JPS5848338B2 - トウホウセイキホウオユウスルポリイソシアネ−トケイハツポウタイノセイゾウホウホウ ナラビニ ソノソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自由発泡方向に対し垂直な一方向にのみ気泡を
膨眼させ、物性にすぐれたポリイソシアネート系発泡体
を製造する方法に関するものである。

ここに云うポリイソシア不一ト系発泡体は、その出発材
料とｌ一でイソシアネートを含む発泡体、例えばポリウ
レタン、ポリイソシアヌレート、ポリカルポジイミド等
の発泡体を包含して指称するが、以下にむいては本発明
をポリウレタン発泡体について例示説明することにする
。

一般にポリウレタン発泡体等の戒形方法及び装置につい
ては従来より種々の技術があり、実施されているが、こ
れらの戒形手段によって或形された発泡体の気泡は通常
、発泡方向に−長径を有する・楕円体形状となることが
知られている。

そして、ポリウレタン発泡体の発泡方向による物性の種
々な相違はこの気泡構造に起因することも広く知られる
ところである。

そのため、かかる気泡構造を改変する方法ならびに装置
について種々の検討が加えられ、既に米国特許第３．２
４． ９，４ ８ ６号明細書、特公昭４８−２８７
８１号公報等に釦いて一部提案されている。

しかし、これらの方法は発泡体の成形容器の発泡上面に
蓋を設けるか、又は平板によって発泡体の頂部を押えて
容器の側壁を拡大しようとする等、倒れも発泡体頂部を
強制的に押えることによって等方性気泡を得ようとする
方法であり、戊形容器全体にかかる発泡圧かむのづと犬
となり成形容器の構或、離型の点に問題が残されていた
。

そこで、本発明者等は、上記の如き問題に対処すべく、
かねてより研究を重ね、さきに特願昭４９−３６１００
号（特公昭５２ ５００６０号公報参照）にて発泡体
の表面高さを検知し、横開き機構を作動せしめて自由発
泡方向に対し垂直な方向へ気泡を膨脹させ、球形気泡を
有するポリウレタン発泡体を製造する方法を提案した。

ところが、上記方法について更に検討を重ねたところ、
横方向の拡大についても必らずし２も２方向を必要とせ
ず、一方向、就中、進行方向に対し前後方向のみに型を
拡大するだけでも充分に所期の物質をもつ発泡体が得ら
れることを知見するに至つか。

本発明は上述の如き情勢に対応し、簡易軽衣な構成の戊
形容器でもって、かつ離型時間の短縮化を図り得る気体
構造の改変手段を提供するものであり、その特徴とする
ところは、発泡体頂部に押え板等の装置を設けることな
く、発泡体が自由発泡する場合にむけるその発泡高さを
所定位置で検知し、これと相関連せしめて該自由発泡方
向と垂直な一方向にのみ積極的に型を拡大させることに
より、発泡を一方向に膨脹させることにある。

一般に硬質、半硬質を問わず、ポリウレタン発泡体はそ
の発泡原液を混合、撹拌後、数秒から数分に至る間にク
リーム状態となって発泡を始め、徐々に粘塵を増し、数
分から数十分後に発泡体表面に手を触れて亀べとつかな
い、所謂、タックフリーの状態となり、その後、更に数
秒から数分を経て発泡が完了する状態となる。

この場合、発泡体の気泡の形状はクリーム状からタック
フリーの間に決定され、タックフリーから発泡完了まで
の間は発泡体の体積にして数％しか体積増加がないため
、殆んど気泡の形状には影響されない。

それ故、本発明は発泡原液が流動性を有するタックフリ
ーまでの間に発泡体の気泡形状を変えることが必要であ
り、そのため、その間に戒形容器の２側面を自由な状態
に１〜で発泡しつつある発泡体の周囲に殆んど圧力が加
わらないようにして発泡体の気泡形状を改変する。

そして、この間の発泡体の発泡圧力は前述の如く発泡容
器上部が解放されており、又、発泡体が流動性を有して
いることから、極めて小さく、殆んど発泡原液の自重の
みとなっているために簡単な治具で２側面を自由に近い
状態にしてその方向に拡がる気泡により構成されたポリ
ウレタン発泡体を容易に得ることが可能である。

