JPS5912819A - 高発泡体の製造方法 - Google Patents

高発泡体の製造方法

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JPS5912819A
JPS5912819A JP57122380A JP12238082A JPS5912819A JP S5912819 A JPS5912819 A JP S5912819A JP 57122380 A JP57122380 A JP 57122380A JP 12238082 A JP12238082 A JP 12238082A JP S5912819 A JPS5912819 A JP S5912819A
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foaming machine
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curing agent
resin
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北原 幹夫
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石岡 忠司
Muneo Nagaoka
長岡 宗男
Masaichi Izumida
泉田 正市
Yukinari Fujii
藤井 幸成
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7404Mixing devices specially adapted for foamable substances
    • B29B7/7409Mixing devices specially adapted for foamable substances with supply of gas
    • B29B7/7419Mixing devices specially adapted for foamable substances with supply of gas with static or injector mixer elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂高発泡体の製造方法に関する。“一般に、
合成樹脂発泡体は断熱材としてすぐhた性能を有してお
シ、建築物、冷蔵庫等に広く利用されており、近年の石
油不足による省資源、省エネルギーの必要性に適合する
ものとしてさらに大きな需要が見込ま五ている。また省
資源の意味から高発泡倍率の発泡体(低密度発泡体)(
以下単に高発泡体という。)に対する要求が強まってい
る状況にある。    □ □特に、水溶性又は水分散性を有する熱硬化性樹脂(以
下、親水性熱硬化性樹脂という。)は゛、空気を整泡剤
とした発泡方法が可能で、しかもこの方法では□発泡機
より吐出後殆んど体積膨張がなく、品質の管理が′容易
である。この様に空気を発泡剤とするため製造コストも
安く、作業性も良いこと等から親水性熱硬化性樹脂に対
する要望は大である。
従来、たとえば尿素樹脂発泡体の製造方法としては発/
f;4機内で界面活性剤を含有する酸性硬化液よりなる
起泡液に空気を吹き込み含泡状態とした後、こり、に尿
素樹脂初期縮合物を主体とする樹脂液をスプレーし、そ
の後発泡機より吐出するいわゆるjフルシー法が一般的
であった。しかしながら、この場合の不揮発分は、通常
高々20重量Qiまでしか上けられず、発泡後、発泡体
より水が浸み出して他の基材、たとえばパネル等を汚染
し、又乾燥に長時間を要する欠点があった。もし水分減
少のため、不揮発分を増加させると得られた一泡体に空
隙が発生し均一発泡体が得られない問題があった。
そこで水分の浸み出ない不揮発分濃度は少なくとも30
重量ヲ≦であるので、このような高濃度の原料を用いる
尿素樹脂発泡体について、スプレー法を用いず、通常メ
カニカルフロス発泡機と呼ばれる混合機に樹脂原料と硬
化剤と空気とを混合し、空気を樹脂中に均一に分散して
含泡状態となし、メカニカルフロス発泡機より吐出せし
めて、その後硬化が進み発泡体を製造する方法が試みら
れた。
しかしながら、かかる製造方法によると、発泡倍率を高
くするにつれて、メカニカルフロス発泡機より吐出され
た含泡状物が硬化する前に崩壊する傾向が強くなる。こ
れは発泡倍率が高くなるにつれて含泡状物の膜厚が薄く
なるために硬化が完了する迄発泡状態を保持できないた
