JP2006124579A - Polyurethane foam and method for producing the same - Google Patents

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英郎 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for readily producing a polyurethane foam having the thickness set at ≤10 mm and a high density obtained by regulating the density thereof to about 600-900 kg/m<SP>3</SP>with high mass productivity by adopting an RIM (reaction injection molding) method. <P>SOLUTION: The platy polyurethane foam is obtained from a main raw material composed of a polyol and an isocyanate and various kinds of auxiliary raw materials. The main raw material is mixed with the various kinds of auxiliary raw materials and a gas-dissolved raw material M prepared by dissolving a foam-forming gas therein under pressure is injected into a forming mold 30 under required pressure regulation. The pressure is then returned to atmospheric pressure just after completing the injection to produce the polyurethane foam. The thickness thereof is regulated to ≤10 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はポリウレタンフォームおよびその製造方法に関し、更に詳細には、反応射出成形(以下、RIM成形と云う)を採用することで、薄い板形状や、更には複雑形状に対応可能であり、かつ高密度において良好な成形性を維持し得るポリウレタンフォームと、その製造方法に関するものである。   The present invention relates to a polyurethane foam and a method for producing the same, and more specifically, by adopting reaction injection molding (hereinafter referred to as RIM molding), it is possible to cope with a thin plate shape or a complicated shape, and a high The present invention relates to a polyurethane foam capable of maintaining good moldability in density and a method for producing the same.

耐候性や加工性等が高いポリウレタンフォームは、その構造に由来する弾性故に使用用途が多枝に亘り、例えば制振材、シール材、クッション材、断熱材、研磨パッドまたはクッションパッド等といった製品素材としても、好適に採用されている。そして前述した製品用途においては、その密度が高く、高荷重負荷に耐え得ると共に、所要の形状に、殊に薄い板形状等に容易に製造し得る成形性が求められている。   Polyurethane foam, which has high weather resistance and workability, has many uses because of its elasticity derived from its structure. Product materials such as vibration damping materials, seal materials, cushion materials, heat insulating materials, polishing pads or cushion pads, etc. However, it is preferably employed. In the above-described product applications, there is a demand for moldability that is high in density, can withstand high load loads, and can be easily manufactured into a required shape, particularly a thin plate shape.

しかし、一般的な発泡体の製造方法であるスラブ発泡法は、発泡原料を常温大気圧下で自然発泡させて硬化させる方法であり、量産性に優れかつその管理が簡便であるため多用されている一方、量産性のある製品密度は200kg/m程度と上限が低く、また薄い板形状の発泡体を製造しようとする場合、自然発泡させて得られるブロック状の大きな発泡体(以下、原反と云う)を所要厚みに切断する、所謂スキ加工において低密度による弾性が原因となって寸法精度が悪化するため、10mm以下、殊に6mm以下のシート状の発泡体は製造が困難であった。この他の方法として、発泡剤を添加することなく、高粘度の発泡原料を攪拌することでエアを巻き込み、該エアが原料内で合一、脱泡する以前に加熱硬化させて発泡成形体とするメカニカルフロス発泡法が挙げられ、この方法においては、前述の10mm以下となる薄い板形状の発泡体の成形も可能である。しかしメカニカルフロス発泡法においては、成形性、殊にキュア性の問題がら500kg/mの以上となる高密度の発泡体の製造が困難となる問題が指摘される。なお高密度時の成形性またはキュア性の悪化による製造コストの増大を許容した場合、所望の発泡体製造は可能となるが、その一方で高密度故の高い硬度によりスキ加工は困難化し、例えばギロチンカッター等での一次切断と、サンディング等の厚み調整等の後加工が必須となり、更なる製造コストの上乗せが必要となり現実的ではない。 However, the slab foaming method, which is a general method for producing foams, is a method in which a foaming material is naturally foamed and cured at room temperature and atmospheric pressure, and is widely used because it is excellent in mass productivity and easy to manage. On the other hand, the density of mass-produced products has a low upper limit of about 200 kg / m 3, and when a thin plate-like foam is to be produced, a block-like large foam obtained by natural foaming (hereinafter referred to as the raw material) In the so-called ski machining, the dimensional accuracy deteriorates due to the low density in the so-called ski machining, and it is difficult to produce a sheet-like foam of 10 mm or less, particularly 6 mm or less. It was. As another method, without adding a foaming agent, air is entrained by stirring a foam material having high viscosity, and before the air is united and defoamed in the material, it is heated and cured, In this method, it is possible to form a thin plate-like foam having a thickness of 10 mm or less. However, in the mechanical floss foaming method, a problem is pointed out that it is difficult to produce a high-density foam having 500 kg / m 3 or more due to the problem of moldability, particularly curing. If the increase in production cost due to deterioration of moldability or cure property at high density is allowed, desired foam production becomes possible, but on the other hand, high hardness due to high density makes skiing difficult, Post-processing such as primary cutting with a guillotine cutter or the like, and thickness adjustment such as sanding is essential, and additional manufacturing costs are required, which is not realistic.

一方、成形型を用いて中実未発泡の、所謂ソリッド体の成形品を提供する成形方法として、RIM成形法が知られている。この成形方法は、薄い板形状や、複雑形状にも応用可能であり、このため従来、自動車用バンパー、フェンダーおよびマッドガード等に好適に応用されているが、基本的にソリッド体の成形方法であり、発泡体の製造には利用されていなかった。殊に前述した用途については完成成形品に対する外観要求が厳しく、RIM成形原料中に気体が残留することで成形体表面に発生するピンホールまたはボイド等の気泡は、直接的な外観不良、更には後工程で実施される塗装等におけるワキ、オレンジピールまたはプリスターといった外観不良の原因であるため、RIM成形原料に気泡を混入させることは通常考えられず、これらを極力排除することが求められていた。なお、例外的にRIM成形原料の流動性を高め、成形型への注入効率を上げることを目的として、該RIM成形原料に乾燥空気等のエアを攪拌混入させた、所謂エア(ガス)ローディングを行なう手法は知られていた。しかしこの場合であっても、RIM成形原料を成形型に注入した後は、混入されたエアが発泡しないように、該エアを成形型外に追い出しつつ成形がなされるように制御されているため発泡体は製造できない。   On the other hand, a RIM molding method is known as a molding method for providing a solid, non-foamed, so-called solid molded product using a molding die. This molding method can also be applied to thin plate shapes and complex shapes, and for this reason, it has conventionally been suitably applied to automotive bumpers, fenders, mudguards, etc., but is basically a solid body molding method. It was not used in the production of foams. Especially for the above-mentioned applications, the appearance requirements for the finished molded product are strict, and bubbles such as pinholes or voids generated on the surface of the molded body due to the gas remaining in the RIM molding raw material cause direct appearance defects, Since it is a cause of appearance defects such as armpits, orange peels or prestars in painting performed in the subsequent process, it is usually not considered to mix bubbles in the RIM molding raw material, and it has been required to eliminate them as much as possible. . For the purpose of exceptionally improving the fluidity of the RIM molding material and increasing the injection efficiency into the mold, so-called air (gas) loading, in which air such as dry air is mixed into the RIM molding material, is mixed. The technique to do was known. However, even in this case, after the RIM molding raw material is injected into the mold, it is controlled so that the mixed air is blown out of the mold so that the air is not foamed. Foam cannot be manufactured.

