KR102139658B1 - 연속 도입 단열 부재를 포함하는 압출 플라스틱 프로파일 형재 - Google Patents

연속 도입 단열 부재를 포함하는 압출 플라스틱 프로파일 형재 Download PDF

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울리히 가우케스브린크
크리스토프 그리저-슈미츠
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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 함유하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어, 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 하나 이상의 재킷, 및 임의로, 코어와 재킷의 사이의 하나 이상의 필름(11)을 포함하는 프로파일링된 부재(1)의 연속 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 프로파일링된 부재(1), 창틀 및 문틀의 제조를 위한, 인테리어 마감에 있어서의, 그리고 내부와 외부 사이의 온도 차이가 작동 중에 발생하는 기구에 있어서의 이러한 프로파일링된 부재의 용도, 및 본 발명에 따른 방법을 실시하는 기구에 관한 것이다.

Description

연속 도입 단열 부재를 포함하는 압출 플라스틱 프로파일 형재{EXTRUDED PLASTIC PROFILED ELEMENTS CONTAINING CONTINUOUSLY INSERTED DAMPING ELEMENTS}
본 발명은 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어, 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 하나 이상의 재킷, 및 임의로 코어와 재킷 사이의 하나 이상의 포일을 포함하는 프로파일 형재의 연속 제조 방법, 상기 방법을 통하여 제조된 프로파일 형재, 창틀, 문틀의 제조에 있어서의, 또는 인테리어의 피팅 아웃(fitting-out)시, 또는 작동 중에 온도 차이가 내부 공간과 외부 공간 사이에서 발생하는 장치에 있어서의 이 프로파일 형재의 용도, 및 또한 본 발명의 방법을 실시하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 창틀 또는 문틀을 주택 건축용으로 제조할 수 있는 프로파일 형재를 생성할 수 있다.
종래 기술 내에서는 유사한 프로파일 형재들의 공지된 생성 방법, 그리고 각각 창틀 또는 문틀의 공지된 생성 방법이 있다.
독일 특허 제28 44 006 A1호에는 플라스틱으로 만들어진 재킷으로 모든 면이 봉입된, 발포 플라스틱으로 만들어진 코어를 갖는 플라스틱 프로파일 형재의 압출 방법이 개시되어 있으며, 여기서, 단일 작업에서 재킷용 재료는 압출기 다이 시스템 내로 도입되며, 이와 동시에 코어 재료는 성형 재킷의 공동 내로 도입되는데, 여기서, 코어 재료의 발포 동안 재킷의 공동 내로 도입된 가스는 압출기 다이 시스템에 의해 소산된다. 이 공정에서의 문제점은, 발생된 가스가 소산되지만, 프로파일 형재에서 수득된 폼이 특별히 균일한 것은 아니라는 것이다. 이 공정의 또 다른 불리한 점은, 에너지 면에서 그리고 공정 기술 면에서 불리한 점을 가지고서 발포 플라스틱을 위한 반응성 시스템이 고온 압출기 다이 시스템을 통과해야 한다는 것이다.
국제 특허 공개 제WO 99/16996 A1호에는 창문 또는 문의 프레임 프로파일 형재의 제조 방법이 개시되어 있으며, 여기서, 먼저 외부 프로파일 형재를 열가소성 물질로부터 생성하고, 그 후 폴리우레탄을 기재로 하는 발포성 혼합물을 상기 프로파일 형재 내로 도입하며, 이용가능한 공간이 충전되도록 상기 혼합물을 발포시킬 때 강한 접착 접합이 외부 프로파일 형재와 폼 사이에 생성된다. 이 문헌에서는 사전 제작된, 완전히 발포된 코어를 사전 성형된 외부 프로파일 형재 내에 삽입하는 방법이 또한 개시되어 있다.
이와 마찬가지로, 독일 특허 제199 61 306 A1호에는 압출을 통한 프로파일 형재의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 프로파일 형재는 외부 쉘(shell) 및 발포 내부 코어를 포함한다. 이 방법에서, 프로파일 형재의 외부 쉘을 먼저 압출시키고, 그 후 발포성 재료를 발포시켜 이용가능한 공간을 충전시킨다.
이와 마찬가지로, 독일 특허 제1 959 464호에는 열가소성 물질로 만들어진 재킷 및 폼 코어를 포함하는 연속 프로파일 형재의 연속 압출 방법이 개시되어 있으며, 여기서, 먼저 열가소성 물질로 만들어진 재킷을 압출을 통하여 생성하고, 그 후 발포성 재료를 사용하여 그 내부의 이용가능한 공간을 충전시킨다.
독일 특허 제1 779 271호의 방법에 의하면 가요성 외부 시스(sheath) 및 발포 코어가 동시에 생성되도록 압출을 이용함으로써 가요성 플라스틱 프로파일 형재 스트립이 생성된다.
이와 마찬가지로, 미국 특허 제2006/0255488 A1호에는 각각 용융된 상태의 두 재료의 동시 압출을 통하여 발포 코어를 갖는 플라스틱 프로파일 형재를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
유럽 특허 제2 072 743 A2호에는 중공 창틀 또는 중공 문틀 내의 이용가능한 공간을 충전시키는 발포 방법이 개시되어 있다. 이를 위하여, 압출을 통하여 생성된 플라스틱 프로파일 형재를 조립하여 완성된 창틀 또는 완성된 문틀을 제공하고, 그 후 발포성 재료를 도입하여 이용가능한 공간을 충전시킨다.
종래 기술에는 완전히 발포된 삽입체가 압출된 프로파일 형재 내에 삽입된, 발포 코어를 갖는 이들 프로파일 형재의 제조 방법이 또한 개시되어 있으며, 예로서 독일 특허 제202009003392 U1호 또는 국제 특허 공개 제WO 02/090703 A2호를 참조한다.
종래 기술에서 언급된 방법들의 불리한 점의 예로는 플라스틱 프로파일 형재가 용융 압출을 통하여 생성되며, 그 후, 단시간 후 발포성 재료가 이들 프로파일 형재 내에 삽입되어야 한다는 것이 있다. 따라서 프로파일 형재들은 여전히 고온이거나 적어도 따뜻하며, 이는 도입된 발포성 재료에 의한 이용가능한 공간의 충전에 악영향을 준다. 더욱이, 연속 공정에서 발포가 플라스틱 프로파일 형재의 하나의 챔버의 이용가능한 공간을 충전시킬 때, 단지 폼을 포함하는 하나의, 그리고 하나 이하의 챔버를 갖는 프로파일 형재를 생성하는 것이 가능하며, 그 이유는 반응성 시스템을 도입하는 랜스가 프로파일 형재 내로 도입되어야 하기 때문이다. 또 다른 불리한 점은 반응성 폴리우레탄 시스템이 고온 압출기 다이 시스템을 통과해야 한다는 것이다.
종래 기술을 고려하면, 본 발명의 목적은 발포 재료로 만들어진 하나 이상의 코어 및 열가소성 재료로 만들어진 하나의 재킷을 포함하는 프로파일 형재를 생성할 수 있는 연속 방법을 제공하는 것이며, 여기서, 이 방법의 특징은 그 목적용으로 의도된 프로파일 형재 챔버 내에서의 특히 균일하고 균질한 폼 분포를 특징으로 하는 적절한 프로파일 형재에의 접근을 이것이 제공한다는 것이다. 게다가 이 방법에서의 발포는 폼의 이상적인 발달을 가능케 하는 조건 하에서 일어나도록 의도된다. 게다가, 본 방법은 재킷 또는 코어를 위한 개별 전구체 화합물에 있어서의 복잡한 공정 기술의 회피를 가능케 하도록 의도된다.
