(57)【要約】渦流発生の効率が良く、噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが大きく、しかも、霧化された液滴が小さく、気泡の巻き込みも少なく、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することができ、薄く、均一で、機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形品を得る。  熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体と、ケーシング本体の噴霧開口部に設けられたオリフィス部と、オリフィス部の噴霧開口部側と反対側に設けられたコア部と、オリフィス部とコア部との間に形成され、前記オリフィス部のオリフィス出口と連通する渦流形成室とを備え、オリフィス部には、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ前記渦流形成室の内周壁に接線方向に連通する旋回溝が形成されている。
2004076072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法に用いるスプレーノズルチップであって、
前記スプレーノズルチップが、前記熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の噴霧開口部に設けられたオリフィス部と、
前記オリフィス部の噴霧開口部側と反対側に設けられたコア部と、
前記オリフィス部とコア部との間に形成され、前記オリフィス部のオリフィス出口と連通する渦流形成室とを備え、
前記オリフィス部には、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ前記渦流形成室の内周壁に接線方向に連通する旋回溝が形成され、
前記渦流形成室が、オリフィス出口に向かって、漸次その径が減少する円錐形状であることを特徴とするスプレーノズルチップ。
【請求項２】
前記旋回溝の断面積Ａ１が、０．０５〜０．５ｍｍ２の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のスプレーノズルチップ。
【請求項３】
前記オリフィス出口の長さＬ１が、０．０１〜０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のスプレーノズルチップ。
【請求項４】
前記オリフィス出口の直径ψ１が、０．１〜２．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスプレーノズルチップ。
【請求項５】
前記渦流形成室が、オリフィス出口に連通する円錐形状部を備え、円錐形状部の円錐角度θ１が、３０〜１２０°の範囲にあり、前記渦流形成室の高さｈが、０．５〜３．０ｍｍの範囲にあり、前記旋回溝のコア部と重なる長さＬ２が、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスプレーノズルチップ。
【請求項６】
１〜６本の旋回溝が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスプレーノズルチップ。
【請求項７】
前記オリフィス出口から噴霧される液滴の平均粒子径（ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２）が、９５μｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のスプレーノズルチップ。
【請求項８】
スプレーノズルチップを用いて、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法を用いた熱硬化性樹脂の製造方法であって、
前記スプレーノズルチップが、前記熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の噴霧開口部に設けられたオリフィス部と、
前記オリフィス部の噴霧開口部側と反対側に設けられたコア部と、
前記オリフィス部とコア部との間に形成され、前記オリフィス部のオリフィス出口と連通する渦流形成室とを備え、
前記オリフィス部には、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ前記渦流形成室の内周壁に接線方向に連通する旋回溝が形成され、
前記渦流形成室が、オリフィス出口に向かって、漸次その径が減少する円錐形状であり、
前記オリフィス出口から噴霧される液滴の平均粒子径（ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２）が、９５μｍ以下の範囲にあるように金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することを特徴とする熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項９】
前記熱硬化性樹脂が、３〜２０ｃｃ／ｓｅｃの吐出量で金型上に噴霧されることを特徴とする請求項８に記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１０】
