(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック発泡装置の輸送ベルト上に泡を施すことによるポリウレタンフォームの製造方法において、泡を自由な実質的に垂直な落下にて輸送ベルトに施すと共に、泡を施す位置の後方に配置されかつ輸送ベルト上を横切るように固定配置された実質的に垂直なバリヤによって輸送ベルトの移動方向に反する泡の流動を防止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。
【請求項２】
輸送ベルトを有する連続ブロック発泡装置と、ブロック発泡装置の輸送ベルトの上方に配置されて、ポリウレタン流動フォームを供給するための実質的に垂直下方向に指向した出口開口部を有する装置と、輸送ベルトの移動方向に対して泡を施す位置の後方に配置されかつ輸送ベルトを横切るように延びる実質的に垂直なバリヤとを備えることを特徴とするポリウレタンフォームの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリウレタン−ブロックフォームを連続製造するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリウレタン−ブロックフォームを連続製造するには、ポリイソシアネート重付加反応のための反応成分（イソシアネートおよびポリオール）と発泡剤とを混合ヘッドで混合し、この混合ヘッドからブロック発泡装置の輸送ベルト上に施し、反応物を発泡させると共に硬化させてブロックに切断する。この技術はベッカー／ブラウン：クンストストッフ・ハンドブーフ、第７巻（１９９３）、第１４８および１４９頁に記載されている。
発泡剤としては反応性混合物中に或いは反応性混合物を作成する前に一方の成分に二酸化炭素を加圧下で溶解させることが既に種々提案されており、二酸化炭素を膨脹後に小さい気泡の形態で反応性混合物内で遊離させ、すなわち泡を構成する（英国特許出願公開明細書第８０３  ７７１号、米国特許発明明細書第３１８４  ４１９号、同第９０６  ６７２号、同第５  １２０  ７７０号、欧州特許出願公開明細書第６４５  ２２６号）。その際、追加発泡剤として水を使用することができ、イソシアネートと水との反応に基づきさらにＣＯ2 が遊離される。
最初に反応の進行に際し生ずる温度上昇に基づいて遊離される慣用の発泡剤（たとえばフルオロ炭化水素もしくは低沸点の炭化水素）に比べ、加圧下で溶解されたＣＯ2 により得られる泡は混合装置に後続する膨脹手段から一方では輸送ベルト速度（４〜８ｍ／ｍｉｎ）に対比し比較的高い０．５〜５ｍ／ｓの速度で生じ、他方では泡は未発泡の反応性混合物と対比して比較的低い流動能力しか持たない。これは、現在望ましい１．８０〜２．５０ｍ幅のブロック寸法の場合、輸送ベルトの幅にわたる泡の分配に関し相当な問題をもたらす。
【０００３】
したがって欧州特許出願公開明細書第６４５  ２２６号によれば、混合装置に後続する膨脹手段を輸送ベルトに対し垂直かつ輸送ベルト幅に相応して延しながら形成すると共に、輸送ベルトに対し相応に垂直に延びた発泡空間を膨脹手段に対し連接させることが既に提案されており、泡は輸送ベルト方向に対しほぼ平行に生じ、ここで発泡空間では明かに泡の流動速度の低下も生ずる。この種の装置では輸送ベルトに対する泡の横方向分配が未解決となる。何故なら、泡は輸送ベルトに対応する形状にて既に輸送ベルト上に載せられ、泡が発泡空間の内部にて比較的大きい固定面と接触しながら移動すると共に、この平面の近傍で剪断されて発泡空間の境界面と接触しながら気泡の破壊をもたらし、得られるブロックフォームが望ましくないキャビティおよび不均一なフォーム構造を有するようになることが欠点として判明した。特に、発泡空間の下側境界面では発泡空間の内部にて気泡の破壊により発生したキャビティはもはや遊離されずフォーム本体に浸入して、ここでフォームの固化の過程で固定される。