めと考えられる。
この現象を解決するためには、硬化時間を短縮する必要
がある。しかしながら、メカニカル70ス発泡機におい
て多量の空気を均一に発泡せしめて発泡倍率を高めるた
めには、メカニカルフロス発泡機内の滞留時間を長くす
る必要があり、硬化時間を短縮させると発泡機内での硬
化が起り運転不能となり、高発泡倍率の発泡体が得られ
ない。
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、発泡体原料の組成を
限定し、混合機として、特にメカニカルクロス発泡機を
使用することにより発泡機内の硬化を起さず、水分の浸
み出しや空隙の発生のない尿素樹脂高発泡体を製造しう
ろことを見出し、特許出願を行った(特願昭56−13
8604号)。
すなわち、該発明は尿素樹脂初期縮合物を主体とする粘
度500センチボイズ以下の樹脂液100重量部、およ
びpH25〜1.0の酸性硬化液10重量部以上からな
る不揮発分30重量24以上の樹脂発泡体原料と空気と
をメカニカルクロス発泡機で機械的に混合泡立たせ処理
して気泡を形成させ、ついで得られた含泡状混合物を該
発泡機より吐出させた後硬化せしめることを特徴とする
尿素樹脂発泡体の製造方法に関するものである。
該発明は、樹脂発泡体原料と空気とをメカニカルクロス
発泡機で機械的に混合泡立たせ処理して気泡を形成させ
、これを取り出し硬化させるが、樹脂発泡体原料の−っ
である樹脂液は、尿素樹脂初期縮合物を主体とする粘度
500センチボイズ以下のものである。粘度が500セ
ンチボイズ超となったとき、空隙の形成が生じ、均一発
泡体が得られなくなるおそれがある。本発明に於る尿素
樹脂初期縮合物は尿素とホルムアルデヒドを反応させて
得られる水溶性ないし水分散性の反応物であり、随意に
より、メラミン、ジシアンジアミド、グアナミン、ベン
ゾグアナミン、フェノール等の化合物、メタノール、エ
タノール等の低級アルコール、アセト/等のケトン類、
アセトアルデヒドやグリオキザール等のアルデヒド類の
少なくとも一つを共に反応せしめて変性したものも用い
得る。又、尿素樹脂初期縮合物の貯蔵安定性や発泡機器
の洗浄性を改良するためにメタノール、エタノール、エ
チレングリコール等の添加剤を含んでもよい。
なお市販のものとしては、たとえばニーロイド#120
、ユーロフォームR−101(いずれも三井東圧化学■
製)などが使用しうる。
他の樹脂発泡体原料の一つである酸性硬化液はpHが2
,5〜1,0、好ましくは17〜1.2である。1.7
超では発泡体内に空隙の生ずることがあり、2,5超で
は、硬化前に泡が崩壊し発泡体が形成されないおそれが
ある。まだ1.0未満では、発泡機内で部分硬化が起こ
り、運転不可能となり易く、長時間運転が必要な場合に
は特に1.2以上とすることが望ましい。この酸性硬化
液としては、たとえば、塩酸、硫酸、りん酸、しゆう酸
、パラトルエンスルボン酸、それらの塩、酸無水物の水
溶液などがあり、樹脂液100重量部に対して通常]0
重置部以上、好ましく II′i20重量部以上を用い
る。
また、樹脂液又t/′i/および硬化液中には界面活性
剤を添加して使用することが好ましい。界面活性剤とし
ては、たとえばラウリル硫酸アンモニウム、高Mアルコ
ール硫酸エステルソーダ、アルキルジフエニをエーテル
ジスルホン酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダ等の陰イオン界面活性剤を発泡体原料全量に対して0
.2〜5重量%、通常1〜3重量96程度用いると気泡
安定化に特に効果的である。
その他通常使用される添加剤、たとえばポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロース(OMO)等の気
泡安定剤や粘度調整剤、ホルムアルデヒド捕集効果のあ
る尿素、レゾルシノールなどを樹脂発泡体原料中に少量
含んでもよい。
樹脂発泡体原料は、水分の浸み出しを避けるため不揮発
分30重量%以上、好ましくは35〜6o重i9≦とす
る。60重量%を超えると、発泡体に空隙が形成される
と共に高密度となり経済的にも不利である。
樹脂発泡体原料と空気とを混合し、気泡を形成させる混
合機としては、特にメカニカルクロス発泡機が好ましい
。たとえば第1図に示すように内壁に多数の突起2を有
する円筒容器内を、多数の羽根(突起)3を有する回転
子4が回転し、羽根3が突起2に接触することなく突起
間を回転子4の回転と共に回転する構造のメカニカルク