前記熱硬化性樹脂が、少なくともポリイソシアネート化合物と、活性水素化合物からなる熱硬化ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項８から９のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１１】
前記旋回溝の断面積Ａ１が、０．０５〜０．５ｍｍ２の範囲にあることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１２】
前記オリフィス出口の長さＬ１が、０．０１〜０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１３】
前記オリフィス出口の直径ψ１が、０．１〜２．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１４】
前記渦流形成室が、オリフィス出口に連通する円錐形状部を備え、円錐形状部の円錐角度θ１が、３０〜１２０°の範囲にあり、前記渦流形成室の高さｈが、０．５〜３．０ｍｍの範囲にあり、前記旋回溝のコア部と重なる長さＬ２が、０．５ｍｍ以上にあることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１５】
１〜６本の旋回溝が形成されていることを特徴とする請求項８から１４のいずれかに記載の熱硬化性樹脂の製造方法。
【請求項１６】
金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法により得られる成形品であって、
前記熱硬化性樹脂が少なくともポリイソシアネート化合物と活性水素化合物からなる熱硬化性ポリウレタン樹脂からなり、
請求項１に記載のスプレーノズルチップを用いてスプレー成形されることにより得られた成形品であることを特徴とする熱硬化性ポリウレタン成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、エアレススプレー成形方法による熱硬化性樹脂製造用のスプレーノズルチップ、およびそのノズルチップを用いた熱硬化性樹脂の製造方法、ならびにそれにより得られた成形品に関する。
【背景技術】  例えば、自動車のダッシュボード、すなわちインストルメントパネルなどの自動車内装装飾品は、長期間の耐熱性、耐光性が必要である。このような長期間の耐熱性、耐光性が必要な内装装飾品の分野において、熱硬化ポリウレタン樹脂が用いられている。
このような熱硬化ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂を成形する方法として、いわゆる「エアレススプレー成形法」の技術が従来より提案されている。
この方法は、スプレーノズルを介して、予め加熱された金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形する方法である。
しかしながら、このようなエアレススプレー成形方法においては、反応混合物の粘度が比較的高いため、ノズルチップの形状によって反応混合液の霧化状態が大きく変化することになる。
このため、特許第２９１４５２２号公報（特に、図１〜図３参照））においては、その第２図に示したような渦巻室２３と渦巻流入口２５を設けたオリフィスにより高粘度流体でも大きな噴霧角で噴霧でき、得られる粒子の微細化が容易な圧力噴霧ノズルおよび噴霧方法を提案している。
また、特開平９−７５７８６号公報（特に図１〜図４参照）においては、特許第２９１４５２２号公報の噴霧口２７近傍が鉱物等の微粒子を含んだ流体の内部旋回運動によるノズルの摩耗を防ぐ目的で、図４に示す噴霧口近傍に２０〜７０°のテーパー部６を設けた圧力噴霧ノズルおよび噴霧方法を提案している。
さらに、特許第２６１０３０８号公報（特に、第３頁第５欄〜第４頁第７欄、図２〜図６参照）および特公平７−８３８４７号公報（特に、第３頁第６欄、図２〜図７参照）においては、ポリオールとイソシアネートとの液体反応混合物を、エアレススプレー成形方法を用いて、ポリウレタン樹脂を均一に成形する方法が提案されている。
すなわち、これらの特許第２６１０３０８号公報および特公平７−８３８４７号公報においては、図６に示したようなノズルチップ１０１を用いている。
このノズルチップ１０１は、図６（Ａ）に示したように、熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体１０２の噴霧開口部１０３にオリフィス部１０４が設けられている。そして、このオリフィス部１０４の噴霧開口部側と反対側に、コア部１０５が設けられている。
オリフィス部１０４の基端部は、略円錐形状面１０６が形成され、この円錐形状面１０６に、コア部１０５の先端の截頭円錐形部１０７が嵌合されている。これにより、オリフィス部１０４とコア部１０５との間に、オリフィス部１０４のオリフィス出口１０８と連通する渦流形成室１１０が形成されている。
そして、図６（Ｂ）に示したように、コア部１０５には、截頭円錐形部１０７の外周に沿って、螺旋状に渦流形成室１１０に連通するように旋回溝１１２が形成されている。
これにより、熱硬化性樹脂が、ケーシング本体１０２の流路から、コア部１０５の旋回溝１１２を介して、渦流形成室１１０に流入することによって、渦流形成室１１０内で渦流が発生して、オリフィス部１０４のオリフィス出口１０８から予め加熱された金型表面に熱硬化性樹脂が略釣鐘状に均一に噴霧され、熱硬化性樹脂成形品が得られるようになっている。
