JP2008290252A - 断熱樹脂注入機及び注入ノズル及びノズル連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱樹脂の詰り難い注入ノズル及びこの注入ノズルを備えた断熱樹脂注入機及び注入ノズルを断熱樹脂注入機本体に取り付けるのに用いる注入ノズル連結具を提供する。
【解決手段】ミキシングヘッドの二液を混合する撹拌ロータを収容するケース２の二液の混合液の吐出口２ｄ１に近接する位置に根本がケースに固定されるつば４ｂと、ケースの吐出口から流出する混合二液を受け入れる受け入れ口から排出口までの混合液の通路を構成し、つばと一体又は一体的なパイプ５とを設け、少なくともパイプを合成樹脂とした。
【選択図】図１

Description

この発明はアルミニウムサッシを断熱される構造とするために、サッシバーに樹脂を注入する断熱樹脂注入機及び断熱樹脂注入機に備える注入ノズル及び注入ノズルを断熱樹脂注入機と連結するための注入ノズル連結具に関する。

従来、二液混合して生成するポリウレタン樹脂は硬化時間が短い種類のものを選べること、断熱性のあること、機械強度にすぐれることで断熱サッシの製造に多用されている。断熱樹脂注入機は例えばポリエーテルポリオール（Ａ液）とポリメリックＭＤＩ（Ｂ液）を混合する手段と、混合されたこの二液を押し出す手段と、押し出される二液をサッシバーに導く注入ノズルと、注入ノズルを断熱樹脂注入機に連結するノズル連結金具とを有する。そして、サッシバーを横置して、断熱樹脂注入機をサッシバーに沿って送り乍断熱樹脂をサッシバーに注入する。又は、断熱樹脂注入機を固定しておいてサッシバーをその長手方向に送り乍断熱樹脂をサッシバーに注入する。

図８は従来例の注入ノズルの縦断面図を示す。図において、撹拌ロータを収容するケース２２にはパッキン２３を加圧するニップル２６がねじ込んである。ニップル２６の穴２６ａには注入ノズル２４の上端が嵌合している。注入ノズル２４の外周に密に嵌合するこま２５はニップル２６にねじ込まれた袋ナット２７により締め込まれている。

注入ノズル２４は銅製であって、上部が中空円筒形で下部は断面が長円形状で中間部より下方に向って次第に滑らかに中空円筒形から断面が長方形としている。

このような断熱樹脂の注入は低圧力で行われる。注入ノズルにはポリウレタンが付着して詰る。ポリウレタンが詰った注入ノズルは洗浄する。従来は注入ノズルの洗浄剤としてメチレンクロライドを使用していた。メチレンクロライドに対して耐抗性から銅製ノズルが使用されている。
特開２０００−２５０５５ 実開平５−９３５６４

銅製の注入ノズルを用いると、注入時間と共に注入ノズルは次第に詰る。そこでポリウレタン樹脂を注入ノズルから除去するために、注入ノズルを断熱樹脂注入機から外してメチレンクロライドで洗浄する。ポリウレタン樹脂は注入ノズル内に詰りやすく完全に洗淨しきれないことから、注入ノズルの交換、樹脂の除去に多くの時間がかかっていた。また、環境に対する配慮から洗浄剤としてのメチレンクロライドを全廃し環状エステルを代替品とすることにより洗浄性は落ち、ますます注入ノズルの交換、樹脂の除去に時間がかかるようになった。

本発明は上記課題を解決し、断熱樹脂の詰り難い注入ノズル及びこの注入ノズルを備えた断熱樹脂注入機及び注入ノズルを断熱樹脂注入機本体に取り付けるのに用いる注入ノズル連結具を提供することを目的とする。

