JP2003080536A - ストランドマット入りのポリウレタンフォームの製造方法およびストランドマットの嵩増大装置 - Google Patents

ストランドマット入りのポリウレタンフォームの製造方法およびストランドマットの嵩増大装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストランドマット入りのポリウレタンフォー
ムの製造方法およびストランドマットの嵩増大装置を提
供する。 【解決手段】 ストランドマットを構成するガラス繊維
間の接着力を弱化させて嵩を増大させる嵩増大工程と、
嵩の増大された複数枚のストランドマットを連続的に供
給する工程と、連続的に供給されるストランドマットに
ポリウレタン原液を噴射する工程と、ストランドマット
の含浸されたポリウレタン原液を発泡成形させる工程
と、からなるストランドマットの含まれたポリウレタン
フォームの製造方法およびストランドマットの嵩増大装
置において、ポリウレタンフォームを製造するときに使
用されるストランドマットのガラス繊維間の接着力を弱
化させてストランドマットの嵩を増大させ、これによ
り、ストランドマットにポリウレタン原液が均一に浸透
されて生産性の向上を図り、各種の機械的物性の偏差を
最小限に抑える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストランドマット
入りのポリウレタンフォームに関し、特に、ポリウレタ
ンフォームの製造に使用されるストランドマットの嵩を
増大させる工程を付け加えてストランドマットがポリウ
レタンフォームの内部に均一に分布されるようにするこ
とによって、製品損失を低減し、生産性の向上を図った
ストランドマット入りのポリウレタンフォームの製造方
法およびストランドマットの嵩増大装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ポリウレタンフォームは、ポリ
オールとイソシアネート成分からなるスポンジ状の多孔
質の物質であって、軟質および硬質の２種に分けられる
が、軟質のポリウレタンフォームはマットレスのような
クッション材として使用され、硬質のポリウレタンフォ
ームは主に断熱材として使用される。このうち、本発明
は、断熱材として使用される硬質のポリウレタンフォー
ムに関するものであって、ＬＮＧなどの超低温物質の運
搬を主とする船舶用保冷材として使用されるポリウレタ
ンフォームを製造する方法に関する。
【０００３】従来の技術によるストランドマット入りの
ポリウレタンフォームの製造方法は、図１に示すよう
に、ガラス繊維からなる連続ストランドマットを連続的
に供給し移送しながらストランドマットにポリウレタン
原液を噴射してポリウレタン原液にストランドマットが
含浸されるようにした後、一定時間の経過の後ポリウレ
タン原液が発泡されて製品が成形されると、完成された
製品を取り出すことからなる。
【０００４】ここで、ストランドマットは、２５μｍ以
下の固形粉末状のガラス繊維フィラメントがポリエステ
ル接着剤によって結合されてマット形態を成している。
このとき、ポリエステル接着剤の使用量は、マット形態
を保持する範囲内で最小限となるようにストランドマッ
ト重量の１．３〜３重量％にするのが普通であり、この
使用範囲を外れると諸問題につながる。
【０００５】すなわち、ポリエステル接着剤の量が多す
ぎると、ガラス繊維フィラメント間を連結する接着剤の
強度が増加し、ポリウレタン原液が発泡するに際して各
マット間の解離が難しくなるため、ストランドマットの
均一な分散が行われず、良質のポリウレタンフォームを
得ることができなくなる。また、ポリエステル接着剤の
量が少なすぎると、ガラス繊維フィラメント間の結合が
不充分となって長繊維マットの形状を保持し難くなる。
【０００６】したがって、ストランドマット入りのポリ
ウレタンフォームを製造するにおいては、ストランドマ
ットの均一な含浸と分散を通じて製品の上下間密度、引
張強度、圧縮強度などの偏差を減らして均一な品質を確
保することによって、ポリウレタンフォーム内で起こり
得るクラックなどの品質欠陥を低減させる必要がある。
【０００７】しかし、従来のストランドマット入りのポ
リウレタンフォームの製造方法では、ガラス繊維間の堅
固な接着力が保持された状態のままストランドマットが
供給されてポリウレタン原液に含浸されるため、ストラ
ンドマットを構成するガラス繊維の間にポリウレタン原
液が均一に染み込み難かった。したがって、このように
生成されたポリウレタンフォーム内には空気層が存在す
ることになり、製品の強度および保冷効果が劣化する問
題点があった。
【０００８】しかも、従来のようにポリウレタンフォー
