JP3186060B2 - 所定の圧力範囲内でポリウレタンフォームスラブ素材を連続的に製造する方法と装置 - Google Patents

所定の圧力範囲内でポリウレタンフォームスラブ素材を連続的に製造する方法と装置

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    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/60—Measuring, controlling or regulating

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発泡剤を含有する重合可能な反応混合物を
調製し、前記の反応混合物を運動しているコンベヤ上へ
実質上連続的に供給し、前記反応混合物を自由増大膨張
（free rise expansion）かつ重合させ、ポリウレタン
フォーム・スラブ素材を形成することを含む前記フォー
ム・スラブ素材を連続的に製造する方法であって、前記
反応混合物の自由増大膨張および重合が、反応混合物が
ガスの層によって少なくとも部分的に囲まれている実質
的に気密の閉鎖空間において実行され、前記自由増大膨
張および重合の間前記ガスの圧力が少なくとも部分的に
前記空間からガスを排出するによって所定圧力範囲内に
保持されるようなポリウレタンフォーム・スラブ素材の
連続的な製造方法に関する。
前記の方法はEP−A1−０ 044 226号に開示されてい
る。この公知の方法においては、フォーム形成法は圧力
が制御された状態において実行される。この方法によれ
ば、フォーム形成法は、望ましい低密度を得るために要
する物理的および化学的発泡剤、特に水が少なくてすむ
ように例えば低い圧力において実行しうる。水の量がよ
り少ないため、製造されたポリウレタンフォームはより
軟質となる。対照的に、フォーム形成法をより高圧で実
行し、一方例えば水のような発泡剤をより多く用いるこ
とによりポリウレタンフォームの硬度を上げることがで
きる。このように、圧力を付加的な処法パラメータとし
て使用することができる。
ポリウレタンフォーム・スラブ素材の連続的製造にお
ける周知の問題は、一定の特性を備えたフォームを製造
するために囲りの空気の圧力を常に一定に保つ必要のあ
ることである。実際に、例えば比較的小さい圧力変動で
あっても製造されたフォームの密度と硬度とに影響を及
ぼすことは周知である。この点については、フォーム形
成法が大気圧条件下で実行される開放形式のものであ
る、現在の連続作動のポリウレタンフォーム・スラブ素
材の製造機械が使用された場合、周りの大気圧が日々変
動すると、密度や、例えばフォームの硬度のようなその
他の特性を変動させることが認められている。さらに、
適度の制御装置を備えていない気密密閉のフォーム連続
製造機を使用する場合、前記密閉体内の圧力変動は大気
圧の日々の変動よりもはるかに大きく、かつ急速である
ことが明らかである。
EP−A1−０ 044 226号はフォームの密閉された非連
続製造機において主として圧力を制御する手段を教示し
ている。フォームの連続製造機においてこれらの手段を
用いることの可能性は単に一パラグラフに述べられてい
るだけである。しかしながら、これらのフォームの連続
製造機は、非連続のフォーム製造機より寸法がはるかに
大きく、例えば1000〜1500m3の密閉体を必要とする。
実質的に一定の高圧を保つために、EP−A1−０ 044
226号は、圧力が所定の一定値を上廻るとガスを逃し
うる逃し弁を使用することを提案している。さらに、圧
力計、逃し弁および切換制御装置と関連して作動する圧
縮ポンプを使用しうる。EP−A1 ０ 044 226号は前記
圧力制御手段を作動させる方法については何も述べてい
ないものの、圧力計によって測定された圧力に応じて圧
力ポンプをオン、オフに切り換えるための切換制御装置
を使用することは明らかである。さらに、米国特許第４
777 186号の教示によれば、当該技術分野の専門家
は、好ましくはフォーム形成法が開始する前に前記高圧
を得るためにのみ圧力ポンプを用いている。所望する圧
力が発生した後、圧力ポンプをオフに切り換え、反応の
間、密閉されたフォーム製造機を通気することにより実
質的に一定の超大気圧を保持する。
前述の方法の欠点は、均一な特性のポリウレタンフォ
ーム・スラブ素材を得るのに必要な一定の十分高い圧力
を大型のフォーム連続製造機において保持しえないこと
である。
EP−A1−０ 044 226号は、実質的に一定の低圧を保
つために、詳しく記載していないが真空ポンプと適当な
制御装置との使用について開示している。この点に関し
て、本発明者は、大型の気密の密閉されたフォーム連続
製造機を用いて実験を行い、発泡ガス生成率と実質的に
等しい流量で密閉体からガスを汲出するために、使用さ
れたポンプ装置の速度を制御することにより一定の低圧
を保とうとしたが、このような方法では前記の圧力を十
分一定に保つことはできないようである。
従って、本発明の目的は実質的に品質一定のポリウレ
タンフォーム・スラブ素材を連続的に製造しうるように
するためにフォーム形成法の間反応混合物の周りの圧力
変動が低下されるようなポリウレタンフォーム・スラブ
素材を連続的に製造する方法を提供することである。
この目的に対して、本発明による方法は、発泡ガスを
生成させることの他に、前記自由増大膨張と重合との間
にガスが前記空間へ実質上連続的に供給され、一方同時
に、前記圧力を前記圧力範囲内に保ち、かつ前記圧力範
囲内での前記圧力の変動を低下させるために前記空間か
らガスが排出されることを特徴とする。驚くべきこと
に、反応している反応混合物の周りで密閉空間中へガス
を連続的に供給し、同時に前記空間からガスを排出する
ことにより、追加のガスが供給されず、従って反応混合
物から出てくるガスのみが排出される場合に発生する圧
