JP2018536566A - 液体分配システム - Google Patents

Abstract

液体を分配するためのシステムは、空気中の水分（たとえば、イソシアネート）にさらされると結晶化する液体の供給源（２４）を含む。ディスペンサー（５８）は、供給源から液体を受け取るための入口導管（６２）と、空気にさらされる出口開口部から液体を分配するための出口導管（７２）と、入口導管（６２）と出口導管（７２）の間の弁（６６）とを含む。弁の閉位置においては、（ｉ）液体の上流部分は、弁（６６）の上流側の入口導管（６２）内に保持され、（ｉｉ）弁の下流側から出口開口部まで延在する液体の下流部分は、弁（６６）の下流側の出口導管（７２）内に保持される。
出口導管（７２）の出口開口部の大きさは、弁（６６）が閉位置にある場合に出口導管内の液体の下流部分を保持するのに十分に小さい。

Description

本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１５年１０月１２日に出願された米国仮出願第６２／２４０，２０７号の利益を主張するものである。

本開示の主題は、たとえば、液体発泡前駆体を分配する際に有用な、液体分配システムに関する。

ポリウレタンフォームは、イソシアネート化合物を、通常は水および触媒の存在下で、ポリオール（すなわち、複数の水酸基を含む化合物）などの、ヒドロキシル含有材料と混合することによって形成され得る。イソシアネートおよびポリオール発泡前駆体が反応してポリウレタンを形成する際に、水は、イソシアネートと反応して二酸化炭素ガスを生成し、これは、膨張剤または気泡剤として作用してポリウレタンを発泡セル構造（すなわちポリウレタンフォーム）に膨張させる。

フォームインバッグ包装の場合、たとえば、バッグがプラスチックフィルムから形成される際に、発泡前駆体は、混合され分配されて可撓性プラスチックバッグになり得る。前駆体が反応してバッグ内で膨張フォームを形成する際に、バッグは、密封され閉鎖され得る。次いで、バッグは、緩衝されるべき物体を保持して、ボックスの中に配置され得る。フォームは、バッグ内で膨張してボックスの内側で利用可能な空間になり、被包装物の周りにカスタムフォームクッションを形成するのに役立つ。フォームインバッグクッションを製造するための機械は、たとえば、米国特許第４８００７０８号明細書；米国特許第４８５４１０９号明細書；米国特許第５３７６２１９号明細書；米国特許第５７２７３７０号明細書；米国特許第６００３２８８号明細書；米国特許第６５５０２２９号明細書；米国特許第６６７５５５７号明細書；および２０１２年１０月１８日に公開された米国特許出願公開第２０１２／０２６１０２８号明細書（米国出願番号１３／４９７１５２）に説明されており、その各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

液体イソシアネート発泡前駆体および同様の化合物は、空気中に含まれる水分にさらされると結晶化する場合がある。これは、液体イソシアネート発泡前駆体を輸送し分配するシステム内の転移点で問題を生じる可能性があり、その場合、液体は、空気にさらされる場合もある。たとえば、液体イソシアネートをバッグの中に分配する場合、弁は、閉じ込められた環境（たとえば貯蔵ボトルおよび／またはポンプ）から空気と接触する液体イソシアネート発泡前駆体の転移点である可能性がある。転移点が弁の座面であるならば、その場合、結晶化物が、弁座に集まって弁性能を妨害する場合があり、結晶化物を弁座から洗浄する必要が生じる場合がある。洗浄プロセス自体が、弁を損傷する可能性がある。溶媒（たとえば、トリ（プロピレングリコール）メチルエーテル）が結晶化した前駆体を弁から洗浄するために使用され得るが、この種の溶媒の使用は、追加の設備投資および／または追加の処理工程を必要とし、結晶化物すべてを除去できるとは限らない。

米国特許第４８００７０８号明細書 米国特許第４８５４１０９号明細書 米国特許第５３７６２１９号明細書 米国特許第５７２７３７０号明細書 米国特許第６００３２８８号明細書 米国特許第６５５０２２９号明細書 米国特許第６６７５５５７号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２６１０２８号明細書

本開示の主題の１つまたは複数の実施形態は、前述の問題のうちの１つまたは複数に対処することができる。

液体を分配するためのシステムは、空気中の水分にさらされると結晶化する液体の供給源と、供給源と液体連通しているディスペンサーとを含む。

ディスペンサーは、供給源から液体を受け取るための入口導管と、液体を分配するための出口導管とを含む。出口導管は、空気にさらされる出口開口部で終わる。ディスペンサーはまた、入口導管と出口導管との間に弁を含む。弁は、入口導管に隣接する上流側と、出口導管に隣接する下流側とを有する。弁は、液体が弁を通って流れる開位置と、液体が弁を通って流れるのが阻止される閉位置との間で移動可能である。弁の開位置においては、液体は、入口導管から、および出口導管の出口開口部の外に流れる。

弁の閉位置においては、（ｉ）液体の上流部分は、弁の上流側の入口導管内に保持され、（ｉｉ）弁の下流側から出口開口部まで延在する液体の下流部分は、弁の下流側の出口導管内に保持される。

