JP5000713B2 - 複合パネル - Google Patents
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Description
最後に、EP1199154は多層物品を開示している。EP1199154によれば、公知の物品(2層のガラス繊維間に挿入されたポリウレタンの層および/または、ポリウレタン樹脂を含浸した天然繊維、を含むサンドイッチ物品)を引き続き熱成形して所望のエレメントを得る。このためには、感熱性のポリウレタン樹脂が必要である。EP1199154には、様々な剛性の多層物品が提案されている。この物品は、一方の側もしくは両側がポリウレタン樹脂層で連結されていて、2層のガラス繊維間に挿入されているスポンジ状半硬質ポリマーの層および/または天然繊維からなる第1のエレメントを含み、前記第1のエレメントは少なくとも第2のエレメントで連結されている。スポンジ状半硬質ポリマーは、20〜40kg/m3の密度を有するポリウレタンであるのが好ましい。提案されている複合物は、層構造が複雑である。
本発明は、2層の繊維強化ポリイソシアヌレート材料間にサンドイッチ状に挟まれた100kg/m3未満(好ましくは10〜50kg/m3、さらに好ましくは10〜35kg/m3、最も好ましくは10〜25kg/m3)の密度を有する発泡材料の層を含む複合パネルに関する。100kg/m3未満の密度を有する発泡材料の層(以後、「軽量層」と呼ぶ)は、繊維強化ポリイソシアヌレート材料(以後「PIR層」と呼ぶ)の2層をあわせた厚さより大きい厚さを有するのが好ましい。本発明の複合パネルは、住宅の仕切り壁用の軽量構造パネルとして(特に、音の吸収が重要である場合)、および自動車部品として使用することができる。
本発明のパネルは、ポリイソシアネートとポリオールを含む組成物を、モールド中において、三量化触媒の存在下にて高温で反応させることによって製造され、このとき前記組成物が、発泡材料の層がサンドイッチ状に挟まれた繊維の2層と密着している。
(1)イソシアネートインデックスまたはNCOインデックスまたはインデックスとは、配合物中のポリオールからのイソシアネート反応性水素原子に対するNCO基の比であって、百分率で表示される。
(6)三量化触媒とは、ポリイソシアネートからのポリイソシアヌレート基の形成を増大させる触媒である。
このようなポリオールは広く知られており、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、他のポリエーテルポリオール、およびポリエステルポリオールなどがある。このようなポリオールは市販されている。例としては、Daltolac(商標)R200、Daltocel(商標)F428、Daltocel F526、Daltocel F442、Daltocel F444、およびDaltocel F555(いずれもハンツマン社から市販)などが挙げられる。ポリオールの混合物を使用してもよい。
ポリイソシアネート、ポリオール、および三量化触媒と繊維とは、どのような順序でも組み合わせることができる。最初の工程において、ポリイソシアネートとポリオールと三量化触媒を、反応性バインダー組成物を形成するように組み合わせ、そして次の工程において繊維と組み合わせるのが好ましい。反応性バインダー組成物の作製は、好ましくは5℃〜40℃(さらに好ましくは10℃〜30℃)の初期温度にて、ポリイソシアネートとポリオールと触媒を任意の順序で組み合わせることによって行うことができる。最初にポリオールと触媒を組み合わせ、次いでポリイソシアネートと組み合わせて混合するのが好ましい。反応性バインダー組成物用の成分の組み合わせと混合は一般に、適切な混合が確実になされる装置を使用して、周囲圧力にて所定時間行われる。一般には、これを達成するためには、従来のミキサーを使用して5秒〜5分間混合すれば充分である。これとは別に、衝突混合も使用することができる。前述したように、触媒は、ポリイソシアネートおよび/またはポリエーテルポリオール中に、充分な量にて既に存在している場合がある。その場合は、ポリイソシアネートとポリエーテルポリオールだけを組み合わせて混合すればよい。
驚くべきことに、本発明の第1の複合パネルを作製した後、モールドを再び外部離型剤で処理しなくても、引き続き幾つかのパネルを作製できる、ということが見出された。従って本発明の方法の具体的な実施態様において、下記の工程がなされる。
2.パネルを作製するのに使用される成分をモールド中に配置する工程