しかして、かかる本発明によって得られた気泡を有する
発泡体の外観形状は従来の発泡体のそれと殆んど変わら
ないが、物性面にむいてすぐれても・り、父、その製造
は頗る短時間に行なうことができ、生産性向上に資する
ところが犬である。

なかでも、本発明による発泡体の物性は特に寸法安定性
に勝れているので、使用目的によっては比重を大巾に下
げろことができ、発泡時の離型時間の短縮化も寄与１〜
で、大巾なコストダウンが期待できる。

なお、本発明において発泡体の気泡を殆んど完全球形に
近い等方性状とする考えは発泡体の発泡方向（立ち上り
方向）を従来の縦方向（Ｚ方向）たけであったのを横方
向（Ｘ方向）にも行なわしめ、その発泡方向の比率を適
宜勘案することにより行ない得るとの理由に起因するも
のであり、本発明はその有効なる手段を見出し得た．も
のである。

次に、本発明の具体的な実施の態様の１例を添付凹面を
参照Ｉ一つつ更に詳，ｔ’Ｂ−Ｆる。

なち・、本実施例に七・いては本発明の要部となる型の
外側に特に外壓宏使用し、二重の型と１−た場合を示す
。

しかし７、本発明にあ・いて外型の使用は必ら寸゛シ，
も必要ではなく、必須のものではない。

Ｉ一カ・し、外型を使用することは製作上、有利であり
、本発明に当然包含される。

第１［゛ズ１は従来の発泡体における気泡の断面の態様
を示し７、自由発泡方向（ス方向）の充分な発泡に比し
、白由発泡方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ｘ，ｙ
方向）の発泡が不充分なため、向山発泡方向（Ｚ方向）
に長径を有する楕円形をなしている。

これに対し、本発明により或型された発泡体の気泡の断
面構成は前記第１図の場合と異なり、自由発泡方向（冗
方向）の発泡と同程度にこの方向に対して垂直な一方向
（Ｘ方向）の発泡が充分に行なわれ、略々球形に近い形
状をなしている。

第２図は本実施例の方法にかいて使用する外型Ａの一例
を示すものであり、第３図は本発明に使用する型（以下
、本発明に釦いては内型という）の一例を示したもので
ある。

外型Ａぱ図示の如くその側択１が外方例えば図の矢印方
向に向かって開放可能なる如く形或されてあ・り、その
内部には後述の内型Ｂを容易に嵌合、離脱せしめるため
のローラーコンベア２が設けられている。

一方、内型Ｂは第３図に図示した如きＸ方向のみに拡大
町能な側壁３を有するものであり、発泡完了後、発泡体
より取り除くため解体用金具により両側板は連結されて
いる。

しかして、前記の如く構威された外型Ａと内型Ｂを使用
し、内型Ｂを外型Ａ内に嵌入するにあたって（・１、内
型Ｂを縮小せしめた状態で嵌入する。

この状態は第４図の平面図に明記されている如くであり
、中央部に発泡体原液を注入．収容する空間ａが形威さ
れ、その左右図では上下に図の矢印間隔を有する発泡体
の気泡を膨脹させるために必要な空間ｂが作られる。

この場合、中央部の空間ａの面積は全拡張の場合の１／
３〜１／４位が気泡の膨脹及び内型８の？閉操作の而か
らみて適当である。

第５図は前記の如き外型Ａ、内型Ｂを使用して、発泡操
作を行なわせる場合の装置の構或を示しており、底板４
士には特に厚さが５〜１０ｍｍ．位のクッション材９が
予め張り合わされ、その士にスペーサ−５が取り付けら
れている。

しかも、更に側壁３底板４を被ってそれらの面に離型紙
１０が使用され、内型Ｂの繰り返し使用の便宜を図って
いる。

側壁３あるいは底板４の材質は随時、適宜材刺の使用か
り能であるが、一般的には１５ｉｍ程度の合板又は同等
の強度を持つ金属板が用いられる。

また、スペーサ−５の厚みも５關程度とすることで充分
である。

ｌ〜かして、第５図に図示寸る如く内型Ｂの伺１壁３に
は外面に接して保持板１２′が設けられており、型拡大
機構１２の作動によって、内型Ｂの拡大移動のタイミン
グを図っている。

この型拡大機構１２は図においては外型Ａの側片を貫通
して取り付けられているが、外型Ａぱ単にこれを支持し
得る側粋のみでもよく、又、その機構は油圧式、ねじ式
などが使用可能である。