出口導管の出口開口部の大きさは、弁が閉位置にある場合に出口導管内の液体の下流部分を保持するように十分に小さく、この場合、弁は、液体に浸漬され、液体は、出口導管から滴下しない。

本開示の主題のこれらのおよび他の目的、利点、および特徴は、詳細な説明および図面を参照することによって、より容易に理解され、正しく認識されるであろう。

本開示の主題の分配システムを含む機械の一実施形態の前側斜視図である。 図１の機械の裏側斜視図である。 開放形態における図１の機械の前側斜視図である。 開放形態における図１の機械の前側斜視図である。 図１の機械の分配システムおよびフィルム分割機の一実施形態の前側斜視図である。 バッグストックの層の間の、図５の分配システムおよびフィルム分割機の前側斜視図である。 供給源２６、ポンプ３０、およびディスペンサー５８を含む、図１の機械の分配システム２１の前側斜視図である。 図３から図７のディスペンサー５８の拡大した側面図である。 図８の線９−９による、図８のディスペンサー５８の側面断面図である。 図８のディスペンサー５８の横断面の斜視図である。 本開示の主題のディスペンサーの一実施形態の側面図である。 図１１の線１２−１２による、図１１のディスペンサー５９の側面断面図である。 本開示の主題のディスペンサーの一実施形態の側面図である。 図１３の線１４−１４による、図１３のディスペンサー５７の側面断面図である。 本開示の主題のディスペンサーの一実施形態の側面図である。 図１５の線１６−１６による、図１５のディスペンサー５５の側面断面図である。

本明細書において開示される主題のさまざまな態様が、図面を参照して説明される。簡単化のために、同様の符号は、さまざまな図面の同様な、類似の、または対応する要素を指すために使用され得る。図面および詳細な説明は、請求項に記載の主題を開示された特定の形態に限定することを意図するものではない。むしろ、本発明は、請求項に記載の主題の趣旨および範囲に属する変更、均等物、および代替物すべてに適用されるべきである。

開示される主題の一実施形態は、バッグ内にポリウレタンフォームを製造するのに有用な機械２を含む。機械２は、一般に、予め参照によりその全体が本明細書に組み込まれた米国特許出願公開第２０１２／０２６１０２８号明細書に記載形式のものであってもよい。しかし、本明細書において開示されるように、機械２は、液体源２６および液体ディスペンサー５８を含む新規の分配システム２１と、液体源２４および液体ディスペンサー６０を含む分配システム２３とを含む。（図１−６）
図１は、フォームクッションを製造するための機械２を示しており、機械は、本体４およびドア６を含む。ドア６は、上部ラッチ８および下部ラッチ１０を含む。制御パネル１２は、機械の動作を制御するためのインターフェースを提供する。非常停止スイッチ１４は、機械の動作を停止するために含まれている。機械２は、本明細書においてより詳細に説明されるように、液体源２６を含む分配システム２１と液体源２４を含む分配システム２３とを含む。図２は、機械２を裏側から示しており、機械に供給するための一連のバッグ５０のバッグストックのロール２２を支持し、保持するためのスピンドル２０（破線で示される）を示している。機械２はまた、電源スイッチ１６および電源コード１８を含み、これは電源に取り付けられ得る。

図３は、いくつかの内部の機能を明らかにするように開かれたドア６を有する機械２を示している。混合ローラ３２は、機械２の混合領域３３内の本体４に回転自在に取り付けられる。混合パッド３４は、ドア６の裏面に設けられる。混合ローラ３２は、ドア６が閉じられると混合パッド３４に押し当る。機械２は、液体（たとえば、第１発泡前駆体またはイソシアネート液体発泡前駆体）を混合領域３３内のバッグ５０の中に分配するための分配システム２１を含む。機械２はまた、混合領域３３内のバッグ５０の中に液体（たとえば、第２発泡前駆体またはポリオール液体発泡前駆体）を分配するための分配システム２３を含む。分配システム２１は、第１の発泡前駆体を含む供給源２６（たとえば、図示されるようにリザーバまたはボトル）を含む。供給源２６は、ディスペンサー５８と液体連通している。ポンプ３０は、液体を供給源２６からディスペンサー５８に搬送する。分配システム２３は、第２の発泡前駆体を含む供給源２４（たとえば、図示されるようにリザーバまたはボトル）を含む。供給源２４は、ディスペンサー６０と液体連通している。ポンプ２８は、液体を供給源２４からディスペンサー６０に搬送する。

