JP2000249236A - 染料供与反応時間を改善するように設計されたインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体 - Google Patents
染料供与反応時間を改善するように設計されたインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 染料供与反応時間を改善するインジェクタ／
バルブ組み合わせ構造体 【解決手段】 この構造体は、ポリウレタンのスラブス
トック発泡体中に着色剤を噴射するのに適し、また、オ
ン／オフサイクル間における低呈色による廃泡発生量を
減少させることができる。具体的には、知覚される程度
の漏洩や圧力低下無しで、しかも、高スループット流量
を利用する必要なく瞬間的なシャットオフとシャットオ
ンを可能とする新規なボールバルブを備える。このボー
ルバルブは、これに取り付けられているインジェクタと
共に用いられるが、有害な圧力低下無しでの連続使用と
瞬間的オン／オフ動作とを可能とし、液状ポリマー着色
剤がインジェクタ中を流れる際の乱流の発生可能性を最
小化する。
バルブ組み合わせ構造体 【解決手段】 この構造体は、ポリウレタンのスラブス
トック発泡体中に着色剤を噴射するのに適し、また、オ
ン／オフサイクル間における低呈色による廃泡発生量を
減少させることができる。具体的には、知覚される程度
の漏洩や圧力低下無しで、しかも、高スループット流量
を利用する必要なく瞬間的なシャットオフとシャットオ
ンを可能とする新規なボールバルブを備える。このボー
ルバルブは、これに取り付けられているインジェクタと
共に用いられるが、有害な圧力低下無しでの連続使用と
瞬間的オン／オフ動作とを可能とし、液状ポリマー着色
剤がインジェクタ中を流れる際の乱流の発生可能性を最
小化する。
Description
【０００１】（技術分野）本発明は、アクチュエータの
信号に対してほぼ即座に反応する改良型のインジェクタ
／バルブ組み合わせ構造体に関する。このような構造体
は、ポリウレタンのスラブストック発泡材の中に着色剤
を噴射するのに特に適し、また、オン／オフサイクル中
の呈色の度合いが低いことによって廃泡をかなり減少さ
せることができる。具体的には、この本発明による組み
合わせ構造体は、知覚し得るような漏れや圧力低下無し
で、さらに高スループット流量を利用する必要なく、瞬
時にシャットオフとシャットオンすることを可能とする
新規なボールバルブを備えている。このようなボールバ
ルブは、このバルブに実際に取り付けられるインジェク
タと組み合わせて用いられ、その構成は、連続使用と有
害な圧力低下無しでの瞬時オン／オフ動作とを可能と
し、また、液体ポリマー着色剤がインジェクタ中を流れ
る際に乱流の可能性を最小化する構成となっている。こ
のようなボールバルブ、インジェクタ取付型構成、本発
明によるボールバルブ及び／又はインジェクタ取付型構
成を含む発色装置及びこのような装置を利用して着色さ
れたスラブストック発泡体とは本発明によって考察され
ている。
信号に対してほぼ即座に反応する改良型のインジェクタ
／バルブ組み合わせ構造体に関する。このような構造体
は、ポリウレタンのスラブストック発泡材の中に着色剤
を噴射するのに特に適し、また、オン／オフサイクル中
の呈色の度合いが低いことによって廃泡をかなり減少さ
せることができる。具体的には、この本発明による組み
合わせ構造体は、知覚し得るような漏れや圧力低下無し
で、さらに高スループット流量を利用する必要なく、瞬
時にシャットオフとシャットオンすることを可能とする
新規なボールバルブを備えている。このようなボールバ
ルブは、このバルブに実際に取り付けられるインジェク
タと組み合わせて用いられ、その構成は、連続使用と有
害な圧力低下無しでの瞬時オン／オフ動作とを可能と
し、また、液体ポリマー着色剤がインジェクタ中を流れ
る際に乱流の可能性を最小化する構成となっている。こ
のようなボールバルブ、インジェクタ取付型構成、本発
明によるボールバルブ及び／又はインジェクタ取付型構
成を含む発色装置及びこのような装置を利用して着色さ
れたスラブストック発泡体とは本発明によって考察され
ている。
【０００２】（背景技術）ポリウレタンのスラブストッ
ク発泡体中に様々な色を付けたいという要求によって、
ポリマー着色剤の使用に基づいた空中配合式染料供与ユ
ニットを求める動きが強くなった。この場合、染料流量
調節装置を用いて、ポリオール流中に噴射され次に泡混
合ヘッドで混合される２つ以上の染料を正確に供与し
て、色彩の陰影と深さを提供する。このタイプの方式の
最大の利点は、現在のところ４から５の「原色」から作
ることができる染料の数に制限がないことである。加え
て、１つの暗い色から次の色に至る変化は通常、比較的
短い距離で達成でき、これによって色変化の結果として
廃却しなければならない泡の量が最小となる。光の陰影
を付けるのはより困難であるが、その理由は色のスルー
プットがかなり低く、このため、システム中で実際にな
された変化が効果を顕わすまでの反応時間が増すからで
ある。
ク発泡体中に様々な色を付けたいという要求によって、
ポリマー着色剤の使用に基づいた空中配合式染料供与ユ
ニットを求める動きが強くなった。この場合、染料流量
調節装置を用いて、ポリオール流中に噴射され次に泡混
合ヘッドで混合される２つ以上の染料を正確に供与し
て、色彩の陰影と深さを提供する。このタイプの方式の
最大の利点は、現在のところ４から５の「原色」から作
ることができる染料の数に制限がないことである。加え
て、１つの暗い色から次の色に至る変化は通常、比較的
短い距離で達成でき、これによって色変化の結果として
廃却しなければならない泡の量が最小となる。光の陰影
を付けるのはより困難であるが、その理由は色のスルー
プットがかなり低く、このため、システム中で実際にな
された変化が効果を顕わすまでの反応時間が増すからで
ある。
【０００３】この反応時間を容認できるレベルまで下げ
て、（約２グラム／分以下の）流量においてもある色か
ら次の色に変化するために必要とされる時間を最小化す
るような手段が必要であった。この目的のためには、噴
射ポートと再循環ラインの間のスペースを最小化する固
有の３方向バルブ／インジェクタ・システムを設計する
必要があった。この結果、圧力が急速に高まり、このた
め、再循環モードから分配モードにスイッチした際に瞬
間的に染料が供給されてしまう。染料が最初に急速に流
れてしまうことに加えて、染料が分配モードから再循環
モードにスイッチした場合は高スループット時でさえも
染料の流れを瞬間的に遮断しなければならないという必
要性もあった。これは、染料が必要なくなったときに染
料がマニホルドに「流血」して戻ることを防ぐためであ
る。染料の流れをほぼ即時に開始したり停止したりする
操作は本発明によって実行された。
て、（約２グラム／分以下の）流量においてもある色か
ら次の色に変化するために必要とされる時間を最小化す
るような手段が必要であった。この目的のためには、噴
射ポートと再循環ラインの間のスペースを最小化する固
有の３方向バルブ／インジェクタ・システムを設計する
必要があった。この結果、圧力が急速に高まり、このた
め、再循環モードから分配モードにスイッチした際に瞬
間的に染料が供給されてしまう。染料が最初に急速に流
れてしまうことに加えて、染料が分配モードから再循環
モードにスイッチした場合は高スループット時でさえも
染料の流れを瞬間的に遮断しなければならないという必
要性もあった。これは、染料が必要なくなったときに染
料がマニホルドに「流血」して戻ることを防ぐためであ
る。染料の流れをほぼ即時に開始したり停止したりする
操作は本発明によって実行された。
【０００４】ここにその全体を参照して組み込むＣｒｏ
ｓｓらに対する米国特許第４，２８４，２７９号に述べ
るようなポリマー着色剤（すなわち、ポリオキシアルキ
レート着色剤）を何年にもわたって用いて、ポリウレタ
ンのスラブストック泡を着色してきた（すなわち、連続
プロセスである）。このようなポリマー着色剤を利用す
る前に、ポリウレタン着色用化合物を主として供給して
顔料を発散させた。このような発散物は従来、取り扱い
が非常に困難であり、標準のインジェクタ内で使用する
には粘性が高すぎ、汚染しやすく、このため標準のイン
ジェクタ装置から（環境に優しくない溶媒の必要無し
で）清浄化するのが困難であり、また、非常に摩擦係数
が高く、このため、スラブストックポリウレタン泡の着
色に関連するデリケートな機械類を破損しかねない。そ
の結果、ポリマー着色剤はポリウレタン発泡体の着色に
は最良の材料であると広く認められてきた。
ｓｓらに対する米国特許第４，２８４，２７９号に述べ
るようなポリマー着色剤（すなわち、ポリオキシアルキ
レート着色剤）を何年にもわたって用いて、ポリウレタ