本出願人の未公開の提案によれば、円対称（すなわち輸送ベルトに対し垂直に延びない）の膨脹装置にて発生した泡はほぼ垂直に自由落下しながら、輸送ベルトに対し垂直に形成された槽中へ泡の流動方向に移動される壁部によって導入される。この槽は輸送ベルトの移動方向に位置する膨脹装置の側にて変向ローラを介しほぼ垂直に供給された上側積層膜により、および輸送ベルトの移動方向とは反対側にてほぼ垂直に供給されて変向ローラを介し下側積層膜と鋭角で案内された補助膜で形成される。この配置の欠点は、槽内で粉塵が発生して上側積層膜のための変向ローラの下に泡が通過するまで完全に横移動され、他方では鋭角接触の領域にて補助膜と下側積層膜との間に作用する泡の剪断が生ずることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上記欠点を解消することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の主題は、ブロック発泡装置の輸送ベルト上に泡を施すことによるポリウレタンフォームの製造方法において、泡を自由な実質的に垂直な落下にて輸送ベルトに施すと共に、泡を施す位置の後方に配置されかつ輸送ベルト上を横切るように固定配置された実質的に垂直なバリヤによって輸送ベルトの移動方向に反する泡の流動を防止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である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
泡は、ポリイソシアネート重付加反応の少なくとも一方の成分（好ましくはポリオール成分）に室温および大気圧にてガス状の発泡剤を加圧下で溶解させ、反応成分を混合装置に供給し、次いで発泡剤を加圧下で溶解して含有する反応混合物を膨脹装置（減圧装置）に溶解発泡剤を微細な気泡の形態で遊離させながら周囲条件下で連続的に膨脹させることにより得られる。好適発泡剤はＣＯ2 である。
減圧装置としては０．０３〜０．２ｍｍの直径を有するたとえば貫通スリットもしくは孔部のような少なくとも１つの広がりにおける小さい断面を持った反応混合物用の１つもしくはそれ以上の貫通開口部が適しており、これは反応性混合物の通過に対し充分大きい抵抗を発生し、膨脹装置の上流方向に充分な圧力を維持して発泡剤を溶液に保持する。好ましくは減圧装置は直径０．０５〜０．１５ｍｍを有する複数の孔部を持った１個もしくはそれ以上のプレートで構成される。複数の目穴プレートが順次に挿入される場合、これらは溶解した発泡剤の遊離の弛緩時間に基づき目穴プレート間に殆ど全くフォーム気泡の形成が生じないよう短い間隔にすべきである。特に好ましくは、減圧装置は０．５〜５％の全穴の自由通過面を有する１つもしくはそれ以上の目穴プレート（圧力保持−篩板）および全体で８〜３０％の自由通過面を有する他の目穴プレート（減速プレート）で構成する。好ましくは、減速プレートの大きい自由断面積は相応に５〜２０倍多い個数の通過孔部をもたらす。この種の減圧装置は本出願人の未公開の提案にてドイツ特許出願公開明細書第１９５  ２４  ４３４．６号に記載されている。
【０００７】
好ましくは、出口開口部は輸送ベルト上に中間配置（又は輸送ベルトの上方の中央部分に配置）されると共に、輸送ベルト幅の５〜２０％（好ましくは７〜１０％）の範囲で輸送ベルト方向に対し横方向に拡がりを有する。減圧装置は円形出口断面を有して、泡と出口縁部との接触に基づき生じうる攪乱を低く保つことができることが好ましい。しかしながら、減圧装置の出口縁部における気泡の凝集に基づいて生ずる攪乱は、ほぼ垂直に自由落下する泡流の周辺部と大気との接触により除かれる。そのような攪乱は、出口縁部にて凝集により生じた大きい気泡の破裂を介して治癒される（又は気泡が破裂することによって除かれる）。しかしながら、円形断面のときに篩板に加わる力が大きくなり過ぎる場合は、機械的安定性の理由から、発泡装置（すなわち篩板）の出口開口部を長く延ばして形成することが必要である。好ましくは０．５〜５ｍ／秒（好ましくは０．５〜２ｍ／秒）の速度を有する泡流は、４０〜８０ｃｍの高さから下方の輸送ベルト上へ、ほぼ（又は実質的に）垂直に落下する。輸送ベルト方向における泡流の僅かな傾斜（たとえば２０°）が好適である。
