(57)【要約】【課題】従来技術と比較して、発泡原液組成物をより均一に塗布させて、仕上がりの厚さがより均一となるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法並びにガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備を提供する。【解決手段】下面材を供給する下面材供給工程、ガラス繊維マット６をほぐしローラー５により凹凸状に屈曲させるほぐし工程、ほぐされたガラス繊維マット６を下面材上１Ｌに供給するガラス繊維マット供給工程、下面材上に発泡原液組成物Ａを供給する原液供給工程、発泡原液組成物上に上面材１Ｕを供給する上面材供給工程、及び発泡原液組成物Ａを発泡・硬化させてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームＢとする発泡工程を有し、ほぐし工程の後に、ほぐされたガラス繊維マット６の表面をたたくたたき工程を有する。【選択図】図２
2009006566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス長繊維を含む硬質ポリウレタンフォームの製造方法であって、
下面材を供給する下面材供給工程、ガラス繊維マットをほぐしローラーにより凹凸状に屈曲させるほぐし工程、ほぐされたガラス繊維マットを前記下面材上に供給するガラス繊維マット供給工程、前記下面材上に発泡原液組成物を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、及び前記発泡原液組成物を発泡・硬化させてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程を有し、
前記ほぐし工程の後に、ほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくたたき工程を有することを特徴とするガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項２】
平面に形成されたたたき面を有するたたき部材によりガラス繊維マットの表面をたたくことを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法。
【請求項３】
ガラス長繊維を含む硬質ポリウレタンフォームの製造設備であって、
下面材を供給する下面材供給装置、ガラス繊維マットをほぐしローラーにより凹凸状に屈曲させるほぐし装置、ほぐされたガラス繊維マットを前記下面材上に供給するガラス繊維マット供給装置、前記下面材上に発泡原液組成物を供給する原液供給装置、前記発泡原液組成物上に上面材を供給する上面材供給装置、及び前記発泡原液組成物を発泡・硬化させてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームとする発泡装置を有し、
前記ほぐし装置によりほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくたたき装置を更に有することを特徴とするガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備。
【請求項４】
前記たたき装置は、平面に形成されたたたき面を有するたたき部材を備えることを特徴とする請求項３に記載のガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォーム、具体的には超低温用断熱パネル、とりわけＬＮＧ、液化ヘリウム、液化窒素等の沸点の低い物質、特にＬＮＧを貯蔵する貯蔵設備の断熱に好適な断熱パネルとして使用可能なガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法及び該製造方法の実施に適したガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス繊維を使用して強化した、超低温用断熱材として好適に使用できる硬質ポリウレタンフォーム（以下ＲＰＵＦと略する場合がある）は、一般的には下面材上にガラス繊維マットを載置し、硬質ポリウレタンフォームを形成する発泡原液組成物を供給、含浸し、次いで上面材を供給した後、ニップロールにてニッピングを行い、反応、発泡させる方法により製造されている。
【０００３】
製造に際して、ガラス繊維マットを複数枚供給してガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームを製造する技術は公知である（特許文献１）。特許文献１においては、ガラス繊維マットを発泡の進行に応じて持ち上げてガラス繊維の不均一を低減する技術が開示されている。
【０００４】
ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームにおいて、補強性に優れていることから最も一般的に使用されるコンティニュアスストランドマットは、１ないし複数本の連続したヤーンが幅方向にアットランダムに蛇行して所定の目付量となるように構成され、ヤーンの交点をバインダーで結着して厚さ方向の嵩高さを抑制してロール状に巻き取った状態で市販品として供給される。係るコンティニュアスストランドマットを強化用ガラス繊維とした場合には、特許文献１記載の発明では、各ガラス繊維マットの間隔は均一にはなるものの、なお個々のガラス繊維マットを構成するガラス繊維が厚さ方向に均一に広がらず、形成されたガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォーム中において各ガラス繊維マットの層にガラス繊維濃度の高い部分と低い部分とが生じるという問題を有する。