ンのスラブストック泡を着色してきた（すなわち、連続
プロセスである）。このようなポリマー着色剤を利用す
る前に、ポリウレタン着色用化合物を主として供給して
顔料を発散させた。このような発散物は従来、取り扱い
が非常に困難であり、標準のインジェクタ内で使用する
には粘性が高すぎ、汚染しやすく、このため標準のイン
ジェクタ装置から（環境に優しくない溶媒の必要無し
で）清浄化するのが困難であり、また、非常に摩擦係数
が高く、このため、スラブストックポリウレタン泡の着
色に関連するデリケートな機械類を破損しかねない。そ
の結果、ポリマー着色剤はポリウレタン発泡体の着色に
は最良の材料であると広く認められてきた。
【０００５】過去においては、ポリマー着色剤のカスタ
ム配合物が、目標泡の中に組み込むのに先立って１つ以
上の「原色」を用いて前もって作られた。この構成要素
をミキサーやドラムタンブラなどのある種の攪拌装置を
用いて一緒に混合される。この配合物は、その陰影が適
切なものとなると、貯蔵タンクに転送されて、泡基材内
にさらに導入される。特定のバッチのポリマー着色剤に
よる着色が完了すると、その前に流し込まれた染料を貯
蔵タンクから空にしなければならない；すなわちタンク
を清浄化し；次に、同じタンク中に流し込まれる次の染
料をタンク中に充満させる。タンクやパイプラインなど
の清浄化はポリマー着色剤が（特に顔料と比較して）水
溶性であるため容易であった；しかしながら、次に続く
手順がそれでも労働集約的でありコストパフォーマンス
が悪いと考えられていた。このため、一般的な慣行を修
正して、流し込まれる各別々の染料（陰影）に対して専
用のタンクを維持するようになった。これによって、泡
製造業者が市場での要求を適切に満たそうとすると望ま
しくない非能率性や制限がいくつか発生した。
ム配合物が、目標泡の中に組み込むのに先立って１つ以
上の「原色」を用いて前もって作られた。この構成要素
をミキサーやドラムタンブラなどのある種の攪拌装置を
用いて一緒に混合される。この配合物は、その陰影が適
切なものとなると、貯蔵タンクに転送されて、泡基材内
にさらに導入される。特定のバッチのポリマー着色剤に
よる着色が完了すると、その前に流し込まれた染料を貯
蔵タンクから空にしなければならない；すなわちタンク
を清浄化し；次に、同じタンク中に流し込まれる次の染
料をタンク中に充満させる。タンクやパイプラインなど
の清浄化はポリマー着色剤が（特に顔料と比較して）水
溶性であるため容易であった；しかしながら、次に続く
手順がそれでも労働集約的でありコストパフォーマンス
が悪いと考えられていた。このため、一般的な慣行を修
正して、流し込まれる各別々の染料（陰影）に対して専
用のタンクを維持するようになった。これによって、泡
製造業者が市場での要求を適切に満たそうとすると望ま
しくない非能率性や制限がいくつか発生した。
【０００６】Ｃｒｏｓｓらによる上述されたようなポリ
マー着色剤は大抵のポリオールと混合するように互い同
士が混合するように、そして、その２つの主成分の内の
一方は、ポリウレタン材料（他方はイソシアネート）を
発生するように設計されていた。一方、顔料発散物はあ
るタイプの液体担体中に発散した粒子である。これらの
発散物は、十分一緒に配合し合って均一な色となるには
高度に攪拌する必要がある。その結果、一般的なスラブ
ストック発泡体製造機械の混合ヘッド中でポリオールと
着色剤を混合する短い時間では、成分を適切に混合し
て、目標となる泡全体にわたって単一で均質な呈色を保
証するには十分でない。このため、別の修正を施して、
ポリオールマニホルド内に所望のポリマー着色剤を別に
付加し、次いで、ポリオール／イソシアネート混合物が
混合ヘッドを通過するに連れて配合するようにした。そ
の結果、着色されたスラブストック泡は、半分をかなり
超える量がこのような方法によって米国で生産されてい
る。
マー着色剤は大抵のポリオールと混合するように互い同
士が混合するように、そして、その２つの主成分の内の
一方は、ポリウレタン材料（他方はイソシアネート）を
発生するように設計されていた。一方、顔料発散物はあ
るタイプの液体担体中に発散した粒子である。これらの
発散物は、十分一緒に配合し合って均一な色となるには
高度に攪拌する必要がある。その結果、一般的なスラブ
ストック発泡体製造機械の混合ヘッド中でポリオールと
着色剤を混合する短い時間では、成分を適切に混合し
て、目標となる泡全体にわたって単一で均質な呈色を保
証するには十分でない。このため、別の修正を施して、
ポリオールマニホルド内に所望のポリマー着色剤を別に
付加し、次いで、ポリオール／イソシアネート混合物が
混合ヘッドを通過するに連れて配合するようにした。そ
の結果、着色されたスラブストック泡は、半分をかなり
超える量がこのような方法によって米国で生産されてい
る。
【０００７】スラブストック発泡体用のこの新しい（今
では一般的な）ポリマー着色剤製造ライン用の構成を図
１に示す。この新しい着色システム自体は一般的に、各
々が、可変速モーター／ドライブ１４（バイキング（Ｖ
ｉｋｉｎｇ）社から入手可能）にカップリングされてい
る少なくとも１つの容積移送式スパーポンプ１２に染料
を供給するようになっている４「原色」から６「原色」
の貯蔵タンク（その内の１つを図１に参照符号１０とし
て示す）から成っていた。モーター／ポンプ組み合わせ
構造体１２／１４は一般的に再循環モード又は分配モー
ド（３方向バルブ１６の位置による）で連続的に流し込
まれて、モーター１４を適切なｒｐｍ値にまでスプール
アップして究極的に、インジェクタ２０から事前混合マ
ニホルド１８中に最初に染料を流すために必要とされる
圧力を達成するに必要な時間を最小化する。スループッ
ト圧力は一般的には、ポンプ１２から３方向バルブ１６
に至る供給ライン１３に取り付けられた圧力ゲージ２５
を利用して測定された。一般的な３方向バルブ１６は空
気起動されてから用いられて、染料をマニホルド１８に
流す必要があると、着色剤を再循環供給ライン２２から
分散供給ライン２４まで（インジェクタ２０まで）方向
付けした。着色剤は、マニホルド１８から、混合ヘッド
２６に移動し、次にさらに移動して、目標となるスラブ
ストック発泡体（図示せず）を着色した。この構成は過
去においては有効であったが、この手順に関連するいま
だ解決されていない問題がいくつか残っている。
では一般的な）ポリマー着色剤製造ライン用の構成を図
１に示す。この新しい着色システム自体は一般的に、各
々が、可変速モーター／ドライブ１４（バイキング（Ｖ
ｉｋｉｎｇ）社から入手可能）にカップリングされてい
る少なくとも１つの容積移送式スパーポンプ１２に染料
を供給するようになっている４「原色」から６「原色」
の貯蔵タンク（その内の１つを図１に参照符号１０とし
て示す）から成っていた。モーター／ポンプ組み合わせ
構造体１２／１４は一般的に再循環モード又は分配モー
ド（３方向バルブ１６の位置による）で連続的に流し込
まれて、モーター１４を適切なｒｐｍ値にまでスプール
アップして究極的に、インジェクタ２０から事前混合マ
ニホルド１８中に最初に染料を流すために必要とされる
圧力を達成するに必要な時間を最小化する。スループッ
ト圧力は一般的には、ポンプ１２から３方向バルブ１６
に至る供給ライン１３に取り付けられた圧力ゲージ２５
を利用して測定された。一般的な３方向バルブ１６は空
気起動されてから用いられて、染料をマニホルド１８に
流す必要があると、着色剤を再循環供給ライン２２から
分散供給ライン２４まで（インジェクタ２０まで）方向
付けした。着色剤は、マニホルド１８から、混合ヘッド
２６に移動し、次にさらに移動して、目標となるスラブ
ストック発泡体（図示せず）を着色した。この構成は過
去においては有効であったが、この手順に関連するいま
だ解決されていない問題がいくつか残っている。
【０００８】例えば、泡生産者は様々な色相とポリオー
ル流量によって暗い陰影と明るい陰影を提供可能である
べきとする市場の需要がある。染料は体積で流量調節さ
れるので、光の陰影中で小さな成分に対して十分低い流
量を保証するには広い範囲の染料の流量が必要である。
加えて、ポリオールの流れは１０ｋｇ／分ほど低くなっ
たり３００ｋｇ／分ほど高くなったりすることがある
［染料の搬入は一般的には１００分の何ポリオール（ｐ
ｈｐ）という単位で述べられる］。ポリオールが流れる
流量がこれほど減少するので、同じｐｈｐ値を維持する
には染料の流量もまた減少させなければならない。米国
で製造されるほとんどの発泡体の場合、染料送出システ
ムは最低で２グラム／分、最高で７０００グラム／分以
上の染料流を提供する能力を必要とされる。本発明を組
み込むまでは、５０００グラム／分をポンピングする場
合に染料が流れ始める流量は一般的に、５グラム／分の
