JPH1024430A - 長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法 - Google Patents

長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法

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JPH1024430A
JPH1024430A JP8183230A JP18323096A JPH1024430A JP H1024430 A JPH1024430 A JP H1024430A JP 8183230 A JP8183230 A JP 8183230A JP 18323096 A JP18323096 A JP 18323096A JP H1024430 A JPH1024430 A JP H1024430A
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polyurethane foam
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康宏 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品に変形、歪みが発生しない長繊維補強ポ
リウレタン発泡成形体の製造方法を提供する。 【解決手段】 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束
をその長手方向に連続的に進行させ、進行する上記長繊
維束に、ポリオールを主成分とするポリオール成分液
と、イソシアネートを主成分とするイソシアネート成分
液と水及びCaSO 4 ・2H2 O粉末を混合した、発泡
性樹脂液を散布して含浸させ、その発泡性樹脂含浸長繊
維束を成形用通路に導いて該成形用通路内で発泡性樹脂
液の発泡及び硬化を行わしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、長繊維補強ポリウ
レタン発泡成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】木材に代えて建材等の構造材として使用
し得る機械的強度に優れた素材として、長繊維補強ポリ
ウレタン発泡成形体が知られている。従来、長繊維によ
って補強された樹脂発泡体を連続的に製造する方法とし
て、特公昭52─2421号公報に記載されているよう
に、多数のロールと、3個以上のエンドレスベルトから
なる成形用通路の中で発泡硬化させる方法が記載されて
いる。
【0003】長繊維補強ポリウレタン発泡成形体は、ポ
リウレタンの発泡性樹脂液を長繊維束(例えばガラスロ
ービング)等の連続繊維に連続的に含浸させ、これを金
属ベルトの表面で4面が囲まれる成形用通路内に導き、
発泡硬化させて製造される。すなわち長繊維補強ポリウ
レタン発泡成形体は、図1に示す様に長繊維束101に
発泡性樹脂液102を含浸する工程A、前記の発泡性樹
脂液102を発泡させて成形中間構造体110を成形す
る工程B、前記の成形中間構造体110を引取機140
によって引き取る工程C、前記の引き取られた成形中間
構造体110の表面を仕上げる工程D、そして最後に、
表面を仕上げられた成形中間構造体110を所定の寸法
に切断して成形体1を得る工程Eから製造される。
【0004】長繊維束101に発泡性樹脂液102を含
浸する工程Aでは、繊維供給部120から供給される繊
維100を幅方向に配列して一方向に引き揃えられた長
繊維束101が形成される。この長繊維束101に散布
装置(ミキシング装置)121から発泡ウレタン等の発
泡性樹脂液102を吐出した後、発泡性樹脂液102が
揉み板122によって長繊維束101に揉み込まれ、均
等に分散される。この発泡性樹脂液102を含浸した長
繊維束101は後の工程Bに送られる。
【0005】この工程Bでは、発泡性樹脂液102を含
浸した長繊維束101を成形用通路130内に導入し、
成形用通路130内で発泡性樹脂液102を発泡させる
と共に該液を硬化し、長繊維補強ポリウレタン発泡成形
体の成形中間構造体110が帯状に連続して製造され
る。成形用通路130は、上下一対のエンドレスベルト
131,131と左右一対のエンドレスベルトとによっ
て4面が囲繞される密閉された空間によって形成され
る。
【0006】このような成形用通路130内は、熱風発
生機132から送られる熱風によって加熱される。この
熱によって、成形用通路130内で長繊維束101に含
浸している発泡性樹脂液102の反応が進行し、発泡が
促進されると共に樹脂がキュアされ、成形用通路130
内に成形中間構造体110が充満する。成形用通路13
0内で、発泡性樹脂液102と繊維100とが均一に充
満して、硬化すると、更に成形体表面の剛性を向上させ
るために冷却が行われて、規定寸法の成形中間構造体1
10が連続的に製造される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発泡体は熱伝
導率が低いため外部からの冷却が充分になされても、発
泡体内部までは充分に冷却されないため、発泡体内部の
熱のために表面温度が上昇して充分な表面剛性が確保さ
れず、内部の発泡応力のため、歪みが発生する場合があ
る。一方、内部まで充分冷却させようとすると、冷却工
