專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)噴霧或注入發(fā)泡法對(duì)建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工而形成硬質(zhì)聚 氨酯泡沫層的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置。
背景技術(shù)：
作為使需要保溫的倉(cāng)庫(kù)、畜舍、罐設(shè)備等建筑物、構(gòu)筑物的屋頂、壁面、地板等為應(yīng) 隔熱基體，并對(duì)該基體表面現(xiàn)場(chǎng)施工作為隔熱材料的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的技術(shù)，眾所周知有 噴霧發(fā)泡法。在噴霧發(fā)泡法中，代替破壞臭氧層的氟利昂化合物，而使用HFC化合物、例如 1，1，1，2_四氟乙烷(HFC-134a)作為發(fā)泡劑的技術(shù)是公知的，但成本高。使用二氧化碳作為 低成本發(fā)泡劑的噴霧發(fā)泡法也是公知的(專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2等)。在此，從發(fā)泡機(jī)將硬質(zhì)聚氨酯泡沫吐出時(shí)，作為使該發(fā)泡機(jī)的動(dòng)作與來(lái)自?xún)?chǔ)氣瓶 的HFC-134a氣體的供給發(fā)生聯(lián)動(dòng)的方法，可以舉出發(fā)泡泵的使用。即，二者的聯(lián)動(dòng)為，使設(shè) 于發(fā)泡機(jī)的多元醇組合物的壓縮用筒與發(fā)泡泵的臂連結(jié)，當(dāng)該發(fā)泡機(jī)吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫 時(shí)，該筒動(dòng)作，由此使發(fā)泡泵運(yùn)作，使HFC-134a氣體與多元醇組合物混合。但是，例如，在使用二氧化碳作為發(fā)泡劑時(shí)，在供給該二氧化碳的裝置上設(shè)置有用 于將其送出的泵。因此，不能使用為了使二氧化碳的供給與發(fā)泡機(jī)的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)而使用的發(fā) 泡泵，在使用二氧化碳作為發(fā)泡劑時(shí)，存在二者的聯(lián)動(dòng)變得困難的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2002-327439號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-082050號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供完全非氟利昂化的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其 作為氟利昂的替代品使用被壓縮或被液化的惰性氣體作為發(fā)泡劑，通過(guò)使用遵守高壓氣體 保安法的設(shè)備，在不使用現(xiàn)有發(fā)泡泵的情況下就能夠使惰性氣體的供給與發(fā)泡劑的動(dòng)作聯(lián) 動(dòng)。本申請(qǐng)的發(fā)明人等為了解決上述以往的問(wèn)題，對(duì)發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝 置進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用下述的方法能達(dá)成上述目的，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置是為了解決上述課題的、具 備如下機(jī)構(gòu)的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置定量供給以規(guī)定壓力壓縮或液化的惰性 氣體作為發(fā)泡劑的發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)，和使所述惰性氣體與多元醇組合物混合而制成發(fā)泡多 元醇組合物后、將該發(fā)泡多元醇組合物和聚異氰酸酯成分混合而吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫的發(fā) 泡機(jī)構(gòu)；其特征在于，所述發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)具有對(duì)惰性氣體的壓力進(jìn)行減壓調(diào)整的減壓閥、 和調(diào)整惰性氣體流量的針閥；所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)具有用于將所述多元醇組合物壓縮供給的壓縮 用筒；在所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)和發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)之間，設(shè)有對(duì)所述惰性氣體向發(fā)泡機(jī)構(gòu)的供給進(jìn) 行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上連接有感知所述壓縮用筒的動(dòng)作而控制該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 的控制機(jī)構(gòu)。
3
