JP5202114B2 - 2液硬化型樹脂発泡体の成形方法 - Google Patents
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Description
カーボネート系のポリオール成分原料としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール等の多価アルコールと、ジエチレンカーボネート、ジプロピレンカーボネート等との脱アルコール反応により得られる化合物等が挙げられる。
上記のポリオール成分原料及びイソシアネート成分原料は、一種単独で又は二種以上を混合して使用することができる。
次に、本発明の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法を高圧注入発泡装置に適用した場合について説明する。表3は、イソシアネート成分とポリオール成分を原料とし高圧注入発泡装置により硬質ポリウレタンフォームを成形する場合、発泡剤A〜G、H,I,Jを混合する成分原料組成1,2を示している。
なお、高圧注入発泡装置や発泡条件は以下の通りである。
・高圧発泡機:丸加化工機製 HF−430P
・高圧発泡機ミキシングヘッド:丸加化工機製 MX−18
・吐出量:15kg/min
・液温:40℃
・吐出圧:10〜15MPa
・発泡ガス添加方法:超臨界CO2供給装置
なお、成形条件、装置は、次の通りである。
・サイズ:920L×610W×50T mm
・型:ホットプレス
・プレス温度:40〜45℃
・脱型時間:30〜45 min
本発明の発泡剤A〜Gを使用して発泡させた場合は、すべて硬質ポリウレタンフォームの発泡時における安定性を確保することができることが分かる。また、原料漏洩時の安全性もほぼ確保できていることが分かる。更に、平均フォームセル径も200μm以下であることがわかる。更には、熱伝導率も完全水発泡の場合と発泡剤として炭化水素のみを使用した場合の間程度であることが分かる。加えて、熱伝導率の経時変化も、1ヶ月後で炭化水素のみを使用した場合と同程度であることが分かる。
次に、本発明の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法を現場発泡において主に用いられるスプレー発泡装置に適用した場合について説明する。表5は、イソシアネート成分とポリオール成分を原料としスプレー発泡装置により硬質ポリウレタンフォームを成形する場合、発泡剤A〜G、H,I,Jを混合する成分原料組成3,4を示している。
なお、スプレー発泡機による成形条件は、次の通りである。
・発泡機:ガスマー製HF−1600型
・ガン:ガスマー製Dガン
・ホース長さ:15m
・プライマリーヒータ:55℃
・ホースヒータ:40℃
・CO2供給温度:30〜40℃
本発明の発泡剤A〜Eを使用して発泡させた場合は、すべて硬質ポリウレタンフォームの発泡時における安定性を確保することができることが分かる。また、原料漏洩時の安全性もほぼ確保できていることが分かる。更に、平均フォームセル径も200μm以下であることがわかる。更には、熱伝導率も完全水発泡の場合と比較して低いことが分かる。加えて、熱伝導率の1ヶ月後の経時変化も、すべて完全水発泡の場合と比較して優れていることが分かる。
次に、図1により、高圧ガス保安法上における可燃性ガスと二酸化炭素、及び、空気の3成分が混合したときの爆発範囲と可燃性の定義について説明する。例として可燃性ガス又は可燃性液体に、ジメチルエーテル(DME)を用いた場合について検討する。
図1に示されている爆発範囲は、次の表7に記載の爆発の有無に試験データをプロットした点を結んだものである。なお、図示しないが、表8に可燃性ガス又は可燃性液体としてシクロペンタン(CP)を用いた場合、表9に同じく1,1,2,2−テトラフルオロ−1−メトキシエタン(HFE−254pc)用いた場合についての爆発の有無の試験データを示す。