二液混合型のポリウレタン樹脂は二液を混合して硬化するまでの時間が短い。二液が混合して硬化するまでは発熱反応を生ずる。そこで、注入ノズルの根本側では温度も低く注入ノズル先端に行くにつれて温度上昇する。一方、銅製注入ノズルによれば、銅製注入ノズル内を通過する樹脂により銅製注入ノズルは加熱される。銅製注入ノズルは外周からの放熱はあるものの、蓄熱される。そして、銅製注入ノズルは先端に行く程、そこで通過する断熱樹脂の温度は高いので、高温度となる。銅は断熱樹脂からの熱伝達は大きく注入ノズルでの熱伝導が高い。従って、銅製注入ノズルはその先端が高温度となると共に根本側に向って熱伝導を行って銅製注入ノズルの根本側ではそこを通過する断熱樹脂を加熱する。従って、そこで断熱樹脂が注入ノズル先端側で固まる。銅製注入ノズルでは一部で断熱樹脂が付着しても、銅製注入ノズルの先端側からの伝熱があるので断熱樹脂の付着が続行して次第に詰る。

本発明は銅製注入ノズルに断熱樹脂が詰る機序は上述のようではないかと推察して課題の解決手段を求めた。

本願に係る第１の発明は混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合してサッシバーの断熱部に注入する注入ノズルにおいて、
ミキシングヘッドの二液を混合する攪拌ロータを収容するケースの二液の混合液の吐出口に近接する位置に根本がケースに固定されるつばと、ケースの吐出口から流出する混合二液を受け入れる受け入れ口から排出口までの混合液の通路を構成する、つばと一体又は一体的なパイプとを設け、少なくともパイプを合成樹脂としたことを特徴とする注入ノズルである。

本願に係る第２の発明はケースの吐出口から混合液を受け入れる根本側と、排出口のある先端側を夫々別部材とし、根本側の注入ノズルに対して先端側の注入ノズルを挿脱可能に取り付けたことを特徴とする第１の発明に記載の注入ノズルである。

本願に係る第３の発明は根本側の注入ノズルの材質をふっ素樹脂とし、先端側の注入ノズルの材質をポリエチレン樹脂としたことを特徴とする第２の発明に記載の注入ノズルである。

本願に係る第４の発明は混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合した混合液をサッシバーの断熱部に注入する注入ノズルであって上端につばを有する合成樹脂製中空パイプの注入ノズルをミキシングヘッドに取り付ける注入ノズル連結具において、
ミキシングヘッドの攪拌ロータを収容する混合室と、混合室の底の混合液の吐出口と、吐出口のすぐ下の吐出口より拡径した円筒形の密封部穴及び密封部穴の下方に有するめねじを有する注入ノズル取付部と、を有するケースと、
円筒形の密封部穴に密に嵌合し中心に吐出口に続く穴を有するパッキンと、
注入ノズルのつばの首下が密に嵌入する貫通穴と、注入ノズルのつばをパッキンに向って加圧する上端面と、ケースのめねじにねじ込まれるおねじと、締結用工具を係合して回転を与えられるための工具柄と、を有する管継手と、
を有することを特徴とする注入ノズル連結具である。

本願に係る第５の発明は混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合して注入ノズルを通じてサッシバーの断熱部に注入して硬化させる断熱樹脂注入機において、
二液のうちの一液を貯留したタンク及びこのタンクとミキシングヘッドを結ぶ配管装置と、
前記二液のうちの他の一液を貯留したこのタンク及びタンクとミキシングヘッドを結ぶ配管装置と、
二液を混合する攪拌ロータを有するミキシングヘッドと、
撹拌ロータを収納しミキシングヘッドに取り外し可能に装着されたケースと、
ケースの底の二液の混合液の吐出口の近くで根本が始まり垂下する樹脂製注入ノズルと、
注入ノズルの根本側をケースに固定するノズル連結具と、
を有することを特徴とする断熱樹脂注入機である。