3.成分を反応させてパネルを形成させる工程
4.このようにして形成されるパネルをモールドから取り出す工程
5.工程2と3と4を、工程1を繰り返すことなく少なくとも10回繰り返す工程。
成形プロセスは、開放モールドでも密閉モールドでも行うことができる。反応は密閉モールド中で行われるのが好ましい。前述のように、工程1を繰り返すことなく工程2〜4を少なくとも10回繰り返すことができるが、この繰り返しは少なくとも15回であるのが好ましく、少なくとも25回であるのが最も好ましい。工程1を繰り返すことなく、工程2〜4をできるだけ多数回繰り返すことができるのが望ましいが、工程1を繰り返すことなく工程2〜4が相当回数繰り返された後に、工程1を繰り返すのが望ましい、ということが実際の作業により示された。一般には、第1のパネルを取り出すのに必要な力と比較して、パネルを取り出すのに必要な力が実質的に増加したため、パネルを損傷させることなく次の脱型を行うことができない、ということが考えられる程度にまで観察されたときに、工程1を繰り返すべきである、と言える。商業生産ラインでの脱型において必然的に含まれるところの、工程1を繰り返すべきかどうかという点、そして工程1をどの時点で繰り返すべきかという点は容易に決定することができる。脱型作業の効率を低下させることからまだ必要ないとしても、安定した製造プロセスを保持するために、ある特定の時間が経過した後に工程1を繰り返すのが望ましいと考えられる。当該文脈においては、モールドの複雑さに応じて、二交代の間にて(例えば8時間の)、24時間後において、あるいは1週間後において工程1を繰り返すのが望ましいと考えられる。本発明の方法は、当業界に公知のどのタイプのモールドでも行うことができる。このようなモールドの例としては、ポリウレタン家具部品、自動車用シート、および自動車部品を製造するのに工業的に使用されているモールドが挙げられる。
本発明の好ましいプロセスの工程1は、当業界に公知のいかなるやり方でも行うことができる。外部離型剤をモールドの表面(この表面が、パネルを製造するのに使用される成分と接触する)に施すことは、こうした離型剤を表面に施すあらゆる方法を(例えば、こすり塗り、刷毛塗り、噴霧、およびこれらの組み合わせ)、およびその後の脱型を容易にするよう意図されたあらゆる薬剤を施すこと含む。1種以上の外部離型剤や外部離型剤の混合物も使用することができる。
工程1において施される外部離型剤は、1つ以上の段階において施すことができる。当業界に公知のいかなる外部離型剤も使用することができ、適切な外部離型剤の例としては、Kluber Chemie社から市販のKluberpur 41-0039とKluberpur 41-0061、Productos Concentrol S.A.社から市販のDesmotrol D-10RT、Fuller社から市販のAcmosil 180STBHとAcmosil 35-5119、Johnson and Johnson社から市販のJohnson Cire 103などが挙げられる。
22kg/m3の密度を有する連続気泡の防音用ポリウレタンフォームを軽量層として使用した。層のサイズは100×50×1cmであった。450gのガラスマットを平らに広げ、軽量層の一方の側上に配置し、これに450gの反応性バインダー組成物を噴霧した。次いで層とガラスマットをひっくり返し、別の450gのガラスマットを平らに広げ、軽量層の他方の側(反対側)上に配置した。このガラスマットにも、450gの前記反応性バインダー組成物を噴霧した。次いでこれらの3層を、100×50×1.2cmの内部サイズを有するモールド中に配置した。このモールドを外部離型剤(Acmosil 35-5119)で処理した。モールド温度は140℃であった。引き続きモールドを閉じた。10分後、本発明の軽量高強度の複合パネルをモールドから外した。モールドをさらに外部離型剤で処理することなく、上記の手順に従って50個の複合パネルを作製した。実験は自然に停止した。全てのパネルを、損傷なしにモールドから外することができた。
59.04pbwのDaltolac(商標)R200(ハンツマン社から市販)
25.27pbwのSimulsol TOFP(セピックSA社から市販)
6.7 pbwのLoxiol G71S(コグニス社から市販)
4.33pbwのSylfat 2R(アリゾナケミカル社から市販)
0.79pbwのPriolube 1414(ユニケマ社から市販)