ポンピングの場合とは非常に異なった値となる。それま
では、一般的な方式としては、低流量範囲用の直径の小
さいラインを用いていた。不運にも、このような小直径
（小内径）供給ラインに対して明らかな制限があり、こ
のため最も顕著な現象として、小直径ライン数フィート
にわたって材料をポンピングすることから生じるスルー
プット圧力が低下する。
ル流量によって暗い陰影と明るい陰影を提供可能である
べきとする市場の需要がある。染料は体積で流量調節さ
れるので、光の陰影中で小さな成分に対して十分低い流
量を保証するには広い範囲の染料の流量が必要である。
加えて、ポリオールの流れは１０ｋｇ／分ほど低くなっ
たり３００ｋｇ／分ほど高くなったりすることがある
［染料の搬入は一般的には１００分の何ポリオール（ｐ
ｈｐ）という単位で述べられる］。ポリオールが流れる
流量がこれほど減少するので、同じｐｈｐ値を維持する
には染料の流量もまた減少させなければならない。米国
で製造されるほとんどの発泡体の場合、染料送出システ
ムは最低で２グラム／分、最高で７０００グラム／分以
上の染料流を提供する能力を必要とされる。本発明を組
み込むまでは、５０００グラム／分をポンピングする場
合に染料が流れ始める流量は一般的に、５グラム／分の
ポンピングの場合とは非常に異なった値となる。それま
では、一般的な方式としては、低流量範囲用の直径の小
さいラインを用いていた。不運にも、このような小直径
（小内径）供給ラインに対して明らかな制限があり、こ
のため最も顕著な現象として、小直径ライン数フィート
にわたって材料をポンピングすることから生じるスルー
プット圧力が低下する。
【０００９】さらに、一般的なポリウレタンのスラブス
トック発泡体着色システムは、ポリオールマニホルド近
傍に置かれた３方向空気起動式ボールバルブ（図２の２
８）を有している。入手可能なボールバルブは、その構
成によって、一般にマニホルドから約１メートル離れた
ところに置かれている。図２に示す標準の３方向ボール
バルブによって表されるように、ポンプによって流量調
節された材料は貯蔵タンク供給ライン２９から３方向ボ
ールバルブ２７の頂部に入り、このボールの方向付けに
よって再循環側３０か分配側３２かのどちらかから出
る。図２に、ボールバルブが再循環モードに方向付けさ
れた場合の様子を示す。再循環モードから分配モードに
又はその逆に変更することが望ましい場合、ボールバル
ブ２８は一般的には、自身はボールバルブ２７のアイデ
ンテーション（図示せず）に嵌合しているアクチュエー
タピン３４に取り付けられているアクチュエータ（図示
せず）が移動することによってバルブの一方の側から他
方の側に１８０度だけ回転しなければならない（ボール
バルブを９０度回転させる装置もあるが）。さらに、一
般的なボールバルブ２８は、再循環側３０又は分配側３
２のどちらかに着色剤が流れを収納するための単一チャ
ネル３１を備えている。この単一チャネルは直角を成す
ように構成されており、このため、着色剤の液体が半径
方向に流れを変えて液体質量全体にわたる圧力を変化さ
せる（したがって液体着色剤全体にわたる圧力が不均一
になる）必要があるため積層流という問題が生じかねな
い。
トック発泡体着色システムは、ポリオールマニホルド近
傍に置かれた３方向空気起動式ボールバルブ（図２の２
８）を有している。入手可能なボールバルブは、その構
成によって、一般にマニホルドから約１メートル離れた
ところに置かれている。図２に示す標準の３方向ボール
バルブによって表されるように、ポンプによって流量調
節された材料は貯蔵タンク供給ライン２９から３方向ボ
ールバルブ２７の頂部に入り、このボールの方向付けに
よって再循環側３０か分配側３２かのどちらかから出
る。図２に、ボールバルブが再循環モードに方向付けさ
れた場合の様子を示す。再循環モードから分配モードに
又はその逆に変更することが望ましい場合、ボールバル
ブ２８は一般的には、自身はボールバルブ２７のアイデ
ンテーション（図示せず）に嵌合しているアクチュエー
タピン３４に取り付けられているアクチュエータ（図示
せず）が移動することによってバルブの一方の側から他
方の側に１８０度だけ回転しなければならない（ボール
バルブを９０度回転させる装置もあるが）。さらに、一
般的なボールバルブ２８は、再循環側３０又は分配側３
２のどちらかに着色剤が流れを収納するための単一チャ
ネル３１を備えている。この単一チャネルは直角を成す
ように構成されており、このため、着色剤の液体が半径
方向に流れを変えて液体質量全体にわたる圧力を変化さ
せる（したがって液体着色剤全体にわたる圧力が不均一
になる）必要があるため積層流という問題が生じかねな
い。
【００１０】この３方向バルブ以外にも、染料をマニホ
ルドの壁から離れるように噴射して、それに続いて適切
に混合することを保証する（すなわち、３方向バルブよ
り大きい直径を持つ供給ライン中の積層流に関連する問
題を軽減する）ためのデバイスを用いなければならな
い。理想的には、このようなデバイスは、ライン中の圧
力を維持し、分配モードから再循環モードにスイッチす
る際に染料の流れを停止するチェックバルブとして機能
すべきである。このようなデバイスは分配ユニットが再
循環モードに復帰した後の圧力を維持する必要があり、
さもないと、圧力はチェックバルブバネの「亀裂」圧力
未満に低下し、この結果、スタートアップがさらに長く
なり、このため、経費が過剰なものとなったり、規格外
品質の着色泡の分量が増すことになりかねない。加え
て、結果生じる圧力低下は、他のあらゆる関連する圧力
差問題を軽減するようにこのようなインジェクタの広い
送出範囲にわたって受け入れ可能な値でなければならな
い。
ルドの壁から離れるように噴射して、それに続いて適切
に混合することを保証する（すなわち、３方向バルブよ
り大きい直径を持つ供給ライン中の積層流に関連する問
題を軽減する）ためのデバイスを用いなければならな
い。理想的には、このようなデバイスは、ライン中の圧
力を維持し、分配モードから再循環モードにスイッチす
る際に染料の流れを停止するチェックバルブとして機能
すべきである。このようなデバイスは分配ユニットが再
循環モードに復帰した後の圧力を維持する必要があり、
さもないと、圧力はチェックバルブバネの「亀裂」圧力
未満に低下し、この結果、スタートアップがさらに長く
なり、このため、経費が過剰なものとなったり、規格外
品質の着色泡の分量が増すことになりかねない。加え
て、結果生じる圧力低下は、他のあらゆる関連する圧力
差問題を軽減するようにこのようなインジェクタの広い
送出範囲にわたって受け入れ可能な値でなければならな
い。
【００１１】着色剤ポンピングシステム全体（例えば、
上記の図１を参照して述べたようなもの）が、実際の生
産ユニットに極めて類似した様々な噴射システムを評価
するために開発された。それはフルフラックス（ｆｕｌ
ｌ−ｆｌｕｘ）ベクトルモーターとカップリングしたバ
イキング社（Ｖｉｋｉｎｇ）製のスパーギヤポンプとバ
ルドー社（Ｂａｌｄｏｒ）製のドライブから成ってい
た。１／４インチという外径を有するステンレススチー
ル配管がポンプの排出側に接続されていた。ポンプから
３方向バルブに至る距離は約４０フィートであった。標
準の３方向バルブからチェックバルブまでの距離は３フ
ィートであった。モーター／ポンプを、３方向バルブ中
の圧力を高く維持するように運転し、次に停止（ｄｉｓ
ｐｅｎｓｅ）して、このバルブからチェックバルブにわ
たってラインを流体で満たすようにした。次に、３方向
バルブが再循環モードから分配モードにスイッチされた
瞬間から液体のポリマー着色剤が実際に様々なスループ
ットで流れ始めた瞬間までの時間を測定した。着色剤反
応時間（着色剤が３方向バルブからインジェクタに流れ
始めるのに要する時間）をこのよく周知のシステムに関
してスループット流量と比較した。その結果を以下の表
に示す。 表 着色剤反応時間（単位：秒） 流量（グラム／分） したがって、スループット流量が低い場合、送出前の時
間が過剰となる。バルブが回転してから染料が２．５グ
ラム／分の流量で流れ始めるまで最初は４８秒かかっ
た。これはほとんど１４フィートに及ぶ規格外品質の発
泡体が１７フィート／分のコンベヤ速度で発生した、す
なわち廃物として投棄される発泡体製造用薬品が最大で
７００ポンド失われたことを意味する。明らかに、先行
技術による産業によって守られてきたあらゆる流量に対
して瞬間的な送出が必要であった。
上記の図１を参照して述べたようなもの）が、実際の生
産ユニットに極めて類似した様々な噴射システムを評価
するために開発された。それはフルフラックス（ｆｕｌ
ｌ−ｆｌｕｘ）ベクトルモーターとカップリングしたバ
イキング社（Ｖｉｋｉｎｇ）製のスパーギヤポンプとバ
ルドー社（Ｂａｌｄｏｒ）製のドライブから成ってい