図４に示されるように、バッグストック３８は、ロール２２から、および機械２の本体４とドア６との間の空間を通して導かれる。機械２は、ドライブシールアセンブリ３６をさらに含み、これは、ロール２２（図２に示される）から、および本体４を横切ってバッグストック３８を前進させるローラ（見えない）を含む。ドライブシールアセンブリ３６は、第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体がバッグストックの層の間の位置に分配された後に、バッグストック３８の頂部をシールするシールワイヤ（見えない）をさらに含む。機械２は、バッグストックの層の間に第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体の分配を助けるように、バッグストックの頂部において、バッグストック３８の層の間にはめ込み、それらを分離するフィルム分割機４０をさらに含む。一般に、フォームインバッグクッションを製造する機械２の動作は、その開示の機械３００について（予め組み込まれた）米国特許出願公開第２０１２／０２６１０２８号明細書において説明された動作と同様である。

本開示の主題の例示として、（容器、リザーバ、またはボトルなどの）供給源２６は、空気中の水分にさらされると結晶化する液体、たとえば、フォームインプレイス／フォームインバッグ包装でポリウレタンフォームを製造するための第１の発泡前駆体と全く同じくらいに有用な、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）およびメチレンジフェニルイソシアネート（ＭＤＩ）のうちの１つまたは複数のような、イソシアネートを含む液体を供給することができる。（容器、リザーバ、またはボトルなどの）供給源２４は、たとえば、（ｉ）ポリオール（すなわち、複数の水酸基を含む化合物）などのヒドロキシル含有材料、（ｉｉ）水、ならびに任意選択的に（ｉｉｉ）第１の発泡前駆体との混合時にポリウレタンフォームを製造するための第２の発泡前駆体と全く同じくらいに有用な、１つまたは複数の触媒、気泡安定剤、または表面活性剤、相溶化剤、または他の添加剤（たとえば、芳香剤、難燃剤、着色剤、および粘度制御剤）、のうちの１つまたは複数を含む液体を供給することができる。有用なポリオールには、たとえば、ポリエーテルポリオール類、脂肪族ジオール類などのジオール、およびトリオールがある。

この種の第１および第２の発泡前駆体は、たとえば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許第６０３４１９７号明細書に説明されている。１つまたは複数のポリオールおよび水を含む第２の発泡前駆体と、１つまたは複数のイソシアネートを含む第１の発泡前駆体とを有する「２成分」系として、第１および第２の発泡前駆体を提供することが有用である。また、第２の発泡前駆体は、１つまたは複数の適切な触媒、表面活性剤、および任意の他の添加剤をさらに含むことが有用であり得るが、重大な安定性の問題がないという条件で、これらのうちの１つまたは複数が第１の発泡前駆体の一部として提供されることもできる。

別個の容器で提供される第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体を有する有用な発泡前駆体は、たとえば、Ｕｌｔｒａｌｉｔｅ（Ｒ）、Ｉｎｓｔａｆｉｌｌ（Ｒ）、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）−４０Ｗ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）−５０Ｗ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）−７５Ｗ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）−Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｆｏａｍ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）ＦｌｏｗＲｉｔｅ（ＴＭ）、ＧＦｌｅｘ（Ｒ）、ＧＦｌｅｘ（Ｒ）ＱＳ、Ｉｎｓｔａｆｌｅｘ（ＴＭ）、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｒｉｇｉｄ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｆ９４０１、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｓｉｍｐｌｙ“Ａ”Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）ＳｉｍｐｌｙＦｌｅｘ“Ｂ”Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ、およびＩｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）ＳｉｍｐｌｙＴｕｆｆ“Ｂ”Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔの商標の下でＳｅａｌｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。

図５および図６は、より詳細に分配システム２１および２３を示している。システム２１は、液体を供給源２６からディスペンサー５８に搬送するためのポンプ３０を含むことができる。システム２３は、供給源２４からディスペンサー６０に液体を搬送するためのポンプ２８を含むことができる。ディスペンサー５８および６０は、フィルム分割機４０を通して延在するように配置される。図６は、機械２に組み込まれたフィルム分割機４０を示しており、したがって、バッグストック３８の上縁部の層は、バッグを開くように分割または分離され、その結果、ディスペンサー５８および６０は、開かれたバッグ５０の中に延在する。結果として、第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体は、それぞれポンプ３０，２８によってそれぞれ供給源２６，２４から搬送され、バッグストックの層の間の位置（すなわち、混合領域３３）に分配され得る。第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体がフィルムの層の間の位置にある場合は、混合ローラ３２が回転して、バッグの残りの部分から分離されるバッグの層の間の領域内で第１の発泡前駆体および第２の発泡前駆体を混合する。第１の発泡体前駆体および第２の発泡体前駆体は反応してバッグストック３８の層の間でポリウレタンフォームの形成を開始し、これは、機械を出る際にバッグの残りの部分内で引き続き膨張し、混合物は、もはや混合領域３３内に含まれない。