しかしながら、特許第２９１４５２２号公報および特開平９−７５７８６号公報は、噴霧造粒法などに使用されるノズルの改良に過ぎず、本発明の如く金型上に熱硬化性樹脂を成形するためのスプレーノズルチップ、およびそのノズルチップを用いて成形した熱硬化性樹脂の製造方法とは全く内容を異にするものである。
すなわち、特許第２９１４５２２号公報の方法では、渦巻室流入口２５から円筒状の渦巻室２３に導かれ噴霧口２７に至る流体の旋回力が減衰するのに伴って噴霧角（本発明で言う「噴霧パターン」）を狭くする結果をもたらす。
また、特開平９−７５７８６号公報は、特許第２９１４５２２号公報の噴霧口２７近傍が鉱物等の微粒子を含んだ流体の内部旋回運動によるノズルの摩耗を防ぐ目的で、その図４に示す噴霧口近傍に２０〜７０°のテーパー部６を設けたに過ぎず、実質的には特許第２９１４５２２号公報と同様に噴霧角を狭くすることの防止には何ら効果がない。
さらに、特許第２６１０３０８号公報および特公平７−８３８４７号公報の方法では、渦流形成室１１０に連通する旋回溝１１２が、コア部１０５の截頭円錐形部１０７の外周に沿って、螺旋状に形成されているために、注入樹脂ベクトルは、旋回方向のベクトルとオリフィス出口方向へのベクトルに力が分散されることになり、渦流発生の旋回力が低下することになる。
このため、オリフィス出口１０８から噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが狭くなるとともに、霧化された液滴が比較的大きくなり、しかも、気泡の巻き込みが大きくなってしまう。
そのため、金型上に吹き付けられた熱硬化性樹脂の厚さが厚くなるとともに、不均一になり、その結果、機械的物性が不均一となってしまうことになる。
また、旋回方向のベクトルとオリフィス出口方向へのベクトルに力が分散されるために、十分な旋回力を得るためには、噴霧のためにノズルに連結される送液ポンプにも負担がかかることになり、装置の寿命などにも影響を及ぼすことになる。
このような問題は、自動車のダッシュボード、すなわちインストルメントパネルなどの自動車内装装飾品の分野においては、薄く、機械的強度が求められ、大量生産が求められていることから特に影響が大きいものである。
本発明は、このような現状に鑑み、渦流発生の効率が良く、噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが大きく、しかも、霧化された液滴が小さく、気泡の巻き込みも少なく、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することができ、その結果、薄く、均一で、機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形品を得ることができるスプレーノズルチップ、およびそのノズルチップを用いた熱硬化性樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明のスプレーノズルチップは、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法に用いるスプレーノズルチップであって、
前記スプレーノズルチップが、前記熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の噴霧開口部に設けられたオリフィス部と、
前記オリフィス部の噴霧開口部側と反対側に設けられたコア部と、
前記オリフィス部とコア部との間に形成され、前記オリフィス部のオリフィス出口と連通する渦流形成室とを備え、
前記オリフィス部には、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ前記渦流形成室の内周壁に接線方向に連通する旋回溝が形成され、
前記渦流形成室が、オリフィス出口に向かって、漸次その径が減少する円錐形状であることを特徴とする。
また、本発明の熱硬化性樹脂の製造方法は、スプレーノズルチップを用いて、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法を用いた熱硬化性樹脂の製造方法であって、
前記スプレーノズルチップが、前記熱硬化性樹脂の流路が形成されたケーシング本体と、
前記ケーシング本体の噴霧開口部に設けられたオリフィス部と、
前記オリフィス部の噴霧開口部側と反対側に設けられたコア部と、
前記オリフィス部とコア部との間に形成され、前記オリフィス部のオリフィス出口と連通する渦流形成室とを備え、
前記オリフィス部には、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ前記渦流形成室の内周壁に接線方向に連通する旋回溝が形成され、
前記渦流形成室が、オリフィス出口に向かって、漸次その径が減少する円錐形状であることを特徴とする。
このように構成することによって、熱硬化性樹脂が、ケーシング本体の流路からオリフィス部に形成された旋回溝を介して、渦流形成室に流入することによって、渦流形成室内で渦流が発生して、オリフィス部のオリフィス出口から予め加熱された金型表面に熱硬化性樹脂が略釣鐘状に均一に噴霧され、熱硬化性樹脂成形品が得られる。