また下記の[特許文献1]に記載される如く、インテグラルスキン(ポリウレタン)フォーム(表層のみソリッド状態であり、内部だけが発泡状態となっているフォーム)を製造するためにRIM成形法が採用される場合がある。しかしこの方法においては、成形品の裏表を構成する2つの中実層が、発泡層の両側に存在する3層構造となった、発泡状態が偏った発泡体の製造しかできず、またこれら3層が積層的となっている構造故に6mm以下の薄い板形状とすることは困難であった。更にフロン、代替フロンまたは水等の化学的発泡に係る発泡剤を使用するため、そのガス発生に係る制御が困難であり、密度、セル径および該セル径の分布の制御が困難であり、商品性の高い発泡体の製造には向かなかった。
特開平3−065342号公報
Also, as described in [Patent Document 1] below, the RIM molding method is adopted to produce an integral skin (polyurethane) foam (a foam in which only the surface layer is in a solid state and only the inside is in a foamed state). May be. However, in this method, it is only possible to produce a foam in which the two solid layers constituting the front and back of the molded product have a three-layer structure existing on both sides of the foam layer, and the foam state is uneven. Because of the structure in which the layers are stacked, it has been difficult to form a thin plate shape of 6 mm or less. Furthermore, since a foaming agent related to chemical foaming such as Freon, alternative Freon or water is used, it is difficult to control the gas generation, and it is difficult to control the density, cell diameter and distribution of the cell diameter. It was not suitable for the production of highly foamed materials.
JP-A-3-063422

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係るポリウレタンフォームは、ポリオールおよびイソシアネートからなる主原料と各種副原料とから得られる板状のポリウレタンフォームにおいて、
前記主原料と各種副原料とを混合し、これに造泡用気体を圧力下に溶存させてなるガス溶存原料を、所要の調圧下に成形型に注入し、注入完了直後に常圧に戻すことで製造され、その厚みが10mm以下に設定されていること特徴とする。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, the polyurethane foam according to the present invention is a plate-like polyurethane foam obtained from a main raw material consisting of polyol and isocyanate and various auxiliary raw materials,
The main raw material and various auxiliary raw materials are mixed, and a gas-dissolved raw material in which a foaming gas is dissolved under pressure is injected into the mold under the required pressure adjustment, and then returned to normal pressure immediately after the completion of the injection. The thickness is set to 10 mm or less.

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の別の発明に係るポリウレタンフォームの製造方法は、ポリオールおよびイソシアネートからなる主原料と各種副原料とから得られる板状のポリウレタンフォームの製造方法において、
前記主原料と各種副原料とを混合し、これに造泡用気体を圧力下に溶存させてなるガス溶存原料を、所要の調圧下に成形型に注入させ、
所要量の前記ガス溶存原料が成形型内に注入完了直後に常圧に戻すことで、
その厚みが10mm以下に設定されたポリウレタンフォームを製造すること特徴とする。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended object, a method for producing a polyurethane foam according to another invention of the present application is a method for producing a plate-like polyurethane foam obtained from a main raw material comprising polyol and isocyanate and various auxiliary raw materials. In the manufacturing method,
The main raw material and various auxiliary raw materials are mixed, and a gas-dissolved raw material in which a foaming gas is dissolved under pressure is injected into a mold under a required pressure regulation.
By returning the required amount of the gas-dissolved raw material to normal pressure immediately after injection into the mold,
A polyurethane foam having a thickness set to 10 mm or less is manufactured.

本発明に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法によれば、RIM成形法を採用することにより、その厚みが10mm以下に設定される板状のポリウレタンフォームを容易に製造し得る。またその密度として、600〜900kg/m程度となる高密度のポリウレタンフォームを、高い量産性をもって製造し得る。更にそのセル径を任意に制御すると共に、その径を均質化し得る効果も奏する。 According to the polyurethane foam and the method for producing the same according to the present invention, a plate-like polyurethane foam whose thickness is set to 10 mm or less can be easily produced by employing the RIM molding method. Further, a high-density polyurethane foam having a density of about 600 to 900 kg / m 3 can be produced with high mass productivity. Further, the cell diameter can be arbitrarily controlled and the diameter can be homogenized.

次に本発明の好適な実施例に係るポリウレタンフォームおよびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、以下説明する。本願発明者は、ポリウレタン系原料に不活性ガス等の造泡用気体を溶存させたガス溶存原料を、所定の調圧等の圧力制御下に反応射出成形法(以下、RIM成形法と云う)により成形することで、その厚みが10mm以下、好適には6mm以下となる板状のポリウレタンフォームを容易にかつ高い量産性をもって製造し得ることを知見した物である。また造泡用気体の溶存量と、ポリウレタンフォームの原料であるポリオール等の選択とをなすことで、セル径が20〜100μmといった微細なセルを多数かつ均質に備えるポリウレタンフォームを製造し得ることも合わせて知見した。   Next, a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention and a method for producing the same will be described below with reference to preferred embodiments. The inventor of the present application uses a reaction-injection molding method (hereinafter referred to as a RIM molding method) for a gas-dissolved raw material in which a foaming gas such as an inert gas is dissolved in a polyurethane-based raw material under pressure control such as predetermined pressure regulation. It has been found that a plate-like polyurethane foam having a thickness of 10 mm or less, preferably 6 mm or less can be produced easily and with high mass productivity. It is also possible to produce a polyurethane foam having a large number of fine cells having a cell diameter of 20 to 100 μm uniformly by making a dissolved amount of the foaming gas and selecting a polyol as a raw material of the polyurethane foam. I also found out.

まず本発明の説明に先立ち、その理解に資するため、本発明で好適に使用される反応射出成形装置(以下、単に製造装置と云う)について説明する。製造装置としては、公知の反応射出成形装置を基本として、この装置におけるタンク等のポリオール貯留手段に対して、所定の圧力を掛けつつ造泡用気体を供給する造泡用気体供給手段が付加された形態となっている。またタンク内にポリオールを貯留し、そこに造泡用気体を溶解させる場合、ポリオールの攪拌手段があることが好ましい。この他、ポリオールに対して造泡用気体を充分に溶解させ得るのであれば、その供給位置は何れの位置であっても問題はない。   Prior to the description of the present invention, a reaction injection molding apparatus (hereinafter simply referred to as a manufacturing apparatus) that is preferably used in the present invention will be described in order to contribute to an understanding thereof. As a manufacturing apparatus, a foaming gas supply means for supplying a foaming gas while applying a predetermined pressure to a polyol storage means such as a tank in this apparatus is added based on a known reaction injection molding apparatus. It has become a form. Further, when the polyol is stored in the tank and the foaming gas is dissolved therein, it is preferable to have a polyol stirring means. In addition, there is no problem even if the supply position is any position as long as the foaming gas can be sufficiently dissolved in the polyol.

