WO2022113839A1 - ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法 - Google Patents

ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法 Download PDF

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WO2022113839A1
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WO
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nozzle
injection
polyurethane foam
cleaning device
gas
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PCT/JP2021/042196
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俊輔 外薗
静幸 菱沼
裕和 生野
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/802Constructions or methods for cleaning the mixing or kneading device
    • B29B7/803Cleaning of mixers of the gun type, stream-impigement type, mixing heads
    • B29B7/806Cleaning of the discharge opening, e.g. orifice of the dispenser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/7404Mixing devices specially adapted for foamable substances
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    • B29B7/7615Mixers with stream-impingement mixing head characterised by arrangements for controlling, measuring or regulating, e.g. for feeding or proportioning the components
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    • B29B7/7626Mixers with stream-impingement mixing head characterised by arrangements for controlling, measuring or regulating, e.g. for feeding or proportioning the components using measuring chambers of piston or plunger type

Definitions

  • This disclosure relates to a nozzle cleaning device, a heat insulating material manufacturing device, a nozzle cleaning method, and a heat insulating material manufacturing method.
  • Polyurethane foam is a plastic foam used for cushions, heat insulating materials, etc.
  • the polyurethane foam is produced by mixing a liquid containing an isocyanate component and a liquid containing a polyol component at a high pressure in a mixing head to cause a chemical reaction.
  • the produced polyurethane foam is discharged from the nozzle of the mixing head toward the inside of the mold, the wall surface, and the like.
  • the discharged polyurethane foam adheres to the tip of the nozzle. Then, the adhered polyurethane is resinified and becomes a solid substance. Due to the presence of this solid matter, when the next polyurethane foam is discharged from the nozzle, the discharge speed or the discharge direction of the polyurethane foam changes. There is a problem that the discharge distribution of the polyurethane foam becomes non-uniform due to the change in the discharge speed or the discharge direction, and the thickness or density of the molded product molded by using the polyurethane foam becomes non-uniform.
  • a nozzle cleaning device for example, there is a nozzle cleaning device disclosed in Patent Document 1.
  • the nozzle cleaning device disclosed in Patent Document 1 includes an air nozzle for injecting gas, and blows the gas injected from the air nozzle from below the nozzle to be cleaned through the notch of the nozzle to be cleaned. By spraying the gas to the nozzle for cleaning through the notch, the polyurethane foam adhering to the inside of the nozzle to be cleaned is removed from the nozzle and falls through the notch.
  • Patent Document 1 removes polyurethane foam adhering to the inside of the nozzle by injecting a gas.
  • a gas it is not possible to remove all the polyurethane foam adhering to the inside of the nozzle only by injecting gas.
  • the gas is sprayed mainly toward the inside of the nozzle through the notch, it is difficult to remove the polyurethane foam adhering to the outer periphery of the nozzle.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and is a nozzle cleaning device, a heat insulating material manufacturing device, a nozzle cleaning method, which can easily remove the deposits adhering to the nozzle from the nozzle. And to provide a method of manufacturing a heat insulating material.
  • the nozzle cleaning device is a nozzle cleaning device that cleans a nozzle that discharges polyurethane foam, and softens the polyurethane foam adhering to the nozzle with a solvent.
  • the nozzle is moved between a gas injection unit having a softening unit and an injection nozzle for injecting gas and ejecting gas from the injection nozzle to remove the softened polyurethane foam, and a softening unit and a gas injection unit. It is equipped with a moving part.
  • the nozzle cleaning device, the heat insulating material manufacturing device, the nozzle cleaning method, and the heat insulating material which can easily remove the deposits adhering to the nozzle by providing the softening part and the gas injection part.
  • a manufacturing method can be provided.
  • FIG. 6A The figure which shows the whole structure of the nozzle cleaning apparatus which concerns on embodiment of this disclosure.
  • Side view of the softened part and the gas injection part connected The figure which shows the procedure which softens the rigid polyurethane foam of the tip of a nozzle by a solvent.
  • Top view showing the main part of the injection nozzle Side view showing the main part of the injection nozzle
  • the main part of the injection nozzle is shown and viewed from the direction of arrow X in FIG. 6A.
  • the vertical direction when the nozzle cleaning device is installed on the floor is defined as the vertical direction in the figure
  • the direction in which the arm turns is defined as the horizontal direction in the figure
  • the direction in which the arm faces the mold It is defined as the front-back direction.
  • this direction will be quoted and explained.
  • the nozzle cleaning device is a device for cleaning the nozzle of a mixing head that produces polyurethane foam.
  • Polyurethane foam is a plastic foam with a cell structure that has air bubbles inside.
  • Polyurethane foam includes flexible polyurethane foam and rigid polyurethane foam.
  • the flexible polyurethane foam has an open cell structure in which air bubbles communicate with each other, and is used for cushions, mattresses, etc. for automobile seats where elasticity is required.
  • Rigid polyurethane foam has a closed cell structure in which bubbles are independent of each other, and is used as a heat insulating material for buildings, a heat insulating material for electric appliances, etc., which require strength and heat insulating properties.
  • Rigid polyurethane foam is produced by a chemical reaction between a polyol component and an isocyanate component, has a high viscosity, and has a high adhesive strength.
  • a polyol component having a viscosity of 100-10,000 mPa ⁇ s and an isocyanate component having a viscosity of 50-5,000 mPa ⁇ s are mixed to produce a rigid polyurethane foam.
  • the high-viscosity rigid polyurethane foam is discharged from the nozzle, a part of the rigid polyurethane foam adheres to the tip of the nozzle and is resinified as it is. In order to continue using the nozzle, it is necessary to clean the tip of the nozzle with a nozzle cleaning device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the nozzle cleaning device, and is a view of the nozzle cleaning device as viewed from above.
  • the nozzle cleaning device 1 includes a softening unit 100, a gas injection unit 200, a wiping unit 300, and a moving unit 400.
  • the nozzle cleaning device 1 is arranged adjacent to the mold 500 into which the rigid polyurethane foam is injected.
  • Each member constituting the nozzle cleaning device 1 is arranged in the order of the softening unit 100, the gas injection unit 200, and the wiping unit 300 in the clockwise direction when viewed from above.
  • the arrangement order may be counterclockwise.
  • the moving unit 400 is a device that moves the mixing head 10 including the nozzle 13 in the order of the mold 500, the softening unit 100, the gas injection unit 200, and the wiping unit 300. The structure of the mixing head 10 will be described later.
  • the operation control of the softening unit 100, the gas injection unit 200, the wiping unit 300, and the moving unit 400 is executed by the control unit 600.
  • the control unit 600 includes a CPU (Central Processing Unit) 601 and a RAM (Random Access Memory) 602, a ROM (Read Only Memory) 603, an operation unit 604, and a display 605.
  • CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • FIG. 2 is a side view of the moving portion 400 and the mold 500
  • FIG. 3 is a top view.
  • the moving unit 400 is a robot provided with an arm.
  • the moving portion 400 includes a base 401, an arm portion 402 installed on the upper surface of the base 401, and a connecting portion 403 that connects the tip of the arm portion 402 and the mixing head 10.
  • the mold 500 is arranged in front of the moving portion 400.
  • the arm portion 402 includes a first arm 402a, a second arm 402b, a third arm 402c, a fourth arm 402d, and a fifth arm 402e.
  • the first arm 402a is an arm extending upward from the base 401, and is swiveled in the direction indicated by the arrow 404 about the swivel center Y shown in FIG. 3 by a driving means (not shown).
  • the second arm 402b is attached to the tip of the first arm 402a
  • the third arm 402c is attached to the tip of the second arm 402b
  • the fourth arm 402d is attached to the tip of the third arm 402c
  • the fifth arm 402b is attached.
  • the arm 402e is attached to the tip of the fourth arm 402d.
  • Each arm is connected by a rotation axis parallel to the base 401 and extending in a direction orthogonal to the front-rear direction of the moving portion 400.
  • a rotation axis When each rotation axis is rotated by a drive means (not shown), the tip of the arm portion 402, specifically, the tip of the fifth arm 402e moves up and down and back and forth as shown by arrows 405 and 406. Due to the rotation of each rotation axis and the rotation of the first arm 402a, the tip of the arm portion 402, specifically, the tip of the fifth arm 402e moves up, down, left, right, front and back.
  • the connecting portion 403 is a member that connects the mixing head 10 to the moving portion 400, and is attached to the tip of the arm portion 402, specifically, the tip of the fifth arm 402e.
  • the connecting portion 403 is specifically a bracket, and the side cross-sectional shape is formed in a stepped shape. Since the mixing head 10 is attached to the tip of the fifth arm 402e by a bracket having a stepped side cross-sectional shape, the mixing head 10 is arranged so as to project forward from the tip of the fifth arm 402e.
  • FIGS. 4A and 4B show the softening unit 100 and the gas injection unit 200 of the nozzle cleaning device 1.
  • the softening unit 100 and the gas injection unit 200 are connected
  • FIG. 4A is a top view of the connected softening unit 100 and the gas injection unit 200
  • FIG. 4B is a cross section cut along the XX'cutting line of FIG. 4A. It is a figure. The cross section is not hatched.
  • the softening unit 100 and the gas injection unit 200 are connected by sharing a part of the injection frame 202 of the gas injection unit 200, which will be described later.
  • the softening portion 100 of the nozzle cleaning device 1 is composed of a solvent container 102 containing the solvent 101, a solvent stand 103 on which the solvent container 102 is placed, and a nozzle 13 immersed in the solvent 101.
  • a solvent return unit 104 for returning the dropped solvent 101 to the solvent container 102 is provided.
  • the solvent 101 for example, a non-phthalic acid-based plasticizer is used.
  • the rigid polyurethane foam that adheres to the tip of the nozzle 13 and is resinified is softened by being immersed in the solvent 101.
  • the rigid polyurethane foam 13a attached to the tip of the nozzle 13 is softened by the procedure shown in FIG. As shown in the left figure of FIG. 5, the nozzle 13 of the mixing head 10 is moved to the upper part of the solvent container 102 by the moving portion 400, and then lowered as shown by the arrow 105, in the center of FIG. As shown in the figure, it is immersed in the solvent 101.
  • the nozzle 13 is immersed in the solvent 101 from the tip of the nozzle 13 to a position of about 20% of the length of the nozzle 13.
  • the immersion time needs to be such that the rigid polyurethane foam 13a adhering to the tip of the nozzle 13 is too softened and does not separate from the nozzle 13.
  • the immersion time is set to 5 seconds or less as the time for keeping the rigid polyurethane foam 13a from coming off.
  • the solvent pedestal 103 is a pedestal on which the solvent container 102 containing the solvent 101 is placed, and is connected to the injection pedestal 202 of the gas injection unit 200 described later.
  • the solvent return unit 104 is arranged above the solvent container 102 and includes an inclined plate 104a.
  • the lower end of the inclined plate 104a is arranged in contact with the upper end of the solvent container 102.
