(57)【要約】【課題】本発明の目的は、第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料において、その幅方向に対し均一な厚みとなるように構成した複合材料の製造方法を提供することにある。【解決手段】第１面材の幅方向略中央部上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物５００を供給する原液供給工程と、原液を供給した第１面材上４００に所定の間隔を設けて第２面材４０１を供給する面材供給工程と、第１面材４００と第２面材４０１の間で硬質ポリウレタンフォーム原液組成物が発泡・硬化する発泡硬化工程と、発泡硬化工程の少なくとも一部期間において、第１及び第２面材４００、４０１の所定の間隔を保持する保持工程とを備え、保持工程において、上方に発泡膨張するポリウレタンフォームを面材の幅方向に平坦化させる平坦化手段１００を少なくとも一部に設けることを特徴とする。【選択図】図１
2009000934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料の製造方法であって、
第１面材の幅方向略中央部上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物を供給する原液供給工程と、
前記原液を供給した第１面材上に所定の間隔を設けて第２面材を供給する面材供給工程と、
前記第１面材と第２面材の間で前記硬質ポリウレタンフォーム原液組成物が発泡・硬化する発泡硬化工程と、
前記発泡硬化工程の少なくとも一部期間において、第１及び第２面材の所定の間隔を保持する保持工程とを備え、
前記保持工程において、上方に発泡膨張するポリウレタンフォームを前記面材の幅方向に平坦化させる平坦化手段を少なくとも一部に設ける
ことを特徴とする複合材料の製造方法。
【請求項２】
前記平坦化手段が１以上のクラウンロールで構成され、
当該クラウンロールが第２面材上方側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の複合材料の製造方法。
【請求項３】
前記ポリウレタンフォームが硬化する前に前記平坦化手段を作用させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記クラウンロールの膨張量が１．５〜２．５ｍｍである請求項２又は請求項３に記載の複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料の製造方法に関する。さらに、詳しくは、第１面材の幅方向略中央部上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物を供給する原液供給工程と、前記原液を供給した第１面材上に所定の間隔を設けて第２面材を供給する面材供給工程と、前記第１面材と第２面材の間で前記硬質ポリウレタンフォーム原液組成物が発泡・硬化する発泡硬化工程と、前記発泡硬化工程の少なくとも一部期間において、第１及び第２面材の所定の間隔を保持する保持工程とを備える複合材料の製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
各種建築用あるいは冷蔵設備などの内外装に用いる断熱材として、中心部に位置する硬質ポリウレタンフォームを、樹脂製フィルムでラミネートしたクラフト紙などの表面材で貼着・挟持した硬質ポリウレタンボード（以下、ウレタンボードということがある）が多用されている。このウレタンボードは軽量であり、高い断熱性、防湿性などの特長を有する。
【０００３】
ウレタンボードは、図５に示すように、スチールベルト６０で搬送される下面材２０上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物（以下、原液組成物ということがある）１を下面材２０の略中央部に配置したミキシングヘッド３０から吐出し、原液組成物１を発泡させつつその上面に更に上面材１０を被覆し、スチールベルト５０で上面材１０を上から押さえるようにして発泡・硬化を行なわせて製造される。
【０００４】
