JP2005132042A - 硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法とその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切断に起因する硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の割れの発生と進行を効果的に防止して、歩留りを高く維持できる硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法とその製造装置を提供する。
【解決手段】 下面材２上にポリウレタン発泡原液Ｍを吐出すると共に、その上面に上面材３を供給しつつこれらを搬送してポリウレタン発泡原液Ｍを硬化させ、所定長さに切断して硬質発泡ポリウレタンＰを得る。硬質発泡ポリウレタンＰを切断するに先立って、硬質発泡ポリウレタンの上面幅方向端部近傍での上下面材２，３の重ね合わせ箇所で、上方に位置する下面材２の端部縁をその長手方向に沿ってクラフトテープ５により被覆し固着する硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法とその製造装置に関し、詳しくは、下面材上にポリウレタン発泡原液を吐出すると共に、その上面に上面材を供給しつつこれらを搬送して前記ポリウレタン発泡原液を硬化させ、所定長さに切断する硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法とその製造装置に関する。

軽量で断熱性能に優れた硬質発泡ポリウレタンスラブは、各種建築物、ＬＮＧタンクの外装材、家電製品などに多用されている。硬質発泡ポリウレタンスラブは、一般に、上下に配置された紙などの面材間にポリウレタン発泡原液が連続的に注入されて長尺ものとして成形され、製造ラインのコンベア上を搬送されつつ、その途中でカッターあるいはソーによって、長さ１．２〜２ｍ程度の定尺サイズに切断されて製造される（例えば、特許文献１）。

長尺の硬質発泡ポリウレタンから所定サイズのスラブに裁断するに際し、ポリウレタン発泡原液の硬化速度の遅速関係から、カッターによる切断によりスラブ表面に割れが生じる場合がある。つまり、注入されたポリウレタン発泡原液が発泡しつつ、コンベア上で次第に硬化してゆき、所定位置において短辺側をその幅方向にわたってカッターで切断される際、硬化が十分に終了しないまま発泡途中で切断されると、発泡圧に起因して上面材を押し上げ膨れを生じた箇所に割れが発生して進行することがある。この割れは、硬質発泡ポリウレタンスラブの上面部の端部近傍を長手方向に向けて進行することが多く、この割れは同時に深さ方向にも進行するため、上面部を深く切断する必要があり、歩留りの低下は極めて大きいものがあった。

そのような事態が生じるのを防止するため、生産速度を調節したり、ポリウレタン発泡原液の硬化速度を調整したりすることによって対応しているが、製造ライン周囲の温度変化、季節変化による製造ライン雰囲気の温度変動などにより調整を頻繁に行わなければならず、それ自体面倒であるだけでなく、割れの発生を完全に防止できていない。かかる方法は吐出されたポリウレタン発泡原液の発泡硬化速度の推移を的確に捕えることが難しく、かなり頻繁な調整を要し、多品種少量生産の多い現状の製品構成に対して、生産性を高めることはできないという問題がある。
特開２００１−２４７６４７号公報、段落［００６６］。

そこで本発明の解決しようとする課題は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、切断に起因する硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の割れの発生と進行を効果的に防止して、歩留りを高く維持できる硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法とその製造装置を提供することにある。

上記課題は請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法の特徴構成は、下面材上にポリウレタン発泡原液を吐出すると共に、その上面に上面材を供給しつつこれらを搬送して前記ポリウレタン発泡原液を硬化させ、所定長さに切断する硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法において、前記硬質発泡ポリウレタンを切断するに先立って、前記硬質発泡ポリウレタンの上面幅方向端部近傍での上下面材の重ね合わせ箇所で、上方に位置する下面材の端部縁をその長手方向に沿ってシート状物により被覆し固着することにある。

この構成によれば、所定長さの硬質発泡ポリウレタンスラブを得るためカッターで切断する際、硬化が十分に終了しないまま発泡途中で切断したとしても、硬質発泡ポリウレタンの上面に被覆され固着される面材が効果的に一体化されて補強されるので、発泡圧に起因して硬質発泡ポリウレタンの上面に被覆される面材を押し上げて膨れを生じることを強固に阻止し、その箇所から割れが発生して進行することを、面倒な生産工程上の調整を要することなく効果的に防止できる。

その結果、切断に起因する硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の割れの発生と進行を効果的に防止して、歩留りを高く維持できる硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法を提供することができた。

なお、硬質発泡ポリウレタンは、重合体構成結合がウレタン結合、ウレア結合の一般的な硬質ポリウレタンの他、イソシアヌレート結合を含むポリイソシアヌレートフォームを含む意味に用いる。

前記下面材の幅方向両端部を、吐出されたポリウレタン発泡原液の幅方向の拡がりを受け止めつつ、このポリウレタン発泡原液が発泡硬化した硬質発泡ポリウレタンスラブの側面および上面端部に被覆させ、ついで上面端部に被覆された前記下面材の上から、前記下面材の端部縁を被覆するようにして、その長手方向に沿って前記シート状物を固着することが好ましい。

