(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面材、上面材及び前記下面材と上面材の間に配設した枠材にて形成されるキャビティー内に硬質ポリウレタンフォームを形成する原液組成物を供給し、発泡硬化させて表面材と裏面材が積層された硬質ポリウレタンフォームパネルとするパネルの製造方法であって、
前記原液組成物のゲルタイム（Ｔg）と前記原液組成物がキャビティーに供給後発泡して前記キャビティーに充填される充填時間（秒）を（Ｔf）とが式（１）を充足し、
２≦Ｔg−Ｔf≦１５（秒）        〔式１〕
前記硬質ポリウレタンフォームのジャストパック密度（ｄjp）とパネルを構成する充填フォーム密度（ｄp）とが式（２）を充足し、
１１０≦１００（ｄp／ｄjp）≦１３０（％）  〔式２〕
前記枠材のコーナー部近傍にガス抜き孔が形成されており、前記ガス抜き孔の断面積は１コーナー当たり１５ｍｍ２以上であることを特徴とするパネルの製造方法。
【請求項２】
前記枠材のコーナー部近傍とはコーナー部から５ｃｍ以内であることを特徴とする請求項１記載のパネルの製造方法。
【請求項３】
前記ゲルタイム（Ｔg）が４０秒以上１００秒以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパネルの製造方法。
【請求項４】
前記原液組成物は発泡剤として水を使用したものである請求項１〜３のいずれかに記載のパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は両面に面材を一体成形した硬質ポリウレタンサンドイッチパネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下面材と上面材をプレスの上下熱板間に配設すると共に下面材と上面材の間に枠材を配設してパネルのサイズに相当するキャビティーを形成し、該キャビティー内に硬質ポリウレタンフォームを形成する原液組成物を供給して発泡硬化させ、表面材と裏面材が積層された硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルとするパネルの製造方法は従来一般に行われており、周知である。
【０００３】
上記のパネルの製造においては、原液組成物をキャビティーに供給後、該原液が発泡しつつキャビティー内に広がるため、キャビティー内の気体が排出される必要があり、キャビティーを構成する枠体に排気のための孔を設けることは公知である（特許文献１〜６など）。
【０００４】
特許文献１、２記載の発明は、いずれもペンタンを発泡剤とする硬質ポリウレタンフォームのパネルの製法に関するものであり、キャビティー内を窒素で置換した後に原液組成物を供給するものである。これらの発明はパネルの内圧による表面材ないし裏面材の膨れや外れを防止することが目的であり、単に原液の発泡に応じてキャビティーの窒素が排出されればよいものであって、ガス抜き孔の大きさは問題とはならないものである。
【０００５】
特許文献３記載の発明は中間枠材を有するパネルの製造において可とう性面材を使用し、端部に面材のしわが発生しない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り、原液組成物を二分割して供給する点に特徴を有するものである。また特許文献４記載の発明は安価な装置で吐出パターンの安定と吐出初期の流れの乱れを生じ難くするミキシングヘッド装置に特徴を有するものであり、いずれも硬質ポリウレタンフォームを断熱材とするパネルの製造法に関するものであるが、単にキャビティー内の気体が排出されればよいものであって、縦横の枠体の接続部（角部）にガス抜き孔として溝が形成されている。
【０００６】
特許文献５記載の発明もペンタンを発泡剤とする硬質ポリウレタンフォームのパネルの製法に関するものであり、可燃性であり取扱いに細心の注意を要するペンタンを用いて、品質の向上と生産効率の向上を図れるようにした断熱パネルの製造方法であって、枠材の一側における複数箇所に、原液組成物の注入孔を設け、隣接する注入孔間の寸法を特定するものであり、隣接する注入孔間の中央部に１又は複数のガス抜き孔を設けるものである。
