专利名称：加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加有纤维垫的聚氨酯发泡体，特别是涉及在聚氨酯发泡体原液中含浸纤维垫时，将纤维垫内的气泡最大限度地除去，聚氨酯发泡体的上部表面平坦化的同时，使聚氨酯发泡体的拉伸强度、压缩强度等的物性均匀的，加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法及其装置。
以往的技术的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，如
图1所示，一边连续地供给由玻璃纤维构成的连续纤维垫，一边在纤维垫上喷射聚氨酯原液，聚氨酯原液被含浸在纤维垫上后，经过一定的时间后使聚氨酯原液发泡，形成制品后，取出完成的制品。
在此，纤维垫是用聚酯粘合剂粘合25微米以下的固形粉末状的玻璃纤维丝而构成的衬垫形态。此时，聚酯粘合剂的使用量，一般是作成纤维垫重量的1.3～3重量％，以使保持衬垫形态的范围内其用量成为最小限度。
可是，连续式纤维垫是以多个的纤维垫叠层的状态被移送后，喷射聚氨酯原液，使纤维垫含浸聚氨酯原液时，在纤维垫内部存在空气层。这样的存在于纤维垫内的空气层，在纤维垫含浸聚氨酯原液过程中，空气层移到纤维垫外部，在排出空气的空间埋入聚氨酯原液。
上述的纤维垫含浸聚氨酯原液后，经过一定的时间，聚氨酯原液发泡成形，但是在聚氨酯原液发泡成形时，尚未排出的空气残留在聚氨酯发泡体内，对聚氨酯发泡体的绝热性能产生不良的影响。也就是发泡成形的聚氨酯发泡体的表面由于上述的残留空气使平坦度劣化，这是造成聚氨酯发泡体的各种物性值不均匀的原因，使得质量劣化。
以往的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，在纤维垫上喷射聚氨酯原液后，自然状态，也就是在构成纤维垫的玻璃纤维间所存在的空气，在没有完全向外排出的状态下进行发泡反应，所以，在成形了的聚氨酯内存在有各种大小的空气层，其结果，聚氨酯发泡体的强度及保冷效果下降，在超低温状态下，引起收缩、龟裂、扭变等，或者由于外部的冲击容易产生裂纹。
为了解决上述问题，按照本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，其特征在于包括从多个卷取装置连续地供给、移送纤维垫的第1步骤；向连续移送的纤维垫喷射聚氨酯原液的第2步骤；将含浸有聚氨酯原液的纤维垫内的空气排出的第3步骤；在排出了空气的纤维垫的内外侧进行聚氨酯原液发泡成形的第4步骤。
其中，在排出纤维垫内部空气的第3步骤还包括，将含浸了聚氨酯原液的纤维垫一边上下流动，一边移送的工序。
上述的第3步骤还包括从纤维垫的上侧间歇地加入压力排出纤维垫的内部空气的工序。
按照本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，包括以下部分基板；位于上述基板上侧的、卷取纤维垫的多个卷取辊；设置在上述基板上，对上述卷取辊供给的多个纤维垫一边进行叠层一边进行移送的输送器；设置在上述基板上侧，对移送中的纤维垫喷射聚氨酯原液的喷射机构。其特征是在距离上述原液喷射机构规定距离间隔的后方，具有排出纤维垫内空气的空气排出机构。
其中空气排出机构包括，在上述基板上所形成的凹凸部，以便一边移送纤维垫一边上下流动。
另外，上述的空气排出机构包括压力辊，其作用是，使纤维垫间歇地压实，一边旋转一边排出纤维垫内的空气。
图2表示本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法的框图。
图3表示本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置。