この際に、旋回溝が、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ渦流形成室の内周壁に接線方向に連通するように形成されているので、同一平面内で熱硬化性樹脂が旋回するように旋回力が発生することになる。
従って、旋回力が減衰することがないので、渦流発生の効率が良く、噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが大きくなり、しかも、霧化された液滴が小さく、気泡の巻き込みも少なく、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することができる。
これにより、薄く、均一で、機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形品を得ることができるとともに、低吐出量で渦流を発生し噴霧することができるので、送液ポンプなどの装置に負担がかかることなく、装置の寿命も大幅に向上する。
また、本発明では、前記旋回溝の断面積Ａ１が、０．０５〜０．５ｍｍ２の範囲にあることを特徴とする。
このような範囲に旋回溝の断面積Ａ１があれば、旋回溝部分における圧力が上昇して、送液ポンプに過大な負荷がかかることがなく、しかも、渦流形成室内の旋回力が低下することもなく、スプレーパターンが均一に広がることになる。
また、本発明では、前記オリフィス出口の長さＬ１が、０．０１〜０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
このような範囲にオリフィス出口の長さＬ１があれば、噴霧パターンが広がりすぎて、液滴が飛散することがなく、しかも、渦流形成室内で生じた旋回力が減衰してしまうことがない。
また、本発明では、前記オリフィス出口の直径ψ１が、０．１〜２．０ｍｍ、さらに好ましくは、０．２〜１．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
このような範囲にオリフィス出口の直径ψ１があれば、オリフィス出口における圧力が増大し、送液ポンプに過大な負荷がかかることがなく、しかも、均一な噴霧パターンが得られる。
また、本発明では、前記渦流形成室が、オリフィス出口に連通する円錐形状部を備え、円錐形状部の円錐角度θ１が、３０〜１２０°の範囲にあることを特徴とする。
このような範囲に円錐形状部の円錐角度θ１があれば、旋回溝で生じた旋回力が渦流形成室内で比較的減衰されることなく、良好な噴霧パターンが得られる。
また、本発明では、前記渦流形成室の高さｈが、０．５〜３．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
このような範囲に渦流形成室の高さｈがあれば、渦流形成室が小さくなって渦流形成室内での液の整流効果が低減することがないので、均一な噴霧パターンが得られることになるとともに、渦流形成室が必要以上に大きくなって旋回溝で得られた旋回力が減衰し、噴霧パターンの広がりが小さくなることもない。
また、本発明では、前記旋回溝のコア部と重なる長さＬ２が、０．５ｍｍ以上、より好ましくは、０．５〜３．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする。
このような範囲に旋回溝のコア部と重なる長さＬ２があれば、旋回溝内で混合液の流れが整い、充分な旋回強度が得られるとともに、旋回溝部分における圧力が上昇し、送液ポンプに過大な負荷がかかることがない。
また、本発明では、１〜６本の旋回溝が形成されていることを特徴とする。
このような範囲に旋回溝があれば、各溝からの流れが互いに干渉することがなく、渦流形成室内の液の流れが整い、均一な噴霧パターンが得られる。
また、本発明では、前記オリフィス部と、コア部と、ケーシング本体とが、着脱自在に構成されていることを特徴とする。
このように、オリフィス部と、コア部と、ケーシング本体とが、着脱自在に構成されているので、これらをノズル本体から取り外すことによって、ノズルチップ内の洗浄が容易になる。
また、本発明では、前記オリフィス出口から噴霧される液滴の平均粒子径（ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２）が、９５μｍ以下の範囲にあることを特徴とする。
このような範囲にオリフィス出口から噴霧される液滴の平均粒子径があれば、金型上で気泡を巻き込むことが少なく、機械物性が低下することもない。また、金型上に塗布された熱硬化性樹脂の厚み分布も小さくなり、同一成形物内における機械物性が均一になる。さらに、液滴が飛散しないので、生産性が向上するとともに、作業環境の悪化を招くこともない。
また、本発明の熱硬化性樹脂の製造方法は、前記熱硬化性樹脂が、３〜２０ｃｃ／ｓｅｃの吐出量で金型上に噴霧されることを特徴とする。
このような範囲に熱硬化性樹脂の吐出量があれば、生産性が低下することもなく、金型に樹脂が均一に塗布できることになる。
また、本発明の熱硬化性樹脂の製造方法は、前記熱硬化性樹脂が、少なくともポリイソシアネート化合物と、活性水素化合物からなる熱硬化ポリウレタン樹脂であることを特徴とする。