た。１／４インチという外径を有するステンレススチー
ル配管がポンプの排出側に接続されていた。ポンプから
３方向バルブに至る距離は約４０フィートであった。標
準の３方向バルブからチェックバルブまでの距離は３フ
ィートであった。モーター／ポンプを、３方向バルブ中
の圧力を高く維持するように運転し、次に停止（ｄｉｓ
ｐｅｎｓｅ）して、このバルブからチェックバルブにわ
たってラインを流体で満たすようにした。次に、３方向
バルブが再循環モードから分配モードにスイッチされた
瞬間から液体のポリマー着色剤が実際に様々なスループ
ットで流れ始めた瞬間までの時間を測定した。着色剤反
応時間（着色剤が３方向バルブからインジェクタに流れ
始めるのに要する時間）をこのよく周知のシステムに関
してスループット流量と比較した。その結果を以下の表
に示す。 表 着色剤反応時間（単位：秒） 流量（グラム／分） したがって、スループット流量が低い場合、送出前の時
間が過剰となる。バルブが回転してから染料が２．５グ
ラム／分の流量で流れ始めるまで最初は４８秒かかっ
た。これはほとんど１４フィートに及ぶ規格外品質の発
泡体が１７フィート／分のコンベヤ速度で発生した、す
なわち廃物として投棄される発泡体製造用薬品が最大で
７００ポンド失われたことを意味する。明らかに、先行
技術による産業によって守られてきたあらゆる流量に対
して瞬間的な送出が必要であった。
【００１２】（発明の開示）したがって、本発明の目的
は、高スループット圧力を必要とすることなく再循環構
成要素からインジェクタへ供給するように瞬間的にスイ
ッチすることを可能とする着色剤インジェクタ内のボー
ルバルブを提供することにある。本発明の別の目的は、
単体としてのインジェクタ／バルブ・アセンブリを備え
る着色用ポリウレタンスラブストック発泡体用の装置を
提供することである。本発明のさらに別の目的は、規格
外品質の不適切着色された廃発泡体材料の生成をかなり
減少させたり場合によっては解消する着色剤噴射を持つ
ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する低スルー
プット流量方法を提供することである。本発明のさらに
別の目的は、非常に広い範囲のスループット圧力での瞬
間的オン／オフ性能を見込んだ２チャネル式ボールバル
ブを利用することによって先行技術にないポリウレタン
スラブストック泡の着色方法の大きな改良点を提供する
ことである。本発明のさらに別の目的は、マニホルドの
壁から離れるように着色剤材料を導入させて有害な乱流
（さらに、これによる、システム全体にわたる問題とな
る抵抗と圧力の変化）の発生可能性を抑えることによっ
て、着色装置中での液体着色剤や顔料発散物の積層流を
関連する問題をかなり軽減するインジェクタ／バルブ・
アセンブリを提供することである。
は、高スループット圧力を必要とすることなく再循環構
成要素からインジェクタへ供給するように瞬間的にスイ
ッチすることを可能とする着色剤インジェクタ内のボー
ルバルブを提供することにある。本発明の別の目的は、
単体としてのインジェクタ／バルブ・アセンブリを備え
る着色用ポリウレタンスラブストック発泡体用の装置を
提供することである。本発明のさらに別の目的は、規格
外品質の不適切着色された廃発泡体材料の生成をかなり
減少させたり場合によっては解消する着色剤噴射を持つ
ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する低スルー
プット流量方法を提供することである。本発明のさらに
別の目的は、非常に広い範囲のスループット圧力での瞬
間的オン／オフ性能を見込んだ２チャネル式ボールバル
ブを利用することによって先行技術にないポリウレタン
スラブストック泡の着色方法の大きな改良点を提供する
ことである。本発明のさらに別の目的は、マニホルドの
壁から離れるように着色剤材料を導入させて有害な乱流
（さらに、これによる、システム全体にわたる問題とな
る抵抗と圧力の変化）の発生可能性を抑えることによっ
て、着色装置中での液体着色剤や顔料発散物の積層流を
関連する問題をかなり軽減するインジェクタ／バルブ・
アセンブリを提供することである。
【００１３】したがって、本発明は第１と第２のチャネ
ルを有する球体のボールバルブであり、各チャネルが互
いに排他的に位置しており；前記第１のチャネルが第１
の開口と第２の開口を有し、その双方が、前記球体ボー
ルバルブ表面上の別々の位置に置かれており；前記第２
のチャネルが第１の開口と第２の開口を有し、その双方
が、前記球体ボールバルブ表面上の別々の位置に置かれ
ている；ボールバルブを提供する。また、本発明は、こ
のような球体ボールバルブを備えたインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を提供する。さらに、本発明は、バ
ルブがボールバルブを含み、インジェクタがこのバルブ
に非常に近接して置かれる、インジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体を提供する。用語「非常に近接して」は、
この２つの構成要素が永久的にか一時的にかにせよ互い
に（例えば、ネジメカニズムによって）取り付けられて
いる、又は、この２つの構成要素が互いにせいぜい約１
２インチ以内にある、ことを意味する。上述したよう
に、３方向バルブとインジェクタ間の距離が大きいほ
ど、漏洩問題（例えば、規格外品質泡の生成と好ましく
ない圧力変化をもたらす）の危険性が増し、着色剤反応
時間が長くなる可能性が高まる。バルブとインジェクタ
は単体のアセンブリに合成するのが好ましい。しかしな
がら、上述したように、この２つの構成要素間の空間的
距離は比較的に短い。このような例では、直線状である
のが好ましいパイプを用いて、自身がボールバルブチャ
ネル及びインジェクタと同じ内径を有しなければならな
いこの２つの構成要素を接続するために用いる必要があ
る。加えて、上述したようなインジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体を含む着色装置を利用してスラブストック
ポリウレタン発泡体を着色する方法及びこの結果として
着色されるスラブストックポリウレタン発泡体は本発明
の範囲内に含まれる。用語「スラブストックポリウレタ
ン発泡体」は、無着色であり粗大な発泡状態で着色装置
を介して供給される、ポリオールとイソシアネートの反
応によって作られる、硬化ポリウレタン発泡体のよく周
知の表現である。
ルを有する球体のボールバルブであり、各チャネルが互
いに排他的に位置しており；前記第１のチャネルが第１
の開口と第２の開口を有し、その双方が、前記球体ボー
ルバルブ表面上の別々の位置に置かれており；前記第２
のチャネルが第１の開口と第２の開口を有し、その双方
が、前記球体ボールバルブ表面上の別々の位置に置かれ
ている；ボールバルブを提供する。また、本発明は、こ
のような球体ボールバルブを備えたインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を提供する。さらに、本発明は、バ
ルブがボールバルブを含み、インジェクタがこのバルブ
に非常に近接して置かれる、インジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体を提供する。用語「非常に近接して」は、
この２つの構成要素が永久的にか一時的にかにせよ互い
に（例えば、ネジメカニズムによって）取り付けられて
いる、又は、この２つの構成要素が互いにせいぜい約１
２インチ以内にある、ことを意味する。上述したよう
に、３方向バルブとインジェクタ間の距離が大きいほ
ど、漏洩問題（例えば、規格外品質泡の生成と好ましく
ない圧力変化をもたらす）の危険性が増し、着色剤反応
時間が長くなる可能性が高まる。バルブとインジェクタ
は単体のアセンブリに合成するのが好ましい。しかしな
がら、上述したように、この２つの構成要素間の空間的
距離は比較的に短い。このような例では、直線状である
のが好ましいパイプを用いて、自身がボールバルブチャ
ネル及びインジェクタと同じ内径を有しなければならな
いこの２つの構成要素を接続するために用いる必要があ
る。加えて、上述したようなインジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体を含む着色装置を利用してスラブストック
ポリウレタン発泡体を着色する方法及びこの結果として
着色されるスラブストックポリウレタン発泡体は本発明
の範囲内に含まれる。用語「スラブストックポリウレタ
ン発泡体」は、無着色であり粗大な発泡状態で着色装置
を介して供給される、ポリオールとイソシアネートの反
応によって作られる、硬化ポリウレタン発泡体のよく周
知の表現である。
