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課題・解決手段

発泡可能な反応性樹脂としてメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を含む、ポリウレタン樹脂ポリエステル樹脂エポキシド、並びに、鉱物繊維動物性繊維植物性繊維及び化学天然/合成)繊維又はその混合物からなる不織布、織物材料及び連続気泡型の二次元−及び三次元ネットワークからなる群から選択された発泡した支持体材料からの発泡体及び成形部材

概要

背景

概要

発泡可能な反応性樹脂としてメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を含む、ポリウレタン樹脂ポリエステル樹脂エポキシド、並びに、鉱物繊維動物性繊維植物性繊維及び化学天然/合成)繊維又はその混合物からなる不織布、織物材料及び連続気泡型の二次元−及び三次元ネットワークからなる群から選択された発泡した支持体材料からの発泡体及び成形部材

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請求項1

請求項2

ポリウレタン樹脂ポリエステル樹脂エポキシド又はその混合物が支持体材料として使用されている、請求項1記載の発泡体及び成形部材。

請求項3

鉱物繊維動物性繊維植物性繊維及び化学繊維天然繊維又は合成繊維、並びに、前記繊維からの不織布及び織物材料が支持体材料として使用されている、請求項1記載の発泡体及び成形部材。

請求項4

請求項1から3までのいずれか1項記載の発泡体及び成形部材の製造法において、発泡可能な反応性樹脂を支持体材料に導入し、発泡剤沸点を上回る温度で発泡させ、かつ場合により熱処理を行うことを特徴とする方法。

請求項5

緩衝材としての、並びに、防熱、防冷及び防音のための、請求項1から4までのいずれか1項記載の発泡体及び成形部材の使用。

請求項6

乗用車トラックバス農業用機材及び建築用機材、軌道車両のための車両建造における、並びに、航空機及び宇宙飛行体の建造における、請求項1から4までのいずれか1項記載の発泡体及び成形部材の使用。

請求項7

乗用車、トラック、バス、農業用機材及び建築用機材、軌道車両のための車両建造での、並びに、航空機及び宇宙飛行体の建造でのパネルにおける、請求項1から4までのいずれか1項記載の発泡体及び成形部材の使用。

技術分野

0001

本発明は、発泡可能なメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を含む支持体材料からの発泡体及び成形部材に関する。

0002

WO−A−2009/77616から、支持体材料が例えば連続気泡型発泡体、例えば連続気泡型メラミン樹脂発泡体、PIR(ポリイソシアヌレート)、ポリイミド発泡体又は無機材料ベースの発泡体からなる成形部材が公知である。そこから特に、支持体材料がメラミン樹脂発泡体であり、かつ発泡可能な反応性樹脂ポリウレタン樹脂ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂である成形部材が公知である。

0003

しかしながら、このような成形部材はなおも改善の余地がある。

0004

従って、本発明は、上記の欠点を是正するという課題に基づいていた。

0005

それに応じて、発泡可能な反応性樹脂としてメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を含む、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシド又はその混合物からなる群から選択された発泡した支持体材料からの、新規の発泡体及び成形部材が見出された。

0006

発泡可能な反応性樹脂に対する支持体材料の質量比は、通常は1〜50質量%、有利には5〜30質量%、特に10〜20質量%である。

0007

本発明による発泡体及び成形部材の支持体材料として、原則的に、支持体マトリックス又はベース構造として使用可能な、当業者に公知の全ての立体状及び平面状の材料が好適である。該材料は、原則的に任意の形状又は厚さで配置されていてよい。有利には、プレート形に配置されている平面状の支持体材料が使用され、その際、この平面状の支持体材料の三次元(厚さ)は、一次元(長さ)及び二次元(幅)よりも小さい。平面状の支持体材料の長さ及び幅は、同じであっても異なっていてもよい。

0008

有利には、支持体材料は、少なくとも1の(発泡可能な)ポリウレタン樹脂(PU樹脂)、(発泡可能な)ポリエステル樹脂、又は(発泡可能な)エポキシ樹脂から選択されている。特に、支持体材料はポリウレタン樹脂である。好適なポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂は、当業者に公知である。

