(57)【要約】【課題】簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して発泡原液組成物を供給し、成形空間で形成されるフォームに特性に差がない均一性に優れた硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することが可能な硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法を提供する。【解決手段】下面材供給工程、下面材３７上に型枠３３を載置して成形空間を形成する型枠設置工程、成形空間内に発泡原液組成物をミキサー１１のノズル１３から供給する原液供給工程、上面材３８を供給する上面材供給工程、押圧下に発泡原液組成物２６を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び脱型工程を有し、原液供給工程は、成形空間に発泡原液組成物２６をノズル１３に装着された分割供給装置１８により分割して供給する硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法とする。【選択図】図３
2006205724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
下面材をコンベアに供給する下面材供給工程、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した発泡原液組成物をミキサーのノズルから前記下面材上に供給する原液供給工程、前記発泡原液組成物上に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材を押さえるニップ工程、前記発泡原液組成物を加熱して発泡硬化させて連続硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び前記連続硬質ポリウレタンフォームを所定長さに裁断する裁断工程を有し、
前記原液供給工程は、前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。
【請求項２】
硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
下面基板上に下面材を載置する下面材供給工程、前記下面材上に型枠を載置して成形空間を形成する型枠設置工程、前記成形空間内にポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した発泡原液組成物をミキサーのノズルから供給する原液供給工程、前記型枠の上面に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材にて閉鎖した前記成形空間内にて押圧下に前記発泡原液組成物を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び押圧を解除して硬質ポリウレタンフォームパネルとする脱型工程を有し、
前記原液供給工程は、前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。
【請求項３】
前記分割供給装置が、前記ノズルに装着された分割ロッドを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。
【請求項４】
前記ノズルが、略逆Ｔ字形をしていて、その水平部から前記発泡原液組成物を前記下面材上に吐出・散布すると共に、前記水平部の長さ方向略中央位置に前記分割供給装置を構成する分割ロッドが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法としては、連続生産法とバッチ式生産法が公知である。
【０００３】
バッチ式生産法は、上面材と下面材との間に所定形状の枠材を配設して成形キャビティーを形成し、プレス機による押圧下にこの枠材の一つの中央部、通常は矩形に形成された枠体の短辺中央部に設けられた注入口から射出成形機にて発泡原液組成物を該成形キャビティーに注入して発泡硬化させることにより上面材、下面材及び枠材を接着して一体化した硬質ポリウレタンフォームパネルを製造するものである。
【０００４】
バッチ式生産法は、成形キャビティー内に射出成形機によって制御された所定量の発泡原液組成物が注入されて発泡硬化するために裁断屑が発生せず、廃棄物発生量が少ないという特徴を有する。しかるにバッチ式生産法では、上面材、下面材及びその間に配設された枠材にて形成される成形キャビティー内に、該枠材に設けられた注入口から発泡原液組成物を射出するものであるために、成形キャビティー内における発泡原液組成物の分布の均一性を高めるには限度があり、その結果成形された硬質ポリウレタンフォームパネルは、隅端部の密度や強度等の特性が中央部より劣り、均一性に欠けるものであった。
【０００５】
連続生産法は、原反から巻き戻してコンベア上に供給される下面材上に発泡原液組成物をミキサーより供給撒布し、次いで上面材を原反から巻き戻して供給し、ニップロール等により発泡原液組成物を上面材と下面材とになじませると共に厚さを均一化し、その後発泡硬化させた後に所定寸法に裁断することにより枠材が一体化されていない硬質ポリウレタンフォームパネルを製造するものである。