ム内にストランドが均一に分散されないと、部分的に機
械的強度および断熱効果が劣るため、超低温状態で収
縮、亀裂、捩れなどが生じるとか、外部衝撃によって割
れ易くなるとかの問題が起こってしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題点を解決するために案出されたものであっ
て、ストランドマットにポリウレタン原液を噴射するに
先立って、ストランドマットの嵩を増大させてストラン
ドマットをなすガラス繊維フィラメント間の結束力を弱
化させ、ストランドマットにポリウレタン原液が均一に
染み込むようにするとともにポリウレタンフォームの内
部にストランドマットが均一に分散されるようにするこ
とによって、−１６５℃以下の超低温状態でもポリウレ
タンフォームに収縮、亀裂、捩れなどが生じなくように
し、且つ、耐衝撃性も向上されるようにしたストランド
マット入りのポリウレタンフォームの製造方法およびス
トランドマットの嵩増大装置を提供することにその目的
がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するべく
本発明によるストランドマット入りのポリウレタンフォ
ームの製造方法は、複数の巻取り装置を利用してストラ
ンドマットを連続的に供給しながらストランドマットに
ポリウレタン原液を噴射する工程と、ストランドマット
の含浸されたポリウレタン原液を発泡成形されるように
する工程とからなるストランドマット入りのポリウレタ
ンフォームの製造方法において、前記ストランドマット
にポリウレタン原液が噴射される前に、前記ストランド
マットを構成するガラス繊維間の接着力を弱化させてス
トランドマットの嵩を増大させる嵩増大工程がさらに行
われることを特徴とする。
【００１１】また、本発明によるストランドマット嵩増
大装置は、ガラス繊維からなるストランドマットが巻き
取られている第１ローラと、複数の圧着ローラから構成
されて第１ローラから供給されたストランドマットに圧
力を加えガラス繊維間の接着力を弱化させることによっ
てストランドマットの嵩を増大させる嵩増大手段と、前
記嵩増大手段を通過したストランドマットが巻き取られ
る第２ローラと、前記第１ローラ、第２ローラ、および
嵩増大手段が設置された基板と、から構成されることを
特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】本発明によるストランドマット入りのポリ
ウレタンフォームの製造方法は、図２に示すように、ス
トランドマットを構成するガラス繊維間の接着力を弱化
させて嵩を増大させる工程と、嵩の増大されたストラン
ドマットが巻き取られた複数の巻取りローラからストラ
ンドマットを連続的に供給し移送する工程と、連続的に
移送されるストランドマットにポリウレタン原液を噴射
する工程と、ストランドマットの含浸されたポリウレタ
ン原液を発泡成形せしめる工程と、完成された製品を取
り出す工程と、から構成される。
【００１４】ストランドマットの嵩を増大させる段階で
使用される本発明のストランドマットの嵩増大装置は、
図３ないし図５に示すように、ガラス繊維からなるスト
ランドマット１が巻き取られている第１ローラ６と、複
数の圧着ローラ１１，１２，１３から構成され、これら
圧着ローラ間を通過するストランドマット１に圧力を加
えてガラス繊維間の接着力を弱化させることによってス
トランドマット１の嵩を増大させる嵩増大手段１０と、
前記嵩増大手段１０を通過しながら嵩の増大されたスト
ランドマット１が巻き取られる第２ローラ４と、前記第
１ローラ６および第２ローラ４を適切な速度で各々回転
させるステップモータ８と、前記第１ローラ６および第
２ローラ４並びに嵩増大手段１０が取付けられているベ
ース板２と、から構成される。
【００１５】前記嵩増大手段１０は、複数個の歯(Ｔ)の
ついた圧着ローラが所定間隔をおいて歯合されるように
設置されて一つの組となるが、本実施例では三つの圧着
ローラ１１，１２，１３が一つの組を成している。
【００１６】図４は、ストランドマット１が嵩増大手段
１０を通過しながら嵩が増大される様子を示すものであ
って、ストランドマット１のガラス繊維フィラメント
１’同士を比較的堅固に接着させている接着剤１”が圧
着ローラ１１，１２，１３の間を通過しながら破れてガ
ラス繊維フィラメント１’の結合が緩み、ストランドマ
ット１の嵩が増大することになる。
【００１７】図５は嵩増大手段１０の左側面を示す図で
あって、嵩増大手段１０の圧着ローラは、ステップモー
タ４０によって同一の速度で回転される駆動ローラ１
２，１３と前記駆動ローラ１２，１３の上側に上下移動
自在に設けられた間隔調節ローラ１１とから構成され