由發(fā)泡機(jī)構(gòu)吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫時(shí)，首先，將作為發(fā)泡劑的惰性氣體與多元醇組 合物混合而生成發(fā)泡多元醇組合物。此時(shí)，多元醇組合物被壓縮供給，但如果預(yù)先使上述針 閥總是處于開(kāi)的狀態(tài)，則惰性氣體(發(fā)泡劑)的氣壓變得大于多元醇組合物的液壓。因此， 二者以惰性氣體進(jìn)入到多元醇組合物中的形式被混合。另一方面，在不吐出硬質(zhì)聚氨酯泡 沫時(shí)，多元醇組合物的液壓變得大于惰性氣體的氣壓，因而惰性氣體無(wú)法進(jìn)入到多元醇組 合物中，二者的混合停止。即，通過(guò)預(yù)先使針閥總是處于開(kāi)的狀態(tài)，能夠使發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu) 與發(fā)泡機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。但是，如果是這樣的聯(lián)動(dòng)化的系統(tǒng)，則即使發(fā)泡機(jī)構(gòu)使硬質(zhì)聚氨酯泡沫的吐出停 止，也不會(huì)發(fā)生多元醇組合物的液壓瞬間大于惰性氣體的氣壓，而是慢慢地升壓。因此，在 吐出停止后，在多元醇組合物的液壓超過(guò)惰性氣體的氣壓之前的期間，惰性氣體持續(xù)地進(jìn) 入多元醇組合物中，惰性氣體被過(guò)度供給，結(jié)果二者的混合比出現(xiàn)偏差。在上述構(gòu)成中，壓縮用筒是用于將多元醇組合物壓縮供給的構(gòu)件，在從發(fā)泡機(jī)構(gòu) 吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫時(shí)發(fā)生動(dòng)作。另一方面，控制機(jī)構(gòu)通過(guò)感知該壓縮用筒的動(dòng)作狀態(tài)而 調(diào)節(jié)惰性氣體向發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)的供給。由此，在發(fā)泡機(jī)構(gòu)停止硬質(zhì)聚氨酯泡沫的吐出時(shí)， 可以瞬間停止惰性氣體的供給。另外，在硬質(zhì)聚氨酯泡沫吐出時(shí)，也可以根據(jù)多元醇組合物 的液壓來(lái)控制惰性氣體的供給量，因而可以實(shí)現(xiàn)流量的穩(wěn)定化。即，如果是上述構(gòu)成，則可 以使發(fā)泡機(jī)構(gòu)的動(dòng)作與利用發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行的惰性氣體的供給發(fā)生聯(lián)動(dòng)，可以適時(shí)地 進(jìn)行惰性氣體向發(fā)泡機(jī)構(gòu)的供給。另外，上述構(gòu)成的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置設(shè)為如下方式使用減壓閥 以比上游側(cè)低的壓力設(shè)定供給惰性氣體。進(jìn)而，使用針閥來(lái)調(diào)整惰性氣體的流量，因此可以 無(wú)波動(dòng)地以氣體狀態(tài)直接進(jìn)行定量供給。即，由于是無(wú)波動(dòng)地定量供給被壓縮的惰性氣體， 因此可以實(shí)現(xiàn)從施工開(kāi)始后立刻在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定的泡沫發(fā)泡，可以使施工性良好。進(jìn)而，在上述構(gòu)成中，使用被壓縮或被液化的惰性氣體作為發(fā)泡劑，像使用例如液 狀的二氧化碳作為發(fā)泡劑的情形那樣，在與多元醇組合物接觸混合時(shí)，不伴有激烈的體積 膨脹。因此，從發(fā)泡機(jī)構(gòu)將發(fā)泡多元醇組合物吐出時(shí)，可以抑制在其內(nèi)部的行為的不穩(wěn)定， 可以大幅提高攪拌發(fā)泡多元醇組合物與聚異氰酸酯成分時(shí)的攪拌效率。其結(jié)果是，也可以 將發(fā)泡多元醇組合物的液溫抑制到很低，實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫發(fā)泡時(shí)的內(nèi)部發(fā)熱溫度的降 低。在上述構(gòu)成中，所述控制機(jī)構(gòu)具有順序控制器，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有開(kāi)關(guān)閥，能進(jìn)行 如下控制在所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫、所述壓縮用筒動(dòng)作時(shí)，使所述開(kāi)關(guān)閥處于 開(kāi)的狀態(tài)；在所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)不吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫、所述壓縮用筒靜止時(shí)，使所述開(kāi)關(guān)閥處 于關(guān)的狀態(tài)。另外，在上述構(gòu)成中，所述控制機(jī)構(gòu)優(yōu)選具有檢測(cè)所述壓縮用筒的動(dòng)作位置的激 光傳感器。


