(57)【要約】【課題】開放タンクと圧力タンクのいずれでも使用でき、ポリオール組成物に混合された低沸点発泡剤がガス化しないポリオール組成物の製造設備を提供すること。【解決手段】ポリオール組成物が投入されるタンク１と、タンク１から送出されるポリオール組成物を再びタンクに戻すの循環路２と、この循環路２内をポリオール組成物が循環させる循環ポンプ８と、循環ポンプ８の下流側に設定された合流位置Ａにおいて、低沸点フロンを投入するための発泡剤投入路３とを備え、循環路３において、ポリオール組成物を循環させながら徐々に低沸点フロンを混合させていくように構成し、循環ポンプ８の上流側に設けられ、循環路２を流れる流体の圧力を検出する圧力センサー７と、この圧力センサー７の検出結果に基づき、検出される圧力が所定値になるように、循環ポンプ８のモーター回転数を制御する。【選択図】    図１
2004345219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオール組成物が投入されるタンクと、
このタンクから送出されるポリオール組成物を再びタンクに戻すための循環路と、
この循環路内をポリオール組成物が循環できるように循環路上に設けられた循環ポンプと、
この循環ポンプの下流側に設定された合流位置において、低沸点発泡剤を投入するための発泡剤投入路とを備え、
循環路において、ポリオール組成物を循環させながら徐々に低沸点発泡剤を混合させていくように構成したポリオール組成物の製造設備であって、
前記循環ポンプの上流側に設けられ、循環路を流れる流体の圧力を検出する圧力センサーと、
この圧力センサーの検出結果に基づき、検出される圧力が所定値になるように、前記循環ポンプのモーター回転数を制御する第１ポンプ制御部とを備えたことを特徴とするポリオール組成物の製造設備。
【請求項２】
前記発泡剤供給路を介して低沸点発泡剤を送り込むための投入ポンプと、
前記合流位置に向かって流れるポリオール組成物の量を検出する第１流量センサーと、
前記合流位置に投入される低沸点発泡剤の量を検出する第２流量センサーと、
前記第１流量センサーと第２流量センサーの検出結果に基づいて、前記投入ポンプの回転数を制御する第２ポンプ制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のポリオール組成物の製造設備。
【請求項３】
前記タンクは、開放タンクであることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリオール組成物の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオール組成物が投入される開放タンクと、この開放タンクから送出されるポリオール組成物を再び開放タンクに戻すための循環路と、この循環路内をポリオール組成物が循環できるように循環路上に設けられた循環ポンプと、この循環ポンプの下流側に設定された合流位置において、低沸点発泡剤を投入するための発泡剤投入路とを備え、循環路において、ポリオール組成物を循環させながら徐々に低沸点発泡剤を混合させていくように構成したポリオール組成物の製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウレタンフォームを製造するためのウレタン原液としてポリオール組成物（ポリオール化合物、整泡剤、触媒、発泡剤からなる）が使用されるが、この場合、ポリオールと発泡剤とを効率良く混合させる必要がある。また、発泡剤として、フロンが好適に用いられる。従来は、フロンとしてＨＣＦＣ−１４１ｂが使用されていた。この従来のフロンは沸点が３２℃であり、１年を通じての外気温度下においてガス化しにくかった。したがって、ポリオール組成物の製造設備に用いられるタンクとして、開放タンク（内部が大気圧の状態になっているタンク）を使用することができた。すなわち、  開放タンクにウレタン原液であるポリオール等を直接投入し、さらに発泡剤としてのフロンも開放タンクに直接投入して混合することで、ポリオール組成物を製造するようにしていた。
【０００３】
しかしながら、従来のフロンであるＨＣＦＣ−１４１ｂは、成層圏のオゾン層を破壊するという問題があり、使用が規制されている。そこで、新規のフロンとしてＨＦＣ−２４５ｆａが代替フロンとして使用されてきている。新規のフロンを用いてポリオール組成物を製造する設備として、下記特許文献１に開示されるミキシング装置が知られている。
【０００４】
このミキシング装置は、混合装置本体（圧力容器）と、ポリオール供給路と、ポリオール循環路と、ポリオール循環路に連結された低沸点発泡剤供給路を備えている。そして、低沸点発泡剤が液状を保持するのに十分な温度及び圧力下で、低沸点発泡剤供給路からポリオール中に低沸点発泡剤を供給する。そして、混合装置本体（タンク）として圧力容器を使用しており、低沸点発泡剤である代替フロンがガス化するのを防止している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１９８１３２号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、次の通りである。すなわち、  特許文献１では、低沸点発泡剤をポリオールに混合するために、圧力容器を用いている。しかし、従来の製造設備において使用されてきた開放タンクを圧力容器に取り替えるのは煩雑であり、低沸点発泡剤を用いる場合であっても、開放タンクを使用できるようにすることが好ましい。