  • the inclined plate 104a is installed for the purpose of reducing the amount of the solvent used by reusing the solvent.
  • the tilt angle is 15 to 85 degrees.
  • the gas injection unit 200 of the nozzle cleaning device 1 includes a base 201, an injection base 202 installed on the base 201, and an injection nozzle mounted on the upper part of the injection base 202.
  • the 203 and the receiving portion 204 attached to the lower part of the injection stand 202 are provided.
  • the injection nozzle 203 is formed in a horn shape in which the width gradually increases toward the injection port 205 at the tip portion when viewed from above.
  • the injection nozzle 203 has a shape in which the cross-sectional area becomes smaller toward the injection port 205 at the tip portion in order to increase the ejection pressure. Further, as shown in FIG.
  • the injection port 205 since the cross-sectional area of the end portion of the horn shape on the injection port 205 side is reduced, the injection port 205 has a flat shape, that is, a constant length when FIG. 6A is viewed from the X direction. It has a long, thin shape with a horn. Therefore, the gas injected from the injection port 205 is sprayed to a wide area of the mixing head 10 at a high speed.
  • the injection pedestal 202 is a frame to which the injection nozzle 203 and the receiving portion 204 are attached, and in the present embodiment, it is formed by combining plate-shaped members.
  • the outer shape of the injection pedestal 202 is formed into a square columnar shape, and the upper portion thereof is formed in a tubular shape so that the nozzle 13 of the mixing head 10 to be cleaned can be inserted from the upper portion.
  • the injection nozzle 203 includes three nozzle units 203a, 203b, and 203c.
  • the nozzle units 203a, 203b, 203c are attached to the injection pedestal 202 with the injection port facing the inside of the injection pedestal 202.
  • the nozzle units 203a, 203b, and 203c are attached at intervals of 120 degrees in a top view.
  • the nozzle 13 is inserted into the area surrounded by the nozzle units 203a, 203b, 203c.
  • the region in which the nozzle 13 is inserted and the gas is injected from the injection nozzle 203 is hereinafter referred to as an “injection region”.
  • the nozzle units 203a, 203b, and 203c remove the rigid polyurethane foam adhering to the nozzle 13 by injecting gas into the nozzle 13 inserted in the injection region.
  • the injection nozzle 203 is attached to the injection stand 202 with the injection port at the tip inclined downward.
  • the tilt angle ⁇ of the injection nozzle 203 can be set in the range of 0 degrees to 90 degrees.
  • the inclination angle ⁇ of this embodiment is 30 degrees. Air, argon, nitrogen or the like is used as the gas injected from the injection nozzle 203.
  • the receiving portion 204 is a container that receives the rigid polyurethane foam that has fallen from the tip of the nozzle 13.
  • the receiving portion 204 is formed in a box shape, and rigid polyurethane foam is accumulated in the box. Once a certain amount of rigid polyurethane foam has accumulated in the receiving portion 204, the accumulated rigid polyurethane foam is manually or automatically discarded.
  • the mixing head 10 When injecting gas into the nozzle 13 of the mixing head 10 using the injection nozzle 203, first, the mixing head 10 is lowered by the moving unit 400 to move the nozzle 13 to the injection region. At this time, the tip of the nozzle 13 of the mixing head 10 is lowered to a position below the tip of the injection nozzle 203 (hereinafter, referred to as "initial position" or “first position”). The tip of the nozzle 13 is moved from the first position to the second position above the first position. The second position is below the position of the tip of the injection nozzle 203.
  • the gas is injected from the injection nozzle 203, and the gas is continuously injected until the nozzle 13 rises to the second position.
  • the rigid polyurethane foam adhering to the tip of the nozzle 13 is blown off by the injected gas.
  • the blown-off rigid polyurethane foam falls downward due to its own weight and is received by the receiving portion 204.
  • the tip of the nozzle 13 of the mixing head 10 is located below the tip of the injection nozzle 203 while the gas is being injected from the injection nozzle 203, the rigid polyurethane foam dropped from the nozzle 13 is injected. It does not adhere to the nozzle 203.
  • Each nozzle unit 203a, 203b, 203c is attached to the injection stand 202 at an inclination angle of 30 degrees. Therefore, the rigid polyurethane foam blown off by the gas ejected from any one nozzle unit does not adhere to the other nozzle unit. Further, at the same time that the nozzle 13 moves upward from the first position, gas is injected from the injection nozzle 203 to the nozzle 13, and the gas injection is continued while the nozzle 13 is raised to the second position. .. Therefore, not only the tip of the nozzle 13 but also the rigid polyurethane foam adhering to the side surface can be blown off. When a plurality of injection nozzles 203 are installed, the height of each injection nozzle 203 can be made the same so that the rigid urethane foam removed by the injection nozzle 203 can be prevented from adhering to the other injection nozzles 203.
  • the wiping portion 300 of the nozzle cleaning device 1 is shown in FIG.
  • the wiping unit 300 is a device that wipes the tip of the nozzle 13 from which the rigid polyurethane foam has been removed by the gas injection unit 200.
  • the solvent 101 that adheres when immersed in the solvent 101 remains.
  • the solvent 101 remains, when the rigid polyurethane foam is discharged, the remaining solvent 101 and the first liquid and the second liquid cause a chemical reaction, which affects the characteristics of the discharged rigid polyurethane foam. Therefore, the solvent 101 needs to be removed from the nozzle 13 before the rigid polyurethane foam is injected into the mold.
  • urethane remains in the wiping unit 300, but in the present embodiment, urethane is removed by passing through the gas injection unit 200. Residual can be suppressed.
  • the wiping unit 300 includes a wiping table 301 and a rotating shaft 302 for rotating the wiping table 301.
  • the wiping table 301 is a member that wipes off the solvent adhering to the tip of the nozzle 13.
  • the wiping table 301 is formed in a disk shape, is arranged with one surface of the disk facing upward, and the rotation shaft 302 is fixed to the lower surface.
  • the disk-shaped wiping table 301 rotates when the rotating shaft 302 is rotated by a driving means (not shown).
  • a cloth for wiping off the solvent is attached to the upper surface of the wiping table 301.
  • the cloth may be a material that absorbs the solvent adhering to the nozzle 13 and does not damage the tip of the nozzle 13, and for example, a knitted cloth is used.
  • the wiping table 301 is rotated only in a fixed direction and not in the direction opposite to the fixed direction. This is because if the solvent is rotated in the opposite direction, the solvent wiped by the wiping table 301 may adhere to the tip of the nozzle 13 again.
  • the rotating shaft 302 of the wiping table 301 is perpendicular to the nozzle 13, the contact area between the nozzle 13 and the cloth installed on the wiping table 301 is small, and urethane remains in the portion where the contact cannot be made.
  • the rotating shaft 302 since the rotating shaft 302 is provided in parallel with the nozzle 13, the contact area with the nozzle 13 can be increased and the urethane residue can be suppressed.
  • the mixing head 10 When performing the wiping operation, the mixing head 10 is moved from the gas injection unit 200 to above the wiping unit 300 by the moving unit 400.
  • the mixing head 10 moved to the upper part of the wiping portion 300 is lowered by the moving portion 400 as shown by an arrow 303 until the tip of the nozzle 13 comes into contact with the upper surface of the wiping table 301.
  • the wiping table 301 is rotated in a certain direction by the rotation shaft 302 as shown by the arrow 304.
  • the mixing head 10 moves on the wiping table 301 so that the portion wiped once on the upper surface of the wiping table 301 does not come into contact with the tip of the nozzle 13.
  • a pattern of moving the wiping table 301 in the tangential direction of the circle, a pattern of moving the wiping table 301 from the rotation center toward the outer circumference, and a pattern of moving the wiping table 301 from the outer circumference toward the rotation center is.
  • the pattern of moving the wiping table 301 in the tangential direction of the circle is a pattern of moving the mixing head 10 in the tangential direction of the circle of the disk-shaped wiping table 301.
  • the mixing head 10 moves linearly on the wiping table 301 in the tangential direction, the tip of the nozzle 13 is wiped off by the cloth of the wiping table 301. Since the mixing head 10 moves linearly in the tangential direction of the wiping table 301, the tip of the nozzle 13 does not come into contact with the same area of the wiping table 301. Therefore, the solvent wiped by the wiping table 301 does not adhere to the tip of the nozzle 13 again.
  • the pattern that moves from the center of rotation of the wiping table 301 toward the outer circumference is a pattern that moves the mixing head 10 outward from the center of rotation of the wiping table 301 in the radial direction of the disk-shaped wiping table 301.
  • the mixing head 10 moves outward in the radial direction by the width of the ejection port of the nozzle 13 each time the wiping table 301 makes one rotation.
  • the tip of the nozzle 13 is wiped off by the cloth of the wiping table 301 by rotating the wiping table 301. If the wiping of the tip of the nozzle 13 is completed in the middle of one rotation of the wiping table 301, the next wiping operation is started from the place where the previous wiping is completed.
  • the control unit 600 notifies the operator and prompts the operator to replace the cloth attached to the upper surface of the wiping table 301.
  • the pattern of moving the wiping table 301 from the outer circumference toward the center of rotation is a pattern of moving the mixing head 10 in the opposite direction of the pattern of moving from the center of rotation of the wiping table 301 toward the outer circumference. Similar to the pattern of moving from the center of rotation to the outer circumference, the mixing head 10 is moved inward in the radial direction each time the wiping table 301 makes one rotation. In this case as well, the tip of the nozzle 13 is not wiped again at the portion where the solvent has already been wiped off.
  • the time for wiping the tip of the nozzle 13 with the wiping table 301 is set in advance, and after the set time has elapsed, the mixing head 10 is raised by the moving portion 400 as shown by the arrow 305, and the next mold is used. Wait until the injection operation.
  • the softening unit 100, the gas injection unit 200, and the wiping unit 300 by shortening the moving distance of the arm unit 402 of the moving unit 400 as much as possible.
  • the height at which the injection nozzle 203 is attached and the height of the upper surface of the mold 500 are the same.
  • the nozzle cleaning method includes a softening step for softening the rigid polyurethane foam adhering to the nozzle 13, a gas injection step for injecting gas toward the nozzle 13, and a wiping step for wiping the tip of the nozzle 13.
  • the mixing head 10 moves between the standby position (1), the mold injection position (2), the softening position (3), the gas injection position (4), and the wiping position (5). It is moved by the unit 400.
  • the arrow in FIG. 1 indicates the movement locus of the mixing head 10.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of cleaning, and the operation processing in each step is controlled by the control unit 600.
  • the control unit 600 raises the mixing head 10 from the mold 500 by the moving unit 400, moves it to the softening position (3) where the softening unit 100 shown in FIG. 1 is located, stops it, and starts the softening step (step S101). ..
  • the mixing head 10 moved onto the softening portion 100 is lowered by the moving portion 400, and the tip of the nozzle 13 is immersed in the solvent 101 for 5 seconds.
