JPS63222820A

JPS63222820A - ポリウレタンフオ−ムの製造方法

Info

Publication number: JPS63222820A
Application number: JP62057419A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kumasaka; 貞男熊坂; Satomi Tada; 多田　郷見; Koretoshi Katsuki; 是利香月; Osamu Fujii; 修藤井
Original assignee: Human Industry Corp
Current assignee: Human Industry Corp
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1988-09-16

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】し産業上の利用分野〕本発明はポリウレタンフォームの製造方法に関し、特に
頂面が平坦で超低密度のポリウレタンフォームの製造方
法に関わる。

［従来の技術と問題点］周知の如く、ポリウレタンフォームは広範囲の用途に使
用されており、その目的とする用途に応じて低密度量か
ら高密度量にわたる種々の製品が製造されている。

ポリウレタンフォーム製造する際に製品°の密度の調整
する手段としては、発泡剤（主に水）や発泡助剤トリク
ロロモノフルオロメタン、メチレンクロライド等の低沸
点溶剤）の添加量を増減する方法が従来行われている。

従って、低密度のポリウレタンフォームを製造する場合
には、発泡倍率が高くなるように多くの水を使用して発
泡を行なっている。

ところで、ポリウレタンフォームの製造における発泡作
用は有機イソシアネートと水との反応で生成する炭酸ガ
スによるものであるため、従来の製造方法では目的とす
る製品の密度に応じて原料のウレタンフオームを製造す
るために発泡剤である水の添加量を多くしなけれならず
、次のような問題点を生じていた。

■多量の水とイソシアネートとを反応させることになる
ため、発泡体の内部温度が反応熱で茗しく高くなり、い
わゆるスコーチ（焼けによる変色）を生じ易い。従って
、スコーチ防止剤を添加しなければならない。

■水の添加比率はポリオール１００重量部に対して６〜
７重量部が上限であるが、このような低密度発泡体では
上記の問題点が顕著に現れ、火災発生の危険もある。

■有機イソシアネート、トリクロロモノフルオロメタン
等の使用量が増大するためガスロスが高くなり、歩留り
が低下する。

また、上記ポリウレタンフォームは、例えば第５図に示
す如く、大型の容器（発泡槽）１にポリウレタン発泡原
液を注入し、これを発泡ライズさせ、キュアさせること
によりポリウレタンフォームスラブ２を製造している。

この場合、発泡槽１の内面を図示しない離型紙で覆って
発泡操作を行なうのが前退である。かかるバッチ式製造
方法によれば、比較的狭い場所でも実施できるという特
徴を有する。また、この方法では、発泡槽１の形状を変
化させることで任意形状のスラブを製造できるという長
所がある。

しかしながら、従来のバッチ式製造方法によれば、発泡
４！１にポリウレタン発泡原液を攪拌して注入すると、
発泡反応が進行し、除徐に液面が上昇（ライス）する。

その際、発泡反応が進行するに伴ってライズする原液の
粘度も上昇するから、発泡槽１に接触している付近では
発泡槽内面との摩擦抵抗により発泡が阻害されてしまう
。このため、発泡完了後のポリウレタンフォームスラブ
２は、第６図及び第７図に示すように、スラブの中央で
高く周縁部で低い形状となり、平坦な頂面が得られない
。

その結果、第６図に二点鎖線で示したように、得られた
スラブ２の凸状頂部を所定の寸法になるまで切除しなけ
ればならず、廃棄部分を生じたり工程が増大する等の問
題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、製造時、発
泡槽を減圧雰囲気でしかも発泡槽自身を回転して遠心力
を利用することにより、頂面が平坦でしかも超低密度な
ポリウレタンフォームスラブが得られるポリウレタンフ
ォームの製造方法を提供することを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕本発明は、回転自在な発泡槽を予め減圧室に収納し、前
記発泡槽の中にポリウレタンフォーム発泡原液を攪拌混
合して注入した後、前記減圧室内を減圧して減圧雰囲気
下で発泡させる際、発泡槽を回転させ遠心力を利用して
ポリウレタンフォームスラブを製造することをすること
を要旨とする。

本発明において、ポリウレタンフォーム発泡原液は、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどの
ポリオールと、トリレンジイソシアネートなどの有機イ
ソシアネート、アミン触媒、錫触媒、発泡剤（水）、整
泡剤（シリコーン油）、その他顔料、充填剤等が要求さ
れる特性に応じて適宜に組合われて使用される。