そして、生産性の高い連続生産法で行う場合、幅方向の両端部を開放し、原液組成物が発泡し硬化した後、両端部を切断・除去したり（例えば、特許文献１）、別に用意した帯状の紙材４０を順次、両端部箇所に挿入し、両端部での液流れや発泡拡張を抑制したりしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８８７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６はポリウレタンの発泡・硬化の様子を説明しており、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ’位置での初期発泡状況を示し、ウレタン発泡方向は垂直上向きであることが分かる。図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ’位置での発泡状況を示し、ウレタン発泡体が上面材１０まで達すると上部への圧力と共に、発泡方向が面材の幅方向にも及ぶことが分かる。
【０００７】
図６（ｃ）は図５のＣ−Ｃ’位置での発泡状況を示し、製品幅方向に対し中央部が厚く両端がそれより薄いものとなっているのが分かる。これは、発泡体が上方向に膨張するため、上面材１０を押し上げるように作用するため中央部が端部より厚くなるからである。また、上面材１０を抑える作用のスチールベルト５０に問題がある。すなわち、スチールベルト５０は、使用環境によってベルトが伸長したり、又発泡圧等の負荷により蛇行現象を生じる。この蛇行修正のために、ベルト支持するローラを調整して蛇行を修正することが行なわれている。ところが、この蛇行調整によりスチールベルトの端部に伸びが生じベルト幅方向に対して弓状に形状変化する。このように弓状に変形したスチールベルト５０で抑えられた場合、図６（ｃ）に示すように、製品幅方向に対し中央部が厚く両端がそれより薄い製品となり均一な厚みとならないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料において、その幅方向に対し均一な厚みとなるように構成した複合材料の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る複合材料の製造方法は、第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料の製造方法であって、
第１面材の幅方向略中央部上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物を供給する原液供給工程と、
前記原液を供給した第１面材上に所定の間隔を設けて第２面材を供給する面材供給工程と、
前記第１面材と第２面材の間で前記硬質ポリウレタンフォーム原液組成物が発泡・硬化する発泡硬化工程と、
前記発泡硬化工程の少なくとも一部期間において、第１及び第２面材の所定の間隔を保持する保持工程とを備え、
前記保持工程において、上方に発泡膨張するポリウレタンフォームを前記面材の幅方向に平坦化させる平坦化手段を少なくとも一部に設けることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、平坦化手段により、上方に発泡膨張するポリウレタンフォームを面材の幅方向に平坦化させることができ、よって厚みの均一性が保持された複合材料を得ることができる。
【００１１】
また、上記複合材料の製造方法において、前記平坦化手段が１以上のクラウンロールで構成され、当該クラウンロールが第２面材上方側に設置されることが好ましい実施態様である。
【００１２】
この構成によれば、平坦化手段が１以上のクラウンロールで構成され、当該クラウンロールが第２面材上方側に設置されるので、クラウンロールが発泡膨張作用の上方側圧力を幅方向に分散させることができ、よって厚みの均一性が保持された複合材料を得ることができる。
【００１３】
さらに、前記ポリウレタンフォームが硬化する前に前記平坦化手段を作用させることがより好ましい実施態様である。
【００１４】
この構成によれば、ポリウレタンフォームが硬化する前に前記平坦化手段（又はクラウンロール）を作用させることができるので、効率良く発泡体を幅方向に分散させることができるので好ましい。
【００１５】
また、上記複合材料の製造方法において、前記クラウンロールの膨張量が１．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。膨張量：Ｘは、以下式で算出される。
（式）Ｘ＝（ｂ−ａ）／２  ・・・（１）
式中、Ｘは膨張量、ａはロール端部の直径、ｂはロール中央部の直径である（図３参照）。また、ロール端部から中央部までの曲率は膨張量１．５〜２．５ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００１６】
この構成によれば、クラウンロールの膨張量を１．５〜２．５ｍｍの範囲に設定することで効率よく発泡体を幅方向に分散させることができるので好ましい。
【００１７】