図６に示されるように、バッグストック３８は、折り畳まれたフィルムの前面層４２および背面層４４を含む。前面層４２および背面層４４は、バッグ５０の内部の縁部境界を形成し画定するように縁部シール４６および４８の中で一緒にシールされる。シール４６および４８は、層を一緒にヒートシールすることによって、または層を所望の領域の中で一緒に保持するように接着剤を塗布することによって形成され得る。複数のバッグ５０が、バッグストック３８の中に設けられ、ロール２２から離れて供給される。隣接するバッグは、バッグストックの隣り合った隣接するバッグから分離され得る。弱化線５２が、隣接するバッグの分離を容易にするように、たとえばシール４６とシール４８との間に形成される、隣接するバッグの間に形成され得る。たとえば、弱化線５２は、シール４６とシール４８との間に形成される複数の穿孔を含むことができる。ロール形態の代替案として、複数のバッグが、折りたたみ式スタック構成で供給されることができ、または独立した単一のバッグとして供給され得る。

バッグ５０は、１つまたは複数の通気口、たとえば、通気口５４を備えることができる。適切な通気口が、バッグの内部からバッグの外部へのフォームおよび／または前駆体の連通を最小にすると同時に、バッグの内部とバッグの外部との間にガスまたは蒸気の連通を提供するように設計されかつ／または配置される。１つまたは複数の通気口が、バッグ５０の中からのフォームおよび／または前駆体の流れを最小にすると同時に、バッグの内部からの副産物ガスの流れを容易にするように、バッグ５０内に配置され得る。たとえば、図６は、ドア６のパッド３４の閉鎖によって混合領域３３の外側にあるバッグ５０の一部に配置される通気口５４を示している。通気口は、バッグ５０の層に１つまたは複数の穿孔またはスリットを含むことができる。通気口は、前面層または背面層のいずれか、あるいはバッグの両方に形成され得る。

バッグストックの層４２，４４は、たとえば紙を含むポリマーフィルムまたは繊維シートなどの、バッグ５０の形成に有用な材料を含むことができる。バッグストックに使用するのに有用なポリマーフィルムは、ポリオレフィン、たとえば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレンホモポリマー、アイオノマーなどのポリエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／（メタ）アクリル酸共重合体（ＥＭＡ）、不均一（たとえば、チーグラーナッタ触媒化）エチレン／アルファ−オレフィン共重合体、均質（たとえば、メタロセン、シングルサイト触媒化）エチレン／アルファ−オレフィン共重合体（たとえば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、直鎖状中密度ポリエチレン（ＬＭＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、および超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ））、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレン共重合体（たとえば、プロピレン／エチレン共重合体）、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ならびにポリカーボネートから選択される１つまたは複数の熱可塑性プラスチック材料を含むことができる。バッグストックのポリマーフィルムは、単層または多層、たとえば、シーラント層、コア層、および外側露出層を有する３層フィルムであってもよい。バッグストックのフィルムは、共押出およびラミネーションなどの、当業界で知られているフィルム形成法によって製造され得る。

有用なバッグストック材料は、たとえば、ＳｐｅｅｄｙＰａｃｋｅｒ（Ｒ）、ｓｉｌｖｅｒ ＳＰ１９およびＳＰ３０の商標の下で中央折りロール形態でＳｅａｌｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。シールを通る穿孔を持つヒートシールによって形成される横辺と、中央折りによって形成される一方の縦辺と、開いた他方の縦辺とを有する−加工された３辺バッグのロールとして入手できるバッグストック材料は、−Ｉｎｓｔａｐａｃｋｅｒ（Ｒ）Ｔａｂｌｅｔｏｐ ｗｈｉｔｅ ＩＰ１６およびＩＰ２４の商標の下でＳｅａｌｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。さらに、バッグストック材料は、たとえば、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｓｉｍｐｌｅ １６” Ｆｉｌｍ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｓｉｍｐｌｅ ２４” Ｆｉｌｍ、Ｉｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｓｉｍｐｌｅ ４０ｃｍ Ｆｉｌｍ、およびＩｎｓｔａｐａｋ（Ｒ）Ｓｉｍｐｌｅ ６０ｃｍ Ｆｉｌｍの商標の下でＳｅａｌｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。

図７は、本開示の主題の分配システム２１を示している。ディスペンサー５８は供給源２６と液体連通しており、したがって、供給源２６内に収容された液体は、ディスペンサー５８に搬送され得る。図示されているように、供給源２６は、エルボ導管５６に液体連通して接続され、これは、次にはポンプ３０の入口に液体連通して接続される。ポンプ３０の出口は、ディスペンサー５８に液体連通して接続される。ポンプ３０は、液体を供給源２６から搬送するように構成される。

機械２の分配システム２３の構成要素は分配システム２１の構成要素を全体として反映するように選択され得るので、簡潔さのために、システム２３は、分配システム２１について開示されたもの以上にさらに詳細には説明されない。前述した通り、分配システムの一方は、第１の液体発泡前駆体を分配し、他方の分配システムは、第２の液体発泡前駆体を分配する。