本発明において所定の減圧雰囲気を得る形態としては、
例えば発泡槽を別途容易した減圧室内に収容して発泡さ
せるようにすればよい。しかるに、パッチ式のブＯセス
の方が適用し易い。

本発明における常圧からの減圧量と減圧の時期は、配合
処方即ち目的の密度、物性等により異なる。しかるに、
前記減圧量は　１００〜５００ｍｍ）ｌＯの範囲にある
ことが好ましい。また、減圧の時期はライス開始と同時
に開始しても良く、ライズ途中より開始しても良い。

本発明において、発泡槽の回転速度は発泡ライズにより
異なるが、約２０〜１２０回転／分が良い。ここで、回
転数が２０回転／分より遅いと、十分な遠心力が得られ
ずポリウレタンフォームスラブを十分に平坦化できない
。逆に、回転数が１２０回転／分を越えると、遠心力が
強すぎ発泡反応を阻害してワレなどを生じ易い。

［作用］本発明によれば、減圧雰囲気下で発泡槽を回転させなが
ら発泡させることにより、頂面が平坦でかつ超低密度な
ポリウレタンフォームスラブを得ることができる。つま
り、発泡槽を回転させながら発泡させることにより、発
泡槽内壁付近の発泡原液が遠心力により中央部の発泡原
液と略同程度にライズし、平坦なポリウレタンフォーム
スラブが得られる。

また、発泡作用が減圧下で行われるため、その作用が増
強される。即ち、気泡の形成は発泡原液中で生成した炭
酸ガスの逃散力に依存し、この逃散力は雰囲気圧に対す
る生成した炭酸ガス蒸気圧の相対的な大きさで決まる。

従って、生成した炭酸ガスの全膳が同一でその分圧が同
じであっても、雰囲気圧力が低ければその逃散力は大き
くなる。

しかも生成した炭酸ガスが気化し易いから、生成量が同
じでも発泡に有効に作用する比率が向上する。こうして
同一処方の発泡原液を用いた場合にも、生成する炭酸ガ
スの気化効率を向上し、かつその発泡作用を増強するこ
とによって発泡倍率を高め、超低密度例えば５〜１０Ｋ
ａ／ｍ’のポリウレタンフォームスラブが得られる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照して説
明する。ここで、第１図は本発明に係るウレタンフオー
ムの製造装置、第２図は同装置に係る発泡槽の平面図、
第３図は同装置に係るシャフトの説明図、第４図は前記
発泡層の背面図である。

図中の１１は、上部に開口部１１ａを有した円筒形状の
発泡槽である。前記開口部１１ａには、シャフト受孔１
２を有したバー１３が設けられている。このバー１３に
はモータ１４に連結したシャフト１５（第３図図示）の
先端部１５ａが係合するようになっており、前記モータ
１４の回転によりシャフト１５．バー１３を介して発泡
槽自身が回転するようになっている。また、前記発泡槽
１１の側壁には、発泡原液導入口１６が開口されており
、該導入口１６には開閉自在な１１１７が設けられてい
る。更に、前記発泡槽１１は、下部にコロ１８を配置し
た支持台１９上にローラ２０を介して載面されている。

前記発泡槽１１は、減圧ｖ２１内に収容されている。こ
の減圧室２１の上部には、電磁弁２２を介装した送気管
２３が連結されている。また、減圧室２１の下部には電
磁弁２４を介装した吸気管２５が連結され、該吸気管２
５は真空ポンプ（図示せず）に連結されている。前記減
圧室２１の側部には発泡原液導入口２６が前記発泡原液
導入口１６に対応して位置に開口され、前記導入口２６
には開閉自在な扉２７が設けられている。また、航記減
圧室２１の１！！１壁には、前記発泡槽１１を出入する
ための横開き脣２８が設けられている。なお、図中の２
９は発泡槽１１を搬送させるためのコンベア、３０は減
圧室２１に付設されたゲージである。