これにより、例えば、自動車のダッシュボード、すなわちインストルメントパネルなどの自動車内装装飾品の皮膜製品や椅子の座面を形成する人工皮革などの一般および事務用品の材料として、均一で薄く、機械的強度に優れたポリウレタン成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明のノズルチップの実施例の縦断面図である。
図２は、図１のノズルチップのＡ方向（塗布方向）から見た端面図である。
図３は、図１のノズルチップのＢ方向（塗布方向と反対側の方向）から見た端面図である。
図４は、図１のノズルチップのオリフィス部の詳細を示す部分拡大図である。
図５は、図１のノズルチップのＣ−Ｃ線でのオリフィス部の部分拡大図である。
図６（Ａ）は、従来のスプレーノズルの縦断面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＤ−Ｄ方向の部分拡大図である。
図７は、本発明の実施例での噴霧角度を模式的に示す図である。
図８は、比較例のノズルチップ全体の縦断面図である。
図９は、比較例のノズルチップのケーシング本体の縦断面図である。
図１０は、比較例のノズルチップのコア部の縦断面図である。
図１１は、比較例のノズルチップの図５と同様な部分拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明のノズルチップの実施例の縦断面図、図２は、図１のノズルチップのＡ方向（塗布方向）から見た端面図、図３は、図１のノズルチップのＢ方向（塗布方向と反対側の方向）から見た端面図、図４は、図１のノズルチップのオリフィス部の詳細を示す部分拡大図、図５は、図１のノズルチップのＣ−Ｃ線でのオリフィス部の部分拡大図である。
図１〜図３において、１０は、全体で本発明のノズルチップを示している。
ノズルチップ１０は、図１に示したように、ケーシング本体１２を備えており、このケーシング本体１２には、その内部に熱硬化性樹脂の流路１４が形成されている。この流路１４は、図示しないが、別途熱硬化性樹脂を送液する送液ポンプに接続されている。また、ケーシング本体１２の基端部１１は、細径になっており、雄螺子が形成されており、これにより、図示しないノズル本体に着脱自在に装着できるように構成されている。
ケーシング本体１２の先端部１６には、上下に開口部１８が設けられており、図１において、下方側（塗布側）が、噴霧開口部２０となっている。噴霧開口部２０には、フランジ２２が内方に突設されており、これにより、段部２４が形成されている。この段部２４内に、オリフィス部２６が着脱自在に嵌着されている。
一方、開口部１８の塗布側と反対側、すなわち、オリフィス部２６の噴霧開口部側と反対側には、コア部２８が配置されている。
コア部２８は、図１に示したように、コア部本体３０と、このコア部本体よりも大径の嵌合部３２とから構成されている。
嵌合部３２の外周には、雄螺子３２ａが螺設されており、開口部１８の塗布側と反対側の内壁３４に形成された雌螺子３４ａと螺合することにより、コア部２８が、ケーシング本体１２の開口部１８に着脱自在に装着できるようになっている。
なお、図３に示したように、コア部本体３０には、六角形状の工具係合用凹部３６が形成されており、この工具係合用凹部３６に工具を係止することにより、コア部２８を取り外せるようになっている。
なお、このように、オリフィス部２６と、コア部２８と、ケーシング本体１２とが、着脱自在に構成されていることによって、ノズルチップ内の洗浄が容易になる。特に、熱硬化性樹脂が、少なくともポリイソシアネート化合物と、活性水素化合物からなる熱硬化ポリウレタン樹脂である場合に、反応が速く、ノズル内で硬化したポリウレタン樹脂が詰まりやすいので、ノズルチップを洗浄するのに好適である。
この場合、オリフィス部２６と、コア部２８とは、別々の部材で作製することもできるが、一体的に形成することも可能である。
また、このコア部２８のコア部本体３０は、ケーシング本体１２の開口部１８の内径よりも小さい外径を有しており、これにより、図１に示したように、開口部１８内に、環状の供給室３８が形成されている。
オリフィス部２６は、オリフィス部２６とコア部本体３０との間に、図１、図２、および図４に示したように、オリフィス部２６の塗布側に形成されたオリフィス出口４４と連通する渦流形成室４０が形成されている。
この渦流形成室４０の内径は、コア部本体３０の外径よりも小さくなっている。また、渦流形成室４０は、コア部本体３０側の基端部４２と、オリフィス出口４４に向かって漸次その直径が減少するように形成された円錐形状部４６とを備えている。
また、図１、図４および図５に示したように、オリフィス部２６のコア部２８側の端面４８には、オリフィス出口４４の軸線５０に対して垂直な方向に、かつ渦流形成室４０の基端部４２の内周壁５２の円周に対して、接線方向に連通する旋回溝５４が形成されている。なお、この実施例では、それぞれ９０°ずつ離間して４個の旋回溝５４が形成されている。
この場合、旋回溝５４の断面形状としては、本発明の効果を損なわなければ、どのような形状を有していてもよいが、例えば、半円形、四角形等があげられる。
また、旋回溝５４の数、配置としては、特に限定されるものではないが、渦流形成室４０内で乱流が生じないようにするのが望ましく、好ましくは、１〜６本、さらに好ましくは、２〜５本の範囲にあることが好ましい。