본 발명은 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어, 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 하나의 재킷, 및 임의로, 코어와 재킷 사이의 하나 이상의 포일을 포함하는 프로파일 형재의 연속 제조 방법을 통하여 이러한 목적을 달성하며, 이는
(A) 임의로 프로파일 형재 형상을 갖는 그리퍼-벨트 시스템 내로 포일을 도입하는 단계,
(B) 폴리이소시아네이트 a) 및 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물을 포함하는 코어의 하나 이상의 액상 발포성 반응성 시스템을, 존재하는 임의의 포일이 적어도 어느 정도 상기 반응성 혼합물을 둘러싸는 방식으로 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입하는 단계,
(C) 그리퍼-벨트 시스템에서 코어를 성형하는 단계,
(D) 임의로 단계 (C)로부터의 코어를 냉각시키는 단계,
(E) 단계 (C) 또는 (D)로부터의 코어를 중공 프로파일 형재 생성용 압출 다이가 부착된 압출기 내로 도입하여 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 재킷으로 코어를 피복하고(sheath) 이에 따라 프로파일 형재를 수득하는 단계,
(F) 임의로 단계 (E)로부터의 프로파일 형재를 냉각시키는 단계, 및
(G) 임의로 단계 (E) 또는 (F)로부터의 프로파일 형재를 절단하는 단계
를 적어도 포함한다.
본 발명의 방법은 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어, 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 하나 이상의 재킷 및 임의로 코어와 재킷 사이의 하나 이상의 포일을 포함하는 프로파일 형재를 제조하는 역할을 한다.
본 발명에서 제조된 프로파일 형재는 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어를 포함한다.
하나의 특히 바람직한 실시양태에서, 코어 내에 위치하는 상기 하나 이상의 발포 물질은 폴리우레탄 폼이다.
폴리우레탄, 특히 발포 형태의 폴리우레탄은 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예로서 독일 특허 제10 124 333호에 기술되어 있다.
본 발명에서, 본 발명의 프로파일 형재의 코어에 있어서 강성 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물은 본 발명에 따라 하나 이상의 폴리이소시아네이트 a) 및 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 b)를 포함하는 액상 반응성 시스템으로부터 수득된다.
종래 기술로부터 공지된 방법과는 대조적으로, 본 발명에 따른 방법에서, 쉽게 중합되는 물질이 그리퍼-벨트 또는 포일 내로 도입되어 발포되는 것이 아니라 폴리우레탄 폼의 제조를 위한 출발 화합물, 즉, 하나 이상의 폴리이소시아네이트 a) 및 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 b)를 포함하는 액상 반응성 시스템이 도입되고, 중합체성 폴리우레탄 형성을 위한 중합 반응 및 폼의 제조를 위한 발포가 바람직하게는 동시에 일어난다.
폴리우레탄 폼, 특히 강성 폴리우레탄 폼은 오랫동안 공지되어 있었으며, 문헌에 널리 기술되어 있다. 상기 폼은 일반적으로 유기 폴리이소시아네이트 a)와 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 2개 이상의 기를 갖는 화합물 b1), 주로 폴리올 및/또는 폴리아민과의 반응을 통하여 제조된다. 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 상기 하나 이상의 고분자량 화합물 b)는 본 발명에 따르면 바람직하게는 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 2개 이상의 기를 갖는 화합물 b1)이다.
사용될 수 있는 유기 폴리이소시아네이트 a)는 바람직하게는 방향족 다작용성 이소시아네이트이다.
언급될 수 있는 개별적인 예로는 톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트(TDI) 및 상응하는 이성질체 혼합물, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'-, 및 2,2'-디이소시아네이트(MDI) 및 상응하는 이성질체 혼합물, 디페닐-메탄 4,4'- 및 2,4'-디이소시아네이트로 만들어진 혼합물, 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'-, 및 2,2'-디이소시아네이트로 그리고 폴리페닐 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트로 만들어진 혼합물(미정제 MDI), 및 미정제 MDI로 그리고 톨릴렌 디이소시아네이트로 만들어진 혼합물이 있다. 유기 디- 및 폴리이소시아네이트는 개별적으로 또는 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.
흔히 사용되는 다른 재료로는 개질 다작용성 이소시아네이트로 공지된 것, 즉, 유기 디- 및/또는 폴리이소시아네이트의 화학 반응을 통하여 수득되는 생성물이 있다. 언급될 수 있는 예로는 이소시아누레이트기를 포함하고/하거나 우레탄기를 포함하는 디- 및/또는 폴리이소시아네이트가 있다. 개질 폴리이소시아네이트는 임의로 서로와 혼합되거나 비개질된 유기 폴리이소시아네이트, 예를 들어 디페닐메탄 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트, 미정제 MDI, 및/또는 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트와 혼합될 수 있다.
이들과 함께 또한 사용될 수 있는 물질로는 다작용성 이소시아네이트와 다작용성 폴리올의 반응 생성물, 소위 폴리이소시아네이트 예비중합체와, 또한 이들과 다른 디- 및 폴리이소시아네이트의 혼합물이 있다.
폴리이소시아네이트 성분 a)는 바람직하게는 폴리이소시아네이트 예비중합체의 형태로 도입된다. 이러한 폴리이소시아네이트 예비중합체는 상기 폴리이소시아네이트를 예를 들어 30 내지 100℃의 온도에서, 바람직하게는 약 80℃에서 폴리올과 반응시켜 예비중합체를 수득함으로써 수득가능하다. 바람직한 실시양태에서, 4,4'-MDI는 우레톤 이민 개질 MDI 및 폴리에스테르를 기재로 하는, 예를 들어 아디프산을 기재로 하는 구매가능한 폴리올과 함께 사용되며, 예를 들어 유럽 특허 출원 제3007101407.0호에 언급된 바와 같이, 예를 들어 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드를 기재로 하는 폴리에테르 또는 폴리테트라히드로푸란(PTHF) 또는 폴리카르보나톨이 본 발명에 따른 예비중합체의 제조에 사용된다.
폴리올은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌["Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane" Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.1]에 기술되어 있다. 에테르를 기재로 하는 예비중합체는 바람직하게는 폴리이소시아네이트, 특히 바람직하게는 4,4'-MDI를 2작용성 내지 3작용성 폴리옥시프로필렌- 및/또는 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 폴리올과 반응시킴으로써 수득된다. 이것의 제조는 일반적으로 단독의, 에틸렌 옥시드와의 혼합물 형태의, 또는 블록식의 프로필렌 옥시드의 H 작용성, 바람직하게는 OH 작용성 출발 화합물에의 기본적으로 공지된, 촉매되는 부가에 의해 행해진다. 출발 화합물은 예를 들어 물, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜 또는 글리세린 또는 트리메틸올 프로판이다. 또한, 촉매로서 다금속 시아나이드 화합물, 소위 DMC 촉매가 사용될 수 있다. 더욱이, 보르트리플루오라이드와 같은 루이스산(Lewis-acid)의 촉매가 사용될 수 있다. 바람직하게는 폴리에테르가 폴리올로서 사용되며, 이는 하기에 b) 하에 언급된 바와 같다.
