特開 2023-36122 添加剤混合装置及び発泡樹脂成形体製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023036122

(43)【公開日】2023-03-14

(54)【発明の名称】添加剤混合装置及び発泡樹脂成形体製造装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 35/71 20220101AFI20230307BHJP

   B01F 35/90 20220101ALI20230307BHJP

   C08J 9/12 20060101ALI20230307BHJP

   B29C 39/24 20060101ALI20230307BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20230307BHJP

   B29C 44/36 20060101ALI20230307BHJP

   B01F 23/40 20220101ALI20230307BHJP

   B01F 25/00 20220101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

B01F15/02 A

B01F15/06 Z

C08J9/12 CFF

B29C39/24

B29C44/00 A

B29C44/36

B01F3/08

B01F5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021142951

(22)【出願日】2021-09-02

(71)【出願人】

【識別番号】000113517

【氏名又は名称】ＢＡＳＦ ＩＮＯＡＣポリウレタン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 真和

【テーマコード（参考）】

4F074

4F204

4F214

4G035

4G037

【Ｆターム（参考）】

4F074AA78

4F074BA32

4F074BA86

4F074CA12

4F074CC64X

4F204AA42

4F204AB02

4F204AC05

4F204AG20

4F204AJ08

4F204AR15

4F204EA01

4F204EF02

4F204EF23

4F204EF27

4F204EK13

4F204EK17

4F214AA42

4F214AB02

4F214AC05

4F214AG20

4F214AJ08

4F214AR15

4F214UA01

4F214UD13

4F214UD17

4F214UF01

4F214UF23

4F214UF27

4G035AB37

4G035AC50

4G037AA02

4G037AA18

4G037CA11

4G037CA18

4G037DA18

(57)【要約】

【課題】第１液と添加剤との混合具合を安定させることができる添加剤混合装置を提供する。
【解決手段】本実施形態の添加剤混合装置５０では、第１液が流れる第１流路１４に、添加剤供給装置２０から液化二酸化炭素が投入される連絡流路１９が分岐して設けられている。本実施形態では、第１流路１４を遮断して第１液が連絡流路１９に流れる第２流れ状態から連絡流路１９を遮断して第１液が第１流路１４に流れる第１流れ状態に切り替えて連絡流路１９に液化二酸化炭素を投入した後、第２流れ状態に戻すサイクル動作が繰り返される。これにより、連絡流路１９に投入された液化二酸化炭素を１サイクル毎に連絡流路１９から押し流して第１流路１４に供給することができ、連絡流路１９内の液化二酸化炭素の残留を抑えて第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１液が流れる第１流路の第１位置とそれより下流側の第２位置との間を連絡する連絡流路に、添加剤供給装置にて添加剤を投入して前記第１液に混合する添加剤混合装置であって、
前記第１液が、前記第１位置から前記連絡流路より前記第１流路に多く流れる第１流れ状態と、前記第１位置から前記第１流路より前記連絡流路に多く流れる第２流れ状態とに切り替える流れ切替装置と、
前記第２流れ状態から前記第１流れ状態に切り替えて、前記添加剤を前記連絡流路に投入した後、前記第２流れ状態に戻すサイクル動作を繰り返すように前記添加剤供給装置と前記流れ切替装置とを制御する制御部と、を備える添加剤混合装置。

【請求項2】

前記添加剤は、液状の物理発泡剤であり、前記添加剤供給装置により気化を抑えられた圧力で前記連絡流路に注入され、
前記第１液は、前記添加剤の気化を抑える圧力で前記第１流路及び前記連絡流路に流される請求項１に記載の添加剤混合装置。

【請求項3】

前記添加剤の気化を抑えた加圧状態にして貯留しかつその添加剤を前記連絡流路に供給可能な圧力容器と、
前記圧力容器を加熱及び冷却するヒーター及びクーラーの一方又は両方を有する温度調整機器と、
前記圧力容器から排出される前記添加剤の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出される圧力が、前記添加剤の気化を抑える圧力として予め設定された第１圧力になるように前記温度調整機器の出力を制御する出力制御部と、を備える請求項２に記載の添加剤混合装置。

【請求項4】

前記温度調整機器は、前記圧力容器を収容するボックスを有し、前記ボックス内を加熱又は冷却する請求項３に記載の添加剤混合装置。

【請求項5】

前記流れ切替装置には、前記第１流路又は前記連絡流路の圧力低下の異常に応じて前記連絡流路を前記第１流路から遮断する連絡流路用遮断弁が含まれている請求項１から４の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項6】

前記添加剤は、液状の物理発泡剤であり、
前記添加剤供給装置は、前記添加剤の気化を抑える圧力として予め設定された第１圧力で前記添加剤を貯留する圧力容器と、前記圧力容器と前記連絡流路との間に設けられる注入用開閉弁と、前記連絡流路から前記一定量の液体を吸引してからその液体を前記連絡流路に排出するシリンダピストン装置と、を含み、
前記第１液は、前記第１圧力以上の圧力で前記第１流路及び前記連絡流路に流され、
前記流れ切替装置は、前記第１流れ状態で、前記連絡流路のうち前記添加剤供給装置が接続される装置接続部に対して、前記第１位置及び前記第２位置の両側から前記第１液が流れ込まないように前記連絡流路を前記第１流路から遮断した第１閉鎖状態と、前記装置接続部から前記第２位置側への排出のみを許容する第２閉鎖状態とに切り替わり可能とされ、
前記制御部は、前記第１流れ状態かつ前記第１閉鎖状態で前記注入用開閉弁を開いて前記シリンダピストン装置に吸引動作を行わせた後、前記第１流れ状態かつ前記第２閉鎖状態で、前記注入用開閉弁を閉じて前記シリンダピストン装置に排出動作を行わせてから前記第２流れ状態に切り替わるように、前記添加剤供給装置と前記流れ切替装置とを制御する請求項１から５の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項7】

前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より上流側に配置され、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される上流側駆動弁を含んでいる請求項６に記載の添加剤混合装置。

【請求項8】

前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より下流側に配置され、前記連絡流路から前記第１流路への流れのみを許容する下流側逆止弁を含んでいる請求項６又は７に記載の添加剤混合装置。

【請求項9】

前記注入用開閉弁は、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される注入用駆動弁であって、
前記制御部は、前記シリンダピストン装置に吸引動作を行わせるときにのみ前記注入用駆動弁を開状態に制御する請求項６から８の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項10】

前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より下流側に配置され、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される下流側駆動弁を含み、
前記制御部は、前記注入用開閉弁が閉状態のときにのみ前記下流側駆動弁を開状態に制御する請求項６から９の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項11】

前記流れ切替装置には、前記第２流れ状態で前記第１位置から前記第１流路への前記第１液の流れを遮断する第１流路用遮断弁が含まれている請求項６から１０の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項12】

前記流れ切替装置には、前記第１流れ状態から前記第２流れ状態に切り替わるときに前記第１位置から前記第１流路への前記第１液の流れを絞る第１流路用絞り弁が含まれている請求項６から１０の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置。

【請求項13】

請求項６から１２の何れか１の請求項に記載の添加剤混合装置と、
前記第１流路のうち前記第２位置の下流側の第３位置に接続され、第２液が流される第２流路と、を備え、
前記添加剤を含んだ前記第１液と前記第２液とから発泡樹脂成形体を生成する発泡樹脂成形体製造装置。

【請求項14】

前記第１液及び前記第２液の一方は、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液であり、他方は、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液であり、前記添加剤を含んだ前記第１液と前記第２液とからポリウレタンフォームを生成する特徴１３に記載の発泡樹脂成形体製造装置。