圖1 是顯示本發(fā)明一種實(shí)施方式的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置的優(yōu)選實(shí)施方式 的模式圖。圖2 是顯示上述硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置中的惰性氣體的發(fā)泡劑供給裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的模式圖。圖3 是顯示上述硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置中的發(fā)泡機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式的模式 圖。圖4(a)是顯示發(fā)泡機(jī)13的壓縮用筒附近的樣子的說(shuō)明圖。圖4(b)是模式地顯示固定于壓縮用筒上的板的概要圖。符號(hào)說(shuō)明11發(fā)泡劑供給裝置，12儲(chǔ)氣瓶，13發(fā)泡機(jī)，14多元醇組合物儲(chǔ)存裝置，15控制機(jī) 構(gòu)，16調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，17電磁閥，18順序控制器，19第1針閥，20第2針閥，21閥，22減壓閥，23 配管，24流量計(jì)，25激光傳感器，26配管，27配管，28阻斷閥，29止回閥，30壓縮用筒，31多 元醇組合物，32保壓閥，33安全閥，34止回閥，35U形配管，36板，37溫度調(diào)節(jié)裝置，39配管， 41聚異氰酸酯儲(chǔ)存裝置，42配管，43溫度調(diào)節(jié)裝置
具體實(shí)施例方式對(duì)本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，以下，作為惰性氣體以二 氧化碳?xì)怏w為例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是顯示本實(shí)施方式所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置的優(yōu) 選實(shí)施方式的模式圖。圖2是顯示上述硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置中的惰性氣體的發(fā)泡劑 供給機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方式的模式圖。圖3是顯示上述硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置中的發(fā)泡 機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方式的模式圖。首先，如圖1所示，本實(shí)施方式所述的制造裝置至少具有定量供給作為發(fā)泡劑的 惰性氣體的發(fā)泡劑供給裝置(發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu))11、將硬質(zhì)聚氨酯泡沫吐出的發(fā)泡機(jī)(發(fā)泡 機(jī)構(gòu))13、控制惰性氣體對(duì)所述發(fā)泡機(jī)13的供給的控制機(jī)構(gòu)15、和調(diào)節(jié)發(fā)泡劑供給的調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)16。如圖2(a)所示，上述發(fā)泡劑供給裝置11具備儲(chǔ)存液化二氧化碳的儲(chǔ)氣瓶12、對(duì) 惰性氣體的壓力進(jìn)行減壓調(diào)整的減壓閥22、調(diào)整惰性氣體流量的第1針閥19。在儲(chǔ)氣瓶12 中不設(shè)延伸到液相的虹吸管，僅從氣相取出二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?xì)怏w從儲(chǔ)氣瓶12通過(guò) 閥21、配管23被供給到將二氧化碳?xì)怏w的壓力減小的減壓閥22。減壓閥22如下進(jìn)行減壓 調(diào)整在二氧化碳?xì)怏w的上游側(cè)的壓力為6MPa 6. 5MPa時(shí)，將下游側(cè)的壓力減壓調(diào)整到 5. 5MPa 6MPa的范圍內(nèi)。第1針閥19具有將二氧化碳?xì)怏w的流量調(diào)整到規(guī)定流量的功 能。在減壓閥22和第1針閥19之間，設(shè)有保壓閥32和流量計(jì)24，所述保壓閥32將二氧化 碳?xì)怏w的壓力調(diào)壓到6MPa 6. 5MPa范圍內(nèi)的恒定壓力，所述流量計(jì)24是適時(shí)測(cè)定二氧化 碳?xì)怏w流量的高壓氣體用的流量計(jì)。另外，在第1針閥19的下游側(cè)，依次設(shè)置能適時(shí)地供 給二氧化碳?xì)怏w的阻斷閥28、和防止二氧化碳?xì)怏w逆流的止回閥29。通過(guò)形成該構(gòu)成，能 夠以無(wú)波動(dòng)的方式定量供給二氧化碳?xì)怏w。從所述減壓閥22到阻斷閥28，優(yōu)選以二氧化碳 氣體不液化的方式加熱，并設(shè)定在后述的溫度范圍內(nèi)。另外，作為阻斷閥28，例如可舉出能 用電開(kāi)關(guān)閥的電磁閥。通過(guò)使用該電磁閥，例如，可以與注入裝置或噴霧裝置的噴槍的開(kāi)關(guān) 聯(lián)動(dòng)而適時(shí)地進(jìn)行阻斷閥28的開(kāi)關(guān)。作為上述流量計(jì)24，沒(méi)有特別限定，例如，可以使用旁路式毛細(xì)管加熱型的熱式質(zhì) 量流量計(jì)等。在熱式質(zhì)量流量中，設(shè)有二氧化碳?xì)怏w流動(dòng)的氣體流路、和從主流路分支的作 為旁路流路的毛細(xì)管。另外，在毛細(xì)管的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)有熱電阻計(jì)。在所述熱電阻計(jì)中流有電流而兩熱電阻計(jì)被加熱的狀態(tài)下，所述毛細(xì)管內(nèi)有二氧化碳?xì)怏w流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電 阻值的變化，由用于對(duì)第1針閥19進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制電路部的電橋電路獲取，基于經(jīng)放 大電路輸出的電信號(hào)，由毛細(xì)管相對(duì)于所述主流路的分流比檢測(cè)總流量。