(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合すべき２液を下向き吐出ノズルの吐出通路に対して個別に供給し、この２液を吐出通路内で衝突させて混合しながら吐出ノズル先端から下向きに吐出、注型するようにした樹脂の混合吐出ヘッドにおいて、上記吐出ノズルの先端部を囲む筒状カバーおよび該筒状カバーの内側空間に冷風を吹き込むための冷風吹込み手段を設け、かつ吐出ノズルの先端部および筒状カバーに付着し落下する水滴を受けるための水受け皿を上記吐出ノズルの下端に固定したことを特徴とする樹脂の混合吐出ヘッド。
【請求項２】
水受け皿が吐出ノズルの下端に着脱自在に取付けられ、この水受け皿上に吸水性シートを介して筒状カバーが置かれた請求項１記載の樹脂の混合吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂の吐出通路内で混合型樹脂の２液を衝突させて混合しながら吐出、注型するようにした樹脂の混合吐出ヘッドに関するものであり、２液型ポリウレタンの注型発泡成形等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタンの注型発泡成形に用いる樹脂の吐出ヘッドとして、吐出ヘッド内の吐出通路に対してイソシアネートおよびポリオールの２液を個別に供給して吐出通路内で衝突させ、この２液を混合しながら吐出通路の開口端から下方の型内に注入するようにしたものが知られている。図１は、このような混合吐出ヘッドの一例を示し、この混合吐出ヘッド１０は、上下に接続されたシリンダー１１と吐出ノズル１６とで構成される。
【０００３】
上半部のシリンダー１１は、上端に上底１２、下端に下底１３、また内側に昇降自在のピストン１４および下向きの注入ロッド１４ａを備え、上底１２の中央およびシリンダー１１の下端にそれぞれ作動油の供給口１２ａおよび１１ａが開口し、注入ロッド１４ａの下端が下底１３の中心孔１３ａを貫通して下方の吐出ノズル１６内に突出し、シリンダー１１の作動油供給口１１ａおよび上底１２の作動油供給口１２ａから交互に作動油を供給することにより、注入ロッド１４ａの下端が吐出ノズル１６内を上昇・下降するようになっている。なお、１５ａおよび１５ｂは作動油用配管である。
【０００４】
下半部の吐出ノズル１６は、上記シリンダー１１の下底１３の下面に接続されていて、上部の大径の基部１６ａと下部の小径の先端部１６ｂからなり、内側に上下方向に貫通する吐出通路１６ｃを備え、この吐出通路１６ｃに上記注入ロッド１４ａが摺動自在に嵌合している。そして、上記の基部１６ａに第１液用の第１ノズル１７および第２液用の第２ノズル１８が互いに等しい高さで対向状に接続され、この第１ノズル１７および第２ノズル１８にそれぞれ第１液供給配管１９および第２液供給配管２０が接続される。
【０００５】
したがって、上記注入ロッド１４ａが図示の上昇位置にあるとき、第１ノズル１７および第２ノズル１８の各吐出口が開かれ、このとき第１液供給配管１９から供給された第１液および第２液供給配管２０から供給された第２液が上記の吐出通路１６ｃ内で衝突して混合され、吐出ノズル１６の下端吐出口から下方の成形型Ａ（例えば、建築資材のサイディングボード用金属板）上に吐出される。また、注入ロッド１４ａが反対の下降位置にあるとき、第１ノズル１７および第２ノズル１８の各吐出口が注入ロッド１４ａで閉じられる。
【０００６】
しかしながら、上記の第１液としてイソシアネートを、また第２液としてポリオールを用い、その混合液（ウレタン原液）を成形型Ａ内に連続的に吐出し、発泡層Ｂを形成する場合、吐出通路１６ｃの先端側に付着したウレタン原液が連続供給に伴って次第に発泡固化してスケールＢａとなり、これが成長して上記吐出通路１６ｃの先端部が狭くなり、そのため吐出されるウレタン原液がスムースな流れから噴射状になり、ついには注型不能になるという問題があった。
【０００７】
上記ウレタン原液の発泡固化に要する時間は、或る実験によると、液温１５℃で２８秒、２０℃で２２秒、３０℃で１７秒である。