また製造装置でポリオール、造泡用気体およびイソシアネート等がミキシングヘッド内で衝突混合されて得られる反応混合液であるガス溶存原料は、直ぐに所要(得るべきポリウレタンフォーム)の外部輪郭形状のキャビティを有し、所定の型内圧とされている反応射出成形型(以下、単に成形型と云う)内へ、例えば150kg/cmといった高圧で射出される。この成形型には、公知の成形型と同様に反応混合液の速やかな注入を阻害する内部空気を排出するベントが備えられているが、本発明においては、このベントのよる成形型の内部空気の排出等は、制御下(後述[0020])に実施されるように構成されている。 In addition, the gas-dissolved raw material, which is a reaction mixture obtained by collision-mixing polyol, foam-forming gas, isocyanate, etc. in the mixing head in the production equipment, has a cavity with an external contour shape that is immediately required (polyurethane foam to be obtained). Then, it is injected at a high pressure of, for example, 150 kg / cm 2 into a reaction injection mold (hereinafter simply referred to as a mold) having a predetermined internal pressure. This mold is provided with a vent that discharges internal air that hinders the rapid injection of the reaction mixture, as in the known mold, but in the present invention, the internal air of the mold using this vent is provided. The discharge or the like is performed under control (described later [0020]).

本実施例に係るポリウレタンフォームの製造方法は、図1に示す如く、原料準備段階S1、混合・射出工程S2、成形工程S3および最終工程S4とからなる。ここで混合・射出工程S2はポリオールおよびイソシアネート等を圧力下で衝突混合させてガス溶存原料として、成形型内への射出が行なわれる工程であり、最終工程S4は成形型内で成形された製品の脱型、検査等が実施される工程であり、従来の反応射出成形法と同様であるため詳細については省略する。なお混合・射出工程S2で成形型内に注入されるガス溶存原料は、常圧下において造泡用気体が減圧によって気化した状態のガス溶存原料の体積と、成形型の内容積とが略同一となるように設定され、計量された後に注入されているが、この他、成形型内への確実な注入をなし得るべく、ポリオール、イソシアネートまたは各種副原料の種類等によって決定される成形型内注入後の発泡・硬化速度や液流れ性、更には経路および成形型内に存在するエアーの巻き込み等に由来するボイド等の発生を考慮して過剰量(オーバーパック)となるガス溶存原料を使用してもよい。   As shown in FIG. 1, the polyurethane foam manufacturing method according to the present embodiment includes a raw material preparation stage S1, a mixing / injection process S2, a molding process S3, and a final process S4. Here, the mixing / injection step S2 is a step in which polyol, isocyanate, and the like are collided and mixed under pressure to inject into the mold as a gas-dissolved raw material, and the final step S4 is a product molded in the mold. This is a process in which demolding, inspection, etc. are performed, and since it is the same as the conventional reaction injection molding method, the details are omitted. The gas-dissolved raw material injected into the mold in the mixing / injection step S2 is substantially the same in volume as the gas-dissolved raw material in a state where the foaming gas is vaporized under reduced pressure under normal pressure. In addition to this, it is injected after being weighed. In addition, in-mold injection determined by the type of polyol, isocyanate, or various auxiliary materials, etc., in order to ensure reliable injection into the mold. In consideration of the subsequent foaming / curing speed and liquid flowability, as well as the generation of voids derived from the entrainment of air existing in the path and mold, etc., gas dissolved raw materials that become excessive (overpack) are used. May be.

原料準備段階S1では、ポリオールおよびイソシアネート等(以下、液状原料と云う)の調整が実施されるが、本発明においては、タンク等に貯留されているポリオール100体積部に対して、10〜2,000体積部、好適には70〜500体積部の範囲となる造泡用気体が混合され、溶解された状態とされる。より多量の造泡用気体を溶存させるためには、公知の造泡用気体をタンク内に充填・加圧させて溶存させると共に、超臨界または亜臨界状態の液体ガスを加圧状態で原料に混合させることが好ましい。造泡用気体の値が10体積部未満では、造泡用気体の溶解量が少なく後述([0021])の常圧化段階S32で、所望の発泡倍率まで発泡しなかったり、均質なセル20の形成が困難となったり、発泡体の性質発現が困難な高密度体となってしまう。一方2,000体積部を超えると、造泡用気体を液状原料に溶存させることは困難であり、また過剰の造泡用気体が成形型内に充満することでセルの合一を招来し、良好な発泡成形体の製造ができない。この造泡用気体の溶解量は、得られるポリウレタンフォームの密度を決定するものであり、例えば各原料の平均密度が約1,000kg/mであり、造泡用気体の溶解量が25体積部であれば、ポリウレタンフォームの密度は800kg/mとなる。そして一般的なソリッドのポリウレタン成形体の密度が1,000〜1,200kg/mであるため、造泡用気体のの溶存(ガスローディング)量を適宜調整するだけで、本発明に係るポリウレタンフォームは、その密度を900kg/mの範囲に設定することが容易に可能となっている。また造泡用気体の溶存量を、70体積部以上に設定することで、その密度が600〜700kg/mと比較的低密度とすることも可能となっている。 In the raw material preparation stage S1, adjustment of polyol, isocyanate and the like (hereinafter referred to as liquid raw material) is carried out. In the present invention, 10 to 2, The foaming gas in a range of 000 parts by volume, preferably 70 to 500 parts by volume, is mixed and dissolved. In order to dissolve a larger amount of foaming gas, a known foaming gas is filled and pressurized in the tank and dissolved, and supercritical or subcritical liquid gas is used as a raw material under pressure. It is preferable to mix. If the value of the foaming gas is less than 10 parts by volume, the amount of foaming gas dissolved is small, and in the normal pressure step S32 described later ([0021]), the foaming gas does not foam to a desired foaming ratio or is homogeneous. Is difficult to form, or a high-density body in which it is difficult to express the properties of the foam. On the other hand, if the volume exceeds 2,000 parts by volume, it is difficult to dissolve the foaming gas in the liquid raw material, and the excess foaming gas fills the molding die, leading to cell coalescence. A good foamed molded article cannot be produced. The amount of the foaming gas dissolved determines the density of the resulting polyurethane foam. For example, the average density of each raw material is about 1,000 kg / m 3 and the amount of foaming gas dissolved is 25 volumes. Part, the density of the polyurethane foam is 800 kg / m 3 . Since the density of a general solid polyurethane molded product is 1,000 to 1,200 kg / m 3 , the polyurethane according to the present invention can be prepared by simply adjusting the dissolved (gas loading) amount of the foaming gas. The density of the foam can be easily set in the range of 900 kg / m 3 . In addition, by setting the dissolved amount of the foaming gas to 70 parts by volume or more, the density can be set to a relatively low density of 600 to 700 kg / m 3 .

