JP2007321031A - 硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供すること。また、こうした硬質ポリウレタンフォームを連続ラインで効率よく成形する製造方法あるいは製造装置を提供すること。
【解決手段】 同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層2,3を有し、一体として平板状のパネル1を構成することを特徴とする。また、ポリウレタン形成層2,3がそれぞれ異なるパターンを有することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層2,3を有し、一体として平板状のパネル1を構成することを特徴とする。また、ポリウレタン形成層2,3がそれぞれ異なるパターンを有することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置に関し、具体的には、例えば建材用パネル等に用いられる硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置に関する。
従来、住宅用あるいは倉庫用などの建材用パネルなどに多く用いられる硬質ポリウレタンフォームの製造においては、連続ラインおよびバッチ成型問わず、単一のウレタン原料を用いて製造されてきた(例えば特許文献1参照)。
ここで、建材用パネル、特に金属サイディング分野においては、例えばL1000〜8000mm×W300〜500mm×D10〜20mmの硬質ポリウレタンフォームが用いられてきた。さらに強度や断熱性が要求される場合には、これに必要な厚みを有する硬質ポリウレタンフォームによって強度を確保するパネルを作製する方法、複数枚の硬質ポリウレタンフォームのパネル(密度や組成が相違する場合を含む)を貼り合わせる方法、硬質ポリウレタンフォーム製のパネルの外枠など部分的に別の素材を貼り付けて補強する方法、あるいは金属製パネルとの貼り合わせにより強度を確保する方法など種々の工夫が行われてきた。
また、硬質ポリウレタンフォームの成形において、互いに密度が異なるウレタン樹脂低密度発泡層及び繊維強化ウレタン樹脂高密度発泡層を有しかつ高強度・高剛性・高断熱性を有する繊維強化ウレタン樹脂複層発泡体が提案されている。具体的には、図4(一部修正)に示すように、繊維強化ウレタン樹脂複層発泡体は、少なくとも1枚のマット状強化繊維53を含む繊維強化高密度ウレタン樹脂発泡層51と、マット状体あるいは網状体54を含む低密度ウレタン樹脂発泡層52とが一体化されたものであって、繊維強化高密度ウレタン樹脂発泡層51の低密度ウレタン樹脂発泡層52に対する樹脂密度比が3以上であることを特徴としている。また、繊維強化ウレタン樹脂複層発泡体は、2層及び3層の場合がある(例えば特許文献2および3参照)。
しかしながら、従前のこうした硬質ポリウレタンフォームやその製造方法には、以下のような問題点があった。
つまり、上記のような金属サイディング分野においては、より大きな居住空間の確保の観点からパネルの肉厚軽減の要請が強く、また、硬質ポリウレタンフォームの軽量化の観点から低密度化が進む一方、パネルの端部の強度の強化が課題となっている。
また、硬質ポリウレタンフォームに要求される性能には、上記の強度だけではなく、剛性、寸法安定性、熱伝導率、難燃性、低密度、低コスト等、多様にある。しかしながら、それらの特性には、それぞれ相反する特性の場合がある。例えば、低コストを図って低密度化をすることによって、パネル全体の強度・剛性が低下し、剛性不足による折れや反りが問題となることが多い。逆に、高強度・高剛性を図って高密度にすると、高コストまたは過重量となり製品として使用できない等の課題がある。
そこで、本発明では、こうした要請や課題に対応すべく、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供すること、また、こうした硬質ポリウレタンフォームを連続ラインで効率よく成形する製造方法あるいは製造装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
本発明は、硬質ポリウレタンフォームであって、同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層を有し、一体として平板状の成形体を構成することを特徴とする。
従前の硬質ポリウレタンフォームの強度確保には、上記のように肉厚のパネルや厚み方向に多層を形成するなど、厚みの増大を避けることが困難であった。これに対し、本発明は、同一平面上に異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層、例えば高密度のポリウレタン形成層と低密度のポリウレタン形成層を一体として形成したパネルを作製することによって、強度の確保とともに、薄肉のパネルを形成することができる。また、ここでいう「異なる特性」とは、主成分であるポリオールおよびイソシアネートの成分の相違による特性の相違のみならず、発泡剤・触媒・整泡剤・難燃剤などの添加剤の相違によって異なる特性の有する場合を含み、低密度層と高密度層との特性の相違に限らず、高難燃層と高密度層、あるいは独立気泡層と連続気泡層など種々の異なる特性をいう。こうした特性の相違を利用することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供することが可能となる。
本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームであって、前記ポリウレタン形成層がそれぞれ異なるパターンを有することを特徴とする。