【０００６】
連続生産法は、均一な特性を有する同一厚さの硬質ポリウレタンフォームパネルが簡便かつ低コストにて製造できるという特徴を有する。連続生産法においては、均一な密度や強度を有する硬質ポリウレタンフォームパネルの製造のためには発泡原液組成物を連続的にコンベアにて送られる下面材上に、幅方向に均一に供給することが重要であり、係る目的達成のための技術としてスリット状のノズルを長さ方向を下面材の長さ方向に配設し、下面材の幅方向に往復運動させて発泡原液組成物を撒布する技術が公知である（非特許文献１）。
【０００７】
また連続生産法による硬質ポリウレタンフォームパネルの製造における、同じ厚さであってサイズが異なるパネルを製造すると、裁断による廃棄物がかなりの量で発生するという問題を解決すると共に射出成形法と比較して硬質ポリウレタンフォームパネルの特性の均一性を高める技術として上面基板に固定された上面材と下面基板に固定された下面材の間において、該下面材上に配設された成形用型枠の成形空間内にミキシングヘッドを１方向、一般的には長方形の成形空間の長さ方向に移動させつつ発泡原液組成物を供給した後に上面基板と下面基板を閉鎖し、該閉鎖された成形空間内で発泡硬化させる硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する技術が公知である（特許文献1）。
【０００８】
【非特許文献１】岩田敬治編「ポリウレタン樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社（昭和６２年９月２５日）第２３３頁
【特許文献１】特開２００３−１４５５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、非特許文献１の技術によればノズルが面材の幅方向端部で折り返すために、先に供給撒布された発泡原液組成物層の上に新たに発泡原液組成物が撒布され、その際にこれら２層の発泡原液組成物層の間に空気が入り込み、製品の硬質ポリウレタンフォームにエアボイドが発生する割合が多くなり、品質が低下し、不良率も高くなるという問題を有する。
【００１０】
また特許文献１の技術によれば、供給される発泡原液組成物は型枠により形成される成形空間の幅方向の中央部だけであり、発泡原液組成物は端部方向に発泡硬化しつつ広がって閉鎖された成形空間に充填され、所定形状の硬質ポリウレタンフォームパネルとなるものであるために、幅の広い硬質ポリウレタンフォームパネルの製造においては、中央部と端部ではフォームの密度や強度において差が発生し、より均一な特性を有する硬質ポリウレタンフォームパネルの要請に対応するには十分ではない。
【００１１】
下面材上に幅広く発泡原液組成物を供給する方法として、供給幅方向に複数の発泡原液組成物を吐出する小孔を形成して、幅広く発泡原液組成物を供給可能としたシャワータイプのノズルを少なくとも１個を使用し、下面材上や型枠により形成された成形空間に供給撒布する技術が考えられる。
【００１２】
しかし、シャワーノズルは、発泡原液組成物の供給撒布幅が固有のものであって調整することができず、またノズルの製作費が高価であり、製造終了後のクリーニングに手間のかかるという問題を有する。また型枠を使用するパネルの製造においては、発泡原液組成物の供給は断続的に行う必要が有り、小孔を有するシャワータイプのノズルを使用すると、供給停止を行うと該小孔内に滞留する発泡原液組成物が直ちに反応を開始するためにノズルに目詰まりを発生するという問題があり、現実的に使用することができない。
【００１３】
本発明は、硬質ポリウレタンフォームの連続生産法においては、簡便かつ安価であり、発泡原液組成物の撒布幅の調整が容易であり、しかも製造終了後のクリーニングが容易な硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法を提供するものである。また型枠を使用する硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法においては、簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して成形空間に発泡原液組成物を供給して形成されるフォームの特性の均一性がより高い硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することが可能な硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
下面材をコンベアに供給する下面材供給工程、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した発泡原液組成物をミキサーのノズルから前記下面材上に供給する原液供給工程、前記発泡原液組成物上に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材を押さえるニップ工程、前記発泡原液組成物を加熱して発泡硬化させて連続硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び前記連続硬質ポリウレタンフォームを所定長さに裁断する裁断工程を有し、