ここで使用される造泡用気体としては、拡散係数の大きいCOや、乾燥空気(ドライヤー)または窒素等の、ポリオールやイソシアネートとの反応に影響を及ぼさない公知の物が採用可能である。またポリオールに対する溶解量は、造泡用気体の種類と、タンク内圧力とによって決定されている。なおこの関係については予めこれらの検量線等を取得することで確認される。ここでは造泡用気体は、化学的に安定性の高いポリオールに混合されるが、イソシアネートに混合してもよい。 As the foam-forming gas used here, known substances that do not affect the reaction with polyol or isocyanate, such as CO 2 having a large diffusion coefficient, dry air (dryer) or nitrogen, can be employed. In addition, the amount dissolved in the polyol is determined by the type of foaming gas and the pressure in the tank. This relationship is confirmed by acquiring these calibration curves and the like in advance. Here, the foam-forming gas is mixed with a chemically stable polyol, but may be mixed with an isocyanate.

ポリウレタンフォームの主原料であるポリオールおよびイソシアネートとしては、公知の化合物が使用される。ポリオールとは、活性水素含有化合物であって、少なくとも2個の活性水素を有する化合物であり、活性水素含有化合物としては、例えば分子量が通常400〜20,000、好ましくは800〜15,000のポリエーテルポリオール、ポリマーポリオール、ポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリアミン等が挙げられる。またイソシアネートとは、少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であり、イソシアネート化合物としては、例えばポリイソシアネートまたはポリイソシアネートの変性体が挙げられる。ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートまたはポリメチレンポリフェニルイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート或いはヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートの変性体としては、例えばウレタン変性ポリイソシアネート、カルボジイミド変性ポリイソシアネート、アロハネート変性ポリイソシアネート、ウレア変性ポリイソシアネート、ビュレット変性ポリイソシアネート、ウレトンイミン変性ポリイソシアネートまたはイソシアネートプレポリマー等が挙げられる。   Known compounds are used as the polyol and isocyanate which are the main raw materials of the polyurethane foam. The polyol is an active hydrogen-containing compound having at least two active hydrogens. For example, the active hydrogen-containing compound is a polycrystal having a molecular weight of usually 400 to 20,000, preferably 800 to 15,000. Examples include ether polyol, polymer polyol, polyester polyol, and polyether polyamine. Further, the isocyanate is a compound having at least two isocyanate groups. Examples of the isocyanate compound include polyisocyanate or a modified product of polyisocyanate. Examples of the polyisocyanate include aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and polymethylene polyphenyl isocyanate, and aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate. Examples of the modified polyisocyanate include urethane-modified polyisocyanate, carbodiimide-modified polyisocyanate, allophanate-modified polyisocyanate, urea-modified polyisocyanate, burette-modified polyisocyanate, uretonimine-modified polyisocyanate, and isocyanate prepolymer.

更に前述の主原料の他に、副原料として架橋剤が添加されている。架橋剤とは、ポリオール、イソシアネート等に添加剤として配合される鎖延長剤であり、アミン末端または水酸基末端の何れでも使用される。本発明においては、超臨界状態(臨界温度31.3℃、臨界圧力7.38MPa(72.9気圧))のCOを使用した際のガス溶存による良好な気泡形成や、伸び特性のある成形品を得る場合には、ジエチレングリコールが好ましい。具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールまたは1,5−ペンタンジオール等のポリアルキレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールまたはトリエチレングリコール等のポリオキシアルキレングリニコール、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミン等のアルカノールアミン、トリメチロールプロパンまたはグリセリン等の多価アルコール或いはエチレンジアミン、アニリン、グリセリン、2,4−/2,6−トリレンジアミン異性体混合物等にアルキレンオキサイドを活性水素基当たり1〜2モル付加した低分子ポリオール等が挙げられる。 Furthermore, in addition to the above-mentioned main raw material, a crosslinking agent is added as an auxiliary raw material. A crosslinking agent is a chain extender blended as an additive to polyols, isocyanates, etc., and can be used at either the amine end or the hydroxyl end. In the present invention, good bubble formation due to gas dissolution when using CO 2 in a supercritical state (critical temperature: 31.3 ° C., critical pressure: 7.38 MPa (72.9 atm)) and molding with elongation characteristics When obtaining a product, diethylene glycol is preferred. Specifically, polyalkylene glycol such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol or 1,5-pentanediol, polyoxyalkylene glycolicol such as diethylene glycol, dipropylene glycol or triethylene glycol , Alkanol oxide such as diethanolamine or triethanolamine, polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or glycerin, ethylenediamine, aniline, glycerin, 2,4- / 2,6-tolylenediamine isomer mixture, etc. Examples thereof include a low molecular polyol added in an amount of 1 to 2 mol per group.

また触媒としては、トリエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン、N,N,N',N",N"−ペンタメチやルジエチレントリアミン、N,N'−ビス(N",N"−ジメチル−3−アミノプロピル)N,N−ジメチルエチレンジアミン、N−メチル−N"−(2−ジメチルアミノ)エチルピペラジン、N−エチルモルフォリン、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、3−(ジメチルアミノ)プロピルイミダゾールまたはジメチルアミノエタノール等の第3級アミン触媒、ジブチル錫ジラウレート或いはジメチル錫ジラウレート等の有機金属触媒が用いられる。これらは単独でも2種以上混合しても使用することができる。さらに、反応射出成形においては、必要に応じて、内部離型剤、発泡助剤、難燃剤、酸化防止剤などの助剤を副原料として使用してもよい。内部離型剤としては、例えば脂肪酸金属塩のアミン溶液が挙げられる。   Examples of the catalyst include triethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexane-1,6-diamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethy, rudiethylenetriamine, N, N ′. -Bis (N ", N" -dimethyl-3-aminopropyl) N, N-dimethylethylenediamine, N-methyl-N "-(2-dimethylamino) ethylpiperazine, N-ethylmorpholine, 1-methylimidazole, Tertiary amine catalysts such as 1,2-dimethylimidazole, 3- (dimethylamino) propylimidazole or dimethylaminoethanol, and organometallic catalysts such as dibutyltin dilaurate or dimethyltin dilaurate are used alone or in combination. Furthermore, in reaction injection molding, internal mold release agents, foaming aids, flame retardants, antioxidants can be used as necessary. Auxiliaries such agents may be used as auxiliary material. As the internal mold release agents include, for example, amine solutions of fatty acid metal salt.