에틸렌 옥시드-/프로필렌 옥시드 혼합물이 사용될 때, 에틸렌 옥시드는 알킬렌 옥시드의 총량에 대하여 10 내지 50 중량%의 양으로 사용된다. 알킬렌 옥시드의 통합은 블록식으로 또는 통계적 혼합물로서 일어날 수 있다. 특히 바람직한 것은 에틸렌 옥시드- 및 말단캡("EO-캡")을 부가하여 반응성이 더욱 큰 일차 OH 말단기의 양을 증가시키는 것이다. 폴리올의 수평균 분자량은 바람직하게는 400 내지 4500 g/mol이다.
유기 폴리이소시아네이트로서 특히 성공적인 것으로 입증된 물질은 NCO 함량이 29 내지 33 중량%이고 25℃에서의 점도가 150 내지 1000　mPa·s인 미정제 MDI이다.
이소시아네이트기 b)에 대하여 반응성인 기를 갖는 고분자량 화합물로는, 바람직하게는 이소시아네이트에 대하여 반응성인 2개 이상의 기를 갖는 화합물 b1)로는 특히 폴리에테르 알코올 및/또는 폴리에스테르 알코올 및/또는 폴리카르보네이트 알코올이 있으며, 이는 OH가가 100 내지 1200　mg의 KOH/g의 범위이다.
본 발명에 따른 바람직한 실시양태에서, 폴리에테르올 및 폴리에스테르올을 포함하는 혼합물이 고분자량 화합물 b)로서 사용된다.
본 발명에 따르면 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 고분자량 화합물 b)는 바람직하게는 분자량이 400 g/mol 초과이며, 바람직하게는 이 분자량은 550 g/mol 초과이다. 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 고분자량 화합물의 평균 작용기는 바람직하게는 2.5개 미만이다.
폴리에스테르 알코올은 주로 탄소 원자수 2 내지 12, 바람직하게는 탄소 원자수 2 내지 6의 다가 알코올, 바람직하게는 디올과, 탄소 원자수 2 내지 12의 다가 카르복실산, 예를 들어 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 말레산, 푸마르산, 및 바람직하게는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 이성질체형 나프탈렌디카르복실산의 축합을 통하여 제조된다.
디카르복실산은 별도로 사용되거나 서로와의 사이에서의 혼합물로서 사용될 수 있다. 유리 디카르복실산 대신, 상응하는 디카르복실산 유도체, 예를 들어 탄소 원자수 1 내지 4의 알코올의 디카르복실산 에스테르 또는 디카르복실산 무수물이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 20 내지 35 : 35 내지 50 : 20 내지 32 : 35 내지 50 : 20 내지 32 중량부의 비율의 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 디카르복실산 혼합물, 바람직하게는 아디프산. 2가 이상의 알코올, 바람직하게는 디올의 예로는 에탄 디올, 디에틸렌 글리콜, 1,2- 또는 1,3-프로판 디올, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,5-펜탄 디올, 1,6-헥산 디올, 1,10-데칸 디올, 글리세린 및 트리메틸올 프로판이 있다. 바람직하게는, 에탄 디올, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,5-펜탄 디올 및 1,6-헥산 디올이 사용된다. 게다가, 락톤의 폴리에스테르 폴리올, 예를 들어 엡실론-카프로락톤 또는 히드록시카르복실산, 예를 들어 오메가-히드록시카프르산이 사용될 수 있다.
폴리에스테르 폴리올의 제조에 있어서, 유기, 예를 들어 방향족, 바람직하게는 지방족 폴리카르복실산 및/또는 유도체 및 다가 알코올은 촉매를 이용하지 않고서 또는 바람직하게는 에스테르화 촉매의 존재 하에, 유리하게는 불활성 가스, 예를 들어 질소, 일산화탄소, 헬륨, 아르곤 및 기타의 분위기에서 150 내지 250℃, 바람직하게는 180 내지 220℃의 온도에서 용융 상태로, 임의로, 감소된 압력 하에서, 바람직하게는 10 미만, 특히 바람직하게는 2 미만인 요망되는 산가까지 중축합될 수 있다. 바람직한 실시양태에 따르면, 에스테르화 혼합물은 상기 온도에서, 80 내지 30, 바람직하게는 40 내지 30의 산가까지, 상압 하에서, 그리고 후속적으로 500 mbar 미만, 바람직하게는 50 내지 150 mbar의 압력 하에서 중축합된다. 금속, 금속 산화물 또는 금속염의 형태의 철 촉매, 카드뮴 촉매, 코발트 촉매, 납 촉매, 아연 촉매, 안티몬 촉매, 마그네슘 촉매, 티타늄 촉매 및 주석 촉매가 에스테르화 촉매로서 사용될 수 있다. 또한 중축합은 희석제 및/또는 엔트레이너(entrainer)의 존재 하에, 예를 들어 축합수의 산성지향성 증류를 위한 벤젠, 톨루엔, 자일렌 또는 클로로벤젠의 존재 하에 액체상 중에서 행해질 수 있다. 폴리에스테르 폴리올의 제조에 있어서, 유기 폴리카르복실산 및/또는 유도체 및 다가 알코올은 유리하게는 1:1 내지 1.8, 바람직하게는 1:1.05 내지 1.2의 몰비로 중축합된다.
수득된 폴리에스테르 폴리올은 유리하게는 작용기가 1.8 내지 4개, 특히 바람직하게는 1.9 내지 3개, 특히 2.0 내지 2.5개이며 분자량이 480 내지 5000, 바람직하게는 1000 내지 4500 g/mol, 바람직하게는 1600 내지 4500이다.
본 발명에서 사용되는 바람직한 폴리에테르의 작용기는 바람직하게는 2 내지 8개, 특히 3 내지 8개이다.
특히, 공지된 방법에 의해, 예를 들어, 촉매, 바람직하게는 알칼리 금속 수산화물, 아민, 또는 DMC 촉매로 공지된 것의 존재 하에서의 알킬렌 옥시드의 음이온 중합을 통하여 제조되는 폴리에테르 폴리올 b1H)를 사용하는 것이 가능하다.
주로 사용되는 알킬렌 옥시드는 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드, 바람직하게는 순수 프로필렌 1,2-옥시드이다.
사용되는 특정 출발 분자는 분자 내에 3개 이상, 바람직하게는 4 내지 8개의 히드록시기를 갖는, 또는 2개 이상의 일차 아미노기를 갖는 화합물이다.
분자 내에 3개 이상, 바람직하게는 4 내지 8개의 히드록시기를 갖는, 사용되는 출발 분자는 바람직하게는 트리메틸올프로판, 글리세롤, 톨루엔-디아민, 펜타에리트리톨, 당 화합물, 예컨대 글루코스, 소르비톨, 만니톨, 및 수크로스, 다가 페놀, 레솔, 예를 들어 페놀 및 포름알데히드로부터 유도된 올리고머 축합물, 및 페놀, 포름알데히드로부터, 그리고 디알칸올아민으로부터, 그리고 또한 멜라민으로부터 유도된 만니히(Mannich) 축합물이다.
분자 내에 2개 이상의 일차 아미노기를 갖는 사용되는 출발 분자는 바람직하게는 방향족 디- 및/또는 폴리아민, 예를 들어 페닐렌디아민, 톨릴렌-2,3-, 2,4-, 3,4-, 및 2,6-디아민, 및 4,4'-, 2,4'-, 및 2,2'-디아미노디페닐메탄, 및 또한 지방족 디- 및 폴리아민, 예컨대 에틸렌디아민이다.
