JP2006192720A - ポリウレタンフォーム製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のポリウレタンフォーム製造装置は、ポリイソシアネートを主成分とするA液と、ポリオールを主成分とするB液と、発泡剤として混合される液化二酸化炭素と、を用いて施工現場でポリウレタンフォームを製造する装置であり、液化二酸化炭素容器11と、加圧ガス供給用配管22と、加圧ガス容器12と、加圧ガス供給用配管に設けられた加圧ガス用流路開閉弁221及び加圧ガス用ブロー弁222と、液化二酸化炭素供給用配管21と、液化二酸化炭素計量手段34と、液化二酸化炭素供給用配管に設けられた液化二酸化炭素用ブロー弁211と、を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、液化二酸化炭素の気化が防止され、又は少なくとも抑えられ、所定量の二酸化炭素をフォーム原料に供給することができ、それによって所定の発泡度等を有するフォームを施工現場において製造することができるポリウレタンフォーム製造装置を提供することを目的とする。
1.ポリイソシアネートを主成分とするA液と、ポリオールを主成分とするB液と、液化二酸化炭素容器から供給される発泡剤としての液化二酸化炭素と、を混合して施工現場でポリウレタンフォームを製造するに際し、該A液と該B液との混合前に、該液化二酸化炭素を該A液及び/又は該B液に混合し、該ポリウレタンフォームを製造する装置において、液化二酸化炭素容器と、一端側が該液化二酸化炭素容器に接続された加圧ガス供給用配管と、該加圧ガス供給用配管の他端側に接続された加圧ガス容器と、該加圧ガス供給用配管に設けられた加圧ガス用流路開閉弁及び加圧ガス用ブロー弁と、一端側が該液化二酸化炭素容器に接続された液化二酸化炭素供給用配管と、該液化二酸化炭素供給用配管に配設された液化二酸化炭素計量手段と、該液化二酸化炭素供給用配管に設けられた液化二酸化炭素用ブロー弁と、を備えることを特徴とするポリウレタンフォーム製造装置。
尚、上記「ポリイソシアネートを主成分とするA液」を、以下、「ポリイソシアネート成分」という。また、上記「ポリオールを主成分とするB液」を、以下、「ポリオール成分」という。
2.一端側が上記液化二酸化炭素供給用配管又は上記液化二酸化炭素容器に接続された液化二酸化炭素移送用配管と、該液化二酸化炭素移送用配管の他端側に接続された−10℃以下の液化二酸化炭素が充填された真空断熱容器と、を備える上記1.に記載のポリウレタンフォーム製造装置。
3.上記液化二酸化炭素容器に、液化二酸化炭素と液化炭化水素との混合液体が充填された上記1.又は2.に記載のポリウレタンフォーム製造装置。
また、一端側が液化二酸化炭素供給用配管又は液化二酸化炭素容器に接続された液化二酸化炭素移送用配管と、液化二酸化炭素移送用配管の他端側に接続された−10℃以下の液化二酸化炭素が充填された真空断熱容器とを備える場合は、液化二酸化炭素を液体のままより安定に計量手段に供給することができ、特に正確に所定の発泡倍率等を有するフォームとすることができる。
更に、断熱容器に、液化二酸化炭素と液化炭化水素とが充填された場合は、この液化炭化水素の可燃性を液化二酸化炭素により抑えることができ、所定の発泡倍率等を有するフォームとすることができるとともに、フォーム製造時の安全性を高めることができる。
本発明のポリウレタンフォーム製造装置は、ポリオール成分に液化二酸化炭素が供給される場合を図示する図1のように、液化二酸化炭素容器11、液化二酸化炭素供給用配管21、第1液化二酸化炭素計量手段34、第1液化二酸化炭素用ブロー弁211、加圧ガス供給用配管22、加圧ガス容器12、加圧ガス用流路開閉弁221及び加圧ガス用ブロー弁222を備える。この製造装置は、ポリオール成分が収容された原料容器31、ポリオール成分供給用配管32、ポリオール成分計量手段33、第1混合器35、ポリオール成分・液化二酸化炭素混合物供給用配管36、ポリイソシアネート成分が収容された原料容器41、ポリイソシアネート成分供給用配管42、ポリイソシアネート成分計量手段43、及びポリイソシアネート成分供給用配管47、を更に備える。
尚、「液化二酸化炭素が昇温する」とは、液化二酸化炭素が−10℃を越えて高くなることを意味する。以下、同様である。
