(57)【特許請求の範囲】
【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及びＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末を混合した、発泡性樹脂液であって、ポリオールとイソシアネートと水の合計量１００重量部に対してＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末を０．１〜１０重量部混合した発泡性樹脂液を散布して含浸させ、その発泡性樹脂液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。
【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１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１４０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を吐出散布した後、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、均等に分散される。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、更に成形体表面の剛性を向上させるために冷却が行われて、規定寸法の成形中間構造体１１０が連続的に製造される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発泡体は熱伝導率が低いため外部からの冷却が充分になされても、発泡体内部までは充分に冷却されないため、発泡体内部の熱のために表面温度が上昇して充分な表面剛性が確保されず、内部の発泡応力のため、歪みが発生する場合がある。一方、内部まで充分冷却させようとすると、冷却工程が過剰に長くなり生産性の低下が生じてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、製品に変形、歪みが発生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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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及びＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末を混合した、発泡性樹脂液であって、ポリオールとイソシアネートと水の合計量１００重量部に対してＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末を０．１〜１０重量部混合した発泡性樹脂液を散布して含浸させ、その発泡性樹脂液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ものである。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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イソシアネート、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。
【００１８】
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。
【００１９】
本発明に使用されるＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末の量は、少なすぎると発泡体内部熱を充分に除去することができず、成形体に歪みが生じ、多すぎると得られる発泡体の機械的物性を低下させるため、ポリオール、イソシアネート、水の合計量１００重量部に対して０．１〜１０重量部である。
【００２０】
ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末の平均粒径は小さすぎると発泡剤である水を吸着するため、発泡が充分に行われず、大きすぎると分散性が悪いため機械的物性（特に耐衝撃性）が低下するので０．１〜５００μｍが好ましい。
【００２１】
なお、上記ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末は、予めポリオール成分液と、イソシアネート成分液、及び水と同時に混合してもよいし、予めポリオール成分液又は、イソシアネートと混合されてもよい。さらに、硬化反応が進行しない範囲でイソシアネート成分液、及び水の混合液に添加されてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
【作用】
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、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及びＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末とを混合したものを散布、含浸するものであるから、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末の吸熱反応により、成形体内部の熱を蒸発水分と共に、外部へ速やかに排出できる。
この場合の吸熱反応は１モル当り２８．３ＫＣａｌであり、その反応式は化１に示すとおりである。
【化１】
ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ＋２８．３ＫＣａｌ／ｍｏｌ＝ＣａＳＯ4 ＋２Ｈ2 Ｏ
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す説明図である。
本発明の製造方法による長繊維補強ポリウレタン発泡成形体は、図１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を発泡させて加熱・冷却し成形中間構造体１１０を成形する工程Ｂ、前記の成形中間構造体１１０を引取機１４０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。
【００２６】
各々の工程における詳細な説明は従来技術と同様である。
【００２７】
【実施例】
本発明を実施例をもってさらに詳細に説明する。
【００２８】
（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、繊維径１２  μｍ）をその長手方向に連続的に進行させながら、２０℃に於ける粘度５９００ｃｐｓのポリエーテルポリオール（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）１００重量部、ジフェニルメタンジイソシアネート１４０重量部、水１重量部、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末（平均粒径３０μｍ）２．４重量部、ジブチル錫ジラウレート０．５重量部、シリコン系整泡剤（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１：１の重量比で上記長繊維束に散布した。得られた含浸物（２５℃）に対し、従来技術で説明した装置を用いて、加熱（８０℃−１０分間）及び冷却（１０℃−１０分間）を行って発泡成形体を得た。エンドレスベルトで囲まれた断面は１００×１００ｍｍであった。
【００２９】
（実施例２）
ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末の量を７．５重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。
【００３１】
（比較例１）
ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。
【００３２】
実施例１〜２、比較例１で得られた発泡成形体を以下の評価に供した。
評価
(1) 製品高さの変形量
ノギスにより測定した発泡成形体の変形量を表１にまとめて示した。
【００３３】
【表１】
0003663011.tif 000002
【００３４】
【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、ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ粉末の添加により、成形体内部の熱を吸熱反応により効率的に除去することができ、表面温度の上昇を防止して、変形や歪みが生じることのない、かつ、機械的物性を低下させることのない、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。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の長繊維補強ポリウレタン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
１００  繊維
１０１  長繊維束
１０２  発泡性樹脂液
１１０  成形中間構造体
１２０  繊維供給部
１２１  散布装置（ミキシング装置）
１２２  揉み板
１３０  成形用通路
１３１  エンドレスベルト
１３２  熱風発生機
１４０  引取機
Ａ      長繊維束に発泡性樹脂液を含浸する工程
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
【図１】
0003663011.tif 000003