  • the rigid polyurethane foam attached to the tip of the nozzle 13 is softened by being immersed in the solvent 101 for 5 seconds.
  • the mixing head 10 is raised by the moving portion 400 and moved above the gas injection portion 200 as shown in FIG. 10C, and the softening step is performed. finish.
  • the solvent 101 adhering to the tip of the nozzle 13 falls on the inclined plate 104a of the solvent returning unit 104 and is inclined. It descends along the slope of the plate 104a and returns to the inside of the solvent container 102.
  • the control unit 600 moves the mixing head 10 to the gas injection position (4) where the gas injection unit 200 shown in FIG. 1 is located, and the gas injection step starts (step S102). As shown in FIG. 10 (c), the mixing head 10 is stopped above the gas injection unit 200, then lowered by the moving unit 400 as shown by the arrow, and as shown in FIG. 10 (d). , It is stopped at the initial position (first position) in the injection region of the injection pedestal 202.
  • the mixing head 10 at the initial position of the injection pedestal 202 is raised to the second position at a low speed by the moving portion 400, and gas is discharged from the injection nozzle 203 to the nozzle 13. It is sprayed toward.
  • the timing at which the gas is injected from the injection nozzle 203 is set by the control unit 600 when the mixing head 10 starts to rise from the initial position.
  • the gas injection is continued while the nozzle 13 moves from the first position to the second position.
  • the injected gas blows off the hard polyurethane foam that has adhered to the nozzle 13 and has been softened.
  • the blown-off rigid polyurethane foam falls due to its own weight and is accommodated in the receiving portion 204, and the gas injection step is completed.
  • the control unit 600 moves the mixing head 10 to the wiping position (5) shown in FIG. 1 by the moving unit 400, and the wiping step starts (step S103).
  • the mixing head 10 moved to the wiping position (5) is lowered by the moving portion 400 to a position where the tip of the nozzle 13 comes into contact with the upper surface (wiping surface) of the wiping table 301.
  • the wiping table 301 is rotated in a certain direction, and the tip of the nozzle 13 is moved on the upper surface of the wiping table 301 while being in contact with the wiping table 301.
  • the tip of the nozzle 13 comes into contact with the wiping surface of the wiping table 301, the solvent 101 adhering to the tip of the nozzle 13 is wiped off, and the wiping step is completed.
  • the mixing head 10 that has been wiped returns to the standby position (1), and cleaning is completed.
  • the mixing head 10 stands by in the standby position (1) until the process of injecting the rigid polyurethane foam into the next mold starts. After the injection of the rigid polyurethane foam into the next mold is started and the injection work is completed, the cleaning method is started again. This operation is repeated until the injection work of all the rigid polyletan foams is completed.
  • the injection nozzle 203 of the gas injection unit 200 is formed by three nozzle units 203a-203c, but the number of nozzle units is not limited to three.
  • the nozzle unit shown in FIG. 11A-11C may be used.
  • 11A-11C shows a top view of the gas injection unit 200 on the upper side, and a cross section of the upper side view cut by a cutting line of the AA'line, the BB' line, or the CC'line below. The figure is shown. No hatching is applied to the cross section. In the figure, the arrow extending upward indicates the direction of the ascending movement of the mixing head 10.
  • FIG. 11A shows an example of an injection nozzle 203 including four nozzle units.
  • the four nozzle units include a pair of nozzle units 213a and 213c that are attached to the injection stand 202 facing each other, and a pair of nozzle units 213b and 213d that face each other adjacent to the pair of nozzle units 213a and 213c.
  • the nozzle units 213a, 213b, 213c, and 213d are attached to the injection stand 202 with an inclination angle of 30 degrees, respectively.
  • the injection ports of the pair of nozzle units 213a and 213c and the injection ports of the pair of nozzle units 213b and 213d face each other, so that the rigid polyurethane foam separated from one nozzle unit faces each other. Although it may adhere to the other nozzle unit, such an inconvenience does not occur because the inclination angle is 30 degrees.
  • FIG. 11B shows an example of an injection nozzle 203 including two nozzle units.
  • the two nozzle units include a pair of nozzle units 223a and 223b mounted on the injection pedestal 202 facing each other. Costs can be reduced by reducing the number of nozzle units.
  • the inclination angle of the nozzle units 223a and 223b is set to 30 degrees, so that even if the pair of nozzle units 223a and 223b are arranged to face each other, they are placed on each other.
  • the rigid polyurethane foam does not adhere to the nozzle units 223a and 223b.
  • FIG. 11C shows an example of an injection nozzle 233 including one nozzle unit.
  • One nozzle unit 233 is attached to any side of the injection pedestal 202.
  • the tilt angle of the nozzle unit 233 can be set in the range of 0 degrees to 90 degrees.
  • the inclination angle of the injection nozzle 203 of the gas injection unit 200 can be set in the range of 0 degrees to 90 degrees.
  • the rigid polyurethane foam separated from one of the facing nozzle units may adhere to the other nozzle unit. Therefore, when mounting a nozzle unit having an inclination angle of 0 degrees, it is necessary to arrange the rigid polyurethane foam separated from the nozzle unit so that it does not adhere to other nozzle units.
  • FIGS. 12A and 12B show a modified example of the arrangement of the nozzle unit when the inclination angle of the nozzle unit is set to 0 degree.
  • 12A and 12B show a top view of the gas injection unit 200 on the upper side, and a cross-sectional view of the top view cut along the cut line of the D-D'line or the E-E'line below.
  • the arrow extending upward indicates the direction of the ascending movement of the mixing head 10.
  • the nozzle unit shown in FIG. 12A includes three nozzle units 243a, 243b, and 243c.
  • the nozzle units 243a, 243b, and 243c are arranged at an angle of 120 degrees when viewed from above. Since the injection ports of each nozzle unit are arranged so as not to face each other, the rigid polyurethane foam separated from any one nozzle unit does not adhere to the other nozzle unit.
  • the nozzle unit shown in FIG. 12B includes one nozzle unit 253. There is only one nozzle unit 253, and the rigid polyurethane foam separated from the nozzle unit 253 quickly falls to the receiving portion 204 without adhering to the nozzle unit 253 again.
  • the nozzle unit shown in FIGS. 12A and 12B has an inclination angle of 0 degrees, and injects gas with respect to the nozzle 13 of the mixing head 10 at an angle of 90 degrees in the extending direction of the nozzle 13. Since the gas is blown to the nozzle 13 at an angle of 90 degrees, the blowing force can be increased as compared with the case where the inclination angle is 30 degrees, and the rigid polyurethane foam adhering to the nozzle 13 can be reliably removed.
  • the heat insulating material manufacturing apparatus 700 includes a mixing head 10, a mold 500, a softening unit 100, a gas injection unit 200, a wiping unit 300, and a moving unit 400.
  • the softening unit 100, the gas injection unit 200, the wiping unit 300, and the moving unit 400 constitute the nozzle cleaning device 1. Detailed description of each element of the nozzle cleaning device 1 will be omitted.
  • the mixing head 10 is a device that mixes two types of liquids and discharges them from the nozzle 13.
  • the mixing head 10 includes a main body portion 11, a mixing portion 12 formed inside the main body portion 11 and in which two types of liquids are mixed, and a nozzle 13 for discharging the liquid mixed in the mixing portion 12.
  • the mixing head 10 is connected to the first tank 14 for storing the first liquid via a pipe, and the first measuring pump 15 is arranged between the first tank 14 and the mixing head 10. Further, the mixing head 10 is connected to the second tank 16 for storing the second liquid via a pipe, and the second measuring pump 17 is arranged between the mixing head 10 and the second tank 16.
  • the first tank 14 is a tank for storing a first liquid containing a polyol component as a main component
  • the second tank 16 is a tank for storing a second liquid containing an isocyanate component as a main component.
  • the first liquid and the second liquid include a foaming agent, a catalyst, a foam regulating agent, a flame retardant and the like which are auxiliary agents.
  • the first measuring pump 15 is a pump that weighs the first liquid stored in the first tank 14 and sends the liquid to the mixing head 10
  • the second measuring pump 17 is a second measuring pump 17 stored in the second tank 16. It is a pump that measures the liquid and sends it to the mixing head 10.
  • the first measuring pump 15 and the second measuring pump 17 are positive displacement pumps, and a diaphragm pump, a plunger pump, or the like is used.
  • the mixing portion 12 is a chamber formed inside the main body portion 11.
  • the first liquid containing the polyol component sent from the first measuring pump 15 as the main component and the second liquid containing the isocyanate component sent by the second measuring pump 17 as the main component are separated from each other. It is mixed under high pressure.
  • the nozzle 13 is a member that discharges the rigid polyurethane foam produced by mixing the first liquid and the second liquid in the mixing unit 12.
  • the mold 500 is a mold manufactured mainly using a metal material for molding and processing using a rigid polyurethane foam to obtain a heat insulating material, and a molded product is obtained by injection molding. As shown in FIGS. 2 and 3, the mold 500 includes a main body 501 and a recess 502 having an internal shape for molding the outer shape of the molded product. An opening 503 for injecting rigid polyurethane foam is formed on the upper surface of the mold 500.
  • the moving unit 400 moves the mixing head 10 between the mold 500 and the nozzle cleaning device 1, and repeats the production of the heat insulating material and the cleaning of the nozzle 13.
  • the method for manufacturing a heat insulating material using the heat insulating material manufacturing apparatus 700 includes a urethane foam forming step, a mold injection step, a softening step, a gas injection step, and a wiping step.
  • the softening step, the gas injection step, and the wiping step are steps of the cleaning method, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the flow of the method for manufacturing the heat insulating material.
  • the operation processing of each step is controlled by the control unit 600.
  • the control unit 600 moves the mixing head 10 from the standby position (1) to the mold injection position (2) above the mold 500 by the moving unit 400.
  • the mixing head 10 is lowered to the opening 503 of the mold 500 by the moving portion 400, stopped, and the urethane foam generation step is started (step S201).
  • the first liquid stored in the first tank 14 is sucked out from the first tank 14 by driving the first measuring pump 15, and the amount required by the first measuring pump 15 is weighed and mixed.
  • the liquid is sent to the head 10.
  • the second liquid stored in the second tank 16 is sucked out from the second tank 16 by driving the second measuring pump 17, and the amount required by the second measuring pump 17 is weighed.
  • the liquid is sent to the mixing head 10.
  • the first liquid and the second liquid sent to the mixing head 10 collide with each other at a high pressure in the mixing unit 12 and are mixed. Then, the polyol component of the first liquid and the isocyanate component of the second liquid mixed in the mixing unit 12 cause a chemical reaction to foam and resin to form a rigid polyurethane foam.
  • the generated rigid polyurethane foam is discharged from the tip of the nozzle 13, and the mold injection step starts (step S202).
  • the discharged rigid polyurethane foam is injected into the mold 500 from the tip of the nozzle 13 through the opening 503 of the mold 500.