前記原液供給工程は、前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする。
【００１５】
上記構成の硬質ポリウレタンフォームの連続生産法は、簡便かつ安価であり、発泡原液組成物の撒布幅の調整が容易であり、しかも製造終了後のクリーニングが容易な硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法である。
【００１６】
別の本発明は、硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
下面基板上に下面材を載置する下面材供給工程、前記下面材上に型枠を載置して成形空間を形成する型枠設置工程、前記成形空間内にポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを混合した発泡原液組成物をミキサーのノズルから供給する原液供給工程、前記型枠の上面に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材にて閉鎖した前記成形空間内にて押圧下に前記発泡原液組成物を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び押圧を解除して硬質ポリウレタンフォームパネルとする脱型工程を有し、
前記原液供給工程は、前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする。
【００１７】
係る型枠を使用した硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法によって、簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して成形空間に発泡原液組成物を供給して形成されるフォームの特性の均一性がより高い硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することができる。また該硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法によれば裁断することなく所定形状のパネルが製造できるために廃棄物を低減することができる。
【００１８】
上述の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法においては、前記分割供給装置が、前記ノズルに装着された分割ロッドを備えたことが好ましい。
【００１９】
上記構成の発泡原液組成物の分割供給装置は、特に簡便かつ低コストの分割供給装置であり、硬質ポリウレタンフォームパネルの製造後のクリーニングが極めて容易である。
【００２０】
前記ノズルが、略逆Ｔ字形をしていて、その水平部から前記発泡原液組成物を前記下面材上に吐出・散布すると共に、前記水平部の長さ方向略中央位置に前記分割供給装置を構成する分割ロッドが設けられていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、散布された発泡原液組成物の下面材における衝撃力を小さく抑えることができ、散布された発泡原液組成物が飛散し難く、円滑に下面材上に散布され拡がるようになり、散布時の空気を巻き込む量を極力少なくできるので、硬質ポリウレタン発泡パネルとして硬化した後も、ボイドの発生を実質的にほぼ解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造において使用する原料は、公知のポリウレタンフォームを使用することができ、いわゆるイソシアヌレートフォームであってもよい。パネルを構成する硬質ポリウレタンフォームの密度は２０〜５０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは２５〜４５ｋｇ／ｍ３である。本発明により製造する硬質ポリウレタンフォームパネルの大きさは特に限定されるものではないが、幅が１５００ｍｍ以下，厚さが１０〜２００ｍｍであることが好ましい。本発明は、とりわけ長さについては長いパネルの製造において、厚さについては薄いパネルの製造において、有利である。
【００２３】
本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルを構成する面材としては、クラフト紙等の紙、樹脂フィルム、アルミフォイル等が使用可能であり、ポリエチレンフィルム等のポリオレフィンフィルムやアルミフォイルをラミネートした積層面材であってもよい。
【００２４】
型枠を構成する部材は、硬質ポリウレタンフォームの発泡硬化時の発泡圧によって変形しなければよく、限定されるものではないが、アルミニウムや鉄製にて構成されていることが好ましい。型枠は、少なくとも成形キャビティーを形成する面とガス抜き溝を設けることが好ましい。本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルは、枠材なしのものであることが、用途が広く好ましいが、枠材が一体化されたものであってもよい。枠材が一体化されたパネルの製造においては、型枠を所定の枠材、例えば木材で構成する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、分割供給装置を備えたミキサーとノズルを例示した斜視図である。撹拌用のモーター１５を備えたミキサー１１の発泡原液組成物吐出用のノズル１３には、分割供給装置１８が装着されている。分割供給装置１８は、発泡原液組成物を分割する分割ロッド２５、該分割ロッドを保持するフレーム２３、フレーム２３をノズル１３に装着固定するアーム２１及び固定用リング１９とから構成されている。分割ロッド２５は、フレーム２３に固定したものであって、フレーム２３と一体に交換可能に構成してもよく、分割ロッド２５をフレーム２３から着脱自在に構成して交換、清掃を容易にしてもよい。分割供給装置１８全体を、ノズル１３から取り外して交換する構成としてもよい。また、ノズル１３とフレーム２３の距離を任意に調整可能に構成することは好適な態様である。