【００１４】本発明は上に概括した問題を解決するもの
である。底部から供給するのではなく底部から分配する
ことをバルブに対して可能とする排他的な２つのチャネ
ルを備える特殊な３方向バルブが開発された。この開発
に際して、次に、３方向バルブとマニホルド間の距離を
最小化するチェックバルブがこのバブルの底部に直接に
接続された。加えて、染料をマニホルドの壁から離れる
ように導入する特殊な「インジェクタ」が開発された。
このバルブ／インジェクタ構成を標準構成と同じように
試験した。結果は流量とは無関係に瞬間的な流れが認め
られた。加えて、３方向バルブが実際の噴射ポイントに
非常に近接しているため、インジェクタからたとえ漏洩
があっても、それは非常に小さな体積であるので、イン
ジェクタバネ（又は斜め座金）を押圧して瞬間流を発生
させるレベルまで再度迅速に充満した。
である。底部から供給するのではなく底部から分配する
ことをバルブに対して可能とする排他的な２つのチャネ
ルを備える特殊な３方向バルブが開発された。この開発
に際して、次に、３方向バルブとマニホルド間の距離を
最小化するチェックバルブがこのバブルの底部に直接に
接続された。加えて、染料をマニホルドの壁から離れる
ように導入する特殊な「インジェクタ」が開発された。
このバルブ／インジェクタ構成を標準構成と同じように
試験した。結果は流量とは無関係に瞬間的な流れが認め
られた。加えて、３方向バルブが実際の噴射ポイントに
非常に近接しているため、インジェクタからたとえ漏洩
があっても、それは非常に小さな体積であるので、イン
ジェクタバネ（又は斜め座金）を押圧して瞬間流を発生
させるレベルまで再度迅速に充満した。
【００１５】したがって、スラブストック発泡体の廃棄
量をかなり減少させる（そしてこれによって、エンドユ
ーザーの経費を減少させ、また、埋め立て地などに侵入
する環境に優しくない規格外品質のポリウレタン発泡体
の量を減少させる）本発明に関する非常に重要な２つの
発見がなされた。第１に、上述の特定のボールバルブ
（球形のボールバルブ）の構成によって、インジェクタ
ユニットに至る分配用供給ラインと再循環アセンブリに
至る供給ラインとの間の瞬間的なオン／オフ・スイッチ
ングが容易になる（これによって、廃棄される可能性の
ある着色剤の量を減少させ、また、装置全体のスループ
ット圧力がいつでも均一であるように最もよく保証す
る）ということである。特に、このボールバルブは排他
的な２つのチャネルを備えているが、その一方は着色剤
の流れを再循環アセンブリに対して方向付けし、他方は
このような流れをインジェクタに対して方向付けする。
これは、この互いに分離した２つのチャネルを全く別々
の軸上で整合させる（例えば、一方のチャネルをｘ軸上
で整合させ、他方をｙ軸又はｚ軸上で整合させる）こと
によって実行される。より具体的には、ｘ軸上にないチ
ャネルは球形ボールバルブに対して特定の軸上で０度の
ポイントから入り、同じ軸上で９０度のポイントから出
ていかなければならない。このようにして、この２つの
チャネルは互いに完全に排他的であり、これによって、
再循環モードと分配モード間でのバルブの移動を容易な
ものとする。さらに、ｘ軸上にないチャネルの構成によ
って、標準の直角屈曲型チャネル（一種の分路となる）
の場合よりバルブを介しての液体着色剤に対する圧力の
変動が減少する。このようなボールバルブは、必要な瞬
間的オン／オフ（色反応）時間をもたらし、また、適当
な流量を（約０．３グラム／分から約１４，０００グラ
ム／分という極めて広い範囲の値に）維持するという点
で無価値であることが分かった。
量をかなり減少させる（そしてこれによって、エンドユ
ーザーの経費を減少させ、また、埋め立て地などに侵入
する環境に優しくない規格外品質のポリウレタン発泡体
の量を減少させる）本発明に関する非常に重要な２つの
発見がなされた。第１に、上述の特定のボールバルブ
（球形のボールバルブ）の構成によって、インジェクタ
ユニットに至る分配用供給ラインと再循環アセンブリに
至る供給ラインとの間の瞬間的なオン／オフ・スイッチ
ングが容易になる（これによって、廃棄される可能性の
ある着色剤の量を減少させ、また、装置全体のスループ
ット圧力がいつでも均一であるように最もよく保証す
る）ということである。特に、このボールバルブは排他
的な２つのチャネルを備えているが、その一方は着色剤
の流れを再循環アセンブリに対して方向付けし、他方は
このような流れをインジェクタに対して方向付けする。
これは、この互いに分離した２つのチャネルを全く別々
の軸上で整合させる（例えば、一方のチャネルをｘ軸上
で整合させ、他方をｙ軸又はｚ軸上で整合させる）こと
によって実行される。より具体的には、ｘ軸上にないチ
ャネルは球形ボールバルブに対して特定の軸上で０度の
ポイントから入り、同じ軸上で９０度のポイントから出
ていかなければならない。このようにして、この２つの
チャネルは互いに完全に排他的であり、これによって、
再循環モードと分配モード間でのバルブの移動を容易な
ものとする。さらに、ｘ軸上にないチャネルの構成によ
って、標準の直角屈曲型チャネル（一種の分路となる）
の場合よりバルブを介しての液体着色剤に対する圧力の
変動が減少する。このようなボールバルブは、必要な瞬
間的オン／オフ（色反応）時間をもたらし、また、適当
な流量を（約０．３グラム／分から約１４，０００グラ
ム／分という極めて広い範囲の値に）維持するという点
で無価値であることが分かった。
【００１６】このボールバルブをこれらの特定の位置に
まで回転させるには、一般的にはアクチュエータを利用
する。このようなアクチュエータは、ボールバルブの窪
みに嵌合するような形状をしている端を持つ、バルブア
センブリ中に延長するピンを含んでいる。これで、この
アクチュエータはボールバルブを必要な角度だけ回転さ
せて、それぞれのチャネルを所望の供給ラインに整合さ
せる（９０度という回転度数が好ましいが、場合によっ
ては１８０度でも可能である）。
まで回転させるには、一般的にはアクチュエータを利用
する。このようなアクチュエータは、ボールバルブの窪
みに嵌合するような形状をしている端を持つ、バルブア
センブリ中に延長するピンを含んでいる。これで、この
アクチュエータはボールバルブを必要な角度だけ回転さ
せて、それぞれのチャネルを所望の供給ラインに整合さ
せる（９０度という回転度数が好ましいが、場合によっ
ては１８０度でも可能である）。
【００１７】本発明に関する第２の発見は、バルブアセ
ンブリとインジェクタユニットを互いに近接して移動さ
せることによって、廃泡生成物もかなり減少させること
ができることである。事実、インジェクタ自身が着色装
置のマニホルドと直接に接触するように位置付けされる
ような場合には特に、バルブとインジェクタが単体アセ
ンブリとなるのが好ましい。このような緊密近接に対す
る要求は重要であるが、その理由は、業界で周知の装置
はすべて、供与バルブからかなり間隔置きされたインジ
ェクタを有するからである。先行技術による供与バルブ
は基本的には、着色剤をインジェクタ又は再循環ライン
のどちらかに供給する機能を実行する；しかしながら、
知られているどのような例においても、この（着色剤タ
ンクからインジェクタ又は再循環器に至る）３方向バル
ブは、以前に信じられていた構成上の問題によってイン
ジェクタから常にかなり（平均で約３フィート）離れて
置かれる。他の以前に用いられたまたは述べられたどの
ボールバルブによっても、規格外品質の発泡体が生成さ
れないように最もよく保証するための信頼に値する瞬間
的オン／オフ機能が可能とされることはなかった。した
がって、３方向バルブとインジェクタは従来は常にかな
りの長さのフレキシブルパイプによって分離されてい
た。このような装置は過去においては有効であったが、
比較的高い圧力又は流量の利用に頼ることなく、廃棄さ
れるスラブストック発泡体の量を減少させるメカニズム
はなかった。例えば、結果として得られる発泡体生成物
の色変動は、ポンプと３方向バルブ間の圧力が着色剤反
応時間（着色剤を３方向バルブからマニホルドに移動さ
せるに必要な時間）を減少させるためにかなり増加され
る場合に標準の着色アセンブリ中で規則性を持って発生
する。これは、ポンプとバルブ間の領域とバルブとマニ
ホルド間の領域との間に圧力差が有り、また、ポリマー
着色剤が、標準のスラブストック発泡体着色アセンブリ
では適切に説明できない軽度の圧縮性を示す、ことによ
って引き起こされる現象である。このような着色剤は異
常に高い速度でバルブにそしてインジェクタに移送され
る（その一方では、分配用供給ラインは使用されてい
ず、したがって、より低い圧力を示し得る）ので、全体
の着色剤流量は異常に低い速度にまで振れる（ことによ
って、バルブとマニホルド間の既存の圧力を補償す
る）。これには安定化のための数分という時間が必要と