【０００８】
輸送ベルトの移動方向に対し広がる輸送ベルトにおける泡スキンを回避する（又は輸送ベルトの移動方向と反対方向に泡の堆積物が拡がることを防止する）には、輸送ベルトにわたり横方向にほぼ垂直なバリヤをたとえば平面板の形態で配置する。プレートの底部は好ましくは、輸送ベルト方向に関し、泡流の軸線と輸送ベルトとの交点のわずかに後方に位置する。バリヤは、この輸送ベルトへの垂線に対して、３０°まで（好ましくは僅か２０°まで）の角度αだけ輸送ベルトの移動方向に対し（又はベルトの移動方向とは反対方向に）傾斜することができる。好ましくは、バリヤはポリウレタン反応混合物により全く濡らされない或いは濡れるのが困難な材料で構成され、或いは少なくともこの種の材料で被覆される。適する材料はポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンもしくはシリコーンである。勿論、バリヤと泡との接触表面は、特にバリヤ上に泡が生ずる領域にて生ずる相対速度のために、攪乱を生じて気泡の凝集をもたらしうる。すなわち、より大きい気泡もしくはキャビティを形成しうる。驚くべきことに、この種の大きい気泡およびキャビティはできあがったフォームには観察されない。明かに、実質的に垂直なバリヤの表面において生成する大きい気泡およびキャビティはほぼ垂直なバリヤに捕捉され続け、成長して充分な大きさに達すると、バリヤにおける泡の滑り方向とは反対方向または少なくとも横方向（又は直角な横方向）に上昇し、泡を逸散させる（又は泡から除かれる）。
【０００９】
輸送ベルト方向に対して横方向であってバリヤに対向する（又は向かい合う）側では、泡の流れが衝突する結果として形成される泡スキン（又は泡の堆積物）が泡の流動性および重力によって自由に流動しながら展延される（又は拡がる）。バリヤは両側にて輸送ベルト中心から輸送ベルト方向に折り曲げることもできる。しかしながら、バリヤに対し横方向に流動する泡は、輸送ベルト方向における輸送ベルト速度よりも速く移動してはならない。特に、バリヤは両側において輸送ベルトの移動に対して垂直方向から２０°未満、好ましくは１０°未満の角度を形成すべきである。輸送ベルト上に泡を横方向にさらに分配させるには、泡流の供給位置から離間して、輸送ベルトに対し横方向に延び、泡中に浸漬されるローラを設けることができ、これを介し変向させながら上側積層膜を供給する。ほぼ垂直に供給される泡流の軸線からの輸送ベルト方向におけるローラの間隔は、好ましくは少なくとも輸送ベルト幅の１／３である。特に好ましくは、上側積層膜のための供給ローラおよび変向ローラは、ポリイソシアネート重付加反応が顕著に生ずる輸送ベルト上の位置に配置され、すなわち化学発泡剤として水を追加使用する場合はフォームが上昇し始める位置である。
【００１０】
【実施例】
以下、添付図面１〜６を参照して本発明を詳細に説明する。図１には側面図にてブロック発泡装置の輸送ベルト１を示す。この輸送ベルト１には下側積層膜２を給送し、この積層膜は輸送ベルトと共に３〜７ｍ／ｍｉｎの速度にて右方向に移動する。混合装置３には加圧下にイソシアネート３１およびポリオール３２（これは３〜７重量％の二酸化炭素を溶解して含有することができる）ならびに他の添加剤および助剤３３が供給される。混合装置では溶解した二酸化炭素の飽和蒸気圧よりも高い圧力が支配する。混合装置３から反応混合物は減圧装置４に給送され、ここで反応混合物は泡５として発泡しながら点線５１の方向に自由流動する。ほぼ垂直な板状バリヤ６は輸送ベルト１の移動方向に対し（又は反する）泡５の広がりを妨げる。下側積層膜２とバリヤ６の下側縁部との間に空気が流入するのを防止するため、バリヤ６の下側縁部は下側積層膜２に対し密接する。好ましくは、バリヤ６は輸送ベルトの長手方向に移動自在かつ輸送ベルトに対し垂直な軸線を中心として回転自在に支持され、製造に際しバリヤ６の位置を最適にしうる。輸送ベルトの移動方向にて泡５の供給位置から離間して上側積層膜８が、泡５中に浸漬された変向ローラ７を介して供給される。さらに、輸送ベルトの両側には側部積層膜１０が変向ローラ９を介して給送される。
