JPS628285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン フオーム ブロツクの
製造法の改良に関するものである。それは特に通
常の方法で製造する際に底部がち密化するのを防
ぐことに関する。

公知のように、ポリウレタンは近年重要性を増
したプラスチツクであつて、自動車や食料品産業
のように異なつた分野に多くの用途を有する。ス
ペインに関する限り、現在のポリウレタンフオー
ムの分類は、その用途に従えば次のようである： マツトレス製造 38％ 家 具 40％ 自動車工業 14％ 繊維工業 ３％ その他（食料品包製、玩具製造、等） ５％ 合 計 100％ 通常の方法ではポリウレタンフオームは、移動
ベルト上で、ポリオールとポリイソシアネートを
主成分として、触媒、染料、発泡剤、等と共に反
応させて得られる。異なる種類りポリウレタンフ
オームの物理的性質（剛性、密度、細胞寸法、引
張り強さ、等）は多数のパラメーターの関数であ
つて、その主なものはポリオールおよびポリイソ
シアネートの性質、両者と発泡剤間の比率であ
る。

生じるフオームの種類とは無関係に、ブロツク
の製造に関連する問題はその底部に生じるち密化
であり、その結果完成物質の多くの部分をむだに
しなくてはならない。それはそこの密度が他の部
分の密度よりも明らかに大きいからである。

この分野の専門家はち密化した部分の割合はブ
ロツクの全重量に対してしばしば５重量％、時に
は７％にも達することを認めるであろう。

従つて、ポリウレタンフオームのブロツクの製
造において１つの重要な改良は、前記ブロツクの
製造中に前記ポリウレタンフオームの底部区域の
密度が該ブロツクの残りの区域よりも実質的に大
きいような該ブロツクの形成を避けることであ
る。

ち密化された底部を有する発泡体のブロツクが
得られる場合、それによつて生ずると考えられる
不利な点は次の因子を考慮すれば明らかである。

ａ むだになる原料の量は、平均粒径のポリウレ
タンフオームの製造装置の日産量が20000Kgを
超えるという点に留意するとかなり大へんな量
になる。

ｂ 前記ポリウレタンフオームのち密化層は100
ｍ以上の長さ（ブロツクの長さ）、２ｍの幅及
び10〜30mmの厚さを持つことがあるが、このち
密化層を切り取るために適当な機械的手段、好
ましくはその目的に対して特定的に設計された
のこぎりを必要とし、切り取りのためのコスト
が製造費に付加される。

ｃ 副生成物としての前記トリミングされたち密
化層は販売するのがむづかしい。

上で述べたことから下部がち密化された部分の
ないブロツクを得るという目的は、ポリウレタン
フオーム工業にとつては非常に望ましいことであ
ることが推測されるであろう。

当業者にとつては周知であるように、ポリウレ
タンフオームのブロツクの製造においてはポリウ
レタンフオームが製造される無端ベルトの上には
紙、ポリエチレンフイルムなどのような材料から
成るウエブがあり、そしてこのウエブは無端ベル
トと共に移動するようになつている。該ウエブに
ついて以下においては便宜上「紙ウエブ」と称す
るが、これは発泡トンネルの上流に配置されてい
る連続リールから供給され、一方発泡トンネルの
下流に配置される適当なリールに巻き取られる。
この紙ウエブは、無端ベルトは連続平滑面を持た
ないこと、もつと正確にいえば該ベルトは間隔を
置いて配置される一連のちようつがい付き板によ
つて作られていることから必要とされるものであ
る。紙又は他の材料から成るウエブが当然に必要
とされるものであることは、発泡トンネルの入口
に置かれるフオームの成分が、ミキサーヘツドで
それら成分を混合する時点では液体であり、その
ため紙ウエブがないと該混合液体は無端ベルトの
ちようつがい部分を流通してしまうことに思い到
るならば容易に理解されることである。この無端
ベルトの表面を反応帯域と固化帯域と称される異
なる温度の２つの帯域に区分することによつて最
上の結果が得られることが、全く思いがけずこゝ
に見い出された。これに加えて更に、発泡トンネ
ルの下流にある既に固化したブロツクを引出す手
段には、紙ウエブを取り出す体の箇所に乾燥帯域
と称される第三の帯域がある。 本明細書中で用
いられている乾燥という言葉は、フオームブロツ
クの底が、乾燥温度迄加熱した後、紙ウエブをそ
れについた非常に薄いフオーム膜と共に剥ぎとる
と、そのブロツクの底の面が乾いているように感
じられるように、乾燥した状態にあることを意味
する。

