[发明专利]聚氨酯泡沫体的制造方法及制造用搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫体的制造方法及制造用搅拌装置。

背景技术

聚氨酯泡沫体(foam)是将以异氰酸酯、多元醇为主剂的原料在容器内有催化剂存在下，搅拌，控制树脂化反应和发泡反应的平衡，令原料反应发泡(发泡工序)之后，使发泡反应液在成型机中反应固化(固化工序)所得到的产物。因此，在本说明书中，聚氨酯泡沫体指聚氨酯泡沫体的成型体。

这样得到的聚氨酯泡沫体，根据发泡程度，换言之，根据其比重不同，可以大致分为泡沫体与微细发泡弹性体。泡沫体用于车辆座垫、家具、寝具、隔热材料及建筑材料等。另一方面，微细发泡弹性体用于研磨垫、防振材、办公设备用的滚筒等。

作为发泡工序的发泡方式，有用水等的发泡剂方式，以及在搅拌聚氨酯原料过程中将气体混入液体中使其发泡的方式。此时，根据泡沫体种类不同，有时也有用水等作为发泡剂不合适的情形。

关于上述后者，即将气体混入液体中的发泡方式(被称为机械式发泡，mechanical froth)，采用设有搅拌器的装置，搅拌旋转轴形成于水平方向，从搅拌旋转轴沿径向延伸出许多销(pin)作为动叶片(动翼)，同时，在收纳搅拌器的卧式圆筒内壁上设有许多销，沿径向延伸，作为静叶片(静翼)。将聚氨酯原料和气体从分别设在装置一端侧的入口导入，搅拌、混合之后，发泡了的成形材料从设在另一端侧的侧面上的出口连续排出，这种技术为人们所公知。

然而，为了要精确控制聚氨酯原料和气体的加入量，上述这种方式的装置需要装计量泵，这导致整体设备费用高，而且，因为制造时是进行连续加料，所以，上述这种方式的装置也不适合作为产量较低的品种的生产装置。

对此，作为机械式发泡的方式，也采用如下所述的发泡方法：在设有搅拌器的容器内，对规定量的聚氨酯原料施以批次(间歇，batch)方式的处理，将气体注入到液体中去，或者利用搅拌力将气体卷吸到液体中令其发泡。据此，与上述连续式装置相比，装置费用便宜，而且可以简便地进行发泡作业。

但是，与连续式装置相比，要求这种方式处理装置在容器内均匀地进行搅拌，混合，使固化初期反应良好地进行，而且，对发泡反应也提出同样的要求。

作为在上述设有搅拌器的容器中，将规定量的聚氨酯原料以批次方式处理、将气体卷吸到液体中使其发泡的方式，利用例如用于使鲜奶油等起泡的市售的搅拌装置(发泡器)非常简便。

但是，市售发泡器往往因为叶片小，为了均匀搅拌混合聚氨酯原料，必须进行人工操作开动发泡器，移动盖子等。此时，要做到搅拌条件一致很困难，有时会发生因人工个体之间差异而不能稳定地得到相同质量的制品的不良状态。另一方面，为避免人工操作，需要对装置下工夫，尤其，在搅拌器结构上，为了用于搅拌其粘度比鲜奶油等高的聚氨酯原料，在通过高的搅拌效率使得固化初期反应良好地进行，且得到气泡均匀分散的反应液方面看，可认为是不够的。

另一方面，有关用于聚氨酯发泡工序的搅拌技术，可参见如下几个专利文献。

例如，专利文献1公开了一种使用混合器的研磨垫用的聚氨酯泡沫体的制造装置，该混合器包括垂直方向具备旋转轴的第一混合器叶片和第二混合器叶片，使第一混合器叶片和第二混合器叶片互相啮合地作反方向旋转，而且叶片互不干涉。更详细地说，该装置的第一混合器叶片和第二混合器叶片形成为竖立的环状，可以认为，这是因为仅仅靠单一的混合器叶片，搅拌力不够，所以设置多个这样的混合器叶片，进而再使它们相互啮合，提高搅拌力。

并且，作为上述专利文献1的申请人的关联技术，公开了一种研磨垫用的聚氨酯泡沫体的制造方法(参照专利文献2)，该方法系在搅拌工序中使刮刀沿着容器内壁面至少设置一周，根据该技术，解消搅拌不良，消除气泡的不平衡。该作用效果的具体意义虽然不一定明确，但从搅拌器械看，可以认为并未克服上述专利文献1的装置的搅拌力不够的问题。

同样，作为专利文献1的申请人的关联技术，公开了一种正确调整聚氨酯泡沫体密度的技术(参照专利文献3)。该技术采用上述专利文献1的装置，在该装置上安装液面检测装置，在将聚氨酯原料的一种成分投入到容器中去之后，再缓缓投入聚氨酯原料的另一种成分，从液面变化知道泡沫比重变化，由此对聚氨酯泡沫体密度进行正确调整。然而，该技术不能说是如上述专利文献1，2那样的着眼于搅拌作用本身的技术。

专利文献1：特開2002-226537号公报

专利文献2：特開2005-169571号公报

专利文献3：特開2004-189830号公报