【請求項15】

前記第１流路に前記第１液を送給する第１送給ポンプと、
前記第２流路に前記第２液を送給する第２送給ポンプと、
前記第１流路の末端に設けられ、前記第１液と前記第２液の混合液を吐出させるか否かを操作するためのトリガを有する吐出ガンと、を備え、
前記第１送給ポンプ及び前記第２送給ポンプは、前記トリガの操作に起因して作動又は停止し、
前記制御部は、前記添加剤供給装置及び前記流れ切替装置を前記第１送給ポンプに連動させるように制御する請求項１３又は１４に記載の発泡樹脂成形体製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液体に添加剤を投入して混合する添加剤混合装置及び、それを備えた発泡樹脂成形体製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の添加剤混合装置として、第１液が流れる流路に添加剤を投入するものが知られている（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２０１６－５０２２８号公報（段落［００３８］及び図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、上述した添加剤混合装置に対し、第１液と添加剤の混合具合を安定させる技術の開発が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するためになされた態様１の発明に係る添加剤混合装置は、第１液が流れる第１流路の第１位置とそれより下流側の第２位置との間を連絡する連絡流路に、供給装置にて添加剤を投入して前記第１液に混合する添加剤混合装置であって、前記第１液が、前記第１位置から前記連絡流路より前記第１流路に多く流れる第１流れ状態と、前記第１位置から前記第１流路より前記連絡流路に多く流れる第２流れ状態とに切り替える流れ切替装置と、前記第２流れ状態から前記第１流れ状態に切り替えて、前記添加剤を前記連絡流路に投入した後、前記第２流れ状態に戻すサイクル動作を繰り返すように前記添加剤供給装置と前記流れ切替装置とを制御する制御部と、を備える添加剤混合装置サイクル動作を繰り返すように前記供給装置と前記流れ切替装置とを制御する制御部と、を備える添加剤混合装置である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る発泡樹脂成形体製造装置を示す概略図

【図2】添加剤混合装置を示す概略図

【図3】シリンダピストン装置の（Ａ）側断面図、（Ｂ）Ａ－Ａ断面図

【図4】添加剤混合装置のブロック図

【図5】添加剤供給プログラムのフローチャート

【図6】（Ａ）第１原液供給装置から開始信号を受信する前、（Ｂ）第１流れ状態に切り替えたとき、の添加剤混合装置の状態を示す図

【図7】（Ａ）下流側駆動弁が閉じて注入用駆動弁が開いたとき、（Ｂ）ピストンが上昇しているとき、の添加剤混合装置の状態を示す図

【図8】（Ａ）ピストンが上昇しているとき、（Ｂ）注入用駆動弁が閉じて下流側駆動弁が開いたとき、の添加剤混合装置の状態を示す図

【図9】（Ａ）ピストンが下降しているとき、（Ｂ）第２流れ状態に切り替えたとき、の添加剤混合装置の状態を示す図

【図10】他の実施形態に係るシリンダピストン装置の側断面図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図１～図９を参照して、本開示の添加剤混合装置５０を有する発泡樹脂成形体製造装置１０について説明する。本実施形態の発泡樹脂成形体製造装置１０は、ポリウレタンフォームの製造装置であり、ポリウレタンフォームの原料である、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液である第１液と、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液である第２液とを、例えば、現場で混合して施工対象物に吹き付けて発泡成形させるものである。図１に示すように、発泡樹脂成形体製造装置１０は、第１液を供給する第１原液供給装置１１と、第２液を供給する第２原液供給装置１５と、第１液と第２液とを混合及び吐出する混合吐出部７０と、を有している。また、第１原液供給装置１１には、添加剤供給装置２０が接続されていて、第１液に添加剤が供給されるようになっている。

【0008】

ここで、第１液と第２液は、混合することにより二酸化炭素が発生し、この二酸化炭素によりウレタン樹脂に気泡構造が形成される（化学発泡）。本実施形態では、添加剤として物理発泡剤を添加することによって、さらに気泡構造の生成を促す。本実施形態では、物理発泡剤として液化二酸化炭素を用い、液化二酸化炭素の気化を利用して発泡させる。つまり、液化二酸化炭素は、第１液と第２液が反応を開始するまでは、気化を抑えた加圧状態に保たれる必要があり、第１液も液化二酸化炭素の蒸気圧以上の圧力に保たれる必要がある。なお、物理発泡剤として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。

【0009】

第１原液供給装置１１は、第１液を貯留する第１原液タンク１２と、第１原液タンク１２から延びて混合吐出部７０に連絡する第１流路１４とを有している。第１原液供給装置１１は、第１送給ポンプ１３によって第１原液タンク１２から所定量の第１液を第１流路１４に圧送し、混合吐出部７０に供給する。第１送給ポンプ１３は、第１液の圧力Ｐ１を、例えば、７［ＭＰａ］に保っている。なお、本実施形態では、第１流路１４の長さは、６０［ｍ］～１５０［ｍ］となっている。

【0010】

第２原液供給装置１５は、第１原液供給装置１１と同様の構成を有し、第２液を貯留する第２原液タンク１６と、第２原液タンク１６から延びて混合吐出部７０に連絡する第２流路１８とを有している。第２原液供給装置１５は、第２送給ポンプ１７によって第２原液タンク１６から所定量の第２液を第２流路１８に圧送し、混合吐出部７０に供給する。なお、本実施形態では、第２送給ポンプ１７は、第２液の圧力を第１液と同じ７［ＭＰａ］に保っているが、第１液と異なる圧力でもよい。

【0011】

混合吐出部７０は、第１液と第２液を混合して吐出させる、所謂、吐出ガンであって、図示しないトリガを有し、トリガを引くと第１液及び第２液を混合すると同時に図示しないノズルから吐出する。このとき、第１流路１４及び第２流路１８の圧力が低下し、第１送給ポンプ１３及び第２送給ポンプ１７が作動する。そして、トリガを戻すと吐出が止まると共に、第１送給ポンプ１３及び第２送給ポンプ１７が停止する。なお、第１液と第２液は混合すると反応が開始するため、混合と同時に吐出して、施工対象物に吹き付ける。そして、第１液と第２液の反応が終了するとポリウレタンフォームが形成される。第１液に添加した液化二酸化炭素は、吐出直後に圧力が開放されることで気化し、前述したように、物理発泡として寄与する。なお、混合吐出部７０は、特許請求の範囲の「第３位置」に相当する。

【0012】

さて、本実施形態の第１原液供給装置１１の第１流路１４には、図１に示すように、第１位置１４Ａとそれより下流側の第２位置１４Ｂとの間を連絡する連絡流路１９が設けられている。これにより、第１原液タンク１２から送給された第１液が混合吐出部７０まで流れるルートとして、第１位置１４Ａから連絡流路１９を通って、第２位置１４Ｂで再び第１流路１４に戻るルートと、連絡流路１９を通らずにそのまま第１流路１４を通るルートとが形成される。この連絡流路１９に、前述の添加剤供給装置２０が接続されている。そして、連絡流路１９と、添加剤供給装置２０と、第１流路１４のうち第１位置１４Ａと第２位置１４Ｂの間とで、本開示に係る添加剤混合装置５０が構成されている。

【0013】

添加剤供給装置２０は、図２に示すように、液化二酸化炭素を貯留する添加剤貯留部２２と、液化二酸化炭素を一定量計量して吐出するシリンダピストン装置４０と、添加剤貯留部２２とシリンダピストン装置４０との間を接続する添加剤導入路２３と、を有している。

【0014】

添加剤貯留部２２は、液化二酸化炭素を貯留する圧力容器２１と、圧力容器２１を収納する保温庫２４を備えている。圧力容器２１は、予め設定された第１圧力で液化二酸化炭素を液相に保っている。保温庫２４には、クーラー及びヒーターと、これらを制御する図示しない出力制御部と、を有する温度調整機器２６が備えられている。出力制御部は、後述する添加剤導入路２３に備えた圧力センサ２７Ｐにより検出された圧力が、第１圧力より小さい場合には、クーラーを停止してヒーターを作動し、第１圧力より大きい場合には、ヒーターを停止してクーラーを作動し、液化二酸化炭素の圧力が第１圧力になるように制御する。本実施形態では、第１圧力は５．６［ＭＰａ］であり、このときの液化二酸化炭素の温度は２０［℃］である。

【0015】

なお、保温庫２４には、図示しない温度センサが備えられていて、出力制御部は、設定温度（本実施形態では、２０［℃］）以下となると、クーラーを停止して過冷却を抑制する一方、設定温度以上となるとヒーターを停止し過昇温を抑制するように制御する。保温庫２４は、特許請求の範囲の「ボックス」に相当する。

【0016】

また、保温庫２４は、断熱材が設けられて保温性が保たれている。また、保温庫２４には、圧力容器２１の出し入れをするための図示しない扉が設けられていて、扉には、例えば、トリムシールが取り付けられて気密性が保たれている。

