JPH09323331A - 長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品の変形が生じたり製品内部の割れが発生
したりしない長繊維強化ポリウレタン発泡成形体の製造
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
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
と、水とを直前に混合した発泡性樹脂液を散布して含浸
させ、その発泡性樹脂含浸長繊維束を成形用通路に導い
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
しめる長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法に
おいて、前記発泡性樹脂含浸長繊維束を、成形用通路に
入る直前にて、マイクロ波により３５〜１００℃に加熱
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長繊維補強ポリウ
レタン発泡成形体の製造方法に関する。

【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。従来、長繊維によ
って補強された樹脂発泡体を連続的に製造する方法とし
て、特公昭５２─２４２１号公報に記載されているよう
に、多数のロールと、３個以上のエンドレスベルトから
なる成形用通路の中で発泡硬化させる方法が記載されて
いる。

【０００３】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２に示す様に長繊維束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造体１１０を成形す
る工程Ｂ、前記の成形中間構造体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造体
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造体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。

【０００４】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。

【０００５】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
体の成形中間構造体１１０が帯状に連続して製造され
る。成形用通路１３０は、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１３３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。

【０００６】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
内に成形中間構造体１１０が充満する。成形用通路１３
０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造体１１０
が連続的に製造される。しかし、この方法では、加熱が
表面からなされるため、肉厚方向に温度分布が生じて、
反応の進行に分布が生じ、製品の内外層で発泡・硬化に
よる歪みに差ができて応力が生じる。この応力により、
製品の変形が生じたり製品内部の割れが発生したりす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の課題を解決し、製品の変形が生じたり製品内部の割れ
が発生したりしない長繊維補強ポリウレタン発泡成形体
の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【発明を解決する手段】本発明の長繊維補強ポリウレタ
ン発泡成形体の製造方法は、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
ート成分液と、水とを直前に混合した発泡性樹脂液を散
布して含浸させ、その発泡性樹脂含浸長繊維束を成形用
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ポリウレタン発泡成形体の
製造方法において、前記発泡性樹脂含浸長繊維束を、成
形用通路に入る直前にて、マイクロ波により３５〜１０
０℃に加熱する。

【０００９】本発明に使用される長繊維とは、連続した
長い繊維状物を指し、繊維としてはガラス繊維、炭素繊
維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィ
ン繊維、ポリイミド繊維、セルロース繊維などがあげら
れる。なかでも耐熱性、コストの面でガラス繊維が好ま
しい。

【００１０】上記長繊維の形状も特に限定されないが、
ロービング、ロービングクロス、マット、ストランドマ
ット、不織布などがあげられる。中でも生産性の面で、
ロービングが好ましい。

【００１１】上記長繊維の量はとくに限定されないが、
少なすぎると、得られる発泡成形体に剛性の低下、ばら
つきを生じ、多すぎると長繊維束全体に発泡性樹脂液を
均一に含浸することができないためやはり剛性の分布が
生じるので、発泡性樹脂液１００重量部に対して２０〜
１５０重量部が好ましい。

【００１２】上記長繊維の直径も特に限定されないが、
細すぎると含浸の際に繊維が切断されてしまい、太すぎ
ると長繊維の表面積が減少して、発泡性樹脂液との密着
力が減少して得られる発泡成形体の強度が低下するので
２〜１００μｍが好ましい。

【００１３】本発明に使用されるポリオールとしては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、エリスリ
トール、糖等のポリエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオールにビニル化合物を
グラフト重合させたポリマーポリオールなどがあげられ
る。

【００１４】上記ポリオールの粘度は特に限定されない
が、低すぎても高すぎても、長繊維束に含浸しにくいの
で３００〜２００００ｃｐｓが望ましい。

【００１５】上記ポリオールの平均官能基数は、小さす
ぎると２成分が３次元的に反応せず、大きすぎると粘度
が上昇して含浸不良の原因となるので２〜８が好まし
い。

【００１６】本発明に使用されるイソシアネートはウレ
タン発泡用に用いられるイソシアネートであれば特に限
定されないが、たとえば、ジフェニルメタンジシアネー
ト、トルエンジイソシアネートがあげられる。上記イソ
シアネートの量は、特に限定されないが、少なすぎても
多すぎても未反応物が残存するのでポリオール１００重
量部に対して１００〜１８０重量部が好ましい。

【００１７】本発明に使用される水の量は、少なすぎる
と発泡倍率が小さくなり、多すぎると得られる発泡成形
体の強度、剛性が小さくなるので０．２〜１０重量部が
好ましい。

【００１８】本発明において使用される発泡性樹脂液に
は必要に応じて、触媒や整泡剤、難燃剤、可塑剤、着色
剤、架橋剤、安定剤、ガラス短繊維、無機系フィラー、
充填材などが含まれても良い。

【００１９】本発明においては、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、直前に混合した発泡性樹脂液
を散布して含浸させ、その発泡性樹脂含浸長繊維束を成
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。

【００２０】本発明のにあっては、前記発泡性樹脂含浸
長繊維束を、成形用通路に入る前で、マイクロ波により
加熱する。

【００２１】加熱温度は、低すぎると、成形体の肉厚方
向に温度分布が大きくなり、高すぎると後の樹脂の反応
による温度上昇により、成形体の温度が高くなりすぎ
て、樹脂が劣化してしまうので３５〜１００℃に限定さ
れ、好ましくは５０〜８０℃である。