  • the first liquid and the second liquid returned from the mixing unit 12 return to the first tank 14 and the second tank 16, respectively.
  • the arm portion 402 shown in FIG. 2 swivels and rotates.
  • the mixing head 10 fixed to the tip of the fifth arm 402e moves up, down, left, right, front and back due to the turning movement and the rotational movement of the arm portion 402.
  • the rigid polyurethane foam discharged from the nozzle 13 to the opening 503 of the mold 500 is injected into every corner of the mold 500.
  • the injection position of the nozzle 13 in the longitudinal direction of the mold 500 is changed by the swivel movement of the arm portion 402, and the injection position of the nozzle 13 in the lateral direction of the mold 500 is changed by the front-back movement of the arm portion 402.
  • the rigid polyurethane foam injected into the mold 500 is cooled for a certain period of time and die-cut to form a molded product.
  • control unit 600 raises the mixing head 10 from the mold 500 by the moving unit 400, moves it to the softening position (3) where the softening unit 100 shown in FIG. 1 is located, stops it, and starts the softening step (the softening step starts. Step S203).
  • the rigid polyurethane foam to which the nozzle 13 is attached is softened.
  • control unit 600 moves the mixing head 10 by the moving unit 400 to the gas injection position (4) where the gas injection unit 200 shown in FIG. 1 is located, and the gas injection step starts (step S204).
  • the gas is sprayed toward the nozzle 13, the rigid polyurethane foam adhering to the tip of the nozzle 13 is blown off and removed.
  • control unit 600 moves the mixing head 10 to the wiping position (5) shown in FIG. 1 by the moving unit 400, and the wiping step starts (step S205).
  • the tip of the nozzle 13 comes into contact with the wiping surface of the wiping table 301, the solvent 101 adhering to the tip of the nozzle 13 is wiped off, and the wiping step is completed.
  • step S206 determines whether or not it is necessary to mold the next molded product (step S206), and if it is necessary to mold the next molded product of the polyurethane foam (step S206; YES), the step.
  • step S206 determines whether or not it is necessary to mold the next molded product (step S206), and if it is necessary to mold the next molded product of the polyurethane foam (step S206; YES), the step.
  • step S206 determines whether or not it is necessary to mold the next molded product (step S206), and if it is necessary to mold the next molded product of the polyurethane foam (step S206; YES), the step.
  • step S206 determines whether or not it is necessary to mold the next molded product (step S206), and if it is necessary to mold the next molded product of the polyurethane foam (step S206; YES), the step.
  • step S206 determines whether or not it is necessary to mold the next molded product (step S206), and if
  • step S206 When it is not necessary to mold the next molded product (step S206; NO), the process is completed and the product stands by in the standby position until the next instruction is given by the user.
  • the nozzle cleaning device 1 includes a softening unit 100 and a gas injection unit 200, the rigid polyurethane foam adhering to the nozzle 13 can be softened and then removed by gas, and the rigid polyurethane foam can be reliably removed. can do.
  • the softening portion 100 in the present embodiment immerses the tip portion of the nozzle 13 in the solvent 101, the rigid polyurethane foam adhering to both the inside and the outer periphery of the nozzle 13 can be softened. Therefore, the rigid polyurethane foam adhering to both the inside and the outer periphery of the nozzle 13 can be easily removed in the gas injection step of the next step.
  • the tip of the injection nozzle 203 of the gas injection unit 200 in the present embodiment is arranged at the first position above the tip of the nozzle 13, the rigid polyurethane foam separated from the nozzle 13 adheres to the injection nozzle 203. There is no. If the rigid polyurethane foam does not adhere to the injection nozzle 203, it is not necessary to separately provide a device for cleaning the injection nozzle 203.
  • the present embodiment includes the wiping portion 300, the solvent 101 adhering to the tip of the nozzle 13 can be wiped off, and then the solvent 101 does not get mixed in the rigid polyurethane foam ejected from the nozzle 13. Thereby, the quality of the product molded by the rigid polyurethane foam can be maintained.
  • the nozzle cleaning device 1 of the present embodiment is effective for cleaning a nozzle that discharges a highly viscous rigid polyurethane foam.
  • the heat insulating material manufacturing apparatus 700 of the present embodiment includes the nozzle cleaning device 1, the urethane foam is discharged from the nozzle 13 and the nozzle 13 is repeatedly cleaned to continuously manufacture the heat insulating material. It can be carried out.
  • the nozzle cleaning device 1 includes a softening unit 100, a gas injection unit 200, and a wiping unit 300. However, if the solvent 101 is blown off by the gas injection unit 200, the nozzle cleaning device 1 is wiped off.
  • the unit 300 does not have to be provided.
  • the mixing head 10 is moved in the order of the softening unit 100, the gas injection unit 200, and the wiping unit 300, but the mixing head 10 may be moved in the reverse direction on the way.
  • the gas injection portion 200 may remove a part of the rigid polyurethane foam and then immerse it in the solvent 101 again.
  • the rigid polyurethane foam adhering to the nozzle 13 is immersed in a solvent to soften it, but even if the solvent is sprayed from around the nozzle 13 for a certain period of time to soften the rigid polyurethane foam. good.
  • the injection pedestal 202 has a cylindrical shape of a quadrangular prism, but the shape of the injection pedestal 202 is not limited to this shape. Any shape may be used as long as the mixing head 10 can be inserted inside and the injection nozzle can be attached.