され、これがまた結果として、数分分の廃棄規格外品質
の発泡体を生成することになる。さらに、廃棄される
（規格外品質の）発泡体が生成されるという現象は、着
色剤の流れ（スループット流量）の遅延、圧力低下、乱
流など上記の問題によって引き起こされたものであり、
これらの問題自身が３方向バルブと、（インジェクタに
至る）着色剤分配用供給ラインと、標準ポリウレタンス
ラブストック発泡体着色装置内のインジェクタと、の間
において内径サイズが変動する原因となるものである。
加えて、標準の３方向バルブは、着色剤を方向付けする
単一チャネルを含むボールバルブを利用する。一般に、
これらのチャネルは、インジェクタ供給ライン又は再循
環パイプラインのどちらかに向けてバルブアセンブリ中
で着色剤の液体を直角に曲げる必要があるように形成さ
れている。このような方向転換は、供給ライン中での液
状着色剤の移動と関連する積層流という問題を悪化させ
かねず（その理由は、この液状材料の分離した部分の流
れはあまり均一ではないからである）、また、そのた
め、有害な圧力変動をもたらし、これがまた規格外品質
の発泡体が生成されることになる。
ンブリとインジェクタユニットを互いに近接して移動さ
せることによって、廃泡生成物もかなり減少させること
ができることである。事実、インジェクタ自身が着色装
置のマニホルドと直接に接触するように位置付けされる
ような場合には特に、バルブとインジェクタが単体アセ
ンブリとなるのが好ましい。このような緊密近接に対す
る要求は重要であるが、その理由は、業界で周知の装置
はすべて、供与バルブからかなり間隔置きされたインジ
ェクタを有するからである。先行技術による供与バルブ
は基本的には、着色剤をインジェクタ又は再循環ライン
のどちらかに供給する機能を実行する；しかしながら、
知られているどのような例においても、この（着色剤タ
ンクからインジェクタ又は再循環器に至る）３方向バル
ブは、以前に信じられていた構成上の問題によってイン
ジェクタから常にかなり（平均で約３フィート）離れて
置かれる。他の以前に用いられたまたは述べられたどの
ボールバルブによっても、規格外品質の発泡体が生成さ
れないように最もよく保証するための信頼に値する瞬間
的オン／オフ機能が可能とされることはなかった。した
がって、３方向バルブとインジェクタは従来は常にかな
りの長さのフレキシブルパイプによって分離されてい
た。このような装置は過去においては有効であったが、
比較的高い圧力又は流量の利用に頼ることなく、廃棄さ
れるスラブストック発泡体の量を減少させるメカニズム
はなかった。例えば、結果として得られる発泡体生成物
の色変動は、ポンプと３方向バルブ間の圧力が着色剤反
応時間（着色剤を３方向バルブからマニホルドに移動さ
せるに必要な時間）を減少させるためにかなり増加され
る場合に標準の着色アセンブリ中で規則性を持って発生
する。これは、ポンプとバルブ間の領域とバルブとマニ
ホルド間の領域との間に圧力差が有り、また、ポリマー
着色剤が、標準のスラブストック発泡体着色アセンブリ
では適切に説明できない軽度の圧縮性を示す、ことによ
って引き起こされる現象である。このような着色剤は異
常に高い速度でバルブにそしてインジェクタに移送され
る（その一方では、分配用供給ラインは使用されてい
ず、したがって、より低い圧力を示し得る）ので、全体
の着色剤流量は異常に低い速度にまで振れる（ことによ
って、バルブとマニホルド間の既存の圧力を補償す
る）。これには安定化のための数分という時間が必要と
され、これがまた結果として、数分分の廃棄規格外品質
の発泡体を生成することになる。さらに、廃棄される
（規格外品質の）発泡体が生成されるという現象は、着
色剤の流れ（スループット流量）の遅延、圧力低下、乱
流など上記の問題によって引き起こされたものであり、
これらの問題自身が３方向バルブと、（インジェクタに
至る）着色剤分配用供給ラインと、標準ポリウレタンス
ラブストック発泡体着色装置内のインジェクタと、の間
において内径サイズが変動する原因となるものである。
加えて、標準の３方向バルブは、着色剤を方向付けする
単一チャネルを含むボールバルブを利用する。一般に、
これらのチャネルは、インジェクタ供給ライン又は再循
環パイプラインのどちらかに向けてバルブアセンブリ中
で着色剤の液体を直角に曲げる必要があるように形成さ
れている。このような方向転換は、供給ライン中での液
状着色剤の移動と関連する積層流という問題を悪化させ
かねず（その理由は、この液状材料の分離した部分の流
れはあまり均一ではないからである）、また、そのた
め、有害な圧力変動をもたらし、これがまた規格外品質
の発泡体が生成されることになる。
【００１８】本発明によるボールバルブ及びインジェク
タ／バルブ・アセンブリは、これらの問題すべてと、特
に、ボールバルブと、インジェクタ中及びマニホルドに
至る供給ラインとの内径がまた実質的に同じであるよう
な場合に周囲を破損しかねない問題とを回避する手段を
提供するものである。したがって、本発明は、非常に低
いが極めて望ましい流量を利用して廃泡をかなり減少さ
せ（ほとんど完全に解消する）、また、装置全体にわた
って知覚し得るような圧力低下無しで極めて広範囲の流
量を利用することを可能とする。
タ／バルブ・アセンブリは、これらの問題すべてと、特
に、ボールバルブと、インジェクタ中及びマニホルドに
至る供給ラインとの内径がまた実質的に同じであるよう
な場合に周囲を破損しかねない問題とを回避する手段を
提供するものである。したがって、本発明は、非常に低
いが極めて望ましい流量を利用して廃泡をかなり減少さ
せ（ほとんど完全に解消する）、また、装置全体にわた
って知覚し得るような圧力低下無しで極めて広範囲の流
量を利用することを可能とする。
【００１９】（発明を実施するための最良の形態）（好
ましくは）ステンレススチール、チタン、炭素鋼などか
らなる図３の球形ボールバルブ４０は、１つの単一軸
（例えばｘ軸）で特定の角度（チャネル４２全体がｘ軸
に対して０度）を成して球全体にわたって走行している
第１のチャネル４２を備える。ボールバルブ４０はま
た、第１のチャネル４２とは排他的な１つの単一軸（ｘ
軸でも可能であるがここではｙ軸）上で特定の角度（チ
ャネル４４がボールバルブ４０に対してｙ軸の球上で約
０度のポイントから入り、同じ軸上で他方の入り口に対
して９０度を成すポイントからボールバルブ４０を出る
ような角度）で球全体にわたって走行している第２のチ
ャネル４４を備える。この構成によって、第１のチャネ
ル４２は液状着色剤（図示せず）をバルブ４０を介し
て、貯蔵タンク（図５の７２）から通じている取り入れ
供給ライン（図４の５２）と整合した場合には再循環ラ
イン（図４の５８）にまで流れることを可能とする。ボ
ールバルブ４０のそのｙ軸上に対して２７０度を成すポ
イントのところにある適切な形状をした窪み（図示せ
ず）と係合しているアクチュエータ（図４の６２）に取
り付けられているアクチュエータピン（図４の６０）を
利用して９０度回転すると、第１のチャネル４２はその
対応する供給ライン（図４の５２、５８）のすべてとの
係合が外れ、液状着色剤（例えば、ポリマー着色剤であ
り、図示せず）がボールバルブ４０（図４の４３）中を
通って分配供給ライン（図４の６４）中に流れ込むこと
を可能とする。チャネル４２と４４各々の内径は互いに
等しい；しかしながら、これチャネル４２と４４の双方
の内径の実際のサイズは、取り入れ供給ライン（図４の
５２）、再循環供給ライン（図４の５８）及び分配用供
給ライン（図４の６４）の内径と同じサイズである限り
はどんなサイズでもよい。ボールバルブ４０（図４の４
３）のサイズは単に、バルブアセンブリ（図４の４１）
全体の内部にあるすべての供給ライン（図４の５２、５
８、６４）同士間のスペースの大きさによって異なる。
分配用供給ライン（図４の６４）によって、自身がボー
ルバルブ４０と供給ライン（図４の５２、５８、６４）
と同じサイズの内径を持つインジェクタ（図４の６６）
中に液状着色剤（図示せず）が流れ込むことができる。
インジェクタ（図４の６６）はネジメカニズム（図示せ
ず）によってバルブアセンブリ４１に取り付けてもよ
く、この場合、直線状ネジ（図示せず）を自身に取り付
けられているゴム製ガスケット（図４の６８）と共に利
用するのがが好ましく恩典もある。しかしながら、イン
ジェクタ（図４の６６）もまた溶接などしてバルブアセ
ンブリ４１に取り付けてもよい。
ましくは）ステンレススチール、チタン、炭素鋼などか
らなる図３の球形ボールバルブ４０は、１つの単一軸
（例えばｘ軸）で特定の角度（チャネル４２全体がｘ軸
に対して０度）を成して球全体にわたって走行している
第１のチャネル４２を備える。ボールバルブ４０はま
た、第１のチャネル４２とは排他的な１つの単一軸（ｘ