【０００７】
また、ポリオール循環路では、ポリオールに低沸点発泡剤が混合されたポリオール組成物を循環させるために、循環ポンプが使用される。この循環ポンプは、タンク側から液を吸引して下流側と送り出す。この動作を行う時に、サクション側（ポンプの上流側）において減圧となり、一度混合された低沸点発泡剤がガス化して、タンク内で泡化して増量状態となる。その結果、これ以上混合ができないという事態が生じうる。これは、従来のフロン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）の蒸気圧は０．０６５ＭＰａであるのに対して、新規のフロン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）の蒸気圧は０．１２ＭＰａと高いために、サクション側の減圧によりガス化する可能性があるからである。かかる現象は、開放タンクを用いた場合だけでなく、圧力タンクを用いた場合でも起こりうるものである。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、開放タンクと圧力タンクのいずれでも使用でき、ポリオール組成物に混合されている低沸点発泡剤がガス化することのないポリオール組成物の製造設備を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係るポリオール組成物の製造設備は、
ポリオール組成物が投入されるタンクと、
このタンクから送出されるポリオール組成物を再びタンクに戻すための循環路と、
この循環路内をポリオール組成物が循環できるように循環路上に設けられた循環ポンプと、
この循環ポンプの下流側に設定された合流位置において、低沸点発泡剤を投入するための発泡剤投入路とを備え、
循環路において、ポリオール組成物を循環させながら徐々に低沸点発泡剤を混合させていくように構成したポリオール組成物の製造設備であって、
前記循環ポンプの上流側に設けられ、循環路を流れる流体の圧力を検出する圧力センサーと、
この圧力センサーの検出結果に基づき、検出される圧力が所定値になるように、前記循環ポンプのモーター回転数を制御する第１ポンプ制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
かかる構成によるポリオール組成物の製造設備の作用・  効果は、以下の通りである。ポリオール組成物が投入される（最初に投入するときは、低沸点発泡剤は混合されていない。）タンクと、ポリオール組成物を循環させるための循環路と、循環路上に設けられた循環ポンプを備えている。循環ポンプの下流側において、発泡剤投入路が合流し、この合流位置において、低沸点発泡剤が循環路を流れるポリオール組成物に混合される。混合は徐々に行われていく。低沸点発泡剤が混合されたポリオール組成物が、循環路を循環する。
【００１１】
一方、循環ポンプの上流側（サクション側）には、循環路を流れる流体の圧力を検出する圧力センサーが設けられており、検出される圧力が所定値になるように、循環ポンプのモーター回転数が制御される。したがって、循環ポンプのサクション側が減圧状態にならないように、モーター回転数が制御される。これにより、開放タンクと圧力タンクのいずれでも使用でき、ポリオール組成物に混合されている低沸点発泡剤がガス化することのないポリオール組成物の製造設備を提供することができる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態として、前記発泡剤供給路を介して低沸点発泡剤を送り込むための投入ポンプと、
前記合流位置に向かって流れるポリオール組成物の量を検出する第１流量センサーと、
前記合流位置に投入される低沸点発泡剤の量を検出する第２流量センサーと、
前記第１流量センサーと第２流量センサーの検出結果に基づいて、前記投入ポンプの回転数を制御する第２ポンプ制御部とを備えたものがあげられる。
【００１３】
この構成によると、合流位置に向うポリオール組成物の量を第１流量センサーで検出する。また、合流位置にて投入される低沸点発泡剤の量を第２流量センサーで検出する。ポリオール組成物中に混合されるべき低沸点発泡剤の量（比率）は、所定になるようにする必要がある。そこで、上記流量センサーの検出結果に基づいて、低沸点発泡剤を投入する投入ポンプの回転数を制御する。これにより、適切な量の低沸点発泡剤を混合させることができる。
【００１４】
本発明に係るポリオール組成物の製造設備は、タンクとして、開放タンクを用いる場合に特に好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るポリオール組成物の製造設備の好適な実施形態を図面を用いて説明する。  図１は、ポリオール組成物の製造設備のフロー図（模式図）である。