力変動と比較して前記空間内の圧力変動が低下すること
が実験的に判明している。
本発明による方法の好適実施例においては、前記閉鎖
空間内のガス層の温度は、少なくとも前記の自由増大膨
張および重合の間、前記空間へ供給されたガスの温度お
よび／または流量を制御することにより少なくとも部分
的に所定の温度の値の上下、最大５％の範囲内に保たれ
る。このように、本発明による方法はまた、製造された
フォームの特性に影響を及ぼす反応混合物の周りの温度
を制御することができる。
本発明による方法の特定実施例においては、前記空間
内の圧力はそのときの大気圧あるいはそれ以下に保た
れ、前記ガスは発泡ガス生成率の半分と少なくとも等し
く、かつ好ましくは発泡ガス生成率と少なくとも等しい
流量で供給され、且つ発泡ガス生成率の５倍より小さ
く、好ましくは前記発泡ガス生成率の３倍以下小さい流
量で供給される。
本発明による方法の別の特定実施例においては、前記
空間内の圧力はそのときの大気圧以上に保たれ、前記ガ
スは、ガス生成率の10分の１に少なくとも等しく好まし
くは発泡ガス生成率の1/3と少なくとも等しい流量であ
って前記発泡ガス生成率の４倍より小さく、好ましくは
前記発泡ガス生成率の２倍より小さい流量で供給され
る。
前記の二特定実施例において規定された流量内におい
て、圧力並びに温度は、好ましくは浄化する必要のある
排ガスを大量に発生させることなく十分正確に制御する
ことができる。
本発明による方法において、ガスはそのときの大気圧
において能動的あるいは受働的に前記空間中へ供給する
ことができ、一方ガスは前記空間内で発生した圧力に応
じて能動的あるいは受働的に排出することができる。そ
のときの大気圧において、あるいはその近傍において実
質的に一定の圧力を得るためにガスは能動的に供給さ
れ、かつ排出される。
また、本発明はさらに、実質的に気密の密閉体と、前
記密閉体内のコンベヤ手段と、発泡剤を含有したポリウ
レタン反応成分を混合するための混合ヘッドと、コンベ
ヤ手段が連続的に運動している間に前記反応混合物を排
出して前記コンベヤ手段に沿って前記反応混合物の自由
増大膨張と重合を可能とする手段と、ガス入口およびガ
ス出口とを有するガス汲出し手段と、前記ガス入口を前
記密閉体に接続し前記の自由増大膨張と重合の間前記ガ
ス汲出し手段によって前記密閉体からガスを能動的に排
出しうる手段とを含む、ポリウレタンフォーム・スラブ
素材を連続的に製造する装置に関する。
前記装置はEP−A1−０ 044 226号に開示されてい
る。この公知の装置においては、ガスを能動的に排出す
る手段は真空ポンプから構成されている。前述のよう
に、真空ポンプを制御するのみだけでは大型のフォーム
連続製造機の密閉体内で十分一定の低圧を保つことがで
きないようである。
前記およびその他の欠点を排除するためには、本発明
による装置は、前記自由増大膨張および重合の間ガスを
前記密閉体中へ連続的に供給し、一方前記ガス汲出し手
段によって前記密閉体からガスを同時に能動的に排出し
て前記密閉体内の圧力変動を低下させる手段を備えたこ
とを特徴としている。
本発明による方法と装置のその他の詳細および利点
は、単に例示として提供し、本発明の範囲を限定する意
図ではない、ある特定実施例についての以下の説明から
明らかとなる。参照番号は添付図面に関連している。
第１図は、大気圧以下の圧力が発生する、本発明によ
る装置の概略断面図、 第２図も、大気圧以上の圧力が発生する、第１図に示
す装置の概略断面図である。
本発明による方法においては、たとえ従来技術の開放
形式のポリウレタン・スラブ素材を連続的に製造する機
械と同様であっても、発泡剤を含有した重合可能の反応
混合物が調製され、前記反応混合物が、通常少なくとも
１個の運動している紙またはフィルムと、１個以上のコ
ンベヤベルトを含む運動しているコンベヤ手段上に連続
的に供給され、この反応混合物が自由に増大し、かつ重
合して前記フォームを形成しうるようにされる。このフ
ォーム形成法は、全てフラップトップ装置を備えている
か、あるいは備えていない、「傾斜コンベヤ」型、「マ
ックスフォーム／バリマックス」（Maxfoam/Varimax）
型、あるいは「四フォーマット」（Quadro−Foamat）
型、あるいは「ベルティフォーム」（Vertifoam）型の
公知の連続的なフォーム製造機によって実行することが
できる。反応混合物は通常ポリオールおよびポリイソシ
アナート成分から調製される。
ポリオール成分は例えば、グリセリンあるいはトリメ
チロールプロパンのような１つ以上の活性水素を含有す
る重合開始剤に対して、例えば酸化エチレンあるいは酸
化プロピレンのような１つ以上のアルキレン酸化物ある
いは置換アルキレン酸化物を反応させることにより調製
されるポリエーテルポリオール、 前述の種類の部分的あるいは完全にアミノ化したポリ
エーテルポリオール、 例えばエチレングリコール、グリセロール等のような
１つ以上の多価アルコールに対してアジピン酸、フタル
酸等の１つ以上のポリカルボン酸またはその無水物、あ
るいはそのエステルを反応させることにより調製される
ポリエステルポリオール、 分散状態あるいは溶解可能状態で重付加ポリマーある
いは重縮合ポリマを含有するポリエーテルあるいはポリ
エステルポリオールから構成しうる。
ポリイソシアナート成分は、その中のTD I,MD I,TD I
またはMD Iのプレポリマおよびそれらの全ての混合物が
最も一般的に使用されている各種の脂肪族、あるいは芳
香族イソシアナートから構成しうる。
発泡剤としては、水のような化学的発泡剤、ギ酸ある
いはその誘導品、およびCF II、塩化メチレンおよびそ
の他のCFC's、HCFC'sのような物理的発泡剤および比較
的沸点の低い液体を使用することができる。
また反応混合物は、例えば周知のアミン触媒および／
または金属触媒のような触媒を含む。また一般的に界面