以上の構成によれば、第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成してなる複合材料において、その幅方向に対し均一な厚みとなるように構成した複合材料の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１〜４は、本実施形態に係る複合材料の製造方法及び製造装置の一例について説明する図である。
【００１９】
（複合材料の構成）
本発明の複合材料は、第１面材と第２面材との間に硬質ポリウレタンを形成して構成される。第１及び第２面材は、硬質、軟質の表面材があり、硬質面材として例えば鋼板、ガルバリウム鋼板等が例示され、軟質面材として例えば耐水アルミ箔クラフト紙、ブラックポリコート紙等が例示される。また、上記軟質、硬質面材の組合せたもので構成されるものもある。面材の形状は、特に制限されないが、平面形状、波形状、角波形状、丸波形状等が例示される。
【００２０】
硬質ポリウレタンは、独立気泡のフォームを形成して構成され、原材料等は公知のものが制限なく適用できる。複合材料の厚み寸法、形状等も適宜設計できる。また、第１及び第２面材の両方を硬質面材又は軟質面材で構成でき、いずれか一方を軟質面材で、他方を硬質面材で構成することもできる。
【００２１】
（製造方法）
本発明の複合材料の製造方法は以下の工程を少なくとも備える。
（１）原料供給工程
第１面材の幅方向略中央部上に硬質ポリウレタンフォーム原液組成物を供給する。硬質ポリウレタンフォーム原液組成物は、従来公知のものが制限されず適用できる。原料供給手段は、公知の手段が適用でき、例えば、発泡装置が例示される。
（２）面材供給工程
硬質ポリウレタンフォーム原液組成物を供給した第１面材上に所定の間隔を設けて第２面材を供給する。第１面材上に所定の間隔を設けて第２面材を供給することで、所定の厚み（製品厚み）の複合材料を形成することができる。この所定の間隔は、製品仕上がり寸法に依存して設定される。所定の間隔を設ける手段は、公知の手段が適用でき、例えば、上下に設置され面材を挟みながら面材搬送可能なスチールベルトコンベア等が例示される。
（３）発泡硬化工程
第１面材と第２面材の間で硬質ポリウレタンフォーム原液組成物が発泡・硬化させる工程である。
（４）保持工程
発泡硬化工程の少なくとも一部期間において、第１及び第２面材の所定の間隔を保持する工程である。第１及び第２面材の所定の間隔を保持する手段は、例えば、上下に設置され面材を挟みながら面材搬送可能なスチールベルトコンベア等が例示される。
【００２２】
この保持工程において、上方に発泡膨張するポリウレタンフォームを面材の幅方向に平坦化させる平坦化手段が少なくとも一部に設けられている。
【００２３】
この平坦化手段は、平坦化手段が１以上のクラウンロールで構成され、当該クラウンロールが第２面材上方側に設置されるように構成されることが好ましい。さらに、ポリウレタンフォームが硬化する前に平坦化手段（又はクラウンロール）を作用させて、平坦化させることが好ましい。このクラウンロールは、例えばスチールベルトを介して第２面材上方側に設置され、上記所定の間隔を保持するように作用する。スチールベルトとクラウンロールの間隔は、硬質ポリウレタンフォームの発泡速度、硬化速度等物性等により適宜設定されるが、好ましくはクラウンロールの中央部（最大膨張部分）がスチールベルトを下方に押しあてるように設置させ、その押し当てられた部分が他の部分（例えば端部）より下方位置（端部を基準：０とすれば、−０．１ｍｍ〜−２．５ｍｍの範囲、より好ましくは、−２．５ｍｍ）になるように構成する。このように構成することで、製品の設定厚みに対して製品の略中央部を強く押さえることができ、その結果、仕上がり製品の幅方向に対する厚みを均一にすることができる。
【００２４】
本発明のクラウンロールは、その膨張量が１．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。膨張量：Ｘは、以下式で算出される。
（式）Ｘ＝（ｂ−ａ）／２  ・・・（１）
式中、Ｘは膨張量、ａはロール端部の直径、ｂはロール中央部の直径である（図３参照）。また、ロール端部から中央部までの曲率は膨張量１．５〜２．０ｍｍの範囲で適宜設定できる。
【００２５】
（製造装置）
本発明の製造方法に使用できる製造装置の一例について図１を用いて説明する。符号２００は発泡装置であり例えば、高圧発泡装置、低圧発泡装置が例示される。符号２０１は、原液を吐出するミキシングヘッドである。吐出量は、製品厚み、サイズ、原液の物性により適宜設定される。
【００２６】
