JP2006181935A - 硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して２つの成形空間に発泡原液組成物を供給してそれぞれの成形空間で形成されるフォームに特性に差がなく、中央部に中間枠材を有する硬質ポリウレタンフォームパネル又は２枚の硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することが可能な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。
【解決手段】下面材供給工程、型枠設置工程、発泡原液組成物をミキサー１１のノズル１３から供給する原液供給工程、上面材供給工程、発泡原液組成物を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び脱型工程を有し、型枠３３内には、中央部に成形空間を２分割する中間枠材３１を配設し、原液供給工程は、分割された成形空間のそれぞれに発泡原液組成物２６をノズル１３に装着された分割供給装置１８により分割して供給する硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法に関するものである。

断熱パネルである正方形又は長方形の硬質ポリウレタンンフォームパネルであって、両面に面材を有し、幅方向の中央部に長さ方向に中間枠材を配設したパネルは公知である（特許文献１、２）。

硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法としては、連続生産法とバッチ式生産法が周知である。

連続生産法は、原反から巻き戻して供給される下面材上に発泡原液組成物をミキサーより供給撒布し、次いで上面材を原反から巻き戻して供給し、ニップロールにより発泡原液組成物を上面材と下面材とになじませると共に厚さを均一化し、その後発泡硬化させた後に所定寸法に裁断することにより枠材が一体化されていない硬質ポリウレタンフォームパネルを製造するものである。上記中間枠材を有する硬質ポリウレタンフォームパネルの製造においては、裁断して得られるパネルと中間枠材とを接着することが行われる。

バッチ式生産法は、上面材と下面材との間に所定形状の枠材を配設して成形キャビティーを形成し、この枠材の一つの中央部、通常は矩形の枠体の短辺中央部に設けられた注入口から射出成形機にて発泡原液組成物を該成形キャビティーに注入して発泡硬化させることにより周囲に枠材を接着して一体化した硬質ポリウレタンフォームパネルを製造するものである。

連続生産法は、同一厚さの硬質ポリウレタンフォームパネルが簡便かつ低コストにて製造できるという特徴を有するが、同じ厚さではあるがサイズが異なるパネルを製造すると、裁断による廃棄物がかなりの量で発生し、廃棄物処理量の低減の要請に十分に対応することができない。

これに対して上記特許文献１、２において好適な製造方法として記載されているバッチ式生産法は、成形キャビティー内に射出成形機によって制御された所定量の発泡原液組成物が注入されて発泡硬化するために廃棄物発生量が少ないという特徴を有する。しかるにバッチ式生産法では、上面材、下面材及びその間に配設された枠材にて形成される成形キャビティー内に、該枠材に設けられた注入口から発泡原液組成物を射出するものであるために、成形キャビティー内における発泡原液組成物の分布の均一性を高めるには限度があり、その結果成形された硬質ポリウレタンフォームパネルは、隅端部の密度や強度等の特性が中央部より劣り、均一性に欠けるものであった。また１枚のパネルにおいて中間枠材が設けられているために、該中間枠材により区画される２つの成形キャビティーに別個に射出成形を行わなければならず、製造作業が煩雑であった。

硬質ポリウレタンフォームパネルの特性の均一性を高める技術として上面基板に固定された上面材と下面基板に固定された下面材の間において、該下面材上に配設された成形用型枠の成形空間内にミキシングヘッドを１方向に移動させつつ発泡原液組成物を供給した後に上面基板と下面基板を閉鎖することにより、より均一性の高い硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する技術が公知である（特許文献３）。
特開２０００−２２０２５１号公報 特開２０００−２５７２０７号公報 特開２００３−１４５５５８号公報

しかし、特許文献３の技術により２分割された成形空間に発泡原液組成物を供給しようとすると、発泡原液組成物を吐出しつつミキサーのノズルを第１の成形空間を長さ方向に移動させて発泡原液組成物の供給を完了して一旦吐出を停止し、次いで第２成形空間にノズルを移動させて発泡原液組成物の吐出を開始して第２形成空間の長さ方向に移動させつつ発泡原液組成物の供給を行う必要がある。しかるに上記の方法によれば、発泡原液組成物の反応が速いために、第１成形空間に供給した発泡原液組成物は、第２成形空間において発泡原液組成物の供給を終了した段階では既に発泡を開始しており、上面材を供給して押圧すると、中間枠材で区画された２つの成形空間では反応状態の異なる発泡原液組成物が同時に押圧される結果、成形された硬質ポリウレタンフォームパネルの特性に差が生じるという問題がある。

２つの成形空間に同時に発泡原液組成物を供給して同一の反応、発泡状態で上面材を供給して押圧して発泡工程を行い、第１成形空間と第２成形空間とで形成される硬質ポリウレタンフォームパネルの特性の差を生じないようにするためには、２個のミキサーとノズルを使用する方法が可能であるが、装置が高価となって低コスト化の要請に反することとなり、好ましいものではない。