上記のように、本発明の本質は、従前の均一な硬質ポリウレタンフォームではなく、一体として平板状の成形体を構成するパネル内部に、強度や断熱性などの異なる特性のポリウレタン形成層を有する硬質ポリウレタンフォームの不均一性にある。一方、実際のパネルの使用時においては、パネルの端部あるいは中央部など部分的に強度や断熱性などの特性が必要とされるが、必ずしもパネル全体としてこれらの特性が必要とされないことも多い。本発明は、異なる特性のポリウレタン形成層を、種々のパターンでパネル内部に作製し、一体として平板状の成形体を形成することによって、こうした要請に対応し、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供することが可能となる。
本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームであって、前記ポリウレタン形成層のうち、最も高密度のポリウレタン形成層が、前記成形体の中央部あるいは両端部に設けられたことを特徴とする。
硬質ポリウレタンフォームは建材用パネルなどに多用され、上記のように、パネル中央部あるいは端部の強化の要請が強い。本発明は、こうした要請に対し、最も高密度のポリウレタン形成層をパネルの中央部あるいは両端部に設けることによって、金属サイディングなど建材用パネルとしての要請に応え、特に重要な部分の強度の強化を図るとともに、パネル全体として薄厚で、高い強度を有する硬質ポリウレタンフォームを提供することができる。
本発明は、硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を異なるヘッドから供給し、連続ライン上で同時に成形し、平板状の成形体を作製することを特徴とする。
また、本発明は、硬質ポリウレタンフォームの製造装置であって、平板状の成形体用の成形型と、該成形型にポリウレタン原料を供給する複数のヘッドを有し、前記成形型およびヘッドのいずれか一方あるいは両方が連続ライン上で移動するとともに、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を各ヘッドから同時に前記成形型に供給可能な構成を有することを特徴とする。
従前の硬質ポリウレタンフォームの製造にあっては、連続ライン上に1つのミキシングヘッドからポリウレタン原液を供給し、均一な平板状の成形体であるパネルを作製していた。本発明は、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を異なるヘッドから供給し、連続ライン上で同時に成形することによって、同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層を有し、一体として平板状の成形体を構成する硬質ポリウレタンフォームを作製することができる。また、製造装置については、平板状の成形体用の成形型と、成形型にポリウレタン原料を供給する複数のヘッドを有し、成形型およびヘッドのいずれか一方あるいは両方が連続ライン上で移動するとともに、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を各ヘッドから同時に成形型に供給可能な構成を有することによって、こうした製造方法を適切に実行することができる。このような製造方法あるいは製造装置によって、従前の単一処方では得られなかった特性を有する硬質ポリウレタンフォームを得ることを可能とした。
本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、前記ポリウレタン原料のうちの少なくとも2以上が、同一のイソシアネート成分を有することを特徴とする。
建材用パネルなどに用いる硬質ポリウレタンフォームは、上記のように異なる特性によって強化される。一方異なる特性のポリウレタン形成層で構成されるパネルであっても、パネル成形時の処理工程は同様であることが好ましく、仕上がり後の加工性などについてもパネル全体として均等であることが好ましい。本発明は、パネルを構成するポリウレタン形成層を、同一のイソシアネート成分を有するポリウレタン原料を用いて作製することによって、硬質ポリウレタンフォーム作成時の加熱温度や加熱時間など処理工程の共通化を図ることが可能となり、仕上がり後のパネル全体の均等な加工性などを確保することが可能となる。
本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームの製造装置であって、前記複数のヘッドのうちの少なくとも1つが、他のヘッドとの相対的位置を変更可能な構成を有することを特徴とする。
上記のように、本発明の本質は、一体として平板状の成形体を構成するパネル内部に、強度や断熱性などの異なる特性のポリウレタン形成層を有する硬質ポリウレタンフォームの不均一性にある。さらに、種々の用途に対応するためには、異なる特性のポリウレタン形成層を、種々のパターンでパネル内部に作製し、一体として平板状の成形体を形成することが好ましい。このとき、製造装置としては、上記のような成形型と複数のヘッドを有し、そのヘッドの少なくとも1つが、他のヘッドとの相対的位置を変更可能な構成を有することによって、種々のパターンに対応して薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供することが可能となる。
以上のように、本発明は、同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層を有し、一体として平板状の成形体の硬質ポリウレタンフォームを構成することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供すること、また、こうした硬質ポリウレタンフォームを連続ラインで効率よく成形する製造方法あるいは製造装置を提供することが可能となる。
本発明は、同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層が、一体として平板状の成形体の硬質ポリウレタンフォームを構成する。以下、本発明に係る硬質ポリウレタンフォームの好適な実施形態について、図面を用いて説明する。
<本発明に係る硬質ポリウレタンフォームの構成例>