通過(guò)用比較控制 電路將該檢測(cè)值與來(lái)自預(yù)先設(shè)定了流量值的設(shè)定器的設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較，可以驅(qū)動(dòng)控制第 1針閥19的開(kāi)度，以使設(shè)定值流量的二氧化碳?xì)怏w流過(guò)主流路內(nèi)。另外，減壓閥22和保壓閥32之間的配管也可以替換為U形配管35。通過(guò)減壓閥 22將二氧化碳?xì)怏w減壓，結(jié)果在二氧化碳?xì)怏w發(fā)生隔熱膨脹而液化時(shí)，U形配管35可以防 止液化二氧化碳流入保壓閥32。從發(fā)泡劑供給裝置11吐出的二氧化碳在配管27中完全氣化，以氣體狀態(tài)(也可 以是超臨界狀態(tài)、亞臨界狀態(tài)、液體狀態(tài)中的任一種)被送出。在配管27上設(shè)有對(duì)二氧化 碳?xì)怏w向發(fā)泡機(jī)構(gòu)的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16為如下構(gòu)成依次設(shè)有安 全閥33、作為開(kāi)關(guān)閥的電磁閥17、第2針閥20和止回閥34。在配管27中不進(jìn)行冷卻。如圖3所示，上述發(fā)泡機(jī)13具備多元醇組合物儲(chǔ)存裝置14、和儲(chǔ)存聚異氰酸酯 成分的聚異氰酸酯儲(chǔ)存裝置41。介由配管27從發(fā)泡劑供給裝置11被定量供給的二氧化碳 氣體，在發(fā)泡機(jī)13中與多元醇組合物31混合。在圖3中，如下構(gòu)成二氧化碳?xì)怏w在P點(diǎn) 處通過(guò)三通閥切換流路而可以與多元醇組合物31混合。在本發(fā)明中，為了能夠與發(fā)泡機(jī)13的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)地適時(shí)進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的供給， 設(shè)有如圖1所示的控制機(jī)構(gòu)15。該控制機(jī)構(gòu)15控制上述電磁閥17的開(kāi)關(guān)動(dòng)作?？刂茩C(jī)構(gòu)15具備直接控制電磁閥17的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的順序控制器18、和設(shè)在發(fā)泡 機(jī)13上的檢測(cè)壓縮用筒的動(dòng)作的激光傳感器25。當(dāng)激光傳感器25檢測(cè)到壓縮用筒的動(dòng)作 時(shí)，順序控制器18使電磁閥17處于開(kāi)的狀態(tài)。另外，當(dāng)檢測(cè)到壓縮用筒33靜止時(shí)，使電磁 閥17處于閉的狀態(tài)。圖4(a)中示出發(fā)泡機(jī)13的壓縮用筒附近的樣子。同圖(a)中所示的壓縮用筒33 是用于將多元醇組合物壓縮供給的構(gòu)件。在該壓縮用筒33上以與其延長(zhǎng)方向平行的方式 設(shè)有板36。在該板36的激光傳感器25側(cè)的表面，如圖4(b)所示，在白底上等間隔地設(shè)有 黑線。各黑線的距離沒(méi)有特別限定，優(yōu)選例如2 6mm的范圍內(nèi)。板36的長(zhǎng)度L沒(méi)有特別 限定，例如，設(shè)定為300mm。另外，壓縮用筒33和板36之間的距離d沒(méi)有特別限定，例如，設(shè) 定為50mm。另外，激光傳感器25和板36之間的距離D沒(méi)有特別限定，例如，設(shè)定為10mm。激光傳感器25對(duì)壓縮用筒33的動(dòng)作的檢測(cè)如下。即，在發(fā)泡機(jī)13吐出硬質(zhì)聚氨 酯泡沫的狀態(tài)下，為了使多元醇組合物31與作為發(fā)泡劑的惰性氣體混合，由多元醇組合物 儲(chǔ)存裝置14供給多元醇組合物31。此時(shí)，多元醇組合物31以規(guī)定的壓力被壓縮供給，因 此，壓縮用筒33在圖4(a)中的箭頭所示的左右方向進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。以與該壓縮用筒33的 往復(fù)動(dòng)作聯(lián)動(dòng)的方式，固定于該筒33上的板36也在以箭頭表示的左右方向進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。 此時(shí)，由激光傳感器25檢測(cè)激光照射到板36表面、并從該板36反射的激光的受光量的變 化。受光量的變化是由于在板36的表面設(shè)有以一定間隔設(shè)置的黑線，且該板36在左右方 向進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作而產(chǎn)生的。當(dāng)電磁閥17為閉的狀態(tài)、供給到發(fā)泡機(jī)13的二氧化碳?xì)怏w介由配管26A而被供 給時(shí)，在合流點(diǎn)A處將二氧化碳?xì)怏w與多元醇組合物31混合而形成發(fā)泡多元醇組合物，通 過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置37調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度的發(fā)泡多元醇組合物通過(guò)配管39而被送到注入裝置