る。前記駆動ローラ１２，１３はベース板２の側面に立
設された支え台３０に回転可能に設けられ、電動ベルト
３１によって互いに連結される。また、前記駆動ローラ
１２，１３の上側に位置した間隔調節ローラ１１は、そ
の軸１１ａが前記支え台３０に上下移動可能に設けられ
たスライダ２２に回転自在に嵌められる。
【００１８】このとき、前記スライダ２２はピストンロ
ッド２１に連結されており、前記支え台３０の上側に設
置された油圧シリンダ２０が作動すると、ピストンロッ
ド２１が昇降されるとともにスライダ２２および間隔調
節ローラ１１が昇降され、これにより圧着ローラ１１，
１２，１３間の間隔が調節されるのである。このように
駆動ローラ１２，１３と間隔調節ローラ１１との間隔を
調節することによって前記圧着ローラ１１，１２，１３
の間を通過するストランドマット１の嵩増大量を調節す
ることができる。
【００１９】本発明によるストランドマット入りのポリ
ウレタンフォームの製造方法は、まず、図３に示したス
トランドマット嵩増大装置を利用してストランドマット
の嵩を増大させた後、図６に示したポリウレタンフォー
ム製造装置を利用してポリウレタンフォームを製造する
ことからなる。
【００２０】通常、ストランドマット１は巻取りローラ
に巻かれて供給されるところ、ストランドマット１の巻
き取られた第１ローラ６を嵩増大装置に位置させ、スト
ランドマット１を供給し嵩増大手段１０を通過させた
後、第２ローラ４に巻き取られるようにする。つまり、
ステップモータ８が駆動されると、第１ローラ６および
第２ローラ４が回転し、ストランドマット１が第１ロー
ラ６からほどけながら嵩増大手段１０の圧着ローラ１
１，１２，１３の間を通過し第２ローラ４に巻き取られ
る。
【００２１】ストランドマット１が嵩増大手段１０を通
過する間、前記嵩増大手段１０の駆動ローラ１２，１３
および間隔調節ローラ１１についた歯(Ｔ)がストラン
ドマット１を構成するガラス繊維フィラメント１’に圧
力を加えることにより、ガラス繊維フィラメント１’同
士間を接着させている接着剤１”が壊れる。これによ
り、ガラス繊維フィラメント１’間の結合力は弱くな
り、結果として嵩増大手段１０を通過したストランドマ
ット１の嵩は増加するのである。
【００２２】このとき、前記嵩増大手段１０を構成する
駆動ローラ１２，１３および間隔調節ローラ１１間の間
隔は油圧シリンダ２０の作動によって調節され、このよ
うな圧着ローラの間隔調節によって、壊れる接着剤の量
が変わり嵩増大手段１０を通過したストランドマット１
の嵩が異なってくる。ここで、前記嵩増大手段１０の圧
着ローラ間の間隔はストランドマット１を構成するガラ
ス繊維フィラメント１’が損傷されない範囲内で調節さ
れることは勿論で、ストランドマット１の厚さに基づい
て圧着ローラ間の間隔を調節することも当然である。嵩
の増大されたストランドマット１が第２ローラ４に充分
に巻かれると、第２ローラ４をポリウレタンフォーム製
造装置に設置してポリウレタンフォームの成形に入る。
【００２３】ポリウレタンフォーム製造装置は、図６に
示すように、基板１２０と、前記基板１２０の両側面に
立設された側壁１２４に回転可能に設置された複数の第
２ローラ４と、前記基板１２０の前方に設置されて前記
第２ローラから供給されたストランドマットを移送する
第１コンベヤ１２１と、前記第１コンベヤ１２１によっ
て移送されたストランドマット１にポリウレタン原液を
噴射する原液供給装置１２５と、前記基板１２０の後方
に設置されてポリウレタン原液が噴射されたストランド
マットを引っ張り移送する第２コンベヤ１２２と、を含
めて構成される。
【００２４】前記第１コンベヤ１２１および第２コンベ
ヤ１２２は、一定間隔をおいて設置された駆動ローラ１
２１ｂ，１２２ｂと、これら駆動ローラ１２１ｂ，１２
２ｂによって回転されて上側に載せられたストランドマ
ットを移送するコンベヤベルト１２１ａ，１２２ａから
構成される。
【００２５】また、第１コンベヤ１２１の後端から所定
距離離隔された基板１２０の位置には垂直方向に通路１
２０ａが形成され、基板１２０の下方には異形紙供給装
置１２８が設置されて前記通路１２０ａを通じて異形紙
１２９が供給される。また、前記異形紙供給装置１２８
の異形紙出口部分には上下両側に各々ガイドローラ１２
７が設けられて、供給される異形紙１２９が皺まないよ
うに異形紙１２９の供給を案内する。
【００２６】図６のポリウレタンフォーム製造装置の動
作を説明すると次のようである。
【００２７】図３に示した嵩増大装置によって嵩の増大
されたストランドマットが巻かれた多数の第２ローラ４
からストランドマット１を順次的に供給し積層させる。
第２ローラ４から供給されて積層されたストランドマッ