ポンプ３０は、液体発泡前駆体を液体の対応する供給源２６（たとえば、容器、ボトル、またはリザーバ）から対応するディスペンサー５８に搬送するように選択される。ポンプ３０は、たとえば、ジェロータポンプ、内接歯車ポンプ、スクリューポンプ、シャトルブロックポンプ、フレキシブルベーンポンプ、スライディングベーンポンプ、円周ピストンポンプ、フレキシブル渦巻ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャポンプ、遠心ポンプ、および蠕動ポンプのいずれかのうちの１つまたは複数から選択され得る。ポンプ２８および３０は、ジェロータポンプとして図面に示されているが、関連する液体（たとえば、液体７０）を圧送するのに適した任意のタイプのポンプ（たとえば、前述のポンプのいずれか）が使用され得る。

図８から図１０は、機械２の分配システム２１のディスペンサー５８をより詳細に示している。ディスペンサー５８は、液体源２６と液体連通している。ディスペンサー５８は、液体源２６から液体７０を受け取るための入口導管６２と、液体７０を分配するための出口導管７２と、入口導管６２と出口導管７２との間の弁６６とを含む。出口導管７２は、空気にさらされる出口開口部７９で終わる。

弁６６は、入口導管６２に隣接する上流側６８と、出口導管７２に隣接する下流側７４とを有する。弁６６は、液体７０が弁６６を通って流れる開位置（図示せず）と、液体７０が弁６６を通って流れることが阻止される閉鎖位置６９との間で移動可能である。弁６６の開位置においては、液体７０は、入口導管６２から、および出口導管７２の出口開口部７９外に流れる。弁６６の閉位置６９においては、液体７０の上流部分９１は、弁６６の上流側６８の入口導管６２内に保持される。また、弁６６の閉位置６９においては、弁６６の下流側７４から出口開口部７９まで延在する液体７０の下流部分９３は、弁６６の下流側７４の出口導管７２内に保持される。

出口導管７２の出口開口部７９の大きさは、弁６６が閉位置６９にある場合に液体７０の下流部分９３を出口導管７２に保持するように十分に小さい。このような場合、弁６６は、弁の上流側６８および下流側７４の両方に存在する液体７０によって液体７０に浸漬され、それによって、液体７０と空気（および空気中に含まれる水分）との間の界面が弁６６の近くに形成されるのを阻む。

出口導管７２の出口開口部７９の最大サイズは、液体７０の下流部分（または「スラグ」）９３が出口導管７２内に保持されるように十分に小さいように選択され、したがって、液体は、弁６６が閉じられる場合に弁６６を空気にさらすように出口導管７２から滴下するまたは流れ出ることはない。開口部のこの種の最大サイズは、大部分が（実際上は）液体７０の表面張力、液体７０の密度、および出口導管および開口部７９の形状によって決まる。

出口導管７２内の液体７０の下流部分９３を保持することになる出口開口部７９の最大サイズ「ｗ」は、次の式、すなわち
ｗ＝２（ｚγ／ｇρ）^{（１／２）}
で近似されることができ、
ここで、「ｗ」は、メートルという単位での出口開口部の幅であり、「ｚ」は、形状係数（無単位）であり、「γ」（ガンマ）は、ニュートン／平方メートル（Ｎ／ｍ^２）という単位での液体の表面張力であり、ρ（ロー）は、キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ^３）という単位での液体の密度であり、「ｇ」は、標準重力９．８１ｍ／ｓ^２である。

出口開口部７９が図８から図１０に示されるように円形の横断面を有する場合は、形状係数「ｚ」は、９／４で近似されることができ、これは、円形導管から液体についての液滴形成（すなわち、導管の中から液滴への形状の変化）をモデル化するのに有用な係数値である。式においては、この場合、「ｗ」は、出口開口部７９の最大内径「ｄ」が次の式、すなわち
ｄ＝２（９γ／４ｇρ）^{（１／２）}
で近似され得るような「ｄ」（すなわち、出口開口部７９の内径）になり、
ここで、「ｄ」は、メートルという単位での出口開口部の内径であり、「γ」は、Ｎ／ｍ^２という単位での液体の表面張力であり、「ρ」は、ｋｇ／ｍ^３という単位での液体の密度であり、「ｇ」は、標準重力９．８１ｍ／ｓ^２である。

出口開口部および／または出口導管が円形の横断面を有していない場合、その場合は、最大幅の近似のための形状係数の決定は、実際の断面形状に依存し、本明細書において提供されるガイダンスを考慮して経験的に当業者によって、および／または過度の実験をすることなく計算によって決定されることになる。

当業者に知られているように、液体７０の密度および表面張力は、適切な試験方法の下で決定され得る。たとえば、密度は、（基準として特定の温度での水の知られている密度を用いて）液体の比重を測定した後に計算されることができ、これは、ＡＳＴＭ規格Ｄ８９１−０９（比重計法、試験方法Ａ １．１．１）に従う。液体７０の表面張力の測定は、ＡＳＴＭ Ｄ１３３１−１４（試験方法Ａ）に従って行われ得る。

たとえば、イソシアネートを含む液体７０の場合、液体の密度は、約１２４０ｋｇ／ｍ３であり、表面張力は約０．０５Ｎ／ｍであり得る。上記の公式化およびこれらの値を用いて、出口導管内にイソシアネートを含む液体を保持することになる出口開口部の最大直径は、約０．００６メートルである。