ここまでで説明したポリウレタンフォームの主原料であるポリオールおよびイソシアネートと、副原料中における架橋剤および触媒については、製造されるポリウレタンフォームのセル径に対して大きな影響を与えている。これら各原料として、反応性の高い原料を採用することで、成形型内に注入されたガス溶存原料の発泡・硬化時間を制御し、ガス溶存原料から発生する気泡の大きさ、すなわちセル径を任意の大きさとするようにしている。この方法により、20〜100μmといった、これまでその製造が困難であった微小なセルを有するポリウレタンフォームを容易に得ることが可能となっている。   The polyol and isocyanate, which are the main raw materials of the polyurethane foam described so far, and the crosslinking agent and catalyst in the auxiliary raw material have a great influence on the cell diameter of the polyurethane foam to be produced. By adopting highly reactive raw materials as each of these raw materials, the foaming / curing time of the gas-dissolved raw material injected into the mold is controlled, and the size of bubbles generated from the gas-dissolved raw material, that is, the cell diameter is controlled. An arbitrary size is set. By this method, it is possible to easily obtain a polyurethane foam having minute cells such as 20 to 100 μm, which has been difficult to produce.

成形工程S3は、計量された所要量のガス溶存原料を成形型内に注入すると共に、成形型のキャビティ形状に従ったポリウレタンフォームを成形する工程であり、調圧下注入段階S31、常圧化段階S32および樹脂化段階S33からなる。調圧下注入段階S31は、図2に示す如く、成形型30のキャビティ30a内に計量された所要量のガス溶存原料Mを注入し(図2(a)参照)、キャビティ30a内に注入完了させる(図2(b)、図2(c)参照)段階であり、1秒程度の短時間で完了する。本調圧下注入段階S31においては、セルの元となる造泡用気体がガス溶存原料Mから気化して離脱しないよう、キャビティ30a内の圧力は調圧、具体的にはポリオールの貯留手段内(ガス溶存原料Mの成形型までの経路)と略同一に保持される。すなわちキャビティ30a内は、予め所定の圧力に調圧されており、ここにガス溶存原料Mが注入され始めると、その注入量に応じた体積の(成形型の)内部空気が連続的に排出される。このようにすることで、ガス溶存原料Mのキャビティ30a内における速やかな注入完了と、その中に溶解している造泡用気体の気化による成形型外への逃げおよびセルの発生を防止とを両立している。なおこの段階におけるガス溶存原料Mは、造泡用気体が溶解した状態であるため、その粘度は低く、キャビティ30a内への注入も効率的になされる。   The molding step S3 is a step of injecting a metered required amount of the gas-dissolved raw material into the molding die and molding polyurethane foam according to the cavity shape of the molding die. It consists of S32 and resinification step S33. In the pressure-regulating injection step S31, as shown in FIG. 2, a predetermined amount of gas-dissolved raw material M is injected into the cavity 30a of the mold 30 (see FIG. 2A), and the injection is completed in the cavity 30a. It is a stage (see FIG. 2B and FIG. 2C), and is completed in a short time of about 1 second. In this pressure-regulated injection step S31, the pressure in the cavity 30a is regulated so that the foaming gas that is the source of the cell is not vaporized and separated from the gas-dissolved raw material M, specifically, in the polyol storage means ( The gas dissolved raw material M is kept substantially the same as the path to the mold). That is, the inside of the cavity 30a is adjusted to a predetermined pressure in advance, and when the gas-dissolved raw material M starts to be injected therein, the volume of the internal air (of the mold) corresponding to the injection amount is continuously discharged. The By doing so, the quick injection completion of the gas-dissolved raw material M in the cavity 30a and the escape to the outside of the mold and the generation of cells due to the vaporization of the foaming gas dissolved therein are prevented. Both are compatible. Note that the gas-dissolved raw material M at this stage is in a state in which the foaming gas is dissolved, so that the viscosity thereof is low and the injection into the cavity 30a is also efficiently performed.

このような連続的な制御をなし得るベント32には、一定の圧力以上になった場合に、開口する構造となっている調圧バルブや、ガス溶存原料Mに掛けられている圧力、成形型30に対する注入速度および成形型30の内容積から算出される口径を備え、それらの数値よりガス溶存原料Mの注入の瞬間から、完全な注入完了に至るまで開閉を制御下になし得る制御バルブ等が採用される。またベント32の数についても、単一ではなく数カ所に設けるようにして、キャビティ30a内における部分的な圧力の変動を抑制し得るような構成としてもよい。これら複数箇所に設けられるベント32は、ガス溶存原料Mが漏れ出さないように、その注入の度合いに応じて順次閉塞されるように制御される。基本的にベント32は、成形型30内にガス溶存原料Mが注入されている間は、成形型30内の内部空気を注入されているガス溶存原料Mと同体積分だけ排出して、ガス溶存原料Mから造泡用気体が逃げることを防止し、これによりセルの元となる予め計算された量の造泡用気体を含有したガス溶存原料Mを成形型30内に注入するようにしている。更に好ましくは、ガス溶存原料Mの注入中にベント32から成形型30内に対して所定圧力の(カウンタ)エアー等を供給し、カウンター的な働きをさせることで、カウンタ圧力を掛けて前述の造泡用気体のガス溶存原料Mからの逃げを防止するようにしてもよい。この場合、成形型内を所定圧力に保ち、ガス溶存原料が成形型内に完全に注入完了される前に、ガス溶存原料から造泡用気体が抜けて、ポリウレタンフォームの密度が高くなることを防止している。またベント32に対して緻密な制御は必要ではなくなり、この製造工程における煩雑さを少ないものとし得る利点がある。   The vent 32 that can perform such continuous control includes a pressure-regulating valve having a structure that opens when the pressure exceeds a certain pressure, a pressure applied to the gas-dissolved raw material M, and a molding die. A control valve that has an aperture calculated from the injection speed with respect to 30 and the inner volume of the mold 30 and can be controlled to open and close from the moment when the gas-dissolved raw material M is injected until the complete injection is completed. Is adopted. Further, the number of vents 32 may be not limited to a single one but may be provided at several places so that partial pressure fluctuations in the cavity 30a can be suppressed. The vents 32 provided at the plurality of locations are controlled so as to be sequentially closed according to the degree of injection so that the gas-dissolved raw material M does not leak out. Basically, while the gas-dissolved raw material M is being injected into the mold 30, the vent 32 discharges the internal air in the mold 30 by the same volume as that of the gas-dissolved raw material M being injected. The foaming gas is prevented from escaping from the raw material M, so that the gas-dissolved raw material M containing a pre-calculated amount of foaming gas, which is the source of the cell, is injected into the mold 30. . More preferably, during the injection of the gas-dissolved raw material M, (counter) air or the like having a predetermined pressure is supplied from the vent 32 to the inside of the mold 30 so as to act as a counter, so that the counter pressure is applied. You may make it prevent escape from the gas-dissolved raw material M of the gas for foaming. In this case, the inside of the mold is kept at a predetermined pressure, and before the gas-dissolved raw material is completely injected into the mold, the foaming gas escapes from the gas-dissolved raw material, and the density of the polyurethane foam increases. It is preventing. Further, precise control is not necessary for the vent 32, and there is an advantage that the complexity in the manufacturing process can be reduced.