폴리에테르 폴리올의 작용기는 바람직하게는 3 내지 8개이며, 이의 히드록시가는 바람직하게는 100　mg의 KOH/g 내지 1200　mg의 KOH/g, 특히 240　mg의 KOH/g 내지 570　mg의 KOH/g이다.
이소시아네이트에 대하여 반응성인 2개 이상의 수소 원자를 갖는 화합물 b1) 중에는 또한 임의로 동시에 사용되는 사슬 연장제 및 가교제가 있다. 2작용성 사슬 연장제, 3개 이상의 작용기의 가교제, 또는 임의로 이들의 혼합물을 첨가하는 것이 기계적 특성의 변경에 유리한 것으로 입증될 수 있다. 사용되는 사슬 연장제 및/또는 가교제는 바람직하게는 알칸올아민, 특히 분자량이 400 미만, 바람직하게는 60 내지 300인 디올 및/또는 트리올이다.
사슬 연장제, 가교제 또는 이들의 혼합물의 유리하게 사용되는 양은 폴리올 성분 b1)을 기준으로 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%이다.
사용되는 폴리에테르 알코올 및 폴리에스테르 알코올과, 또한 이들의 제조에 관한 추가의 정보는 예로서 문헌[Kunststoffhandbuch [Plastics handbook], volume 7 "Polyurethane" [Polyurethanes], edited by Guenter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Munich, 3rd edition, 1993, pages 57 to 74]에서 발견된다.
추가로 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 프로파일 형재의 코어 내의 본 발명에서 존재하는 폴리우레탄 내에는, 예를 들어 난연제, 계면활성제 물질, 폼 안정제, 셀 조절제, 충전재, 안료, 염료, 난연제, 가수분해 안정제, 정전기 방지제, 정진균 및 정균 효과를 갖는 에이전트(agent) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가의 첨가제가 존재한다.
사용될 수 있는 난연제로는 유기 인산 및/또는 포스폰산 에스테르가 있다. 이소시아네이트기에 대하여 반응성이 아닌 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 화합물 중에는 염소를 포함하는 인산 에스테르도 있다. 이 군의 난연제의 전형적인 대표적인 것으로는 트리에틸 포스페이트, 디페닐 크레실 포스페이트, 트리스(클로로프로파일 형재) 포스페이트 및 또한 디에틸 에탄포스포네이트가 있다.
이들과 함께, 브롬을 포함하는 난연제도 사용될 수 있다. 브롬을 포함하는 사용되는 난연제로는 바람직하게는 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 화합물이 있다. 이러한 유형의 화합물은 테트라브로모프탈산과 지방족 디올의 에스테르 및 디브로모부텐디올의 알콕실화 생성물이 있다. OH기를 포함하는 브롬화 네오펜틸 화합물의 기로부터 기로부터 유도되는 화합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 프로파일 형재의 코어에 있어서 본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리우레탄의 제조에 있어서, 취입제, 촉매 및 셀 안정제와, 또한, 필요할 경우 추가의 보조제 및/또는 첨가제를 사용하는 것이 일반적이다.
물이 취입제로 사용될 수 있으며, 물은 이소시아네이트기와 반응하며, 이때 이산화탄소가 제거된다. 물과 조합되어, 또는 물 대신에 물리적 취입제로 공지된 것을 사용하는 것도 가능하다. 이들은 출발 성분에 대하여 불활성이고 실온에서 주로 액체이며 우레탄 반응 조건 하에서 증발하는 화합물이다. 상기 화합물의 비점은 바람직하게는 50℃ 미만이다. 물리적 취입제 중에는 실온에서 가스질이고 압력 하에서 출발 성분 내로 도입되거나 이에 용해되는 화합물이 또한 있으며, 예로는 이산화탄소, 저비점 알칸 및 플루오로알칸이 있다.
상기 화합물은 주로 탄소 원자수 4 이상의 알칸 및/또는 시클로알칸, 디알킬 에테르, 에스테르, 케톤, 아세탈, 탄소 원자수 1 내지 8의 플루오로알칸 및 알킬 사슬 중에 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 테트라알킬실란, 특히 테트라메틸실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
언급될 수 있는 예로는 프로판, n-부탄, 이소- 및 시클로부탄, n-, 이소-, 및 시클로펜탄, 시클로헥산, 디메틸 에테르, 메틸 에틸 에테르, 메틸 부틸 에테르, 메틸 포르메이트, 아세톤, 및 또한 대류권에서 분해될 수 있고 따라서 오존층에 유해하지 않은 플루오로알칸, 예를 들어 트리플루오로메탄, 디플루오로메탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 디플루오로에탄 및 헵타플루오로프로판이 있으며, 플루오로알켄도 사용될 수 있다. 언급된 물리적 취입제는 단독으로, 또는 서로와의 임의의 요망되는 조합물로 사용될 수 있다.
사용되는 촉매는 특히 이소시아네이트기와, 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기의 반응을 크게 가속화하는 화합물이다. 이러한 촉매의 예로는 강염기성 아민, 예를 들어 이차 지방족 아민, 이미다졸, 아미딘 및 또한 알칸올아민이 있다.
이소시아누레이트기를 폴리우레탄 폼 내로 혼입시키고자 할 경우, 특정 촉매가 필요하다. 사용되는 일반적인 이소시아누레이트 촉매는 금속 카르복실레이트, 특히 아세트산칼륨 및 이의 용액이다.
필요에 따라, 촉매는 단독으로 또는 서로와의 요망되는 임의의 혼합물로 사용될 수 있다.
사용되는 추가의 첨가제로는 그 자체가 이러한 목적용으로 공지된 물질, 예를 들어 계면활성제 물질, 폼 안정제, 셀 조절제, 충전재, 안료, 염료, 난연제, 가수분해 안정제, 정전기 방지제, 정진균 및 정균 효과를 갖는 에이전트가 있다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리우레탄의 제조 방법에 관한, 그리고 또한 사용되는 출발 재료, 취입제 및 촉매와, 또한 보조제 및/또는 첨가제에 관한 더욱 상세한 정보는 예로서 문헌[Kunststoffhandbuch [Plastics handbook], volume 7 "Polyurethane" [Polyurethanes], Carl-Hanser-Verlag, Munich, 1st edition, 1966, 2nd edition, 1983 and 3rd edition, 1993, pages 104 to 192]에서 발견된다.
강성 폴리우레탄 폼의 제조를 위하여, 폴리이소시아네이트 a) 및 폴리올 성분 b)는 이소시아네이트 인덱스가 90 내지 220, 바람직하게는 100 내지 200, 특히 110 내지 190이 되도록 하는 양으로 반응한다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 강성 폴리우레탄 폼의 밀도는 바람직하게는 10 내지 400　kg/m3, 특히 바람직하게는 20 내지 200　kg/m3, 매우 특히 바람직하게는 30 내지 100　kg/m3이다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 폼의 제조에 관한 상세 사항은 단계 (B) 및 (C)에 특정되어 있다.