この型拡大機構１２の作動は注入空間ａの上部所定高さ
位置に、設けられた発泡体の表面高さ検知機構１１、例
えばリミットスイッチの如き接触検知方式の検知機構等
によって関連づけられてかり、側壁３を一方向、即ちＸ
方向に拡大させる。

検知機構１１の設置高さは経１験的に発泡体の最終高さ
の８０〜９０％に位置するのが好適であんまた、この検
知機構１１ぱ発泡体が検知機構１１と型拡大機構１２の
連動により自動的に作動し、内型Ｂが拡大し、その発泡
体が硬化後直ちに取り除き得るよう回動あるいは上下に
移動可能にしても−＜ことが好ましい。

以上の如くにして構威されている外型Ａと内型Ｂとを使
用し、各整備を終了後、本発明方法が実施されるが、以
下に本発明方法をポリウレタン発泡体の具体的な製造工
程によって説明すると、先ず、第６図に図示した如く最
終容積第８図の空間を充満するに要する充分なポリウレ
タン発泡原液を混合撹拌して空間ａに注入する。

しかるときは数秒から数分後には混合液はクリーム状と
なり発泡を開始する。

そして前記空間ａの上部に設置されたりットスイッチの
如き検知機構１１にまで発泡体が膨脹してくる。

この工程までは、従来の発泡体製造方法と格別異なると
ころはなく、出来ている気泡も亦、楕円形状であるが、
液はまだ流動性を有してしる。

検知機構１１まで発泡してきた発泡体は次に第７図に図
示した如く型拡大機構１２が夫々外方へ摺動｛〜でそれ
に応じて内型Ｈの側壁３は発泡体の高さを検知機構で確
かめ、一定に保ちながら一方向開いて行き、さきの発泡
体の発泡方向、即ちＺ方向から矢印の如きＸ方向の発泡
一＼と変わり、発泡体の気泡の笠方性が始まって行く。

そｌ〜で、このＸ方向の発泡を側壁３が内型全面の状態
になるまで続ける。

（第８図参照）かくして完全に肉眼で見て発泡体がもう
発泡［ーでいない状態になれば製品として型内より取り
出す。

かくして得られた発泡体製品は、その方向への移行、殊
に検知機構と連動せる型拡大機構の自動的移動により気
泡の形状は次第に等方性となり、縦．横両方向に対して
均一な物性を有するポリウレタン発泡体を得ることがで
きると共に発泡体側面自体には発泡圧が加わりにくいた
めに発泡体の離型時間も頗る短縮される。

例えば、従来の製造方法では、得られた発泡体は発泡完
了後、室温で２０〜６０分間位発泡容器に入れたままの
状態にしておかないと、離型時に発泡体側面に加わって
いる内部応力により発泡体に割れが生じたが、本発明に
よる場合には、発泡完了後、１〜２分後に離型しても、
発泡体に割れは生じることがなかった。

そのため、本発明を利用するときは、発泡容器の数が従
来に比べて１／１０以下で済む利点を有する。

上記の説明にむいては、本発明の装置に使用する型（モ
ールド）どして第３図及び第４図に図示した如きモール
ドを使用した場合について述べているが、モールドとし
ては上記のものに限るものではなく、同様な目的で作威
された種々のものを用いることができる。

次に、本発明の具体的な実施例を掲げる。

実施例 １ 先ず、次の如き配合になる５種類の配合液（Ａ液）を調
製した。

そして、次に前記Ａ液の合計に夫々Ｂ液としてプレポリ
マー（シュークローズポリエーテル・イソシアネート系
）を１３０部の比率で混合撹拌して５種類の比重の異な
るポリウレタン発泡体を製造１〜、各々について物性の
比較を行なった。

その結果を示すと次表の通りであった。

本 表中、（ＡＩ ）は従来技術によって製造したポリ
ウレタン発泡体であり、（２）〜（５）は何れも本発明
により製造したポリウレタン発泡体である。

なお、試料とした発泡体寸法は５ ０ ０ Ｘ １００
０Ｘ２０００ｍ／ｍである。

実施例 ２ 先ず、次の如き配合割合にて配合液を調製しねボリエー
テル（了ロマチイツク系ＯＨ価３８０） ３０部ポリ
エーテル（シュークローズ千〇Ｈ価４５０） ７ｏ部
界面活性剤（シリコン） 水 アミン系触媒 発泡剤（フロン１１） １部 ３部 ｌ部 ７０部 １７５部 次いで、上記の如き配合液に対しプレポリマー（シュー
クローズポリエーテル・イソシア不一ト系）を１６２部
の割合で混合撹拌して、従来法と本発明方法により夫々
ポリウレタン発泡体を製造＊＊した。