【0017】

添加剤導入路２３は、圧力容器２１の供給口２１Ａに接続されていて、供給口２１Ａとシリンダピストン装置４０との間には、添加剤導入路２３の一部を構成するマニホールド２７が配設されている。マニホールド２７は、添加剤導入路２３から分岐した分岐配管２３Ａ，２３Ｂと、圧力センサ２７Ｐと、温度センサ２７Ｔと、を備えている。

【0018】

分岐配管２３Ａ，２３Ｂのうち上流側の分岐配管２３Ａは、安全弁２８に接続され、下流側の分岐配管２３Ｂは、ブローバルブ２９に接続されている。安全弁２８は、圧力センサ２７Ｐにより検出された圧力が、第１圧力以上で開弁し、ブローバルブ２９は、開弁状態で供給装置２２内の液化二酸化炭素を放出する。なお、本実施形態では、安全弁２８は、９［ＭＰａ］で開弁するように設定している。

【0019】

なお、本実施形態では、マニホールド２７に図示しない冷却装置を備えている。冷却装置は、温度センサ２７Ｔにより検出された温度に基づいて、マニホールド２７の温度が設定温度となるように冷却される。ここで、前述したように、本実施形態では、保温庫２４により液化二酸化炭素が液相に保持されているが、この冷却装置によっても、添加剤導入路２３を流れる液化二酸化炭素がシリンダピストン装置４０へ導入される前に気化することが抑制される。

【0020】

添加剤導入路２３におけるマニホールド２７より下流側には、注入用駆動弁３０と、注入用逆止弁３１とが、マニホールド２７側から順に設けられている。注入用駆動弁３０は、制御部６０（図４参照）によって開閉制御される。注入用逆止弁３１は、シリンダピストン装置４０から添加剤貯留部２２への第１液、液化二酸化炭素及び第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液の逆流を防止し、添加剤貯留部２２からシリンダピストン装置４０への流れのみを許容する。

【0021】

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、シリンダピストン装置４０は、シリンダ４１と、シリンダ４１内を往復移動するピストン４２とを備えている。シリンダ４１には、第１吸入口４１Ａ、第２吸入口４１Ｂ及び排出口４３が備えられ、第１吸入口４１Ａは前述の添加剤導入路２３に接続され、第２吸入口４１Ｂ及び排出口４３は、それぞれ、第１原液供給装置１１の連絡流路１９の上流側と下流側に接続されている（図２参照）。具体的には、シリンダ４１内には、軸方向に延びた圧力室４０Ａが形成され、その圧力室４０Ａの一端部と交差する交差孔４０Ｂに、第１吸入口４１Ａ、第２吸入口４１Ｂ及び排出口４３が連通している。第１吸入口４１Ａ、第２吸入口４１Ｂ及び排出口４３が、特許請求の範囲の「装置接続部」に相当する。

【0022】

ピストン４２は、圧力室４０Ａの内周面と摺接し、ピストン４２の先端部が圧力室４０Ａ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。詳細には、ピストン４２は、大径部４４の先端から先端小径部４５が突出した段付き構造になっていて、シリンダ４１内には、圧力室４０Ａの他端部に連通して大径部４４を受容する受容部屋４６が形成されている。また、先端小径部４５には、基端寄り位置に基端側を拡径する段差面４５Ｍが形成されていて、段差面４５Ｍより先端側が、シリンダ４１内に固定されたブッシュ８０内に挿入されている。そして、ピストン４２は、通常は、先端小径部４５の段差面４５Ｍがブッシュ８０に当接する下降端位置（図３（Ａ），（Ｂ）参照）に配置されている。そして、ピストン４２が下降端位置から予め設定した距離だけ交差孔４０Ｂから離れる方向に上昇したときに上昇端位置（図８（Ｂ）参照）に配置される。

【0023】

本実施形態のシリンダピストン装置４０では、後に詳説するように、ピストン４２が下降端位置から上昇端位置へ上昇するときに、第１吸入口４１Ａからシリンダ４１内に所定量の液化二酸化炭素が吸入される。なお、先端小径部４５及び圧力室４０Ａの軸方向の長さは、ピストン４２が上昇端位置に配置された状態で、先端小径部４５の先端面４５Ｍが圧力室４０Ａに受容されるように設定されている。なお、本実施形態では、シリンダピストン装置４０としてエアシリンダを用いて、そのストロークを調整することによりピストン４２のストロークが変化し、液化二酸化炭素の添加量を調整する。

【0024】

ここで、本実施形態では、前述したように、シリンダ４１の第２吸入口４１Ｂが第１原液供給装置１１の連絡流路１９の上流側に接続されており、第１流路１４の第１位置１４Ａからシリンダ４１の圧力室４０Ａ内に第１液が導入されるようになっている。これにより、ピストン４２が下降端位置から上昇端位置へ上昇して、第１吸入口４１Ａからシリンダ４１内に所定量の液化二酸化炭素が吸入されたときに、圧力室４０Ａ内で第１液に液化二酸化炭素が混合される。そして、ピストン４２が上昇端位置から下降端位置へ下降するときに、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が排出口４３から吐出される。第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液は、連絡流路１９を通って、第２位置１４Ｂで第１流路１４に供給される（図２参照）。

【0025】

また、連絡流路１９における排出口４３より下流側には、図２に示すように、下流側逆止弁３２と、下流側駆動弁３３とが、排出口４３側から順に設けられている。下流側駆動弁３３は、前述した注入用駆動弁３０と同様に、制御部６０（図４参照）により開閉制御される。下流側逆止弁３２は、第１流路１４からシリンダピストン装置４０への第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液の逆流を防止し、シリンダピストン装置４０から第１流路１４への流れのみを許容する。なお、下流側駆動弁３３及び下流側逆止弁３２は、特許請求の範囲の「流れ切替装置」に相当する。

【0026】

また、連絡流路１９における第２吸入口４１Ｂより上流側には、図２に示すように、上流側逆止弁３４と、上流側駆動弁３５とが、第２吸入口４１Ｂ側から順に設けられている。上流側駆動弁３５は、前述した注入用駆動弁３０及び下流側駆動弁３３と同様に、制御部６０（図４参照）により開閉制御される。上流側逆止弁３４は、シリンダピストン装置４０から第１流路１４への第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液の逆流を防止し、第１流路１４からシリンダピストン装置４０への流れのみを許容する。なお、上流側駆動弁３５及び上流側逆止弁３４は、特許請求の範囲の「流れ切替装置」に相当する。

【0027】

図２に示すように、連絡流路１９におけるシリンダピストン装置４０より上流側及び下流側には、連絡流路１９の一部を構成するマニホールド３６が配設されている。マニホールド３６には、連絡流路１９におけるシリンダピストン装置４０より下流側の圧力を検出する圧力センサ３６Ｐが備えられている。なお、上流側逆止弁３４及び上流側駆動弁３５は、連絡流路１９におけるマニホールド３６より下流側に配置され、下流側逆止弁３２及び下流側駆動弁３３は、連絡流路１９におけるマニホールド３６より上流側に配置されている。

【0028】

また、図２に示すように、第１流路１４における第１位置１４Ａと第２位置１４Ｂとの間には、第１流路用遮断弁３７が設けられている。第１流路用遮断弁３７は、前述した注入用駆動弁３０、下流側駆動弁３３及び上流側駆動弁３５と同様に、制御部６０（図４参照）によって開閉制御される。なお、第１流路用遮断弁３７は、特許請求の範囲の「流れ切替装置」に相当する。

【0029】

図４には、添加剤混合装置５０の電気的な構成が示されている。同図に示すように、添加剤混合装置５０には、駆動弁制御部６１と、シリンダピストン制御部６２と、受信部６３とを有する制御部６０が設けられている。

【0030】

シリンダピストン制御部６２は、シリンダピストン装置４０を駆動制御する。具体的には、シリンダピストン制御部６２は、位置センサ６７により検出されるピストン４２の位置に基づいて、駆動回路６６を介して、ピストン４２を駆動する。なお、位置センサ６７は、シリンダピストン装置４０に配設されている。

【0031】

駆動弁制御部６１は、第１流路遮断弁３７、上流側駆動弁３５、下流側駆動弁３３及び注入用駆動弁３０を開閉制御する。具体的には、駆動弁制御部６１は、圧力センサ３６Ｐにより検出された圧力信号、即ち第１液の圧力Ｐ１と、位置センサ６７により検出されるピストン４２の位置とに基づいて、駆動回路６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄを介して開閉する。

