JPH09193184A - 長繊維補強発泡成形体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオールと発泡剤及び触媒などの発泡性樹
脂液を連続的に混合して、その混合液を連続的に供給す
ることができると共に、上記発泡剤及び触媒の混入量を
瞬時に変更できる長繊維補強発泡成形体の製造方法を提
供する。 【解決手段】 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束
に、ポリオールと発泡剤及び触媒を混合して作成された
ポリオール混合液を使用して作られた所定量の発泡性樹
脂液を散布し、当該発泡性樹脂液が散布された長繊維束
をその長手方向の移送過程で揉んで発泡性樹脂を長繊維
束内に分散させ、しかる後、成形用通路において発泡及
び硬化を行って長繊維補強発泡成形体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、長繊維で補強さ
れた発泡成形体を連続的に製造する方法およびその装置
に関するものであり、特に長繊維補強ポリウレタン発泡
成形体の製造方法および装置として好適である。

【０００２】

【従来の技術】木材に代えて建材等の構造材として使用
し得る機械的強度に優れた素材として、長繊維補強ポリ
ウレタン発泡成形体が知られている。長繊維補強ポリウ
レタン発泡成形体は、ポリウレタンの発泡性樹脂液を長
繊維束（例えばガラスロービング）等の連続繊維に連続
的に含浸させ、これを金属ベルトの表面で４面が囲まれ
る成形用通路内に導き、発泡硬化させて製造される。す
なわち長繊維補強ポリウレタン発泡成形体は、図３の様
に長繊維束１０１に発泡性樹脂液１０２を含浸する工程
Ａ、前記の発泡性樹脂液１０２を発泡させて成形中間構
体１１０を成形する工程Ｂ、前記の成形中間構体１１０
を引取機によって引き取る工程Ｃ、前記の引き取られた
成形中間構体１１０の表面を仕上げる工程Ｄ、そして最
後に、表面を仕上げられた成形中間構体１１０を所定の
寸法に切断して成形体１を得る工程Ｅから製造される。

【０００３】長繊維束１０１に発泡性樹脂液１０２を含
浸する工程Ａでは、繊維束供給部１２０から供給される
繊維１００を幅方向に配列して一方向に引き揃えられた
長繊維束１０１が形成される。この長繊維束１０１に散
布装置（ミキシング装置）１２１から発泡ウレタン等の
発泡性樹脂液１０２を吐出した後、発泡性樹脂液１０２
が揉み板１２２によって長繊維束１０１に揉み込まれ、
均等に分散させる。この発泡性樹脂液１０２を含浸した
長繊維束１０１は後の工程Ｂに送られる。

【０００４】この工程Ｂでは、発泡性樹脂液１０２を含
浸した長繊維束１０１を成形用通路１３０内に導入し、
成形用通路１３０内で発泡性樹脂液１０２を発泡させる
と共に該液を硬化し、長繊維補強ポリウレタン発泡成形
体の成形中間構体１１０が帯状に連続して製造される。
成形用通路１３０は図４の様に、上下一対のエンドレス
ベルト１３１，１３１と左右一対のエンドレスベルト１
３３とによって４面が囲繞される密閉された空間によっ
て形成される。

【０００５】このような成形用通路１３０内は、熱風発
生機１３２から送られる熱風によって加熱される。この
熱によって、成形用通路１３０内で長繊維束１０１に含
浸している発泡性樹脂液１０２の反応が進行し、発泡が
促進されると共に樹脂がキュアされ、成形用通路１３０
内に成形中間構体１１０が充満する。成形用通路１３０
内で、発泡性樹脂液１０２と繊維１００とが均一に充満
して、硬化すると、規定寸法の成形中間構体１１０が連
続的に製造される。

【０００６】ところで従来技術の長繊維補強ポリウレタ
ン発泡成形体を製造する方法においては、原料供給手段
は、特開昭５３−４８８６６号に開示された方法が一般
的である。すなわち特開昭５３−４８８６６号に開示さ
れた方法は、長繊維補強発泡ポリウレタン樹脂成形体を
製造するために、ポリオールと発泡剤及び触媒を予めタ
ンクで混合してポリオール成分液を作成し、散布装置１
２１内で、別途供給されたイソシアネートと混合され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリオールと
発泡剤及び触媒を予めタンクで混合する方法は、バッチ
工程であるために、連続的な成形法においては無駄の多
い製法となっている。例えば、ポリオール成分液を連続
的に供給するためには、別個に混合タンクやサービスタ
ンク等が必要となり、設備費・場所に無駄が発生し、ま
た、原料配合変更時に、サービスタンク内の樹脂の抜き
取り作業が必要であり、作業工数がかかると共に設備稼
働率が低くなる。