出口導管の出口開口部７９の最大内径は、たとえば、もはや次の０．００８，０．００７，０．００６５，０．００６，０．００５メートルのいずれでもない場合がある。出口開口部７８の最小内径は、所望の速度で液体の流れを可能にするのに実用的であるもの、たとえば次の直径、すなわち０．００１，０．００２，０．００４および０．００５メートルのうちの少なくともいずれか１つであり得る。

弁６６は、弁を閉じるように弁座６４に対して着座し、かつ弁を開くように弁座６４から間隔を置いて配置されるディスク（または弁部材）６７を含む。ディスク６７のタイプは、使用される弁のタイプに依存することになる。たとえば、図８から図１２に示されるアンブレラ弁の場合、ディスクは、フラップまたはダイヤフラムであってもよい。プラグ弁の場合、ディスクは、プラグである。ニードル弁の場合、ディスクは、ステム先端または先端である。ボール弁の場合、ディスクは、ボールである。ポペット弁の場合、ディスクは、テーパプラグであってもよい。（図１６）図８から図１４に示される実施形態はアンブレラ弁を含むが、液体７０およびディスペンサーに適した任意のタイプの弁（たとえば、アンブレラ弁、ポペット弁、ニードル弁）が使用され得る。

入口導管６２は、液体７０を供給源２６から入口導管６２に搬送するように、ポンプ（図８から図１２には図示せず）の出口と液体連通していてもよい。内部キャビティまたはチャネルが、入口導管６２内に存在し、弁６６は、入口導管６２のキャビティの底部に配置され得る。ポンプが弁６６の上流側６８と接触するように液体７０を加圧し、それによって、上流側の圧力が弁を開くのに十分な所与のレベルを超えるならば、その場合、弁が開き、液体が弁を通過する。図８から図１２に示されるように、弁６６は、弁の上流側の圧力が所与のレベルを超える場合に弁６６を開く（座面６４から動く）ように構成される可撓性ダイヤフラムを備えるディスク６７を備える。ポンプが所定のレベルより上に弁６６の上流側６８に対して液体７０を加圧せず、それによって圧力が弁６６を開くのに十分なほど高くないならば、その場合、液体７０は、弁６６の上流側６８に支えられているが、弁は、液体７０で覆われたままである弁の上流側によって閉じられたままである。出口導管７２は、弁６６の下流側７４に配置される。出口導管７２は、弁６６と液体連通している。出口導管７２は、弁６６の下流側７４に隣接して配置される近位端７６を含む。出口導管は、弁６６の下流側から間隔を置いて配置される遠位端７８をさらに含む。液体７０は、遠位端７８から出口開口部７９を通して分配され得る。弁６６が開いていると、出口導管７２により、液体７０は近位端７６から遠位端７８へ、および出口開口部７９の外に流れることができる。

弁６６が閉じられると、出口導管７２は、液体７０の下流部分９３を出口導管７２内に、および弁６６の下流側７４に対して保持する。前述の要因（液体７０の表面張力および密度、ならびに出口開口部のサイズを含む）のために、液体７０は、出口開口部から滴下することなく、弁６６が閉じられる場合に出口導管７２に残ることができる。したがって、弁６６が閉じられると、弁の上流側６８および下流側７４の両方は、液体７０と接触した（すなわち、これに浸漬された）ままである。液体７０は、出口導管７２の遠位端７８の出口開口部７９で空気（およびその中の水分）と接触し、したがって液体７０の結晶化は、弁６６の領域で生じない。

本明細書において開示された分配システムのいずれかの出口導管は、弁の下流側から出口開口部までの長さを有することができる。出口導管の長さは、０．００２メートルから０．５メートルに、または０．００２メートルから０．２メートルにも及び得る。出口導管の長さは、せいぜい次の長さ、すなわち０．５，０．２，０．１，０．０８，０．０５，０．０３メートルのいずれか、および少なくとも次の長さ、すなわち０．００２，０．００５，０．００８，０．０１および０．０２メートルのいずれかであってもよい。

出口導管７２の近位端７６の内径は、出口導管７２の遠位端７８の内径（すなわち、出口開口部の内径）より大きくてもよい。出口導管７２は、ノズル８２を備えることができる。

図９に示されるディスペンサー５８の例示的な詳細は、次に述べることを含む。ノズル８２は、高密度ポリエチレンで構成され得る。弁６６のフレキシブルディスク６７は、Ｖｉｔｏｎ（Ｒ）ＦＫＭエラストマー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）を含むことができる。出口導管７２は、２．０６ｃｍという下流側７４から出口開口部７９までの全長「ａ」有することができる。出口開口部７９は、０．５９７ｃｍという「ｂ」の内径を有することができる。ノズル８２の内壁の対向する側面は、２°という外向きの広がりの和「ｃ」を有することができる（各対向する側面は、ノズルの長手方向軸線から外向きに１°広げられている）。ノズル８２は、１．１２ｃｍという先端長さ「ｄ」を含むことができる。出口導管７２の近位端７６の内径「ｅ」は、１．１９ｃｍであってもよい。