图4表示图3所示的制造装置的凹凸部的放大斜视图。
图5表示图3所示的制造装置的加压装置的放大正面图。
图6表示图5的制造装置的侧视图发明的实施方式以下，根据附图详细地说明本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法及其装置。
按照本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，如图2所示，包括了以下的步骤，即，从多个卷取装置连续地供给、移送纤维垫的第1步骤；向连续移送的纤维垫喷射聚氨酯原液的第2步骤；将含浸有聚氨酯原液的纤维垫上下流动，从纤维垫上侧加以间歇的压力，排出纤维垫内的空气的第3步骤；在排出了空气的纤维垫的内外侧进行聚氨酯原液发泡成形的第4步骤；取出完成制品的第5步骤。
另外，本发明的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，如图3所示包括，基板10；位于上述基板10上侧的、卷取纤维垫50的多个卷取辊13；设置在上述基板10上，对上述卷取辊13供给的多个纤维垫50一边进行叠层一边进行移送的第1及第2输送器11、12；设置在上述第1及第2输送器11、12间的基板10的上侧，对移送中的纤维垫50喷射聚氨酯原液的原液喷射机构20；在距离上述原液喷射机构规定距离间隔的后方位置设置的，将移送中的纤维垫50内的空气排出的空气排出机构。
其中空气排出机构包括，在上述基板上所形成的凹凸部15，以便一边移送上述纤维垫50一边使其上下流动和、从上述纤维垫50的上方间歇地施加压力的加压机构30。
另外，在上述基板10的两侧面垂直设置侧壁14，上述基板10的前方和后方设置上述第1及第2输送器11、12。这些第1及第2输送器11、12是相隔一定距离设置的，但是分别由输送带11a、12a和驱动辊11b、12b构成的。在上述侧壁14上并排设置卷绕纤维垫50的多个卷取辊13。因此，从多个卷取辊13解离，用输送带11a移送的纤维垫按照多个卷取辊13的个数进行叠层后，被移送。另一方面，上述第2输送器12是由板条式输送器构成的，可牵引喷射了原液的连续式纤维垫50并进行移送。
另外，距上述第1输送器11后端规定距离的基板10的位置形成垂直方向切开的通道10a，在基板10的下方，设置异型纸供给装置40，通过上述通道10a可以供给异型纸41。另外在上述异型纸供给装置出口部分的上下两侧分别设置导向辊42，以便导入供给异型纸41。
当然，通过上述异型纸供给装置40供给的异型纸41是在喷射原液的喷射原液机构20的前方，供给到纤维垫50的下侧，另外在距离上述原液喷射机构20的后方规定距离的基板10形成凹凸部15，以便使含浸了聚氨酯原液的纤维垫50一边上下流动，一边被输送。
在上述凹凸部15的后方，配置在纤维垫50的上方可盖住纸17的纸供给装置16，在该纸供给装置16的后方，设置在纤维垫50的上侧加上间歇压力，将纤维垫50内的空气排出的加压装置30。因此上述加压装置30对于用上述纸供给装置16，在上面盖住纸17的纤维垫50进行加压。
上述原液喷射机构20，是喷射混合了多元醇成分和异氰酸酯成分的聚氨酯原液的装置，在比上述基板10左右方向的宽度相对小的范围，左右方向往复运动的同时，喷射聚氨酯原液。
图4是放大构成本发明要件的凹凸15的斜视图，上述凹凸15，突出设置在基板10的上面，其断面是梯形，另外，突出部位和突出部位间形成一定的间隔。因此纤维垫50一边通过凹凸15的上部一边上下方向摆动地通过，由此，聚氨酯原液可以完全地浸渍在纤维垫50的玻璃纤维间，可将纤维垫50的内部空气排出到外部。其中，上述凹凸部15的材质，可以使用复合材料、金属等，特别是加工性优良，而且无弯曲、尺寸稳定性优良的复合材料更是优选。