【０００５】
ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造に際して、個々のガラス繊維マットを構成するガラス繊維が厚さ方向に均一に広がるように、コンティニュアスストランドマット等のガラス繊維マットをほぐすほぐしローラーを使用する技術も公知である（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−１５０５５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１７８２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されたほぐしローラーは、第１ローラーと第２ローラーとからなり、それぞれ回転軸に複数の円板体が間欠的に配設されており、第１ローラーの円板体と第２ローラーの円板体とが交互に配設されて軸芯方向視にて重複部を形成するように構成されている。係る構成の２本のローラーの間にガラス繊維マットを供給すると第１ローラーの円板体と第２ローラーの円板体との作用でガラス繊維マットが屈曲変形を受け、バインダーの結着が解除される。
【０００７】
しかしながら、このほぐし工程において発生した凹凸の波打ち形状が発泡原液組成物の注入時に残っていると、塗布された発泡原液組成物が均一に塗布されず、その結果、均一な厚みガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームが得られなくなる。
【０００８】
本発明は、従来技術と比較して、発泡原液組成物をより均一に塗布させて、仕上がりの厚さがより均一となるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法並びにガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備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】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法は、
下面材を供給する下面材供給工程、ガラス繊維マットをほぐしローラーにより凹凸状に屈曲させるほぐし工程、ほぐされたガラス繊維マットを前記下面材上に供給するガラス繊維マット供給工程、前記下面材上に発泡原液組成物を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、及び前記発泡原液組成物を発泡・硬化させてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程を有し、
前記ほぐし工程の後に、ほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくたたき工程を有することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造方法による作用・効果を説明する。この構成によると、ガラス繊維マットをほぐしローラにより凹凸状に屈曲させる工程を有しており、これにより、ガラス繊維マットが圧縮・把持されて、ヤーンの交点のバインダーによる結着が解除されて、ポリウレタンフォームの厚み方向におけるガラス繊維の均一性を改善することができる。また、ほぐし工程により、ガラス繊維マットは凹凸形状に屈曲されるが、その後にたたき工程により、ほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくようにしている。この工程により、凹凸形状を平坦にならすことができる。このようなたたき工程を行なってから、発泡原液組成物を供給するようにしているので、発泡原液組成物をより均一に塗布させて、仕上がりの厚さがより均一となるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。
【００１１】
本発明において、平面に形成されたたたき面を有するたたき部材によりガラス繊維マットの表面をたたくことが好ましい。かかるたたき部材を用いることで、凹凸形状を平坦な形状に効率よくならすことができる。
【００１２】
上記課題を解決するため本発明に係るガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備は、
下面材を供給する下面材供給装置、ガラス繊維マットをほぐしローラーにより凹凸状に屈曲させるほぐし装置、ほぐされたガラス繊維マットを前記下面材上に供給するガラス繊維マット供給装置、前記下面材上に発泡原液組成物を供給する原液供給装置、前記発泡原液組成物上に上面材を供給する上面材供給装置、及び前記発泡原液組成物を発泡・硬化させてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームとする発泡装置を有し、
前記ほぐし装置によりほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくたたき装置を更に有することを特徴とするものである。
【００１３】