6(或噴霧裝置)。在合流點(diǎn)A的下游位置，可以設(shè)置靜態(tài)混合機(jī)等混合裝置。另外，使用配管26B時(shí)，在合流點(diǎn)B處將二氧化碳?xì)怏w與多元醇組合物31混合而 生成發(fā)泡多元醇組合物。這種情況下，多元醇組合物31通過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置37被調(diào)節(jié)到規(guī) 定溫度后，在合流點(diǎn)B處與二氧化碳混合，形成發(fā)泡多元醇組合物，通過(guò)配管39而被送到注 入裝置等中。通過(guò)配管39而供給的發(fā)泡多元醇組合物利用注入裝置等與聚異氰酸酯成分 一起吐出、混合并吹附到基體上，從而形成發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫。另外，發(fā)泡多元醇組合物在與聚異氰酸酯成分混合前進(jìn)行加熱而調(diào)整到規(guī)定溫 度。對(duì)于加熱，例如，與二氧化碳混合前的多元醇組合物31的加熱可以在B位置進(jìn)行，在與 二氧化碳混合后的發(fā)泡多元醇組合物的狀態(tài)下，加熱可以在A位置進(jìn)行。從噴霧發(fā)泡時(shí)的 穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選在A位置加熱與二氧化碳混合后的發(fā)泡多元醇組合物。優(yōu) 選發(fā)泡多元醇組合物的溫度為30°C 50°C。儲(chǔ)氣瓶12中的液化二氧化碳的填充壓力優(yōu)選為4 6MPa。另外，儲(chǔ)氣瓶12中的 液化二氧化碳的溫度優(yōu)選為6 22°C。從儲(chǔ)氣瓶12的閥21到阻斷閥28為止的二氧化碳?xì)怏w的壓力，只要維持氣體狀態(tài) 即可，考慮到儲(chǔ)氣瓶12的填充壓力，優(yōu)選為4 7MPa，更優(yōu)選為4. 5 6. 5MPa。另外，從減 壓閥22到阻斷閥28之間的加熱溫度，優(yōu)選為20 45°C，更優(yōu)選為30 40°C。配管27中的二氧化碳?xì)怏w的壓力如上所述，優(yōu)選為3 5MPa，更優(yōu)選為3. 5 4. 5MPa。溫度為完全氣化的溫度，可根據(jù)壓力進(jìn)行調(diào)整，但優(yōu)選14 30°C，更優(yōu)選20 300C。從阻斷閥28到合流點(diǎn)A為止的配管27中的二氧化碳?xì)怏w的壓力和溫度以在發(fā)泡多 元醇組合物中形成二氧化碳?xì)怏w的微細(xì)氣泡的方式進(jìn)行設(shè)定。作為阻斷閥28，可以使用例 如京浜制的電磁閥等。所述聚異氰酸酯成分通過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置43而被調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度，通過(guò)配管42而 被供給。所述發(fā)泡多元醇組合物與聚異氰酸酯成分的混合，例如在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡時(shí)，特別優(yōu)選以 中壓吐出(5 7MPa左右)的攪拌混合來(lái)進(jìn)行。另外，作為攪拌混合，可以舉出螺旋旋轉(zhuǎn)式、 帶栓旋轉(zhuǎn)式等的攪拌混合。在本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造時(shí)，可以使用中壓發(fā)泡機(jī)等 來(lái)進(jìn)行工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡。用本發(fā)明的制造方法制造的硬質(zhì)聚氨酯泡沫或聚異氰脲酸酯泡沫(作為隔熱材 料)的密度，優(yōu)選為50 110kg/m3，更優(yōu)選為55 90kg/m3。用于達(dá)成所述密度的二氧化 碳的供給量，在發(fā)泡原液組合物(發(fā)泡多元醇組合物+聚異氰酸酯成分)中，為0.3 1.5 重量％，更優(yōu)選0.5 1.0重量％。在本發(fā)明中，作為用作發(fā)泡劑的惰性氣體(氣體)，可以使用以規(guī)定壓力壓縮的氣 體、或使液化的惰性氣體形成氣體狀而得的氣體。作為以規(guī)定壓力壓縮的惰性氣體，可以舉 出氮、稀有氣體等。另外，作為使液化的惰性氣體形成氣體狀而得的氣體，例如可以舉出二 氧化碳?xì)怏w等。另外，作為稀有氣體，可以舉出氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣等。例示 的各惰性氣體可以使用1種或混合2種以上使用。在上述例示的惰性氣體中，對(duì)于本發(fā)明 而言，從熱傳導(dǎo)率較低、操作容易的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選二氧化碳?xì)怏w。另外，在本發(fā)明的惰性氣 體中，不包括氟利昂。本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造方法可以進(jìn)行非氟利昂泡沫發(fā)泡。在多元醇組合物的液壓為3. 5 6MPa時(shí)，惰性氣體的壓力在即將與多元醇組合物 混合前，優(yōu)選為4 6. 5MPa。通過(guò)將壓力設(shè)在6. 5MPa以下，可以防止發(fā)泡多元醇組合物從軟管吐出時(shí)的勢(shì)頭過(guò)大，確保良好的操作性。另一方面，通過(guò)將惰性氣體的壓力設(shè)在4MPa 以上，可以防止攪拌性的降低，維持正常的發(fā)泡。對(duì)于惰性氣體的流量，例如在惰性氣體為CO2時(shí)，在即將與多元醇混合前，優(yōu)選為 20 70g/min，更優(yōu)選為30 50g/min。如果惰性氣體的流量小于20g/min，則不能充分發(fā) 泡，因而得不到良好的發(fā)泡體。另一方面，如果超過(guò)70g/min，則泡沫密度降低，對(duì)泡沫物性 產(chǎn)生影響，因而不優(yōu)選。另外，所述惰性氣體的流量對(duì)應(yīng)于多元醇組合物為2 4kg/分鐘 (1 1. 75wt% /多元醇wt% )的情況。此外，作為發(fā)泡劑，優(yōu)選并用水。水的使用量沒(méi)有特別限定，但相對(duì)于多元醇組合 物100重量份，優(yōu)選0. 5 3. 5重量份，更優(yōu)選1 2. 5重量份。如果水的使用量小于0. 