前記減圧室２１の近傍には、レール３１が付設されてい
る。このレール３１上には脚部に車輪３２を設けた台車
３３が載置され、押出しシリンダ３４の伸縮により発泡
槽１１に対して接近したり後退できるようになっている
。前記台車３３には、回動軸３５が水平に張設され、前
記回動輪３５には円筒形の混合攪拌槽３６が枢軸固定さ
れている。前記回動軸３５は、図示しないモータ及び変
則ギアにより回動駆動されるようになっており、これに
より混合攪拌槽３６は図中矢印で示す方向に回動傾斜さ
れるようになっている。混合攪拌槽３６の内部にはその
軸方向に陽拌羽＠３７が設けられ、この攪拌羽根３７は
混合攪拌槽３６の下に付設されたモータ３８により回転
駆動されるようになっている。また、前記混合攪拌槽３
６の側面下端部には、発泡液吐出管３９が斜下方に向け
て延設されている。この発泡液吐出管３９と前記混合攪
拌槽３６とは、両者の境界部分に設けられた電磁弁４０
を介して連通されている。更に、混合攪拌槽３６の上部
には有機イソシアネート成分の計量タンク４１が配置さ
れ、該計量タンク４１は配管４２を介して有機インシア
ネート供給源に連結されている。前記計量タンク４１の
下端には原料供給管４３が設けられ、該原料供給管４３
と計量タンク４１の間には電磁弁４４が設けられている
。また、原料供給管４３には例えばポリオールや触媒等
、イソシアネート成分以外のポリウレタンフォーム原料
供給配管４５が連結されている。

前記有機イソシアネート成分計量タンク４１にはポリウ
レタンフォーム原料の洗浄溶剤供給管４６が付設され、
この供給管４６は洗浄溶剤タンり４７に連結されている
。また、洗浄溶剤廃液受け４８が設置され、この廃液受
け４８はポンプ４９を介して前記洗浄溶剤タンク４７に
連結されている。

次に、上記構造の製造装置の作用について説明する。

まず、発泡槽１１を第１図に示す如く減圧室２１内に収
容した後　（′Ｒ１ｍ弁２２．２４は閉状態）、押出し
シリンダ３４を伸縮させ、混合攪拌槽３６を発泡槽１１
から後退させた状態でポリウレタンフォーム発泡原液の
調整を行なう。即ち、配管４２から計量タンク４１内に
有機イソシアネート成分を供給して計量した後、電磁弁
４４を開くことにより、この所定量のイソシアネート成
分を原料供給管４３から混合攪拌槽３６内に投入する。

同時に、配管４５からポリオール成分及び触媒等の他の
原料を混合攪拌槽３６内に投入する。

つづいて、攪拌羽根３７を回転させ、均一に混合する。

次いで、押出しシリンダ４４を伸張駆動させることによ
り混合攪拌槽３６を図示の位置まで前進させ、発泡原液
吐出管３９の先端を発泡原液導入口２６．１６から発泡
槽１１内゛に挿入する。その際、扉２７．１７は発泡原
液吐出管３９で押されて容易に開くようになっている。

つづいて、電磁弁４０を開くことにより混合撹拌槽３６
内で調整された発泡原液を吐出管３９を通して発泡槽１
１内に注入する。その際、必要に応じて回動軸３５を回
転させ、混合攪拌槽３６を前傾させることにより発泡原
液の流出を促進する。

この後、押出しシリンダ３４を収縮駆動させることによ
り混合撹拌槽３６を後退させ、扉２７゜１７を夫々間じ
る。次に、発泡原液のライスが開始してから吸気管２３
の電磁弁２２を開き、他方の電磁弁２４を開の状態で真
空ポンプにより減圧室内を吸引する。つづいて、モータ
１４によりシャフト１５．バー１３を介して発泡槽自体
を回転させる。ここで、発泡槽１１の回転速度は発泡の
ライスにより異なるが、約２０〜１２０回転／分とする
。その結果、発泡槽１１内の発泡原液に遠心力が働いて
発泡槽内壁に触している付近でも発泡原液面が中央部と
略同様にライズし、頂面が平坦でかつ超低密度のポリウ
レタンフォームスラブが得られる。