したがって、特に吐出ノズル１６の先端部１６ｂの温度が３０〜３５℃に昇温する夏期においては、３０分程度の連続吐出で注型不能になり、これを防ぐには注入ロッド１４ａを定期的に下降し、吐出通路１６ｃの付着スケールＢａを掻き落として掃除する必要があり、その１回の掃除ごとに３秒程度の時間ロスが発生し、注入が停止したまま成形型Ａのみが流れたり、吐出通路１６ｃから掻き落とされた付着スケールＢａが成形型Ａ内の発泡層Ｂに混入したりして不良品が発生する結果になっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のイソシアネートおよびポリオールのように混合すべき２液を下向き吐出ノズルの吐出通路に対して個別に供給し、この２液を吐出通路内で衝突させて混合しながら吐出ノズルの先端から下向きに吐出、注型するようにした樹脂の混合吐出ヘッドにおいて、該ヘッドを外側から冷却することにより、吐出通路における付着スケールの成長を遅らせて吐出通路の掃除周期を延長し、かつ上記付着スケールの混入による注型不良品の発生を減少させ、しかも上記混合吐出ヘッド内部の改造を不要とし、生産性を低下させないようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る樹脂の混合吐出ヘッドは、混合すべき２液を下向き吐出ノズルの吐出通路に対して個別に供給し、この２液を吐出通路内で衝突させて混合しながら吐出ノズル先端から下向きに吐出、注型するようにした樹脂の混合吐出ヘッドにおいて、上記吐出ノズルの吐出側部分を囲む筒状カバーおよび該筒状カバーの内側空間に冷風を吹き込むための冷風吹込み手段を設け、かつ吐出ノズルの先端部および筒状カバーに付着し落下する水滴を受けるための水受け皿を上記吐出ノズルの下端に固定したことを特徴とする。
【００１０】
上記樹脂の混合吐出ヘッドによれば、筒状カバーの内側空間に冷風が吹き込まれるため、吐出ノズルが外側から冷却され、吐出ノズル内側の吐出通路に付着した２液の混合液が固化を抑制される。したがって、固化によって生じたスケール除去のための掃除周期が延長され、そのためスケール除去に伴うクリーニング作業が減り、不良品の発生率が低下する。そして、上記の冷却によって吐出ノズルの外面や筒状カバーの内外面が結露しても、水滴が水受け皿で受けられるため、下方の成形型内に水滴が落下、混入することはなく、したがって水滴混入による不良品発生はない。
【００１１】
上記の筒状カバーおよび水受け皿の形状、大きさ、取付け手段等は任意であるが、水受け皿上に紙や布等の吸水性シートを置くことが好ましく、この場合は水受け皿に落下した水滴の飛散を防ぐことができる。また、水受け皿を吐出ノズルの下端付近に着脱自在に取付け、この水受け皿上に吸水性シートを介して筒状カバーを置く形態が好ましく、水受け皿を着脱自在に形成することにより、水受け皿や筒状カバーの掃除、および吸水性シートの取り替えが容易になる。
【００１２】
また、冷風吹込み手段は、室温よりも低温の空気を発生して吐出ノズルに吹付けるものであり、例えば圧縮空気の断熱膨張を利用して冷風を得るようにした超低温小型クーラー（米国ボルテック社製「ボルテックスクーラー」）を用いることができる。この超低温小型クーラーは小型で冷却量が大きい点で好ましい。ただし、吐出ノズルの冷却が過度になると、２液の反応が遅れて生産性が低下する。例えば、イソシアネートとポリオールの２液を使用する場合、冷風の温度および風量は、吐出ノズルの温度が１５〜２０℃になる程度が好ましく、これによって生産量を下げずに掃除周期を１７〜５０％延長することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２において、１０は前記の混合吐出ヘッドであり、シリンダー１１と吐出ノズル１６とで構成されている。上半部のシリンダー１１において、１２は上底、１３は下底、１５ａおよび１５ｂは作動油用配管であり、内側にピストン１４（図１参照）および注入ロッド１４ａを前記同様に備えている。また、下半部の吐出ノズル１６は、大径の基部１６ａと小径の先端部１６ｂとからなり、上記の基部１６ａに第１ノズル１７および第２ノズル１８が取付けられ、第１ノズル１７に第１液供給配管１９が、また第２ノズル１８に第２液供給配管２０がそれぞれ接続され、第１ノズル１７から供給された第１液および第２ノズル１８から供給された第２液が吐出ノズル１６内で衝突して混合され、小径の先端部１６ｂの下端から吐出される。
【００１４】
図２および図３において、上記吐出ノズル１６の先端部１６ｂに取付けられる水受け皿２１は、ドーナツ形の孔開き円板であり、その中心孔は上記吐出ノズル１６の先端部１６ｂが嵌合する大きさに形成されており、この中心孔の縁から下向きに突出する円筒状の基部２１ａおよび外周から上向きに突出する円筒状の縁部２１ｂを備え、上記の基部２１ａを吐出ノズル１６の先端部１６ｂに嵌合し、止めネジ２２を回すことより、吐出ノズル１６の先端部１６ｂに固定される。
【００１５】
上記の水受け皿２１の上に該水受け皿２１とほぼ同形のドーナツ形の吸水性シート２３が重ねられ、その上に上記円筒状の縁部２１ｂよりも径が小さく、背が高い円筒状の筒状カバー２４が置かれる。この筒状カバー２４には冷風吹込み用の窓または切込み２４ａが設けられている。そして、上記筒状カバー２４の側方に冷風吹込み手段２５が設置され、その冷風出口２５ａが上記筒状カバー２４の切込み２４ａに向けられる。
【００１６】