そして計量された所要量のガス溶存原料Mの全量のキャビティ30a内への注入が完了した時点から、常圧化段階S32が開始される。すなわち調圧下注入段階S31においては、注入されるガス溶存原料Mの量に略合致した成形型30の内部空気を連動的に排出させることで、キャビティ30a内に注入されるガス溶存原料Mの圧力を保持して、溶解している造泡用気体の気化を抑制していたが、本常圧化段階S32においては、ベント32を全開放する等して、ガス溶存原料Mに掛かっている圧力を瞬時に解除するものである。この圧力の瞬時の解除によって、図3に示す如く、キャビティ30a内に注入されたガス溶存原料Mが瞬時に発泡して体積を増加させつつ、計量された通り、キャビティ30a内を略完全に充填することになり、時間的には調圧下注入段階S31の完了後直ぐに完了する。   Then, the normal pressure stage S32 is started from the point in time when the injection of the total amount of the gas dissolved raw material M thus measured into the cavity 30a is completed. That is, in the pressure-regulating injection step S31, the pressure of the gas-dissolved raw material M injected into the cavity 30a is exhausted in conjunction with the internal air of the mold 30 that substantially matches the amount of the gas-dissolved raw material M to be injected. In this normal pressure-generating step S32, the pressure applied to the gas-dissolved raw material M, for example, by fully opening the vent 32, has been suppressed. Is released instantly. By instantaneous release of the pressure, as shown in FIG. 3, the gas dissolved raw material M injected into the cavity 30a is instantly foamed to increase the volume, and the cavity 30a is almost completely filled as measured. In terms of time, it is completed immediately after the completion of the regulated pressure injection step S31.

すなわちこの瞬間において、ガス溶存原料M内に溶解している造泡用気体が全て気化してセル20を形成することになる。これはセル20の基となる、所謂核が略同時に多数発生する(図3(a)参照)ことを意味し、これにより発生するセル20の大きさ、セル径は全体的に揃ったもの、すなわちセル径が単分散したものとなる(図3(b)参照)。これは不活性気体が溶存しているガス溶存原料Mが本実施例の如く同一平衡系である場合、不活性気体はその部位を問わず同一の確率で気化がなされ、また気化ガスの膨張速度も略同一であるので、部位による不均一が発現せず、均一かつランダムに気化するためである。このようにして本発明に係るポリウレタンフォームのセル20は、その平均径における多分散度が、0.95〜1.05と高い単分散性を発現している。また同一平衡系においては、略真球形状となり、発泡体の押圧力が均一になるといった効果も期待される。   That is, at this moment, all the foaming gas dissolved in the gas-dissolved raw material M is vaporized to form the cell 20. This means that a large number of so-called nuclei that are the basis of the cell 20 are generated at substantially the same time (see FIG. 3A), and the size and cell diameter of the generated cell 20 are uniform. That is, the cell diameter is monodispersed (see FIG. 3B). This is because when the gas-dissolved raw material M in which the inert gas is dissolved is in the same equilibrium system as in the present embodiment, the inert gas is vaporized at the same probability regardless of the part, and the expansion rate of the vaporized gas This is because non-uniformity due to the site does not appear and vaporizes uniformly and randomly. Thus, the cell 20 of the polyurethane foam according to the present invention exhibits high monodispersity with a polydispersity of 0.95 to 1.05 at the average diameter. Moreover, in the same equilibrium system, it becomes a substantially spherical shape, and the effect that the pressing force of the foam is uniform is also expected.

そして前述の調圧下注入段階S31および常圧化段階S32が完了することで、ガス溶存原料Mはキャビティ30a内を微細かつ均質なセル20を備えた状態で略完全に注入される。そして樹脂化段階S33は、注入されたガス溶存原料M内のセル20が時間の経過による合一等によって大きくなったり、変形したりする以前、すなわち調圧下注入段階S31および常圧化段階S32が完了すると略同時に、液状原料を完全に反応・硬化させて樹脂化させる段階である。本発明においては、通常の反応性を発現するポリオール、イソシアネートおよび架橋剤等の使用により、反応射出から15秒後には完全に樹脂化反応が完了し、成形型30からの脱型も可能となる。また衝突混合後から速やかに樹脂化反応による粘度の上昇も開始されており、実際には調圧下注入段階S31から樹脂化は開始されている。なおポリウレタンフォームの主原料であるポリオールおよびイソシアネートとして、反応性の高い物質を選択的に使用する場合、両原料を衝突混合してガス溶存原料Mとしてから約5秒後には完全に樹脂化反応が完了する。   Then, by completing the pressure-regulating injection step S31 and the normal pressure step S32 described above, the gas-dissolved raw material M is injected almost completely with the fine and homogeneous cells 20 in the cavity 30a. The resinizing step S33 is performed before the cell 20 in the injected gas-dissolved raw material M becomes larger or deformed due to the passage of time, that is, under the regulated pressure injection step S31 and the normal pressure step S32. At the same time when the process is completed, the liquid raw material is completely reacted and cured to form a resin. In the present invention, by using polyols, isocyanates, cross-linking agents, etc. that exhibit normal reactivity, the resinification reaction is completely completed 15 seconds after the reaction injection, and the mold can be removed from the mold 30. . In addition, the increase in the viscosity due to the resinification reaction is started immediately after the collision mixing, and the resinization is actually started from the pressure-regulating injection step S31. In addition, when a highly reactive substance is selectively used as the polyol and isocyanate, which are the main raw materials of polyurethane foam, the resinification reaction is completely completed after about 5 seconds from the collision of both raw materials into the gas-dissolved raw material M. Complete.

また常圧化段階S32においては、ガス溶存原料Mの樹脂化反応が進行するだけでなく、セル20のセル径の拡大に伴って、造泡用気体のガス溶存原料M内からの気化によって造泡用気体の溶解による粘度の低下もなくなるため、セル径が大きくなる程、樹脂化反応の進行が加速度的に高まる。すなわち、ポリオールおよびイソシアネート等からなる液状原料の反応性を制御することでセル径は制御可能である。通常の反応射出成形法に使用される液状原料の反応に必要とされる時間は30秒程度であり、この場合セル径は100μmを超えることが経験的に知られているが、本発明においては、この反応をより早く完了することで、20〜100μmとなるセル径を備えたセルが均質に分散したポリウレタンフォームの製造が可能となっている。一方、調圧下注入段階S31においては、造泡用気体がガス溶存原料Mに溶解して粘度が低下しているため、衝突混合後から開始される樹脂化進行による粘度の上昇は相殺されて悪影響が出ることはない。   Further, in the normal pressure stage S32, not only the resinization reaction of the gas-dissolved raw material M proceeds, but also the foaming gas is vaporized from the gas-dissolved raw material M as the cell diameter increases. Since the viscosity is not lowered due to the dissolution of the foaming gas, the progress of the resinification reaction is accelerated as the cell diameter increases. That is, the cell diameter can be controlled by controlling the reactivity of the liquid raw material comprising polyol and isocyanate. It is empirically known that the time required for the reaction of the liquid raw material used in the normal reaction injection molding method is about 30 seconds, and in this case, the cell diameter exceeds 100 μm. By completing this reaction earlier, it is possible to produce a polyurethane foam in which cells having a cell diameter of 20 to 100 μm are uniformly dispersed. On the other hand, in the pressure-regulating injection step S31, since the foaming gas is dissolved in the gas-dissolved raw material M and the viscosity is lowered, the increase in the viscosity due to the progress of the resinification started after the collision mixing is offset and has an adverse effect. Will not come out.