軸でも可能であるがここではｙ軸）上で特定の角度（チ
ャネル４４がボールバルブ４０に対してｙ軸の球上で約
０度のポイントから入り、同じ軸上で他方の入り口に対
して９０度を成すポイントからボールバルブ４０を出る
ような角度）で球全体にわたって走行している第２のチ
ャネル４４を備える。この構成によって、第１のチャネ
ル４２は液状着色剤（図示せず）をバルブ４０を介し
て、貯蔵タンク（図５の７２）から通じている取り入れ
供給ライン（図４の５２）と整合した場合には再循環ラ
イン（図４の５８）にまで流れることを可能とする。ボ
ールバルブ４０のそのｙ軸上に対して２７０度を成すポ
イントのところにある適切な形状をした窪み（図示せ
ず）と係合しているアクチュエータ（図４の６２）に取
り付けられているアクチュエータピン（図４の６０）を
利用して９０度回転すると、第１のチャネル４２はその
対応する供給ライン（図４の５２、５８）のすべてとの
係合が外れ、液状着色剤（例えば、ポリマー着色剤であ
り、図示せず）がボールバルブ４０（図４の４３）中を
通って分配供給ライン（図４の６４）中に流れ込むこと
を可能とする。チャネル４２と４４各々の内径は互いに
等しい；しかしながら、これチャネル４２と４４の双方
の内径の実際のサイズは、取り入れ供給ライン（図４の
５２）、再循環供給ライン（図４の５８）及び分配用供
給ライン（図４の６４）の内径と同じサイズである限り
はどんなサイズでもよい。ボールバルブ４０（図４の４
３）のサイズは単に、バルブアセンブリ（図４の４１）
全体の内部にあるすべての供給ライン（図４の５２、５
８、６４）同士間のスペースの大きさによって異なる。
分配用供給ライン（図４の６４）によって、自身がボー
ルバルブ４０と供給ライン（図４の５２、５８、６４）
と同じサイズの内径を持つインジェクタ（図４の６６）
中に液状着色剤（図示せず）が流れ込むことができる。
インジェクタ（図４の６６）はネジメカニズム（図示せ
ず）によってバルブアセンブリ４１に取り付けてもよ
く、この場合、直線状ネジ（図示せず）を自身に取り付
けられているゴム製ガスケット（図４の６８）と共に利
用するのがが好ましく恩典もある。しかしながら、イン
ジェクタ（図４の６６）もまた溶接などしてバルブアセ
ンブリ４１に取り付けてもよい。
【００２０】図５はこのようにして好ましいインジェク
タ／バルブ組み合わせ構造体（図４の７０）をスラブス
トック発泡体着色装置全体に組み込む方法と手順を示
す。着色剤は、可変速モーター／ドライブ７６（バイキ
ング社（Ｖｉｋｉｎｇ）から入手可能なようなもの）に
カップリングされている少なくとも１つの容積移送式ス
パーギヤポンプ７４にまで貯蔵タンク７２から移送され
る。モータ／ポンプ合成体７４、７６は、（３方向バル
ブ７８の位置によって異なる）再循環モード又は分配モ
ードのどちらかで連続的に走行する。分配モードでは、
着色剤はインジェクタ８０から事前混合マニホルド８２
に流れ込む。スループット圧力を、ポンプ７４から３方
向バルブ７８に至る供給ライン８５に取り付けられてい
る圧力ゲージ８４を利用して測定される。この３方向バ
ルブ７８は空気起動式（他のタイプのアクチュエータを
用いてもよいが）であり、マニホルド８２に染料が流れ
るのが好ましい場合に、再循環供給ライン８６から分配
用供給ラインへの着色剤の流れをインジェクタ８０に対
して方向付けする。マニホルド８２から着色剤は混合ヘ
ッド８８に移動し、次にさらに移動して、目標のスラブ
ストック発泡体（図示せず）を着色する。
タ／バルブ組み合わせ構造体（図４の７０）をスラブス
トック発泡体着色装置全体に組み込む方法と手順を示
す。着色剤は、可変速モーター／ドライブ７６（バイキ
ング社（Ｖｉｋｉｎｇ）から入手可能なようなもの）に
カップリングされている少なくとも１つの容積移送式ス
パーギヤポンプ７４にまで貯蔵タンク７２から移送され
る。モータ／ポンプ合成体７４、７６は、（３方向バル
ブ７８の位置によって異なる）再循環モード又は分配モ
ードのどちらかで連続的に走行する。分配モードでは、
着色剤はインジェクタ８０から事前混合マニホルド８２
に流れ込む。スループット圧力を、ポンプ７４から３方
向バルブ７８に至る供給ライン８５に取り付けられてい
る圧力ゲージ８４を利用して測定される。この３方向バ
ルブ７８は空気起動式（他のタイプのアクチュエータを
用いてもよいが）であり、マニホルド８２に染料が流れ
るのが好ましい場合に、再循環供給ライン８６から分配
用供給ラインへの着色剤の流れをインジェクタ８０に対
して方向付けする。マニホルド８２から着色剤は混合ヘ
ッド８８に移動し、次にさらに移動して、目標のスラブ
ストック発泡体（図示せず）を着色する。
【００２１】もちろん、以下の請求の範囲の精神と範囲
に含まれることを意図する本発明に対する代替実施形態
と修正が可能である。
に含まれることを意図する本発明に対する代替実施形態
と修正が可能である。
【図１】好ましいインジェクタ／バルブ組み合わせ構造
体および先行技術の球形ボールバルブを利用した先行技
術に関する着色手順のダイアグラムである。
体および先行技術の球形ボールバルブを利用した先行技
術に関する着色手順のダイアグラムである。
【図２】従来技術の３方向バルブ／インジェクター組み
合わせ構造体の概略的断面図。
合わせ構造体の概略的断面図。
【図３】好ましい球形ボールバルブのそのｙ軸で切断し
た概略断面図である。
た概略断面図である。
【図４】好ましいインジェクタ／バルブ組み合わせ構造
体の概略断面図である。
体の概略断面図である。
【図５】好ましいインジェクタ／バルブ組み合わせ構造
体及び好ましい球形ボールバルブを利用した好ましい着
色手順の図である。
体及び好ましい球形ボールバルブを利用した好ましい着
色手順の図である。
１０…貯蔵タンク，１２…ポンプ，１３…供給ライン，
１４…モーター，１６…３方向バルブ，１８…マニホル
ド，２０…インジケーター，２２…再循環供給ライン，
２６…混合ヘッド，２７…３方向バルブ，２８…ボール
バルブ，２９…タンク供給ライン，３０…再循環側，３
１…チャネル，３４…アクチュエータピン，４０…球形
ボールバルブ，４２，４４…チャネル，５２…取り入れ
供給ライン，５８…再循環供給ライン，６６…インジェ
クター，６８…ガスケット，７２…貯蔵タンク，７４…
スーパーギヤーポンプ，７８…３方向バルブ，８２…事
前混合マニホルド，８８…混合ヘッド。
１４…モーター，１６…３方向バルブ，１８…マニホル
ド，２０…インジケーター，２２…再循環供給ライン，
２６…混合ヘッド，２７…３方向バルブ，２８…ボール
バルブ，２９…タンク供給ライン，３０…再循環側，３
１…チャネル，３４…アクチュエータピン，４０…球形
ボールバルブ，４２，４４…チャネル，５２…取り入れ
供給ライン，５８…再循環供給ライン，６６…インジェ
クター，６８…ガスケット，７２…貯蔵タンク，７４…
スーパーギヤーポンプ，７８…３方向バルブ，８２…事
前混合マニホルド，８８…混合ヘッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジミー・ディー・チャビス アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州 29304、オールド・ペトリー・ロード 309 (72)発明者 フランク・マーク・ピットマン アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州 29334、リバー・フォールズ・ドライブ 170
Claims (42)
- 【請求項１】 第１と第２のチャネルを有する球形ボー
ルバルブにおいて、各チャネルが互いに排他的であり、 前記第１のチャネルが第１の開口と第２の開口とを有
し、前記第１と第２の開口の双方が、前記球形ボールバ
ルブの表面上の別々の位置にあり、 前記第２のチャネルが第１の開口と第２の開口を有し、
前記第１と第２の開口の双方が前記球形ボールバルブ表
面上の別々の位置にある球形ボールバルブ。 - 【請求項２】 前記球形ボールバルブがｘ軸、ｙ軸及び
ｚ軸を含み、 前記第１のチャネルが前記ｘ軸上にあり、 前記第２のチャネルが前記ｙ軸とｚ軸のどちらかに位置
している請求項１記載の球形ボールバルブ。 - 【請求項３】 前記第１のチャネルの前記第１の開口
が、前記ｘ軸上で約０度の位置にあり、前記第２のチャ
ネルが前記ｘ軸上で約１８０度の位置にあり、 前記第２のチャネルの前記第１の開口が前記ｙ軸上で約
０度の位置にあり、前記第２のチャネルの前記第２の開
口が、前記ｙ軸上にある前記第１の開口に対して約９０
度の位置にある請求項２記載の球形ボールバルブ。 - 【請求項４】 前記第１のチャネルの前記第１の開口が
前記ｘ軸上で約０度の位置にあり、前記第２のチャネル
が前記ｘ軸上で約１８０度の位置にあり、 前記第２のチャネルの前記第１の開口が前記ｚ軸上で約