【0032】

なお、本実施形態では、第１流路遮断弁３７、上流側駆動弁３５、下流側駆動弁３３及び注入用駆動弁３０は、図示しないエア供給源から供給されるエアを予めエアフィルタ、エアレギュレータ、もしくはエアフィルタレギュレータを介して、清浄化すると共に、所定の圧力に調整し、図示しないエアソレノイドバルブを介した供給と排気の切り替えに応じて開閉動作する単動のエア駆動式のバルブであって、第１流路遮断弁３７はノーマル・オープンのバルブ、上流側駆動弁３５はノーマル・クローズのバルブ、下流側駆動弁３３はノーマル・オープンのバルブ、及び注入用駆動弁３０はノーマル・クローズのバルブで、ノーマル・クローズのバルブはエアが供給されたとき開動作し、エアが排気されたとき閉動作し、ノーマル・オープンのバルブはエアが供給されたとき閉動作し、エアが排気されたとき開動作する。

【0033】

詳細には、駆動弁制御部６１は、第１流路遮断弁３７が開状態のときに上流側駆動弁３５が閉状態になるように制御し、第１流路遮断弁３７が閉状態のときに上流側駆動弁３５が開状態になるように制御する。つまり、第１流路遮断弁３７及び上流側駆動弁３５は、第１液が、第１位置１４Ａから連絡流路１９へ流れるのを遮断して第１流路１４に流す第１流れ状態と、第１位置１４Ａから第１流路１４へ流れるのを遮断して連絡流路１９に流す第２流れ状態と、に切り替える。なお、本実施形態では、エア供給源と上流側駆動弁３５を接続する図示しないエア配管が分岐して第１流路遮断弁３７が接続されている。

【0034】

また、駆動弁制御部６１は、注入用駆動弁３０が閉状態のときに下流側駆動弁３３が開状態になるように制御し、注入用駆動弁３０が開状態のときに下流側駆動弁３３が閉状態になるように制御する。なお、本実施形態では、エア供給源と注入用駆動弁３０を接続するエア配管が分岐して下流側駆動弁３３が接続されている。

【0035】

受信部６３は、第１液を第１流路１４に送給する第１原液供給装置１１から液化二酸化炭素の供給を開始する許可信号を受信する。詳細には、前述したように、混合吐出部７０のトリガを引くと第１送給ポンプ１３が作動するので、第１原液供給装置１１は、第１送給ポンプ１３の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液化二酸化炭素の供給を開始する許可信号を送信する。許可信号は、第１液を一定量送り出す毎に送信されればよい。

【0036】

なお、制御部６０は図示しない温度制御部を有し、温度センサ２７Ｔにより検出された温度に応じた電気信号を受けて、図示しない駆動回路を介してマニホールド２７に備えられた冷却装置を制御する。

【0037】

図５には、添加剤供給装置２０が液化二酸化炭素の供給を行うにあたって制御部６０が実行する添加剤供給プログラムＰＧ１が示されている。添加剤供給プログラムＰＧ１は、添加剤供給装置２０の電源がＯＮされると実行される。同図に示すように、添加剤供給プログラムＰＧ１が実行されると、制御部６０は、まず、初期設定（Ｓ１１）を行う。この初期設定（Ｓ１１）では、上流側駆動弁３５を開くと共に第１流路遮断弁３７を閉じて、第１液の流れを第２流れ状態にすると共に、注入用駆動弁３０を閉じると共に下流側駆動弁３３を開いて、ピストン４２を下降端位置に配置する。

【0038】

このとき、第１流路１４を流れる第１液は第１位置１４Ａからすべて連絡流路１９に流れ込む。そして、第１液は、第２吸入口４１Ｂからシリンダ４１内に導入されて、排出口４３から連絡流路１９を通って第２位置１４Ｂで第１流路１４に戻される。なお、初期設定（Ｓ１１）は、添加剤供給装置２０の電源がＯＮされたときに一回だけ実行される。

【0039】

初期設定（Ｓ１１）が終了すると、制御部６０は、第１原液供給装置１１から液化二酸化炭素の供給を開始する許可信号を受信しているか否かを判断する（Ｓ１２）。そして、許可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。

【0040】

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３６Ｐによる検出圧力、即ち、第１流路１４を流れる第１液の圧力Ｐ１（例えば、７［ＭＰａ］）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、圧力容器２１に貯留されている液化二酸化炭素の第１圧力（例えば、５．６［ＭＰａ］）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。

【0041】

検出圧力が設定圧力より高い場合（Ｓ１３でＹｅｓ）には、第１流路遮断弁３７を開いてから上流側駆動弁３５を閉じて（Ｓ１４）、第１液の流れを第２流れ状態から第１流れ状態にする。なお、第１液の流れを第２流れ状態から第１流れ状態に切り替えるときには、制御部６０は、先ず第１流路遮断弁３７を開状態にした後で上流側駆動弁３５を閉状態に制御する。

【0042】

そして、下流側駆動弁３３を閉じてから注入用駆動弁３０を開く（Ｓ１５）。次いで、ピストン４２を上昇端位置まで上昇させて吸引動作を行わせる（Ｓ１６）。なお、下降端位置から上昇端位置までの距離は、第１流路１４内の第１液の圧力Ｐ１と液化二酸化炭素の圧力Ｐ２とに基づいて設定される。

【0043】

ピストン４２が上昇端位置に到達したら、注入用駆動弁３０を閉じてから下流側駆動弁３３を開き（Ｓ１７）、次いで、ピストン４２を下降端位置まで下降させて排出動作を行わせる（Ｓ１８）。ピストン４２が下降端位置に到達したら、上流側駆動弁３５を開いてから第１流路遮断弁３７を閉じて（Ｓ１９）、第１液の流れを第１流れ状態から第２流れ状態にしてステップＳ１２に戻る。なお、第１液の流れを第１流れ状態から第２流れ状態に切り替えるときには、制御部６０は、先ず上流側駆動弁３５を開状態にした後で第１流路遮断弁３７を閉状態に制御する。

【0044】

図６～図９には、制御部６０が添加剤供給プログラムＰＧ１を実行しているときの添加剤混合装置５０の状態が示されている。制御部６０が第１原液供給装置１１からの許可信号を受信する前（ステップＳ１１）は、図６（Ａ）に示すように、第１液の流れが、上流側駆動弁３５が開いて第１流路遮断弁３７が閉じた第２流れ状態になっていると共に、注入用駆動弁３０が閉じて下流側駆動弁３３が開き、ピストン４２は下降端位置に配置されている。このとき、シリンダ４１の圧力室４０Ａの内圧Ｐは、第１流路１４内の第１液の圧力Ｐ１（７［ＭＰａ］）と等しくなり、上流側逆止弁３４及び下流側逆止弁３２は、共に開弁状態となる。これにより、第１流路１４の第１位置１４Ａから連絡流路１９へ流れる第１液は、第２吸入口４１Ｂからシリンダ４１内へ導入される。

【0045】

ここで、仮に、圧力室４０Ａの内圧Ｐが第１流路１４内の圧力Ｐ１より低ければ、下流側逆止弁３２が閉じ、上流側逆止弁３４が開くので、圧力室４０Ａ内の内圧Ｐがやがて第１流路１４内の圧力Ｐ１と等しくなり、上流側逆止弁３４及び下流側逆止弁３２が共に開く。また、圧力室４０Ａの内圧Ｐが第１流路１４の圧力Ｐ１より高ければ、上流側逆止弁３４が閉じ、下流側逆止弁３２が開くので、やはり、圧力室４０Ａの内圧Ｐがやがて第１流路１４内の圧力Ｐ１と等しくなり、上流側逆止弁３４及び下流側逆止弁３２が共に開く。

【0046】

そして、制御部６０が、添加剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１２で第１原液供給装置１１からの許可信号を受信し、かつ圧力室４０Ａの内圧Ｐが第１圧力（５．６［ＭＰａ］）より高ければ（Ｓ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４を実行する。すると、第１液の流れは、図６（Ｂ）に示すように、第１流路遮断弁３７が開いて上流側駆動弁３５が閉じた第１流れ状態となる。このとき、圧力室４０Ａの内圧Ｐは、第１流路１４内の圧力Ｐ１と等しいままである。