図1(A)〜(D)および(E)は、本発明に係るパネル1(硬質ポリウレタンフォームに相当)の具体的な態様として、主たるポリウレタン形成層であって所定の特性を有するポリウレタン形成層2(以下「形成層A2」という)と、形成層A2と異なる特性を有するポリウレタン形成層3(以下「形成層B3」という)が、それぞれ異なる特性を有しパターンを有する場合を例示する。ここでは、両者の特性の差異を、形成層の密度に差を設けた場合を例として説明する。
図1(A)〜(D)および(E)は、本発明に係るパネル1(硬質ポリウレタンフォームに相当)の具体的な態様として、主たるポリウレタン形成層であって所定の特性を有するポリウレタン形成層2(以下「形成層A2」という)と、形成層A2と異なる特性を有するポリウレタン形成層3(以下「形成層B3」という)が、それぞれ異なる特性を有しパターンを有する場合を例示する。ここでは、両者の特性の差異を、形成層の密度に差を設けた場合を例として説明する。
図1(A)は、パネル1のほぼ全面に形成層A2が形成され、パネル1の中央部に形成層B3が形成されるとともに、両形成層がパネル1の同一平面状に形成され、一体として平板状の成形体を構成するパネル1を示している。パネル1の中央部を部分的に強度や断熱性などの特性を強化しつつ、パネル1全体として必要な機能を確保することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性などの特性を有するパネル1とすることが可能となる。例えば、形成層A2を低密度層とし形成層B3を高密度層とすることによって、パネル1全体としては低密度を確保しつつ、中央部に高い強度を有するパネル1を構成することができることから、高強度でかつ高弾性のパネル1とすることができる。
図1(B)は、一体として形成したパネル1内部の中央に形成層A2が形成され、両端部に形成層B3が形成されている。パネル1の端部を部分的に強度や断熱性などの特性を強化しつつ、パネル1全体として必要な機能を確保することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性などの特性を有するパネル1とすることが可能となる。例えば、上記同様、形成層A2を低密度層とし形成層B3を高密度層とすることによって、パネル1全体としては低密度を確保しつつ、両端部に高い強度を有するパネル1を構成することができることから、特に端部の強度が高いパネル1とすることができる。
図1(C)は、一体として形成したパネル1内部の主要部に形成層A2が形成され、この形成層A2を蛇行するように形成層B3が形成されている。パネル1全面に渡り部分的に強度や断熱性などの特性を強化しつつ、パネル1全体として必要な機能を確保することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性などの特性を有するパネル1とすることが可能となる。例えば、上記同様、形成層A2を低密度層とし形成層B3を高密度層とすることによって、パネル1全体の低密度性を確保しつつ、パネル全体として高い強度を有する構成を形成することができる。ここで、蛇行幅あるいは蛇行間隔を調整することによって、パネル1の強度を調整することが可能となる。
図1(D)は、一体として形成したパネル1内部の中央に形成層A2が形成され、図1(C)における蛇行状に代えて、ジグザク状に形成層B3が形成されている。パネル1の中央部を部分的に強度や断熱性などの特性を強化しつつ、パネル1全体として必要な機能を確保することによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性などの特性を有するパネル1とすることが可能となる。例えば、上記同様、形成層A2を低密度層とし形成層B3を高密度層とすることによって、パネル1全体の低密度性を確保しつつ、パネル全体として高い強度を有する構成を形成することができる。ここでも、ジグザク状の幅あるいは間隔を調整することによって、パネル1の強度を調整することが可能となる。
このように、異なる特性の形成層A2と形成層B3を種々のパターンでパネル1の内部に作製し、一体として平板状の成形体を形成することによって、パネル1の実用時の要請に対応した、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性を有する硬質ポリウレタンフォームを提供することが可能となる。むろん形成層A2と形成層B3が逆の特性である場合を含むものである。パネル1上に形成されるパターンは、上記に限定されるものではなく、図1(E)のように形成層B3aと3bがパネル1上でクロスする場合など種々のパターンが可能である。また、異なる特性の形成層についても、上記のように2つの形成層A2と形成層B3の組合せだけではなく、3以上組合せ可能であり、これらパネル上の面積比についても任意に設定することが可能である。なお、ここでいう異なる特性とは、例えば形成層Aを形成層Bよりも低密度層あるいは高密度層とする場合などが相当し、必ずしも所定の密度を基準とし、例えば10kg/cm3以下を低密度層、それ以上を高密度とするように、絶対値をもって特性を規制する趣旨ではなく、相対的に特性の相違が明確であれば足りるものである。
特性の相違は、密度の相違に限らず、高難燃層と高密度層、あるいは独立気泡層と連続気泡層など種々の異なる特性をいう。つまり、形成層A2と形成層B3を、以下のように異なる処方を組み合わせることによって、各々パネル1として優れた機能を有することができる。
(1)低密度処方と高密度処方との組合せ
上記のように、パネル1全体の低密度性を確保しつつ、部分的あるいはパネル1全体としての高強度・高剛性を有する構成を形成することができる。
(2)高難燃性処方と高密度処方との組合せ
図1(A)〜(E)における形成層A2を高難燃性処方とし、形成層B3を高密度処方とすることによって、形成層A2によるパネル1全体の高難燃性を確保しつつ、形成層B3によって部分的あるいはパネル1全体としての高強度・高剛性を有する構成を形成することができる。