【００２６】
ミキサー１１は、硬質ポリウレタンフォームを形成するポリオール成分とポリイソシアネート成分を均一に撹拌混合して必要な発泡原液組成物が形成されるものであれば、特に限定なく使用可能である。図１には、モーター１５にて回転する撹拌翼（図示せず）を内蔵したミキサー１１を例示したが、衝突混合方式のミキサーを使用してもよい。ミキサー１１には、それぞれの貯蔵タンク（図示せず）から配管１７ｐを通じてポリイソシアネート成分が，配管１７ｒを通じてポリオール成分がそれぞれ供給され、混合されて発泡原液組成物としてノズル１３から吐出され散布される。
【００２７】
連続生産法においては、ミキサー１１とノズル１３とを一体型とし、面材に対して幅方向に位置調整可能な状態で固定して使用することが好ましい。また型枠を使用した生産方法においては、ノズル１３と型枠を相対移動可能に構成する。ノズル１３を移動させて発泡原液組成物を供給する場合には、ミキサー１１とノズル１３とを可とう性のホースで接続し、ミキサー１１を固定してノズル１３のみを移動可能に構成してもよく、ミキサー１１とノズル１３とを一体化して移動可能としてもよいが、洗浄の容易さの観点より、図１、２に示した一体型が好ましい。
【実施例２】
【００２８】
図２は、硬質ポリウレタンフォームパネルの連続生産法における原液供給工程を示した斜視図である。製造工程全体は公知である（例えば非特許文献１、第２３１頁参照）。下面材５４は、原反ロール（図示せず）から巻き戻されてコンベア５０上に供給される。下面材５４の上に、図１に示した分割供給装置１８を備えたミキサーとノズルを使用して発泡原液組成物２７がノズル１３より吐出、供給される。分割ロッド２５により発泡原液組成物が面材の幅方向に供給されるので、ヘッドをトラバースさせることなく均一に供給される。幅の広い硬質ポリウレタンフォームパネルの連続生産法においては、ミキサーとノズルのセットを複数個使用してもよい。下面材５４上に形成された発泡原液組成物層２７の上に上面材５３が供給され、ニップロール５２によりニップ工程が行われ、発泡原液組成物層２７のさらなる均一化と上下面材とのなじみ向上が行われる。ニップ工程はニップロールによらず、非回転方式の押圧部材を使用して行ってもよい。サンドイッチ状の発泡原液組成物は発泡しつつ、下流側の加熱オーブン（図示せず）に送り込まれ、発泡工程が行われる。
【実施例３】
【００２９】
図３は、図１に示した分割供給装置を備えたミキサー１１とノズル１３を使用し、硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する際の原液供給工程を示した斜視図である。下面基板３５の上には下面材供給工程により下面材３７が敷設される。下面材３７の上には、型枠配設工程により型枠３３が配設され、成形空間が形成される。次いで、ミキサー１１とノズル１３を成形空間の中央部の型枠３３の一方側近傍上方に位置させて、発泡原液組成物をノズル１３より吐出しつつ反対側の型枠方向に移動する（図中の矢印Ｘ方向）。吐出された発泡原液組成物２６は分割ロッド２５に衝突して２６ａ，２６ｂに２分され、発泡原液組成物が２条に分割して成形空間に供給される。発泡原液組成物の供給パターンは、実線で示した部分及び破線Ｐで示した想定部分となる。発泡原液組成物のパターン、とりわけ間隔、並びに発泡原液組成物の吐出開始位置Ａ、終点Ｂは、製造するパネルの大きさや発泡原液組成物の吐出量等に応じて適宜設定される。この方法においては、ノズル１３を移動させずに型枠を移動させてもよい。発泡原液組成物の分割供給間隔Ａは、製造するパネルの幅をＷとした場合、
Ａ＝（Ｗ−Ｗ／６）／３
とすることが幅９００ｍｍ程度のパネルを製造する場合に好適な態様である。
【００３０】
図４は、原液供給工程を示した断面図である。この例においては、断面が正六角形の分割ロッドを使用した例を示した。ノズル１３から吐出された発泡原液組成物はロッド２５に衝突して２分割され、型枠３３により形成される成形空間に供給される。ノズル１３と分割ロッド２５との間隔、分割ロッド２５の形状や大きさ、ノズル先端からの距離、並びに分割ロッド２５から成形空間までの距離等は、製造する硬質ポリウレタンフォームパネルの形状等に応じて適宜設定される。２条に分割されて成形空間に供給される結果、発泡硬化の際に発泡原液組成物２６が移動する距離が従来よりも小さくなり、形成される硬質ポリウレタンフォームパネルの特性がより均一になる。
【００３１】