【0047】

ここで、第１流れ状態においては、下流側駆動弁３３が開いた状態は、上流側駆動弁３５と下流側逆止弁３２により第１位置１４Ａ及び第２位置１４Ｂの両側から圧力室４０Ａへ第１液が流れ込まないように連絡流路１９が第１流路１４から遮断された状態（以下、「第１閉鎖状態」と呼ぶ）と、圧力室４０Ａ側から第２位置１４Ｂへの排出のみを許容する状態（以下、「第２閉鎖状態」と呼ぶ）とが両立した状態になっている。

【0048】

次いで、制御部６０が添加剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１５を実行すると、図７（Ａ）に示すように、下流側駆動弁３３が閉じて注入用駆動弁３０が開く。ここで、圧力室４０Ａの内圧Ｐは、まだ第１流路１４内の圧力Ｐ１と等しく、また、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２は、添加剤貯留部２２に備えた温度調整機器２６（図２参照）によって第１流路１４内の圧力Ｐ１よりも低圧の第１圧力に調整されているので、注入用逆止弁３１は閉じている。このとき、下流側駆動弁３３が閉じているので、第１閉鎖状態のみが成立し、第２閉鎖状態は成立せず、圧力室４０Ａ側から第２位置１４Ｂ側への排出はできないようになっている。

【0049】

次いで、制御部６０が添加剤供給プログラム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４２が上昇を開始し、上昇端位置までの途中の間、圧力室４０Ａの内圧Ｐが低下し、圧力室４０Ａの内圧Ｐが液化二酸化炭素の圧力Ｐ２と等しくなり、平衡状態となる。そこから、図８（Ａ）に示すように、ピストン４２が更に上昇を続け、上昇端位置までの間、注入用逆止弁３１が開き、第１吸入口４１Ａから圧力室４０Ａ内に液化二酸化炭素が吸入され、圧力室４０Ａ内で、第１液に液化二酸化炭素が混合される。そして、図８（Ｂ）に示すように、ピストン４２が上昇端位置まで上昇すると、所定量の液化二酸化炭素が圧力室４０Ａ内に吸入される。

【0050】

次いで、制御部６０が添加剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１７を実行すると、図８（Ｂ）に示すように、注入用駆動弁３０が閉じて下流側駆動弁３３が開く。このとき、圧力室４０Ａ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ので、下流側逆止弁３２は閉じたままであるが、下流側駆動弁３３が開いているので、第１閉鎖状態と第２閉鎖状態が成立している。

【0051】

従って、制御部６０が添加剤供給プログラム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４２が下降し、圧力室４０Ａの内圧Ｐが上昇し、圧力室４０Ａの内圧Ｐが第１流路１４内の圧力Ｐ１と等しくなると、下流側逆止弁３２が開いて、圧力室４０Ａ内の第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が排出口４３から排出される。

【0052】

そして、ピストン４２が下降端位置まで下降すると、図９（Ｂ）に示すように、制御部６０が発泡剤プログラムＰＧ１のステップＳ１９を実行し、上流側駆動弁３５が開いて、第１流路遮断弁３７が閉じ、第１液の流れが第１流れ状態から第２流れ状態に戻る。これにより、連絡流路１９内の第１液と、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が押し流されて第２位置１４Ｂで第１流路１４に供給される。

【0053】

本実施形態の添加剤供給装置２０を備えた発泡樹脂成形体製造装置１０の構成に関する説明は以上である。次に、この発泡樹脂成形体製造装置１０の作用効果について説明する。

【0054】

本実施形態では、第１液が流れる第１流路１４に、第１流路１４の第１位置１４Ａとそれより下流側の第２位置１４Ｂとの間を連絡する連絡流路１９が分岐して設けられ、連絡流路１９に添加剤供給装置２０から液化二酸化炭素が投入される。本実施形態では、第１液が、第１位置１４Ａから連絡流路１９へ流れるのを遮断して第１流路１４に流す第１流れ状態と、第１位置１４Ａから第１流路１４へ流れるのを遮断して連絡流路１９に流す第２流れ状態とに切り替え可能となっている。そして、第２流れ状態から第１流れ状態に切り替えて、連絡流路１９に液化二酸化炭素を投入後、第２流れ状態に戻すサイクル動作が繰り返される。

【0055】

ここで、第１位置１４Ａから第１流路１４への流れを遮断する第２流れ状態を備えない従来の構成では、連絡流路１９に液化二酸化炭素を投入後、連絡流路１９に第１液を導入しても、第１液の一部が第１位置１４Ａで分岐して、そのまま第１流路１４に流れるため、連絡流路１９を流れる第１液の流量や圧力が一定しない。そのため、連絡流路１９を流れる第１液の流量や圧力が変化し、投入された液化二酸化炭素が連絡流路１９に残留して、第１流路１４に供給される二酸化炭素の量が不安定になることがある。

【0056】

これに対して、本実施形態では、第２流れ状態を備えて、連絡流路１９に液化二酸化炭素が添加される度に第１液の流れを第２流れ状態にすることで、添加された液化二酸化炭素を連絡流路１９から押し流して第１流路１４に供給することができる。従って、連絡流路１９内に液化二酸化炭素がいつまでも残留することが抑えられ、第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができる。

【0057】

また、添加剤供給装置２０が液化二酸化炭素の供給を行うにあたって、本実施形態では、シリンダピストン装置４０を備えて連絡流路１９及び液化二酸化炭素を供給する添加剤導入路２３に接続し、第２流れ状態でシリンダピストン装置４０のシリンダ４１の圧力室４０Ａに第１液を導入してから、第１流れ状態にして、シリンダピストン装置４０の吸引動作により圧力室４０Ａ内に液化二酸化炭素を吸入し、排出動作により圧力室４０Ａから連絡流路１９に第１液と共に液化二酸化炭素を排出する。ここで、本実施形態では、圧力室４０Ａの内圧Ｐが、気化を抑えた第１圧力に制御された液化二酸化炭素の圧力Ｐ２より高い場合に、第１流れ状態にしてシリンダピストン装置４０の吸引動作を行うようになっている。これにより、吸引動作を行わせるときの圧力室４０Ａの内圧Ｐを液化二酸化炭素の圧力Ｐ２に近づけることが可能になり、液化二酸化炭素が吸引される際に気化を抑えて液化二酸化炭素の供給量の安定化を図ることができる。また、圧力室４０Ａの内圧Ｐ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、圧力室４０Ａ内に液化二酸化炭素が過剰に吸引されることを抑え、これによっても液化二酸化炭素の供給量の安定化を図って、第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができる。

【0058】

本実施形態では、第１流れ状態と第２流れ状態との切り替えは、第１流路１４のうち第１位置１４Ａと第２位置１４Ｂとの間に設けられた第１流路遮断弁３７と、連絡流路１９のうちシリンダピストン装置４０の上流側に設けた上流側駆動弁３５の開閉動作により行う。そして、制御部６０は、第１流れ状態へ切り替える場合には、先に第１流路用遮断弁３７を開けた後で、上流側駆動弁３５を閉めるように制御し、第２流れ状態へ切り替える場合には、先に上流側駆動弁３５を開けた後で、第１流路用遮断弁３７を閉めるように制御する。これにより、どちらの流路も閉状態となって第１流路１４が堰き止められてしまうことを防止できる。

【0059】

また、本実施形態では、連絡流路１９のうちシリンダピストン装置４０の下流側に、圧力室４０Ａ側から第２位置１４Ｂ側への排出のみを許容する下流側逆止弁３２を設けている。これにより、第１流れ状態で上流側駆動弁３５が閉じているときには、第１位置１４Ａ及び第２位置１４Ｂの両側から圧力室４０Ａ側に、第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が流れ込まないように連絡流路１９を第１流路１４から遮断した第１閉鎖状態と、圧力室４０Ａ側から第２位置１４Ｂ側への排出のみを許容する第２閉鎖状態とに切り替わり可能となっている。この下流側逆止弁３２と上流側駆動弁３５とにより、シリンダピストン装置４０の吸引動作により圧力室４０Ａの内圧Ｐが低くなったときには、第１位置１４Ａ及び第２位置１４Ｂの両側から圧力室４０Ａ側に第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が流れ込むことを防止することができると共に、シリンダピストン装置４０の排出動作により圧力室４０Ａの内圧Ｐが高くなったときには、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液を第２位置１４Ｂ側へ排出することができるようになっている。