(3)独立気泡処方と連続気泡処方との組合せ
図1(A)〜(E)における形成層A2を独立気泡処方とし、形成層B3を連続気泡処方とすることによって、形成層A2によるパネル1全体の低熱伝導性・高強度性・低吸水性を確保しつつ、形成層B3によって部分的あるいはパネル1全体としての低収縮性・低密度化が可能であるという利点を有する構成を形成することができる。と同時に、独立気泡処方が有する高収縮性・高密度化が必要であるという欠点、および連続気泡が有する高熱伝導性・低強度性・高吸水性という欠点を相互に補完し合うことができるという優れた機能を有するパネルを形成することができる。
(1)低密度処方と高密度処方との組合せ
上記のように、パネル1全体の低密度性を確保しつつ、部分的あるいはパネル1全体としての高強度・高剛性を有する構成を形成することができる。
(2)高難燃性処方と高密度処方との組合せ
図1(A)〜(E)における形成層A2を高難燃性処方とし、形成層B3を高密度処方とすることによって、形成層A2によるパネル1全体の高難燃性を確保しつつ、形成層B3によって部分的あるいはパネル1全体としての高強度・高剛性を有する構成を形成することができる。
(3)独立気泡処方と連続気泡処方との組合せ
図1(A)〜(E)における形成層A2を独立気泡処方とし、形成層B3を連続気泡処方とすることによって、形成層A2によるパネル1全体の低熱伝導性・高強度性・低吸水性を確保しつつ、形成層B3によって部分的あるいはパネル1全体としての低収縮性・低密度化が可能であるという利点を有する構成を形成することができる。と同時に、独立気泡処方が有する高収縮性・高密度化が必要であるという欠点、および連続気泡が有する高熱伝導性・低強度性・高吸水性という欠点を相互に補完し合うことができるという優れた機能を有するパネルを形成することができる。
<本発明に係る硬質ポリウレタンフォームの製造装置の構成例>
本発明に係る硬質ポリウレタンフォームの製造装置(以下「本装置」という)は、図2および図3に例示するように、パネル1(「平板状の成形体」に相当)用の成形型11と、成形型11にポリウレタン原料を供給する複数のヘッド12,13を有し、成形型11およびヘッド12,13のいずれか一方あるいは両方が連続ライン上で移動するとともに、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を各ヘッド12,13から同時に成形型11に供給可能な構成を有することを特徴とする。こうした構成によって、従前の単一処方では得られなかった特性を有するパネルを得ることを可能とした。以下、図2および図3を基に、本装置を用いたパネル1の製造方法について詳述する。ここでは、成形型11を移動させることによって、所望の大きさのパネルを作製することができる場合を例示する。
本発明に係る硬質ポリウレタンフォームの製造装置(以下「本装置」という)は、図2および図3に例示するように、パネル1(「平板状の成形体」に相当)用の成形型11と、成形型11にポリウレタン原料を供給する複数のヘッド12,13を有し、成形型11およびヘッド12,13のいずれか一方あるいは両方が連続ライン上で移動するとともに、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を各ヘッド12,13から同時に成形型11に供給可能な構成を有することを特徴とする。こうした構成によって、従前の単一処方では得られなかった特性を有するパネルを得ることを可能とした。以下、図2および図3を基に、本装置を用いたパネル1の製造方法について詳述する。ここでは、成形型11を移動させることによって、所望の大きさのパネルを作製することができる場合を例示する。
図2(A)は、本装置を用いて上記図1(A)のパターンを有するパネル1を作製する場合を例示する。
(A−1)成形型11に対し、図2(A1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ここでは、ヘッド12は、図2(A2)に示すように、2つの供給口12a,12bからポリウレタン原料を供給する構造を有するタイプを例示する。
(A−2)次に、ヘッド12および13から各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。形成層A2を形成するポリウレタン原料2a,2bがヘッド12の供給口12a,12bを介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3aがヘッド13を介して成形型11に供給される。このとき、成形型11の矢印v方向への移動に伴い、図2(A2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。
(A−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図2(A3)に示すように、パネル1の中央部に形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を固有の特性を有するパネル1が完成する。
(A−1)成形型11に対し、図2(A1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ここでは、ヘッド12は、図2(A2)に示すように、2つの供給口12a,12bからポリウレタン原料を供給する構造を有するタイプを例示する。
(A−2)次に、ヘッド12および13から各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。形成層A2を形成するポリウレタン原料2a,2bがヘッド12の供給口12a,12bを介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3aがヘッド13を介して成形型11に供給される。このとき、成形型11の矢印v方向への移動に伴い、図2(A2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。