【００１１】
図２に示した図１による装置の平面図にて、同じ参照符号は図１と同じ部材を示す。
図３においてバリヤ板６はポリウレタン反応混合物により濡らしえないポリエチレン膜６１によって被覆され、生産停止状態にて容易に交換することができる。
図４に示したように、下側積層膜２はローラ２１、２２（そのうち一方のみを駆動させる）によりバリヤ６にわたり摺動供給される。
図５は図１の矢印Ａ方向における図面である。同じ参照符号は図１におけると同じ部材を示す。バリヤ６がガラス板であると仮定すれば、バリヤ６における泡の輪郭５３を見ることができる。輪郭５３の内部に示された矢印はバリヤ６に対する泡の流動方向および速度を示す。バリヤ６に対する泡の流動に基づき、フォーム気泡の凝集により形成された大きい気泡５４は点線５５に沿った経路を辿り、輪郭ライン５３から流出して大きい気泡５４がフォーム内に封入されないようにする。
【００１２】
図６はたとえば本発明により使用しうる減圧装置４を示す。これは円筒ハウジング４１で構成され、上方から二酸化炭素を溶解含有するポリウレタン反応混合物をたとえば１０〜１５バールの圧力下で供給する。流出部には目穴板４２、４３を設け、この目穴板４２は直径０．１ｍｍの複数の孔４６を有し、合計して自由流過断面積は目穴板４２の２％となる。目穴板４２を流過する際、反応混合物の圧力が最短時間内に低下する。他方の目穴板４３は目穴板４２と同様に直径０．１ｍｍのほぼ１０倍多い孔を有し、これは２０％の自由流過面積に相応し、目穴板４３に対する流過速度が目穴板４２に対する流過速度の僅か１／１０となるようにする。目穴板４３を流過した後、溶解した二酸化炭素は反応混合物から１０-2〜１０-4秒以内に遊離され、泡５の釣鐘状輪郭が形成される。好ましくは、平面状篩板４２、４３の代わりに、湾曲した篩板４２ａ、４３ａを半セクションで示したように使用することもできる。
【００１３】
以下、本発明の実施態様を要約すれば次の通りである。
１．  ブロック発泡装置の輸送ベルト上に泡を施すことによるポリウレタンフォームの製造方法において、泡を自由な実質的に垂直な落下にて下の輸送ベルトに施すと共に、輸送ベルト上を横切るように固定配置された実質的に垂直なバリヤによって泡の流動を輸送ベルトの移動方向に対し阻止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。
２．  輸送ベルト幅の２０％より小さい輸送ベルトに対し横方向に延びる理想的には実質的に円対称の減圧装置として形成される発泡装置にて泡を得ることを特徴とする上記第１項に記載の方法。
３．  それ自体公知の連続ブロック発泡装置と、ブロック発泡装置の輸送ベルト上に配置されたポリウレタン流動フォームを供給するための実質的に垂直下方向に指向した出口開口部を有する装置と、輸送ベルトの移動方向に対して泡を施す位置の後方に配置されかつ輸送ベルトを横切るように延びる実質的に垂直なバリヤとを備えることを特徴とするポリウレタンフォームの製造装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による方法を実施するための第１装置の側面図。
【図２】  図１による装置の平面図。
【図３】  バリヤの代案実施形態を備えた図１による装置の側面図。
【図４】  下側積層膜の代案供給部を備えた図１による装置の側面図。
【図５】  バリヤに沿った泡の流動および泡から大きい気泡を除去する構成の説明図。
【図６】  本発明により使用しうる減圧装置の断面図。
【符号の説明】
１    輸送ベルト
２    下側積層膜
３    混合装置
４    減圧装置
５    泡
６    バリヤ
７    変向ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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