請求項１に係る発明によれば、注入ノズルへのポリウレタン樹脂の付着が極減し、注入ノズルの洗浄時間、洗浄回数、注入ノズルの交換回数が少なくなった（例えば長さ６ｍのサッシバー９本への断熱樹脂注入に一度の洗浄を行っていたのが同サッシバー５０本への断熱樹脂注入に一度の洗浄となった）。従って、生産性が著しく上昇した。また、注入ノズルが合成樹脂製となったことから、注入ノズルの価格が安価となった。また、注入ノズルは一端につばがあってつばが固定されるようになっているので温度変化に対してパイプ部分は長手方向に伸縮するが断面形状は変化しない。

請求項２に係る発明によれば、混合液が固まり付着が支配的に発生する注入ノズルの先端側を根本側の注入ノズルに対して挿脱可能としてあるので、先端側の注入ノズルの取り替えを行う時間が短く、この注入ノズルを用いる断熱樹脂注入機の稼働率を高め得た。

請求項３に係る発明によれば、根本側の注入ノズルをふっ素樹脂としたことにより、根本側の注入ノズルはより混合液が付着固化し難くなった。先端側の注入ノズルをポリエチレン樹脂としたことにより、先端側の注入ノズルは、根本側の注入ノズルよりも取り替える回数が多いので一層コスト低減できた。また、容易に成形できるので先端側の注入ノズルを所望の断面とできる。

請求項４に係る発明によれば、注入ノズルの首下が密に嵌入する貫通穴となっているので注入ノズルの樹脂の材質を軟質のもの、弾性のあるものを選択できる。注入ノズルの着脱は継手の貫通穴に注入ノズルを挿入して、おねじをケースのめねじにねじ込むだけで取り付けることができる。注入ノズルの材質として軟質の樹脂、弾性のある樹脂を採用したとしても、注入ノズルの貫通穴に嵌合している部分の断面形状をよく保つことができる。

請求項５に係る発明によれば、樹脂製注入ノズルを備えているので、注入ノズルの洗浄頻度が少なくなり、注入ノズルの取り外し、取り付けに要する時間が短くなり断熱樹脂注入機の稼働率が向上した。

以下、本発明の実施例を図面を併用して説明する。

図１は、注入ノズルを備えたノズル連結具の縦断面図、図２はフローシートで示す断熱樹脂注入機の図、図３は注入ノズルの平面図、図４は図１のＡ−Ａ断面図、図５は図１のＢ−Ｂ断面図、図６は図１のＣ−Ｃ断面図、図７は図１のＤ−Ｄ断面図である。

図１に示すように図２に示すミキシングヘッド１に取り外し可能に設けられたケース２にはパッキン３、注入ノズル４，５、管継手６が取り付けられている。

ケース２はミキシングヘッド１に設けた縦軸で回転する撹拌ロータ９（図２参照）が隙間少なく嵌合する混合室２ａと、ミキシングヘッド１に位置合せのために嵌め込む円筒形の嵌め込み部２ｂと、ミキシングヘッド１に接して図示されない締結手段で締結されるフランジ２ｃと、混合室２ａの底部中心から下方へ貫通する注入ノズル４，５を取り付けるための段穴２ｄを有する。段穴２ｄはノズル４の内径と同一径の吐出口２ｄ１と、吐出口２ｄ１から拡径された密封部穴２ｄ２とを有する。密封部穴２ｄ２の下方には内径が密封部穴２ｄ２と同径又は密封部穴２ｄ２よりも少し大径のめねじ２ｄ３が切られている。

ここで、密封部穴２ｄ２、めねじ２ｄ３は注入ノズル取付部となっている。

混合室２ａは中心線が上下方向の円筒部２ａ１の下方に円錐部２ａ２を備えている。嵌め込み部２ｂは円筒部２ａ１と同心の上下方向の短い円筒形でありケース２の最上部にある。フランジ２ｃは嵌め込み部２ｂに続いて位置して、フランジ２ｃを貫通している穴（図示されない）を用いてミキシングヘッド１にボルトで取り付けるか、又はフランジ押え金具（図示されない）を用いてフランジ２ｃを押圧してミキシングヘッド１に取り付ける。