すなわち、６本より多くなると各旋回溝５４からの流れが互いに干渉し、渦流形成室４０内の液の流れが整わず、均一な噴霧パターンが得られないからである。なお、複数の旋回溝５４を形成する場合には、均等に配置するのが乱流が生じないためには好ましい。
また、図４に示したように、各旋回溝５４の断面積Ａ１が、好ましくは、０．０５〜０．５ｍｍ２、さらに好ましくは、０．０５〜０．３ｍｍ２の範囲にあるのが好ましい。
すなわち、旋回溝５４の断面積Ａ１が、０．０５ｍｍ２より小さいと、旋回溝５４の部分における圧力が上昇し、送液ポンプに過大な負荷がかかるからである。一方、旋回溝５４の断面積Ａ１が、０．５ｍｍ２より大きいと、渦流形成室４０内の旋回力が低下し、スプレーパターンが広がらないからである。
さらに、図５に示したように、旋回溝５４がコア部２８のコア部本体３０と重なる長さＬ２が、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
すなわち、Ｌ２が０．５ｍｍより小さいと、旋回溝５４内で混合液の流れが整わず、充分な旋回強度が得られないからである。
さらに、旋回溝５４がコア部２８のコア部本体３０と重なる長さＬ２が、０．５〜３．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
すなわち、Ｌ２が３．０ｍｍよりも大きいと、旋回溝５４部分における圧力が上昇し、送液ポンプに過大な負荷がかかるからである。
さらに、図４に示したように、オリフィス出口４４の長さＬ１が、０．０１〜０．５ｍｍ、さらに好ましくは、０．０７〜０．３ｍｍの範囲にあることが好ましい。
すなわち、オリフィス出口４４の長さＬ１が、０．０１ｍｍより小さいと、噴霧パターンが広がりすぎて、液滴が飛散するからである。一方、オリフィス出口４４の長さＬ１が、０．５ｍｍより大きいと、渦流形成室４０内で生じた旋回力が減衰してしまうからである。
さらに、図４に示したように、渦流形成室４０の高さｈが、０．５〜３．０ｍｍ、さらに好ましくは、０．５〜２．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
すなわち、渦流形成室４０の高さｈが、０．５ｍｍよりも短いと、渦流形成室４０が小さくなり、渦流形成室４０内での液の整流効果が低減し、均一な噴霧パターンが得られないからである。一方、渦流形成室４０の高さｈが、３．０ｍｍよりも大きいと、渦流形成室４０が必要以上に大きくなり、旋回溝５４で得られた旋回力が減衰し、噴霧パターンの広がりが小さくなるからである。
また、図４に示したように、渦流形成室４０の円錐形状部４６の円錐角度θ１が、好ましくは、３０〜１２０°、さらに好ましくは、６０〜１１０°の範囲にあることが好ましい。
すなわち、円錐形状部４６の円錐角度θ１が、３０〜１２０°の範囲にあることにより、旋回溝５４で生じた旋回力が渦流形成室４０内で比較的減衰されることがなく、良好な噴霧パターンが得られるからである。
また、図４および図５に示したように、オリフィス出口４４の直径ψ１が、０．１〜２．０ｍｍ、さらに好ましくは、０．２〜１．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
すなわち、オリフィス出口４４の直径ψ１が、０．１ｍｍより小さくなると、オリフィス出口４４における圧力が増大し、送液ポンプに過大な負荷がかかるからである。一方、オリフィス出口４４の直径ψ１が、２．０ｍｍより大きくになると均一な噴霧パターンが得られないからである。
さらに、この場合、オリフィス出口４４から噴霧される液滴の平均粒子径（ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２）が９５μｍ以下、さらに好ましくは、２０〜９５μｍの範囲にあることが好ましい。
すなわち、オリフィス出口４４から噴霧される液滴の平均粒子径が、９５μｍより大きくなると、金型上で気泡を巻き込みやすくなり、機械物性が低下するからである。また、金型上に塗布されたポリウレタン樹脂の厚み分布も大きくなり、同一成形物内における機械物性が不均一になるからである。
さらに、オリフィス出口４４から噴霧される液滴の平均粒子径が２０μｍ未満になると、液滴が飛散し、生産性が低下するのと同時に作業環境の悪化を招くからである。
なお、この場合、本明細書において、液滴の平均粒子径としては、オリフィス出口４４から１０ｃｍの箇所において、レーザー光散乱方式粒度分布測定装置を用いて、ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２に準拠して行った測定方法で測定した値を示している。
さらに、熱硬化性樹脂を、好ましくは、３〜２０ｃｃ／ｓｅｃ、さらに好ましくは、５〜１５ｃｃ／ｓｅｃの吐出量で金型上に噴霧されるのが望ましい。
すなわち、３ｃｃ／ｓｅｃより小さくなると、生産性が低下し、逆に、２０ｃｃ／ｓｅｃより大きくなると金型に樹脂が均一に塗布できなくなるからである。
また、本発明において用いられる熱硬化性樹脂（混合液）としては、少なくともポリイソシアネート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）からなる熱硬化ポリウレタン樹脂組成物であることが好ましい。
ポリイソシアネート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）としては、通常熱硬化性ポリウレタン樹脂の製造に用いられるものであればいずれも使用できる。