0009

そのような樹脂は、例えばEncyclopedia of Polymer Science and Technology (Wiley) の以下の章に記載されている:a) Polyesters, unsaturated: 第3版, 第11巻, 2004, p. 41-64;b) Polyurethanes: 第3版, 第4巻, 2003, p. 26-72及びc) Epoxy resins: 第3版, 第9巻, 2004, p. 678-804。さらに、Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (Wiley)の以下の章に記載されている:a) Polyester resins, unsaturated: 第6版, 第28巻, 2003, p. 65-74;b) Polyurethanes: 第6版, 第28巻, 2003, p. 667-722及びc) Epoxy resins: 第6版, 第12巻, 2003, p. 285-303。

0010

ポリウレタン樹脂とは、本発明の範囲内で特に、ポリウレタンをベースとする樹脂であると理解される。該樹脂は、主に空気乾性油トリグリセリド不飽和脂肪酸)から得られ、これはまずグリセリンエステル交換されて、モノ−及びジグリセリドからの混合物となる。生じる生成物を、引き続きジイソシアネート、有利にはジイソシアナトトルエンと、イソシアネート基ヒドロキシ基≦1:1の物質量比で反応させてポリウレタンにする。該ポリウレタンはもはやイソシアネート基を有しておらず、かつアルキド樹脂と同様に空気酸化により乾燥、硬化する。また、不飽和酸(例えばトール油)で部分的にエステル化されたポリアルコール(グリセリン、ペンタエリトリット)及びジイソシアネートから製造することもできる。

0011

ポリエステル樹脂とは、本発明の範囲内で有利には、不飽和ポリエステル樹脂であると理解される。特に、ポリエステル樹脂は、不飽和ジカルボン酸、例えばマレイン−又はフマル酸と、主に二価アルコール、例えばエチレングリコール及びプロパン−1,2−ジオールとから製造された不飽和ポリエステルをベースとした反応性樹脂であり、適用の際に重合及び架橋下に硬化させて熱硬化性材料としたものである。その製造の際に、付加的な成分として共重合可能モノマースチレンα−メチルスチレンビニルトルエンメチルメタクリレート等)を使用することができ、溶剤又は希釈剤として、二官能性モノマー(例えばジビニルベンゼンジアリルフタレート)を使用することができ、架橋剤及び硬化剤(重合の開始剤、例えばペルオキシド)として、促進剤、顔料可塑剤帯電防止剤充填剤及び補強剤無機又は有機ベースの繊維)を使用することができる。

0012

エポキシ樹脂とは、本発明の範囲内で有利には、熱硬化性樹脂の製造に使用する分子1つ当たり1を上回るエポキシ基を有するオリゴマー化合物、及び、相応する熱硬化性樹脂自体であると理解される。エポキシ樹脂から熱硬化性樹脂への変換は、好適な硬化剤を用いた重付加反応により、又は、エポキシ基を介した重合により行われる。有利には、エポキシ樹脂の製造は、アルカリ環境中でビスフェノールA(芳香族ジヒドロキシ化合物)をエピクロロヒドリンと反応させて鎖状化合物に変換することにより行われる。

0013

ポリマー発泡材は、有利には連続気泡型である。このために、慣用独立気泡型発泡材は後から処理/網状化される。

0014

いわゆる網状化とは、発泡材の気泡膜をほぼ完全に除去し、それにより該発泡材にほぼ完全な連続気泡性を付与する処理である。

0015

網状化は鋼室中で行われる。該鋼室には、完全な発泡材ブロックか、又は特別なロール型反応器内に直径約1mのロール封入されている。その後、空気をポンプにより排出し、燃焼ガス混合物交換する。該ガス混合物着火によって、生じる熱及び圧力波が、発泡体内部の極めて薄い構造物、即ち気泡膜の引裂、及び、気泡壁上への溶解を引き起こし、これにより該気泡壁が厚くなる。網状化の結果、発泡体ブロック圧縮強度は約20%減少するが、一方で引張強さ値及び伸び値は増加する。