  • the rigid polyurethane foam is not separated from the nozzle 13 by shortening the time of immersion in the solvent 101.
  • a surveillance camera may be installed to detect that the rigid polyurethane foam is floating on the liquid surface of the solvent 101 in case the immersion time is set to be long or the softening is performed earlier than expected.
  • a device for automatically removing the rigid polyurethane foam may be separately provided.
  • the heat insulating material manufacturing apparatus and manufacturing method have been described, but the present invention is not limited to manufacturing the heat insulating material, and is applicable to any molded product that can be molded using the mold 500. can do.
  • the disk-shaped wiping table 301 is used, but the shape of the wiping table 301 is not limited to the disk shape.
  • a cloth may be attached to the outer peripheral surface of the cylindrical wiping table and rotated about the central axis of the cylinder.
  • the nozzle cleaning device 1 has been described as removing the rigid polyurethane foam from the nozzle 13, but it can also be used for removing other deposits such as flexible polyurethane foam and semi-rigid polyurethane foam.
  • the injection nozzle 203 is fixed to the injection stand 202 and the nozzle 13 rises.
  • the injection nozzle 203 and the nozzle 13 may move relative to each other, and the injection nozzle 203 moves in the vertical direction. May be good.
  • the gas injection unit 200 has been described using the mixing head 10 with the tip of the nozzle 13 facing downward, the gas injection unit 200 may be directed in any direction by the arm unit 402.
  • the present disclosure can be suitably used for a nozzle cleaning device for cleaning a nozzle that blows out polyurethane foam.
  • Nozzle cleaning device 10 Mixing head, 11 Main body, 12 Mixing part, 13 Nozzle, 13a Rigid polyurethane foam, 14 1st tank, 15 1st measuring pump, 16 2nd tank, 17 2nd measuring pump, 100 Softening part , 101 solvent, 102 solvent container, 103 solvent stand, 104 solvent return part, 104a inclined plate, 105, 106 arrow, 200 gas injection part, 201 base, 202 injection stand, 203 injection nozzle, 204 receiving part, 205 injection port.

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Abstract

ノズル清掃装置(1)は、溶剤によりノズルに付着したポリウレタンフォームを軟化させる軟化部(100)と、気体を噴射する噴射ノズルを備え、当該噴射ノズルから気体を噴射させて軟化されたポリウレタンフォームを除去する気体噴射部(200)と、軟化部(100)と気体噴射部(200)との間で、ノズルを移動させる移動部(400)と、を備える。

Description

ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法
 本開示は、ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法に関する。
 ポリウレタンフォームは、クッション、断熱材等に使用されるプラスチック発泡体である。ポリウレタンフォームは、イソシアネート成分を含む液体とポリオール成分を含む液体をミキシングヘッド内で高圧で混合させて化学反応を起こさせることにより、生成される。生成されたポリウレタンフォームは、ミキシングヘッドのノズルから金型内部、壁面等に向けて吐出される。
 ノズルの先端には、吐出されたポリウレタンフォームが付着する。そして、付着したポリウレタンは樹脂化して固形物となる。この固形物の存在により、次のポリウレタンフォームがノズルから吐出されるときに、ポリウレタンフォームの吐出速度又は吐出方向が変化する。吐出速度又は吐出方向が変化することにより、ポリウレタンフォームの吐出分布が不均一になり、ポリウレタンフォームを用いて成形される成形品の厚さ又は密度が不均一になるという問題がある。
 そのため、ノズルの先端に付着したポリウレタンフォームを除去する必要があり、除去するためにノズル清掃装置が用いられる。ノズル清掃装置として、例えば、特許文献1に開示されたノズル清掃装置がある。特許文献1に開示されたノズル清掃装置は、気体を噴射するエアーノズルを備え、エアーノズルから噴射された気体を、清掃するノズルの切欠部を介して清掃するノズルの下方から吹き付ける。切欠部を介して気体を清掃するノズルに吹き付けることにより、清掃するノズルの内部に付着したポリウレタンフォームは、ノズルから除去され、切欠部を介して落下する。
特開2007-1115号公報
 特許文献1に開示されたノズル清掃装置は、気体を噴射することにより、ノズル内部に付着したポリウレタンフォームを除去している。しかし、気体を噴射するのみではノズル内部に付着した全てのポリウレタンフォームを除去することはできない。また、気体は、切欠部を介して主にノズルの内部に向けて噴射されるため、ノズル外周に付着したポリウレタンフォームは、除去することが困難である。
 本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノズルに付着した付着物をノズルから容易に除去することができる、ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法を提供することを目的とする。
 上記問題点を解決し、目的を達成するために、本開示に係るノズル清掃装置は、ポリウレタンフォームを吐出するノズルを清掃するノズル清掃装置であって、溶剤によりノズルに付着したポリウレタンフォームを軟化させる軟化部と、気体を噴射する噴射ノズルを備え、当該噴射ノズルから気体を噴射させて軟化されたポリウレタンフォームを除去する気体噴射部と、軟化部と気体噴射部との間で、ノズルを移動させる移動部と、を備える。
 本開示によれば、軟化部と気体噴射部を備えることにより、ノズルに付着した付着物を容易に除去することができる、ノズル清掃装置、断熱材の製造装置、ノズル清掃方法、及び断熱材の製造方法を提供することができる。
本開示の実施の形態に係るノズル清掃装置の全体構成を示す図 ロボットと金型の側面図 ロボットと金型の上面図 軟化部と気体噴射部が連結された状態の上面図 軟化部と気体噴射部が連結された状態の側面図 溶剤によりノズルの先端の硬質ポリウレタンフォームを軟化させる手順を示す図 噴射ノズルの要部を示す上面図 噴射ノズルの要部を示す側面図 噴射ノズルの要部を示し、図6Aの矢印Xの方向から見た図 気体噴射部の噴射ノズルを拡大した図 拭取部の概念図 清掃方法の流れを示すフローチャート 軟化部と気体噴射部でノズルが清掃される様子を示す図 噴射ノズルのノズルユニットが4つの場合の変形例を示す図 噴射ノズルのノズルユニットが2つの場合の変形例を示す図 噴射ノズルのノズルユニットが1つの場合の変形例を示す図 噴射ノズルの傾斜角度が0度のときの変形例を示す図 噴射ノズルの傾斜角度が0度のときの変形例を示す図 本開示の実施の形態に係るミキシングヘッドの概略図 断熱材の製造方法の流れを示すフローチャート
(実施の形態)
 以下、本開示の実施の形態に係るノズル清掃装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ノズル清掃装置を床面に設置した場合の上下方向を、図の上下方向と規定し、アーム部が旋回する方向を、図の左右方向と規定し、アーム部が金型に向かう方向を前後方向と規定する。以下、この方向を引用して説明する。
 本開示の実施の形態に係るノズル清掃装置は、ポリウレタンフォームを生成するミキシングヘッドのノズルを清掃する装置である。ポリウレタンフォームは、内部に気泡を有するセル構造を備えたプラスチック発泡体である。ポリウレタンフォームには、軟質ポリウレタンフォームと硬質ポリウレタンフォームがある。軟質ポリウレタンフォームは、気泡どうしが連通したオープンセル構造を備え、弾性が必要とされる自動車座席用のクッション、マットレス等に利用される。硬質ポリウレタンフォームは、気泡どうしが独立したクローズドセル構造を備え、強度及び断熱性が必要とされる建築物の断熱材、電化製品の断熱材等に利用される。
 硬質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分の化学反応により生成され、高い粘度を有し接着力が大きい。本実施の形態では、粘度100‐10,000mPa・sのポリオール成分と、粘度50‐5,000 mPa・sのイソシアネート成分を混合して硬質ポリウレタンフォームを生成している。粘度の高い硬質ポリウレタンフォームは、ノズルから吐出されると、その一部はノズルの先端に付着しそのまま樹脂化する。継続してノズルを使用するためには、ノズルの先端をノズル清掃装置で清掃する必要がある。
(ノズル清掃装置の構造)
 本実施の形態に係るノズル清掃装置の構造について説明する。図1は、ノズル清掃装置の概念図であり、ノズル清掃装置を上方から見た図である。図1に示すように、ノズル清掃装置1は、軟化部100と、気体噴射部200と、拭取部300と、移動部400と、を備える。ノズル清掃装置1は、硬質ポリウレタンフォームが注入される金型500に隣接して配置される。
 ノズル清掃装置1を構成する各部材は、上面視で、時計回りに、軟化部100、気体噴射部200、拭取部300の順番に配置される。配置順は、反時計回りでもよい。移動部400は、金型500、軟化部100、気体噴射部200、拭取部300の順に、ノズル13を備えるミキシングヘッド10を移動させる装置である。ミキシングヘッド10の構造については、後述する。
 軟化部100、気体噴射部200、拭取部300、移動部400の動作制御は、制御部600により実行される。制御部600は、CPU(Central Processing Unit)601、RAM(Random Access Memory)602、ROM(Read Only Memory)603、操作部604、ディスプレイ605、を備える。
 移動部400について、図2及び図3を参照して説明する。図2は移動部400と金型500の側面図、図3は上面図である。移動部400は、具体的には、アームを備えるロボットである。
 移動部400は、基台401と、基台401の上面に設置されたアーム部402と、アーム部402の先端とミキシングヘッド10を連結する連結部403と、を備える。移動部400の前方に金型500が配置される。
 アーム部402は、第1アーム402a、第2アーム402b、第3アーム402c、第4アーム402d、及び第5アーム402eを備える。第1アーム402aは、基台401から上方に伸びるアームであり、図示しない駆動手段により図3に示す旋回中心Yを中心として矢印404で示す方向に旋回される。第2アーム402bは、第1アーム402aの先端に取り付けられ、第3アーム402cは、第2アーム402bの先端に取り付けられ、第4アーム402dは、第3アーム402cの先端に取り付けられ、第5アーム402eは第4アーム402dの先端に取り付けられる。各アームは、基台401と平行で移動部400の前後方向に直交する方向に伸びる回転軸により、それぞれ連結されている。図示しない駆動手段により各回転軸が回転することにより、アーム部402の先端、具体的には第5アーム402eの先端は、矢印405、406で示すように、上下前後に移動する。各回転軸の回転と第1アーム402aの旋回により、アーム部402、具体的には第5アーム402eの先端は、上下左右前後に移動する。