かかる構成によるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造設備の作用・効果は既に述べた通りである。すなわち、たたき装置により、ほぐされたガラス繊維マットの表面をたたくようにし、凹凸形状を平坦にならすことができる。このようなたたき工程を行なってから、発泡原液組成物を供給するようにしているので、発泡原液組成物をより均一に塗布させて、仕上がりの厚さがより均一となるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームを製造することができる。
【００１４】
本発明に係る前記たたき装置は、平面に形成されたたたき面を有するたたき部材を備えることが好ましい。かかるたたき部材を用いることで、凹凸形状を平坦な形状に効率よくならすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施に好適な製造装置と好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施に好適な製造装置と該製造装置を使用した製造方法の概略構成を示したものである。この例においては、上下両面材の双方に可撓性面材が使用され、ガラス繊維マットは３層供給されている。
【００１６】
下面材１Ｌを、下面材供給装置２Ｌからコンベア３，４上に供給し（下面材供給工程）、その上に補強用のガラス繊維材料として３層のガラス繊維マット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）をそれぞれ原反から連続的に巻き戻して供給、載置し（ガラス繊維マット供給工程）、発泡機のヘッド７（原液供給装置）から供給される硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ａをキャスティング法により供給した（原液供給工程）後、上部より上面材１Ｕを、上面材供給装置２Ｕから連続的に供給してサンドイッチ状とし（上面材供給工程）、ニップロール８，１４によって硬質ポリウレタンフォーム発泡原液をガラス繊維マットに十分含浸させた（ニッピング工程）後、コンベア９を備えた加熱オーブン１０（発泡装置）に送り、発泡硬化させて（発泡工程）ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームＢを作製する。
【００１７】
硬質ポリウレタンフォームは、公知の低温断熱性能に優れた硬質ポリウレタンフォーム原液を使用して形成される。硬質ポリウレタンフォーム原液は、活性水素含有化合物、発泡剤、触媒等を含有する成分（ポリオール成分）と、ポリイソシアネート化合物を主成分とする成分（イソシアネート成分）を使用し、発泡機を使用してポリオール成分とイソシアネート成分とを混合して発泡原液組成物としてガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの成形に供される。
【００１８】
ガラス繊維マット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、原反から巻き戻して供給する際に、ほぐしローラー５（５ａ，５ｂ，５ｃ）（ほぐし装置）にてほぐしが行われる（ほぐし工程）。
【００１９】
図１では、原反から巻き戻された個々のガラス繊維マットをほぐす例が示されているが、複数枚を１個のほぐしローラーでほぐしてもよく、２枚のガラス繊維マットを１対のほぐしローラーでほぐす方がほぐし効果が高く、好ましい。
【００２０】
たたき装置１１は、ほぐしローラ５によりほぐしが行われたガラス繊維マットの表面をたたく作用を行う装置であり、ほぐしローラ５により凹凸形状に屈曲させられたガラス繊維マット６を平坦にならすことを目的とした装置である。図１では、３層のガラス繊維マット６をまとめてたたくようにしているが、夫々のガラス繊維マット６ａ，６ｂ，６ｃを個々にたたくために３つのたたき装置５を備えてもよい。３層をまとめてほぐすか、個別にほぐすかは、適宜選択できるものである。
【００２１】
使用するガラス繊維マットの層数は、製造するフォームの厚さ、要求される強度、使用するガラス繊維マットの厚さや目付量等を考慮して適宜設定されるが、一般には２〜７層程度である。ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームのガラス繊維含有率は、５〜２０重量％であることが好ましい。
【００２２】
使用されるガラス繊維材料としては、アスペクト比の大きいガラス繊維が好ましく、好適な材料としてガラス長繊維のマット状の製品、具体的にはチョップストランドマット、コンティニュアスストランドマット等が例示される。硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物の含浸性、フォームの補強性に優れていることから、コンティニュアスストランドマットの使用が最も好ましい。
【００２３】
本発明において使用する面材としては、公知の面材は限定なく使用可能である。具体的には、紙面材、樹脂ラミネート紙面材、アルミニウムシート、鋼板、樹脂フィルム等の公知の可とう面材が例示され、限定なく使用可能であるが、シート自体の物理的強度が良好で、高断熱性用途に使用した場合に結露水が発生しても腐食しないこと、硬質ポリウレタンフォームとの反応接着強度が良好であること等の理由により、クラフト紙、アルミニウムシート、ガラスクロス、樹脂コーティング層を備えたクラフト紙等の複合材料の使用が最も好適である。このようなアルミニウムシート複合面材は、有機化合物の透過性が全くないために、これを使用して得られるガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームは、特にＬＮＧ貯蔵槽の断熱材として好適である。また、コアの部分のみを切り出して使用する場合は、面材は廃棄されるので、安価な面材を使用することが好ましい。