形成しつつあるポリウレタンフオームはそれぞ
れのフオーム形成用混合物について予かじめ決め
られた時間、第一の帯域、すなわち反応帯域を移
動する。この帯域において、無端ベルトの表面は
ポリウレタンフオームの種類が変われば変わる一
定温度に保持されている。ベルトの表面は、ベル
トの裏側に配置された既知の加熱手段、、例えば
赤外線照射器、電熱器、加熱流体の通るパイプ等
によつて加熱される。

フオームは、反応帯域で予かじめ決められた時
間に依り、或る時間で固化帯域を移動する。

本発明の目的を構成する基礎的なパラメーター
を次の通り定義する。

Ｔ_R＝反応帯域中のベルトの表面温度。

Ｔ_C＝固化帯域中のベルトの表面温度。

Ｔ_S＝乾燥帯域中のベルトの表面温度。

ｔ_R＝無端ベルトの一部分、又はその上に載つ
た紙裏張りブロツクの底の部分が反応帯域
を移動する、すなわち添附第１図に示され
る点Ａから点Ｃまで移動するのに要する時
間。

ｔ_C＝前記部分が固化帯域を移動する、すなわ
ち添附第１図に示される点Ｃから点Ｂまで
移動するのに要する時間。

ｔ_T＝前記部分が発泡トンネルの床を移動す
る、すなわち添附第１図に示される点Ａか
ら点Ｂまで移動するのに要する時間。

こゝで、発泡トンネルの床が反応帯域と固化帯
域からなることを考えれば ｔ_T＝ｔ_R＋ｔ_C (1) であり、そしてｔ_Rの値は各種類のフオームにつ
いて予かじめ決められているので ｔ_C＝ｔ_T−ｔ_R (2) であることが導き出されることは容易にわかる。

ｔ_RとＴ_Rの値は与えられたフオームについて決
められているが、当業者なら分かるように、ポリ
ウレタンの形成反応の発熱性は主成分の性質とそ
れらの成分間の比によつて変わるから前記の値は
フオームが変われば変わる。既に知られているよ
うに、主成分はポリオールとポリイソシアネート
である。しかしながら、その混合物中の水の割合
は重要な役割を果す。

本発明によつてなされる改良の基本的な特性は
前記３つの帯域中のベルトの表面温度が次の比関
係 Ｔ_R＜Ｔ_C＜Ｔ_S を持つていることである。

普通、差Ｔ_C−Ｔ_R＝△Ｔは10〜15℃の範囲にあ
り、約10℃が好ましい。発泡トンネル内の反応帯
域において、最大限度以上の温度はフオームにク
ラツキングを引き起こすことがあり、又燃焼を引
き起こすことさえある。このクラツキング温度が
約45℃と70℃の間で前記式により変わることに留
意すると、Ｔ_RとＴ_Cは次の条件 Ｔ_R＜Ｔ_C〓80℃ を満足する。

乾燥帯域Ｔ_Sの温度は明らかに極く短時間で100
〜250℃の範囲の高い値に達することができる。
これは乾燥が発泡トンネルの外側のある点で適用
され、その時点ではフオームは既に固化してい
る。今迄ただ１つの乾燥帯域の場合について述べ
てきたが、本発明はこの型のただ１つの帯域に必
ずしも限定されるものではなく、数個の帯域があ
つてもよい。しかし、実際上の理由からその数は
３帯域に限定される。しかしながら、唯一つの乾
燥帯域が最も好ましい。

上記３つの熱的水準における差異の結果とし
て、一旦乾燥帯域を通過し、紙ウエブが取り除か
れると、直ちに平滑で均一な表面を有し、然もち
密化された底部を持たないブロツクが得られ、そ
れと同じ密度をもつ薄く、均一なフオームの層が
前記紙ウエツブに接着したまゝであつた。

本発明を更によく理解するために添附図面につ
いて説明する。

第１図はポリウレタンフオームのブロツクを製
造する常用の装置の側面概略図であつて、本発明
の目的とする改良は前記装置に適切な改良を加え
て行われる。

第２図は発泡トンネルの無端ベルトの一部分が
該トンネルを移動するのに要する時間（セクター
O′，B′）に対する温度変化（℃）（たて座標軸）
を示すグラフである。その次のセクターはブロツ
クの一部分が発泡トンネルの端と乾燥帯域の端と
の間の距離を移動するのに要する時間に相当す
る。

図面から分かるように、第１図はポリウレタン
フオームをブロツクに製造するための装置を非常
に単純化して図示したものである。この単純化に
より本発明の特徴は一層よく理解されるものと考
える。