【0060】

さらに、本実施形態では、連絡流路１９のうち下流側逆止弁３２の下流側に下流側駆動弁３３を設けて、シリンダピストン装置４０の吸引動作のときに下流側駆動弁３３を閉状態とし、シリンダピストン装置４０の排出動作のときに下流側駆動弁３３を開状態に制御する。これにより、シリンダピストン装置４０の吸引動作のときには、第１閉鎖状態のみが成立して圧力室４０Ａ側から第２位置１４Ｂ側への排出も抑制される。これにより、圧力室４０Ａの内圧Ｐが第１流路１４の圧力Ｐ１よりも低くなったときには、第２位置１４Ｂ側から圧力室４０Ａ側に第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が流れ込むことが防止することができると共に、第１流路１４の圧力Ｐ１が圧力室４０Ａの内圧Ｐよりも低くなったときには、過剰の添加剤が第２位置１４Ｂ側へと流出することを防止することができる。つまり、液化二酸化炭素を圧力室４０Ａ内に吸入する際には、上流側駆動弁３５と下流側駆動弁３３は、連絡流路１９を第１流路１４から遮断する遮断弁として作用する。なお、上流側駆動弁３５と下流側駆動弁３３は、特許請求の範囲の「連絡流路用遮断弁」に相当する。

【0061】

しかも、添加剤導入路２３には、注入用駆動弁３０が設けられて、シリンダピストン装置４０の吸引動作のときにだけ開状態に制御される。これによっても、液化二酸化炭素が第２位置１４Ｂ側へ過剰に流出する事態を防止することができる。従って本実施形態の添加剤混合装置５０では、第１流路１４の圧力Ｐ１の影響を受けず、シリンダピストン装置４０の吸引動作により液化二酸化炭素を定量的に供給でき、第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができる。

【0062】

また、本実施形態では、液化二酸化炭素を貯留する圧力容器２１は、クーラー及びヒーターを有する温度調整機器２６を備えた保温庫２４に収納されて液化二酸化炭素の圧力Ｐ２が第１圧力になるように調整されている。ここで、本実施形態の発泡樹脂成形体製造装置１０は、施工現場に搬送されて使用されるものであり、設置される環境は地域や気候等により異なる。しかも、同じ現場であっても１日の施工の間で気温は刻々と変化する。特に、液化二酸化炭素は、温度に対する圧力の変化の幅が大きく、常に同等のポリウレタンフォームを製造するためには、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２に応じてピストン４２のストロークを調整し、液化二酸化炭素の供給量を変動させる必要がある。しかしながら、実際の温度に合わせて液化二酸化炭素の供給量を調整することは難しく、第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができない。従来では、圧力容器２１にレギュレーターを取り付けて減圧調整していたが、調整頻度や供給圧力影響の問題等、調整することが難しい。

【0063】

これに対して、本実施形態では、保温庫２４に備えられた温度調整機器２６のクーラー及びヒーターを制御することにより、液化二酸化炭素の圧力Ｐ２を第１圧力に調整することで温度を一定に制御する。これにより、圧力容器２１の設置環境による温度変化に伴う圧力Ｐ２の変化を抑制することができ、レギュレーター及びレギュレーターの調整が不要となり、操作性が改善される。また、シリンダピストン装置４０へ供給される液化二酸化炭素の圧力Ｐ２が一定に制御されることで、ピストン４２のストロークの調整も不要となり、第１液と液化二酸化炭素との混合具合を安定させることができる。

【0064】

［他の実施形態］
（１）前記実施形態では、第１流路遮断弁３７と上流側駆動弁３５とを備えて第１液の流れを第１流れ状態と第２流れ状態とに切り替える構成であったが、第１流路１４と連絡流路１９との分岐部分である第１位置１４Ａに三方弁を備えて第１流れ状態と第２流れ状態とに切り替える構成であってもよい。

【0065】

（２）前記実施形態では、第１流路遮断弁３７と上流側駆動弁３５とを備えて第１液の流れを第１流れ状態と第２流れ状態とに切り替える構成であったが、第１流路遮断弁３７の代わりに、第１流路１４における第１位置１４Ａと第２位置１４Ｂとの間に流量調整弁を設けて、その開度を調整することで、第１位置１４Ａから連絡流路１９より第１流路１４に第１液が多く流れる第１流れ状態と、第１位置１４Ａから第１流路１４より連絡流路１９に第１液が多く流れる第２流れ状態とに切り替える構成であってもよい。これによっても、第１流れ状態で、連絡流路１９に液化二酸化炭素を投入してから、第２流れ状態にすることで添加された液化二酸化炭素を連絡流路１９から押し流すことができる。なお、流量調整弁は、特許請求の範囲の「第１流路用絞り弁」に相当する。

【0066】

（３）前記実施形態では、第１流路遮断弁３７、上流側駆動弁３５、下流側駆動弁３３及び注入用駆動弁３０は、エア駆動弁であったが、油圧駆動弁や電磁弁であってもよい。

【0067】

（４）下流側駆動弁３３を備えていなくてもよい。下流側駆動弁３３を備えていなくても、シリンダピストン装置４０から第２位置１４Ｂ側への排出のみを許容する下流側逆止弁３２を備えているので、シリンダピストン装置４０の吸引動作のときに、第１閉鎖状態となって圧力室４０Ａの内圧Ｐが低くなっても第２位置１４Ｂ側から第１液及び、第１液に液化二酸化炭素が添加された混合液が流れ込まないように連絡流路１９を第１流路１４から遮断することができる。

【0068】

（５）前記実施形態では、クーラー及びヒーターの両方を備えた温度調整機器２６を制御することで、液化二酸化炭素を第１圧力に調整していたが、温度調整機器２６がクーラー及びヒーターの一方のみを備えた構成であってもよい。

【0069】

（６）前記実施形態では、圧力容器２１は、保温庫２４内に温度調整機器２６と共に収納されていたが、保温庫２４の代わりに、カバーを備えて圧力容器２１と温度調整機器２６を覆っていてもよい。

【0070】

（７）前記実施形態では、シリンダピストン装置４０に位置センサ６７が配設されて、位置センサ６７によりピストン４２の位置を検出することで、制御部６０が添加剤供給プログラムＰＧ１のステップＳ１４～Ｓ１９を実行していたが、位置センサ６７を備えない構成とし、ステップＳ１４～Ｓ１９をタイマーを使ったプログラム制御で実行する構成としてもよい。この構成によれば、位置センサ６７がずれたり、又は外れたりすることで装置が停止したり、調整したりすることを避けることができる。

【0071】

（８）前記実施形態では、注入用逆止弁３１と注入用駆動弁３０の両方を備えた構成であったが、注入用駆動弁３０のみを備えた構成であってもよい。

【0072】

また、前記実施形態では、上流側逆止弁３４と上流側駆動弁３５の両方を備えた構成であったが、上流側駆動弁３５のみを備えた構成であってもよい。

【0073】

また、前記実施形態では、下流側逆止弁３２と下流側駆動弁３３の両方を備えた構成であったが、下流側駆動弁３３のみを備えた構成であってもよい。

【0074】

（９）前記実施形態では、マニホールド２７に冷却装置を備えていたが、冷却装置を備えていなくてもよい。

【0075】

（１０）前記実施形態では、圧力センサ３６Ｐが、連絡流路１９の下流側の圧力を検出する構成であったが、連絡流路１９の上流側の圧力を検出する構成であってもよい。

【0076】

（１１）前記実施形態では、シリンダ４１に、第１吸入口４１Ａ、第２吸入口４１Ｂ及び排出口４３を備えて、それぞれ添加剤導入路２３、連絡流路１９の上流側、連絡流路１９の下流側に接続されて、シリンダピストン装置４０の吸引動作により液化二酸化炭素がシリンダ４１の圧力室４０Ａ内に吸入される構成であったが、第１吸入口４１Ａが、シリンダ４１に設けられるのではなく、図１０に示すように、連絡流路１９に設けられて、ピストン４２が上昇して第１吸入口４１Ａから液化二酸化炭素が吸入されるときに、圧力室４０Ａ内に吸入されない構成であってもよい。この構成によっても連絡流路１９に導入された第１液と液化二酸化炭素とを混合することができる。なお、図１０では、第１吸入口４１Ａは、連絡流路１９のうちシリンダピストン装置４０よりも上流側で、上流側逆止弁３４と第２吸入口４１Ｂとの間に設けられているが、連絡流路１９のうちシリンダピストン装置４０よりも下流側で、排出口４３と下流側逆止弁３２との間に設けられてもよい。