活性剤が必要とされ、多数の種類のものが満足のいくも
のであることが判明している。必要に応じて、例えば難
燃剤、橋かけ剤、体質顔料、充てん剤、セルオープナ
（cellopener）、顔料、酸化防止剤等のその他の添加物
を反応混合物に添加することができる。
本発明による方法においては、自由増大膨張と重合と
は、反応混合物がガスの層により少なくとも部分的に囲
まれている実質的に気密の閉鎖空間あるいはガス密の空
間において実行される。第１の局面において、すなわち
自由増大膨張が始まるとき、かつ好ましくは反応混合物
の膨張が始まる前に、ガスの圧力が所定の圧力範囲内で
調整される。この圧力範囲は通常0.5から10バールの間
からなり、一般的には0.7から1.5バールの間である。第
２の局面においては、すなわちポリウレタンフォームを
連続的に製造する間、前記反応混合物の自由増大膨張お
よび重合の間発泡ガス生成の他に、一方では前記空間か
らガスを排出し、他方では前記空間へガスを連続的に供
給することにより圧力が前記所定圧力範囲内に保たれ
る。驚くべきことに、発泡ガス生成の他に、前記空間か
らのガスの排出と、前記空間への同時のガス供給とを組
み合わせることにより前記空間における圧力変動を著し
く低下させることができることが判明した。
前記空間における所望の圧力がそのときの大気圧より
も十分低い場合、ガスはそのときの大気圧において入口
を介して前記空間中へ供給することができる。前記空間
へのガスの供給は、例えば調整可能の入口弁によって、
あるいは種々の直径のオリフィスプレートを用いること
により制御される。
前記空間へガスを受働的に供給する代りに、このガス
は、例えば前記空間内の圧力がそのときの大気圧近傍、
あるいはそれ以上の値に保たれているときは、加圧され
て前記空間へ能動的に供給することができる。前記空間
へ空気を付加することは好ましいが、二酸化炭素、窒素
ガス、あるはこれらの混合物のようなその他のガスを用
いることも可能である。
能動的あるいは受働的に前記の閉鎖空間中へガスを供
給するので、前記空間におけるガスの圧力のみならず温
度も制御することができる。この目的に対して、前記空
間へ供給されるガスの温度が制御され、このガスの流量
も調整することができる。さらに、前記空間に沿って、
あるいは貫通して冷却あるいは加熱用の流体媒体を再循
環させることができる。前記空間内のガスの温度はこの
ようにして、少なくとも第２局面の間、所定の温度値の
上下最大５％の範囲内に保たれる。この温度値は通常10
〜75℃の間、一般的には20〜50℃の間である。
本発明による方法においては、反応混合物の周りの、
空間内のガス容量も、注目すべきは前記空間からガスを
排出し、一方同時にガスを前述のように空間へ供給する
ことにより、前記空間を通気することによっても制御さ
れる。このように、例えば蒸発したイソシアナートのよ
うな蒸気が前記空間から除去されるが、これは、さもな
ければフォーム製造機の自動機能性を制御するに必要な
カメラのセンサ、光電池、ファインダ等に前記蒸気が堆
積する可能性があるため重要な特徴である。
本発明による方法は、圧力、温度、容量および望まし
くは反応混合物を囲むガスの湿度も含むフォーム製造の
ための反応混合物を取りまく種々条件を実質的に完全に
制御することができる。
本発明による方法の第１の特定実施例においては、前
記空間内の圧力はそのときの大気圧、すなわち密閉され
たフォーム連続製造機の周りの圧力に、あるいはそれ以
下に保たれ、一方第２の特定実施例においては、前記圧
力はそのときの大気圧以上に保たれる。圧力変動を低下
させ、また前記空間内の温度を制御できるようにするた
めに、第１の特定実施例においてはガスが前記空間へ能
動的あるいは受働的に、発泡ガス生成率の半分に少なく
とも等しく、前記ガス生成率と少なくとも等しいことが
好ましい流量で供給され、第２の特定実施例において
は、発泡ガス生成率の1/10に少なくとも等しく、前記ガ
ス生成率の1/3に少なくとも等しいことが好ましい流量
で供給される。第１の特定実施例においては、ガスは発
泡ガス生成率の５倍より小さく、好ましくは前記ガス生
成率の３倍より小さい流量で供給され、第２の特定実施
例においては、ガスは発泡ガス生成率の４倍より小さ
く、好ましくは前記ガス生成率の２倍より小さい流量で
供給されて圧力を効果的に制御し、大量の排気ガスを除
去する。ガスは大気へ解放される前に浄化されることが
好ましく、あるいは前記空間中へ再循環できる。例えば
毎時約1000m3のフォームを製造する経済的に可能な連続
フォーム製造機に対しては、ガス供給流量は100〜5000N
m3/時である（Nm3はガスが標準大気圧であるときのガス
のm3数である）。
本発明による方法においては、ガスは概ね一定の流量
で供給しうる。適当な流量を選択することにより、圧力
は第２の局面においては所定の圧力値の上下１％の範囲
内に保つことができる。従って、残存する圧力変動は大
気圧の日々の変動よりも小さいので、本発明の方法によ
り、従来の開放型のフォーム・スラブ素材製造機を用い
て製造したフォームと比較してより一定の特性を備えた
フォームを製造することができる。必要に応じ、さらに
前記空間内の圧力変動を低下させるためにガスの供給も
制御することができる。
本発明による方法のさらに別の利点は、従来の連続フ
ォーム製造機の上方の排気フードによって除去されるガ
スの量と比較して浄化すべきガスの量がはるかに少量で
あり、排出されたガスが大量の有毒物質を含有している
ので浄化装置がより効率的に機能しうることであり、か
つ発泡ガスの所要量が少ないことである。このような全
ての利点にもかかわらず、圧力および温度の内部条件を
都合よく制御することができなかったので気密に密閉さ
れた連続フォーム製造機は実用的に使用されることは決
して無かった。実際に、圧力を適当に制御しないことに
は、フォーム特性のバラツキは大気圧条件下で製造され