このような工程を経て、キャビティ30aを外部輪郭形状としたポリウレタンフォームが成形される。また通常、反応射出成形により得られるポリウレタンフォームの表面には、スキン層と呼ばれる数μm程度の高密度層が形成されるが、このスキン層は非常に薄い、所謂膜状のもので除去容易であるため、表面に開口したセル20を備えるポリウレタンフォームの製造も容易である。また本発明は反応射出成形法が発現する特徴も備えているため、例えば複雑形状の発泡成形品を一度に製造し得ることも容易である。   Through such a process, a polyurethane foam having the cavity 30a as an outer contour shape is formed. In general, a high-density layer of several μm called a skin layer is formed on the surface of the polyurethane foam obtained by reaction injection molding. This skin layer is very thin, so-called film-like and easy to remove. Therefore, it is easy to produce a polyurethane foam having cells 20 opened on the surface. In addition, since the present invention also has a feature that the reaction injection molding method is manifested, it is easy to produce, for example, a complex-shaped foam molded article at one time.

本発明に係るポリウレタンフォームは、その厚みや、高密度故の硬度または耐高荷重負荷等の特徴を生かせる、例えば制振材、シール材、クッション材、断熱材、研磨パッドまたはクッションパッド等の用途に好適に採用し得る。   The polyurethane foam according to the present invention can make use of characteristics such as thickness, hardness due to high density or high load resistance, such as vibration damping materials, seal materials, cushion materials, heat insulating materials, polishing pads or cushion pads. Can be suitably employed.

(実験例)
次に、本発明に係るポリウレタンフォームおよび製造方法についての実験例を示す。下記する各原料および機器を使用し、表1(造泡用気体種類、溶存量およびタンク内圧力(MPa))に従って造泡用気体を溶存させてガス溶存原料を準備し、これを同じく表1記載の条件(オーバーパック率およびカウンタ圧力)に従って幅1,000mm×奥行1,500mm×厚み2〜6mmとなる成形型内に注入して実施例1〜9並びに比較例1および2に係るポリウレタンフォームを製造した。そして各実施例および比較例に係るポリウレタンフォームについて、ライズタイム(秒)、密度(kg/m)、平均セル径(μm)およびセル径のばらつき(最大値と最小値との差(多分散度))について測定した。
(Experimental example)
Next, experimental examples of the polyurethane foam and the production method according to the present invention will be shown. Using the following raw materials and equipment, prepare gas dissolved raw materials by dissolving the foaming gas in accordance with Table 1 (foaming gas type, dissolved amount and tank internal pressure (MPa)). Polyurethane foams according to Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 by being injected into a mold having a width of 1,000 mm × depth of 1500 mm × thickness of 2 to 6 mm according to the described conditions (overpack rate and counter pressure) Manufactured. For the polyurethane foams according to Examples and Comparative Examples, rise time (seconds), density (kg / m 3 ), average cell diameter (μm), and cell diameter variation (difference between maximum value and minimum value (polydispersity) Degree)).

(使用原料)
・ポリオールA:ポリエーテルポリオール(商品名 SC−229;三洋化成製)
・ポリオールB:ポリエーテルポリオール(商品名 M390;住化バイエルウレタン製)
・イソシアネートA:MDI変性ポリイソシアネート(商品名 コロネート1057;日本ポリウレタン製)
・イソシアネートB:MDI変性ポリイソシアネート(商品名 M393;住化バイエルウレタン製)
・触媒:ジブチネチンジラウレート、トリエチルアミン
・架橋剤A:グリコール(商品名 エチレングリコール;日曹油化製)
・架橋剤B:ウレア(商品名 ジエチルトルエンジアミン;住化バイエルウレタン製)
(使用機器)
・反応射出(RIM)成形機:商品名 MC−240;ポリウレタンエンジニアリング社製
(Raw material)
Polyol A: polyether polyol (trade name SC-229; manufactured by Sanyo Chemical)
・ Polyol B: Polyether polyol (trade name: M390; manufactured by Sumika Bayer Urethane)
・ Isocyanate A: MDI-modified polyisocyanate (trade name: Coronate 1057; made by Nippon Polyurethane)
・ Isocyanate B: MDI-modified polyisocyanate (trade name: M393; manufactured by Sumika Bayer Urethane)
・ Catalyst: Dibutinetine dilaurate, triethylamine ・ Crosslinking agent A: Glycol (trade name: Ethylene glycol; manufactured by Nisso Oil)
・ Crosslinking agent B: Urea (trade name diethyl toluenediamine; manufactured by Sumika Bayer Urethane)
(Used equipment)
・ Reaction injection (RIM) molding machine: Product name MC-240; Made by Polyurethane Engineering

(測定等に係る条件等)
・造泡用気体の溶存量(ガスロ一ディング量(体積部)):流量計(商品名 ME−200;ポリウレタンエンジニアリング社製)
をRIM成形機におけるガス溶存原料流路に取り付けて計測している。なおこの数値は、ポリオール100体積部に対するものであって、全液状原料に対するものではない。
・オーバーパック率:成形型の容積を1とした際の、充填されるガス溶存原料の体積を比で現している。
・カウンタ圧力(MPa):ガス溶存原料が注入される成形型内に供給されるカウンタエアの吐出圧である。
・ライズタイム(秒):RIM成形機の吐出ノズルからガス溶存原料を少量吐出させ、常温大気圧下におけるポリウレタンフォームの発泡・硬化過程を目視観察して得ている(吐出後、発泡反応が完了し、硬化反応により一定の強度が発現され、形状変化が停止するまでの時間)。
・密度(kg/m)および平均セル径(μm):JIS K 6400に準拠して測定する。
・セル径のばらつき:N=30として、その最大値と最小値とから算出した。

Figure 2006124579
(Conditions related to measurement, etc.)
-Dissolved amount of gas for foaming (gas loading amount (volume part)): flow meter (trade name ME-200; manufactured by Polyurethane Engineering)
Is attached to the gas-dissolved raw material flow path in the RIM molding machine and measured. This numerical value is for 100 parts by volume of polyol, not for all liquid raw materials.
-Overpack rate: Expresses the volume of the gas-dissolved raw material to be filled as a ratio when the volume of the mold is 1.
Counter pressure (MPa): A discharge pressure of counter air supplied into a mold into which a gas-dissolved raw material is injected.
-Rise time (seconds): A small amount of gas-dissolved raw material is discharged from the discharge nozzle of the RIM molding machine, and the foaming / curing process of polyurethane foam under normal temperature and atmospheric pressure is visually observed (after discharging, the foaming reaction is complete) And a certain period of time due to the curing reaction until the shape change stops).
Density (kg / m 3 ) and average cell diameter (μm): Measured according to JIS K 6400.
-Cell diameter variation: N = 30, calculated from the maximum value and the minimum value.
Figure 2006124579