ロス発泡機、いわゆるビンミキサー、ホバート型バッチ
ミキサー又はオークス(0akes )型連続ミキサー
(特公昭40−17143号)等を使用することができ
る。
以上先の発明につき説明したが、先の発明を実施するに
当って、樹脂発泡体原料の注入にあたり、主剤(樹脂液
)、硬化剤、発泡用エアーの各成分をシートフト周辺に
設けた注入口より注入するにあたり、シャフト部、特に
硬化剤入口部分での詰まりが激しく、組成比の変化や、
ゲル化物の混入、発泡倍率の低下、収率の減少などが起
り、製造および品質の不安定が懸念された。これは、樹
脂発泡体原料の注入口部分では各原料間の混合がほとん
どなされない為1部分的に硬化剤過剰状態が発生し、部
分硬化が起こるためと考えられる。硬化剤の酸濃度を低
下させ硬化速度を遅くすることにより、硬化剤過剰状態
が発生しても、部分硬化を抑え、詰まり現象を減少させ
ることは出来るが、この場合、含泡状混合物が発泡機よ
り吐出された後、硬化するまでの間に泡が崩壊し発泡体
が形成されないおそれがある。以上の様なトラブルを避
けるため、より安定した発泡体の製造方法の改良が強く
望まれていた。
本発明者は上記の様な、硬化剤の部分的過剰状態を防ぎ
、均一な発泡体を得るために、樹脂発泡体原料の注入方
法について種々検討を行ない、硬化剤と空気とを予じめ
混合し、その他の樹脂発泡体原料とを別個の注入口より
注入を行うと、ゲル化物の混入がなく密度等品質の安定
した発泡体が得られると共に、得られた発泡体の気泡の
大きさが小さくなり断熱性が著しく向上するという予想
外の成果を達成するに至り、本発明を完成したものであ
る。
すなわち、本発明は、樹脂発泡体原料と空気とをメカニ
カルフロス発泡機で機械的に混合泡立たせ処理して気泡
を形成させ、ついで得られた含泡状混合物を該発泡機よ
り吐出させた後硬化せしめる高発泡体の製造方法におい
て、樹脂発泡体原料の一つである硬化剤と空気とを予じ
め前混合して供給することを特徴とする高発泡体の製造
方法である。
これを図面により説明する。第1図は先の発明を実施す
るに当って使用したメカニカルクロス発泡機の断面図で
、内壁に多数の突起2を有する円筒容器内を、多数の羽
根(突起)3を有する回転子4が回転し、羽根3が突起
2に接触することなく突起間を回転子4の回転と共に回
転する。
従来は、樹脂発泡体原料の各々が注入口A、 B。
Cより別々に注入され、羽根3と突起2の間で機械的に
混合泡立たせ処理され含泡状態となる。この際注入1」
付近で硬化剤の過剰状態が発生しトラブルの原因となる
。本発明は、これに対し、硬化剤と空気とを予じめ前混
合する事により、硬化剤の部分的過剰状態を緩和し、ま
だメカニカルクロス発泡機内部での混合を助け、均一で
緻密な発泡体を得ることが出来た。前混合の手段として
は、特にビーズ塔、又は、スプレーノズルチップによる
方法が良い結果を与える。
第2図はビーズ塔による前混合方法を説明する縦断面図
である。第2図に於いてエアーと硬化剤は各々ノズル6
.7よりシェル9内へ導入され、多孔板l」を経てのち
充てん層]、0を通過する際混合し、このエアーと硬化
剤の混合物は多孔板11′を経てノズル8より、第1図
に示すメカニカルフロス発泡機に導かれる。充てん層1
0の具体例としてはガラス粒子、グラスチック粒子等が
あり、これらの粒子形状は特に限定されるものではない
父、第3図はスプレーノズルチップによる方法を説明す
る縦断面図であり、ビーズ塔に於ける充てん層のかわり
に、スプレーノズルチップ12、]2′による高速噴霧
流の衝突で置きかえた方法である。
スプレーノズルチップ形状については、噴霧流が得られ
る形状であれば特に限定されるものではない。
本発明方法は、樹脂発泡体として代表的な尿素樹脂発泡
体を例として説明したが、これに限定されるものではな
く、硬化剤を使用し空気を発泡剤として使用出来るフェ
ノール樹脂発泡体、ウレタン樹脂発泡体等にも使用しう
るものである。
以丁実施例をもって更に具体的に説明する。部又は%と
あるのは断りのない限り重に部又は重量り≦をさす。
参考例 実施例及び比較例に使用した尿素樹脂初期縮合物は次の
ようVこして製造した。尿素230部、J 6 ’30
ポルマリン620部、グリセリン30部を混合して均一
にした後、溶液のpHを7〜9に調節して90〜」00
℃の温度で反応させた。更KpHを38〜5.OK調節
して2時間反応を続行した後、尿素99部を加え溶解さ
せた後中和した。得られた尿素樹脂初期縮合物を減圧下
に濃縮し粘度、5,50センチボイズ、イ・揮発分08