程が過剰に長くなり生産性の低下が生じてしまう。
【0008】本発明の目的は、上記の課題を解決し、製
品に変形、歪みが発生しない長繊維補強ポリウレタン発
泡成形体の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の長繊維補強ポリ
ウレタン発泡成形体の製造方法は、多数の一方向に引き
揃えられた長繊維束をその長手方向に連続的に進行さ
せ、進行する上記長繊維束にポリオールを主成分とする
ポリオール成分液と、イソシアネートを主成分とするイ
ソシアネート成分液と水及びCaSO4 ・2H2 Oを混
合した発泡性樹脂液を散布して含浸させ、その発泡性樹
脂含浸長繊維束を成形用通路に導いて該成形用通路内で
発泡性樹脂液の発泡及び硬化を行わしめるものである。
【0010】本発明に使用される長繊維とは、連続した
長い繊維状物を指し、繊維としてはガラス繊維、炭素繊
維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィ
ン繊維、ポリイミド繊維、セルロース繊維などがあげら
れる。なかでも耐熱性、コストの面でガラス繊維が好ま
しい。
【0011】上記長繊維の形状も特に限定されないが、
ロービング、ロービングクロス、マット、ストランドマ
ット、不織布などがあげられる。中でも生産性の面で、
ロービングが好ましい。
【0012】上記長繊維の量はとくに限定されないが、
少なすぎると、得られる発泡成形体に剛性の低下、ばら
つきを生じ、多すぎると長繊維束全体に発泡性樹脂液を
均一に含浸することができないためやはり剛性の分布が
生じるので、発泡性樹脂液100重量部に対して20〜
150重量部が好ましい。
【0013】上記長繊維の直径も特に限定されないが、
細すぎると含浸の際に繊維が切断されてしまい、太すぎ
ると長繊維の表面積が減少して、発泡性樹脂液との密着
力が減少して得られる発泡成形体の強度が低下するので
2〜100μmが好ましい。
【0014】本発明に使用されるポリオールとしては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、エリスリ
トール、糖等のポリエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオールにビニル化合物を
グラフト重合させたポリマーポリオールなどがあげられ
る。
【0015】上記ポリオールの粘度は特に限定されない
が、低すぎても高すぎても、長繊維束に含浸しにくいの
で300〜20000cpsが望ましい。
【0016】上記ポリオールの平均官能基数は、小さす
ぎると2成分が3次元的に反応せず、大きすぎると粘度
が上昇して含浸不良の原因となるので2〜8が好まし
い。
【0017】本発明に使用されるイソシアネートはウレ
タン発泡用に用いられるイソシアネートであれば特に限
定されないが、たとえば、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、トルエンジイソシアネートがあげられる。上記
イソシアネートの量は、特に限定されないが、少なすぎ
ても多すぎても未反応物が残存するのでポリオール10
0重量部に対して100〜180重量部が好ましい。
【0018】本発明に使用される水の量は、少なすぎる
と発泡倍率が小さくなり、多すぎると得られる発泡成形
体の強度、剛性が小さくなるので0.2〜10重量部が
好ましい。
【0019】本発明に使用されるCaSO4 ・2H2
粉末の量は、少なすぎると発泡体内部熱を充分に除去す
ることができず、成形体に歪みが生じ、多すぎると得ら
れる発泡体の機械的物性を低下させるため、ポリオー
ル、イソシアネート、水の合計量100重量部に対して
0.1〜10重量部である。
【0020】CaSO4 ・2H2 O粉末の平均粒径は小
さすぎると発泡剤である水を吸着するため、発泡が充分
に行われず、大きすぎると分散性が悪いため機械的物性
(特に耐衝撃性)が低下するので0.1〜500μmが
好ましい。
【0021】なお、上記CaSO4 ・2H2 O粉末は、
予めポリオール成分液と、イソシアネート成分液、及び
水と同時に混合してもよいし、予めポリオール成分液又
は、イソシアネートと混合されてもよい。さらに、硬化
反応が進行しない範囲でイソシアネート成分液、及び水
の混合液に添加されてもよい。
【0022】本発明において使用される発泡性樹脂液に
は必要に応じて、触媒や整泡剤、難燃剤、可塑剤、着色
剤、架橋剤、安定剤、ガラス短繊維、無機系フィラー、
充填材などが含まれても良い。
【0023】本発明においては、多数の一方向に引き揃
えられた長繊維束をその長手方向に連続的に進行させ、
進行する上記長繊維束に、直前に混合した発泡性樹脂液
を散布して含浸させ、その発泡性樹脂含浸長繊維束を成
形用通路に導いて該成形用通路内で発泡性樹脂液の発泡
及び硬化を行わしめる。
【0024】
【作用】本発明の長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の
製造方法は、長繊維束にポリオールを主成分とするポリ
オール成分液と、イソシアネートを主成分とするイソシ
アネート成分液と水及びCaSO4 ・2H2 O粉末とを
混合したものを散布、含浸するものであるから、CaS
4 ・2H2 O粉末の吸熱反応により、成形体内部の熱
を蒸発水分と共に、外部へ速やかに排出できる。この場