この構成によれば、硬質発泡ポリウレタンスラブを被覆する上面材と、この上に重ねられる下面材とをシート状物で固着して、これら面材が強固に一体化され、発泡が遅延してスラブ表面に膨れを生じようとしたとしても、膨れが生じるのを阻止して、スラブ表面に割れが発生するのを一層効果的に防止できる。

前記硬質発泡ポリウレタンスラブの長手方向に沿ってシート状物により被覆し固着した後、更にこの硬質発泡ポリウレタンスラブの幅方向周囲に、複数の帯状体を間欠的に巻回することが好ましい。

この構成によれば、上記各請求項の発明による効果に加えて、硬質発泡ポリウレタンの表面に生じる可能性のある割れの発生を一層確実に防止できる。

前記硬質発泡ポリウレタンスラブの長手方向側面部の全部または一部に、面材を介して側面シート状物を被覆して固着することが好ましい。

この構成によれば、本来切断起点となり易い硬質発泡ポリウレタンスラブの下部切断端部側面から切断時に生じる可能性のある割れの発生を防止できて、一層確実に歩留りを向上でき、より生産コストの低減が可能になる。

また、本発明に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの製造装置の特徴構成は、下面材上にポリウレタン発泡原液を吐出すると共に、その上面に上面材を供給しつつこれらを搬送して前記ポリウレタン発泡原液を硬化させ、所定長さに切断する硬質発泡ポリウレタンスラブの連続製造ラインにおいて、前記硬質発泡ポリウレタンを切断する切断手段の上流側に、前記硬質発泡ポリウレタンの上面端部近傍での上下面材の重ね合わせ箇所で、上方に位置する下面材の端部縁をその長手方向に沿ってシート状物を被覆して固着するシート状物供給手段が設けられていることにある。

この構成によれば、切断に起因する硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の割れの発生と進行を効果的に防止して、歩留りを高く維持できる硬質発泡ポリウレタンスラブの製造装置を提供することができる。

本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの連続製造ラインの概略構成を表す。

この硬質発泡ポリウレタンスラブの連続製造ラインにおける硬質発泡ポリウレタンスラブの連続製造装置１は、紙材などからなる下面材２を、下面材供給装置１２から成形コンベア（図示略）上に供給し、その上に発泡機のミキシングヘッド４から供給される硬質ポリウレタン発泡原液Ｍをキャスティング法により供給した後、上部より紙材などからなる上面材３を、上面材供給装置１３からガイドロール１０，１１を経て、硬化途中の硬質ポリウレタン発泡原液Ｍの上表面に連続的に供給してサンドイッチ状に形成している。その際、硬質発泡ポリウレタンスラブを所定形状にするため、下面材２上に吐出された硬質ポリウレタン発泡原液Ｍが発泡する途上の位置に、上面材３の上表面に押え部材である板状をしたマット６を載置する。これにより、不均質な発泡による上面材３の上表面に不規則な凸状の盛り上がりが生じるのを防ぐことができる。

引き続き、所定厚みになるように硬質ポリウレタン発泡原液Ｍを上下面材間に有して、ダブルコンベア７を備えた加熱オーブン８に送られると、発泡硬化した硬質発泡ポリウレタンＰが得られる。更に、その下流側で、カッターあるいはソー等の切断手段Ｃにより幅方向に切断される直前で、後述するように、硬質発泡ポリウレタンＰの幅方向両端部側に面材を介して、補強用シート状物の１種であるクラフトテープ５が貼着される。これにより、硬化が十分に終了しないまま状態で切断されたとしても、発泡圧に起因して面材を押し上げ膨れを生じることを阻止して平坦化できると共に、表面に割れが発生して進行することを効果的に防止できるので、欠陥箇所を除去する量を確実に減少させることができる。

シート状物としては、幅５０〜１５０ｍｍ程度、厚み０．１〜０．２ｍｍ程度を有することが好ましい。このクラフトテープ５の面材と接する側には、粘着剤が塗布されていると共に、クラフトテープ５の他面側は離型剤などが塗布されて離型性を有することが好ましい。

定尺の硬質発泡ポリウレタンスラブのサイズは、特に限定されるものではないが、通常、幅９００〜１５００ｍｍ、厚み１５０〜６５０ｍｍ程度、長さ１２００〜２０００ｍｍ程度のものの用途が広い。

つぎに、図１、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本実施形態に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの上表面にシート状物を固着する方法を説明する。