【００２２】本発明において、使用されるマイクロ波
は、とくに限定されないが、わが国においては電波法に
より規制を受けるので、２４５０ＭＨｚが使用される。

【００２３】マイクロ波の出力は、製品の形状・寸法で
適宜設定されるが、一般的に０．５〜５０ｋＷである。

【００２４】（作用）

【００２５】本発明の長繊維補強ポリウレタン発泡成形
体の製造方法は、成形用通路の前段で、発泡性樹脂含浸
長繊維束マイクロ波により３５〜１００℃に加熱するも
のであるから、成形品が予め表面から内部まで均一に加
熱しておいて、均一な発泡成形を行うことができるの
で、得られた成形品は、肉厚方向に発泡状態が均一とな
り、成形歪みの差が解消される。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１，図
２をもって説明する。図１は本発明に実施の形態を示す
説明図である。本が発明１においては、図２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
記発泡性樹脂液をマイクロ波加熱する工程Ａ’前記の発
泡性樹脂液１０２を発泡させて成形中間構造体１１０を
成形する工程Ｂ、前記の成形中間構造体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
構造体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造体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。

【００２７】まず長繊維束１０１に発泡性樹脂液１０２
を含浸する工程Ａにおいては、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Ａ’に送られる。
工程Ａ’においては、この発泡性樹脂液１０２を含浸し
た長繊維束１０１はマイクロ波により３５〜１００℃ま
で肉圧方向に均等に加熱される。マイクル均一に加熱し
発泡硬化を開始した、発泡性樹脂液１０２は長繊維束１
０１を含浸したまま、Ｂに送られる。

【００２８】次に工程Ｂにおいては、発泡性樹脂液１０
２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造体１１０が帯状に連続して製造
される。成形用通路１３０は、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１３
３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。

【００２９】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
内に成形中間構造体１１０が充満する。成形用通路１３
０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造体１１０
が連続的に製造される。

【００３０】

【実施例】本発明を実施例をもってさらに詳細に説明す
る。

【００３１】実施例１ 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束（ロービングガ
ラス繊維１２μｍ）をその長手方向に連続的に進行さな
がら、２０℃に於ける溶融粘度５９０００／ｃｐｓ（ポ
リプロピレングリコールを主成分とし、残部エリスリト
ール、糖など：平均官能基数３官能）のポリエーテルポ
リオール１００重量部、ジフェニルメタンジシアネート
１４０重量部、水１重量部、ジブチル錫ジラウレート
０．５重量部、シリコン系製泡剤（東レダウ社製、商品
名「ＳＲＸ−２９５」）１重量部を混合した、発泡性樹
脂液を２４０重量部を、上記長繊維束に１：１の混合比
で散布した。得られた含浸物（２５℃）を形状を保持し
たまま、出力４ｋＷ、周波数２４５０ＭＨｚのマイクル
波加熱内に設けられた、金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×
１００の金型に供給し、中間成形体を得た。さらに得ら
れた中間成形体の発泡完了時間、表面の温度を測定し
た。さらにその先端に冷却金型を設置し、成形体を得
た。

【００３２】実施例２、３、比較例２、３ 中間成形体の表面の温度を表１の通りとしたこと以外
は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【００３３】比較例１ 従来技術に示した金型を使用した以外は、実施例１と同
様にして発泡成形体を得た。

【００３４】評価 充満時間 金型内において圧力変化を測定し、重点開始から圧力の
変曲点をもって充満時間とした。 製品高さの変形量 ノギスにより測定。 割れ 目視観察により測定 やけ 目視観察により測定 曲げ強度 ＪＩＳ Ｚ ２１０１ に準じて測定。 以上の結果を表１に併せて示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の長繊維補強ポリウレタン発泡成
形体の製造方法は上述の如きものであるから、マイクロ
波により樹脂温度が均一に且つ迅速に加熱されるので、
発泡状態が均一となり、津硬化の際に製品の変形が生じ
たり製品内部の割れが発生したりしない長繊維補強ポリ
ウレタン発泡成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すブロック図であ
る。

【図２】従来の長繊維補強発泡成形体の製造工程を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ ：成形体 １０１：長繊維束 １０２：発泡性樹脂液 １３０：成形用通路 Ａ ：長繊維束１０１に発泡性樹脂液１０２を含浸する
工程 Ａ’：マイクロ波加熱する工程 Ｂ ：発泡性樹脂液を発泡させて成形中間構造体を成形
する工程 Ｃ ：成形中間構造体を引取機によって引き取る工程 Ｄ ：成形中間構造体の表面を仕上げる工程 Ｅ ：成形体１を得る工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:10

Claims (1)

【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と、
   水とを直前に混合した発泡性樹脂液を散布して含浸さ
   せ、その発泡性樹脂含浸長繊維束を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
   める長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法にお
   いて、前記発泡性樹脂含浸長繊維束を、成形用通路に入
   る直前にて、マイクロ波により３５〜１００℃に加熱す
   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。