 連結部403は、移動部400にミキシングヘッド10を連結する部材であり、アーム部402の先端、具体的には第5アーム402eの先端に取り付けられる。連結部403は、具体的にはブラケットであり、側断面形状が階段状に形成されている。ミキシングヘッド10は、側断面形状が階段状に形成されたブラケットにより第5アーム402eの先端に取り付けられるので、第5アーム402eの先端より前方に突き出した状態で配置される。
 図4A,4Bに、ノズル清掃装置1の軟化部100と気体噴射部200を示す。軟化部100と気体噴射部200とは連結されており、図4Aは連結された軟化部100と気体噴射部200の上面図、図4Bは、図4AのX-X’切断線で切断した断面図である。断面のハッチングを施していない。軟化部100と気体噴射部200とは、後述する気体噴射部200の噴射架台202の一部を共有することにより連結されている。
 ノズル清掃装置1の軟化部100は、図4A,4Bに示すように、溶剤101を収容する溶剤容器102と、溶剤容器102が載置される溶剤架台103と、溶剤101に浸かったノズル13から滴下した溶剤101を溶剤容器102に戻す溶剤返却部104と、を備える。溶剤101として、例えば、非フタル酸系可塑剤が用いられる。ノズル13の先端に付着して樹脂化した硬質ポリウレタンフォームは、溶剤101に浸漬されることにより軟化される。
 ノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォーム13aは、図5に示す手順により軟化される。図5の左の図に示すように、ミキシングヘッド10のノズル13は、移動部400により溶剤容器102の上方まで移動され、その後、矢印105で示すように、下降されて、図5の中央の図に示すように、溶剤101の中に浸漬される。ノズル13は、ノズル13の先端からノズル13の長さの20%程度の位置まで、溶剤101に浸漬される。浸漬される時間は、ノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォーム13aが、軟化しすぎてノズル13から離脱しない程度の時間にする必要がある。浸漬される時間が長いと、ノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォーム13aが軟化しすぎてノズル13から離脱する。離脱した硬質ポリウレタンフォーム13aは、溶剤101に落ちて溶剤101の液面に浮遊する。溶剤101の液面に浮遊した硬質ポリウレタンフォームは、次に溶剤101に浸漬されるノズル13に付着する。本実施の形態では、硬質ポリウレタンフォーム13aを離脱させない時間として、浸漬時間を5秒以下とした。溶剤101に浸漬された後、ミキシングヘッド10は、図5の中央の図の矢印106で示すように、移動部400により上昇され、図5の右の図のようにノズル13は溶剤101から引き上げられる。そして、ノズル13は、気体噴射部200に移動される。
 溶剤架台103は、図4A,4Bに示すように、溶剤101が収容された溶剤容器102を載置する台であり、後述する気体噴射部200の噴射架台202に連結されている。
 溶剤返却部104は、図4A,4Bに示すように、溶剤容器102の上方に配置され、傾斜板104aを備える。傾斜板104aは、下端が溶剤容器102の上端と接触して配置される。ノズル13が軟化部100から気体噴射部200に移動する際に、ノズル13から滴下する溶剤101は、傾斜板104a上に落下する。傾斜板104aに落下した溶剤101は、傾斜板104aの傾斜により下方に移動されて、溶剤容器102に戻る。傾斜板104aは、溶剤を再利用することで溶剤の使用量を減らすことを目的として設置する。傾斜角度は15~85度とする。
 ノズル清掃装置1の気体噴射部200は、図4A,4Bに示すように、基台201と、基台201の上に設置される噴射架台202と、噴射架台202の上部に取り付けられた噴射ノズル203と、噴射架台202の下部に取り付けられた受け部204を備える。噴射ノズル203は、図6Aに示すように、上面視で、先端部の噴射口205に向けて幅が徐々に広くなるホーン形状に形成されている。噴射ノズル203は、噴出圧力を高めるために、図6Bに示すように、先端部の噴射口205に向けて断面積が小さくなる形状となっている。また、図6Cに示すように、ホーン形状の噴射口205側の端部の断面積を小さくしたので、噴射口205は、図6AをX方向からみると、扁平な形状、すなわち、一定の長さを有する細い長い形状となっている。したがって、噴射口205から噴射される気体は、ミキシングヘッド10の広い領域に速度を持って吹き付けられる。
 噴射架台202は、噴射ノズル203と受け部204とが取り付けられる枠体であり、本実施の形態では、板状部材を組み合わせて形成される。噴射架台202は、外形は四角柱状に形成され、上部は、清掃されるミキシングヘッド10のノズル13を上部から挿入させるために、筒状に形成されている。
 噴射ノズル203は、図4Aに示すように、3つのノズルユニット203a、203b、203cを備える。ノズルユニット203a、203b、203cは、噴射口が噴射架台202の内側に向けて、噴射架台202に取り付けられる。ノズルユニット203a、203b、203cは、上面視で、120度の間隔を隔てて取り付けられている。ノズルユニット203a、203b、203cにより囲まれた領域にノズル13が挿入される。ノズル13が挿入されて噴射ノズル203から気体が噴射される領域を、以下「噴射領域」という。ノズルユニット203a、203b、203cは、噴射領域に挿入されたノズル13に気体を噴射することにより、ノズル13に付着した硬質ポリウレタンフォームを除去する。
 噴射ノズル203は、図4B、図7に示すように、先端の噴射口が下方に傾斜して噴射架台202に取り付けられる。噴射ノズル203の傾斜角度αは、0度から90度の範囲に設定できる。本実施の形態の傾斜角度αは、30度である。噴射ノズル203から噴射される気体として、空気、アルゴン、窒素等が使用される。
 受け部204は、ノズル13の先端から落下した硬質ポリウレタンフォームを受け取る容器である。受け部204は、箱状に形成され、箱内に硬質ポリウレタンフォームが蓄積される。ある程度の硬質ポリウレタンフォームが受け部204に蓄積されたら、蓄積された硬質ポリウレタンフォームは、人手によりあるいは自動的に廃棄される。
 噴射ノズル203を使用して、ミキシングヘッド10のノズル13に気体を噴射するときには、まず、ミキシングヘッド10を移動部400により下降させて、ノズル13を噴射領域まで移動させる。このとき、ミキシングヘッド10のノズル13の先端は、噴射ノズル203の先端より下方の位置(以下、「初期位置」又は「第1の位置」という。)まで下降される。ノズル13の先端は、第1の位置から第1の位置より上方の第2の位置まで移動される。なお、第2の位置は、噴射ノズル203の先端の位置より下である。ノズル13が移動部400により第1の位置から上方に移動を開始すると同時に、噴射ノズル203から気体が噴射され、ノズル13が第2の位置まで上昇するまで、継続して気体は噴射される。噴射された気体によりノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォームは吹き飛ばされる。吹き飛ばされた硬質ポリウレタンフォームは、自重により下方に落下して、受け部204に受け取られる。
 ミキシングヘッド10のノズル13の先端は、噴射ノズル203から気体が噴射されている間は、噴射ノズル203の先端より下方の位置に配置されているので、ノズル13から落下した硬質ポリウレタンフォームが、噴射ノズル203に付着することはない。
 各ノズルユニット203a、203b、203cは、傾斜角度30度で噴射架台202に取り付けられている。したがって、何れか一つのノズルユニットから噴出する気体により吹き飛ばされた硬質ポリウレタンフォームが、他のノズルユニットに付着することはない。また、ノズル13が第1の位置から上方に移動すると同時に、噴射ノズル203からノズル13に気体が噴射され、気体の噴射は、ノズル13が第2の位置まで上昇している間、継続される。したがって、ノズル13の先端のみではなく、側面に付着した硬質ポリウレタンフォームも吹き飛ばすことができる。複数の噴射ノズル203を設置する場合、各噴射ノズル203の高さを同じにすることにより噴射ノズル203で除去した硬質ウレタンフォームが他の噴射ノズル203に付着することを回避できる。
 ノズル清掃装置1の拭取部300を、図8に示す。拭取部300は、気体噴射部200により硬質ポリウレタンフォームが除去されたノズル13の先端を拭き取る装置である。ノズル13の先端には、溶剤101に浸漬されたときに付着した溶剤101が残存している。溶剤101が残存していると、硬質ポリウレタンフォームを吐出する際に、残存した溶剤101と第1液体及び第2液体が化学反応を起こし、吐出される硬質ポリウレタンフォームの特性に影響を及ぼす。したがって、溶剤101は、ノズル13から硬質ポリウレタンフォームが金型に注入される前に除去される必要がある。溶剤101をつけて気体噴射部200を介さずに直接拭取部300で除去する方式では、拭取部300にウレタンが残ってしまうが、本実施の形態では気体噴射部200を介することでウレタンの残留を抑制できる。
 拭取部300は、拭取台301と、拭取台301を回転させる回転軸302とを備える。拭取台301は、ノズル13の先端に付着した溶剤を拭き取る部材である。拭取台301は、円板形状に形成され、円板の一方の面を上に向けて配置され、下面に回転軸302が固定されている。回転軸302が図示しない駆動手段により回転されることにより、円板形状の拭取台301は回転する。拭取台301の上面には、溶剤を拭き取るための布が貼付されている。布地は、ノズル13に付着した溶剤を吸収し、ノズル13の先端を損傷しない素材であればよく、例えば、メリヤスウエスが用いられる。拭取台301は一定の方向にのみ回転され、一定の方向と逆の方向には回転されない。逆方向に回転されると、拭取台301により拭き取られた溶剤が、再び、ノズル13の先端に付着するおそれがあるからである。拭取台301の回転軸302がノズル13に対して垂直である方式では、ノズル13と拭取台301に設置した布との接触面積が小さく、接触できていない部分でウレタンが残ってしまうが、本実施の形態ではノズル13と平行に回転軸302を設けるので、ノズル13との接触面積を増やしウレタン残りを抑制できる。
 拭取動作をするときには、ミキシングヘッド10を、気体噴射部200から拭取部300の上方まで、移動部400により移動させる。拭取部300の上方まで移動されたミキシングヘッド10は、拭取台301の上面にノズル13の先端が接触するまで、矢印303で示すように、移動部400により下降される。ノズル13の先端が拭取台301の上面に接触した後、拭取台301は、矢印304で示すように、回転軸302により一定の方向に回転される。
 ミキシングヘッド10は、拭取台301の上面で一度拭き取った部分がノズル13の先端に接触しないように、拭取台301上で移動する。移動のパターンとして、拭取台301の円の接線方向に移動させるパターン、拭取台301の回転中心から外周に向けて移動させるパターン、拭取台301の外周から回転中心に向けて移動させるパターンがある。
 拭取台301の円の接線方向に移動させるパターンは、円板状の拭取台301の円の接線方向に、ミキシングヘッド10を移動させるパターンである。ミキシングヘッド10が拭取台301上で接線方向に直線移動することにより、ノズル13の先端が拭取台301の布地により拭き取られる。ミキシングヘッド10は、拭取台301の接線方向に直線移動するので、ノズル13の先端は、拭取台301の同じ領域に接触することはない。したがって、拭取台301により拭き取られた溶剤が、ノズル13の先端に、再び付着することはない。
 拭取台301の回転中心から外周に向けて移動するパターンは、円板状の拭取台301の半径方向に、ミキシングヘッド10を、拭取台301の回転中心から外側に向けて移動させるパターンである。ミキシングヘッド10は、拭取台301が一回転する毎に、半径方向の外側に、ノズル13の吐出口の幅だけ移動する。ノズル13の先端は、拭取台301が回転することにより、拭取台301の布により拭き取られる。ノズルの13の先端の拭き取りが、拭取台301が一回転する途中で終了した場合には、次回の拭取り動作は、前回の拭き取りが終了したところから開始する。
 ノズル13の先端は、拭取台301が一回転する毎に、半径方向外側に移動するので、既に、溶剤を拭き取った部分で、再度、ノズル13の先端が拭き取られることはない。拭取台301の全面が拭き取り動作で使用された場合には、制御部600は、操作者に通知して、拭取台301の上面に貼付された布地の交換を促す。
 拭取台301の外周から回転中心に向けて移動させるパターンは、拭取台301の回転中心から外周に向けて移動するパターンの逆方向に、ミキシングヘッド10を移動させるパターンである。回転中心から外周に向けて移動させるパターンと同様に、ミキシングヘッド10を、拭取台301が一回転する毎に、半径方向内側に移動させる。この場合も、既に溶剤を拭き取った部分で、再度、ノズル13の先端が拭き取られることはない。