【０００８】本発明の課題は、ポリオールと発泡剤及び
触媒などの発泡性樹脂液を連続的に混合して、そのポリ
オール成分液を連続的に供給することができると共に、
上記発泡剤及び触媒の混入量を容易に変更できる長繊維
補強発泡成形体の製造方法を提供するところにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明は、多数の一方向に引き揃えられた長繊維束をそ
の長手方向に連続的に進行させ、進行する上記長繊維束
にポリオールを主成分とするポリオール成分液と、イソ
シアネートを主成分とするイソシアネート成分液を直前
に混合した発泡性樹脂液を散布し、成形用通路に導いて
該成形用通路内で発泡性樹脂液の発泡及び硬化を行わし
める長繊維補強発泡成形体の製造方法において、ポリオ
ール成分液はポリオールと発泡剤及び触媒を連続的に混
合して作成されることを特徴とする長繊維補強ポリウレ
タン発泡成形体の製造方法である。

【００１０】本発明の製造方法によれば、発泡性樹脂液
を原料の供給時点で連続的に混合し、その混合液を連続
的に長繊維束に供給していくので、従来の様に、混合タ
ンク及び混合液を連続的に供給するためのサービスタン
ク等が不要となり、設備費・場所の無駄が解消される。

【００１１】特に、発泡性樹脂液の各混合成分を押出機
に供給し、この押出機で混合して長繊維に散布する方法
であれば、発泡性樹脂液を構成する発泡剤及び触媒の混
入量をこの押出機への供給において瞬時に変更すること
ができる。また、当該押出機を二軸同方向回転式とする
と、押出機内で例えば発泡剤及び触媒とポリオールを均
一かつ温度上昇を抑えて混合することができる。

【００１２】また本発明の基本概念は、樹脂素材として
ポリウレタン以外のものを利用する場合にも応用するこ
とができる。すなわちポリウレタン以外のものを利用す
る場合におけるもう一つの発明は、多数の一方向に引き
揃えられた長繊維束をその長手方向に連続的に進行さ
せ、進行する上記長繊維束に主成分の異なる２以上の原
料液を直前に混合した発泡性樹脂液を散布し、成形用通
路に導いて該成形用通路内で発泡性樹脂液の発泡及び硬
化を行わしめる長繊維補強発泡成形体の製造方法におい
て、少なくとも一方の原料液はその主成分と発泡剤及び
触媒を連続的に混合して作成されることを特徴とする長
繊維補強発泡成形体の製造方法である。

【００１３】また上記した発明においては、発泡剤と触
媒は、ポンプによって連続的に供給され、これらの混合
比が調節可能であることが望ましい。

【００１４】さらにこれらの製造方法を実現するための
装置の発明は、成形用通路と、多数の長繊維束をその長
手方向に連続的に進行させて前記成形用通路内に導入す
る装置と、二以上の原料液を混合して該混合液を長繊維
束に吐出するミキシング装置と、該ミキシング装置に二
以上の原料液を供給するポンプを有する長繊維補強発泡
成形体の製造装置において、予混合装置と、該予混合装
置に発泡剤を供給するポンプと、前記予混合装置に触媒
を供給するポンプを有し、予混合装置ではこれらのポン
プから供給された発泡剤および触媒と原料液の内の一つ
の主成分とが予め混合され、この予混合原料が前記ミキ
シング装置に供給されて残る原料液と混合されることを
特徴とする長繊維補強発泡成形体の製造装置である。

【００１５】ここで予混合装置としては、押出機の利用
が望ましい。本発明の製造装置では、特に予混合装置を
有し、この予混合装置に各ポンプから供給された触媒等
が導入され、例えばポリオール成分液等の原料液の内の
一つの主成分と発泡剤及び触媒が連続的に予混合され
る。すなわち、従来混合タンク等によってバッチ式に行
われていた予混合が、本発明では予混合装置によって連
続的に行われる。そしてこの予混合原料は、ミキシング
装置に供給され、例えばイソシアネート成分液等の残る
原料液と最終混合される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明を実施するにあたり具体的
に好ましい形態を順次述べていく。本発明に用いられる
長繊維束は多数の長繊維が一方向に引き揃えられ形成さ
れたものであり、長繊維としては天然繊維や合成繊維、
無機質繊維等のうちの長尺の繊維が使用され得るが、特
に構造材としての用途を有するものを製造するという観
点からしてはガラス繊維が最も好適である。