０度の位置にあり、前記第２のチャネルの前記第２の開
口が前記ｚ軸上にある前記第１の開口から約９０度の位
置にある請求項２記載の球形ボールバルブ。 - 【請求項５】 前記第１と第２のチャネルが直線状であ
り、また、実質的に同じ内径サイズを有する、請求項３
記載の球形ボールバルブ。 - 【請求項６】 前記第１と第２のチャネルが直線状であ
り、また、実質的に同じ内径サイズを有する、請求項４
記載の球形ボールバルブ。 - 【請求項７】 請求項１に記載の球形ボールバルブを備
えるインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項８】 請求項２記載の球形ボールバルブを備え
るインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項９】 請求項３記載の球形ボールバルブを備え
るインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１０】 請求項４記載の球形ボールバルブを備
えるインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１１】 請求項５記載の球形ボールバルブを備
えるインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１２】 請求項６記載の球形ボールバルブを備
えるインジェクタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１３】 前記球形ボールバルブの前記第１と第
２のチャネルと実質的に同じ内径サイズを持つチャネル
を前記インジェクタが備える、請求項６記載のインジェ
クタ／バルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１４】 前記バルブとインジェクタが互いに緊
密に近接して置かれる、ボールバルブと前記インジェク
タとを備えるインジェクタバルブ組み合わせ構造体。 - 【請求項１５】 前記ボールバルブと前記インジェクタ
の双方が、実質的に同じ内径サイズのチャネルを備え
る、請求項１４記載のインジェクタ／バルブ組み合わせ
構造体。 - 【請求項１６】 （ａ）スラブストック発泡基材を提供
するステップと、 （ｂ）ポリマー着色剤を請求項７記載のインジェクタ／
バルブ組み合わせ構造体中に導入するステップと、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項１７】 （ａ）スラブストック発泡基材を提供
するステップと、 （ｂ）請求項８記載の前記インジェクタ／バルブ組み合
わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップと、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項１８】 （ａ）スラブストック泡基材を提供す
るステップと、 （ｂ）請求項９記載の前記インジェクタ／バルブ組み合
わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップと、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項１９】 （ａ）スラブストック泡基材を提供す
るステップと、 （ｂ）請求項１０に記載の前記インジェクタ／バルブ組
み合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック泡基材中に前記着色剤を噴射するステップとを
含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する方
法。 - 【請求項２０】 （ａ）スラブストック発泡基材を提供
するステップと、 （ｂ）請求項１１記載の前記インジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック泡基材中に前記着色剤を噴射するステップとを
含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する方
法。 - 【請求項２１】 （ａ）スラブストック泡基材を提供す
るステップと； （ｂ）請求項１２に記載の前記インジェクタ／バルブ組
み合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック泡基材中に前記着色剤を噴射するステップとを
含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する方
法。 - 【請求項２２】 （ａ）スラブストック泡基材を提供す
るステップと、 （ｂ）請求項１３記載の前記インジェクタ／バルブ組み
合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項２３】 （ａ）スラブストック発泡基材を提供
するステップと、 （ｂ）請求項１４に記載の前記インジェクタ／バルブ組
み合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項２４】 （ａ）スラブストック発泡基材を提供
するステップと、 （ｂ）請求項１５に記載の前記インジェクタ／バルブ組
み合わせ構造体中にポリマー着色剤を導入するステップ
と、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の前記インジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体から前記ステップ（ａ）の前記スラブ
ストック発泡基材中に前記着色剤を噴射するステップと
を含む、ポリウレタンスラブストック発泡体を着色する
方法。 - 【請求項２５】 請求項１６記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項２６】 請求項１７記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項２７】 請求項１８記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項２８】 請求項１９記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項２９】 請求項２０記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項３０】 請求項２１記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項３１】 請求項２２記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項３２】 請求項２３記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項３３】 請求項２４記載の方法によって着色さ
れたポリウレタンスラブストック発泡体。 - 【請求項３４】 請求項７記載のインジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブストッ
ク発泡体を着色する装置。 - 【請求項３５】 請求項８記載のインジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブストッ
ク発泡体を着色する装置。 - 【請求項３６】 請求項９記載のインジェクタ／バルブ
組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブストッ
ク発泡体を着色する装置。 - 【請求項３７】 請求項１０記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。 - 【請求項３８】 請求項１１記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。 - 【請求項３９】 請求項１２記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。 - 【請求項４０】 請求項１３記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。 - 【請求項４１】 請求項１４記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。 - 【請求項４２】 請求項１５記載のインジェクタ／バル
ブ組み合わせ構造体を備える、ポリウレタンスラブスト
ック発泡体を着色する装置。
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