たフォームと比較してはるかに大きい。
添付図面は本発明による、ポリウレタンフォームを連
続的に製造するに適した装置の概略断面図を示す。この
装置は気密の密閉体２に密閉された連続フォーム製造機
１からなる。使用されている連続フォーム製造機１はそ
れ自体公知であって、図に示すような、「マックスフォ
ーム／バリマックス」型、「傾斜コンベヤ」型、あるい
は「ベリフォーム」型または「四フォーマット」型でよ
い。図示したフォーム製造機１は発泡剤を含有したポリ
ウレタン反応成分を混合するための混合ヘッド３と、ダ
クト５によって混合ヘッド３の出口に接続されているト
ラフ４と、所謂下降プレート部６と、第１のコンベヤベ
ルト７とを含む。底側の紙またはフィルムの送り装置８
が図示装置においては密閉体２の内側あるいは個別の密
閉体９のいずれかに設けられている。前記底側紙送り装
置８によって送られてくる底側紙またはフィルム10が下
降プレート部６および第１のコンベヤベルト７の上方を
走行し、底側紙巻取り装置11に巻き取られる。また、本
機械の各側に１個づつ、２個の側紙／フィルム送り装置
12並びに、送られた側紙またはフィルムが側壁14の間を
走行するように取り付けられた２個の側紙／フィルム巻
取り装置13も設けられている。上側紙／フィルム装置お
よび、それに対応する巻取り装置も設けることができ
る。
図示した装置はさらに、密閉体２内で第１のコンベヤ
ベルト７の後方に位置する別のコンベヤベルト16の上方
に装着されたフォーム塊切断装置15を含む。
本発明による装置の密閉体２は気密仕切り扉19によっ
て少なくとも２個の区画室17,18に分割されることが好
ましく、第１の区画室17は、連続フォーム製造機１を収
容した所謂プロセス密閉体17であり、一方第２の区画室
18はエアロック密閉体18である。このエアロック密閉体
は製造されたフォーム塊用の出口扉20を備えている。
本発明による装置においては、場合ヘッド３において
調製された反応混合物は、反応混合物の自由増大膨張お
よび重合を可能とするために、下降プレート部６と第１
のコンベヤベルト７の上方で連続的に運動している底側
紙10からなる運動コンベヤ手段上に排出される。このよ
うにして製造されたポリウレタンフォーム・スラブ素材
21は次に所望する長さの塊22に切断装置15によって切断
される。切断装置15は、製造されたフォーム21が切断装
置に到来するときは十分重合されていて切断の間フォー
ムを損傷させるのを阻止するようなトラフ４からの距離
に位置されており、最短必要重合時間は通常約６分であ
る。切断装置15とエアロック密閉体18との間の距離は希
望するフォーム塊長さによって決まり、例えば約30メー
トルである。エアロック密閉体18の長さが希望するフォ
ーム塊長さによって決まり、従って、これも約30メート
ルであることは明らかである。切断されたフォーム塊22
をプロセス密閉体17からエアロック密閉体18中へ運び込
むためには、プロセス密閉体17は第２のコンベヤベルト
23を含み、エアロック密閉体は、切断されたフォーム塊
22をエアロック密閉体18中へ加速するために設けられた
第３のコンベヤベルト24を含む。必要密閉体の寸法が大
きくてかつポリウレタンフォームを連続的に製造するに
は密閉体内で一定の圧力を保持することを困難にするこ
とは明らかである。
下記するように、本発明は密閉体内の圧力変動を低下
させ、かつ密閉体内の圧力がそのときの大気圧の上下、
あるいは近傍に保持されるようにする手段を提供する。
これらの手段は基本的にはポンプ装置と、弁を備えた適
当な配管とから構成される。第１図は大気圧以下の圧力
を発生させて作動しているときの配管を実線で、完全に
黒塗りした弁符号 で示す閉鎖弁によって遮断された配管を点線で示す。一
方開放された弁は開放弁符号 で示す。第２図は、大気圧以上の圧力が密閉体内で発生
している状態を示す。
本発明による装置は、ガス入口26とガス出口27とを備
え、好ましくはブロワ装置25であるガス汲出し手段25
と、第１図に示すように弁29が開放しているとガスを前
記プロセス密閉体17から能動的に排出しうるようにする
ためにガス入口26をプロセス密閉体17に接続する配管28
とを含む。排出されたガスは、弁31を開放位置にして配
管30を介して、これらのガスを大気中へ排出する前に浄
化するために例えば活性炭吸収装置32である煙霧清浄装
置まで導かれる。
本発明による装置の重要な特徴は、ガスが前記ブロワ
装置25によってプロセス密閉体17から排出される間に同
時にプロセス密閉体17中へガスを連続的に供給する手段
33を含むことである。図示した装置のガス供給手段33は
大気を供給する配管と、供給された空気の温度を制御す
る熱交換器34と、供給されたガス、特に空気の流量を制
御しうる調整弁35とを含む。
前述のように、ガスの排出とガスの供給とを組み合わ
せることにより、前記密閉体における圧力変動を驚異的
に低下させる、すなわち密閉体内の圧力をより一定に保
つことができる。この圧力は、前記ガス供給手段33が密
閉体中への十分なガス供給を保証するために補助ポンプ
装置36を含む場合そのときの大気圧よりはるかに低いこ
ともありうるが、またそのときの大気圧近傍あるいは若
干それより高いこともありうる。
第２図に示す本発明による図示装置においては、ブロ
ワ装置25のガス出口27はまた、熱交換器34を介して配管
37によりプロセス密閉体17に接続することができ、一方
ガス入口26は大気あるいはガス容器と流体連通してい
る。プロセス密閉体17内の一定の大気圧以上の圧力を保
つために、ガスが調整弁35と補助ポンプ装置36を介して
配管38により煙霧清浄装置32に除去される。この補助ポ
ンプ装置はガスをプロセス密閉体17へ、あるいはそこか
ら汲み出しうる二方ポンプあるいはブロワであることが
好ましい。対照的に、ブロワ装置25は常に同方向に回転
し、種々の弁を適当な位置にセットさせることによりプ