일반적으로 본 발명의 프로파일 형재의 코어는 당업계의 숙련자에게 요망되는 응용에 적합한 것으로 보이는 임의의 요망되는 형상을 가질 수 있다. 코어의 단면 형상은 둥글고/둥글거나 각이 진 것일 수 있다. 게다가, 코어는 균일하거나 불균일한 형상의 것일 수 있으며, 예로서 공동, 홈, 리지(ridge) 등을 가질 수 있고, 여기서, 이들 프로파일링 효과는 생성 방향과 평행하게 또는 생성 방향에 수직으로 실행될 수 있다. 바람직한 일 실시양태에서, 본 발명의 방법의 단계 (C)에서 형성된 코어는 생성될 프로파일 형재의 형상을 제공하거나, 각각 단열 부재에 의해 봉입된 영역을 제공한다. 본 발명에서 생성된 프로파일 형재의 또 다른 실시양태에서, 예를 들어 창 프로파일 형재의 경우에, 본 발명에서 생성된 코어는 필릿이 접합된 재킷에 의해 피복 처리되며, 그 후 이것에 추가의 필릿이 임의로 접합된다. 코어, 재킷 및 필릿으로 만들어진 전체가 본 발명의 생성된 프로파일 형재를 형성한다.
코어의 형상은 다시, 본 발명에서 사용되는 그리퍼-벨트 시스템의 형상을 통하여 규정된다. 코어의 치수는 일반적으로 5 내지 250　mm, 바람직하게는 10 내지 150　mm, 특히 바람직하게는 20 내지 100　mm, 특히 25 내지 80　mm이며, 불균일하게 성형된 코어의 경우에는 이러한 치수는 하나의 방향에서의 가장 큰 입수가능한 거리를 기술한다.
본 발명에서 생성된 프로파일 형재는 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 하나 이상의 코어를 포함한다. 바람직한 일 실시양태에서, 본 발명에서 생성된 프로파일 형재는 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 정확하게 하나의 코어를 포함한다. 본 발명에서, 프로파일 형재는 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 2개, 3개 또는 4개의 코어를 갖는 것이 또한 가능하다. 본 발명에서 생성된 프로파일 형재에 2개, 3개 또는 4개의 코어가 존재할 경우, 이들은 동일하거나 상이한 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 생성된 프로파일 형재는 상기 하나 이상의 코어와 함께, 하나 이상의 열가소성 물질로 만들어진 하나 이상의 재킷을 포함한다. 본 발명에서 "재킷"이라는 용어는 본 발명의 프로파일 형재의 코어의 코팅을 의미한다. 여기서 재킷은 코어를 어느 정도로, 또는 전적으로, 바람직하게는 전적으로 봉입한다. 게다가, 바람직한 일 실시양태에서, 재킷은 필릿이 이것에 접합된다.
재킷 그 자체의 두께 또는 재킷과, 임의로 존재하는 재킷의 필릿의 두께는 일반적으로 1 내지 20　mm, 바람직하게는 2 내지 15　mm, 특히 바람직하게는 3 내지 10　mm이며, 여기서 재킷 및 필릿의 두께는 상이하거나 동일할 수 있다. 바람직한 일 실시양태에서, 재킷 또는 필릿은 프로파일 형재의 다양한 부위에서 다양한 두께를 가지며, 여기서, 상기 두께는 종방향에서는 동일하지만, 횡방향에서는 상이할 수 있다. 이는 예로서 프로파일 형재의 형상의 함수이며, 이는 다시 후속 응용의 함수이다.
일반적으로, 본 발명에서 생성할 프로파일 형재의 재킷은 하나 이상의 열가소성 물질을 포함한다. 적합한 열가소성 물질은 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예로는 폴리올레핀, 예로서 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 중축합물, 예컨대 폴리아미드(PA), 예를 들어 PA 6, PA 6,6, 폴리락테이트(PLA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 다중부가물, 예컨대 열가소성 폴리우레탄, 목재-플라스틱 복합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에서 생성할 프로파일 형재의 재킷은 폴리비닐 클로라이드(PVC)를 포함한다. 폴리비닐 클로라이드(PVC) 및 비닐 클로라이드의 중합에 의한 이의 제조는 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다.
바람직한 일 실시양태에서, 재킷은 융점이 220℃ 미만인 열가소성 물질을 포함한다.
본 발명에서 생성된 프로파일 형재에서, 코어와 재킷 사이에는 임의로 하나 이상의 포일이 있다. 본 발명에서 "포일"이라는 용어는 본 발명에서 생성된 프로파일 형재에 있어서 코어와 재킷 사이에 임의로 존재하는 층 또는 코팅을 의미한다. 일반적으로 상기 포일은 당업계의 숙련자에게 본 발명의 프로파일 형재에 적합한 것으로 보이는 임의의 물질로 구성될 수 있다.
바람직한 일 실시양태에서, 코어와 재킷 사이에 임의로 존재하는 포일은 열가소성 폴리우레탄, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 종이, 판지, 텍스타일, 부직물, 테플론(Teflon), 금속, 금속-플라스틱 복합 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함한다. 언급된 물질, 및 이의 제조 방법은 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다. 본 발명에서는 하나 초과의 물질로 구성된 포일도 사용될 수 있으며, 사용된 상기 용어는 복합 물질이다.
특히 바람직한 일 실시양태에서, 포일은 본 발명에서 생성된 프로파일 형재의 코어와 재킷 사이에 테플론을 포함하며, 포일은 테플론으로 구성되는 것이 매우 특히 바람직하다. 이 실시양태에서, 존재하는 포일은, 본 발명에서 생성된 프로파일 형재로부터 생성된 물품, 예를 들어 창틀 또는 문틀이 사용 후 용이하게 재활용될 수 있도록 하는 그러한 방식으로 코어의 재킷에의 영구적 접착을 방지하며, 그 이유는 상이한 플라스틱, 예를 들어 코어의 폴리우레탄 폼과 재킷의 폴리비닐 클로라이드가 서로로부터 용이하게 분리될 수 있기 때문이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 포일은 열가소성 폴리우레탄을 포함한다. 그 결과는 포일이 코어에 특히 강하게 접착되는 것이다. 또 다른 결과는 포일이 재킷에 특히 우수하게 접착되는 것이며, 따라서 전체적인 결과는 상기 3가지의 구성 요소가 서로에게 특히 우수하게 그리고 강력하게 접착하는 것, 및 특히 안정한 프로파일 형재이다. 바람직하게 사용되는 열가소성 폴리우레탄은 예로서 MDI 및 PTHF 폴리올로 주로 구성되며, 이는 예를 들어 독일 특허 제10234007에 기술된 바와 같다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 포일은 금속 또는 금속-플라스틱 복합 물질을 포함하며, 이는 예로서 독일 특허 제10211274호에 기술되어 있다. 상기 실시양태에서, 바람직하게는 폴리우레탄 폼을 포함하는, 코어 주위의 기밀 시스가 있다. 따라서, 본 발명에서는 폼에 존재하는 취입제, 특히 펜탄이 코어로부터의 증발에 의해서는 방출될 수 없다는 것이 가능하다. 따라서, 코어는 또한 매우 오랜 기간에 걸쳐 그의 낮은 람다 값을 유지하며, 따라서 코어의 또는 전체 프로파일 형재의 절연 효과가 오랜 기간에 걸쳐 본질적으로 일정하게 남아있다.
코어와 재킷 사이에 임의로 존재하는 포일의 두께는 예로서 10 내지 3000　㎛, 바람직하게는 25 내지 1000　㎛, 특히 바람직하게는 50 내지 750　㎛, 특히 100 내지 500 ㎛이다.