本発明は、簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して型枠の中央部に配設された中間枠材によって区画されて形成された２つの成形空間に発泡原液組成物を供給し、それぞれの成形空間で形成されるフォームに、上面材を供給して押圧する際の反応、発泡状態の差に基づく特性に差がない中間枠材を有する硬質ポリウレタンフォームパネル又は２枚の硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することが可能な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る。

本発明は、長方形又は正方形の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
下面基板上に下面材を載置する下面材供給工程、前記下面材上に型枠を載置して成形空間を形成する型枠設置工程、前記成形空間内に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た発泡原液組成物をミキサーのノズルから供給する原液供給工程、前記型枠の上面に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材にて閉鎖した前記成形空間内にて押圧下に前記発泡原液組成物を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び押圧を解除して前記型枠を除去して硬質ポリウレタンフォームパネルとする脱型工程を有し、
前記型枠内には、中央部に前記成形空間を２分割する中間枠材を配設し、前記原液供給工程は、分割された前記成形空間のそれぞれに前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする。

係る製造方法によって、簡便な方法で１個のミキサーとノズルを使用して２つの成形空間に発泡原液組成物を供給してそれぞれの成形空間で形成されるフォームに特性に差がない中央部に中間枠材を有する硬質ポリウレタンフォームパネル又は２枚の硬質ポリウレタンフォームパネルを製造することができる。

上述の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法においては、前記分割供給装置が、前記ノズルに装着された分割ロッドであることが好ましい。

上記構成の発泡原液組成物の分割供給装置は、特に簡便かつ低コストの分割供給装置である。

本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造において使用する原料は、公知のポリウレタンフォームを使用することができ、いわゆるイソシアヌレートフォームであってもよい。パネルを構成する硬質ポリウレタンフォームの密度は２０〜５０ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは２５〜４５ｋｇ／ｍ^３である。本発明により製造する硬質ポリウレタンフォームパネルの大きさは特に限定されるものではないが、幅が１５００ｍｍ以下，厚さが１０〜２００ｍｍであることが好ましい。本発明は、とりわけ長さについては長いパネルの製造において、厚さについては薄いパネルの製造において、有利である。

本発明の硬質ポリウレタンフォームパネルを構成する面材としては、クラフト紙等の紙、樹脂フィルム、アルミフォイル等が使用可能であり、ポリエチレンフィルム等のポリオレフィンフィルムやアルミ箔をラミネートした積層面材であってもよい。

型枠を構成する部材は、硬質ポリウレタンフォームの発泡硬化時の発泡圧によって変形しなければよく、限定されるものではないが、アルミや鉄にて構成されていることが好ましい。型枠は、少なくとも成形キャビティーを形成する面とガス抜き溝を設けることが好ましい。

中間枠材を構成する材料は、中間枠材を型枠のひとつとして２枚の硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する場合には上記型枠と同じ材料を使用することが好ましく、中間枠材をパネルの構成部材として使用する場合にはパネルの用途に適した材料、例えば木材などを使用する。

図１は、分割供給装置を備えたミキサーとノズルを例示した斜視図である。撹拌用のモーター１５を備えたミキサー１１の発泡原液組成物吐出用のノズル１３には分割供給装置１８が装着されている。分割供給装置１８は、発泡原液組成物を分割する分割ロッド２５、該分割ロッドを保持するフレーム２３、フレーム２３をノズル１３に装着固定するアーム２１及び固定用リング１９とから構成されている。分割ロッド２５は、フレーム２３に固定したものであって、フレーム２３と一体に交換可能に構成してもよく、分割ロッド２５をフレーム２３から着脱自在に構成して交換、清掃を容易にしてもよい。分割供給装置１８全体をノズル１３から取り外して交換する構成としてもよい。またノズル１３とフレーム２３の距離を任意に調整可能に構成することは好適な態様である。

ミキサー１１は、硬質ポリウレタンフォームを形成するポリオール成分とポリイソシアネート成分を均一に撹拌混合して必要な発泡原液組成物が形成されるものであれば特に限定なく使用可能である。図１には、モーター１５にて回転する撹拌翼（図示せず）を内蔵したミキサー１１を例示したが、衝突混合方式のミキサーを使用してもよい。ミキサー１１にはそれぞれの貯蔵タンク（図示せず）から配管１７ｐを通じてポリイソシアネート成分が，配管１７ｒを通じてポリオール成分が供給され、混合されてノズル１３から吐出される。またミキサー１１とノズル１３とは可とう性のホースで接続し、ミキサー１１を固定してノズル１３のみを移動可能に構成してもよいが、洗浄の容易さの観点より、図１、２に示した一体型が好ましい。