ロセス密閉体17内で上方圧力あるいは下方圧力を発生さ
せることができる。しかしながら補助ポンプ装置36には
類似の機構を使用してもよい。
プロセス密閉体内において圧力変動を起すことなくプ
ロセス密閉体から切断されたフォーム塊22を排出するた
めに、本発明による装置のエアロック密閉体18が設けら
れている。この目的に対して、前記装置はさらに、前記
仕切り扉19を開放する前に、前記出口扉20と前記仕切り
扉19とが閉鎖しているときプロセス密閉体17内の圧力に
対して前記エアロック密閉体18内の圧力を調整する手段
をさらに含む。これらの手段はまた、前記仕切り扉19が
少なくとも開放しているときエアロック密閉体18内の圧
力を実質的に一定に保つためにも設けることが好まし
い。それらは図示した装置においてはプロセス密閉体17
と同様に、ブロワ装置と、ガス入口40あるいはガス出口
41をエアロック密閉体18に接続する適当な配管とを含
む。
大気圧以下の圧力を発生させる、第１図に示す状態に
おいては、ブロワ装置39の入口40は、エアロック密閉体
18内の圧力を低下させるために配管42を介してエアロッ
ク密閉体に接続され、一方その出口41は配管43を介して
煙霧清浄装置32に接続されている。図に示す、特に仕切
り扉19が開放しているときエアロック密閉体18における
圧力変動を低下させ、かつまたエアロック密閉体18内の
温度をプロセス密閉体17の温度に対して調整しうるよう
にするために、熱交換器45を含む配管44が空気をエアロ
ック密閉体18に供給するために設けられている。この配
管44はさらに、特に前記エアロック密閉体内の圧力を大
気圧近傍の値に調整する必要のあるとき、この配管44を
通る流量を制御するために調整弁52と、可能なら二方ポ
ンプ装置が好ましい補助ポンプ装置46とを含むことがで
きる。
第２図においてエアロック密閉体18内で大気圧以上の
圧力を達成するために、ブロワ装置39の出口41が、エア
ロック密閉体内の温度を調整するための熱交換器45を含
む配管47を介してエアロック密閉体18に接続され、一方
ブロワ装置39の入口40が大気あるいはガス容器と流体連
通している。このような状態において、ガスは調整弁52
および二方ポンプ装置46を介しエアロック密閉体18から
配管48により煙霧清浄装置32に除去される。この弁45お
よび／または二方ポンプ装置46がエアロック密閉体18か
ら除去されるガスの流量を制御しうる。
プロセス密閉体17から切断されたフォーム塊22を排出
するために、本装置による装置は、エアロック密閉体18
内の圧力、および好ましくは温度もプロセス密閉体17の
それぞれ圧力と温度とに調整されるとき仕切り扉19を開
放手段と、前記の開放した仕切り扉19を通してエアロッ
ク密閉体中へ少なくとも１個の切断されたフォーム塊22
を搬送する手段であって、図に示す第２と、第３のコン
ベヤベルト23,24を含む手段と、前記フォーム塊がエア
ロック密閉体18中へ搬送された後前記仕切り扉19を閉鎖
する手段と、前記エアロック密閉体内の圧力をそのとき
の大気圧に対して調整するための遮断弁49を備えた例え
ば空気あるいはガス入口開口である手段と、次に前記出
口扉 20、前記手段24,25を開放して前記の切断したフォーム
塊22を開放した出口扉 を介してエアロック密閉体18から除去する手段と、前記
出口扉20を閉鎖する手段とを含む。
出口扉20が閉じられた後、エアロック密閉体18内の圧
力と、好ましくは温度も、ブロワ装置39、熱交換器45お
よびポンプ装置および／または調整弁52とによって調整
される。本発明による装置はさらに、プロセスおよびエ
アロック密閉体に供給されたガスの湿度を制御する手段
を設けることができる。さらに、プロセス密閉体17内で
さらに均一な圧力や温度を得るためにファン51によって
プロセス密閉体17内でガスを循環させることができる。
図示し、かつ前述した装置を用いて以下の例を実施し
た。
例 １ 本例においては、ポリウレタンフォームの塊は約0.7
バールの大気圧以下の圧力と約25℃の温度において製造
された。この状況は第１図に示す状況に対応する。
反応混合物をトラフ４へ排出し始める前に、密閉体内
の圧力を約0.7バールまで下げるために出口扉20を閉鎖
し、仕切り扉19を開放させてブロワ装置25,39により空
気を密閉体２から排出させた。一方、配管33,44をそれ
ぞれ介してプロセス密閉体とエアロック密閉体18とに空
気を供給した。供給された空気は25℃の温度まで加熱さ
れた。10分後、ブロワ装置25,39の速度を調整し、かつ
弁35,52を調整することにより密閉体内で、25℃/0.7バ
ールの安定した状態が得られた。
次に以下の成分（重量比）から構成される化学反応混
合物が混合ヘッドへ計量され、連続的に駆動されている
底側紙10上に排出された。
−従来のポリエーテルポリオール 100 −水 4.5 −TD I（tolylene diisocyanate）80/20 57.1 −シリコン界面活性剤 1.7 −アミン触媒 0.14 −オクタン酸第一錫（Stannous octoate） 0.23 この反応混合物は、毎分約５メートルの速度で切断装
置に向かって連続的に運動している底側紙上で自由膨張
し、かつ重合するようにされた。フォーム塊が30メート
ルの所望長さに達すると、切断装置が起動され、切断さ
れたフォーム塊はコンベヤ24上のエアロック密閉体中へ
加速され、次の所望長さのフォーム塊を連続的に製造す
るための空間をあけた。仕切り扉19が閉鎖され、ブロワ
装置39が停止し、エアロック密閉体内の温度と圧力とが
弁49を開放することによりプロセス条件から大気圧に調
整された。この後、出口扉20が開放され、フォーム塊は
コンベヤ50上に加速され、さらに硬化ラック装置上に分
配された。次に出口扉20と弁49とが再び閉じられ、ブロ
ワ装置39によつてガスを除去し、同時に、配管44と熱交
換器45とを介して空気を供給することによりエアロック