かくして得られた両方法による発泡体の物性の比較を行
なったところ、次表の如き結果であつね上表より本発明
によるポリウレタン発泡体の物性は発泡方向と直角方向
において、従来法によるものより優れていること、即ち
等方性に近い気泡発泡体が得られたことが理解される。

また以上の説明ではＺ方尚の発泡がある高さに達したと
きに始めて検知機構１１が作動し、これと関連させてＸ
方向への型拡大機構を作動させて気泡を有する発泡体を
製造する例を示したが、本発明の最犬の特徴は従来技術
のような発泡内圧等によることなくＺ方尚の発泡高さ乃
至は発泡速度に関連させてＸ方向への型拡大機構を積極
的に作動せしめる点にあり、従って下記のような変形実
施態様も当然本発明に含まれる。

その一例としては、例えば発泡開始と同時に又はやや遅
れてＺ方向への発泡高さを検知しながらこれと関連せし
めて型拡大機構の作動を開始させることである。

この場合の検知機構１１は前に説明した場合と異なり、
Ｚ方向への発泡の進行につれて共に上昇しながらこれと
関係させて型拡大機構１２を作動させるようにするが、
Ｚ方向所定高さに達した時点でそれ以上の−ヒ昇を止め
、以後は前の説明のようになお検知機構１１が気泡体の
表面に接している期間中、型拡大機構１２を作動し続け
させるようにしてもよい。

発泡終了時点で型の側壁３は第３図のように完全な拡大
状態よりもやや内側に屈曲された状態であるように条件
を設定してもよい。

更に本発明の他の実施態様として予め試行等によりＺ方
尚の発泡高さの上昇に関連させて設定された条件のもと
て発泡開始後、型拡大機構１２を独自に作動せしめるよ
うにすることもできる。

これをプログラム制御の方式で行なうことも可能である
。

この場合、前記のように直接Ｚ方尚の発泡高さを検知し
なから型拡大機構を作動せしめる方式と比してやや精度
が劣るが、環境の温度及び湿塵、発泡性原液の品質の管
理等を充分に行なうことにより所望の泡構造の発泡体と
する精度を高めることができる。

以上の如き本発明により得られる発泡体は、低密度（０
．０２５以下）である上、優れた物理的性質を有し、特
に寸法安定性が極めて高いものであり、各種の断熱材と
して最適で、かつ、安価、経済的な断熱施工が可能とな
る。

その断熱材としての形状も平板状、立方体状、断面円弧
状等、如何なる形状にも成型できることはいうまでもな
い。

また、他の材料と積層してサンドイツチ状の断熱材にも
応用されるが、これは本発明により得られる発泡体の表
面の少くとも一面に紙、プラスチックシ一ト、合板、ア
スベスト板、金属箔等の表面材を積層することができる
ので、本発明は大変有用、かつ広範囲な活用が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発泡体にトける気泡の自由発泡方向断面
図、第２図は本発明の一例にむける発泡容器の外型の概
要斜視図、第３図は本発明の要部である内型の斜視図、
第４図は内型を縮小して外型内に嵌大した状態の平面図
、第５同は発泡体原液注入直前の内型と外型との取付状
態を示す部分断面図、第６図、第７図、第８図は本発明
方法により発泡体を製造する工程を順序的に示す図であ
る。 Ａ・・・・・・外型、Ｂ・・・・・・内型、１・・・・
・・外型側板、３・・・・・・内型側壁、４・・・・・
・内型底板、５・・・・・・スペ・−サ１１・・・・・
・検知機構、１２・・・・・・型拡犬機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自由発泡の発泡高さを自動的に検知し、これと相関
   連させて該自由発泡方向と垂直な一方向にのみ型を拡大
   させ積極的に気泡を膨脹させることを特徴とするポリイ
   ソシアネート系発泡体の製造方法。