ケース２の密封部穴２ｄ２にはリング状のパッキン３が密に嵌入している。パッキン３には注入ノズル４の円筒形中空筒４ａの上部に一体に設けた円形のつば４ｂが当接している。つば４ｂは該筒４ａの内周又は外周に嵌合して熱溶融又は接着剤で固着した短管の上部に一体に設けてもよい（図示されない）。めねじ２ｄ３にねじ込まれた管継手６はその上端面がつば４ｂをパッキン３に向って押圧している。管継手６は中心に円筒形の注入ノズル４の真下が丁度密に嵌入する貫通穴６ｃを有する。管継手６の外周はスパナを掛ける六角形部６ａ，６ｂを備えている。ここで管継手６は注入ノズル取付具となっている。なお、図１の管継手６は注入ノズル４の部分を図１の紙面より見て手前側をカットして表現されており、注入ノズル４を除く部分は管継手６の外周を表している。

図４は図１のＡ−Ａ断面図である。注入ノズル４は図４に断面を示すように全長にわたり中空円筒形である。注入ノズル４の外径は８ミリメートル、内径は６ミリメートルである。注入ノズル４の上端は吐出口２ｄ１を通じて圧入するＡ液とＢ液の混合液の受け入れ口である。

図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。注入ノズル５は上部５ａが図５に示すように中空円筒形であって、注入ノズル５の内周は注入ノズル４の外周に軽圧入される。即ち、注入ノズル５は注入ノズル４に対して手で持って抜き差し出来るようになっている。注入ノズル５の上部５ａの内径は８ミリメートル、外径は１０ミリメートルである。注入ノズル４，５をＡ液とＢ液の混合液の通路を構成している。

図６は図１のＣ−Ｃ断面図である。図６に示すように注入ノズル５の中間部５ｂは偏平な長円形中空筒となっている。この中間部５ｂは先端部５ｃまで上部５ａを除いて加熱加圧成形し偏平としたものである。図１のＢ−Ｂ断面から同図のＣ−Ｃ断面間における注入ノズル５は中空円筒形から次第に偏平の度合が大となるようになっている。中間部５ｂは偏平の度合が最も大きい。図７は図１のＤ−Ｄ断面図である。注入ノズル５の先端部５ｃは中間部５ｂの断面と同一である。中間部５ｂから先端部５ｃ間は同一断面である。

注入ノズル５は厚さ２ｍｍ幅１２ｍｍの鉄製フラットバーに円筒形の樹脂製のチューブの内周を差し込み、チューブの先を加熱加圧して薄くし注入ノズル５を製作した。

上記において、上部の注入ノズル４は例えばふっ素樹脂製、下部の注入ノズル５は例えばポリエチレン樹脂製である。注入ノズル４，５としては例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリふっ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリふっ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペリフロロアルコシふっ化プラスチック（ＰＦＡ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の何れかを用い得る。

サッシバー１１への樹脂注入は図２に示すようにＡ液（ポリエーテルポリオール）を貯留したタンク７とＢ液（ポリメリックＭＤＩ）を貯留したタンク８から夫々配管装置１４，１５を通じてミキシングヘッド１にＡ液及びＢ液が給送される。図示されないが配管装置１４，１５には制止弁、フィルタ、ポンプ、圧力計が介装されている。ミキシングヘッド１では撹拌ロータ９が回転してケース２内でＡ液、Ｂ液が混合される。混合液は直ちに反応を始め発熱をする。この発熱による混合液の温度は注入ノズル４，５を通過する混合液で６０〜７０℃である。そして、ケース２の吐出口２ｄ１、パッキン３の穴３ａ、第１の注入ノズル４、第２の注入ノズル５を通じてサッシバー１１の条溝１１ａに注入される。アルミ押出形材のサッシバー１１又はミキシングヘッド１が図２の紙面に直交する方向に送りが与えられるので、サッシバー１１の条溝１１ａのほぼ全長にわたりポリウレタン樹脂の断熱樹脂１２が生成される。断熱樹脂１２が硬化した後は条溝１１ａの底部材１１ｂを切削により削除する。