図２（ａ）に示すように、下面材２は、その上面に硬質ポリウレタン発泡原液Ｍが吐出されると、その幅方向両端部が硬質ポリウレタン発泡原液Ｍの拡がりを受け止め包み込むように、成形コンベア（図示略）の両側に設けられたガイドロール（図示略）により、下面材２の両端部が折り曲げられるようにして立ち上げられて、発泡硬化しブロック状にされた硬質発泡ポリウレタンスラブＰの側面部を被覆する。上面材３は吐出された硬質ポリウレタン発泡原液Ｍの上方から供給されており、発泡硬化した硬質発泡ポリウレタンスラブＰの上面に被覆されると共に、その上から下面材２の両端部が内側に折り曲げられる（図２（ｂ））。この状態で、図１に示すダブルコンベア７を備えた加熱オーブン８に送られる。

更に、折り曲げられた下面材２の両端部を押えロール９により、上面材３の表面に押し付けて、押えロール９の下流側に配置されているシート状物供給手段である、シート状物を軸に巻回して装着したシート状物供給装置１５から供給されたクラフトテープ５が、下面材２の両端部縁を被覆するように、その両端部に沿って貼着される（図２（ｃ））。このようにすることにより、上下面材がスラブ上で一層強固に一体化され、発泡が遅延してスラブ表面に膨れを生じようとしたとしても、膨れが生じるのを阻止して、スラブ表面に割れが発生するのを一層効果的に防止できる。その後、図１に示すように、カッターＣにより所定長さに切断される。

以下、実際に行った実施例について説明する。下面材、上面材共に１００ｇ／ｍ² のクラフト紙を使用し、硬質ポリウレタン発泡原液組成物として、ソフラン原液Ｐ−２０１−５（イソシアネート成分）／３１４−５７Ｃ（ポリオール成分）の組合せ（東洋ゴム工業製）を使用し、図１に示す連続製造装置にて、幅約１０８０ｍｍ，厚さ約３５０ｍｍの長尺状硬質発泡ポリウレタンを製造した。硬質ポリウレタン発泡原液組成物の発泡剤は、ポリオール成分中のポリオール化合物１００重量部に対して発泡剤としてＨＣＦＣ−１４１ｂを１２．０重量部、水を１．０重量部含有するものであった。

この硬質発泡ポリウレタン製造途中において、幅約１００ｍｍの片面粘着剤を有するクラフトテープを、図１，２に示すように、下面材の両端部縁を被覆するように重ねて貼着し、硬質発泡ポリウレタンを得た。このような硬質発泡ポリウレタンのブロックを１５０本連続製造したが、硬質発泡ポリウレタンの上面には、割れの発生が認められず、歩留りの大幅な向上が得られた。
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態の構成に加えて、更に図３に示すように、硬質発泡ポリウレタンスラブＰの先端側から適度な間隔を空け、幅方向の周囲に複数の帯状体Ｂを間欠的に巻回してもよい。このように硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の周囲に１又は２以上の帯状体を巻回すると、上記した実施形態の効果に加えて、硬質発泡ポリウレタンの表面に生じる可能性のある割れの発生を一層確実に防止できる。

つまり、吐出されたポリウレタン発泡原液が硬化する際、その表面は冷却により収縮を起こすため、面材に固着している箇所以外の両面材間の境界部近傍で割れの生じる場合があるが、図３に示すように、幅方向周囲に帯状体Ｂを巻回しておくと、硬化した硬質発泡ポリウレタンと面材とが強固に固着するため、割れの発生を効果的に防止できる。帯状体の間隔は、必ずしも密にする必要はないが、１ｍ以下であることが好ましい。

この帯状体Ｂに代えて、上下両面材の重なる端部箇所の上面から側面にかけて、図３の帯状体と同様な間隔で間欠的にテープ（図示略）を貼着してもよい。このようにしても、硬質発泡ポリウレタンスラブ表面の幅方向の周囲に複数の帯状体を間欠的に巻回したと略同等な効果が得られる。

帯状体Ｂあるいはテープも、上記したシート状物５と同様に、一方の面に粘着剤が塗布された粘着テープからなっていると、作業がし易く、機械化して自動化することも容易となり、生産効率を高めることができて好ましい。なお、図３に示す場合、上面材３の上面に重ねて、下面材２の両端部を内側に向けて折り畳むようにして端部処理をしてあるが 端部処理はこれに限定されるものではなく、両端部を内側に向けて折り畳んだ下面材２の上から上面材３を重ねるようにしてもよい。その場合、上面材３の両端部縁を被覆するように、その両端部縁部に沿ってシート状物５を貼着する。
（２）上記実施形態の構成に加えて、図４に示すように、硬質発泡ポリウレタンスラブの長手方向側面部の全部または一部に側面シート状物Ｔを面材を介して被覆して固着してもよい。つまり、連続的に供給されたポリウレタン発泡原液が発泡し硬化しながら搬送され、所定サイズに切断される際に、本来切断起点となり易い硬質発泡ポリウレタンスラブの下部切断端部側面の表面が被覆され固着されているため、発泡に起因するスラブ内部圧が表面から解放されず、その結果、割れが生じなくなり、当然のことながら割れの進行も起こらず、割れの発生・進展を確実に防止できることになる。このようにすれば、簡易な処置ながら、従来行われていたようなポリウレタン発泡原液の硬化速度を調整したり、搬送速度や切断速度を変えたりして生産速度を調整するといった面倒な処置が不要であり、調整のために熟練者に頼ることもなく、切断時に生じる可能性のある割れの発生を防止できて、確実に歩留りを向上できて、一層生産コストの低減が可能になる。