液化二酸化炭素容器11に充填された液化二酸化炭素を、液化二酸化炭素供給用配管21内を流通させて第1液化二酸化炭素計量手段34に供給し、計量して、所定量の液化二酸化炭素を送出し、第1混合器35に供給する。一方、原料容器31に収容されたポリオール成分を、ポリオール成分供給用配管32内を流通させてポリオール成分計量手段33に供給し、計量して、所定量のポリオール成分を第1混合器35に供給する。第1混合器35では、液化二酸化炭素とポリオール成分とを混合し、その後、混合物を、ポリオール成分・液化二酸化炭素混合物供給用配管36に送出する。更に、原料容器41に収容されたポリイソシアネート成分を、ポリイソシアネート成分供給用配管42内を流通させてポリイソシアネート成分計量手段43に供給し、計量して、所定量のポリイソシアネート成分をポリイソシアネート成分供給用配管47に送出する。次いで、液化二酸化炭素が供給されたポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを混合し、反応させてポリウレタンフォームを製造する。
液化二酸化炭素容器11に充填された液化二酸化炭素を、液化二酸化炭素供給用配管21内を流通させ、中間部で分岐された液化二酸化炭素供給用配管21の一方の分岐管から第1液化二酸化炭素計量手段34に供給し、他方の分岐管から第2液化二酸化炭素計量手段44に供給し、各々の計量手段により計量して、所定量の液化二酸化炭素を送出し、第1混合器35及び第2混合器45の各々に供給する。そして、第1混合器35では、液化二酸化炭素とポリオール成分とを混合し、第2混合器45では、液化二酸化炭素とポリイソシアネート成分とを混合し、その後、それぞれの混合物を、ポリオール成分・液化二酸化炭素混合物供給用配管36、及びポリイソシアネート成分・液化二酸化炭素混合物供給用配管46に各々送出する。次いで、液化二酸化炭素が供給されたポリオール成分と、液化二酸化炭素が供給されたポリイソシアネート成分とを混合し、反応させてポリウレタンフォームを製造する。
液化二酸化炭素容器11に充填された液化二酸化炭素を、液化二酸化炭素供給用配管21内を流通させて第2液化二酸化炭素計量ポンプ44に供給し、計量して、所定量の液化二酸化炭素を送出し、第2混合器45に供給する。一方、原料容器41に収容されたポリイソシアネート成分を、ポリイソシアネート成分供給用配管42内を流通させてポリイソシアネート成分計量手段43に供給し、計量して、所定量のポリイソシアネート成分を第2混合器45に供給する。第2混合器45では、液化二酸化炭素とポリイソシアネート成分とを混合し、その後、混合物を、ポリイソシアネート成分・液化二酸化炭素混合物供給用配管46に送出する。また、原料容器31に収容されたポリオール成分を、ポリオール成分供給用配管32内を流通させてポリオール成分計量ポンプ33に供給し、計量して、所定量のポリオール成分をポリオール成分供給用配管37内に送出する。次いで、液化二酸化炭素が供給されたポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とを混合し、反応させてポリウレタンフォームを製造する。
尚、上記の施工現場では、比較的反応の早いフォーム原料を用いることが好ましい。
尚、液化二酸化炭素は、通常、水等の発泡剤と併用されるが、フォームの密度が80kg/m3以上、特に100〜200kg/m3であり、高発泡を必要としない場合は、発泡剤として液化二酸化炭素のみを用いることもできる。
ポリオールは、ポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールのいずれでもよく、各種のポリオールを用いることができる。また、ポリエーテルポリオールにビニル基を含有する化合物をグラフト重合させたポリマーポリオールを用いることもできる。更に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、尿素分散型ポリエーテルポリオール等を用いることもできる。これらのポリオールのうちでは、アルキレンオキサイドを付加させたポリエーテルポリオールが好ましい。
発泡剤としては、通常、水が用いられる。この水の配合量は、ポリオールを100質量部とした場合に、2〜8質量部、特に3〜6質量部とすることができる。
金属触媒としては、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート及びオクテン酸鉛等が挙げられる。この金属触媒の配合量は、ポリオールを100質量部とした場合に、0.2〜2質量部とすることができる。金属触媒は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
実施例1
下記の組成のフォーム原料を使用し、ポリオール成分に、発泡剤として液化二酸化炭素を供給し、反応させて、石綿スレート板からなる壁材の表面に厚さ30mmのポリウレタンフォーム層を形成し、断熱壁とした。
[1]フォーム原料の組成
(1)ポリオール;ポリプロピレングリコール系ポリエーテルポリオール(三洋化成株式会社製、商品名「No.33」)、及びエチレンジアミン系ポリエーテルポリオール(旭硝子株式会社製、商品名「FD−508」)