ディスペンサー５８の例示的な寸法のもう１つの例として、出口導管７２は、１．８３ｃｍという下流側７４から出口開口部７９までの全長「ａ」を有することができる。出口開口部７９は、０．５９７ｃｍという「ｂ」の内径を有することができる。ノズル８２の内壁の対向する側面は、２°という外向きの広がりの和「ｃ」を有することができる（各対向する側面は、ノズルの長手方向軸線から外向きに１°広げられている）。ノズル８２は、１．１１ｃｍという先端長さ「ｄ」を含むことができる。出口導管７２の近位端７６の内径「ｅ」は、１．３０ｃｍであってもよい。

図１１および図１２は、代替実施形態のディスペンサー５９を示しており、これは、ディスペンサー５９が近位端７６と遠位端７８との間に均一な直径を備える出口導管７２を含むことを除いて、ディスペンサー５８と同様である。液体７０は、弁６６の下流側７４に対して保持され、弁６６が閉じられると、弁６６の上流側６８と接触した状態を続けさせられる。

図１３および図１４は、代替実施形態のディスペンサー５７を示しており、これは、たとえば寸法を除いて、ディスペンサー５８と同様である。出口導管７２は、４．６５ｃｍという下流側７４から出口側開口部７９までとられる全長「ｆ」を含む。出口開口部７９は、０．５９７ｃｍという内径を有する。ノズル８２の内壁の対向する側面は、２°という外向きの広がりの和「ｈ」を有する（各対向する側面は、ノズルの長手方向軸線から外向きに１°広げられている）。ノズル８２は、１．１２ｃｍという先端長「ｉ」を含む。

図１５および図１６は、代替実施形態のディスペンサー５５を示しており、これは、ディスペンサー５５がポペット弁７７を含むことを除いて、ディスペンサー５８と同様である。ディスペンサー５５の例示的な特徴は、次に述べることを含む。弁７７は、ステンレス鋼ばね８９を含む高密度ポリエチレンポペット弁を備える。出口導管７２は、４．０４ｃｍという全長「ｊ」を含む。出口開口部７９は、０．５９７ｃｍという内径を有する。ノズル８２の内壁の対向する側面は、２°という外向きの広がりの和「ｌ」を有する（各対向する側面は、ノズル８２の長手方向軸線から外向きに１°広げられている）。

図８から図１６に示されるディスペンサーの実施形態は、第１の発泡前駆体および／または第２の発泡前駆体のためのディスペンサーとして使用され得る。

本明細書において開示されるディスペンサーにより、液体７０は弁の上流側および下流側に保持されるようになっている（すなわち、弁は、液体７０のカラム内に保持されることができ、空気にさらされないようになっている）。本明細書において開示されるようなディスペンサーが発泡前駆体の供給源に接続される場合、弁は、発泡前駆体の供給源を枯渇させるのに必要とされる時間の間、空気にさらされない。弁が閉じられる場合に液体発泡前駆体７０を弁の上流側および下流側に保持することによって、空気が、弁に接触することが防止され、弁に対するまたは弁アセンブリ内の発泡前駆体の結晶化の機会が低減される。発泡前駆体の結晶化は、出口導管７２の遠位端出口開口部７９の近くで優先的に生じ得るが、出口導管の遠位端と弁との間に設けられる間隔のために弁に接触しない。出口導管の遠位端で生じ得る発泡前駆体のいかなる結晶体も、洗浄されるべき弁を必要とせずに除去され（たとえば、洗浄され）得る。さらに、出口導管の遠位端から結晶を洗浄した後、ポンプは、その以前の（ベースライン）効率に戻され得る。さらに、出口導管の低背圧は、以前の分配構造と比較すると、より広い範囲温度にわたって高いポンピング効率および一貫性を可能にする。上記の実施形態は、弁のまたは弁アセンブリ内の結晶の形成を減少させ、それによって、弁の両側に液体カバレッジを維持することによって、液体の所望されていない漏れまたは滴下を減少させる。

出口導管７２は、フレキシブルホースから構成され、ホースが非直線形状に曲げられるかどうかにかかわらず、液体発泡前駆体７０が弁の下流側に対して保持されるようになるのに十分な寸法および特性を有することができる。さらに、出口導管は、弁が閉じられる場合に弁の下流側に対して液体を保持するために、垂直に方向付けられる必要はないかもしれない。

本明細書において列挙されたいかなる数値範囲も、任意のより低い値と任意のより高い値との間に少なくとも２単位の分離があることを条件として１単位刻みでより低い値からより高い値までのすべての値を含む。一例として、プロセス変数（たとえば、温度、圧力、時間）の成分または値の量が１から９０に、２０から８０に、または３０から７０のいずれかにも及ぶことができ、あるいは少なくとも１、２０、もしくは３０、および／またはせいぜい９０、８０、もしくは７０のいずれかであり得ることが述べられているならば、その場合は、１５から８５、２２から６８、４３から５１、および３０から３２、ならびに少なくとも１５、少なくとも２２、およびせいぜい３２などの値が本明細書において明示的に列挙されていることが意図される。１未満の値の場合は、１単位は、必要に応じて０．０００１、０．００１、０．０１、または０．１であると考えられている。これらは、ただ具体的に意図されているものの例に過ぎず、列挙された最も低い値と最も高い値との間の数値の可能なすべての組み合わせが、本出願において同じような方法で明示的に述べられていると考えられるべきである。