側面シート状物Ｔにより被覆する硬質発泡ポリウレタンＰの側面部の位置が、少なくとも底部から厚みの１／３までであることが好ましい。切断時に割れの発生起点となり易い位置を確実に被覆することができ、側面シート状物Ｔの使用量を効果的に低減できて製造コストを低くできる。

もとより、図３に示す帯状体Ｂの巻回に加えて、図４に示す側面シート状物Ｔを固着するようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、ダブルコンベア７を備えた加熱オーブン８に送られ、切断手段Ｃの手前側でシート状物を硬質発泡ポリウレタンＰの上面部に貼着する例を示したが、ダブルコンベア７に移送される前工程において、供給される上面材３の幅方向両端部に沿って補強用シート状物である５０〜１５０ｍｍ幅程度のクラフトテープを供給して貼着するようにしてもよい。

上面材３の両端部２には このようになっていると、クラフトテープ５が上面材３と容易に強固に一体化されると共に、マット６に押圧されて硬化中の硬質ポリウレタン発泡原液内に潜り込み難くなり、一層欠陥の少ない硬質発泡ポリウレタンスラブを得ることができ、歩留りが一層向上して好ましい。
（４）上記実施形態では、シート状物として、安価で取り扱い容易なクラフトテープを用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、各種紙製、ＰＥＴ等の樹脂フィルム製、布製、金属箔テープ、更にはこれらがラミネートされた積層テープなどを用いてもよい。

本発明に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの製造ラインを示す概略構成図 （ａ）〜（ｃ）本発明に係る硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法を説明する斜視図 別実施形態に係る製造装置により製造された硬質発泡ポリウレタンスラブの斜視図 更に別実施形態に係る製造装置により製造された硬質発泡ポリウレタンスラブの斜視図

符号の説明

２ 下面材
３ 上面材
５ シート状物
Ｂ 帯状体
Ｃ 切断手段
Ｍ ポリウレタン発泡原液
Ｐ 硬質発泡ポリウレタンスラブ
Ｔ 側面シート状物

Claims (5)

1. 下面材上にポリウレタン発泡原液を吐出すると共に、その上面に上面材を供給しつつこれらを搬送して前記ポリウレタン発泡原液を硬化させ、所定長さに切断する硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法において、前記硬質発泡ポリウレタンを切断するに先立って、前記硬質発泡ポリウレタンの上面幅方向端部近傍での上下面材の重ね合わせ箇所で、上方に位置する下面材の端部縁をその長手方向に沿ってシート状物により被覆し固着することを特徴とする硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法。
2. 前記下面材の幅方向両端部を、吐出されたポリウレタン発泡原液の幅方向の拡がりを受け止めつつ、このポリウレタン発泡原液が発泡硬化した硬質発泡ポリウレタンスラブの側面および上面端部に被覆させ、ついで上面端部に被覆された前記下面材の上から、前記下面材の端部縁を被覆するようにして、その長手方向に沿って前記シート状物を固着する請求項１の硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法。
3. 前記硬質発泡ポリウレタンスラブの長手方向に沿ってシート状物により被覆し固着した後、更にこの硬質発泡ポリウレタンスラブの幅方向周囲に、複数の帯状体を間欠的に巻回する請求項１又は２の硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法。
4. 前記硬質発泡ポリウレタンスラブの長手方向側面部の全部または一部に、面材を介して側面シート状物を被覆して固着する請求項１〜３のいずれか１の硬質発泡ポリウレタンスラブの製造方法。
5. 下面材上にポリウレタン発泡原液を吐出すると共に、その上面に上面材を供給しつつこれらを搬送して前記ポリウレタン発泡原液を硬化させ、所定長さに切断する硬質発泡ポリウレタンスラブの連続製造ラインにおいて、前記硬質発泡ポリウレタンを切断する切断手段の上流側に、前記硬質発泡ポリウレタンの上面端部近傍での上下面材の重ね合わせ箇所で、上方に位置する下面材の端部縁をその長手方向に沿ってシート状物を被覆して固着するシート状物供給手段が設けられていることを特徴とする硬質発泡ポリウレタンスラブの製造装置。

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