第１図にはちようつがい付き板Ｐによつて形成
される傾斜した無端ベルト１が示されるが、これ
は発泡トンネルの床を構成し、その壁は５の数字
で示される。ベルト１に続いてコンベヤー２及び
３があり、形成及び固化した発泡体を引き出す手
段をなしている。本図は該コンベヤー２個の場合
を示しているが、しかしもつと多く設けてもよ
い。フオームＥのブロツクとコンベヤーベルト
１，２及び３の上面との間には前記の紙ウエブが
はさまれており、その供給リール及び巻取リール
は４及び４′で表わされる。

反応帯域を構成するベルト１のセクターはAB
で表わされ、CBは固化帯域の縦の縁である。上
述より、点Ｃの位置は与えられたフオームの種類
によつて決まるが、フオームが変われば変わり、
図示される位置の右又は左にその位置が変わるこ
とができる。

発泡トンネルの先きには、正しく言えば、第１
図にS₁，S₂及びS₃として表わされる３つの乾燥帯
域がある。これら乾燥帯域は一般に他の２つの帯
域より短かく、その長さ（又は、同じことを意味
するが、固化したブロツクのある部分が該乾燥帯
域を通過するのに要する時間）は温度と逆比の関
係にある。すなわち、相対的に短かい乾燥帯域
（その帯域の通過時間が短時間であることと同
じ）は高温を必要とし、長ければ低温になる。

第２図から、水平方向の長さは、発泡トンネル
内の反応帯域と固化帯域の両帯域の差異に対応し
た２つの距離の所でどのように表わされるかがわ
かる。両帯域間の温度転移は急激ではなく、従つ
て傾斜した部分が存在し、点ＣはＴ_RとＴ_C間の中
間と考え得る温度にあることが容易に理解され
る。問題にしている板の部分が一度び折り返し点
に達すると、その板と接触しているブロツクの底
部の一部はもし乾燥帯域S₁が存在するならばＴ_S1
の値に達するまで温度上昇を受ける。乾燥帯域が
もし下流、例えばS₂又はS₃にあるならば、前記ブ
ロツクの温度は低下し始め、大気の温度と等しく
なる傾向がある。BFで表わされる点線は乾燥帯
域がないとした場合の時間に関しての温度変化と
なる。又、発泡トンネルから更に遠く離れると、
固化温度の低下を阻止するために乾燥帯域の温度
はますます高くしなければならなくなることがわ
かる。

本願の第２図では、反応帯域及び固化帯域の両
帯域が共に存在することと、発泡トンネルから出
て来るときのブロツクの底部の温度変化とに基づ
き、該曲線に水平方向の長さをもつ二つの水準が
存在することが強調して示されている。

上記によれば、一度び反応温度に達すると、そ
して紙ウエブの供給装置が機能を発揮しつつある
と、発泡トンネルの上方の部分で反応し、フオー
ムを形成する成分の供給が始まる。そしてこの場
合、その温度は反応帯域の表面にいおてＴ_Rの値
に制御され、同様に固化帯域における温度はＴ_C
の値に制御されている。前記温度は発泡トンネル
の床及び形成、固化されたブロツクを予定された
速度で引き出すための手段の床を構成しているコ
ンベヤーベルトの機能により、時間に対するその
温度変化が第２図のグラフをたどるように注意深
く制御される。

ブロツクが乾燥帯域に到達すると、薄い均一な
フオームの膜が該ウエブに接着したままで残ると
いう前記の現象が起きるが、それは紙ウエブを第
１図の４′で表わした引張り手段で引き取つてみ
るとわかる。引取り手段から放れた後、ブロツク
はコンベアー２及び３によつて与えられる押出し
作用により複数の遊びローラー６の上をすべつて
進む。ブロツクは次に垂直切断手段を通るが、こ
の場合かつては必要であつた底部の切り取りは、
得られる底部の密度がブロツクの他の部分の密度
と等しく、又表面不規則性もないため、それを行
う必要がない。

紙ウエブの除去は本発明で目的とする改良の重
要な特徴のうちの１つである。この特徴に関し、
形成中のフオームのブロツクと無端ベルトを構成
している長方形のちようつがい付き板との間に挿
入されるウエブ用に用いられる最も一般的な材料
として紙に言及してきたが、同じ機能を果す他の
任意のウエブ状材料を使用することができる。

次の実施例は本発明で目的とする改良された方
法に従つて、市販のポリウレタンフオームをどの
ようにして得ることができるかを示す例である。
この実施例は本発明の目的を説明するためにだけ
与えられているものであつて、本発明を限定する
ものと決して考えてはならない。