【０００７】
特許文献６記載の発明は水発泡ないし炭酸ガス発泡の硬質ポリウレタンフォームのサンドイッチパネルの製法であり、気泡がサンドイッチパネルを構成するカラー鋼板や、アルミ板等の金属製表面材や裏面材に接触する部分に溜まり、サンドイッチパネルの面材にフクレが発生し、外観不良となるという問題を解決するために、ガス抜き孔と共に原液組成物の注入口にガス誘導路を設けることを特徴とするものである。
【０００８】
しかし、水発泡の硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造において、単にガス抜き孔を設けただけでは、中央部の膨れや面材の外れなどの問題は回避できてもコーナー部におけるフォームの収縮が防止できず、外観不良が発生することが判明した。
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１０１５６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１１０９０３号公報
【特許文献３】特開２００７−５５２３６号公報
【特許文献４】特開２００６−２８２７２６号公報
【特許文献５】特開２００６−４４１８１号公報
【特許文献６】特開２００８−１３７２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は，上記の公知技術の問題点に鑑みて，パネル表面の中央部の表面平滑性が良好であり、かつコーナー部のフォームの収縮による凹み（いわゆるヒケ）が防止でき、外観不良発生を防止可能な硬質ポリウレタンサンドイッチパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、下面材、上面材及び前記下面材と上面材の間に配設した枠材にて形成されるキャビティー内に硬質ポリウレタンフォームを形成する原液組成物を供給し、発泡硬化させて表面材と裏面材が積層された硬質ポリウレタンフォームパネルとするパネルの製造方法であって、
前記原液組成物のゲルタイム（Ｔg）と前記原液組成物がキャビティーに供給後発泡して前記キャビティーに充填される充填時間（秒）を（Ｔf）とが式（１）を充足し、
２≦Ｔg−Ｔf≦１５（秒）    〔式１〕
前記硬質ポリウレタンフォームのジャストパック密度（ｄjp）とパネルを構成する充填フォーム密度（ｄp）とが式（２）を充足し、
１１０≦１００（ｄp／ｄjp）≦１３０（％）  〔式２〕
前記枠材のコーナー部近傍にガス抜き孔が形成されており、前記ガス抜き孔の断面積は１コーナー当たり１５ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成の製造方法によれば、パネル表面の中央部の表面平滑性が良好であり、かつコーナー部のフォームの収縮による凹み（ヒケ）が防止でき、従って外観不良発生することなく硬質ポリウレタンサンドイッチパネルを製造することができる。本発明の場合には特許文献６の場合のように原液組成物の注入口にガス誘導路を設ける必要はない。
【００１３】
Ｔg−Ｔfが２秒未満の場合には面材を積層したパネルの表面の平滑性が不足して不良となり、１５秒を超える場合はパネルの表面は平滑で良好であるが、コーナー部にヒケが発生し、不良となる。１００（ｄp／ｄjp）が１１０％未満の場合は面材を積層したパネルの表面の平滑性が不足して不良となり、１３０％を超える場合はパネルの表面は平滑で良好であるが、コーナー部にやはりヒケが発生し不良となる。水発泡フォームの場合にＴg−Ｔfが１５秒を超える場合、１００（ｄp／ｄjp）が１３０％を超える場合にコーナー部にヒケが発生するのは、コーナー部のフォームのセルがコーナーからガス抜き孔方向に面材と平行な方向に長く伸びた形状となっており、これが主な原因であると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のパネルの断熱材である硬質ポリウレタンフォームを形成する原料は特に限定されず、ポリオール化合物、発泡剤、触媒等を含む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て発泡、硬化する原液組成物として使用する。ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とをセットとした市販のパネル用の硬質ポリウレタンフォーム原料を使用することも可能である。フォームを形成する発泡剤は、水を主成分とすることが好ましく、ＨＦＣ−２４５ｆａ，ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ等のハイドロフルオロカーボン類やペンタン等の炭化水素類等を併用することができるが、水のみを使用することが好ましい。原液組成物はゲルタイム（Ｔg）が４０秒以上１００秒以下であることが好ましく、上限は８０秒以下であることがより好ましく、７０秒以下であることがさらに好ましい。
【００１５】
触媒としては、ポリウレタンフォームの技術分野で公知の触媒を使用することができるが、第３級アミンを使用することがポリオール組成物の保存安定性が良いことから、好ましい。ゲルタイムはポリオール化合物の水酸基とイソシアネート基との反応を促進するいわゆる樹脂化触媒を使用することにより調整する。かかる樹脂化触媒としての第３級アミン触媒としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、エチレングリコールビス（３−ジメチル）−アミノプロピルエーテル、トリエチレンジアミン等が例示される。
【００１６】
原液組成物が発泡硬化する際のゲルタイムＴgは触媒の添加量、特に樹脂化触媒の添加量により調整する。一般的な添加量の範囲では、触媒添加量が多いほどゲルタイムは短くなることは技術常識であるから、例えば触媒の種類を選定した後に添加量を３水準設定して原液組成物のゲルタイムを測定し、４０秒以上１００秒以下の範囲を含む範囲内の添加量でさらに２〜５水準の添加量でゲルタイムを測定するという操作を２〜３回繰り返すことにより４０秒以上１００秒以下の範囲は容易に設定できる。
【００１７】
図１には硬質ポリウレタンフォームのライズカーブを例示した。ライズカーブは横軸をポリオール組成物とポリイソシアネート成分との混合完了からの時間、縦軸をフォームの発泡高さとした略Ｓ字状のカーブで、ゲルタイム後数秒間は発泡が進行し、最大フォーム高さとなって発泡・硬化が終了する。
【００１８】
充填時間Ｔfは発泡硬化進行中の原液組成物が成形キャビティーに充填された後にガス抜き孔を閉鎖する時間であり、目視により測定する。上記のようにゲルタイム後数秒間は発泡が進行し、キャビティー内に原液組成物が発泡しつつ広がるが、水とイソシアネート基との反応を促進する作用を有するいわゆる泡化触媒の添加量調整することによりＴg−Ｔfを所定範囲に調整することができる。樹脂化触媒も弱いながらも泡化触媒として作用し、泡化触媒も弱いながら樹脂化触媒として作用するが典型的な泡化触媒、樹脂化触媒は泡化効果と樹脂化効果に１０倍以上の差があり、別個の触媒といえる。従って泡化触媒と樹脂化触媒を使用し、ゲルタイムを上記のように調整した後に泡化触媒の添加量を調整すると、容易にＴg−Ｔfを所定範囲に調整することができる。
【００１９】
泡化触媒としては、ジメチルアミノエトキシエタノール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミンなどの第３級アミンを例示することができる。
【００２０】
ジャストパック密度（ｄjp）は原液組成物を正方形の水平断面を有する型に流し込んで上面を蓋することなく発泡させて中央部が盛り上がったほぼ立方体のフォームとしたときの密度（フリー発泡密度）を求め、実際に使用する成形型を使用してフリー発泡密度より計算して成形型に１００％充填する原液組成物を供給して発泡させたフォームの密度である。発泡時に原液組成物が成形型から受ける抵抗のためにフォームは成形型を１００％充填せずに硬化する。閉鎖されたキャビティー内で発泡するために通常はジャストパック密度（ｄjp）がフリー発泡密度より高くなる。１００×（ｄp／ｄjp）（％）は一般にパック率と称され、ジャストパック密度でキャビティーに１００％充填する原液組成物量に対してどれだけ過剰に原液組成物を供給するかを示すものである。
【００２１】