ミキシングヘッド１の洗浄は洗浄剤を収容してあるソルベントタンク１３中のソルベントをミキシングヘッド１に流して洗浄する。

上記とは別に注入ノズル４，５は詰りを生ずると洗浄液として環状エステル（商標名としては例えばケミクリーン）を用いて洗浄した。

以下実施例と比較例のデータを示す。
〔本実施例のデータ〕
注入ノズル４はふっ素樹脂、注入ノズル５はポリエチレン樹脂を採用した。

断熱樹脂の注入作業は長さが６ｍのサッシバー１１の条溝１１ａに混合液を注入する作業を複数のサッシバー１１を連続して送って行った。この実施例によれば、注入ノズル４，５を洗浄することなくサッシバー１１ ５０本に断熱樹脂１２となる混合液を注入できた。サッシバー１１ ５０本毎注入ノズル５に詰った半ば硬化した樹脂を洗浄して除去する。注入ノズル５を洗浄液の中に入れなくても詰った樹脂が取れるようになった。このため注入ノズル５の洗淨による清掃に要する時間がわずかとなった（清掃時間 １日約１０分）。注入ノズル５の清掃の際に付着させる洗浄液は１回の洗浄で１５０ｇで１日２回清掃したので１日の洗浄液の使用量は３００ｇである。

根本側の注入ノズル４は断熱樹脂となる混合液で詰らなくなった。
〔比較例のデータ〕
注入ノズルは根本が外径１０ミリメートル、内径８ミリメートルで先端は形状寸法が実施例とほぼ同一の銅製一体物である。注入されるサッシバーの断面、長さ、注入する断熱樹脂となる混合液は実施例と同じである。

従来例では以下のとおりの実績であった。

銅製ノズルを用いて前記実用例と同様のサッシバー１１に対して連続で断熱樹脂を注入するとサッシバー９本以下の本数にて注入ノズルは詰った。そこで注入ノズルを一度洗浄する。サッシバー２０本への断熱樹脂となる混合液の注入で注入ノズルを交換していた。

注入ノズルに詰った樹脂を取り除くのに環状エステルの中に放置後、清掃していた（清掃時間 １日約６０分）。

注入ノズル４に相当する部分は円筒形銅筒又は連結金具の中心穴としたが、銅製であって、断熱樹脂となる混合液は詰りやすくなっていた。

＊費用の比較は比較例６に対し本実施例では１で約６分の１となった。比較は洗浄剤使用量と注入ノズル清掃時間のみで行った。上記以外にも注入ノズル価格が比較例では銅製、本実施例は合成樹脂製であり本例の方がはるかに安い。また、本実施例では洗浄液の使用量が比較例に対して約６分の１となり、洗浄後の廃液も本実施例の方が少ないので廃液の処理費用も少なくなる。

上述の点より、実施例の注入ノズル４，５によれば、ポリウレタン樹脂の注入ノズル４，５への付着が極減し、注入ノズルの洗浄時間、洗浄回数、交換回数が少なくなった。従って生産性が著しく上昇した。注入ノズルが銅製から合成樹脂製となったことから注入ノズルの価格が低下した。

注入ノズル４はふっ素樹脂とした場合熱膨張係数は８.３〜１２（１０^-3／℃）である。注入ノズル４は上端につば４ｂを有して、つば４ｂをパッキン３と管継手６で挟圧して取り付けてあるのでパイプ４ａ部分はその長手方向に伸縮しても圧縮応力は生ぜず断面形状は変化しないでよく保たれる。

注入ノズル５は注入ノズル４の外周にその内周を差し込むだけのなので注入ノズル５の注入ノズル４への着脱は容易である。従って、注入ノズル５の取り付け取り外しは短い時間で行い得る。

通常、ケース２はミキシングヘッド１に取り付けたままで、注入ノズル４のミキシングヘッド１への取り付けは注入ノズル取付具６に注入ノズル４を差込んでから、注入ノズル取付具６をケース２の段穴２ｄのめねじ２ｄ３にねじ込むだけであるので取り付けは簡単である。