合の吸熱反応は1モル当り28.3KCalであり、そ
の反応式は化1に示すとおりである。
【化1】CaSO4 ・2H2 O+28.3KCal/m
ol=CaSO4 +2H2
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1を用
いて説明する。図1は本発明の実施の形態を示す説明図
である。本発明の製造方法による長繊維補強ポリウレタ
ン発泡成形体は、図1の様に長繊維束101に発泡性樹
脂液102を含浸する工程A、前記の発泡性樹脂液10
2を発泡させて加熱・冷却し成形中間構造体110を成
形する工程B、前記の成形中間構造体110を引取機1
40によって引き取る工程C、前記の引き取られた成形
中間構造体110の表面を仕上げる工程D、そして最後
に、表面を仕上げられた成形中間構造体110を所定の
寸法に切断して成形体1を得る工程Eから製造される。
【0026】各々の工程における詳細な説明は従来技術
と同様である。
【0027】
【実施例】本発明を実施例をもってさらに詳細に説明す
る。
【0028】(実施例1)多数の一方向に引き揃えられ
た長繊維束(ロービングガラス繊維、繊維径12μm)
をその長手方向に連続的に進行させながら、20℃に於
ける粘度5900cpsのポリエーテルポリオール(ポ
リプロピレングリコールを主成分とし、残部エリスリト
ール、糖など:平均官能基数3官能)100重量部、ジ
フェニルメタンジイソシアネート140重量部、水1重
量部、CaSO4 ・2H2 O粉末(平均粒径30μm)
2.4重量部、ジブチル錫ジラウレート0.5重量部、
シリコン系整泡剤(東レダウ社製、商品名「SRX−2
95」)1重量部を混合した、発泡性樹脂液を1:1の
重量比で上記長繊維束に散布した。得られた含浸物(2
5℃)に対し、従来技術で説明した装置を用いて、加熱
(80℃−10分間)及び冷却(10℃−10分間)を
行って発泡成形体を得た。エンドレスベルトで囲まれた
断面は100×100mmであった。
【0029】(実施例2)CaSO4 ・2H2 O粉末の
量を7.5重量部としたこと以外は、実施例1と同様に
して発泡成形体を得た。
【0030】(実施例3)CaSO4 ・2H2 O粉末の
量を26重量部としたこと以外は、実施例1と同様にし
て発泡成形体を得た。
【0031】(比較例1)CaSO4 ・2H2 O粉末を
使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして発泡
成形体を得た。
【0032】実施例1〜3、比較例1で得られた発泡成
形体を以下の評価に供した。評価 製品高さの変形量 ノギスにより測定した発泡成形体の変形量を表1にまと
めて示した。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の長繊維補強ポリウレタン発泡成
形体の製造方法は上述の如きものであるから、CaSO
4 ・2H2 O粉末の添加により、成形体内部の熱を吸熱
反応により効率的に除去することができ、表面温度の上
昇を防止して、変形や歪みが生じることのない、長繊維
補強ポリウレタン発泡成形体を得ることができる。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の長繊維補強ポリウレタン発泡成形体の
製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
1 成形体 100 繊維 101 長繊維束 102 発泡性樹脂液 110 成形中間構造体 120 繊維供給部 121 散布装置(ミキシング装置) 122 揉み板 130 成形用通路 131 エンドレスベルト 132 熱風発生機 140 引取機 A 長繊維束に発泡性樹脂液を含浸する工程 B 発泡性樹脂液を発泡させて成形中間構造体を成
形する工程 C 成形中間構造体を引取機によって引き取る工程 D 成形中間構造体の表面を仕上げる工程 E 成形体1を得る工程

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の一方向に引き揃えられた長繊維束
    をその長手方向に連続的に進行させ、進行する上記長繊
    維束に、ポリオールを主成分とするポリオール成分液
    と、イソシアネートを主成分とするイソシアネート成分
    液と水及びCaSO4 ・2H2 O粉末を混合した、発泡
    性樹脂液を散布して含浸させ、その発泡性樹脂含浸長繊
    維束を成形用通路に導いて該成形用通路内で発泡性樹脂
    液の発泡及び硬化を行わしめることを特徴とする長繊維
    補強ポリウレタン発泡成形体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110423326A (zh) * 2019-07-01 2019-11-08 陕西科技大学 一种改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料及其制备工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110423326A (zh) * 2019-07-01 2019-11-08 陕西科技大学 一种改性硫酸钙晶须/聚氨酯复合发泡材料及其制备工艺

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