본 발명의 연속 공정의 개별 단계의 상세한 설명이 하기에 제공된다:
단계 (A):
본 발명의 방법의 임의적 단계 (A)는 프로파일 형재의 형상을 갖는 그리퍼-벨트 시스템 내로 포일을 도입하는 것을 포함한다.
본 발명의 방법의 단계 (A)는 포일이 생성될 프로파일 형재의 코어와 재킷 사이에 존재해야 할 경우 실시된다. 바람직하게는 본 발명은 상기 포일을 롤의 형태로 제공하며, 이것을 각각 프로파일 형재를 생성하는 실제 장치 내로의 당업계의 숙련자에게 공지된 장치의 수송에 의해 또는 풀림 장치에 의해 도입한다.
단계 (A)에서, 포일은 당업계의 숙련자에게 공지된 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입된다. 여기서 상기 그리퍼-벨트 시스템은 생성될 프로파일 형재의 형상을 갖는 것이 본 발명에 필수적이다. 도 2, 3 및 4는 본 발명에 있어서 상기 그리퍼-벨트 시스템의 가능한 실시양태를 도시한다.
적절한 수의 부재를 갖는 그리퍼-벨트 시스템이 단계 (A)에서 제공되며, 이는 생성될 프로파일 형재 내에 포함될 코어의 수에 대하여 적절하게 설계된다. 생성될 프로파일 형재에 하나의 코어가 존재할 경우, 바람직하게는 2개의 부재를 갖는 그리퍼-벨트 시스템이 적합하다. 생성될 프로파일 형재에 2개의 코어가 존재할 경우, 3개의 부재를 갖는 그리퍼-벨트 시스템이 사용된다. 생성될 프로파일 형재에 3개의 코어가 존재할 경우, 4개의 부재를 갖는 그리퍼-벨트 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 생성될 프로파일 형재에 4개의 코어가 존재할 경우, 5개의 부재를 갖는 그리퍼-벨트 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 생성될 프로파일 형재 내에 하나 초과의 코어가 존재할 경우, 이들은 서로와 나란히 있도록 및/또는 상호 겹쳐지도록 프로파일 형재 내에서 배열되었을 수 있다. 공지된 연속 공정은 2개 또는 4개의 코어를 갖는 이러한 유형의 프로파일 형재를 생성할 수 없다.
본 발명에서 사용되는 그리퍼-벨트 시스템은 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예로서 독일 특허 제102004023881호에 기술되어 있다.
본 발명의 방법의 단계 (A)에서, 포일은 이것이 바람직하게는 그리퍼-벨트 시스템의 바닥에 놓이도록, 그리고 그리퍼-벨트 시스템의 측면에 놓이도록 하는 그러한 방식으로 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입되며, 상부 에지만큼 멀리서 행해진다. 바람직한 실시양태에서, 포일의 치수는 이것이 그리퍼-벨트 시스템의 상부 에지에 중첩되도록 하는 것이며, 그리퍼-벨트 시스템에서 만연하는 온도 덕분에, 그리퍼-벨트 시스템의 온도 또는 반응 PU 폼의 온도가 사용되는 포일의 Tg 또는 Tm보다 높다면, 이는 도입된 포일이 튜브를 형성하도록 하는 그러한 방식으로 그 자신에게 융합되며, 여기서, 상기 튜브의 형상은 바람직하게는 생성될 프로파일 형재에 대하여 그리퍼-벨트 시스템에 대하여 정확히 규정된 것이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 단계 (A)는 포일이 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입될 경우 조오(jaw)가 아직 완전히 폐쇄되지 않은 그러한 방식으로 실시된다. 이 실시양태는 포일이 더욱 용이하게 도입되게 하고 크리스 무함유(crease-free) 도입을 가능케 한다.
성형 장치, 바람직하게는 성형 숄더(shoulder)에 의해 포일을 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법의 단계 (A)는 바람직하게는 실온 내지 40℃, 특히 바람직하게는 실온 내지 30℃의 온도에서 실시된다.
단계 (B):
본 발명의 방법의 단계 (B)는 하나 이상의 폴리이소시아네이트 a) 및 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물을 포함하는 코어의 하나 이상의 액체 발포성 반응성 시스템을 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입하여서 임의로 존재하는 임의의 포일이 적어도 어느 정도 전구체 물질을 둘러싸는 것을 포함한다. 본 발명에서, 반응성 시스템은 코어 내에 존재하는 발포 물질을 위한 전구체 화합물들의 혼합물을 의미한다.
본 발명의 방법의 단계 (B)는 상기 물질을 도입하는, 당업계의 숙련자에게 공지된 장치를 사용한다. 본 발명에 따르면, 폴리우레탄 폼의 생성에 필요한 성분, 특히 폴리이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분과, 또한 상기에 더욱 초기의 단계에서 언급된 다른 성분이 도입된다. 특히 바람직한 일 실시양태에서, 단계 (B)의 방법은 디이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분을 포함하는 혼합물을 도입한다. 상기 혼합물은 당업계의 숙련자에게 공지된 혼합 장비에서의 개별 물질들로부터 생성된다. 예로서, 촉매 및 취입제를 추가의 계량 펌프에 의해 폴리올 성분 내로 계량하여 넣는다.
본 발명의 방법의 단계 (A)를 실시하는 특히 바람직한 일 실시양태에서, 코어의 하나 이상의 액체 발포성 반응성 시스템은 단계 (B)에서 단계 (A) 내에 도입된 포일 내에 충전되며, 여기서 포일이 단계 (A)에서 튜브를 형성하였거나 단계 (B)에서 튜브를 형성하는 것이 바람직하다. 여기서 충전될 전구체 물질의 양은 발포 후에 코어에 이용가능한 전체 공간이 폴리우레탄 폼으로 충전된 그러한 방식으로 당업계의 숙련자에 의해 판단된다.
본 발명의 방법의 단계 (A)가 실시되지 않을 경우, 그리퍼-벨트 시스템에는 본 발명의 방법의 단계 (B)에서의 전구체 물질의 충전 전에 이형제가 제공되는 것이 바람직하다.
당업계의 숙련자에게 공지된 취입제들 중 임의의 것이 일반적으로 적합하며, 실리콘 또는 왁스가 특히 적합하다.
본 발명의 방법의 단계 (B)는 바람직하게는 실온에서 실시되며, 여기서 폴리우레탄 생성을 위한 출발 성분들의 온도는 당업계의 숙련자에게 공지된 것이다.
단계 (C):
본 발명의 방법의 단계 (C)는 그리퍼-벨트 시스템에서의 코어의 성형을 포함한다.
단계 (B)에서 도입된 발포성 전구체 물질이 그리퍼-벨트 시스템에서 발포되는 그러한 방식으로 본 발명이 단계 (C)를 실시하는 것이 바람직하다. 여기서 전구체 물질, 또는 여기서 형성되는 코어는 바람직하게는 그리퍼-벨트 시스템의 이동을 통하여 수송된다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 트레인 유닛(train unit), 예를 들어, 2개 모터에 의해 전력이 공급되는 휠 시스템이 그리퍼-벨트 시스템 후에 존재하며, 이는 포일을 그리퍼-벨트 시스템을 통하여 바람직하게는 시작시에 잡아당긴다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 바람직하게는 출발 후에, 즉, 본 방법을 안정한 방식으로 실행하고 있을 때, 포일로 둘러싸인 경화 경질 폼 프로파일 형재가 트레인 유닛, 예를 들어 2개 모터에 의해 전력이 공급되는 휠 시스템에 의해 수송된다.