【００１６】
＜製造設備の構成＞
開放タンク１（以下、単にタンクという。）が設けられており、ウレタン原液としてのポリオール組成物がタンク上部に設けられた開口部から投入される。ポリオール組成物とは、ウレタンフォームを製造する原料として使用される。ポリオール組成物とは、ポリオール化合物、整泡剤、触媒、発泡剤からなるものであるが、最初にタンク１に投入する場合は、発泡剤を除いたポリオール組成物が投入される。後述するように、発泡剤は別の場所から投入して混合する。タンク１には、原料を攪拌するための攪拌羽根１ａが設けられており、駆動装置１ｂにより回転駆動される。また、タンク１内には、冷却パイプ１ｃが設けられており、タンク１内のポリオール組成物を冷却する。
【００１７】
タンク１内にあるポリオール組成物は液状であり、循環路２に沿って循環するように構成されている。循環路２は、タンク１の底部を出発点として、図１の反時計周りに循環してタンク１の上部に帰還する。また、発泡剤を投入するための発泡剤投入路３が設けられており、循環路２の途中に設けられた合流位置Ａにおいて発泡剤が投入される。すなわち、ポリオール組成物を循環させているのは、その循環路の途中において発泡剤を少しずつ投入するためである。発泡剤は矢印Ｂの方向から投入される。
【００１８】
まず、循環路２の途上に設けられている各機能について、上流側から順に説明する。タンク１の底部を出発した循環路２は、分岐点２ａにおいて２つに分岐する。分岐した夫々の先にはバルブ４とバルブ５が設けられており、ポリオール組成物を循環させるときは、バルブ４を閉じてバルブ５を開ける。バルブ４の下流側には、ウレタンフォームを製造するための工場がある。
【００１９】
バルブ５の下流側において、循環路２は一旦は二股に分かれるが、すぐに１つに合流する。二股に分岐したところに、２つのストレーナ６が設けられており、不純物を除去する機能を有する。また、二股に分かれた循環路２の一方に圧力センサー７が設けられる。圧力センサー７は、ストレーナ６の下流側に設けられる。圧力センサー７は、循環路２内を流れるポリオール組成物の流体圧力を検出するために設けられる。
【００２０】
循環路２内をポリオール組成物を循環させるために、サクションポンプである循環ポンプ８が設けられる。循環ポンプ８は、モーター９により駆動される。循環ポンプ８の下流側に、第１流量センサー１０が設けられる。第１流量センサー１０は、循環路２内を流れるポリオール組成物の量を計測する機能を有する。第１流量センサー１０の下流側に合流位置Ａが設定されている。
【００２１】
合流位置Ａの下流側に、スタティックミキサー１１が設けられている。スタティックミキサー１１は、循環路２を流れるポリオール組成物と、合流位置Ａにおいて投入された発泡剤とを十分に攪拌させる機能を有する。スタティックミキサー１１は、循環路２に沿って直列に２つ設けられている。もちろん、スタティックミキサー１１の設置個数は適宜設定することができる。
【００２２】
スタティックミキサー１１の下流側には、熱交換器１２が設けられており、発泡剤が混合されたポリオール組成物を冷却させる機能を有する。熱交換器１２を通過したポリオール組成物は、循環路２を通ってタンク１に帰還する。
【００２３】
次に、発泡剤投入路（以下、投入路と省略する）３について説明する。発泡剤とては、代替フロンであるＨＦＣ−２４５ｆａ（ＣＦ３  ＣＨ２  ＣＨＦ２  ：低沸点発泡剤に相当）が用いられる。  投入路３の上流側に、バルブ１３が設けられており、発泡剤の投入を行うときはバルブ１３を開ける。バルブ１３の下流側には、ストレーナ１４が設けられており、不純物を除去するフィルターとして機能する。
【００２４】
ストレーナ１４の下流側には、投入ポンプ１５が設けられており、発泡剤を送り込むことができる。投入ポンプ１５を駆動するためのモーター１６が設けられている。投入ポンプ１５の下流側には、第２流量センサー１７が設けられている。第２流量センサー１７は、投入路３を流れる発泡剤の量、すなわち、  合流位置Ａから投入される発泡剤の量を検出する機能を有する。
【００２５】
循環路２や投入路３には、図１に示すもの以外にも、種々の機能が（例えば、温度センサー等）付加されているが、説明を簡略化するために省略している。
【００２６】
次に、冷却パイプの構成を簡単に説明する。冷却パイプを流す流体として冷却水が用いられる。図１の矢印Ｃ方向から冷却水が導入される。導入された水は、二股に分かれ、１つはタンク１に向う冷却パイプ１８であり、１つは、熱交換器１２に向う冷却パイプ１９である。タンク１内を通過した冷却水は、帰還パイプ２０を通って、矢印Ｄ方向に戻る。また、熱交換器１２の中を通った冷却水も、帰還パイプ２１を通って矢印Ｄ方向に戻る。
【００２７】