【0077】

（１２）前記実施形態において、注入用逆止弁３１の開閉を検出するセンサを備え、ピストン４２を上昇させるにあたり、注入用逆止弁３１が開いたときから設定距離だけピストン４２を上昇させる構成としてもよい。

【0078】

（１３）前記実施形態では、シリンダピストン装置４０としてエアシリンダを用いていたが、電動アクチュエータ、電動シリンダ等を利用してもよい。この場合、ストロークを数値制御することにより液化二酸化炭素の添加量の調整を行えばよい。

【0079】

（１４）前記実施形態では、添加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ウレタン原液である第１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１ウレタン原液である第２液に混合する構成であってもよいし、第１液と第２液のそれぞれに混合する構成であってもよい。

【0080】

（１５）前記実施形態の発泡樹脂成形体製造装置１０は、２液混合タイプのウレタンフォームの製造装置であったが、１液タイプのウレタンフォームの製造装置であってもよい。この場合、第２原液タンク１６を備えず、第１原液タンク１２に第１液と第２液とを貯留する構成とすればよい。

【0081】

（１６）前記実施形態の発泡樹脂成形体製造装置１０は、ポリウレタンフォームの製造装置であったが、これに限らず、例えば、ポリイソシアヌレートフォームや、ポリエステルフォーム、エポキシフォーム、アクリルフォーム、フェノールフォーム、メラミンホルムアルデヒドフォーム等の製造装置であってもよい。

【0082】

（１７）前記実施形態では、添加剤は物理発泡剤として液化二酸化炭素が用いられたが、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。

【0083】

（１８）前記実施形態において、添加剤は物理発泡剤であったが、これに限らず、整泡剤、難燃剤、減粘剤、吸湿剤や架橋剤等であってもよい。また、これらを単独又は２種以上用いてもよい。なお、添加剤が物理発泡剤の場合には、前記実施形態のように添加剤を気化が抑えられる圧力に保持すると共に、添加剤が投入される第１液の圧力を添加剤の圧力以上に加圧する必要があったが、気化しない添加剤であれば、第１液に対して気化を抑えるための加圧は不要となる。

【0084】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。
＜付記＞
以下、上記実施形態から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお、以下では、理解の容易のため、上記実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

【0085】

例えば、以下の特徴１～１５は、「第１液に添加剤を投入して混合する添加剤混合装置、及びそれを備えた発泡樹脂成形体製造装置」に関し、「従来、この種の添加剤混合装置として、第１液が流れる流路に添加剤を投入するものが知られている（例えば、特開２０１６－５０２２８号公報（段落［００３８］及び図１参照）。」という背景技術について、「上述した添加剤混合装置に対し、第１液と添加剤の混合具合を安定させる技術の開発が求められている。」という課題をもってなされたものと考えることができる。

【0086】

［特徴１］
第１液が流れる第１流路の第１位置とそれより下流側の第２位置との間を連絡する連絡流路に、添加剤供給装置にて添加剤を投入して前記第１液に混合する添加剤混合装置であって、
前記第１液が、前記第１位置から前記連絡流路より前記第１流路に多く流れる第１流れ状態と、前記第１位置から前記第１流路より前記連絡流路に多く流れる第２流れ状態とに切り替える流れ切替装置と、
前記第２流れ状態から前記第１流れ状態に切り替えて、前記添加剤を前記連絡流路に投入した後、前記第２流れ状態に戻すサイクル動作を繰り返すように前記添加剤供給装置と前記流れ切替装置とを制御する制御部と、を備える添加剤混合装置。

【0087】

特徴１では、第１液が流れる第１流路に、第１流路の第１位置とそれより下流側の第２位置との間を連絡する連絡流路が分岐して設けられ、連絡流路に添加剤供給装置から添加剤が投入される。本開示では、流れ切替装置により、第１液は、連絡流路より第１流路に多く流れる第１流れ状態と、第１流路より連絡流路に多く流れる第２流れ状態とに切り替え可能となっていて、第２流れ状態から前記第１流れ状態に切り替えて、連絡流路に添加剤を投入後、第２流れ状態に戻すサイクル動作が繰り返される。これにより、連絡流路に投入された添加剤を、１サイクル毎に連絡流路から押し流して第１流路に供給することができる。従って、連絡流路内に添加剤がいつまでも残留することが抑えられ、第１液と添加剤との混合具合を安定させることができる。
［特徴２］
前記添加剤は、液状の物理発泡剤であり、前記添加剤供給装置により気化を抑えられた圧力で前記連絡流路に注入され、
前記第１液は、前記添加剤の気化を抑える圧力で前記第１流路及び前記連絡流路に流される特徴１に記載の添加剤混合装置。

【0088】

特徴２では、添加剤は、液状の物理発泡剤であり、添加剤供給装置により気化を抑えられた圧力で連絡流路に注入されると共に、第１液は、添加剤の気化を抑える圧力で第１流路及び連絡流路に流される。これにより、連絡流路内に注入されるときの添加剤の気化を抑えて添加剤の供給量の安定化を図ることができる。

【0089】

［特徴３］
前記添加剤の気化を抑えた加圧状態にして貯留しかつその添加剤を前記連絡流路に供給可能な圧力容器と、
前記圧力容器を加熱及び冷却するヒーター及びクーラーの一方又は両方を有する温度調整機器と、
前記圧力容器から排出される前記添加剤の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出される圧力が、前記添加剤の気化を抑える圧力として予め設定された第１圧力になるように前記温度調整機器の出力を制御する出力制御部と、を備える特徴２に記載の添加剤混合装置。

【0090】

特徴３では、添加剤の圧力を検出するための圧力センサの値に基づいて、添加剤を貯留する圧力容器を加熱又は冷却し、添加剤の圧力が気化を抑える圧力として予め設定された第１圧力になるように調整する。これにより、温度変化に伴う添加剤の圧力の変化を抑制して一定に制御することができ、連絡流路に投入される添加剤の供給量の変動を抑えて、第１液と添加剤との混合具合を安定させることができる。

【0091】

［特徴４］
前記温度調整機器は、前記圧力容器を収容するボックスを有し、前記ボックス内を加熱又は冷却する特徴３に記載の添加剤混合装置。

【0092】

［特徴５］
前記流れ切替装置には、前記第１流路又は前記連絡流路の圧力低下の異常に応じて前記連絡流路を前記第１流路から遮断する連絡流路用遮断弁が含まれている特徴１から４の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0093】

特徴５では、流れ切替装置に、第１流路又は連絡流路の圧力低下の異常に応じて連絡流路を第１流路から遮断する連絡流路用遮断弁が含まれているので、第１流路から連絡流路に第１液が流れ込んだり、連絡流路から過剰の添加剤が第１流路に流出したりすることを抑えて、第１液と添加剤との混合具合を安定させることができる。

【0094】

［特徴６］
前記添加剤は、液状の物理発泡剤であり、
前記添加剤供給装置は、前記添加剤の気化を抑える圧力として予め設定された第１圧力で前記添加剤を貯留する圧力容器と、前記圧力容器と前記連絡流路との間に設けられる注入用開閉弁と、前記連絡流路から前記一定量の液体を吸引してからその液体を前記連絡流路に排出するシリンダピストン装置と、を含み、
前記第１液は、前記第１圧力以上の圧力で前記第１流路及び前記連絡流路に流され、
前記流れ切替装置は、前記第１流れ状態で、前記連絡流路のうち前記添加剤供給装置が接続される装置接続部に対して、前記第１位置及び前記第２位置の両側から前記第１液が流れ込まないように前記連絡流路を前記第１流路から遮断した第１閉鎖状態と、前記装置接続部から前記第２位置側への排出のみを許容する第２閉鎖状態とに切り替わり可能とされ、
前記制御部は、前記第１流れ状態かつ前記第１閉鎖状態で前記注入用開閉弁を開いて前記シリンダピストン装置に吸引動作を行わせた後、前記第１流れ状態かつ前記第２閉鎖状態で、前記注入用開閉弁を閉じて前記シリンダピストン装置に排出動作を行わせてから前記第２流れ状態に切り替わるように、前記添加剤供給装置と前記流れ切替装置とを制御する特徴１から５の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0095】

