれば、シリンダ６０を冷却することなく液化二酸化炭素の気化を抑えることが可能となり、これにより、液化二酸化炭素の供給量の安定化を図ると共に装置の小型化が可能となる。また、液化二酸化炭素は、第１ウレタン原液との混合液として第１原液圧送路１３に供給されるので、供給後の液化二酸化炭素を第１ウレタン原液に混合させ易くすることが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態では、圧力センサ４７が吐出路４９内の圧力を検出することにより、第１原液圧送路１３を流れる第１ウレタン原液の圧力を検出することが可能となる。そして、本実施形態では、制御部５０が、圧力センサ４７により検出された圧力が液化二酸化炭素の圧力Ｐ２より高いときに、液化二酸化炭素の供給を行うので、シリンダ６０内に液化二酸化炭素が過剰に吸引されることを抑えて、液化二酸化炭素の供給量の安定化が図られる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、先端小径部４７の先端部外周面に、軸方向に延びる縦溝６８が形成されているので、シリンダ６０内における液化二酸化炭素と第１ウレタン原液との混合効率の向上を図ることが可能となる。
【００６３】
［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
（１）上記実施形態では、物理発泡剤としての液化二酸化炭素を、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液に混合する構成であったが、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液に混合してもよいし、両ウレタン原液のそれぞれに混合してもよい。なお、両原液に混合する場合には、第１原液圧送路１３から引き込んだ第１ウレタン原液に液化二酸化炭素を混合して第１原液圧送路１３に供給する発泡剤供給装置３０と、第２原液圧送路１７から引き込んだ第２ウレタン原液に液化二酸化炭素を混合して第２原液圧送路１７に供給する発泡剤供給装置３０との２種類を設けた構成としてもよい。また、発泡剤供給装置３０を、第１ウレタン原液に液化二酸化炭素を混合して第１原液圧送路１３に供給する計量ポンプ４０と、第２ウレタン原液に液化二酸化炭素を混合して第２原液圧送路１７に供給する計量ポンプ４０の２種類の計量ポンプ４０を備えた構成としてもよい。
【００６５】
（２）上記実施形態では、物理発泡剤として、液化二酸化炭素を例示したが、フロンやＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）等の不活性ガスであってもよい。なお、上記実施形態では、液化二酸化炭素を用いたことにより、ポリウレタンフォームのセル径が小さくなり、断熱効果の向上が図られる。また、初期の発泡特性（泡化特性）が良好となるので、使用原料の削減を図ることが可能となる。
【００６６】
（３）上記実施形態では、ピストン６５における先端小径部６７が、先端部に縦溝６８を備える構成であったが、縦溝６８を備えない構成としてもよい。また、上記実施形態において、先端小径部６７に第１縦溝６８Ａのみを備える構成としてもよい。
【００６７】
（４）上記実施形態では、圧力センサ４７が、吐出路４９内の圧力を検出する構成であったが、原液導入路４５内の圧力を検出する構成であってもよい。
【００６８】
（５）上記実施形態において、発泡剤逆止弁４２の開閉を検出するセンサを備え、ピストン６５を後退させるにあたり、発泡剤逆止弁４２が開いたときから設定距離だけピストン６５を後退させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０    ポリウレタンフォーム製造装置
１１    第１原液供給装置
１３    第１原液圧送路
１５    第２原液供給装置
１７    第２原液圧送路
３０    発泡剤供給装置
３１Ｒ    レギュレータ（調圧器）
３２    発泡剤貯留部
３３    発泡剤導入路
４０    計量ポンプ
４１    発泡剤導入弁
４３    原液導入弁
４５    原液導入路
４９    吐出路
５０    制御部
７０    発泡装置
【図１】
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【図２】
0006280841.tif 000003
【図３】
0006280841.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006280841.tif 000006
【図６】
0006280841.tif 000007
【図７】
0006280841.tif 000008
【図８】
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【図９】
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