(2)触媒;トリエチレンジアミン(三共エアプロダクツ株式会社製、商品名「DABCO 33LV」、ポリオールの合計を100質量部とした場合に2質量部配合した。)、及びジブチルチンジラウレート(日東化成株式会社製、商品名「ネオスタンU−100」、ポリオールの合計を100質量部とした場合に1質量部配合した。)
(3)発泡剤;液化二酸化炭素、フォーム原料を100質量%とした場合に、4質量% となるように供給した。
;水、ポリオールの合計を100質量部とした場合に4質量部配合した。
(4)整泡剤;線状ポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、商品名「SH−190」、ポリオールの合計を100質量部とした場合に0.5質量部配合した。)、及びポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製、商品名「SH−193」、ポリオールの合計を100質量部とした場合に0.5質量部配合した。)
(5)難燃剤;トリスクロロプロピルフォスフェート(大八化学工業株式会社製、商品名「TMCPP」、ポリオールの合計を100質量部とした場合に20質量部配合した。)
(6)ポリイソシアネート;クルードMDI(BASF INOACポリウレタン株式会社製、商品名「M−20」、イソシアネートインデックスが110となる配合量とした。)
尚、ポリオールとポリイソシアネートとを除く他の成分は、すべてポリオールに配合し、ポリオール成分とした。
以下、図1及び図8を参照して断熱壁の製造方法を説明する。
この実施例1では、液化二酸化炭素容器11[直径135mm、高さ(長さ)900mm、耐圧24.5MPa、容器重量11kg、内容積10リットルのガスボンベであり、温度−20℃、圧力約2MPaの液化二酸化炭素が8kg充填されている。]と、加圧ガス容器12[直径220mm、高さ(長さ)1300mm、耐圧25MPa、容器重量46kg、内容積41リットルのガスボンベであり、圧力6MPaの二酸化炭素ガスが充填されている。]と、を備える製造装置を用いた。
上記のようにして形成したポリウレタンフォーム層の密度、セル径及び難燃性を下記のようにして評価したところ、密度は32kg/m3、セル径は0.2mm、難燃性は合格であった。
(1)密度(kg/m3);JIS A 9526により測定した。
(2)セル径(mm);光学顕微鏡によって倍率200倍で観察し、撮影した写真を用いて10個のセルの径を計測し、それらの平均値を算出し、セル径とした。
(3)難燃性;JIS A 9526により測定した。
実施例1の[1]と同様の組成のフォーム原料を用いて、以下のようにして断熱壁を形成した(図4及び8参照)。
[1]断熱壁の形成
この実施例2では、実施例1と同じ液化二酸化炭素容器11及び加圧ガス容器12と、真空断熱容器13[直径530mm、高さ(長さ)1540mm、耐圧4.34MPa(最高使用圧力2.5MPa)、容器重量146kg、内容積175リットルのガスボンベであり、温度−20℃、圧力約2MPaの液化二酸化炭素が160kg充填されている。]と、を備える製造装置を用いた。
上記のようにして形成したポリウレタンフォーム層の密度、セル径及び難燃性を実施例1の[3]と同様にして評価したところ、密度は32kg/m3、セル径は0.2mm、難燃性は合格であった。
Claims (3)
- ポリイソシアネートを主成分とするA液と、ポリオールを主成分とするB液と、液化二酸化炭素容器から供給される発泡剤としての液化二酸化炭素と、を混合して施工現場でポリウレタンフォームを製造するに際し、該A液と該B液との混合前に、該液化二酸化炭素を該A液及び/又は該B液に混合し、該ポリウレタンフォームを製造する装置において、
液化二酸化炭素容器と、
一端側が該液化二酸化炭素容器に接続された加圧ガス供給用配管と、
該加圧ガス供給用配管の他端側に接続された加圧ガス容器と、
該加圧ガス供給用配管に設けられた加圧ガス用流路開閉弁及び加圧ガス用ブロー弁と、 一端側が該液化二酸化炭素容器に接続された液化二酸化炭素供給用配管と、
該液化二酸化炭素供給用配管に配設された液化二酸化炭素計量手段と、
該液化二酸化炭素供給用配管に設けられた液化二酸化炭素用ブロー弁と、を備えることを特徴とするポリウレタンフォーム製造装置。 - 一端側が上記液化二酸化炭素供給用配管又は上記液化二酸化炭素容器に接続された液化二酸化炭素移送用配管と、該液化二酸化炭素移送用配管の他端側に接続された−10℃以下の液化二酸化炭素が充填された真空断熱容器と、を備える請求項1に記載のポリウレタンフォーム製造装置。
- 上記液化二酸化炭素容器に、液化二酸化炭素と液化炭化水素との混合液体が充填された請求項1又は2に記載のポリウレタンフォーム製造装置。
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