ト１は、第１コンベヤ１２１によって基板１２０に沿っ
て移送される。ストランドマット１が移送される間、異
形紙供給装置１２８からは異形紙１２９が供給されてス
トランドマット１の下部に位置し、原液供給装置１２５
の下部には必要な個数分だけ積層されたストランドマッ
ト１と前記供給された異形紙１２９が同時に移送される
ようになる。
【００２８】ストランドマット１と異形紙１２９が移送
される途中に原液供給装置１２５からポリウレタン原液
が噴射され、該ポリウレタン原液がストランドマット１
の内部に浸透する。このとき、ポリウレタン原液はスト
ランドマット１の最上層より高い位置まで噴射されるた
め、ストランドマット１がポリウレタン原液に含浸され
た状態となるのである。また、前記ストランドマット１
の下部に位置した異形紙１２９は、ポリウレタン原液が
噴射されるときそれが基板１２０の上面に直接当たらな
いようにするとともに、ポリウレタン原液が発泡成形さ
れてポリウレタンフォームとなる場合、ポリウレタンフ
ォームと一体化されてポリウレタンフォームの一面を包
装する。
【００２９】ストランドマット１に噴射されたポリウレ
タン原液は、約３０〜８０秒の時間が経過すると化学反
応を通じて発泡成形され、嵩の増大されたストランドマ
ット１にポリウレタン原液が充分に浸透された状態で発
泡成形されるため、製品内部のストランドマット１の分
布が均一なポリウレタンフォームが得られる。
【００３０】以上の説明の如く、本発明は、ポリウレタ
ンフォームの機械的強度および超低温安定性を増大する
ためにガラス繊維補強材を投入するにおいて、ガラス繊
維の分布度を改善し、機械的強度および物性値の偏差と
分布度不良に起因するロスを低減することによって生産
性増大を図っている。かかる分布度改善の効果は実験か
ら立証されたし、これを表１に表した。
【００３１】前記実験結果は、ポリウレタン原液の成分
および嵩増大部を通過させる回数を変化させながら実験
した結果である。表１において、ＣＳＭは連続式ストラ
ンドマット(Continuous Strand Mat)を意味する。
【００３２】比較例１および比較例２は、本発明による
嵩増大装置を通過させなかった７重のストランドマット
に、ポリオール、イソシアネートおよび発泡剤の重量比
を各々１００：１１０：０．９および１００：１３０：
０．９２にして組成されたポリウレタン原液を噴射して
発泡成形したポリウレタンフォームに関するものであっ
て、ストランドマットの分布状態が不均一であって基準
から外れたり、製品上下層の密度差も７ｋｇ／ｍ3 以上
であった。また、圧縮強度は０．０９４ｋｇ／ｃｍ2以
上であったり、常温における引張強度は０．０７７ｋｇ
／ｃｍ2以上の偏差を表すなど物性の偏差が大きかっ
た。
【００３３】一方、実施例１は、本発明による嵩増大装
置にストランドマットを１回通過させた後にポリウレタ
ンフォームを製造した場合であって、全体的に基準平均
物性値が満足すべき結果を見せた。また、上下層の密度
差が４ｋｇ／ｍ3と低減されたし、圧縮強度および常温
における引張強度偏差も各々０．０７７ｋｇ／ｃｍ2、
０．０６３ｋｇ／ｃｍ2と低減されてほぼ均一な物性値
を表した。特に、低温(−１７０℃)における引張強度偏
差は０．０５１ｋｇ／ｃｍ2であって、製品の物性が略
均一になったことがわかる。
【００３４】実施例２は、本発明による嵩増大装置にス
トランドマットを２回通過させた後にポリウレタンフォ
ームを製造した場合であって、圧縮強度および常温にお
ける引張強度偏差が各々０．０７５ｋｇ／ｃｍ2、０．
０６１ｋｇ／ｃｍ2と表れ、実施例１に比べてさらに減
少されたことがわかる。勿論、低温(−１７０℃)におけ
る引張強度偏差も０．０４７ｋｇ／ｃｍ2であって実施
例１よりも低減したことがわかる。
【表１】
【００３５】
【発明の効果】以上の如く、本発明によるストランドマ
ット入りのポリウレタンフォームの製造方法およびスト
ランドマット嵩増大装置によれば、ストランドマットを
ポリウレタン原液に含浸させる前に、ストランドマット
を構成するガラス繊維間の結合力を弱化させてポリウレ
タン原液がストランドマットの各部で充分に拡散される
ようにするため、ポリウレタンフォーム内部にストラン
ドマットが均一に分布され、−１６５℃以下の超低温状
態でも収縮、亀裂、捩れなどが生じなく、耐衝撃性も向
上された断熱材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術によるストランドマット入りのポリ
ウレタンフォームの製造方法を示すフローチャートであ
る。
【図２】 本発明によるストランドマット入りのポリウ
レタンフォームの製造方法を示すフローチャートであ
る。