 拭取台301によりノズル13の先端を拭き取る時間は、予め設定され、設定された時間が経過した後に、ミキシングヘッド10は、矢印305で示すように、移動部400により上昇され、次の金型注入の動作まで待機する。
 なお、移動部400のアーム部402の移動距離を極力短して、軟化部100、気体噴射部200、及び拭取部300を配置することが好ましい。例えば、上下方向のアーム部402の移動距離を短くするために、噴射ノズル203の取付ける高さと金型500の上面の高さを同じ高さとすることが好ましい。
(ノズル清掃方法)
 次に、ノズル清掃装置1を使用したノズル清掃方法について、図1、図9を参照して説明する。ノズル清掃方法は、ノズル13に付着した硬質ポリウレタンフォームを軟化させる軟化ステップと、ノズル13に向けて気体を噴射させる気体噴射ステップと、ノズル13の先端を拭き取る拭取りステップと、を備える。ミキシングヘッド10は、図1に示すように、待機ポジション(1)、金型注入ポジション(2)、軟化ポジション(3)、気体噴射ポジション(4)、拭取ポジション(5)の間を、移動部400により移動される。図1の矢印は、ミキシングヘッド10の移動軌跡を示す。
 金型500への硬質ポリウレタンフォームの注入が終了した後、清掃方法が開始する。図9は、清掃の流れを示すフローチャートであり、各ステップにおける動作処理は、制御部600によりコントロールされている。制御部600は、ミキシングヘッド10を、金型500から移動部400により上昇させ、図1に示す軟化部100のある軟化ポジション(3)まで移動させ停止し、軟化ステップが開始する(ステップS101)。図10の(a)に示すように、軟化部100上に移動されたミキシングヘッド10は、移動部400により下降され、ノズル13の先端が溶剤101に5秒間浸漬される。ノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォームは、溶剤101に5秒間浸漬されることより軟化する。その後、図10の(b)の矢印で示すように、ミキシングヘッド10は、移動部400により上昇され、図10の(c)に示すように気体噴射部200の上方まで移動され、軟化ステップは終了する。ミキシングヘッド10が、矢印で示すように、軟化部100から気体噴射部200まで移動されるときに、ノズル13の先端に付着した溶剤101は、溶剤返却部104の傾斜板104aに落下し、傾斜板104aの傾斜に沿って下降して、溶剤容器102の中に戻る。
 制御部600は、ミキシングヘッド10を、図1に示す気体噴射部200のある気体噴射ポジション(4)まで移動させ、気体噴射ステップが開始する(ステップS102)。図10の(c)に示すように、ミキシングヘッド10は、気体噴射部200の上方で停止した後、矢印で示すように、移動部400により下降され、図10の(d)に示すように、噴射架台202の噴射領域内の初期位置(第1の位置)で停止される。
 そして、噴射架台202の初期位置にあるミキシングヘッド10は、図10の(e)に示すように、移動部400により低速で第2の位置まで上昇されるとともに、噴射ノズル203から気体がノズル13に向けて噴射される。噴射ノズル203から気体が噴射されるタイミングは、制御部600により、ミキシングヘッド10が初期位置から上昇を開始するときと設定されている。気体の噴射は、第1の位置から第2の位置までノズル13が移動する間、継続される。噴射された気体により、ノズル13に付着し軟化された硬質ポリウレタンフォームは吹き飛ばされる。吹き飛ばされた硬質ポリウレタンフォームは、自重により落下して、受け部204に収容され、気体噴射ステップが終了する。
 次に、制御部600は、ミキシングヘッド10を、移動部400により図1に示す拭取ポジション(5)まで移動させ、拭取りステップが開始する(ステップS103)。拭取ポジション(5)に移動されたミキシングヘッド10は、ノズル13の先端が拭取台301の上面(拭取り面)に接触する位置まで、移動部400により下降される。そして、拭取台301が一定方向に回転され、ノズル13の先端を拭取台301に接触させたまま拭取台301の上面で移動させる。ノズル13の先端が拭取台301の拭取り面に接触することで、ノズル13の先端に付着していた溶剤101は拭き取られ、拭取りステップが終了する。
 拭き取りが終了したミキシングヘッド10は、待機ポジション(1)に戻り、清掃は終了する。ミキシングヘッド10は、次の金型に硬質ポリウレタンフォームを注入する工程が開始するまで、待機ポジション(1)で待機する。次の金型に硬質ポリウレタンフォームの注入が開始して、注入作業が終了した後、再度、清掃方法が開始する。この動作を、全ての硬質ポリレタンフォームの注入作業が終了するまで繰り返す。
(変形例1)
 本実施の形態では、気体噴射部200の噴射ノズル203は、3つのノズルユニット203a-203cで形成されていたが、ノズルユニットの数は、3つに限定されない。例えば、図11A-11Cに示すノズルユニットを使用してもよい。図11A-11Cは、各々、上に気体噴射部200の上面図を示し、下に上面図をA-A’線、B-B’線、又はC-C’線の切断線で切断した断面図を示す。断面図には、ハッチングは施していない。図中、上方向に伸びる矢印は、ミキシングヘッド10の上昇移動の方向を示す。
 図11Aは、4つのノズルユニットを備える噴射ノズル203の例を示す。4つのノズルユニットは、対向して噴射架台202に取り付けられた一対のノズルユニット213a、213cと、この一対のノズルユニット213a、213cに隣り合って対向する一対のノズルユニット213b、213dを備える。このように3つより多い4つのノズルユニットを備えることにより、清掃精度を増すことができる。
 ノズルユニット213a、213b、213c、213dは、それぞれ30度の傾斜角度をもって噴射架台202に取り付けられている。傾斜角度が0度であると、一対のノズルユニット213a、213cの噴射口と、一対のノズルユニット213b、213d噴射口とが対向することにより、一方のノズルユニットから離脱した硬質ポリウレタンフォームが、対向する他方のノズルユニットに付着する恐れもあるが、傾斜角度が30度であるので、そのような不都合は生じない。
 図11Bは、2つのノズルユニットを備える噴射ノズル203の例を示す。2つのノズルユニットは、対向して噴射架台202に取り付けられた一対のノズルユニット223a、223bを備える。ノズルユニットの数を少なくすることで、コストを抑えることができる。この変形例でも図11Aの変形例と同様に、ノズルユニット223a、223bの傾斜角度は30度に設定されているので、一対のノズルユニット223a、223bが対向して配置されていても、互いのノズルユニット223a、223bに硬質ポリウレタンフォームが付着することはない。
 図11Cは、1つのノズルユニットを備える噴射ノズル233の例を示す。1つのノズルユニット233は、噴射架台202の何れかの辺に取り付けられる。ノズルユニットの数を少なくすることで、コストを抑えることができるとともに、噴射領域を大きくとることができるので、清掃するノズル径が大きいノズルに使用することができる。ノズルユニット233の傾斜角度は、0度から90度の範囲で設定が可能である。
(変形例2)
 実施の形態では、気体噴射部200の噴射ノズル203の傾斜角度は、0度から90度の範囲で設定が可能であると説明した。しかし、傾斜角度が0度の場合に、ノズルユニットを対向して配置した場合には、対向する一方のノズルユニットから離脱した硬質ポリウレタンフォームが他のノズルユニットに付着する恐れがある。したがって、傾斜角度を0度としたノズルユニットを取り付ける場合には、ノズルユニットから離脱した硬質ポリウレタンフォームが、他のノズルユニットに付着しない配置にする必要がある。
 図12A、12Bにノズルユニットの傾斜角度を0度にした場合のノズルユニットの配置の変形例を示す。図12A、12Bは、上に気体噴射部200の上面図を示し、下に上面図をD-D’線、又はE-E’線の切断線で切断した断面図を示す。図中、上方向に伸びる矢印は、ミキシングヘッド10の上昇移動の方向を示す。
 図12Aに示すノズルユニットは、3つのノズルユニット243a、243b、243cを備える。ノズルユニット243a、243b、243cは、それぞれ上面視で120度の角度を隔てて配置されている。各ノズルユニットの噴射口は、対向しないで配置されるので、いずれか一つのノズルユニットから離脱した硬質ポリウレタンフォームは、他のノズルユニットに付着することはない。
 図12Bに示すノズルユニットは、1つのノズルユニット253を備える。一つのノズルユニット253のみであり、ノズルユニット253から離脱した硬質ポリウレタンフォームは、再度、ノズルユニット253に付着することなく、速やかに受け部204に落下する。
 図12A、12Bに示すノズルユニットは、傾斜角度が0度であり、ミキシングヘッド10のノズル13に対して、ノズル13の伸びる方向に90度の角度をもって、気体を噴射する。ノズル13に90度の角度をもって気体が吹き付けられるので、傾斜角度が30度の場合と比較して、吹きつけ力を大きくでき、ノズル13に付着した硬質ポリウレタンフォームを確実に除去することができる。
(断熱材の製造装置)
 次に、上述したノズル清掃装置1を含む断熱材の製造装置について、図1、13を参照して、説明する。
 断熱材の製造装置700は、ミキシングヘッド10と、金型500と、軟化部100と、気体噴射部200と、拭取部300と、移動部400と、を備える。軟化部100と、気体噴射部200と、拭取部300と、移動部400とで、ノズル清掃装置1を構成する。ノズル清掃装置1の各要素についての詳細な説明は省略する。
 図13に示すように、ミキシングヘッド10は、二種類の液体を混合してノズル13から吐出させる装置である。ミキシングヘッド10は、本体部11と、本体部11の内部に形成され、二種類の液体が混合する混合部12と、混合部12で混合された液体を吐出するノズル13と、を備える。ミキシングヘッド10は、第1液体を貯留する第1タンク14に配管を介して接続され、第1タンク14とミキシングヘッド10の間には第1計量ポンプ15が配置される。更に、ミキシングヘッド10は、第2液体を貯留する第2タンク16に、配管を介して接続され、ミキシングヘッド10と第2タンク16の間には、第2計量ポンプ17が配置される。
 第1タンク14は、ポリオール成分を主成分とする第1液体を貯留するタンクであり、第2タンク16は、イソシアネート成分を主成分とする第2液体を貯留するタンクである。第1液体及び第2液体には、助剤である発泡剤、触媒、整泡剤、難燃剤等が含まれる。
 第1計量ポンプ15は、第1タンク14に貯留された第1液体を計量してミキシングヘッド10に送液するポンプであり、第2計量ポンプ17は、第2タンク16に貯留された第2液体を計量してミキシングヘッド10に送液するポンプである。第1計量ポンプ15及び第2計量ポンプ17は、容積ポンプであり、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ等が使用される。
 混合部12は、本体部11の内部に形成されたチャンバーである。混合部12において、第1計量ポンプ15から送液されたポリオール成分を主成分とする第1液体と、第2計量ポンプ17により送液されたイソシアネート成分を主成分とする第2液体とが、高圧状態で混合される。
 ノズル13は、混合部12で第1液体と第2液体とが混合されることで生成される硬質ポリウレタンフォームを吐出させる部材である。
 金型500は、硬質ポリウレタンフォームを利用し成形加工して断熱材を得るための、主として金属素材を用いて製造した型であり、射出成形により成形品を得る。図2、3に示すように、金型500は、本体部501と、成形品の外形を成形するための内部形状を備える凹部502を、備える。金型500の上面には、硬質ポリウレタンフォームを注入するための開口503が形成されている。
 移動部400が、ミキシングヘッド10を、金型500とノズル清掃装置1との間を移動させて、断熱材の製造とノズル13の清掃とを繰り返す。
(断熱材の製造方法)
 断熱材の製造装置700を使用した断熱材の製造方法は、ウレタンフォーム生成ステップと、金型注入ステップと、軟化ステップと、気体噴射ステップと、拭取りステップと、を備える。軟化ステップと、気体噴射ステップと、拭取りステップは、清掃方法のステップであり、詳細説明は省略する。
 図14は、断熱材の製造方法の流れを示すフローチャートである。各ステップの動作処理は、制御部600によりコントロールされる。図1に示すように、制御部600は、移動部400によりミキシングヘッド10を、待機ポジション(1)から金型500の上方の金型注入ポジション(2)まで移動させる。そして、移動部400によりミキシングヘッド10は金型500の開口503まで下降され、停止され、ウレタンフォーム生成ステップが開始する(ステップS201)。
 第1タンク14に貯留された第1液体が、第1計量ポンプ15が駆動することで、第1タンク14から吸い出され、第1計量ポンプ15により必要とされる量が計量されて、ミキシングヘッド10に送液される。同時に、第2タンク16に貯留された第2液体が、第2計量ポンプ17が駆動することで、第2タンク16から吸い出され、第2計量ポンプ17により必要とされる量が計量されて、ミキシングヘッド10に送液される。
 ミキシングヘッド10に送液された第1液体と第2液体は、混合部12で高圧で衝突して混合される。そして、混合部12で混合された第1液体のポリオール成分と第2液体のイソシアネート成分が化学反応を起こして発泡、樹脂化して、硬質ポリウレタンフォームが生成される。
 そして、生成された硬質ポリウレタンフォームは、ノズル13の先端から吐出されて、金型注入ステップが開始する(ステップS202)。吐出された硬質ポリウレタンフォームは、ノズル13の先端から金型500の開口503を介して、金型500内に注入される。混合部12から戻された第1液体と第2液体は、それぞれ第1タンク14と第2タンク16に戻る。