硬質ポリウレタンフォームのジャストパック密度（ｄjp）は配合する水の量によって調整することができる。（ｄp／ｄjp）は硬質ポリウレタンフォームパネルの成形キャビティーに供給する原液組成物の量を調製することにより設定可能である。すなわち、ジャストパック密度から計算した成形キャビティーの容積を充填するに必要な原液組成物の供給量に対して１．１〜１．３倍量の原液組成物を供給することにより達成可能である。
【００２２】
本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルは形状が長方形であり、建材用途である。大きさは枠を除いた大きさで好ましくは長さが１ｍ以上３ｍ以下であり、幅は２０ｃｍ以上、好ましくは４０ｃｍ以上、さらに好ましくは５０ｃｍ以上、２ｍ以下であることが好ましい。また厚さは好ましくは２０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である。表裏の面材はクラフト紙面材、アルミ積層紙面材、樹脂フィルム積層紙面材、アルミと樹脂フィルムを積層した紙面材などが好ましいものとして例示される。また床等に使用される場合には、片面にOSB、MDF、厚手のベニヤ板などのハード面材も使用可能である。枠体はパネルに一体成形されてもよく、別材料として面材とフォームだけのパネルとしてもよい。
【００２３】
枠材のコーナー部近傍とはガス抜き孔の中心がコーナー部（角部）から５ｃｍ以内であり、４ｃｍ以下であることが好ましく、３ｃｍ以下であることがより好ましい。ガス抜き孔の中心がコーナー部から離れすぎるとコーナー部の空気だまりが発生しやすくなる。ガス抜き孔の形成位置は長辺側であってもよく、短辺側であってもよい。
【００２４】
ガス抜き孔の断面積は１コーナー当たり１５ｍｍ２以上であるが、孔の形状は丸孔ないし長孔であることが好ましく、丸孔の場合、直径は７ｍｍ未満、好ましくは６．８ｍｍ以下である。ガス抜き孔は１コーナー当たり１個以上形成されていて断面積の合計が１５ｍｍ２以上であってもよい。ガス抜き孔の個数は特に限定されないが、加工の工数から３〜４個以下であることが好ましい。複数個のガス抜き孔を設ける場合、最もコーナー部から離れた位置のものが５ｃｍ以内となるようにする。ガス抜き孔の断面積が小さすぎるとキャビティー内のフォームの充填不足による欠損やコーナー部のヒケが発生し、大きすぎてもコーナー部にヒケが発生する。断面積の合計は８０ｍｍ２以下であることが好ましく、７０ｍｍ２以下であることが好ましく、６０ｍｍ２以下であることがより好ましい。
【００２５】
図２にはパネルの成形における原液組成物の注入位置とガス抜き孔の形成位置の例を示した。図２（ａ）は原液組成物をパネルの中央部に供給すると共にガス抜き孔をガス抜き孔を長辺側端部近傍と短辺側端部近傍に形成した例であり、図２（ｂ）は原液組成物をパネルの幅方向中央部の短辺側に供給し、ガス抜き孔は反対側の短辺に形成した例である。枠体１０は長辺枠体１３と短辺枠体１５とから構成されており、ガス抜き孔は１７、原液組成物は位置１９に供給される。
【００２６】
本発明においてはガス抜き孔から漏出するフォームの重量を６ｇ／１コーナー以下に設定することが好ましい。漏出量が１コーナー当たり６ｇを超えるとコーナー部においてパネルにヒケが発生する。原液組成物の漏出量はパネル製造における原液組成物の発泡硬化の終了後にガス抜き孔から漏出し、硬化したフォームを切り取って重量を測定することにより求める。漏出量は０ｇすなわちキャビティーに１００％充填された状態以上である。漏出量が１コーナー当たり６ｇを超えるとやはりコーナー部にヒケが発生する。原液漏出量はゲルタイム、充填時間、パック率を調整した上でガス抜き孔の断面積を調整することにより６ｇ以下に調整することができる。ガス抜き孔断面積を小さい面積より成形テストを行い、漏出量が０未満の場合には徐々に大きくすればよい。
【実施例】
【００２７】
（実施例１〜４）
ゲルタイムが５０秒、Ｔg−Ｔfが１０秒の同じ原液組成物を使用し、１００（ｄp／ｄjp）＝１２５％の条件でガス抜き孔のサイズ、断面積を変えてパネルの製造を行った。ガス抜き孔は円形のものを１個又は２個形成し、１個の場合には中心がコーナー部から４ｃｍとなる位置に形成し、２個の場合にはコーナー部から遠いものを４ｃｍ位置に形成し、近いものは外周が７ｍｍ離れる位置に形成した。使用した成形型は、キャビティーの厚さが１０ｃｍ、幅１ｍ、長さ２ｍであり、原液組成物は図２（ａ）の位置に供給した。