그리퍼-벨트 시스템에서 만연하는 압력 조건 및 온도 조건 덕분에, 존재하는 전구체 물질들, 특히 폴리이소시아네이트 성분 및 폴리올 성분은 반응하여 요망되는 폼을 제공한다. 그리퍼-벨트 시스템의 성형 또는 그리퍼-벨트 시스템에 존재하는 포일의 성형은 폼이 발포 공정 동안 요망되는 프로파일 형재의 형상을 추정하게 한다. 도입되는 양의 함수인 그리고 자유 발포 밀도의 함수인 "과도충전"을 이용하여 압밀을 수득하고 이에 따라 폼에 높은 균질성 및 안정성을 제공하게 된다.
본 발명의 방법의 단계 (C)는 바람직하게는 실온 내지 55℃, 특히 바람직하게는 실온 내지 45℃에서 실시된다.
코어의 성형 동안 단계 (C)에서 생성되는 임의의 가스는 바람직하게는 본 발명에서 소산되지 않으며, 대신, 코어의 물질 내에 남아있다. 이를 위하여, 전구체 물질의 양은 바람직하게는 발포 공정 후, 그리퍼-벨트 시스템에 또는 그 안에 존재하는 포일에, 또는 그로부터 성형된 튜브에 충전되는 폼은 요망되는 밀도 및 품질을 갖게 되는 그러한 방식으로 당업계의 숙련자에 의해 판단될 수 있다.
본 발명의 방법의 단계 (C)가 일반적으로 실시되는 압력은 0.8 내지 1.2　bar (a), 바람직하게는 0.9 내지 1.1 bar (a), 특히 바람직하게는 대기압이다.
단계 (D):
본 발명의 방법의 임의적 단계 (D)는 단계 (C)로부터의 코어의 냉각을 포함한다.
본 발명의 방법의 단계 (D)는, 임의로 하나 이상의 포일에 의해 적어도 어느 정도 피복된, 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 코어의 온도가 본 발명의 방법의 다음 단계 (E)에 있어서 너무 높을 경우 실시된다. 냉각은 당업계의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 실시될 수 있다. 예로서, 방금 형성된 코어는 적절한 냉각제, 예컨대 물 또는 공기에 통과될 수 있다. 바람직한 일 실시양태에서, 본 발명의 방법의 임의적 단계 (D)가 실시된다.
바람직하게는 코어가 본 발명의 방법의 단계 (D)에서 냉각되는 온도는 실온 내지 70℃, 바람직하게는 실온 내지 50℃이다.
단계 (E):
본 발명의 방법의 단계 (E)는, 하나 이상의 열가소성 물질로 만들어진 재킷으로 코어를 피복함으로써 프로파일 형재를 수득하기 위하여, 단계 (C) 또는 (D)로부터의 코어를 환상 프로파일 형재 생성을 위하여 압출 다이가 부착된 압출기 내로 도입하는 것을 포함한다.
단계 (E)에서, 단계 (B)에서 수득된, 그리고 포일에 의해 임의로 피복된 코어는 프로파일 형재의 형상을 복제하는 다이를 포함하는 압출기 내로 도입된다. 단계 (E)의 압출기에서, 재킷을 형성하기 위한 열가소성 물질은 이제 용융 형태로 코어에 적용된다. 본 발명에서 사용되는 이 압출기의 실시양태는 일반적으로 당업계의 숙련자에게 공지된 용어이며, 예로서 국제 특허 공개 제WO 2009/098068호에 기술되어 있다.
단계 (E)는 하나 이상의 발포 물질로 만들어진 하나 이상의 코어, 하나 이상의 열가소성 물질로 만들어진 하나 이상의 재킷, 및 임의로 코어와 재킷 사이의 하나 이상의 포일을 포함하는 본 발명의 프로파일 형재를 제공한다.
본 발명의 방법의 단계 (E)는 바람직하게는 재킷의 열가소성 물질이 용융되는 온도에서, 예를 들어 100 내지 220℃, 특히 바람직하게는 130 내지 190℃의 온도에서 실시된다.
압출기에서 배출된 후 열가소성 물질이 고형화되는 우세한 온도는 바람직하게는 예로서 25 내지 180℃, 바람직하게는 50 내지 150℃이다.
열가소성 물질의 압출은 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예로서 문헌["Einfuehrung in die Kunststoffverarbeitung" [Introduction to plastics processing], 5th edition, September 2006; pp. 87　-　180; Walter Michaeli; Hanser Fachbuchverlag]에 기술되어 있다.
또한 본 발명은 단계 (E)에서 각각 그리퍼-벨트 시스템 내로 또는 압출 다이 내로, 즉, 압출기의 프로파일 형재 형상의 다이 내로, 강화 시스템이 코어와 재킷 사이의 프로파일 형재에 존재하거나 본질적으로 전적으로 재킷 내에 존재하는 그러한 방식으로 강화재를 도입하는 본 발명의 방법을 제공한다. 이러한 유형의 프로파일 형재에서의 강화재의 존재는 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다. 강화재는 당업계의 숙련자에게 적합한 것으로 보이는 임의의 물질로 구성될 수 있다. 예로서, 도입되는 강화재는 금속, 예컨대 알루미늄 또는 철, 플라스틱, 예컨대 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 유리섬유 강화 플라스틱 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함한다. 플라스틱 또는 유리 섬유 강화 플라스틱으로 만들어진 강화재가 바람직하다.
본 발명에서 강화재가 프로파일 형재 내로 도입될 경우, 이 강화재는 이것이 압출기 내로 도입될 때 최종 형상을 가질 수 있으며, 예로는 스트립의 형상이 있다. 제2 실시양태에서, 강화재는 프로파일 형재의 재킷과 동시에 압출기에서 압출된다. 이를 위하여, 강화재의 물질은 바람직하게는 용융된 상태로 압출기를 따라 도입된다.
본 발명의 바람직한 일 실시양태에서, 강화재의 치수는 프로파일 형재의 치수에 의존적이며, 강화 프로파일 형재의 안정성을 최대화할 수 있다. 이 강화재의 디자인은 프로파일 형재 내에서, 예를 들어 창틀 또는 문틀 내에서 감소된 열전달성을 제공한다.
단계 (F):
본 발명의 방법의 임의적 단계 (F)는 단계 (E)로부터의 프로파일 형재의 냉각을 포함한다. 이 냉각은 당업계의 숙련자에게 공지된 방법에 의해, 예를 들어 생성된 프로파일 형재를 적절한 냉각제, 예컨대 공기 또는 물에 통과시킴으로써 실시될 수 있다.
프로파일 형재가 본 발명의 방법의 단계 (F)에서 바람직하게 냉각되는 온도는 실온 내지 60℃, 바람직하게는 실온 내지 40℃이며, 이는 당업계의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 달성된다.
단계 (G):
본 발명의 방법의 임의적 단계 (G)는 본 발명의 방법의 단계 (E) 또는 (F)로부터의 프로파일 형재의 절단을 포함한다. 단계 (G)의 프로파일 형재의 절단 장치는 일반적으로 당업계의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예로는 톱질이 있다. 본 발명의 연속 공정은 원칙적으로 연속 프로파일 형재를 생성할 수 있으며, 따라서 이는 본 발명의 방법의 단계 (G)에서 응용에 적합한 길이로, 예를 들어 1 내지 12　m, 바람직하게는 2 내지 8　m의 조각으로 절단될 수 있다.