【図３】 本発明によるストランドマットの嵩増大装置
を示す斜視図である。
【図４】 図３に示した嵩増大手段の動作状態を表す図
である。
【図５】 図３に示した嵩増大手段の左側面図である。
【図６】 ストランドマット入りのポリウレタンフォー
ム製造装置の斜視図である。
【符号の説明】
１ ストランドマット、２ ベース板、４ 第２ロー
ラ、６ 第１ローラ、８ステップモータ、１０ 嵩増大
手段、１１ 間隔調節ローラ、１２，１３ 駆動ロー
ラ、２０ 油圧シリンダ、２１ ピストンロッド、２２
スライダ、３０支え台、１２０ 基板、１２１ 第１
コンベヤ、１２２ 第２コンベヤ、１２４ 側壁、１２
５ 原液供給装置、１２７ ガイドローラ、１２８ 異
形紙供給装置、１２９ 異形紙。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０３Ｃ 25/02 Ｑ (72)発明者 クォン ヤン スー 大韓民国 キョンサンナム−ドゥ ミルヤ ン−シ サンナム−ミュン イエリム−リ 1326−１ ダエドン アパートメント ＃103−304 (72)発明者 ロー ユン ミュン 大韓民国 キョンサンナム−ドゥ キムヘ ア−シ オェイ−ドン 833 イルドンハ ンシン アパートメント ＃125−405 Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA07 AB09 AB29 AC02 AD43 AD56 AG03 AH21 AH24 AK03 AL01 AL09 4F204 AA42 AD04 AD16 AD27 AE02 AG20 AH28 EA01 EA04 EB02 EB12 EF05 EF25 4G060 BA05 BB02 BC01 BD21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ストランドマットを構成するガラス繊維
    同士間の接着力を弱化させてストランドマットの嵩を増
    大させる第１工程と、 嵩の増大された複数のストランドマットを連続的に供給
    して積層された状態で移送する第２工程と、 連続的に移送されるストランドマットにポリウレタン原
    液を噴射する第３工程と、 ポリウレタン原液にストランドマットが含浸された状態
    でポリウレタン原液が発泡成形されるようにする第４工
    程と、を含むことを特徴とするストランドマット入りの
    ポリウレタンフォームの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記第１工程は、回転しつつあるローラ
    の間にストランドマットを通過させ、そのストランドマ
    ットを構成するガラス繊維同士間を結合させている接着
    剤が破れることによって嵩を増大せしめることを特徴と
    する請求項１に記載のストランドマット入りのポリウレ
    タンフォームの製造方法。
  3. 【請求項３】 ポリウレタンフォームの製造に使用され
    るガラス繊維からなるストランドマットが巻き取られて
    いる第１ローラと、 前記第１ローラから供給されるストランドマットに圧力
    を加えてガラス繊維同士間の接着力を弱化させることに
    よってストランドマットの嵩を増大させる嵩増大手段
    と、 前記嵩増大手段を通過したストランドマットが巻き取ら
    れる第２ローラと、を含めて構成されることを特徴とす
    るストランドマットの嵩増大装置。
  4. 【請求項４】 前記嵩増大手段は、前記第１ローラから
    供給されるストランドマットが圧縮されながら通過され
    るようにする複数個の圧着ローラから構成されることを
    特徴とする請求項３記載のストランドマットの嵩増大装
    置。
  5. 【請求項５】 前記圧着ローラには歯が形成されている
    ことを特徴とする請求項４記載のストランドマットの嵩
    増大装置。
  6. 【請求項６】 前記圧着ローラは、モータによって回転
    される駆動ローラと、前記駆動ローラの上側に上下移動
    可能に設置された間隔調節ローラと、から構成されるこ
    とを特徴とする請求項４記載のストランドマットの嵩増
    大装置。
  7. 【請求項７】 前記間隔調節ローラは、前記駆動ローラ
    の設置された支え台に上下移動可能に設置されたスライ
    ダに回転自在に設置され、前記スライダは前記支え台の
    上側に設置された油圧シリンダによって昇降されること
    を特徴とする請求項６記載のストランドマットの嵩増大
    装置。
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