5 重量份，則與聚異氰酸酯成分反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳的生成量變少，有時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)所得發(fā) 泡合成樹(shù)脂的輕量化。另一方面，如果使用量超過(guò)3. 5重量份，則由于與多元醇組合物的混 合而反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體變多，有時(shí)出現(xiàn)極端的密度降低、以及聚氨酯泡沫物性在強(qiáng)度特性 方面降低的情況。本發(fā)明中使用的多元醇組合物含有多元醇化合物、催化劑、整泡劑，根據(jù)需要含有 交聯(lián)劑、阻燃劑等聚氨酯泡沫的領(lǐng)域中公知的添加劑。將作為發(fā)泡劑的被壓縮的惰性氣體 與多元醇組合物混合而形成發(fā)泡多元醇組合物。與惰性氣體接觸時(shí)的多元醇組合物的液溫優(yōu)選為30 50°C，更優(yōu)選為35 40°C。如果超過(guò)50°C，則內(nèi)部發(fā)熱溫度上升，硬質(zhì)聚氨酯泡沫有時(shí)會(huì)燃燒。另外，如果液溫 小于30°C，則由于發(fā)泡速度(反應(yīng)性)極端延遲化、原液粘度上升所致的攪拌效率降低等， 有時(shí)施工性不良。另外，通過(guò)將液溫設(shè)在30 40°C，可以將硬質(zhì)聚氨酯泡沫發(fā)泡時(shí)的內(nèi)部 發(fā)熱溫度降低15 20°C左右。作為多元醇化合物，可以無(wú)限定地使用作為硬質(zhì)聚氨酯泡沫或異氰脲酸酯泡沫用 的多元醇化合物公知的聚醚多元醇、聚酯多元醇等多元醇化合物。作為聚醚多元醇化合物， 脂肪族聚醚多元醇、脂肪族胺多元醇、芳香族胺多元醇、芳香族聚醚多元醇等是公知的，能 夠使用。多元醇化合物可以單獨(dú)使用，也可以并用2種以上。并用的多元醇化合物可以將 使用單獨(dú)的引發(fā)劑而制造得到的物質(zhì)混合，也可以是混合使用引發(fā)劑而制造得到的物質(zhì)。脂肪族聚醚多元醇是以選自乙二醇、1，4_ 丁二醇等二元醇類(lèi)、三羥甲基丙烷、甘油 等三醇類(lèi)、季戊四醇等4官能醇類(lèi)、山梨醇、蔗糖等5官能以上的多元醇類(lèi)中的至少1種低 分子量多元醇作為引發(fā)劑，使環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷中的至少1種開(kāi)環(huán)加成而得到的多元醇 化合物。脂肪族聚醚多元醇的羥基值，對(duì)于2官能、3官能的多元醇化合物而言，優(yōu)選50 600mgK0H/g，對(duì)于4官能以上的多元醇化合物而言，優(yōu)選300 600mgK0H/g。作為脂肪族胺多元醇，可以例示亞烷基二胺系多元醇、烷醇胺系多元醇。這些多元 醇化合物是將亞烷基二胺、烷醇胺作為引發(fā)劑，使環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等環(huán)狀醚中的至少1 種開(kāi)環(huán)加成而得到的末端羥基的多官能多元醇化合物。作為亞烷基二胺，可以無(wú)限定地使 用公知的化合物。具體而言，優(yōu)選使用乙二胺、丙二胺、丁二胺、六亞甲基二胺、新戊二胺等 碳原子數(shù)為2 8的亞烷基二胺。其中，更優(yōu)選使用碳原子數(shù)少的亞烷基二胺，特別優(yōu)選使 用以乙二胺、丙二胺為引發(fā)劑的多元醇化合物。作為烷醇胺，可以例示單乙醇胺、二乙醇胺、 三乙醇胺。以亞烷基二胺為引發(fā)劑的多元醇化合物的官能團(tuán)數(shù)為4，以烷醇胺為引發(fā)劑的多
8元醇化合物的官能團(tuán)數(shù)為3，在它們的混合物中，官能團(tuán)數(shù)為3 4。脂肪族胺多元醇的羥 基值優(yōu)選為300 600mgK0H/g。芳香族聚醚多元醇是以對(duì)苯二酚、雙酚Α、亞二甲苯基二甲醇等芳香族化合物為 引發(fā)劑，與上述脂肪族聚醚多元醇等同樣地制造的。芳香族聚醚多元醇的羥基值優(yōu)選為 300 600mgK0H/go芳香族胺多元醇是以芳香族二胺為引發(fā)劑，使環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等環(huán)狀醚中的 至少1種進(jìn)行開(kāi)環(huán)加成而得到的末端羥基的多官能聚醚多元醇化合物。作為引發(fā)劑，可以 無(wú)限定地使用公知的芳香族二胺。具體而言，可以例示出2，4_甲苯二胺、2，6_甲苯二胺、二 乙基甲苯二胺、4，4’ - 二氨基二苯基甲烷、對(duì)苯二胺、鄰苯二胺、萘二胺等。其中，從得到的 硬質(zhì)聚氨酯泡沫的隔熱性和強(qiáng)度等特性?xún)?yōu)異的方面考慮，特別優(yōu)選使用甲苯二胺(2，4_甲 苯二胺、2，6-甲苯二胺或它們的混合物)。優(yōu)選芳香族胺多元醇的官能團(tuán)數(shù)為4，羥基值為 300 600mgK0H/go聚酯多元醇是由二元醇和芳香族二羧酸構(gòu)成的。作為二元醇，可以例示乙二醇、1， 2-或1，3_丙二醇，1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、平均分子量 為150 500的聚氧乙烯二醇。另外，作為芳香族二羧酸，可以例示出對(duì)苯二甲酸、間苯二 甲酸、鄰苯二甲酸、萘二甲酸等。這樣的酯多元醇可以通過(guò)與以往通常使用的由芳香族二羧 酸與乙二醇或二乙二醇構(gòu)成的酯多元醇同樣的制造方法來(lái)制造。作為根據(jù)需要而構(gòu)成本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡沫用多元醇組合物的交聯(lián)劑，可以使 用在聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域中所使用的低分子量多元醇。具體而言，可以例示出三羥甲基丙烷、甘 油、季戊四醇、三乙醇胺等。