(実験の結果)
実験の結果を上記の表1に併記する。この表1から本発明の製造方法に従うことで、その厚みが2mmと非常に薄く、かつ高い密度を達成したポリウレタンフォームが短時間に製造されることが確認された。また従来技術に係る比較例1および2に対して、何れも平均セル径が小さく、かつそのばらつきが小さい(より均質である)ことも確認された。なお実施例1および2では、成形型内にカウンター圧力を加えなかったため、よりソリッドに近い高い密度が達成された。実施例3においては、造泡用気体として炭酸ガスを使用してガス溶存量を高めているため、より低い密度となったポリウレタンフォームが得られている。実施例4および5においては、炭酸ガスを超臨界状態で液状原料内に溶存させ、また原料系をより反応性の高いものとすると共に、その成形型内への注入を容易化しつつ、ガス溶存原料内に溶存している造泡用気体の抜けを効率的に防止するべくカウンタエアーを圧力下に供給することで、低めの密度と小さな平均セル径を達成している。実施例6〜9については、実施例1と同様の条件下において、成形型内の厚みに相当するキャビテイ高さを3〜6mmに変化させたものであり、何れも厚み2mmの実施例1と同様のポリウレタンフォームが製造可能であった。
(results of the experiment)
The experimental results are also shown in Table 1 above. From Table 1, it was confirmed that by following the production method of the present invention, a polyurethane foam having a very thin thickness of 2 mm and a high density was produced in a short time. It was also confirmed that the average cell diameter was small and the variation was small (more uniform) than Comparative Examples 1 and 2 according to the prior art. In Examples 1 and 2, since a counter pressure was not applied in the mold, a high density closer to solid was achieved. In Example 3, since the amount of dissolved gas is increased by using carbon dioxide as the foaming gas, a polyurethane foam having a lower density is obtained. In Examples 4 and 5, carbon dioxide gas was dissolved in the liquid raw material in a supercritical state, the raw material system was made more reactive, and the gas was dissolved while facilitating the injection into the mold. By supplying counter air under pressure in order to efficiently prevent escape of the foaming gas dissolved in the raw material, a low density and a small average cell diameter are achieved. In Examples 6 to 9, the cavity height corresponding to the thickness in the mold was changed to 3 to 6 mm under the same conditions as in Example 1. Similar polyurethane foams could be produced.

本発明の好適な実施例に係るポリウレタンフォームの製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the polyurethane foam which concerns on the suitable Example of this invention. 調圧下注入段階S31における様子を示す状態図である。It is a state figure which shows the mode in pressure adjustment injection | pouring step S31. 常圧化段階S32における様子を示す状態図である。It is a state figure which shows the mode in normal pressure step S32.

符号の説明Explanation of symbols

30 成形型
M ガス溶存原料
30 Mold M Gas dissolved material

Claims (6)

ポリオールおよびイソシアネートからなる主原料と各種副原料とから得られる板状のポリウレタンフォームにおいて、
前記主原料と各種副原料とを混合し、これに造泡用気体を圧力下に溶存させてなるガス溶存原料(M)を、所要の調圧下に成形型(30)に注入し、注入完了直後に常圧に戻すことで製造され、その厚みが10mm以下に設定されている
こと特徴とするポリウレタンフォーム。
In a plate-like polyurethane foam obtained from a main raw material consisting of polyol and isocyanate and various auxiliary raw materials,
The main raw material and various auxiliary raw materials are mixed, and the gas-dissolved raw material (M), in which the foaming gas is dissolved under pressure, is injected into the mold (30) under the required pressure, and the injection is completed. A polyurethane foam produced immediately after returning to normal pressure and having a thickness set to 10 mm or less.
前記造泡用気体の溶存量を調整することで、その密度が900kg/m以下になっている請求項1記載のポリウレタンフォーム。 The polyurethane foam according to claim 1, wherein the density is 900 kg / m 3 or less by adjusting the dissolved amount of the foaming gas. 前記造泡用気体の溶存量を、ポリオール100体積部に対して70体積部以上に設定することで、その密度が600〜700kg/mの範囲にされている請求項1または2記載のポリウレタンフォーム。 3. The polyurethane according to claim 1, wherein a density of the foaming gas is set in a range of 600 to 700 kg / m 3 by setting the dissolved amount of the foaming gas to 70 parts by volume or more with respect to 100 parts by volume of the polyol. Form. ポリオールおよびイソシアネートからなる主原料と各種副原料とから得られる板状のポリウレタンフォームの製造方法において、
前記主原料と各種副原料とを混合し、これに造泡用気体を圧力下に溶存させてなるガス溶存原料(M)を、所要の調圧下に成形型(30)に注入させ、
所要量の前記ガス溶存原料(M)が成形型(30)内に注入完了直後に常圧に戻すことで、
その厚みが10mm以下に設定されたポリウレタンフォームを製造する
こと特徴とするポリウレタンフォームの製造方法。
In a method for producing a plate-like polyurethane foam obtained from a main raw material consisting of polyol and isocyanate and various auxiliary raw materials,
The main raw material and various auxiliary raw materials are mixed, and a gas-dissolved raw material (M) in which a foaming gas is dissolved under pressure is injected into a mold (30) under a required pressure regulation.
By returning the required amount of the gas-dissolved raw material (M) to normal pressure immediately after the injection into the mold (30),
A method for producing a polyurethane foam, comprising producing a polyurethane foam having a thickness set to 10 mm or less.
前記ガス溶存原料(M)への調圧および常圧への回復は、該ガス溶存原料(M)の成形型(30)に注入に合わせて実施される該成形型(30)内へのエアーの供給によってなされる請求項4記載のポリウレタンフォームの製造方法。   Pressure adjustment to the gas-dissolved raw material (M) and recovery to normal pressure are performed in accordance with the injection of the gas-dissolved raw material (M) into the mold (30). The method for producing a polyurethane foam according to claim 4, wherein the polyurethane foam is supplied. 前記成形型(30)内に注入されるガス溶存原料(M)の量は、該成形型(30)の内容積と、常圧化におけるガス溶存原料(M)の体積とが略同一となるようにされる請求項4または5記載のポリウレタンフォームの製造方法。
The amount of the gas-dissolved raw material (M) injected into the molding die (30) is such that the inner volume of the molding die (30) is substantially equal to the volume of the gas-dissolved raw material (M) at normal pressure. The method for producing a polyurethane foam according to claim 4 or 5, wherein the polyurethane foam is produced.
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