본 발명은 생성된 프로파일 형재에 코팅을 제공할 수 있다. 예로서, 이는 재킷에 사용된 플라스틱이 그 자체가 내광성이 아니고/아니거나 내후성이 아닐 때 필요하거나 유용하다. 본 발명은 내광성 및/또는 내후성인 프로파일 형재를 수득하기 위하여 아크릴레이트를 기재로 하거나 지방족 폴리우레탄을 기재로 하는 코팅을 사용할 수 있다. 코팅은 재킷의 생성 후에, 예를 들어 단계 (E), (F) 및/또는 (G) 후에 적용될 수 있다. 재킷을 코팅하는 방법 및 장치는 그 자체가 당업계의 숙련자에게 공지되어 있다.
본 발명은 본 발명의 방법을 통하여 생성될 수 있는 프로파일 형재를 또한 제공한다. 상세 사항 및 바람직한 실시양태와 관련하여, 본 방법에 관련된 진술을 참조한다.
본 발명은 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 코어, 하나 이상의 열가소성 물질로 만들어진 재킷 및 임의로 코어와 재킷 사이의 포일을 포함하는 프로파일 형재를 또한 제공한다. 상세 사항 및 바람직한 실시양태와 관련하여, 본 방법에 관련된 진술을 참조한다.
특히 바람직한 일 실시양태에서, 본 발명의 프로파일 형재는 폴리우레탄 폼으로 만들어진 코어, 폴리비닐 클로라이드(PVC)로 만들어진 재킷 및 열가소성 폴리우레탄, 테플론, 금속, 또는 금속을 포함하는 복합 물질, 텍스타일 및 이들의 조합물로 만들어진, 코어와 재킷 사이의 포일을 포함한다. 본 발명의 프로파일 형재는 바람직하게는 상기 물질로 만들어진, 특히 바람직하게는 플라스틱 또는 유리섬유 강화 플라스틱으로 만들어진 강화재를 포함하는 것이 추가로 바람직하다.
본 발명의 프로파일 형재의 바람직한 일 실시양태에서, 포일은 적어도 어느 정도, 바람직하게는 전적으로 코어를 둘러싼다.
따라서, 또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 상기 하나 이상의 포일이 열가소성 폴리우레탄, 테플론, 금속, 금속을 포함하는 복합 물질, 텍스타일 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 본 발명의 프로파일 형재를 제공한다.
본 발명은 창틀, 문틀의 제조에 있어서의, 또는 인테리어의 피팅 아웃시, 또는 작동 중에 내부 공간과 외부 공간 사이에 온도 차이가 발생하는 장치에 있어서의 본 발명의 프로파일 형재의 용도를 또한 제공하는데, 상기의 온도 차이가 발생하는 장치의 예로는 냉장실, 공기 조절 설비, 통풍 시스템, 냉장고, 냉동 냉장고 체스트(chest), 또는 풀 커버(pool cover)가 있다. 본 발명의 프로파일 형재는 바람직하게는 여기서 에징에 사용되거나 구조체에 의해 둘러싸인 공간을 위한 프로파일 형재로서 사용된다.
본 발명은 본 발명의 방법을 실시하는 장치를 또한 제공하며, 이는 발포 코어의 액상 전구체 물질을 도입하는 유닛, 임의로, 포일, 그리퍼-벨트 시스템, 중공 프로파일 형재 생성용 압출 다이가 부착된 압출기, 및 임의로 냉각 및 절단 유닛들을 포함한다.
본 발명의 장치의 개별 부재는 당업계의 숙련자에게 공지되어 있음이 공지되어 있다.
도 1은 본 발명의 장치를 나타내며, 여기서, 이것은 바람직하게는 본 발명의 방법의 실시에 사용된다. 여기서, 참조 부호의 의미는 하기와 같다:
1 생성된 프로파일 형재
2 냉각 유닛
3 프로파일 형재 형상의 다이를 갖춘 압출기
5 냉각 구역
6 폴리올 및 임의로 첨가제의 공급 용기
7 디이소시아네이트의 공급 용기
8 펌프 1
9 펌프 2
10 혼합 유닛
11 포일
12 풀림 유닛
13 성형 숄더
14 그리퍼-벨트 시스템
15 소오(saw)
도 2는 폼 코어를 갖는 프로파일 형재를 생성하기 위하여 본 발명에서 사용될 수 있는 그리퍼-벨트 시스템을 나타낸다. 여기서 16 및 17은 2개의 조오를 나타낸다.
도 3은 2개의 폼 부재의 코어를 갖는 본 발명의 프로파일 형재를 생성하기 위하여 본 발명에서 사용될 수 있는 그리퍼-벨트 시스템을 나타낸다. 여기서 참조 부호 18, 19 및 20은 이 그리퍼-벨트 시스템의 3개의 조오를 나타낸다. A는 폼 부재들 사이의 분리를 나타낸다.
도 4는 하나 위에 다른 하나가 배열된 2개의 그리퍼-벨트 시스템을 나타내며, 여기서 참조 부호 21, 22, 23 및 24는 단일 조오를 설명한다. B는 그리퍼-벨트의 조오들 사이의 거리를 설명한다.

Claims (9)

  1. (A) 프로파일 형재 형상을 갖는 그리퍼-벨트(gripper-belt) 시스템 내로 포일을 도입하는 임의 단계,
    (B) 코어를 위한 전구체 물질로서, 개별적으로 혹은 혼합물의 형태로 사용되는 폴리이소시아네이트 a) 및 이소시아네이트기에 대하여 반응성인 기를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 b)을 포함하는 코어의 액상 발포성 반응성 혼합물을, 존재하는 포일이 부분적으로 또는 전체적으로 전구체 물질을 둘러싸는 방식으로 그리퍼-벨트 시스템 내로 도입하는 단계로서, 상기 고분자량 화합물은 수평균 분자량이 400 g/mol 초과 5000 g/mol 이하인 화합물인 단계;
    (C) 그리퍼-벨트 시스템에서 코어를 성형하는 단계,
    (D) 단계 (C)로부터의 코어를 냉각하는 임의 단계,
    (E) 단계 (C) 또는 (D)로부터의 코어를 중공 프로파일 형재 생성용 압출 다이가 부착된 압출기 내로 도입하여 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 재킷으로 코어를 피복하고(sheath) 이에 따라 프로파일 형재를 수득하는 단계,
    (F) 단계 (E)로부터의 프로파일 형재를 냉각하는 임의 단계, 및
    (G) 단계 (E) 또는 (F)로부터의 프로파일 형재를 절단하는 임의 단계
    로 구성되는, 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하는 혼합물로 만들어진 코어 및 하나 이상의 열가소성 재료로 만들어진 재킷을 포함하는 프로파일 형재의 연속 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 열가소성 재료가 폴리올레핀, 중축합물, 중부가물, 목재-플라스틱 복합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 프로파일 형재의 연속 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (A), (B) 및/또는 (E)에서, 강화재가 프로파일 형재의 코어와 재킷 사이에 존재하거나 전적으로 재킷 내에 존재하는 방식으로 그리퍼-벨트 시스템 내로 또는 각각 압출기의 압출 다이 내로 강화재를 도입하는 것인 프로파일 형재의 연속 제조 방법.
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