本発明の実施例の縦断面図である。 断熱樹脂注入機のフローシートである。 注入ノズルの平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図１のＤ−Ｄ断面図である。 従来例の縦断面図である。

符号の説明

１…ミキシングヘッド
２…ケース ２ａ…混合室 ２ａ１…円筒部 ２ａ２…円錐部 ２ｂ…嵌め込み部 ２ｃ…フランジ ２ｄ…段穴 ２ｄ１…吐出口 ２ｄ２…密封部穴 ２ｄ３…めねじ
３…パッキン ３ａ…穴
４…注入ノズル
５…注入ノズル ５ａ…上部 ５ｂ…中間部 ５ｃ…先端部
６…管継手 ６ａ，６ｂ…六角形部 ６ｃ…貫通穴
７…Ａ液タンク
８…Ｂ液タンク
９…撹拌ロータ
１１…サッシバー １１ａ…条溝 １１ｂ…底部材
１２…断熱樹脂
１３…ソルベントタンク
１４，１５…配管装置
２２…ケース
２３…パッキン
２４…銅製注入ノズル
２５…こま
２６…ニップル ２６ａ…穴
２７…袋ナット

Claims (5)

1. 混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合してサッシバーの断熱部に注入する注入ノズルにおいて、
   ミキシングヘッドの二液を混合する攪拌ロータを収容するケースの二液の混合液の吐出口に近接する位置に根本がケースに固定されるつばと、ケースの吐出口から流出する混合二液を受け入れる受け入れ口から排出口までの混合液の通路を構成する、つばと一体又は一体的なパイプとを設け、少なくともパイプを合成樹脂としたことを特徴とする注入ノズル。
2. ケースの吐出口から混合液を受け入れる注入ノズルの根本側と、排出口のある先端側を夫々別部材とし、根本側の注入ノズルに対して先端側の注入ノズルを挿脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の注入ノズル。
3. 根本側の注入ノズルの材質をふっ素樹脂とし、先端側の注入ノズルの材質をポリエチレン樹脂製としたことを特徴とする請求項２に記載の注入ノズル。
4. 混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合した混合液をサッシバーの断熱部に注入する注入ノズルであって上端につばを有する合成樹脂製中空パイプの注入ノズルをミキシングヘッドに取り付ける注入ノズル連結具において、
   ミキシングヘッドの攪拌ロータを収容する混合室と、混合室の底の混合液の吐出口と、吐出口のすぐ下の吐出口より拡径した円筒形の密封部穴及び密封部穴の下方に有するめねじを有する注入ノズル取付部と、を有するケースと、
   円筒形の密封部穴に密に嵌合し中心に吐出口に続く穴を有するパッキンと、
   注入ノズルのつばの首下が密に嵌入する貫通穴と、注入ノズルのつばをパッキンに向って加圧する上端面と、ケースのめねじにねじ込まれるおねじと、締結用工具を係合して回転を与えられるための工具柄と、を有する管継手と、
   を有することを特徴とする注入ノズル連結具。
5. 混合することにより硬化して硬質ポリウレタン樹脂となる二液をミキシングヘッドで混合して注入ノズルを通じてサッシバーの断熱部に注入して硬化させる断熱樹脂注入機において、
   二液のうちの一液を貯留したタンク及びこのタンクとミキシングヘッドを結ぶ配管装置と、
   前記二液のうちの他の一液を貯留したタンク及びこのタンクとミキシングヘッドを結ぶ配管装置と、
   二液を混合する攪拌ロータを有するミキシングヘッドと、
   撹拌ロータを収納しミキシングヘッドに取り外し可能に装着されたケースと、
   ケースの底の二液の混合液の吐出口の近くで根本が始まり垂下する樹脂製注入ノズルと、
   注入ノズルの根本側をケースに固定するノズル連結具と、
   を有することを特徴とする断熱樹脂注入機。

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