特徴６によれば、添加剤供給装置のシリンダピストン装置の吸引動作によって、連絡流路に添加剤を投入する際には、第１閉鎖状態となって第１位置及び第２位置の両側から添加剤供給装置の装置接続部に第１液が流れ込まないようになっているので、吸引動作によって装置接続部の圧力が低くなっても、第１流路から装置接続部に第１液が流れ込まないようにすることができる。そして、シリンダピストン装置が排出動作をする際には、第２閉鎖状態となって装置接続部から第２位置側への排出が許容されているので、第１液に添加剤が添加された混合液を第２位置側に排出することができる。しかも、添加剤を貯留する圧力容器と、連絡流路との間に設けられた注入用開閉弁が、吸引動作をする第１閉鎖状態のときに開状態となり、第２閉鎖状態のときには閉状態となっているので、圧力容器から過剰の添加剤が第１流路に流出することを防ぐこともできる。

【0096】

［特徴７］
前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より上流側に配置され、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される上流側駆動弁を含んでいる特徴６に記載の添加剤混合装置。

【0097】

特徴７では、連絡流路のうち装置接続部より上流側に制御部の指令に応じて開閉駆動される上流側駆動弁が配置されているので、上流側駆動弁を開閉することで第１流れ状態と第２流れ状態とを切り替えることが可能になる。なお、連絡流路のうち上流側駆動弁と装置接続部との間に、第１位置から連絡流路側への流れのみを許容する上流側逆止弁を設けてもよい。

【0098】

［特徴８］
前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より下流側に配置され、前記連絡流路から前記第１流路への流れのみを許容する下流側逆止弁を含んでいる特徴６又は７に記載の添加剤混合装置。

【0099】

特徴８では、連絡流路のうち装置接続部より下流側に連絡流路から第１流路への流れのみを許容する下流側逆止弁が配置されているので、第２位置から第１液が流れ込むことを抑制する第１閉鎖状態と、装置接続部から第２位置側への排出を許容する第２閉鎖状態とに切り替えることが可能になる。

【0100】

［特徴９］
前記注入用開閉弁は、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される注入用駆動弁であって、
前記制御部は、前記シリンダピストン装置に吸引動作を行わせるときにのみ前記注入用駆動弁を開状態に制御する特徴６から８の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0101】

特徴９により、第１流路内の圧力が連絡流路内の圧力より低下する異常が生じたとき等に、第１流路に過剰の添加剤が流出することを防止することができる。

【0102】

［特徴１０］
前記流れ切替装置は、前記連絡流路のうち前記装置接続部より下流側に配置され、前記制御部の指令に応じて開閉駆動される下流側駆動弁を含み、
前記制御部は、前記注入用開閉弁が閉状態のときにのみ前記下流側駆動弁を開状態に制御する特徴６から９の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0103】

特徴１０では、連絡流路のうち装置接続部より下流側に、制御部の指令に応じて開閉駆動される下流側駆動弁を備えて、注入用開閉弁が閉状態のときにのみ開状態に制御される。ここで、例えば、第１流路内の圧力が連絡流路内の圧力より下がってしまった場合に、添加剤が第１流路へと過剰に流れ込んでしまう事態が生じ得るが、注入用開閉弁が開状態のときに、下流側駆動弁が閉じられているので、第１流路の圧力の影響を受けず、過剰の添加剤が第１流路に流れ込んでしまうことを防止することができる。

【0104】

［特徴１１］
前記流れ切替装置には、前記第２流れ状態で前記第１位置から前記第１流路への前記第１液の流れを遮断する第１流路用遮断弁が含まれている特徴５から９の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0105】

特徴１１では、第２流れ状態で第１位置から第１流路への第１液の流れを遮断する第１流路用遮断弁が配置されているので、第１流路用遮断弁を開閉することで第１流れ状態と第２流れ状態とを切り替えることが可能になる。また、前述の上流側駆動弁と両方設けることで、例えば、第１流路用遮断弁が閉状態かつ上流側駆動弁が開状態で連絡流路に第１液が流れる第２流れ状態から、第１流路に第１液が流れる第１流れ状態へ切り替える場合に、先に第１流路用遮断弁を開けた後で、上流側駆動弁を閉めるようにすれば、どちらの流路も閉状態となって第１流路が堰き止められてしまうことを防止できる。

【0106】

［特徴１２］
前記流れ切替装置には、前記第１流れ状態から前記第２流れ状態に切り替わるときに前記第１位置から前記第１流路への前記第１液の流れを絞る第１流路用絞り弁が含まれている特徴６から１０の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置。

【0107】

特徴１２では、第１流れ状態から第２流れ状態に切り替わるときに第１位置から第１流路への前記第１液の流れを絞る第１流路用絞り弁を備えて、常に第１流路に第１液を流した状態となっているので、第１流路における第１位置及び第２位置において第１液の圧力が変化するのを抑制することができ、第１液と添加剤との混合具合を安定させることができる。

【0108】

［特徴１３］
特徴６から１２の何れか１の特徴に記載の添加剤混合装置と、
前記第１流路のうち前記第２位置の下流側の第３位置に接続され、第２液が流される第２流路と、を備え、
前記添加剤を含んだ前記第１液と前記第２液とから発泡樹脂成形体を生成する発泡樹脂成形体製造装置。

【0109】

［特徴１４］
前記第１液及び前記第２液の一方は、ポリオールを主成分とする第１ウレタン原液であり、他方は、ポリイソシアネートを主成分とする第２ウレタン原液であり、前記添加剤を含んだ前記第１液と前記第２液とからポリウレタンフォームを生成する特徴１３に記載の発泡樹脂成形体製造装置。

【0110】

［特徴１５］
前記第１流路に前記第１液を送給する第１送給ポンプと、
前記第２流路に前記第２液を送給する第２送給ポンプと、
前記第１流路の末端に設けられ、前記第１液と前記第２液の混合液を吐出させるか否かを操作するためのトリガを有する吐出ガンと、を備え、
前記第１送給ポンプ及び前記第２送給ポンプは、前記トリガの操作に起因して作動又は停止し、
前記制御部は、前記添加剤供給装置及び前記流れ切替装置を前記第１送給ポンプ及び前記第２送給ポンプに連動させるように制御する特徴１３又は１４に記載の発泡樹脂成形体製造装置。

【0111】

特徴１５によれば、トリガの操作により第１送給ポンプが作動して第１液が第１流路に送給されたときに添加剤を供給することが可能となる。

【0112】

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

【符号の説明】

【0113】

１０ 発泡樹脂成形体製造装置
１１ 第１原液供給装置
１３ 第１送給ポンプ
１４ 第１流路
１４Ａ 第１位置
１４Ｂ 第２位置
１５ 第２原液供給装置
１７ 第２送給ポンプ
１８ 第２流路
１９ 連絡流路
２０ 添加剤供給装置
２１ 圧力容器
２４ 保温庫（ボックス）
２６ 温度調整機器
２７Ｐ 圧力センサ
３０ 注入用駆動弁（注入用開閉弁）
３１ 注入用逆止弁（注入用開閉弁）
３２ 下流側逆止弁
３３ 下流側駆動弁（連絡流路用遮断弁）
３５ 上流側駆動弁（連絡流路用遮断弁）
３７ 第１流路用遮断弁
４０ シリンダピストン装置
４１Ａ 第１吸入口（装置接続部）
４１Ｂ 第２吸入口（装置接続部）
４３ 排出口（装置接続部）
５０ 添加剤混合装置
６０ 制御部
７０ 混合吐出部（第３位置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0018】

分岐配管２３Ａ，２３Ｂのうち上流側の分岐配管２３Ａは、安全弁２８に接続され、下流側の分岐配管２３Ｂは、ブローバルブ２９に接続されている。ブローバルブ２９は、開弁状態で供給装置２２内の液化二酸化炭素を放出する。なお、本実施形態では、安全弁２８は、９［ＭＰａ］で開弁するように設定している。