%の尿素樹脂初期縮合物を得た。
この尿素樹脂初期縮合物100部に対して水35部、ア
ルキルジフ−ニルエーテルジスルフォン酸ソーダ2部を
加えて混合し、粘度50センヂボイズの樹脂液を調整し
た。
硬化液としてリン酸12%、アルキルジフェニルエーテ
ルジスルフォ/酸ノーダ」0クフを陰むpH1,6の水
溶液を使用した。
比較例 第1図に示した形式の市販のメカニカルクロス発泡機(
東邦機械工業■製、東邦TM−302型;円筒容器の内
壁には多数の突起2を有し、まだ多数の攪拌羽根3(突
起状)を有する回転子4が、容器内で突起2と近接して
回転する構造)中に、先に調整した樹脂液を注入口Aよ
り、硬化液を注入口Bより、樹脂液と硬化液との重置比
100 / 38の流量で注入し、また、圧縮空気を注
入口Cより発泡機中の内圧を3.5〜4.5Ky/cr
rr2に保つ様に連続的に注入し、発泡機の回転子4を
45ORP Mの回転数で回転した。発泡機の吐出口5
及び図外の注入用ホースを通じての吐出が安定してから
含泡状混合物を3OL:1n角のダンボール箱中で硬化
させた。得られた発泡体の性状、乾燥後の密度、及び熱
伝導率を第」宍に示した。又連続運転による発泡体性状
、密度の変化及び発泡機の詰捷シ具合等も併せて示実施
例1 第2図におけるビーズ塔の混合物出口8を第1図のメカ
ニカルフロス発泡機の硬化剤注入口(B)に連結する。
この時注入口(C) Uメクラねじにより塞ぐ。
第2図における注入ロアより硬化液を、注入口6より圧
縮空気をそれぞれ注入し、混合物出口8より得られる硬
化液と空気の混合物と注入口Aより注入された樹脂液と
をメカニカルクロス発泡機内で混合泡立たせ処理し、含
泡状混合物を得た。
液流量比及びメカニカルフロス発泡機の運転条件は比較
例と同様に行なった。結果を第1表に示した。
実施例2 実施例1のビーズ塔を第3図のスプレーノズルチップに
よる方法に変えて同様に行なった。結果を第1表に示し
た。
以上詳述したごとく、本発明は、安価な気体を用いて樹
脂高発泡体を容易に製造する方法であって、省エネルギ
ー、作業性の点からも有利であり、断熱材製造上、極め
て価値ある発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来方法を概略説明するだめの装置の断面図
である。第2図はビーズ塔、第3図はスプレーノズルチ
ップによる方法を説明するだめの縦断面図である。 A、 B、 C1・・・注入口、■・・・発泡機、2・
・・・突起、3・・・攪拌羽根又は突起、4・・・回転
子、5・・−・吐出1コ、6・・・・空気注入口、7・
・・硬化剤注入口、8・・・・混合物出口、9・・・・
シェル、10・・・(ビーズ)充填層、11及び11’
・・・・多孔板、12及ヒ12′・・−スプレーノズル
チップ。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 代理人   弁理士 井 上 雅生

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、樹脂発泡体原料と空気とをメカニカルフロス発泡機
    で機械的に混合泡立たせ処理して気泡を形成させ、つい
    で得られた含泡状混合物を該発泡機より吐出させた後硬
    化せしめる高発泡体の製造方法において、樹脂発泡体原
    料の一つであ乞硬化剤と空気とを予じめ前混合して供給
    することを特徴とする高発泡体の製造方法。 2、 スプレーノズルチップを用いて前混合する特許請
    求の範囲第1項記載の製造方法。     5、 ビー
    ズ塔を用いて前混合する特許請求の範囲゛第1項記載の
    製造方法。
JP57122380A 1982-07-14 1982-07-14 高発泡体の製造方法 Granted JPS5912819A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493869A (zh) * 2016-12-01 2017-03-15 无锡同心塑料制品有限公司 一种制备泡沫塑料物料用搅拌式混合设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106493869A (zh) * 2016-12-01 2017-03-15 无锡同心塑料制品有限公司 一种制备泡沫塑料物料用搅拌式混合设备

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