上述加压装置30，如图5及图6所示，包括一边间歇地压实纤维垫50一边进行旋转，将纤维垫50内的空气排出的压力辊32和、支持上述压力辊32旋转的支持部件33和、结合在上述支持部件33上侧使支持部件33上下移动的位置调节机构34和、设置在上述调节机构的一侧，连接在上述支持部件33上使上述支持部件33摇动，使上述压力辊32与纤维垫50密实地接触、或者与纤维垫50离开的间歇动作机构35。
上述支持部件33是形成‘’形状，垂直方向的短端部(short end)33a上可旋转地，连接着上述压力辊32，在水平方向的长端部(longend)33b上用铰链连接着上述间歇动作机构35，支持部件33的上侧用铰链连接着上述位置调节机构34。上述位置调节机构34包括，固定在基板10的支持台31的上侧设置的位置调节马达34f和、位置调节部件34a，其一侧安装着的滑动块34c，并可上下自由移动地连接在支持台31下部的导向件34d上和，设置在上述位置调节部件34a的下侧，与上述支持部件33铰链连接的多个连接部34b和升降上述位置调节部件34a的螺旋轴34e，其与上述位置调节部件34a螺合，与上述位置调节马达34f一同动作时，通过伞形齿轮部34g传递驱动力，并旋转。
另外，上述间歇动作机构35包括设置在上述位置调节部件34a的一侧的马达35b和、通过马达35b旋转的板状鼓35a和、一端铰链连接在上述板状鼓35a的缘部，另一端铰链连接在上述支持部件33的长端部33b的臂35c。因此，上述马达35b被驱动后，鼓35a旋转时，则偏心了的臂35c上下方向地作周期的运动，连接在臂35c的下端的支持部件33以连接部34b为中心进行转动，所以设置在支持部件33下端的压力辊32，在一定的周期内进行上升或者下降，对下侧的纤维垫50进行间歇的加压。
上述的压力辊32对移送到其下侧的纤维垫50的上面间歇地加压地运动，可以使纤维垫50内部存在的空气排出到外部。这样地间歇地加压的理由是，由于若连续地加压时，在先喷射的原液，可能一边挤出到前方，一边对以后喷射的原液产生干扰的缘故。
此时，加压装置30被驱动，并对纤维垫50加以适当的压力，该适当的压力是指使该原液能在纤维垫50上有稍微停留的程度。
按照这样构成的本发明的连续式加有纤维垫的玻璃纤维增强聚氨酯的制造装置的动作如以下所述。
将多个卷绕纤维垫50的卷取辊13设置在基板10的侧壁14上，接通电源时，通过第1输送器11移送纤维垫50。通过上述的第1输送器11移送纤维垫50的层数，是根据能解离纤维垫50的卷取辊13的个数来确定，但是该数目根据需要可以进行调节，另外从基板10的下侧具有的异型纸供给装置40供给异型纸41，并夹在纤维垫50和基板10间被移送。
从下侧供给了异型纸41的纤维垫50，在通过原液喷射机构20的下部时，在原液喷射机构20的上侧，从原液喷射机构20喷射聚氨酯原液。聚氨酯原液是由多元醇成分和异氰酸酯成分混合后，添加反应催化剂、添加剂、发泡剂等而构成的。
含浸了聚氨酯原液的纤维垫50通过在基板上形成的凹凸部，同时上下方向流动，通过这样的方法，聚氨酯原液，在一边将纤维垫50内的空气排出的条件下，一边浸透纤维垫50的内部。而后，从纸供给装置16供给纸17，并盖住纤维垫50的上面。
被纸17盖住了的纤维垫50通过加压装置30的下侧时，上述加压装置30对纤维垫50进行间歇的加压，将纤维垫50内尚剩余的空气排出到外部。
也就是驱动位置调节马达34f时，通过伞形齿轮部34g，动力被传递到螺旋轴34e，并使其旋转，通过螺旋轴34e的旋转，位置调节部件34a受到导向件34d的引导上下移动。
通过这样方，可根据被移送的纤维垫50的厚度变更支持部件33的上下位置，也可以改变加在纤维垫50上的压力。