図２は、図１に示した分割供給装置を備えたミキサーとノズルを使用し、硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する際の原液供給工程を示した斜視図である。下面基板３５の上には下面材供給工程により下面材３７が敷設される。下面材３７の上には、型枠配設工程により型枠３３が配設され、成形空間が形成される。さらに、成形空間の中央部に該成形空間をほぼ等分する中間枠材３１が配設され、第１成形空間と第２成形空間の２つの成形空間が形成される。次いでミキサー１１とノズル１３を中間枠材３１の型枠３３の一方側近傍上方に位置させて発泡原液組成物をノズル１３より吐出しつつ反対側の型枠方向（図中の矢印Ｘ方向）に移動する。発泡原液組成物の吐出開始位置をＡ、終点をＢとして示した。破線Ｐは、終点終点まで供給された発泡原液組成物のおよその形状を示した仮想線である。吐出された発泡原液組成物２６は、ノズル吐出孔の流れ方向前方に配設された分割ロッド２５に衝突して２６ａ，２６ｂに２分され、中間枠材３１を発泡原液組成物で汚染することなく、それぞれ第１成形空間、第２成形空間に、同時に供給される。発泡原液組成物の吐出開始位置Ａ、終点Ｂは、製造するパネルの大きさや発泡原液組成物の吐出量等に応じて適宜設定される。分割供給された発泡原液組成物２６ａ，２６ｂは、第１成形空間、第２成形空間の中央部に供給されることが好ましい。

図３は、原液供給工程を示した断面図である。この例においては、断面が正六角形の分割ロッドを使用した例を示した。ノズル１３から吐出された発泡原液組成物は分割ロッド２５に衝突して２分割され、型枠３３と中央部の中間枠材３１により形成される第１成形空間と第２成形空間に供給される。ノズル１３と分割ロッド２５との間隔、分割ロッド２５の形状や大きさ、ノズル先端からの距離、並びに分割ロッド２５から成形空間までの距離等は、製造する硬質ポリウレタンフォームパネルの形状等に応じて適宜設定される。

図４には、発泡工程を断面図にて例示した。即ち図４は、図２ないし３に示した原液供給工程終了後に上面材を供給し（上面材供給工程），プレスにて押圧して発泡原液組成物を発泡硬化させている状態を示したものである。下面基板３５上に配設された下面材３５と上面基板３６に装着された上面材３８の間に型枠３３と中間枠材３１が配設され、上面材３８と該上面材３８を支持する上面基板３６にて閉鎖され、所定形状の成形キャビティーとなった第１成形空間と第２成形空間に発泡原液組成物２６ａ，２６ｂが発泡して充填されている。上面基板３６と下面基板３５とは、プレス定盤５１、５３の間において押圧されている。押圧は、上面基板と下面基板としてプレスの定盤を直接使用してもよく、この例のようにプレス定盤により上面基板と下面基板を介して間接的に行ってもよい。発泡原液組成物の反応が終了した後に押圧を解除し、上面基板３６と下面基板３５を除去し、さらに型枠３３を除去すると中央部に中間枠材３１を有する硬質ポリウレタンフォームパネルが得られる（脱型工程）。また中間枠材３１を型枠３３と同様に離型性を付与したものとして上下の面材３７、３８を中間枠材３１の縁に沿って裁断すると２枚の硬質ポリウレタンフォームパネルを得ることができる。

分割ロッド２５の断面形状は、特に限定されるものではなく、図５に例示したように、図３に使用したものと同じ六角形のもの（ａ）の他に、（ｂ）三角形、（ｃ）楕円形、（ｄ）四角形などが例示される。分割ロッドは、左右対称に発泡原液組成物が供給されるように配設される。（ａ）の正六角形は、頂点が中央位置（液が左右に均等に供給される位置）となるように配置してもよいが、図３に示したように辺が吐出される発泡原液組成物の中央位置に水平に位置するように配置することが好ましい態様である。

図６は、分割供給装置の別実施例を例示した断面図である。分割装置４０は、ノズル１３にボルトで固定された２つの排出口４２ａ，４２ｂを有するアダプター４１である。

分割供給装置を備えたミキサーとノズルを例示した斜視図 中央部に中間枠材を有する硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する原液供給工程を示した斜視図 原液供給工程を示した断面図 発泡工程を例示した断面図 発泡原液組成物の分割供給装置の分割ロッドの形状を例示した断面図 発泡原液組成物の分割供給装置の別実施例を例示した断面図

符号の説明

１１ ミキサー
１３ ノズル
１８ 分割供給装置
２６ 発泡原液組成物
３１ 中間枠材
３３ 型枠

Claims (2)

1. 長方形又は正方形の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法であって、
   下面基板上に下面材を載置する下面材供給工程、前記下面材上に型枠を載置して成形空間を形成する型枠設置工程、前記成形空間内に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た発泡原液組成物をミキサーのノズルから供給する原液供給工程、前記型枠の上面に上面材を供給する上面材供給工程、前記上面材にて閉鎖した前記成形空間内にて押圧下に前記発泡原液組成物を発泡硬化させて所定形状の硬質ポリウレタンフォームとする発泡工程、及び押圧を解除して前記型枠を除去して硬質ポリウレタンフォームパネルとする脱型工程を有し、
   前記型枠内には、中央部に前記成形空間を２分割する中間枠材を配設し、前記原液供給工程は、分割された前記成形空間のそれぞれに前記発泡原液組成物を前記ノズルに装着された分割供給装置により分割して供給することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。
2. 前記分割供給装置が、前記ノズルに装着された分割ロッドであることを特徴とする請求項１に記載の硬質ポリウレタンフォームパネルの製造方法。

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