図５には、発泡工程を断面図にて例示した。すなわち、図５は、図３、４に示した原液供給工程終了後に上面材を供給し（上面材供給工程），プレスにて押圧して発泡原液組成物を発泡硬化させている状態を示したものである。下面基板３５上に配設された下面材３５と上面基板３６に装着された上面材３８の間に型枠３３が配設され、上面材３８と該上面材３８を支持する上面基板３６にて閉鎖され、所定形状の成形キャビティーとなった成形空間に発泡原液組成物２６が発泡して充填されている。上面基板３６と下面基板３５とは、プレス定盤５１、５５の間において押圧されている。押圧は、上面基板と下面基板としてプレスの定盤を直接使用してもよく、この例のようにプレス定盤により上面基板と下面基板を介して間接的に行ってもよい。発泡原液組成物の反応が終了した後に押圧を解除し、上面基板３６と下面基板３５を除去し、さらに型枠３３を除去すると硬質ポリウレタンフォームパネルが得られる（脱型工程）。
【００３２】
分割ロッド２５の断面形状は、特に限定されるものではなく、図６に例示したように、図４に使用したものと同じ六角形のもの（ａ）の他に、（ｂ）三角形、（ｃ）楕円形、（ｄ）四角形などが例示される。分割ロッド２５の大きさ（太さ）は、ノズルの内径等によって適宜設定されるものであるが、通常、ノズルの内径は１０〜４０ｍｍ程度であり、分割ロッドの断面最大幅は１〜１０ｍｍ程度である。例えばノズルの内径が２０ｍｍの場合には、分割ロッド２５の断面最大幅は１〜２ｍｍであることが好ましい。分割ロッド２５は細いものを使用することが、洗浄が容易であり、好ましい。分割ロッドは、左右対称に発泡原液組成物が供給されるように配設される。（ａ）の正六角形は、頂点が中央位置（液が左右に均等に供給される位置）となるように配置してもよいが、図４に示したように辺が吐出される発泡原液組成物の中央位置に水平に位置するように配置することが好ましい態様である。
【実施例４】
【００３３】
図７は、分割供給装置の別実施例を例示した断面図である。この分割供給装置は、ノズル１３にボルトで固定された２つの排出口４２ａ，４２ｂを有するアダプター４１を備えて構成されている。
【実施例５】
【００３４】
図８は、ノズルとして略逆Ｔ字形をしたノズル４３を用いた別実施例を例示した断面図である。このノズル４３は、ミキサー１１と接続されてミキサー１１から原液組成物が送給される下降部４３ａと、この下降部４３ａの下端から水平方向左右に略直角に分岐する水平部４３ｂとからなり、ミキサー１１から送給されてきた発泡原液組成物の流れを左右方向に分割して下面材上に吐出・散布するようになっていると共に、分割供給装置を構成する分割ロッド２５が、送給される発泡原液組成物の直下かつ水平部４３ａの幅方向略中央部に配置されて構成されている。このノズル４３の場合、発泡原液組成物を、ノズルの水平部４３ａの両端から下面材に向けて鈍角に散布することを特徴とする。すなわち、このノズル４３から散布される発泡原液組成物２６，２７は、図４に示すノズルからの発泡原液組成物の散布角度に比べて左右に大きな角度（鈍角）で放出され、下面材上の広い幅位置を確保できる。更に、水平部４３ｂの幅方向略中央部に設けられた分割ロッド２５の作用によって、左右方向に分割される発泡原液組成物の流速が適度に低減・制御され、特に、ミキサーから吐出される発泡原液組成物の量が少ない場合には、左右に流れる流量のバラツキを確実に抑制する。そのため、このノズル４３を使用すると、ノズルの高さ位置を低くできると共に、左右均等かつ円滑に発泡原液組成物を吐出・散布でき、散布された発泡原液組成物２６，２７の下面材における衝撃力を小さく抑えることができて、散布された発泡原液組成物２６，２７が飛散し難く、円滑に下面材上に散布され拡がるようになり、散布時の空気を巻き込む量を極力少なくできるので、硬質ポリウレタン発泡パネルとして硬化した後も、ボイドの発生を実質的にほぼ解消することができる。また、分割ロッドとしては、図４、６に示したもの等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】分割供給装置を備えたミキサーとノズルを例示した斜視図
【図２】連続生産法における原液供給工程を示した斜視図
【図３】硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する原液供給工程を示した斜視図
【図４】原液供給工程を示した断面図
【図５】発泡工程を例示した断面図
【図６】発泡原液組成物の分割供給装置の分割ロッドの形状を例示した断面図
【図７】発泡原液組成物の分割供給装置の別実施例を例示した断面図
【図８】発泡原液組成物の分割供給装置の更に別実施例を例示した断面図
【符号の説明】
【００３６】
１１    ミキサー
１３    ノズル
１８    分割供給装置
２６    発泡原液組成物
２７    発泡原液組成物
３３    型枠
３７    下面材
３８    上面材
４３    ノズル
【図１】
2006205724.tif 000003
【図２】
2006205724.tif 000004
【図３】
2006205724.tif 000005
【図４】
2006205724.tif 000006
【図５】
2006205724.tif 000007
【図６】
2006205724.tif 000008
【図７】
2006205724.tif 000009
【図８】
2006205724.tif 000010