(A−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図2(A3)に示すように、パネル1の中央部に形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を固有の特性を有するパネル1が完成する。
同様に、図2(B)は、本装置を用いて上記図1(B)のパターンを有するパネル1を作製する場合を例示する。
(B−1)成形型11に対し、図2(B1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13a,13bを配設する。
(B−2)次に、ヘッド12および13a,13bから各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。形成層A2を形成するポリウレタン原料2aがヘッド12を介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3a,3bがヘッド13a,13bを介して成形型11に供給される。このとき、成形型11の矢印v方向への移動に伴い、図2(B2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。
(B−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図2(B3)に示すように、パネル1の両端部に形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
(B−1)成形型11に対し、図2(B1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13a,13bを配設する。
(B−2)次に、ヘッド12および13a,13bから各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。形成層A2を形成するポリウレタン原料2aがヘッド12を介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3a,3bがヘッド13a,13bを介して成形型11に供給される。このとき、成形型11の矢印v方向への移動に伴い、図2(B2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。
(B−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図2(B3)に示すように、パネル1の両端部に形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
図3(C)は、本装置を用いて上記図1(D)のパターンを有するパネル1を作製する場合を例示する。高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13が、ヘッド12a,12bとの相対的位置を変更するように構成される点に特徴がある。こうした構成によって、種々の用途に対応した異なる特性の形成層A2およびB3を、種々のパターンでパネル内部に作製することができ、本装置では図1(C)および(D)のパターンを作製することができる。
(C−1)成形型11に対し、図3(C1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12a,12b、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ヘッド13は、図3(C2)に示すように、成形型11の移動方向(矢印v方向)に対して垂直方向の往復(矢印hの左右方向)の移動が可能な構成となっている。
(C−2)次に、ヘッド12a,12bおよび13から各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。形成層A2を形成するポリウレタン原料2a,2bがヘッド12a,12bを介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3aがヘッド13を介して成形型11に供給される。このとき、矢印v方向の成形型11の移動およびヘッド13の矢印hの左右方向の移動に伴い、図3(C2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。ヘッド13の左右の移動速度は、形成層B3の所望のパターンに応じて成形型11の移動速度との関係において制御される。また、各ポリウレタン原料2a,2bおよび3aの供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定されるとともに、ヘッド12a,12bからのポリウレタン原料2a,2bの供給量は、ヘッド13の位置によって増減制御することによって、均一なパネルの作製が可能となる。
(C−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図3(C3)に示すように、パネル1全体にジグザグ状の形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
(C−1)成形型11に対し、図3(C1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12a,12b、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ヘッド13は、図3(C2)に示すように、成形型11の移動方向(矢印v方向)に対して垂直方向の往復(矢印hの左右方向)の移動が可能な構成となっている。