一方、上記のように発泡槽１１の中でポリタンフオーム
スラブの発泡成形が行われている間に、発泡槽１１から
後退した混合攪拌槽３６及びイソシアネート成分計量タ
ンク４１では、次のようにして内面に付着しているポリ
ウレタン発泡原液の洗浄が行われる。即ち、ポンプ４９
が駆動し、洗浄溶剤タンク４７内に洗浄溶剤が供給され
、更に混合攪拌槽３６に洗浄溶剤が満たされる。つづい
て、攪拌羽根３７を回すことにより、混合攪拌槽３６の
内壁に付着している発泡原液を溶解した後、電磁弁４０
を開いて洗浄溶剤を排出する。洗浄溶剤を排出する際、
吐出管３９の内壁に付着している発泡原液も溶解される
。こうして排出された洗浄溶剤は廃液受け４８に貯溜さ
れた後、ポンプ４９で洗浄溶剤タンク４７に送られ再利
用される。

洗浄が終了すると、記ｊホしたのと同様にして次の発泡
原料の調整が行われる。また、減圧室２１内を最初の状
態に戻した後、減圧室２１の横開き扉２８を開け、発泡
槽１１をコロ１８を利用して外に出し、代わりに別の発
泡槽が図示の位置に設置される。こうして、上記と同様
の操作を繰返すことにより連続してポリウレタンフォー
ムスラブの製造を行なうことができる。

しかして、本発明によれば、ポリウレタンフォーム原液
を攪拌合してこれを発泡槽１１内に注入した後、減圧室
内を所定の圧まで減圧し、発泡時に発泡槽１１を適宜回
転させるため、発泡槽内壁付近の発泡原液が遠心力によ
り中央部の発泡原液と略同程度にライズし、頂面が平坦
なポリウレタンフォームスラブ（第８図図示）が得られ
、しかもこのスラブを超低密度例えば５〜１０Ｋｇ／ｍ
３にできる。また、同じ配合処方の原液を用いて密度の
異なる種々のポリウレタンフォームスラブを得ることが
できるとともに、スコーチ現蒙が生じたり火災発生の危
険もない。

なお、上記実施例において、モータに連結されるシャフ
トと発泡槽のバーの形状は上述した構成に限定されるも
のではない。即ち、モータの回転力が発泡槽に伝われば
よいため、シャフトとバーが係合する様々な構造のもの
が考えられる。

また、上記実施例で述べたポリウレタンフォームの製造
装置の＃ｌｌ造も上述した構造のものに勿論限定されな
い。

［発明の効果］以上詳述した如く本発明によれば、従来と比べ頂面が平
坦で超低密度のポリウレタンフォームスラブを得ること
ができとともに、スコーチ現象もなく火災発生の危険も
ない歩留りの高いポリウレタンフォームの製造方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るウレタンフオームの製造装置の説
明図、第２図は同装置に係る発泡槽の平面図、第３図は
同装置に係るシャフトの説明図、第４図は前記発泡層の
背面図、第５図は従来のバッチ式製造方法の説明図、第
６図は従来方法に得られるポリウレタンフォームスラブ
の斜視図、第７図は第６図の正面図、第８図は本発明法
により得られるポリウレタンフォームスラブの正面図で
ある。１１・・・発泡槽、１２・・・シャフト受孔、１３・・
・バー、１４．３８・・・モータ、１５・・・シャフト
、１７．２７・・・爵、１８・・・コロ、１９・・・支
持台、２０・・・ローラ、２１・・・減圧室、２２，２
４．３３゜４４・・・電磁弁、２３・・・送気管、２５
・・・吸気管、３１・・・レール、３２・・・車輪、３
３・・・台車、３４・・・押出しシリンダ、３５・・・
回動軸、３６・・・混合攪拌槽、３７・・・攪拌羽根、
３９・・・発泡原液吐出管、４１・・・計量タンク、４
２・・・配管、４３・・・原料供給管、４５・・・原料
供給配管、４６・・・洗浄溶剤供給管、４７・・・洗浄
溶剤タンク、４８・・・洗浄溶剤廃液受け、４９・・・
ポンプ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦区（’−

Claims

【特許請求の範囲】

回転自在な発泡槽を予め減圧室に収納し、前記発泡槽の
中にポリウレタンフォーム発泡原液を攪拌混合して注入
した後、前記減圧室内を減圧して減圧雰囲気下で発泡さ
せる際、発泡槽を回転させ遠心力を利用してポリウレタ
ンフォームスラブを製造することを特徴とするポリウレ
タンフォームの製造方法。