【００１７】また、発泡性樹脂液とは、比較的短時間で
発泡し硬化する液状の樹脂を意味し、例えばポリウレタ
ン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等が好適に
用いられる。

【００１８】図１は長繊維補強発泡成形体の製法方法を
説明するための装置の概略図である。図１は、長繊維補
強発泡成形体を製造する工程の内、原料供給部分と、長
繊維束に発泡性樹脂液１０２を含浸する工程部分だけを
記載している。図１に示されていない工程および使用す
る装置類は、図３，図４で説明した従来技術と同一であ
る。図中、１はポリオールで、ポンプ１１により押出機
（予混合装置）５に供給される。２は発泡剤、３は触媒
で、それぞれ同様に、ポンプ２１、３１より押出機５に
供袷される。これらのポリオール１、発泡剤２及び触媒
３の各混合成分は、押出機５内で混合されてポリオール
を主成分とするポリオール成分液となり、ポンプ５１に
より散布装置６（ミキシング装置）に移送される。４は
ジフェニルメタンイソシアネートで、ポンプ４１により
散布装置６に供給され、散布装置６内で前記ポリオール
成分液と混合されて、散布装置６から長繊維束７上へと
散布される。

【００１９】図中、８は揉み板であり、長繊維束７の進
行方向と直角方向に往復運動をして、含浸板９と該揉み
板８との間に挟まれた長繊維束７を揉むようになされて
いる。１０は成形用通路であり、この中で長繊維束７に
含浸された発泡性樹脂液が発泡すると共に硬化して、該
成形用通路１０の断面形状と同じ形状に成形される。そ
して図示しない引取り機を一定速度で駆動することによ
り、長繊維束７に一定速度の前進運動が与えられる。

【００２０】本発明の方法により長繊維補強発泡成形体
を製造するには、適正な定量ポンプを用いて発泡剤及び
触媒を定量的に供給し、押出機５内でその発泡剤及び触
媒とポリオールを均一かつ温度上昇を抑えて混合するこ
とが重要である。均一に混合させるためには、押出機５
は図２に示す様な二軸同方向回転式が好ましく、混合物
の温度上昇を抑えるためには、スクリュー５２を適正な
形状にする必要がある。またスクリュー回転数も均一混
合と温度上昇の両方に影響するために、適正回転数に設
定すると共に、シリンダー５３は、冷却水で冷却する方
式が好ましい。この様にして押出機５で均一に混合され
た発泡剤及び触媒を含むポリオール成分液は、ポンプ５
１により散布装置６に移送され、ジフェニルメタンイソ
シアネートと混合されて長繊維束７上に散布され、揉み
板８と含浸板９との間で揉まれて長繊維束７中に均一に
含浸される。次に長繊維束７は成形用通路１０内に導か
れ、その中で発泡並びに硬化が行われ、成形用通路１０
の断面形状に応じて成形されて長尺発泡体となり、成形
用通路１０を出て引取り機を通過した時点で定尺に切断
される。

【００２１】上述のような方法により、発泡剤及び触媒
をポリオールと連続的に混合することが可能となり、混
合の均一性に関しては、発泡剤及び触媒を供給するポン
プ２１、３１の供給精度が±１％程度であれば、従来の
バッチ工程より良好な混合状態を得ることが可能であ
る。またポンプ１１及び４１とポンプ２１、３１は比例
制御方式で連動し、原料配合の変更時にはポンプ１１及
び４１とポンプ２１、３１の吐出比率を変更することに
より瞬時に変更可能である。

【００２２】

【実施例】以下の表１に示すように、３種類の配合比率
系においてテストを行った。なお、この実施例において
使用した使用材料は以下の通りである。 使用材料 長繊維 ：繊維直径１３μのモノフィラメントを
多数引き揃えて１ｍ当たり９．２６ｇの重量のものとし
たガラスロービングを３８本揃えて用いた。 ポリオール ：官能基数４のプロピレンオキサイド付
加ポリエーテルポリオール 発泡剤 ：蒸留水 触媒 ：ジブチル錫ジラウレート イソシアネート：粗製ジフェニルメタンジイソシアネー
ト