 金型500内に硬質ポリウレタンフォームを注入されている間、図2に示すアーム部402は、旋回移動及び回転移動する。アーム部402の旋回移動及び回転移動により、第5アーム402eの先端に固定されたミキシングヘッド10は上下左右前後に移動する。ミキシングヘッド10が上下左右前後に移動されることにより、ノズル13から金型500の開口503に吐出される硬質ポリウレタンフォームは、金型500の隅々まで注入される。金型500の長手方向におけるノズル13の注入位置は、アーム部402の旋回移動により変更され、金型500の短手方向におけるノズル13の注入位置は、アーム部402の前後移動により変更される。金型500に注入された硬質ポリウレタンフォームは、一定の期間、冷却され、型抜きされることで成形品となる。
 次に、制御部600は、ミキシングヘッド10を、移動部400により金型500から上昇させ、図1に示す軟化部100のある軟化ポジション(3)まで移動させ停止し、軟化ステップが開始する(ステップS203)。ミキシングヘッド10のノズル13が溶剤101に浸浸されることで、ノズル13の付着した硬質ポリウレタンフォームが軟化される。
 次に、制御部600は、ミキシングヘッド10を、移動部400により図1に示す気体噴射部200のある気体噴射ポジション(4)まで移動させ、気体噴射ステップが開始する(ステップS204)。気体がノズル13に向けた噴射されることで、ノズル13の先端に付着した硬質ポリウレタンフォームが吹き飛ばされて、除去される。
 次に、制御部600は、ミキシングヘッド10を、移動部400により図1に示す拭取ポジション(5)まで移動させ、拭取りステップが開始する(ステップS205)。ノズル13の先端が拭取台301の拭取り面に接触することで、ノズル13の先端に付着していた溶剤101は拭き取られ、拭取りステップが終了する。
 そして、拭き取りが終了したミキシングヘッド10は、待機ポジション(1)に戻り、清掃は終了する。制御部600は、次の成形品を成形する必要があるか否かを判断し(ステップS206)、次のポリウレタンフォームの成形品を成形する必要がある場合には(ステップS206;YES)、ステップS201に戻り、移動部400により、ミキシングヘッド10を金型500まで移動させ、ウレタンフォーム生成ステップを開始し、その後、清掃ステップを行う。この処理を、成形品の成形が必要なくなるまで繰り返す。
 次の成形品を成形する必要がない場合(ステップS206;NO)には、処理を終了して、使用者から次の指示があるまで待機ポジションにて待機する。
 本実施の形態に係るノズル清掃装置1は、軟化部100と気体噴射部200を備えるので、ノズル13に付着した硬質ポリウレタンフォームを、軟化させてから気体により除去でき、確実に硬質ポリウレタンフォームを除去することができる。
 本実施の形態における軟化部100は、ノズル13の先端部分を溶剤101に浸すので、ノズル13の内部及び外周の双方に付着した硬質ポリウレタンフォームを軟化させることができる。したがって、ノズル13の内部及び外周の双方に付着した硬質ポリウレタンフォームを次工程の気体噴射ステップにおいて、容易に除去することができる。
 本実施の形態における気体噴射部200の噴射ノズル203の先端は、ノズル13の先端より上方の第1の位置に配置されるので、ノズル13から離脱した硬質ポリウレタンフォームが噴射ノズル203に付着することはない。噴射ノズル203に硬質ポリウレタンフォームが付着しなければ、噴射ノズル203を清掃する装置を別途設ける必要もない。
 本実施の形態は、拭取部300を備えるので、ノズル13の先端に付着した溶剤101を拭き取ることができ、次に、ノズル13から噴き出す硬質ポリウレタンフォームに溶剤101が混入することはない。それにより、硬質ポリウレタンフォームにより成形された製品の品質を維持することができる。
 本実施の形態のノズル清掃装置1は、粘度の高い硬質ポリポリウレタンフォームを吐出するノズルを清掃するのに有効である。
 本実施の形態の断熱材の製造装置700は、ノズル清掃装置1を備えるので、ノズル13からのウレタンフォームの吐出と、ノズル13の清掃を繰り返し行うことで、断熱材の製造作業を連続して行うことができる。
 本実施の形態では、ノズル清掃装置1は、軟化部100と、気体噴射部200と、拭取部300を備えると説明したが、気体噴射部200により、溶剤101が吹き飛ばされれば、拭取部300は、備えなくてもよい。
 本実施の形態では、ミキシングヘッド10は、軟化部100、気体噴射部200、拭取部300の順で移動されると説明したが、途中で逆に移動させてもよい。例えば、軟化部100での硬質ポリウレタンフォームの軟化が不十分であれば、気体噴射部200で硬質ポリウレタンフォームの一部を除去した後、再度、溶剤101に浸漬させてもよい。
 本実施の形態では、ノズル13に付着した硬質ポリウレタンフォームを、溶剤に浸漬して軟化させると説明したが、ノズル13の周囲から溶剤を一定の時間噴霧して、硬質ポリウレタンフォームを軟化させてもよい。
 本実施の形態では、噴射架台202は四角柱の筒状形状であると説明したが、噴射架台202の形状はこの形状に限定されない。内部にミキシングヘッド10を挿入でき、噴射ノズルが取付けられる形状であれば、いかなる形状でもよい。
 本実施の形態では、溶剤101に浸漬する時間は短くすることで、硬質ポリウレタンフォームをノズル13から離脱させないと説明した。浸漬する時間を長く設定したとき、あるいは予想より早く軟化したときに備えて、硬質ポリウレタンフォームが溶剤101の液面上に浮上していることを検知する監視カメラを設置してもよい。監視カメラにより溶剤101の液面上に硬質ポリウレタンフォームが浮上したことを検知したときには、硬質ポリウレタンフォームを自動で除去する装置を別途設けてもよい。
 本実施の形態では、断熱材の製造装置と製造方法を説明したが、断熱材を製造することに限定されず、金型500を使用して成形できる成形品であれば、いかなる製品にも適用することができる。
 本実施の形態では、円板形状の拭取台301を使用したが、拭取台301の形状は、円板形状には限定されない。例えば、円筒状の拭取台の外周面に布を貼付して、円筒の中心軸を中心に回転させてもよい。
 本実施の形態では、ノズル清掃装置1は、硬質ポリウレタンフォームをノズル13から除去すると説明したが、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム等、他の付着物の除去にも使用することができる。
 本実施の形態では、噴射ノズル203が噴射架台202に固定され、ノズル13が上昇すると説明したが、噴射ノズル203とノズル13とは相対移動すればよく、噴射ノズル203が上下方向に移動してもよい。また、気体噴射部200では、ノズル13の先端を下向きにしたミキシングヘッド10を使用して説明したが、アーム部402によりいかなる方向へ向けてもよい。
 本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされる。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
 本出願は、2020年11月25日に出願された、日本国特許出願特願2020-195183号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願2020-195183号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
 本開示は、ポリウレタンフォームを吹き出すノズルを清掃するノズル清掃装置に好適に利用できる。
 1 ノズル清掃装置、10 ミキシングヘッド、11 本体部、12 混合部、13 ノズル、13a 硬質ポリウレタンフォーム、14 第1タンク、15 第1計量ポンプ、16 第2タンク、17 第2計量ポンプ、100 軟化部、101 溶剤、102 溶剤容器、103 溶剤架台、104 溶剤返却部、104a 傾斜板、105、106 矢印、200 気体噴射部、201 基台、202 噴射架台、203 噴射ノズル、204 受け部、205 噴射口、203a、203b、203c ノズルユニット、213a、213b、213c、213d ノズルユニット、223a、223b ノズルユニット、233 ノズルユニット、243a、243b、243c ノズルユニット、253 ノズルユニット、300 拭取部、301 拭取台、302 回転軸、303、304、305 矢印、400 移動部、401 基台、402 アーム部、402a 第1アーム、402b 第2アーム、402c 第3アーム、402d 第4アーム、402e 第5アーム、403 連結部、404、405、406 矢印、500 金型、501 本体部、502 凹部、503 開口、600 制御部、601 CPU、602 RAM 603 ROM、604 操作部、605 ディスプレイ、700 断熱材の製造装置。

Claims (21)

  1.  ポリウレタンフォームを吐出するノズルを清掃するノズル清掃装置であって、
     溶剤により前記ノズルに付着したポリウレタンフォームを軟化させる軟化部と、
     気体を噴射する噴射ノズルを備え、当該噴射ノズルから気体を噴射させて軟化されたポリウレタンフォームを除去する気体噴射部と、
     前記軟化部と前記気体噴射部との間で、前記ノズルを移動させる移動部と、
     を備えるノズル清掃装置。
  2.  ポリウレタンフォームが除去された前記ノズルの先端を拭き取る拭取部を、更に備える、
     請求項1に記載のノズル清掃装置。
  3.  前記軟化部は、前記ノズルを前記溶剤に浸漬させてポリウレタンフォームを軟化させる、
     請求項1又は2に記載のノズル清掃装置。
  4.  前記ノズルの先端は、前記気体噴射部の前記噴射ノズルの先端より下方の第1の位置に配置され、前記噴射ノズルは、前記第1の位置に配置された前記ノズルの先端に向けて気体を吹き付ける、
     請求項1から3の何れか1項に記載のノズル清掃装置。
  5.  前記ノズルと前記噴射ノズルとは、前記ノズルの先端が、前記第1の位置から、前記第1の位置より上方で前記噴射ノズルの先端より下方の第2の位置に配置されるまで、相対的に移動され、前記気体噴射部は、相対的に移動されている間、前記ノズルに気体を噴射する、
     請求項4に記載のノズル清掃装置。
  6.  上面視で前記軟化部、前記気体噴射部、前記拭取部の順に配置される、
     請求項2に記載のノズル清掃装置。
  7.  前記軟化部と前記気体噴射部とは、傾斜板で接続される、
     請求項1に記載のノズル清掃装置。
  8.  前記気体噴射部の前記噴射ノズルは、上面視で、先端部の噴射口に向けて幅が徐々に広くなるホーン形状を有し、前記噴射口の形状は扁平である、
     請求項1に記載のノズル清掃装置。
  9.  前記気体噴射部の前記噴射ノズルは、複数の噴射ノズルであり、当該複数の噴射ノズルは、気体が吹き付けられる前記ノズルが配置される領域を囲み同じ高さに配置される、
     請求項1に記載のノズル清掃装置。
  10.  前記複数の噴射ノズルは、各噴射口が下方に傾斜して配置される、
     請求項9に記載のノズル清掃装置。
  11.  前記複数の噴射ノズルは、4つの噴射ノズルであり、当該4つの噴射ノズルは、上面視で90度の間隔で配置されている、
     請求項9に記載のノズル清掃装置。
  12.  前記複数の噴射ノズルは、3つの噴射ノズルであり、当該3つの噴射ノズルは、上面視で120度の間隔で配置されている、
     請求項9に記載のノズル清掃装置。
  13.  前記複数の噴射ノズルは、2つの噴射ノズルであり、当該2つの噴射ノズルは、上面視で180度の間隔で配置されている、
     請求項9に記載のノズル清掃装置。
  14.  前記噴射ノズルは、1つの噴射ノズルであり、噴射口が下方に傾斜して配置される、
     請求項1のノズル清掃装置。
  15.  前記拭取部は、前記ノズルと接触することで前記ノズルの先端を拭き取る拭取台と、前前記ノズルと平行に配置され、前記拭取台を回転させる回転軸と、を備える、
     請求項2に記載のノズル清掃装置。
  16.  前記拭取台の回転軸は、一方向にのみ回転する、
     請求項15に記載のノズル清掃装置。
  17.  ポリウレタンフォームを生成するミキシングヘッドであって、生成されたポリウレタンフォームを金型に向けて吐出するノズルを備えるミキシングヘッドと、
     前記ミキシングヘッドのノズルを清掃する、請求項1から16の何れか1項に記載のノズル清掃装置と、
     を備える断熱材の製造装置。
  18.  ポリウレタンフォームを吐出するノズルを清掃するノズル清掃方法であって、
     前記ノズルに付着したポリウレタンフォームを溶剤により軟化させる軟化ステップと、
     軟化されたポリウレタンフォームに向けて気体を噴射して、ポリウレタンフォームを除去する気体噴射ステップと、
     を備えるノズル清掃方法。
  19.  ポリウレタンフォームが除去された前記ノズルの先端を拭き取る拭取りステップを、更に備える、
     請求項18に記載のノズル清掃方法。
  20.  前記軟化ステップ、前記気体噴射ステップ、前記拭取りステップの順に実行される、
     請求項18に記載のノズル清掃方法。
  21.  ノズルから金型にポリウレタンフォームを注入するステップと、
     前記金型にポリウレタンフォームを注入した後、前記ノズルを清掃する請求項18から20の何れか1項に記載のノズル清掃方法と、
     を備える断熱材の製造方法。
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