【００２４】
離型性面材、例えば離型紙、離型フィルム等を使用すると、その離型性面材を剥離除去して形成されたガラス繊維強化ポリウレタンフォームのスキン面を他の硬質ポリウレタンフォームに接着することが可能となる。
【００２５】
＜ほぐしローラの構成＞
図２及び図３にほぐしローラー５（ほぐし装置）の構成の一部を例示した。ほぐしローラー５は、フレーム５０に第１ローラー５０ａ，第２ローラー５０ｂが、ベアリング５１を使用して平行に配設されている。第１ローラー５０ａには円板体５２ａが，第２ローラー５０ｂには円板体５２ｂが、それぞれ間欠的に配設されており、第１ローラー５０ａの円板体５２ａと第２ローラー５０ｂの円板体５２ｂとは交互に位置し、かつ軸芯方向視にて重複部を有するように構成されている。
【００２６】
図３に示した例では、第１ローラー５０ａに駆動モーター５３が連設されている。間欠的に配設された円板体の大きさ（直径）、間隔、並びに重複部の大きさ等は特に限定されるものではなく、ほぐし対象であるガラス繊維マットの厚さ、種類（ガラス繊維の太さなど）に応じて適宜設定される。図２、図３に示した例において、少なくとも第２ローラー５０ｂは、第１ローラー５０ａとの間隔を変更できるように、フレーム５０への固定位置を変更可能に構成されていることが好ましい。
【００２７】
円板体５２ａ，５２ｂは厚さが均一な円板であってもよく、中心方向に厚さが厚い円板であってもよいが、厚さが均一な円板であることが製造が容易であり、好ましい。円板体５２ａ，５２ｂは周縁端部は円弧状に面取りをしたもの，ないし周縁端部全体が円弧状としたものであることが、屈曲変形時にガラス繊維マット６を損傷することがなく、好ましい。
【００２８】
ほぐしローラー５を使用してガラス繊維マット６をほぐす状況を図３に想像線にて示した。平坦なシート状で供給されるガラス繊維マット６をほぐしローラー５を通過させると、２本のローラーに交互に間欠的に配設され、かつ軸芯方向視にて重複部を有する円板体５２ａ，５２ｂによりガラス繊維マット６がジグザグ状に屈曲変形を受け、ガラス繊維マット６を構成するヤーンの結着が解消されてふわふわした状態となる。結着が解消されたガラス繊維は、発泡の進行に従って硬質ポリウレタンフォームの厚さ方向に均一に広がる。
【００２９】
＜たたき装置の構成＞
次にたたき装置１１の構成を図２及び図４により説明する。図３に示すようなほぐしローラ５によりガラス繊維マット６は、凹凸に波打った形状になる。この凹凸形状が残ったまま発泡工程に送られると、均一な厚さの硬質ポリウレタンフォームを成形することが困難になるため、凹凸形状を平坦にならす必要があり、そのためにたたき装置１１が設けられている。たたき装置１１により平坦にならされた後、ヘッド７により発泡原液組成物が供給される。
【００３０】
たたき装置１１は、たたき部材として角パイプ１１ａを備えている。角パイプ１１ａは断面形状が正方形もしく長方形のパイプ材であり、平坦なたたき面１１ｂを備えている。角パイプ１１ａの材質については、特に限定されるものではないが、ガラス繊維が引っかかりにくい鉄やアルミニウムが好ましい。
【００３１】
角パイプ１１ａは、上下方向にエアシリンダ１１ｃにより駆動可能であり、さらにエアシリンダ１１ｃは支持台１１ｄにより支持されている。角パイプ１１ａは垂直方向に往復駆動できるように制御される。角パイプ１１ａの駆動は、エアシリンダ１１ｃ以外のアクチュエータを使用してもよい。角パイプ１１ａの幅寸法は、製造されるポリウレタンフォームの大きさに合わせて適宜設定することができる。
【００３２】
角パイプ１１ａによりたたく場合のたたき深さについては、凹凸の波形状や、ガラス繊維マット６の厚さなどから適宜設定することができる。また、たたき回数、あるいは、たたく周期については、角パイプ１１ａの大きさなどを考慮して適切な値を設定することができる。
【００３３】
＜別実施形態＞
たたき装置１１は、ガラス繊維マット６の搬送方向に１箇所のみに設けているが複数個所に設けて複数回たたくように構成してもよい。たたき部材は、角パイプ１１ａではなく、例えば、プレート状の部材を用いてたたくようにしてもよい。なお、たたき部材としては、上記の角パイプ１１ａに限定されるものではなく、種々の変形例が可能である。例えば、角状であればパイプでなくてもよい。また、丸パイプを複数並べて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォームの製造装置を例示した正面図
【図２】ほぐしローラ及びたたき装置の構成を示す斜視図
【図３】ほぐしローラの構成を示す図
【図４】たたき装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３５】
Ａ        発泡原液組成物
Ｂ        ガラス繊維強化硬質ポリウレタンフォーム
１Ｌ      下面材
１Ｕ      上面材
５        ほぐしローラ
６        ガラス繊維マット
７        ミキシングヘッド
１０      加熱オーブン
１１      たたき装置
１１ａ    角パイプ
１１ｂ    たたき面
１１ｃ    エアシリンダ
５０ａ    第１ローラ
５０ｂ    第２ローラ
５２ａ，５２ｂ      円板体
【図１】
2009006566.tif 000003
【図２】
2009006566.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009006566.tif 000006