しかしながら、この場合、
・少なくともポリイソシアネート化合物（Ａ）を含む、ＮＣＯ基を含有したイソシアネート成分（Ａ液）と、
・少なくとも活性水素化合物（Ｂ）を含む、活性水素を含有したポリオール成分（Ｂ液）と、
を混合させた熱硬化性樹脂組成物を用いるのが望ましい。
この場合には、この熱硬化性樹脂組成物の粘度が、好ましくは、１０〜５０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは、１５〜２０００ｍＰａ・ｓの範囲にあるものが好ましい。
すなわち、熱硬化性樹脂組成物の粘度が１０ｍＰａ・ｓより小さくなると液滴の飛散量が多くなり、作業環境の低下とともに生産性が低下するからである。一方、熱硬化性樹脂組成物の粘度が５０００ｍＰａ・ｓより大きくなると圧力が増大し、送液ポンプに過大な負荷がかかるからである。
また、イソシアネート成分（Ａ液）としては、通常の通常熱硬化性ポリウレタン樹脂の製造に用いられるものであればいずれも使用できる。
この場合、イソシアネート成分（Ａ液）としては、例示すれば、
・トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ（ＰＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、
・ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、
・イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添ＸＤＩ（Ｈ６ＸＤＩ）、水添トリレンジイソシアネート、水添ＭＤＩ（Ｈ１２ＭＤＩ）、等の脂環族ポリイソシアネート、
・上記イソシアネートのカルボジイミド変性ポリイソシアネート、イソシアヌレート変性体
等があげられる。
これらは単独で用いても複数併用してもよい。また、必要に応じて、活性水素化合物により一部ウレタン変性したアダクト体、プレポリマーとして用いることもできる。
一方、ポリオール成分（Ｂ液）としては、通常の通常熱硬化性ポリウレタン樹脂の製造に用いられるものであればいずれも使用できる。
このようなポリオール成分（Ｂ液）としては、例えば、少なくともポリウレタン樹脂のソフトセグメントを形成する長鎖ポリオールからなり、必要に応じて、ハードセグメントを形成する鎖延長剤、架橋点を形成する架橋剤等を用いることができる。これらは単独で用いても複数併用してもよい。
さらに、本発明で用いるポリウレタン樹脂組成物には、さらに必要に応じて、安定剤、ウレタン化触媒、顔料、チクソトロープ増粘剤、消泡剤、難燃剤等の添加剤を含有することができる。これらの添加剤は本発明の効果を損なわなければ、イソシアネート成分（Ａ液）、ポリオール成分（Ｂ液）のいずれに含有しても良い。
このように構成される本発明のノズルチップ１０では、予めミキサーなどで混合された熱硬化性樹脂の混合液が、ケーシング本体１２の流路１４からオリフィス部２６に形成された旋回溝５４を介して、渦流形成室４０に流入する。
これによって、渦流形成室４０内で渦流が発生して、オリフィス部２６のオリフィス出口４４から、予め加熱された金型表面に熱硬化性樹脂が略釣鐘状に均一に噴霧され、熱硬化性樹脂成形品が得られる。
この際に、旋回溝５４が、オリフィス出口４４の軸線５０に対して垂直な方向に、かつ渦流形成室４０の内周壁５２の円周に対して接線方向に連通するように形成されているので、同一平面内で熱硬化性樹脂が旋回するように旋回力が発生することになる。
従って、旋回力が減衰することがないので、渦流発生の効率が良く、噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが大きくなり、しかも、霧化された液滴が小さく、気泡の巻き込みもなく、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することができる。
これにより、薄く、均一で、機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形品を得ることができるとともに、低吐出量で渦流を発生し噴霧することができるので、送液ポンプなどの装置に負担がかかることなく、装置の寿命も大幅に向上することになる。
また、本願において「成形品」とは、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することによって、金型上に熱硬化性樹脂を成形するエアレススプレー成形方法により得られる熱硬化性樹脂であり、用途により特定の形状と厚みを有するものである。
例えば、車両、船舶、航空機等の輸送体の内装装飾部品、店舗、オフィス、その他の建築内装部品、一般および事務用家具などが挙げられる。
これらの成形品の用途、形状および厚みは、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えば車両用の内装装飾部品である自動車計器盤（インストルメントパネル）等のスキン層は、０．３〜２．０ｍｍ程度の厚みを有し、かつ均一な機械物性を有する樹脂が要求されるため、本発明のスプレーノズルをもちいた成形方法によって得られる成形品が好適に用いられる。