なにも入れないで操作する予備段階に続いて、
次の物質を重量部で示した量で含む組成物をミキ
サーヘツドから供給した ポリオール ……100 トルエンジンイソシアネート ……51.3 水 ……4.1 ジメチルアミノエタノール ……0.4 シリコーン ……１ フレオン―11 ……6.5 オクタン酸すず ……0.2 染料 ……0.3 反応帯域の温度Ｔ_R値＝41.5±１℃に、又固化
帯域の温度をＴ_C値＝51.5±１℃に保持し、反応
帯域における時間ｔ_R＝２〜３分で、又固化帯域
における時間ｔ_C＝３〜２分で操作すると、ポリ
ウレタンフオームのブロツクが得られた。このブ
ロツクを乾燥帯域中で120℃の温度に付し、そし
て紙ウエブをその底部から除去すると、ブロツク
の全体積を通じて20Kg／m³の均一な密度と不規則
性がなく、切り取りの必要のない底部を有するブ
ロツクが得られた。

同様にして次の組成物を用いてポリウレタンを
製造した。

ポリオール 100 トルエンジイソシアヌート 50 水 3.9 ジメチルアミノエタノール 0.4 シリコーン １ すずオクトエート 0.2 染料 0.3 この場合Ｔ_R値＝45゜±１℃に、Tc値＝51.5±
１℃に保持し、ｔ_R値＝293分で、tc＝３〜２分で
操作し、得られたフオームを乾燥帯域中で120℃
に付した。得られたフオームはその体積全体に亘
つて25Kg／m³の均一な密度をもつていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の目的に適合するように改良さ
れた常用のポリウレタンフオームのブロツクの製
造装置の側面概略図であり、そして第２図は発泡
トンネルの無端ベルトの一部分が該トンネルを移
動するのに要する時間に対する温度変化を示すグ
ラフである。 ｐ……ちようつがい付き板、１……無端ベル
ト、２，３……コンベヤー、Ｅ……ポリウレタン
フオーム、４……供給リール、４′……巻取リー
ル、５……発泡トンネルの壁、AB……無端ベル
ト１のセクター、CB……固化帯域の縦の縁、
S₁，S₂，S₃……乾燥帯域、６……遊びローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 緻密化された底部部分をもたないポリウレタ
   ンフオームのブロツクを連続的に製造する方法に
   おいて、ポリウレタン供給材料を、第一反応帯域
   と、その第一反応帯域に続く第二固化帯域を有す
   るトンネルを通つていくエンドレスベルト上に重
   ねられた連続的ウエブ上に供給し、そしてトンネ
   ルを通つて移動させ、然も前記エンドレスベルト
   の表面温度を、前記第一反応帯域では一定の値Ｔ
   _Rに達し、第二固化帯域では他の一定の値Ｔ_Cに達
   するように調節し、それら一定の温度値は夫々の
   フオームの種類について予め定められており、Δ
   Ｔ＝Ｔ_C−Ｔ_Rは最大15℃であり、前記ベルトが前
   記帯域を通過する時間は式ｔ_T＝ｔ_R＋ｔ_C（式中
   ｔ_Tはフオームが前記トンネルに滞留する時間で
   あり、ｔ_Rはフオームが前記反応帯域に滞留する
   時間であり且つフオームの各種類について定めら
   れた値であり、ｔ_Cはフオームが前記固化帯域に
   滞留する時間である）によつて決定され、前記ウ
   エブと共にフオームが前記トンネルを出た後、少
   なくとも一つのコンベヤーからなる引出し手段上
   へ移し、然も前記ベルトと引出し手段との間及
   び、引出手段が複数のコンベヤーからなる時のコ
   ンベヤーとコンベヤーの間に位置する場所の少な
   くとも一つにフオーム下部を乾燥するための帯域
   が配置されており、該乾燥域はＴ_R及びＴ_Cより実
   質的に高い一定の温度Ｔ_Sに維持されており、最
   後の乾燥域を通過した後、前記ウエブを前記フオ
   ームから除いて緻密化した底部をもたず、均一な
   表面をもち、最終的トリミングの必要のないポリ
   ウレタンフオームのブロツクを生成させることを
   特徴とするポリウレタンブロツクの連続的製造方
   法。 ２ 前記の固化帯域と反応帯域との間の温度差Δ
   Ｔ＝Ｔ_C−Ｔ_Rが10℃である上記特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ３ 前記の連続材料から成るウエブが紙又は他の
   適当な材料の中から選択される上記特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の方法。