【００２８】
（実施例５，６）
ゲルタイムが５０秒、Ｔg−Ｔfが１０秒の同じ原液組成物を使用し、ガス抜き孔のサイズは直径５．５ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成し、中央部に原液組成物を供給して１００（ｄp／ｄjp）＝１２５％の条件でパネルの成形を行った。
（実施例７）
ゲルタイムが５０秒、Ｔg−Ｔfが１５秒の原液組成物を使用し、ガス抜き孔のサイズは直径５．５ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成し、中央部に原液組成物を供給して１００（ｄp／ｄjp）＝１２５％の条件でパネルの成形を行った。
【００２９】
（比較例１、２）
ゲルタイムが５０秒、Ｔg−Ｔfが０秒の原液組成物又は２５秒の原液組成物を使用した以外は実施例７と同じ条件でパネルの製造を行った。
【００３０】
（比較例３、４）
実施例1と同じ原液組成物を使用し、パック率（１００（ｄp／ｄjp））をそれぞれ１０５％、１４０％となるようにしてパネルの製造を行った。比較例３ではガス抜き孔は直径７．０ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成し、比較例４ではガス抜き孔は直径５．５ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成した。
【００３１】
（比較例５、６）
実施例1と同じ原液組成物を使用し、パック率（１００（ｄp／ｄjp））をそれぞれ１０５％、１４０％となるようにしてパネルの製造を行った。比較例３ではガス抜き孔は直径７．０ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成し、比較例４ではガス抜き孔は直径５．５ｍｍの丸孔をコーナー部近傍に各１個ずつ計４個形成した。
【００３２】
実施例、比較例の原液組成物の配合を表１にまとめて示した。配合比率は重量部にて示した。ポリオール化合物アクトコールＧＲ８４はショ糖／グリセリンを開始剤としてＰＯを付加したポリオール（水酸基価４５０mgKOH/g；三井化学ポリウレタン製）である。
【００３３】
【表１】
0005728256.tif 000002
【００３４】
【表２】
0005728256.tif 000003
【００３５】
実施例並びに比較例の結果は表２にまとめて示した。評価の○は良好、△はやや不良、×は明らかに不良、を意味する。表２の結果から本発明の実施例１〜７はいずれもパネルの中央部を複表面の平滑性が良好であり、かつコーナー部のヒケもない良好なものであった。これに対してＴg−Ｔfが０秒の比較例１はコーナー部を評価するまでもなく表面平滑性が十分ではなく、Ｔg−Ｔfが２５秒の比較例２は漏出量が８ｇ以上となると共にコーナー部のヒケが悪く、不良品であった。またパック率（１００（ｄp／ｄjp））が１０５％の比較例３はコーナー部を評価するまでもなく表面平滑性が十分ではなく、パック率が１４０％の比較例４は漏出量が８ｇ以上となると共にコーナー部のヒケが悪く、不良品であった。実施例１と同じ原液組成物を使用し、同じパック率で成形した比較例５はガス抜き孔の断面積が小さいために充填不足の不良を生じ、ガス抜き孔１個の断面積が大きすぎる比較例６は総断面積は大きくはないが、漏出量が多くなるためにコーナー部のヒケが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】縦軸を発泡高さ、横軸を時間としたフリー発泡のライズカーブを例示した図
【図２】パネルの成形における原液組成物の注入位置とガス抜き孔の形成位置の例を示した図
【符号の説明】
【００３７】
１０    枠体
１３    長辺枠体
１５    短辺枠体
１７    ガス抜き孔
１９    原液組成物供給位置
【図１】
0005728256.tif 000004
【図２】
0005728256.tif 000005