另外，位置调节部件34a的侧部所设置的马达35b被驱动后，使转鼓35a旋转时，在上述转鼓35a偏心安装的臂35c随着转鼓35a的旋转，使上述支持部件33的长端部33b上下移动。因此，支持部件33以与位置调节部件34a的连接部34b为中心进行摇动，同时使压力辊32旋转，对纤维垫50间歇地加压。用此方法可以排出纤维垫50内残留的空气，由于压力辊32是在纤维垫50的上侧加压，所以含浸聚氨酯原液的纤维垫50的上面平坦。
另外，间歇地加压时，是与加压装置30持续地对纤维垫50加压的情况不同，可以不用担心先喷射的原液对后喷射的原液进行干扰，可以防止由于干扰起因的聚氨酯发泡体的不良。经过以上过程的纤维垫50内的聚氨酯原液经过一段时间后则成形发泡，此时，由于纤维垫上面是平坦的，所以聚氨酯发泡体的表面是均匀的，拉伸强度及压缩强度等的机械物理特性值是比较均一的。
当然，上述纤维垫50在通过加压装置30前，不能进行聚氨酯原液的发泡成形，因此，通过凹凸部15及加压工序应该在短时间内完成。最终地，通过发泡及成形，所形成的玻璃纤维增强聚氨酯发泡体完全地固化后，作为制品而取出。
下述表1中，对于聚氨酯原液的成分和粘度、是否通过凹凸部，是否加压的物性值的变化进行了比较的结果，HCFC-141b是二氯一氟甲烷，CSM是连续式的纤维垫(Continuous Strand Mat)。
比较例1中，作为聚氨酯原液是将多元醇、异氰酸酯、HCFC-141b及水以100∶130∶7∶0.3的重量比混合时，由于多元醇是比较低的粘度(700CPS)，虽然使纤维垫的含浸比较容易，但是间歇地发生1EA/M2程度的未含浸，纤维垫内的气泡状态比基准值稍高。
另外，100％以水作为发泡剂使用的比较例2中，由于粘度的上升，原液不能充分地含浸在纤维垫内，间歇地发生4～5EA/M2程度的未含浸，纤维垫内部产生很多的气泡。
在比较例3中，尽管纤维垫的投入量减少到6层，但是与比较例2比较含浸状态及气泡状态没有多大的变化。
表1
实施例1是，只是通过凹凸部15时，聚氨酯原液所喷射了的纤维垫一边通过凹凸部15一边使其上下方向流动，将纤维垫内的空气排出到外部的结果。此时，纤维垫内的空气中的一部分排出到外部，含浸的程度得到改善，制品的损失率降低到27.2％，但是还没有达到满意的标准。
实施例2是，喷射了聚氨酯原液的纤维垫通过基板10上的凹凸部15后，通过加压装置30，接受持续的压力，排出纤维垫内空气的情况，与实施例1比较，纤维垫内的空气层进而被除去，含浸效果得到进一步的提高，制品的损失率和未含浸数量下降，但是由于加压装置30的持续压力，向前方挤出的原液和新喷射的原液引起干扰，存在不良的缺点。
实施例3是，使纤维垫通过凹凸部15的同时，加压装置30对纤维垫间歇地加压的情况，纤维垫在含浸了聚氨酯的原液后，一边通过凹凸部15，一边上下方向流动排出空气，通过加压装置30，从上面接受间歇的压力，排出纤维垫内残余空气，所以先吐出的聚氨酯原液通过加压装置，可以防止挤出后对后吐出的聚氨酯原液所引起的干扰现象。其结果物性值能均匀地分布，制品的损失率相当程度的下降。
发明的效果如上所述，按照本发明的连续式的加有纤维垫的玻璃纤维增强聚氨酯泡沫体的制造方法及装置，利用凹凸部及加压装置，排出纤维垫内的空气，防止未含浸部分的发生，可以增大绝热度及机械强度，形成没有气泡的均一表面及断面。因此，可以形成拉伸强度及压缩强度等的机械物性均匀的聚氨酯发泡体，即使在-160℃下的超低温状态，也不产生收缩、龟裂、扭变。
权利要求
1.加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，其特征是包括以下步骤从多个卷取装置连续地供给、移送纤维垫的第1步骤；向连续移送的纤维垫喷射聚氨酯原液的第2步骤；将含浸有聚氨酯原液的纤维垫内的空气排出的第3步骤；在排出了空气的纤维垫的内外侧进行聚氨酯原液发泡成形的第4步骤。