0.55pbwのCatalyst LB(ハンツマン社から市販)
2.35pbwのBlack Repitan IN99430(レピ社から市販)
0.5 pbwのBYKLPX 7102(BYK−ケミー社から市販)
0.47pbwの水
実施例2
22kg/m3の密度を有する連続気泡の防音用ポリウレタンフォームを軽量層として使用した。層のサイズは100×50×1cmであった。450gのガラスマットを平らに広げ、軽量層の一方の側上に配置し、これに450gの反応性バインダー組成物を噴霧した。次いで層とガラスマットをひっくり返し、別の900gのガラスマットを平らに広げ、軽量層の他方の側(反対側)上に配置した。このガラスマットに、900gの前記反応性バインダー組成物を噴霧した。次いでこれらの3層を、100×50×1.2cmの内部サイズを有するモールド中に配置した。モールドを外部離型剤(アクモシル35−5119)で処理した。モールド温度は100〜120℃であった。引き続きモールドを閉じた。10分後、本発明の軽量高強度の複合パネルをモールドから外した。
59.04pbwのDaltolac R200(ハンツマン社から市販)
25.27pbwのSimulsol TOFP(セピックSA社から市販)
6.7 pbwのLoxiol G71S(コグニス社から市販)
4.33pbwのSylfat 2R(アリゾナケミカル社から市販)
0.79pbwのPriolube 1414(ユニケマ社から市販)
0.55pbwのCatalyst LB(ハンツマン社から市販)
2.35pbwのBlack Repitan IN99430(レピ社から市販)
0.5 pbwのBYKLPX 7102(BYK−ケミー社から市販)
0.47pbwの水
実施例3(比較例)
三量化触媒である触媒LBを使用しない、インデックスを100にする、および0.5pbwのウレタン触媒であるダブコEGを使用するという条件で実施例2を繰り返した。
・密度:DIN53420
・曲げモジュラス:ISO14125
・引張強度:ISO527のパート1と2
・衝撃振子(impact pendulum):ISO180
・バーン・スルー(burn through):前述のように作製した、15×15cmのピースのカットした試験片を、火炎が一方の側から他方の側まで貫通するのに要する時間を測定する試験である。約1200℃の火炎温度を有するプロパントーチが使用され、プロパントーチは、火炎が薄いガラスマット層側上にある状態で、薄いガラスマット層側の中央から約5cmの距離にて保持される。
Claims (8)
- 2層の繊維強化材料間にサンドイッチ状に挟まれた100kg/m3未満の密度を有する発泡材料の層を含んでなる複合パネルであって、
前記繊維強化材料が、ポリイソシアネート、ポリオールおよび三量化触媒を繊維とともに反応させて得られる繊維強化ポリイソシアヌレート材料であり、この繊維強化ポリイソシアヌレート材料が発泡材料に貼り付けられている、上記複合パネル。 - 発泡材料の密度が10〜50kg/m3である、請求項1に記載のパネル。
- 発泡材料の厚さが繊維強化ポリイソシアヌレート材料の2層を合わせた厚さより大きい、請求項1または2に記載のパネル。
- 発泡材料がポリウレタンフォームであり、繊維が繊維マットである、請求項1〜3のいずれかに記載のパネル。
- ポリイソシアネート、ポリエーテルポリオールおよび三量化触媒の合計量が1〜80重量%であり、繊維の量が20〜99重量%である、請求項1〜4のいずれかに記載のパネル。
- 発泡材料が強化ポリイソシアヌレート材料の2層に直接貼付される、請求項1〜5のいずれかに記載のパネル。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の複合パネルを製造する方法であって、
ポリイソシアネート、ポリオールおよび三量化触媒を繊維とともに反応させて繊維強化ポリイソシアヌレート材料を形成させることを含む、上記方法。 - 1.モールドの少なくとも表面上に外部離型剤を塗布する工程;
2.ポリイソシアネート、ポリオール、三量化触媒、繊維、発泡材料をモールド中に入れる工程;
3.モールド中で反応させて複合パネルを形成させる工程;
4.このようにして形成された複合パネルをモールドから取り出す工程;そして、
5.工程1を繰り返すことなく、工程2、3、4を少なくとも10回繰り返す工程;
が行われる、請求項7に記載の方法。
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