密閉体内の温度と圧力とが再びそれぞれ25℃と0.7バー
ルとに調整された。仕切り扉19が再び開けられ、必要量
のフォーム塊の連続製造が完了するまでプロセスが繰り
返された。安定状態の作動においては、配管33を介して
プロセス密閉体17への空気の平均供給量は約900Nm3/時
であり、一方発泡ガス生成も約700Nm3/時の安定状態の
値を示した。プロセス密閉体へ供給された空気の安定し
た状態の平均温度は22.5℃であった。
製造開始後の全体の製造作動の間、プロセス密閉体内
において温度と圧力の以下の安定状態の値が測定され
た。
−温度 平均25.3℃ 最低24.1℃ 最高26.0℃ −圧力 平均0.699バール 最低0.694バール 最高0.704バール 製造されたフォーム塊の長さは30メートル、幅は2.1
メートル、高さは1.22メートルであった。正味の密度は
16.1kg/m3で、ILD硬度は40％押込みで86Nであった。さ
らに、フォームは密度に対しては良好な特性を示し、か
つ均等の密度と硬度を備えた物理的発泡剤としてのCFC1
1を用いて製造したフォームに匹敵する特性を示した。
例 ２ プロセスパラメータとして圧力を用いることにより製
造しうる極めて広範囲のポリウレタンフォームを示すた
めに、例１において用いたのと全く同じ化学反応混合物
が以下の特定の密閉体条件と共に再び使用された。温
度:25℃、圧力:1.0バール絶対圧。大気条件は、温度21
℃、圧力1.017バールであった。例１と同じ方法と設備
とを適用した（第１図参照）。全体の安定状態での作動
の間、プロセス密閉体内で以下の値が測定された。
−温度 平均:24.9℃ 最低:23.8℃ 最高:25.7℃ −圧力 平均:1.002バール 最低:0.993バール 最高:1.007バール 安定状態において、プロセス密閉体17中へ供給された
空気の平均の量はフォームの製造中2500Nm3/時であっ
た。例１とは対照的に、そのような量の空気を供給する
ために補助ポンプ装置36が使用された。この空気は熱交
換器34によって23.5℃の温度まで加熱された。生成され
た発泡ガスと、供給された空気とはブロワ装置25によっ
て約3100Nm3/時の平均流量で（＝2500Nm3＋約600Nm3/時
の発泡ガス生成率）プロセス密閉体17から汲み出され
た。補助ポンプ装置46によってエアロック密閉体18にお
いて汲み出されたことを除いて該密閉体は例１と同様に
作動した。製造されたフォーム塊は同じ寸法を有してい
たが、正味のフォーム密度は21.3kg/m3で40％押込みに
おけるILD硬度は119Nであった。再びフォームは密度に
関して優れた品質を示した。
同じ製造作動の間空気の追加は30分停止され、圧力は
ブロワ装置の速度を制御することによってのみ制御され
た。この時間中プロセス密閉体内で下記の不満足な値が
測定された。
−温度 68℃まで上昇した −圧力 最低:0.925バール 最高:1.056バール この時間中製造されたフォーム塊の密度は19.4〜22.9
kg/m3の間で変動したが、これは不満足な値である。
例 ３ 例１および例２と同じ方法と設備とが、以下の条件下
でポリウレタンフォームを製造するために適用された。
温度:35℃、圧力:1.3バール絶対圧。しかしながら、こ
の例においては大気圧以上の圧力を発生させる第２図に
示す構成が用いられている。化学反応混合物は以下の成
分から構成されていた。
重量比 −従来のポリエーテルポリオール 100 −水 3.5 −TD I 80/20 47.4 −シリコン界面活性剤 1.5 −アミン触媒 0.19 −オクタン酸第一錫（Stannous octoate） 0.27 製造開始から停止までの全体の製造作動の間、温度お
よび圧力の以下の値が密閉体内で測定された。
−温度 平均:35.2℃ 最低:33.9℃ 最高:36.3℃ −圧力 平均:1.298バール 最低:1.289バール 最高:1.310バール 安定状態作動において、ブロワ装置25によってプロセ
ス密閉体中へ能動的に供給される空気の量は32℃の温度
で175Nm3/時であった。製造されたフォームの塊は長さ
が30メートルで、幅が2.05メートルで、高さが1.07メー
トルであった。正味フォーム密度は34.6kg/m3で40％押
込みによるILD硬度は253Nであった。さらに、フォーム
は密度に関して良好な特性を示し、かつ反応混合物に特
殊ポリオールが使用された場合この密度においてのみ通
常得ることのできる高度の硬度を示した。
本発明は前述の実施例に限定されず、本発明の請求の
範囲から逸脱することなく例えば連続フォーム製造機お
よび密閉体の構造並びに寸法に関して多くの修正が考え
られることは明らかである。
このように、特に十分剛性のあるフォームが製造され
る場合、エアロック密閉体を省略し、製造されたフォー
ムがプロセス密閉体を出ていくところで該フォームに対
して押圧される適当なローラ、フラップあるいはコンベ
ヤを代りに用いることができる。本発明の装置の利点
は、フォーム・スラブ素材をプロセス密閉体の外側で切
断できることであって、そのため大きな密閉体を要する
ことなく、より長いフォーム塊を製造することが可能な
ことである。
本発明による方法においては、ある量のガスがその中
の圧力によりプロセス密閉体へ入ったり、出ていくこと
が可能なのでフォーム・スラブ素材の周りで完全気密の
シールを設ける必要はない。従って、本特願において意
味する概ね気密の密閉体とは、該密閉体において大気圧
以下の圧力を発生させる場合圧力変動を低下させるため
に、請求の範囲に規定の範囲内の流量で空気が密閉体へ
入りうるようにする若干の小さい開口のみを除いて気密