投入路３から投入される発泡剤は、すでに説明したように、ＨＦＣ−２４５ｆａであり沸点が１５．３℃と低い。また、蒸気圧は０．１２ＭＰａであり、従来のフロンよりも高い。したがって、発泡剤を混合させたポリオール組成物を循環させている間、発泡剤がガス化しないようにする必要がある。そのため、まず発泡剤を投入路３を介して投入するに際して、発泡剤は液体の状態で投入する。発泡剤は、低沸点であるため、所定範囲内の圧力・温度に設定した状態で循環路２内に投入する。また、発泡剤を混合したポリオール組成物が循環路２を循環している間も発泡剤がガス化しないように、所定範囲内の圧力・温度になるようにしている。特に、開放タンク１を使用しているので、発泡剤がガス化しないような工夫は重要である。そのため、循環路２に熱交換器１２を設けて、発泡剤を混合したポリオール組成物を冷却するようにしている。
【００２８】
＜制御部の構成＞
次に、  ポリオール組成物の製造設備の制御部の構成を説明する。第１制御部２２（第１ポンプ制御部）は、圧力センサー７の検出結果に基づいて、圧力値が予め設定した所定値になるように循環ポンプ８を駆動するモーター９の回転数を制御する。この制御を行う理由を説明する。
【００２９】
タンク１に投入されたポリオール組成物には、合流位置Ａにおいて少しずつ発泡剤が投入されて混合される。循環路２では、発泡剤が混合されたポリオール組成物を冷却することで、発泡剤のガス化を防いでいる。ところで、循環ポンプ８は上流側の流体を吸引することで、下流側へ流体を送り出していく機能を有するが、この吸引作用により循環ポンプ８の上流側（サクション側）が減圧される方向に作用する。このような減圧状態となると、発泡剤の蒸気圧が高いために、発泡剤がガス化する可能性がある。ガス化すると、混合した発泡剤が大気に逃げていくなど、混合効率が低下する。したがって、この減圧によるガス化を防ぐ必要がある。
【００３０】
そこで、圧力センサー７により循環ポンプ８のサクション側の圧力を検出する。そして、減圧状態となってきたら、圧力を維持するために、モーター９の回転数を下げるように制御する。これにより、サクション側の減圧を防止し、不用意に発泡剤がガス化するのを防ぐことができる。
【００３１】
次に、第２制御部２３（第２ポンプ制御部）の機能を説明する。第２制御部２３は、第１流量センサー１０と第２流量センサー１７からの流量データに基づいて、投入ポンプ１５のモーター１６の回転数を制御する。すなわち、  一定の流量比率で発泡剤を投入する必要があるので、循環路２の流量と投入路３の流量を検出して、一定の比率となるように、発泡剤の投入量を制御するのである。これにより、適切な比率で発泡剤を循環路２内に投入することができる。
【００３２】
第３制御部２４は、タンク１内のポリオール組成物の重量の計測結果に基づいて、発泡剤の投入を制御する。そのため、ポリオール組成物の重量を検出するタンク計量器２５が設けられている。発泡剤が徐々に投入されていくと、タンク１の重量も徐々に増加する。この重量が設定した重量になった時点で、発泡剤の混合動作を停止させる。具体的には、モーター１６の回転を停止させて、これ以上の発泡剤の投入を停止させる。
【００３３】
＜ポリオール組成物の製造＞
次に、  図１のポリオール組成物の製造設備によりポリオール組成物を製造する場合の手順を簡単に制御する。まず、タンク１に発泡剤を除いたポリオール組成物を投入する。投入後、循環ポンプ８を駆動して、ポリオール組成物を循環路２内を循環させる。一方、投入路３から発泡剤を投入する。これにより、徐々に発泡剤が混合されていく。引き続いて、発泡剤が混合されたポリオール組成物が循環路２を循環する。この循環動作中に、第１制御部２２による循環ポンプ８のモーター制御が行われ、減圧による発泡剤のガス化は防止される。また、第２制御部２３により、所定の比率で発泡剤が投入されるように、循環ポンプ１５のモーター制御が行われる。そして、発泡剤の混合量が所定になったことがタンク計量器２５により検出されると、第３制御部２４は、それ以上の発泡剤の投入を停止させる。
【００３４】
発泡剤の混合が終了すると、循環路２のバルブ５を閉めて、バルブ４を開ける。これを介して、ポリオール組成物を工場の方に送り込む。工場側では、ポリオール組成物とポリイソシアネート成分とを攪拌させてウレタンフォームの発泡体を製造する。
【００３５】
＜別実施形態＞
本実施形態では開放タンクを用いているが圧力タンクを用いても良い。また、開放タンクの上部から最初にポリオール組成物を投入するが、投入後は蓋をすることが好ましい。蓋をした場合であっても、内部の圧力は大気圧と同等である。なお、タンクにポリオール組成物を投入する方法は、適宜の方法で行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリオール組成物の製造設備のフロー図
【符号の説明】
１        開放タンク
２        循環路
３        発泡剤投入路
７        圧力センサー
８        循環ポンプ
９        モーター
１０      第１流量センサー
１５      投入ポンプ
１６      モーター
１７      第２流量センサー
２２      第１制御部
２３      第２制御部
２４      第３制御部
Ａ        合流位置
【図１】
2004345219.tif 000003