また、一般および事務用家具である椅子の座面を形成する人口皮革等もまた、０．５〜５．０ｍｍ程度厚みを有し、かつ均一な機械物性を有する樹脂が要求されるため、本発明のスプレーノズルをもちいた成形方法によって得られる成形品が好適に用いられる。
【実施例】
【実施例１〜７】
本発明に係るスプレーノズルチップを用い、下記の条件で熱硬化性ポリウレタン組成物を吹付け成形を行なった。
（１）測定方法
（１−１）粘度測定方法
イソシアネート（Ａ液）とウレタン化触媒を添加していない活性水素化合物（Ｂ液）を混合し、反応温度に３時間保温した後、Ｂ型粘度計を用いて測定した。
（１−２）平均粒子径
ＡＳＴＭ−Ｅ７９９−９２に準じて、オリフィス出口４４から１０ｃｍの距離にある液滴の体積平均粒子径を測定した。
（１−３）厚み測定方法
ＪＩＳ  Ｋ７１３０に準じて成形品の厚みを、ノギスを用いて測定した。
（１−４）比重測定方法
ミラージュ貿易社製「水中置換密度測定器ＥＤ−１２０Ｔ」を用いて成形品の密度を測定した。
（２）スプレーノズルチップ
ノズルチップの仕様を表１に示す。
（３）原料の詳細
（３−１）イソシアネート（Ａ液）
多環式脂肪族ポリイソシアネートをポリエーテルポリオールで一部ウレタン変性したプレポリマー：ＮＣＯ＝２６．０％、粘度＝３４０Ｐａ・ｓ（２５℃）、比重＝１．１４（２５℃）
（３−２）活性水素化合物（Ｂ液）
ポリエーテルポリオール、鎖延長剤、顔料、ウレタン化触媒をあらかじめ混合し、１００℃、１０ｍｍＨｇの減圧条件で１時間脱水したレジンプレミックス：平均水酸基価＝２８７ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ、粘度＝２０００Ｐａ・ｓ（２５℃）、比重＝１．０６（２５℃）
（３−３）Ａ液／Ｂ液混合粘度
Ａ液とウレタン化触媒を含有しないＢ液をＮＣＯ／ＯＨ（当量比）＝１．１０の条件で混合した粘度＝１２４３ｍＰａ・ｓ（２５℃）、２０８ｍＰａ・ｓ（７０℃）
（４）ポリウレタン樹脂の成形
イソシアネート成分（Ａ液）と活性水素化合物（Ｂ液）は、それぞれ７０℃に保温された攪拌槽から送液ポンプによって７０℃に保温された送液ラインを通り、ミキシングヘッドに送液され衝突によって混合される。
その後ラインミキサーでさらに混合された後、ノズルチップで霧化され、金型へ吹き付けられる。
吹付け完了から３分後、金型に吹き付けられたポリウレタン組成物が十分に硬化されていることを確認し、脱型する。
Ａ液とＢ液の流量比は、Ａ液中のＮＣＯとＢ液中のＯＨ量がＮＣＯ／ＯＨ（当量比）＝１．０となるようにした。
成形条件を表１に示す。
注記：なお表１中、「噴霧パターン角度」は、図７に示したように、ノズルの鉛直方向と、噴霧の最も外側の噴霧ラインのなす角度αを示している。
比較例１〜２
上記実施例１〜７と同様にして、熱硬化性ポリウレタン組成物を吹付け成形を行なった。但し、表１に示したように、その条件は、本発明の範囲を外れる条件で行った。その結果を表１に示した。
比較例３
図８〜１１および表１に記載の螺旋状旋回溝を有するノズルチップを用い、下記の条件で熱硬化性ポリウレタン組成物を吹付け成形を行なった。結果を表１に示す。比較例の成形品の比重は実施例の比重に比べて小さいことが分かる。比重の違いの程度は見かけ上小さな違いであるが、これらの成形品を引っ掻いた際に、気泡が存在する部分の強度は極端に低下するため、見かけよりも成形品の性能に対する影響が大きいものとなる。
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なお、上述した実施例では、熱硬化性樹脂としてポリウレタン樹脂に適用した実施例について説明したが、ポリウレア樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などのその他の熱硬化性樹脂に適用することも可能である。
また、上記実施例では、オリフィス部２６のコア部２８側の端面４８に旋回溝５４を形成したが、コア部２８側に旋回溝５４を設けることも可能である。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
本発明によれば、熱硬化性樹脂が、ケーシング本体の流路からオリフィス部に形成された旋回溝を介して、渦流形成室に流入することによって、渦流形成室内で渦流が発生して、オリフィス部のオリフィス出口から予め加熱された金型表面に熱硬化性樹脂が略釣鐘状に均一に噴霧され、熱硬化性樹脂成形品が得られる。
この際に、旋回溝が、オリフィス出口の軸線に対して垂直な方向に、かつ渦流形成室の内周壁に接線方向に連通するように形成されているので、同一平面内で熱硬化性樹脂が旋回するように旋回力が発生することになる。
従って、旋回力が減衰することがないので、渦流発生の効率が良く、噴霧される熱硬化性樹脂の噴霧パターンの広がりが大きくなり、しかも、霧化された液滴が小さく、気泡の巻き込みも少なく、金型上に熱硬化性樹脂を噴霧することができる。
これにより、薄く、均一で、機械的強度に優れた熱硬化性樹脂成形品を得ることができるとともに、低吐出量で渦流を発生し噴霧することができるので、送液ポンプなどの装置に負担がかかることなく、装置の寿命も大幅に向上するなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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