発泡時安全性の評価はプラスチック原料を1000×200×40mmの金型内に注入し発泡時の雰囲気ガスをシリンジでサンプリングを行い、GC−MS((株)島津製作所製 ガスクロマトグラフGC-17A、質量分析計、GCMS-QP5050、CIコントローラーCI-50 カラム J&W SCIENTIFIC製キャピラリーカラム60m×0.32mm キャリアガス He)を用いて濃度の解析を行い爆発(燃焼)範囲であるかどうかを判定した。スプレー発泡の場合も同様である。
混合ガスが溶解した原料(実施例ではポリオール成分)を18lのオープン缶に放出し、缶上部の雰囲気ガスを放出後一定時間後にシリンジでサンプリングし濃度をGC−MSで分析し爆発(燃焼)範囲であるかどうかを判定した。スプレー発泡の場合も同様である。
次に、図3により、本発明の2液硬化型樹脂の発泡体成形方法を高圧注入発泡装置に適用した例について説明する。図35に示した高圧注入発泡装置では、樹脂原料として、ポリウレタンフォーム作製用のイソシアネート成分原料とポリオール成分原料を用いている。また、発泡剤としては、ここでは不活性ガスとして超臨界又は亜臨界状態の二酸化炭素と用い、これに可燃性ガス又は液体としてジメチルエーテル、シクロペンタン、HFE−254pcのいずれかを混合したガス又は液体を用いることができる。
次に、図4により、本発明の2液硬化型樹脂の発泡体成形方法をスプレー発泡装置に適用した例について説明する。図4に示した装置でも図3に示した装置と同様、原料となるプラスチックフォーム原料として、ポリウレタンフォーム作製用のイソシアネート成分原料とポリオール成分原料を用いている。また、発泡剤としては、図3に示した装置の場合と同じものを使用している。31は、ポリオール成分原料を輸送、貯蔵する原料ドラム、32は、イソシアネート成分原料を輸送、貯蔵する原料ドラムであり、通常ドラムポンプを用いて定量供給ポンプ供給される。
1a,2a 攪拌翼
1b,2b 加熱ジャケット
1c,2c 圧力計
1d,2d リリーフ弁
3,4、33,34 原料定量供給ポンプ
3a,4a、8 モータ
5,35 密閉容器
6,7、37 発泡剤定量供給ポンプ
9 切換弁
10,11,38 混合ユニット
10a,11a 圧力計
12 可視化セル
13 ミキシングヘッド
14,15 センサマニホールド
14a,15a 圧力計
14b,15b 温度計
18 温度,圧力の表示盤
19,20 サイトグラス
23,24 調圧弁
25,40 圧力調整手段
36 冷凍機、
39 スプレーガン
39a ノズル
P,P1,P2,P3,P4 逆止弁
L1,L2、R1,R2 原料供給ライン
l1,l2 バイパス
A,B 発泡剤供給装置
C 油圧システム
Claims (5)
- 樹脂原料に発泡剤を混合し発泡・硬化させる2液硬化型樹脂発泡体の成形方法において、
発泡剤として、不活性ガス又は不活性液化ガスとしての二酸化炭素と可燃性ガス又は可燃性液体としてのシクロペンタン、DME、HFE−254pcのいずれか1つを混合して得られる混合ガス又は混合液化ガスを用い、
2液硬化型樹脂発泡体の発泡・硬化時において、空気と飛散した発泡剤が混合したとき、当該空気と二酸化炭素、及びシクロペンタン、DME、HFE−254pcのいずれか1つからなる3成分の混合ガスが、高圧ガス保安法により規定される爆発下限が10vol%以下か、又は、爆発上下限の差が20vol%以上である可燃性ガスに該当しないガスであることを特徴とする、2液硬化型樹脂発泡体の成形方法。 - 混合ガス又は混合液化ガスは、ODP(オゾン層破壊係数)が0で、GWP(地球温暖化係数)が150以下である、請求項1に記載の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法。
- 樹脂発泡体がマイクロセルフォームである、請求項1又は2に記載の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法。
- 2液硬化型樹脂がウレタン樹脂である、請求項1〜3のいずれかに記載の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法。
- 発泡剤は樹脂原料を混合する前のポリオール成分に混合することを特徴とする、請求項4に記載の2液硬化型樹脂発泡体の成形方法。
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