である密閉体のことである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュルキン，ルシアン ベルギー国ビー ― 9200 ウェッテレ ン，コーポラーン 156／１ (72)発明者 デルクセン，ヨハネス ア．エム．ジ ー. オランダ国エヌエル ― 4523 エヌ. ジェイ． ニジメゲン，ソフィアウェグ 412 (72)発明者 モルテルマン，リュディ ベルギー国ビー ― 9140 テムス，ゲ ラーグストラート 108 (56)参考文献 特開 昭63−160809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−172625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 39/00 - 39/44

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発泡剤を含有した重合可能な反応混合物を
    調製し、前記反応混合物を運動しているコンベヤ手段上
    に実質的に連続的に供給し、前記反応物をフォームを形
    成するように自由増大膨張および重合させることを含
    み、反応混合物の自由増大膨張および重合が、反応混合
    物がガスの層によって少なくとも部分的に囲まれている
    実質的に気密の閉鎖空間において実行され、前記ガスの
    圧力が、前記空間からガスを少なくとも部分的に排出す
    ることにより前記自由増大膨張および重合の間所定の圧
    力範囲内に保持される、ポリウレタンフォーム・スラブ
    素材を連続的に製造する方法において、前記自由増大膨
    張および重合の間発泡ガス生成に加えガスが前記空間へ
    実質的に連続的に供給され、一方同時にガスが前記空間
    から排出され前記圧力を前記圧力範囲内に保ち、かつ前
    記圧力の変動を前記圧力範囲内に低下させることを特徴
    とするポリウレタンフォーム・スラブ素材を連続的に製
    造する方法。
  2. 【請求項２】前記閉鎖空間におけるガスの層の温度が、
    少なくとも前記自由増大膨張および重合の間、少なくと
    も部分的に前記空間に供給されるガスの温度および／ま
    たは流量を制御することにより所定温度値の上下最大５
    ％の範囲内に保たれることを特徴とする請求の範囲第１
    項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記所定の温度値が10〜75℃の間、好まし
    くは20〜50℃の間であることを特徴とする請求の範囲第
    ２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記空間がそのときの大気圧、あるいはそ
    れ以下に保たれ、前記ガスが発泡ガス生成率の半分と少
    なくとも等しく、好ましくは前記発泡ガス生成率と少な
    くとも等しい流量であるが、前記発泡ガス生成率の５倍
    より小さく、好ましくは前記発泡ガス生成率の３倍より
    小さい流量で供給されることを特徴とする請求の範囲第
    １項から第３項までのいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記空間内の圧力がそのときの大気圧以上
    に保たれ、前記ガスが、ガス生成率の1/10と少なくとも
    等しく、好ましくは発泡ガス生成率の1/3と少なくとも
    等しい流量であって、前記ガス生成率の４倍より小さ
    く、好ましくは前記発泡ガス生成率の２倍より小さい流
    量で供給されることを特徴とする請求の範囲第１項から
    第４項までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記ガスが前記自由増大膨張および重合の
    間概ね一定の流量で供給されることを特徴とする請求の
    範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】前記圧力が前記自由増大膨張および重合の
    間所定の圧力値の上下１％の範囲内に保持されることを
    特徴とする請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
    １項に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記ガスが前記空間から能動的に排出され
    ることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項までの
    いずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】ガスがそのときの大気圧で前記空間へ供給
    されることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項ま
    でのいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】ガスがポンプ装置により加圧されて前記
    空間へ供給されることを特徴とする請求の範囲第１項か
    ら第８項までのいずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記所定の圧力範囲が0.5〜10バールの
    間、好ましくは0.7〜1.5バールの間であることを特徴と
    する請求の範囲第１項から第10項までのいずれか１項に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記の排出されたガスが浄化されること
    を特徴とする請求の範囲第１項から第11項までのいずれ
    か１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】概ね気密の密閉体（２）と、前記密閉体
    （２）内のコンベヤ手段（7,10）と、発泡剤を含有した