符号３００、３０１は、面材を搬送する搬送機能を有するとともに、製品厚みを規制するスチールベルトラインである。下側スチールベルト３００は、第１面材４００を搬送する。上側スチールベルト３０１は、製品厚みを規制するために下側スチールベルト３００と所定の間隔を置いて設置され、第２面材４０１を上方から下方に厚み規制する。
【００２７】
符号１００、１０１、１０２、１０３は、スチールベルト３００、３０１を介して複合材料の厚み寸法を規制するために設けられるロール群である。ロール１０１、１０２、１０３は、フラット形状のロールである。ロール１００は、中央部凸型のクラウン形状である（以下、クラウンロール１００と称することがある）。
【００２８】
クラウンロール１００の群は、１本以上で構成され、フラット形状ロール１０１、１０２群の間に配置される。さらに、硬質ポリウレタンフォームの発泡が開始され、図１のＤ−Ｄ’位置を示す図２（ａ）において発泡体５００が第２面材４０１に衝突し、スチールベルト３０１を介してクラウンロール１００に抑えられて、図１のＥ−Ｅ’位置を示す図２（ｂ）にこいて発泡体５００が面材に対し幅方向に拡がる（平坦化される）。これにより、クラウンロール１００がスチールベルト３０１を介して、上方に発泡膨張する発泡体５００を面材に対して幅方向に拡げることができ、製品幅方向に対し中央部が他の部分よりも厚くなることがなく、幅方向での厚み寸法精度を向上できる。
【００２９】
ロール１０３群は、ロール１０１、１０２、１００の群に対向するように配置され、スチールベルト３００に対する下部方向への圧力に対して抗するように作用する。これにより、上側のロール群と対を形成して構成され、製品厚み寸法精度をさらに精度よく実現できる。
【００３０】
［実施例１］
発泡装置として、高圧発泡装置を用い、硬質ポリウレタン原料組成物を調製し、該装置に供給する。第１面材（被搬送対象物として下側面材）として鋼板、第２面材（上側面材）としてアルミ箔クラフト紙等を用いる。
【００３１】
フラットロール１０１、１０２、１０３及びクラウンロール１００群を図１に例示するように配置する。クラウンロール１００群は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、発泡体５００が上面材に接する位置から、発泡体５００が幅方向に広がり、発泡体５００が硬化するまでの間に相当する位置に配置される。硬化してしまってからクラウンロールを作用させても厚み規制機能を発揮し難いからである。使用されたクラウンロール１００の膨張量は２．５ｍｍである。また、クラウンロール１００とスチールベルトの配置構成として、クラウンロール両端部とスチールベルトを当接し、クラウンロール中央部がその両端部より２．５ｍｍ下方位置になるようにした（すなわち、クラウンロールの膨張量２．５ｍｍの距離分スチールベルトを下方に押し下げている構成である）。
【００３２】
［結果］
本実施例１で製造されたものは、製品幅方向中央部がその端部より厚くならず、幅方向での厚み寸法精度が高いものであった。
【００３３】
＜別実施例＞
本発明の製造方法に用いられる製造装置は、上記の製造装置に限定されない。また、クラウンロール１００に換えて、図４（ａ）、（ｂ）に示すような中央部分の直径が端部の直径よりも大きい変形ロールを適用することもできる（平坦化手段の別例である）。また、クラウンロール群は、全て同一の膨張量である必要がなく、本願発明の作用効果を奏するように膨張量を個々に変えて、配置順番を設定することができる。また、クラウンロールと上記変形ロールを本願発明の作用効果を奏するように適宜組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】複合材料の製造装置を説明するための図
【図２】複合材料の製造過程について説明する図
【図３】複合材料の製造過程について説明する図
【図４】クラウンロールを説明する図
【図５】従来のウレタンボードの製造装置を説明するための図
【図６】従来の製造装置で製造されるウレタンボードの製造過程について説明する図
【符号の説明】
【００３５】
１００    クラウンロール
１０１、１０２，１０３    ロール（フラットロール）
３００、３０１    スチールベルト
４００    第１面材
４０１    第２面材
２００    発泡装置
２０１    ミキシングヘッド
【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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