上記の説明は、本発明の好ましい実施形態の説明である。さまざまな改変および変更が、特許請求の範囲に規定される本発明の趣旨およびより広い態様から逸脱することなく行われることができ、この特許請求の範囲は、均等論を含む特許法の原理に従って解釈されるべきである。特許請求の範囲および具体例の場合、または明示的に別段の定めをした場合を除き、物質量、反応条件、使用条件、分子量、および／または炭素原子数、等を示す本説明の数量はすべて、本発明の最も広い範囲を説明する場合には単語「約（ａｂｏｕｔ）」によって修正されると理解されるべきである。開示における項目についてのいかなる参照、あるいは冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、または「前記（ｓａｉｄ）」を用いた単数のクレームの要素についてのいかなる参照も、明示的にそのように述べられた場合を除き、項目または要素を単数に限定するものと解釈されるべきではない。本出願に記述された定義および開示は、組み込まれた参照文献に存在し得るいかなる一貫性のない定義および開示も支配するものである。ＡＳＴＭ試験の参照はすべて、本出願の優先権出願日現在の、確認されているＡＳＴＭ試験の最新の、現在承認され、公開されているバージョンの参照である。各々のこの種の公開されたＡＳＴＭ試験方法は、その全体が本参照により本明細書に組み込まれている。

Claims (17)

1. 液体を分配するためのシステムであって、システムが、
   空気中の水分にさらされると結晶化する液体の供給源と、
   供給源と液体連通しているディスペンサーであって、
   供給源から液体を受け取るための入口導管と、
   液体を分配するための出口導管であって、空気にさらされる出口開口部で終わる出口導管と、ならびに
   入口導管と出口導管との間の弁であって、入口導管に隣接する上流側、および出口導管に隣接する下流側を有する弁と、
   を備えるディスペンサーと、
   を備え、
   弁は、液体が弁を通って流れる開位置と、液体が弁を通って流れるのが阻止される閉位置との間で移動可能であり、
   弁の開位置においては、液体が、入口導管から、および出口導管の出口開口部の外に流れ、
   弁の閉位置においては、（ｉ）液体の上流部分が、弁の上流側の入口導管内に保持され、（ｉｉ）弁の下流側から出口開口部まで延在する液体の下流部分が、弁の下流側の出口導管内に保持され、
   出口導管の出口開口部の大きさは、弁が閉位置にある場合に出口導管内の液体の下流部分を保持するのに十分に小さく、それによって弁が液体に浸漬され、液体が出口導管から滴下しない、
   システム。
2. 出口開口部が、次式：
   ｄ＝２（９γ／４ｇρ）^{（１／２）}
   によって決定される値に過ぎない内径を有し、
   ここで、「ｄ」は、メートルという単位での出口開口部の内径であり、「γ」は、Ｎ／ｍ^２という単位での液体の表面張力であり、「ρ」は、ｋｇ／ｍ^３という単位での液体の密度であり、「ｇ」は、標準重力９．８１ｍ／ｓ^２である、
   請求項１に記載のシステム。
3. 出口開口部の内径が、０．００８メートルに過ぎない、請求項１に記載のシステム。
4. 出口開口部の内径が、０．００７メートルに過ぎない、請求項１に記載のシステム。
5. 出口開口部の内径が、０．００６５メートルに過ぎない、請求項１に記載のシステム。
6. 出口開口部の内径が、０．００６メートルに過ぎない請求項１に記載のシステム。
7. 出口導管が、弁の下流側に隣接する近位端を画定し、近位端が、出口導管の出口開口部の内径よりも大きい内径を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 出口導管が、弁の下流側から出口開口部までの長さを有し、出口導管の長さが、０．００２メートルから０．５メートルにも及ぶ、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 出口導管の長さが、０．００２メートルから０．２メートルにも及ぶ、請求項８に記載のシステム。
10. 液体を供給源からディスペンサーの入口導管に搬送するためのポンプをさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. ポンプが、液体の供給源から下流に、および弁から上流にある、請求項１０に記載のシステム。
12. ポンプが、ジェロータポンプを含む、請求項１０から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 弁が、弁の上流側の圧力が所与のレベルを超えると弁を開くように構成される可撓性ダイヤフラムを備えるディスクを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 供給源が液体のリザーバを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 液体が、発泡前駆体を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. 発泡前駆体が、イソシアネートを含む、請求項１５に記載のシステム。
17. フォームクッション製造するための機械であって、請求項１から１６のいずれか一項に記載の分配システムを備える機械。

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