在制造本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡沫時(shí)，除上述成分以外，還可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人 員周知的催化劑、阻燃劑、著色劑、抗氧化劑等。作為催化劑，優(yōu)選使用N-烷基多亞烷基多胺類(lèi)、二氮雜環(huán)十一烯(DBU)、N，N- 二甲 基環(huán)己胺(Polycat-8)、三乙二胺、N-甲基嗎啉等叔胺類(lèi)、咪唑衍生物。另外，優(yōu)選使用在聚 氨酯分子的構(gòu)造中形成有助于提高阻燃性的異氰脲酸酯鍵的催化劑，例如，可以例示出乙 酸鉀、辛酸鉀等脂肪酸堿金屬鹽催化劑、季銨鹽催化劑。在本發(fā)明中，進(jìn)一步添加阻燃劑也是優(yōu)選的方式，作為優(yōu)選的阻燃劑，可以例示有 機(jī)磷酸酯類(lèi)。有機(jī)磷酸酯類(lèi)具有作為增塑劑的作用，因此從起到硬質(zhì)聚氨酯泡沫的脆性改 良的效果的角度講，是優(yōu)選的添加劑。另外，還具有降低多元醇組合物粘度的效果。作為所 述的有機(jī)磷酸酯類(lèi)，可以使用磷酸的鹵代烷基酯、烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、膦酸酯等。實(shí)施例 <硬質(zhì)聚氨酯泡沫制造例>(實(shí)施例1 3)使用市售的硬質(zhì)聚氨酯泡沫原液、、”力〉-R、多元醇182-100LC1、異氰酸酯 S-220NC 東洋橡膠工業(yè)制)，使用圖1 4所示的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置通過(guò) 現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡法來(lái)制作發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫。發(fā)泡多元醇組合物和聚異氰酸酯成分調(diào)整到相 同溫度后使用。另外，將發(fā)泡劑供給裝置11中的從減壓閥22到阻斷閥28加熱到約30 40°C，防止二氧化碳?xì)怏w的固化。另外，表1中的CO2氣體溫度為發(fā)泡劑供給裝置11的出 口的溫度。CO2氣體流量顯示為用流量計(jì)24測(cè)定的值。CO2氣體壓力顯示為即將與多元醇組合物混合前的值。另外，將二氧化碳?xì)怏w和多元醇組合物的混合位置作為A。(比較例1)在比較例1中，不使用圖1所示的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16和控制機(jī)構(gòu)15，而使用通過(guò)配管27 將發(fā)泡劑供給裝置11直接與發(fā)泡機(jī)13連接的制造裝置。另外，針閥總是處于開(kāi)的狀態(tài)，通 過(guò)多元醇組合物的液壓與二氧化碳?xì)怏w的氣壓的壓力差，實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑供給裝置與發(fā)泡機(jī) 的聯(lián)動(dòng)。另外，表1中的CO2氣體溫度為無(wú)波動(dòng)恒流泵的出口的溫度。CO2氣體的流量顯示 為剛剛通過(guò)無(wú)波動(dòng)恒流泵的值。CO2氣體的氣壓顯示為即將與多元醇組合物混合前的值。另 外，將二氧化碳和多元醇組合物的混合位置作為A。< 評(píng)價(jià) >(壓縮強(qiáng)度)依照J(rèn)IS K 7220進(jìn)行測(cè)定。(施工法)用目視評(píng)價(jià)在注入發(fā)泡時(shí)從施工開(kāi)始當(dāng)初能否進(jìn)行規(guī)定的施工?！丛u(píng)價(jià)結(jié)果〉將實(shí)驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。由該評(píng)價(jià)結(jié)果可知，通過(guò)本發(fā)明的注入發(fā)泡 法，發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)與發(fā)泡機(jī)通過(guò)順序控制器管理而實(shí)現(xiàn)了完全聯(lián)動(dòng)，根據(jù)多元醇組合物 的液壓的變動(dòng)可以適時(shí)地進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的供給。其結(jié)果為，二氧化碳?xì)怏w的穩(wěn)定供給 成為可能，可以減少與多元醇組合物的混合比的偏差，可以通過(guò)良好的施工性來(lái)形成具有 規(guī)定特性的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的隔熱層。與此相對(duì)，在通過(guò)多元醇組合物的液壓與二氧化碳 氣體的氣壓的壓力差而實(shí)現(xiàn)了發(fā)泡劑供給裝置與發(fā)泡機(jī)的聯(lián)動(dòng)的比較例中，即使發(fā)泡機(jī)的 動(dòng)作停止后，二氧化碳?xì)怏w仍對(duì)多元醇組合物持續(xù)進(jìn)入約5秒。其結(jié)果為，與多元醇組合物 的混合比出現(xiàn)偏差，施工性降低。[表 1]
權(quán)利要求