上記の構造において、イソシアネートを第１液供給配管１９から第１ノズル１７に、ポリオールを第２液供給配管２０から第２ノズル１８にそれぞれ高圧で供給すると、吐出ノズル１６の内側で上記のイソシーネートおよびポリオールが衝突して混合され、ポリウレタンとなって吐出ノズル１６の下端から吐出され、その下方で水平に走行するサイディングボード用金属板（図１の成形型Ａ参照）上に注型され、得られた発泡層の表面に紙が貼付けられ、厚みを均一に均されて加熱炉に送られて製品のサイディングボードとなる。
【００１７】
一方、冷風吹込み手段２５から冷風を吐出ノズル１６と筒状カバー２４との間に吹き込んで吐出ノズル１６を１５〜２０℃に冷却すると、吐出ノズル１６の先端部１６ｂ内面に付着した液状ポリウレタンの固化によるスケール化が抑制され、そのためスケール除去のための掃除周期が延長される。したがって、上記スケールが上記成形型Ａ内の発泡成形品に落下、混入する回数が減少し、それだけ不良品の発生率が低下する。また、冷風の吹込みで吐出ノズル１６や筒状カバー２４の表面に結露により生じた水滴は、水受け皿２１上の吸水性シート２３に吸収され、水滴の落下や飛散が防止される。そして、吸収性シート２３の交換は、筒状カバー２４の着脱により、容易に行うことができる。
【００１８】
【実施例】
薄い鉄板上にポリウレタン発泡層と紙を積層してなるサイデイングボードの連続生産工程に図２および図３に示す混合吐出ヘッド１０を設置し、イソシアネートおよびポリオールを圧力１３０ kgf／cm2 で混合して上記の鉄板（走行速度２５ｍ／分）上に注入し、厚さ１５mmの発泡層を成形した。冷風吹込み手段２５として、圧縮空気の断熱膨張を利用した超低温小型クーラー（米国ボルテック社製「ボルテックスクーラー，モデル１１６，冷却量：１１６Kcal／Ｈ」）を用いて冷風を筒状カバー２４の内側に吹込み、吐出ノズル１６の先端部１６ｂの表面温度による吐出ノズル１６内面の掃除周期および不良製品の長さを比較した。
【００１９】
室温が４０℃の夏期において、吐出ノズル１６を上記の超低温小型クーラーで冷却した場合、上記吐出ノズル１６の表面温度は２０℃、掃除周期は３０分／サイクル、発生した不良品の長さは６０ｍ／日であった。これに対して同じ夏期において、上記のクーラーを使用しない場合、上記吐出ノズル１６の表面温度は３０℃、掃除周期は２０〜２５分／サイクル、発生した不良品の長さは７０〜９０ｍ／日であった。すなわち、冷却により、掃除周期は１．２〜１．５倍に延長され、不良品の長さは６７〜８６％に減少した。
【００２０】
また、夏期以外で室温が２５℃の場合、吐出ノズル１６を上記の超低温小型クーラーで冷却した場合、上記吐出ノズル１６の表面温度は１５℃、掃除周期は３５〜４０分／サイクル、発生した不良品の長さは４５〜５２ｍ／日であった。これに対して同じ室温の夏期以外において、上記のクーラーを使用しない場合、上記吐出ノズル１６の表面温度は２５℃、掃除周期は３０分／サイクル、発生した不良品の長さは６０ｍ／日であった。すなわち、冷却により、掃除周期は１．２〜１．３倍に延長され、不良品の長さは７５〜８７％に減少した。
【００２１】
【発明の効果】
上記のとおり、この発明によれば、混合吐出ヘッドの内部を改造することなく、その外側に冷風吹込み装置という簡単な装置を付加することで吐出ノズルを効果的に冷却することができ、そのため吐出ノズル内側の吐出通路に付着した混合液の固化を抑制して上記吐出通路の掃除周期を延長し、かつ不良品の発生率を低下させることができ、更に上記の冷却で吐出ノズルの外面に生じた水滴の落下を防ぐことができるため、水滴混入による不良品の発生もない。特に請求項２に記載の発明によれば、水受け皿や筒状カバーの掃除、および吸水性シートの取り替えが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来装置の縦断面図である。
【図２】実施形態の一部を破断した正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１０：混合吐出ヘッド
１１：シリンダー
１４：ピストン
１４ａ：注入ロッド
１５ａ、１５ｂ：作動油用配管
１６：吐出ノズル
１６ａ：基部
１６ｂ：先端部
１６ｃ：吐出通路
１７：第１ノズル
１８：第２ノズル
１９：第１液供給配管
２０：第２液供給配管
Ａ：成形型（サイディングボード用金属板）
Ｂ：発泡層
Ｂａ：スケール
２１：水受け皿
２１ａ：基部
２１ｂ：縁部
２２：止めネジ
２３：吸水性シート
２４：筒状カバー
２４ａ：切込み
２５：冷風吹込み手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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