PU 発泡におけるイソシアネートとポリオール: 比率、反応、および機械の選択

業界のニュース-Oct 21, 2026

On a refrigerator cabinet line, a two-point rise in foam scrap rarely starts at the mixhead. It often starts when a new polyol drum arrives with a different hydroxyl value, or an isocyanate lot reports slightly lower NCO content. The shot weight is unchanged, but the reactive pair is not. Treat isocyanate and polyol as one chemical system: the urethane network, cure speed, demold strength and scrap rate all depend on their balance. Publicly compiled data cited by Wikipedia's polyurethane entry put global polyurethane output at about 25 million metric tons in 2019, so a small ratio error becomes a large material loss at production scale.

イソシアネートとポリオールの反応が実際に行うこと

中心となる反応は単純です: R-N=C=O R'-OH -> R-NH-COO-R'。ポリオールのアルコール基がイソシアネート基を開いてウレタン結合を形成します。ポリオールはヒドロキシル官能基、鎖長、粘度を提供します。イソシアネートは NCO 含有量と機能性を提供します。 NCO/OH インデックスは、ネットワークがクロスリンクする距離を制御します。

フォームでは、水がイソシアネートと反応して CO2 を放出し、尿素結合を形成することもありますが、シクロペンタンなどの物理発泡剤は NCO を消費せずにガスを追加します。樹脂のデータシート上では正しく見える配合でも、金型内で失敗する可能性があるのはこのためです。実際にどのような反応が起こるかは、供給された比率、温度、混合品質によって決まります。

ポリオールとイソシアネートの選択: 変化をもたらす特性

4 ～ 6 つの特性は、ポンプ設定、インピンジメント混合、および脱型時間を変更するため、機械で最も重要です。一般的なグレードの説明ではなく、ロット固有の値を求めてください。

表 1. サプライヤーのデータシートだけでなく、バッチ記録にも含まれる材料特性。
プロパティ	なぜラインではそれが重要なのか	何を確認するか
ポリオール水酸基価	OH 当量を設定し、比率をシフトします。多くの変化により、フォームの硬度と寸法安定性が変化する可能性があります。	すべてのロットの分析証明書。受け取った COA が古い場合はラボでの滴定。
ポリオール粘度	ポンパビリティ、フィルター圧力、インピンジメント混合を促進します。粘度が高いとミックスヘッドが機能しなくなる可能性があります。	タンクまたはプレミックスシステムが実際に保持している温度での粘度。
ポリオールの機能性	架橋密度を変更します。機能を高めると強度は向上しますが、伸びは低下します。	水分はイソシアネートを消費するため、機能性と水分含有量。
イソシアネートNCO含有量	NCO に相当するものを設定します。 %NCO の小さな変更には新しい比率が必要です。	%NCO、粘度および保管温度; MDI は冷えると結晶化する可能性があります。
イソシアネートの種類と機能性	芳香族 TDI、MDI、PMDI は反応性と流動性が異なります。脂肪族グレードは色の安定性が重要な場合に使用されます。	反応性プロファイルとポリオールブレンドとの適合性。

推測せずに NCO/OH バランスを計算する方法

サプライヤーの「1:1」ラベルではなく、同等のものを使用してください。算術は簡単です。

イソシアネート当量＝イソシアネート質量（ｇ）×％ＮＣＯ／４２．０２。
ポリオール当量＝ポリオール質量（ｇ）×ＯＨ価／５６，１００。
指数 = NCO 当量 / OH 当量 x 100。

たとえば、OH 価が 350 mg KOH/g のポリオール 100g は、0.624 OH 当量を与えます。 NCO が 31.5% の場合、指数 1.05 に達するには、約 87.4g のイソシアネートが必要です: 0.624 x 1.05 x 42.02 / 0.315。これは計算例であり、推奨する公式ではありません。有用な数値は許容誤差です。ポンプがプラスまたはマイナス 2% の比率を維持していても、原材料のロットが 5% 変動する場合、機械は変動の主な原因ではありません。

ポリオール 100g あたりのイソシアネート要求量の計算値

仮定: NCO 31.5%、指数 1.05、等価重量から計算。配合を推奨するものではありません。

混合と分配: 化学と装置が出会う場所

高圧インピンジメント混合は、両方の流れが同時に適切な圧力、温度、比率に到達した場合にのみ機能します。ヘッドラインプレッシャーは良好だがローショットの再現性が低いマシンは、あるシフトでは良好なパネルを生成しますが、次のシフトではショートショットを生成します。構成を選択する前に、ターンダウン比、最小生産ショットでの比率精度、デイタンクからミックスヘッドまでの温度制御の 3 つのことを確認してください。の違い高圧発泡機と低圧発泡機化粧品ではありません。イソシアネートとポリオールの反応がミックスヘッドで始まるか、金型で始まるかによって変わります。

Two-Component Polyurethane High-Pressure Foaming Injection Machine

二液性ポリウレタン高圧発泡射出機 A/B 比と温度を調整できる PLC 制御の高圧計量および混合機で、ほとんどのポリウレタン金型や毎日の生産に適しています。製品を見る→

マルチステーションラインの場合、レシピの安定性はインデクサーの滞留時間やショット間の間隔に耐える必要があります。ターンテーブルラインによりオペレータの移動を減らすことができますが、これは計量ユニットとガンの経路がサイクルに適合している場合に限られます。同じルールがロボットに取り付けられたミックスヘッドにも当てはまります。再現性は、動作の問題である前に、比率と圧力の問題です。

Turntable Foam Injection Production Line

ターンテーブル発泡射出生産ライン PLC/タッチスクリーン制御と組み合わせ可能な高圧発泡またはマニピュレーターを備えた、装填、発泡、硬化、離型用の連続マルチステーションターンテーブルライン。製品を見る→

二液型高圧発泡システム

図 1. 比率は計量ユニットで設定されますが、それはミックスヘッドと金型で証明されます。

シクロペンタン発泡: ポリオール-イソシアネート系はレシピの半分にすぎません

シクロペンタンは可燃性の物理発泡剤であり、水や HFC の即時代替品ではないため、機器の会話を変えます。ポリオール/イソシアネート比は依然としてポリマーネットワークを制御しますが、発泡剤は制御された条件下で事前混合、保管、計量、換気する必要があります。静電気による接地、ガス検知、防爆電気設備、および一貫したプレミックス濃度はプロセスの一部であり、付属品ではありません。シクロペンタン濃度が変動すると、NCO/OH 指数が完璧であっても、それに伴って密度と寸法安定性も変動します。