2.按权利要求1所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，其特征是上述第3步骤包括使含浸了聚氨酯原液的纤维垫一边上下流动，一边移送的过程。
3.按权利要求1所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法，其特征是上述第3步骤包括从纤维垫上侧间歇地加上压力以排出纤维垫内部空气的过程。
4.加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，包括以下部分基板；位于上述基板上侧的、卷取纤维垫的多个卷取辊；设置在上述基板上、对上述卷取辊供给的多个纤维垫一边进行叠层一边进行移送的输送器；以及设置在上述基板上侧，对移送中的纤维垫喷射聚氨酯原液的喷射原液机构，其特征是在距离上述原液喷射机构规定距离间隔的后方，具有排出纤维垫内空气的空气排出机构。
5.按权利要求4所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是空气排出机构包括在上述基板上所形成的凹凸部，以便一边移送纤维垫一边使其上下流动。
6.按权利要求4所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是空气排出机构包括间歇地压实纤维垫，一边旋转一边排出纤维垫内的空气的加压机构。
7.按权利要求6所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是上述加压机构包括一边间歇地压实纤维垫一边进行旋转，将纤维垫内的空气排出的压力辊；支持上述压力辊旋转的支持部件；结合在上述支持部件上侧使支持部件上下移动的位置调节装置；使上述支持部件摇动，从而使上述压力辊与纤维垫密实地接触、或者与纤维垫离开的间歇动作装置。
8.按权利要求7所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是上述位置调节装置包括设置在上述基板的支持台的上侧的马达；通过马达上下移动的位置调节部件；设置在上述位置调节部件下侧，与上述支持部件的折曲部连接的多个连接部；可螺纹连接上述位置调节部件的在外周面形成阳螺扣的，通过伞形齿轮连接在上述位置调节马达的螺旋轴。
9.按权利要求8所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是上述位置调节部件，是在侧部形成滑动块，沿着设置在上述支持台的下侧的导向件上下可移动地设置的。
10.按权利要求7所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是上述间歇动作装置包括设置在上述位置调节部件一侧的马达；通过马达旋转的板状鼓；一端铰接在上述板状鼓的缘部，另一端铰接在上述支持部件长端部的臂。
11.按权利要求7所述的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造装置，其特征是上述支持部件，其断面形成‘’形状，短端部可旋转地结合着上述压力辊，长端部用铰链连接着上述间歇动作装置。
全文摘要
提供了在－165℃下的超低温状态下，也不引起收缩、龟裂、扭变等的加有纤维垫的聚氨酯发泡体的制造方法及装置。在向纤维垫喷射了聚氨酯原液后，在纤维垫的移送过程中使纤维垫上下摇动，或者对纤维垫施加间歇的压力，将纤维垫中的空气排出，这样聚氨酯原液可以均匀地浸透纤维垫，由此，可以增大聚氨酯发泡体的绝热度及机械强度，在聚氨酯发泡体的表面形成没有气泡的表面，聚氨酯发泡体的物性也均一。
文档编号B29K105/04GK1420012SQ0214017
公开日2003年5月28日 申请日期2002年7月4日 优先权日2001年7月7日
发明者金宗植, 权永守, 卢正明 申请人:韩国玻璃纤维株式会社