(C−2)次に、ヘッド12a,12bおよび13から各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。形成層A2を形成するポリウレタン原料2a,2bがヘッド12a,12bを介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3aがヘッド13を介して成形型11に供給される。このとき、矢印v方向の成形型11の移動およびヘッド13の矢印hの左右方向の移動に伴い、図3(C2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。ヘッド13の左右の移動速度は、形成層B3の所望のパターンに応じて成形型11の移動速度との関係において制御される。また、各ポリウレタン原料2a,2bおよび3aの供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定されるとともに、ヘッド12a,12bからのポリウレタン原料2a,2bの供給量は、ヘッド13の位置によって増減制御することによって、均一なパネルの作製が可能となる。
(C−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図3(C3)に示すように、パネル1全体にジグザグ状の形成層B3が連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
同様に、図3(D)は、本装置を用いて上記図1(E)のパターンを有するパネル1を作製する場合を例示する。図3(C)に示す構成と同様、高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給口ヘッド13a,13bが、ヘッド12との相対的位置を変更するように構成される点に特徴がある。むろんヘッド13全体を移動し、ヘッド12との相対的位置を変更するように構成することも可能である。こうした構成によって、種々の用途に対応した異なる特性の形成層A2およびB3を、種々のパターンでパネル内部に作製することができ、本装置では図1(E)のパターンを作製することができる。
(D−1)成形型11に対し、図3(D1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ここでは、ヘッド13は、2つの供給口13a,13bからポリウレタン原料を供給する構造を有するタイプを例示し、成形型11の中心部に位置するヘッド13が、図3(D2)の矢印rに示すような方向に回転できるような構成となっている。
(D−2)次に、ヘッド12および13a,13bから各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。形成層A2を形成するポリウレタン原料2aがヘッド12を介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3a,3bがヘッド13a,13bを介して成形型11に供給される。このとき、矢印v方向の成形型11の移動およびヘッド13の矢印rの回転に伴い、図3(D2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。ヘッド13の回転速度は、形成層B3の所望のパターンに応じて成形型11の移動速度との関係において制御される。
(D−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図3(D3)に示すように、パネル1全体に蛇行状の2つの形成層B3がクロスするように連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
(D−1)成形型11に対し、図3(D1)に示すように、低密度形成層A2用のポリウレタン原料を供給するヘッド12、および高密度形成層B3用のポリウレタン原料を供給するヘッド13を配設する。ここでは、ヘッド13は、2つの供給口13a,13bからポリウレタン原料を供給する構造を有するタイプを例示し、成形型11の中心部に位置するヘッド13が、図3(D2)の矢印rに示すような方向に回転できるような構成となっている。
(D−2)次に、ヘッド12および13a,13bから各ポリウレタン原料を供給しながら、成形型11を移動させる。形成層A2を形成するポリウレタン原料2aがヘッド12を介して成形型11に供給され、形成層B3を形成するポリウレタン原料3a,3bがヘッド13a,13bを介して成形型11に供給される。このとき、矢印v方向の成形型11の移動およびヘッド13の矢印rの回転に伴い、図3(D2)に示すように、成形型11の表面に順次パネル1のパターンが形成される。各ポリウレタン原料の供給量は、パネル1の仕上がり状態における形成層A2および形成層B3の容積比(面積比)に対応して設定される。ヘッド13の回転速度は、形成層B3の所望のパターンに応じて成形型11の移動速度との関係において制御される。
(D−3)成形型11上に形成されたパターンは、所定時間の静置、加熱あるいは乾燥風など処理を行うことによって硬化され、図3(D3)に示すように、パネル1全体に蛇行状の2つの形成層B3がクロスするように連続的に形成されたパネル1が作製される。このとき、形成層A2と形成層B3が持つ特性の組合せによって、薄厚で高強度・高剛性・高断熱性等を有するパネル1が完成する。
以上のパネル1の作製において、ウレタン原液2a,2bあるいは3a,3bは、同一のイソシアネート成分を有することが好ましい。パネル1作成時の加熱温度や加熱時間など処理工程は、硬質ポリウレタンフォームを構成するポリオール化合物や発泡剤・触媒・整泡剤・難燃剤などの添加剤あるいはイソシアネートの各成分に依存する。このうち、ポリオール化合物や発泡剤・触媒・整泡剤・難燃剤などの添加剤は、密度や断熱性あるいは独立発泡や連続発泡などの特性に直接関与する成分であり、パネル1の要求される仕様によって必然的に決定される。一方イソシアネート(またはP液)は、ポリオール化合物や添加剤によっていくつかの化合物から選択できる余地があり、同一のイソシアネート成分を有するウレタン原液2a,2bあるいは3a,3bを用いることによって、パネル1作成時の形成層A2および形成層B3の形成に必要な加熱温度や加熱時間など処理工程の共通化を図り、仕上がり後のパネル1全体について、上記の固有の特性を除く加工性など均等な物性を確保することが可能となる。