【００２３】

【表１】

【００２４】 （製品寸法：幅１０ｃｍ、厚さ２ｃｍ、比重：０．５） ＊成形方式は、すべて図１に示す方式で実施した。 ＊押出機 ・形式：二軸同方向回転式 ・スクリュー外径 ：φ５０ｍｍ ・スクリュー長 ：４４５ｍｍ ・スクリュー回転数 ：９０ｒｐｍ ・駆動モーター ：ＤＣモータ ３．７ｋｗ

【００２５】この結果、３種類いずれにおいても良好な
品質の成形品が得られた。

【００２６】

【発明の効果】本発明の製造方法では、発泡剤及び触媒
を押出機（予混合装置）で連続的に混合しているため
に、従来方式では必要であった混合タンク及びサービス
タンク等が不要となり、省スペースとなり、また原料配
合変更がそれぞれの材料が入ったタンクに接続されてい
るポンプを調節することによって容易に行うことが可能
で従来方式において原料配合変更時にかかっていた時間
のロスを解消し、かつ作業工数がかからず、設備稼働率
が高くなる。

【００２７】さらに本発明の製造装置によると、従来、
混合タンク等によってバッチ式に行っていた原料の予混
合が、予混合装置によって連続的に行うことができ、混
合タンク等が不要となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】長繊維補強発泡成形体の製法方法を説明するた
めの装置の概略図である。

【図２】押出機（予混合装置）の断面図である。

【図３】長繊維補強発泡成形体の製造工程を示す概略図
である。

【図４】長繊維補強発泡成形体の製造装置の成形用通路
の断面図である。

【符号の説明】

１ ポリオール ２ 発泡剤 ３ 触媒 ４ イソシアネート ５ 押出機（予混合装置） ６ 散布装置（ミキシング装置） ７ 長繊維 ８ 揉み板 ９ 含浸板 １０ 成形用通路 １１ ポンプ ２１ ポンプ ３１ ポンプ ４１ ポンプ ５１ ポンプ ５２ スクリュー ６３ シリンダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束
   をその長手方向に連続的に進行させ、進行する上記長繊
   維束にポリオールを主成分とするポリオール成分液と、
   イソシアネートを主成分とするイソシアネート成分液を
   直前に混合した発泡性樹脂液を散布し、成形用通路に導
   いて該成形用通路内で発泡性樹脂液の発泡及び硬化を行
   わしめる長繊維補強発泡成形体の製造方法において、ポ
   リオール成分液はポリオールと発泡剤及び触媒を連続的
   に混合して作成されることを特徴とする長繊維補強発泡
   成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束
   をその長手方向に連続的に進行させ、進行する上記長繊
   維束に主成分の異なる２以上の原料液を直前に混合した
   発泡性樹脂液を散布し、成形用通路に導いて該成形用通
   路内で発泡性樹脂液の発泡及び硬化を行わしめる長繊維
   補強発泡成形体の製造方法において、少なくとも一方の
   原料液はその主成分と発泡剤及び触媒を連続的に混合し
   て作成されることを特徴とする長繊維補強発泡成形体の
   製造方法。
3. 【請求項３】 発泡剤と触媒は、ポンプによって連続的
   に供給され、これらの混合比が調節可能であることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の長繊維補強発泡成形体
   の製造方法。
4. 【請求項４】 成形用通路と、多数の長繊維束をその長
   手方向に連続的に進行させて前記成形用通路内に導入す
   る装置と、二以上の原料液を混合して該混合液を長繊維
   束に吐出するミキシング装置と、該ミキシング装置に二
   以上の原料液を供給するポンプを有する長繊維補強発泡
   成形体の製造装置において、予混合装置と、該予混合装
   置に発泡剤を供給するポンプと、前記予混合装置に触媒
   を供給するポンプを有し、予混合装置ではこれらのポン
   プから供給された発泡剤および触媒と原料液の内の一つ
   の主成分とが予め混合され、この予混合原料が前記ミキ
   シング装置に供給されて残る原料液と混合されることを
   特徴とする長繊維補強発泡成形体の製造装置。