一種發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于，具備如下機(jī)構(gòu)發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)，定量供給以規(guī)定壓力壓縮或液化的惰性氣體作為發(fā)泡劑，和發(fā)泡機(jī)構(gòu)，使所述惰性氣體與多元醇組合物混合而制成發(fā)泡多元醇組合物后，將該發(fā)泡多元醇組合物和聚異氰酸酯成分混合而吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫；其中，所述發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)具有對(duì)惰性氣體的壓力進(jìn)行減壓調(diào)整的減壓閥、和調(diào)整惰性氣體流量的針閥，所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)具有用于將所述多元醇組合物壓縮供給的壓縮用筒，在所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)和發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)之間，設(shè)有對(duì)所述惰性氣體向發(fā)泡機(jī)構(gòu)的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，連接有感知所述壓縮用筒的動(dòng)作而控制該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)具有順序控制器，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有開(kāi)關(guān)閥，進(jìn)行如下控制當(dāng)所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫、所述壓縮用筒動(dòng)作時(shí)，使所述開(kāi)關(guān)閥處于開(kāi)的 狀態(tài)，當(dāng)所述發(fā)泡機(jī)構(gòu)不吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫、所述壓縮用筒靜止時(shí)，使開(kāi)關(guān)閥處于關(guān)的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)具有檢測(cè)所述壓縮用筒的動(dòng)作位置的激光傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于， 所述發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)配管連接，從所述發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)吐出的惰性氣體在所述配管中不被冷卻，而是以氣體狀態(tài)被供 給到所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于，在所述減壓閥和針閥之間，設(shè)有將惰性氣體的壓力調(diào)壓到6MPa 6. 5MPa范圍內(nèi)的恒 定壓力的保壓閥、和測(cè)定所述惰性氣體流量的流量計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于， 所述流量計(jì)是旁路式毛細(xì)管加熱型的熱式質(zhì)量流量計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于，在所述減壓閥和所述保壓閥之間，設(shè)有U形配管，該U形配管用于防止因通過(guò)所述減壓 閥對(duì)惰性氣體進(jìn)行減壓而液化的惰性氣體流入到保壓閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于，在所述針閥的下游側(cè)，依次設(shè)置適時(shí)地供給惰性氣體的阻斷閥、和防止惰性氣體逆流 的止回閥，以無(wú)波動(dòng)的狀態(tài)定量供給惰性氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置，其特征在于，所述惰性氣體是選自二氧化碳?xì)怏w、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣和氡氣中的至少任一
全文摘要
本發(fā)明提供能夠使作為發(fā)泡劑的被壓縮或被液化的惰性氣體的供給與發(fā)泡機(jī)的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)的發(fā)泡法硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制造裝置。所述制造裝置具備如下機(jī)構(gòu)定量供給作為發(fā)泡劑的惰性氣體的發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)，和使惰性氣體與多元醇組合物混合而制成發(fā)泡多元醇組合物后、將發(fā)泡多元醇組合物和聚異氰酸酯成分混合而吐出硬質(zhì)聚氨酯泡沫的發(fā)泡機(jī)構(gòu)；其中，發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)具有對(duì)惰性氣體的壓力進(jìn)行減壓調(diào)整的減壓閥、和調(diào)整惰性氣體流量的針閥；發(fā)泡機(jī)構(gòu)具有用于將多元醇組合物壓縮供給的壓縮用筒；在發(fā)泡機(jī)構(gòu)和發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)之間，設(shè)有對(duì)惰性氣體向發(fā)泡機(jī)構(gòu)的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上連接有感知壓縮用筒的動(dòng)作而控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B29C39/24GK101932625SQ20098010359
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者藤尾明弘 申請(qǐng)人:東洋橡膠工業(yè)株式會(huì)社