以上、本発明の実施態様を例示したが、これに限定されるものでなく、例えば、パネル1の作製においては、2種類のウレタン原液を供給する場合について述べたが、3種類以上のウレタン原液を用い、それぞれ異なった形成層を作製することも可能である。また、ヘッド数あるいはウレタン原液の供給口についても、パネルの大きさあるいは形成層のパターンに応じて、3つ以上設けることも可能である。さらに、成形型11を移動させずにヘッド12,13をv方向と逆に移動させる方法を用いることも可能である。
以上の実施形態では、硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置について例示したが、本発明は、広く1つの形成体において異なる特性を有する形成層が必要とされる他のポリマーあるいはその製造装置についても、適用することが可能である。
1 パネル(硬質ポリウレタンフォーム)
2 ポリウレタン形成層(形成層A)
2a、2b 形成層A用ポリウレタン原料
3 ポリウレタン形成層(形成層B)
3a、3b 形成層B用ポリウレタン原料
11 成形型
12、12a、12b 形成層A用ヘッド
13、13a、13b 形成層B用ヘッド
h ヘッドの移動方向
r ヘッドの回転方向
v 成形型の移動方向
2 ポリウレタン形成層(形成層A)
2a、2b 形成層A用ポリウレタン原料
3 ポリウレタン形成層(形成層B)
3a、3b 形成層B用ポリウレタン原料
11 成形型
12、12a、12b 形成層A用ヘッド
13、13a、13b 形成層B用ヘッド
h ヘッドの移動方向
r ヘッドの回転方向
v 成形型の移動方向
Claims (7)
- 同一平面上に形成された異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン形成層を有し、一体として平板状の成形体を構成することを特徴とする硬質ポリウレタンフォーム。
- 前記ポリウレタン形成層がそれぞれ異なるパターンを有することを特徴とする請求項1記載の硬質ポリウレタンフォーム。
- 前記ポリウレタン形成層のうち、最も高密度のポリウレタン形成層が、前記成形体の中央部あるいは両端部に設けられたことを特徴とする請求項1または2記載の硬質ポリウレタンフォーム。
- 異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を異なるヘッドから供給し、連続ライン上で同時に成形し、平板状の成形体を作製することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
- 前記ポリウレタン原料のうちの少なくとも2以上が、同一のイソシアネート成分を有することを特徴とする請求項4記載の硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
- 平板状の成形体用の成形型と、該成形型にポリウレタン原料を供給する複数のヘッドを有し、前記成形型およびヘッドのいずれか一方あるいは両方が連続ライン上で移動するとともに、異なる特性を有する2種類以上のポリウレタン原料を各ヘッドから同時に前記成形型に供給可能な構成を有することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームの製造装置。
- 前記複数のヘッドのうちの少なくとも1つが、他のヘッドとの相対的位置を変更可能な構成を有することを特徴とする請求項6記載の硬質ポリウレタンフォームの製造装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006151587A JP2007321031A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置 |
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JP2006151587A JP2007321031A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006151587A Withdrawn JP2007321031A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 硬質ポリウレタンフォーム、その製造方法および製造装置 |
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JP (1) | JP2007321031A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2009139194A1 (ja) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | ミドリホクヨー株式会社 | トップコート |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006151587A patent/JP2007321031A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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WO2009139194A1 (ja) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | ミドリホクヨー株式会社 | トップコート |
US9212403B2 (en) | 2008-05-16 | 2015-12-15 | Midori Hokuyo Co., Ltd. | Topcoat |
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