    ポリウレタン反応成分を混合するための混合ヘッド
    （３）と、コンベヤ手段（7,10）が連続的に運動してい
    る間に前記コンベヤ手段上に前記反応混合物を排出する
    ことにより前記コンベヤ手段に沿って前記反応混合物の
    自由増大膨張および重合を可能とする手段と、ガス入口
    （26）とガス出口（27）とを有するガス汲出し手段（2
    5）と、前記自由増大膨張および重合の間前記ガス汲出
    し手段（25）によって前記密閉体からガスを能動的に排
    出できるように前記ガス入口（26）を前記密閉体（２）
    に接続する手段（28）とを含むポリウレタンフォーム・
    スラブ素材を連続的製造する装置において、前記自由増
    大膨張および重合の間にガスを前記密閉体（２）に連続
    的に供給する手段（33）を有し、該ガスの連続的な供給
    は、前記密閉体内の圧力変動を低下させるために、前記
    ガス汲出し手段（25）による前記密閉体からのガスの能
    動的な排出と同時におこなわれることを特徴とするポリ
    ウレタンフォーム・スラブ素材を連続的に製造する装
    置。
  14. 【請求項１４】前記製造装置が、前記自由増大膨張およ
    び重合の間前記ガス汲出し手段（25）の前記ガス出口
    （27）を前記密閉体（２）に接続する手段（37）と、前
    記自由増大膨張および重合の間前記密閉体（２）からガ
    スを除去する手段（38）とを有し、該密閉体（２）から
    の該ガスの除去は、前記密閉体（２）内の圧力変動を低
    下させるために、該密閉体へのガスの能動的な供給と同
    時におこなわれることを特徴とする請求の範囲第13項に
    記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記ガス汲出し手段が少なくとも１個の
    ブロワ装置（25）を含むことを特徴とする請求の範囲第
    13項および第14項のいずれか１項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】ガスを前記密閉体中へ供給する前記手段
    （33）が調整可能の入口弁（35）を備えた、少なくとも
    １個の前記密閉体（２）への入口を含むことを特徴とす
    る請求の範囲第13項から第15項までのいずれか１項に記
    載の装置。
  17. 【請求項１７】ガスを前記密閉体中へ供給する手段（3
    3）が少なくとも１個の補助入口ポンプ装置（36）を含
    むことを特徴とする請求の範囲第13項から第16項までの
    いずれか１項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記密閉体（２）からガスを除去する前
    記手段（38）が、調整可能出口弁（35）、特に逃し弁を
    備えた少なくとも１個の出口を含むことを特徴とする請
    求の範囲第14項から第17項までのいずれか１項に記載の
    装置。
  19. 【請求項１９】前記密閉体（２）からガスを除去する前
    記手段（38）が少なくとも１個の補助出口ポンプ装置
    （36）を含むことを特徴とする請求の範囲第14項から第
    18項までのいずれか１項に記載の装置。
  20. 【請求項２０】前記製造装置が密閉体（２）を少なくと
    も２個の区画室、すなわち、少なくとも前記コンベヤ手
    段（7,10）と所定の長さにフォーム塊（22）を切断する
    装置（15）とを収容している第１の区画室（17）と、出
    口扉（20）を含む第２の区画室（18）とに分割する少な
    くとも１個の気密仕切り扉（19）を含み、前記ガス汲出
    し手段（25）が前記第１の区画室（17）に接続され、前
    記密閉体にガスを供給する前記手段（33）がガスを第１
    の区画室（17）へ供給するために設けられ、前記製造装
    置がさらに、前記出口扉（20）と前記仕切り扉（19）と
    が閉鎖されると前記第２の区画室（18）内の圧力を前記
    第１の区画室（17）内の圧力に調整する手段（39,44）
    と、第２の区画室（18）内の圧力が前記第１の区画室
    （17）内の圧力に調整されると前記仕切り扉（19）を開
    放する手段と、少なくとも１個の切断されたフォーム塊
    （22）を前記の開放した仕切り扉（19）を介して第２の
    区画室（18）中へ運ぶ手段（23,24）と、前記塊（22）
    が前記第２の区画室（18）中へ運ばれた後前記仕切り扉
    を閉鎖する手段と、前記第２の区画室（18）内の圧力を
    そのときの大気圧に調整する手段（49）と、前記第２の
    区画室（18）内の圧力がそのときの大気圧に調整される
    と前記出口扉（20）を開放する手段と、前記の切断され
    たフォーム塊（22）を開放された出口扉（20）を介して
    第２の区画室（18）から除去する手段（24,50）と、フ
    ォーム塊（22）が前記第２の区画室から除去された後前
    記出口扉（20）を閉鎖する手段を含むことを特徴とする
    請求の範囲第13項から第19項までのいずれか１項に記載
    の装置。
  21. 【請求項２１】前記密閉体中へ供給すなわち汲み出され
    たガスの温度を制御する手段（34,45）を含むことを特
    徴とする請求の範囲第13項から第20項までのいずれか１
    項に記載の装置。
JP51866591A 1991-11-14 1991-11-14 所定の圧力範囲内でポリウレタンフォームスラブ素材を連続的に製造する方法と装置 Expired - Fee Related JP3186060B2 (ja)

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