0016

網状化によって、発泡後と同様の高いブロック内部温度が生じる。従って、網状化の後にも冷却時間が必要である。網状化された発泡体はほぼ100%の連続気泡率を有するため、気体又は液体に対する最小の貫通抵抗を示す。最も頻度の多い適用は、あらゆる種類のフィルターである。網状化の処理を行うと、本発明における選択された発泡体の細孔は20〜40ppi(pores per inch)の量に増大し、それによって該発泡体の価値が高められる。

0017

網状化の処理に加えて、又はこれとは別に、機械的加工によって、もとから発泡体中に存在する細孔に加えてさらに孔又は凹部が発泡体にもたらされることによって、発泡体の密度が低下し得る。

0018

他の支持体材料として、鉱物繊維(例えば、ガラスミネラルウール玄武岩)、動物性繊維(例えば、羊毛)、植物性繊維(例えば、木綿)、天然ポリマーからの化学繊維(例えば、セルロース)及び合成ポリマーからの化学繊維(例えば、ポリアミド(PA6.6−商標ナイロン、PA6.0−商標名ペルロン)、ポリエステル(PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBTポリブチレンテレフタレート)、PVC(ポリビニルクロリド)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PAN(ポリアクリロニトリル)、PI(ポリイミド)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレンテフロン)、アラミドメタ−アラミド、商標名、例えばNomex、パラ−アラミド、商標名、例えばKevlar)ポリアミドイミド(Kermel)が好適である。(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 第13章, Fibers, 2003, 第323頁〜第652頁)。

0019

有利には、上記繊維からなる、不織布及び織物材料、並びに、二−及び三次元の連続気泡ネットワークを使用する。

0020

支持体材料として、上記繊維からの繊維混合物を使用することもできる。材料は同じであるが密度ないし坪量の異なる繊維からの多層スクリムを使用することもできる。同様に、密度が同じであるかもしくは異なる、又は、厚さが同じであるかもしくは異なる、種類の異なる繊維からの多層スクリムも使用可能である。

0021

発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料から製造された発泡体は、ハイブリッド発泡体とも称される。場合により、2以上の異なる発泡可能な反応性樹脂を支持体材料に導入することもできる。

0022

発泡可能な反応性樹脂として、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、特に有利には、≦25g/l、従って1.6〜25g/l、有利には2〜15g/l、特に有利には3〜23g/l、特に4〜12g/lの密度、及び/又は、10〜1000μm、有利には50〜300μmの孔径を有する連続気泡型発泡体をもたらすメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂が好適である。

0023

メラミン−/ホルムアルデヒド樹脂及びその発泡体に関する製造法は、例えばWO−A−01/94436から公知である。

0024

本発明による発泡体及び成形部材は、以下の通りに製造することができる:
1.製造すべき発泡材の予備縮合体と、場合により他の添加物成分(Z)とを含む溶液又は分散液を製造する。
2.発泡可能なメラミン/ホルムアルデヒド樹脂を支持体材料に導入する。
3.工程(2)からの溶液又は分散液を発泡剤沸点を上回る温度に加熱することによって支持体材料中の予備縮合体を発泡させ、それにより発泡材を取得し、かつ場合により有利には、
4.工程(3)で得られた発泡材を乾燥させる。

0025

個々の方法工程及び種々の変法を、以下に詳細に記載する。

0026

メラミン−ホルムアルデヒド予備縮合体は、通常は5:1〜1.3:1、有利には3.5:1〜1.5:1の、ホルムアルデヒド対メラミンのモル比を有する。

0027

該メラミン/ホルムアルデヒド縮合生成物は、メラミンの他に、他の熱硬化性樹脂形成体を50質量%まで、有利には20質量%まで、及び、ホルムアルデヒドの他に、他のアルデヒドを50質量%まで、有利には20質量%まで、縮合導入により含有することができる。しかしながら、変性されていないメラミン/ホルムアルデヒド縮合生成物が有利である。

0028

熱硬化性樹脂形成体として、例えば、アルキル−及びアリール置換されたメラミン、尿素ウレタンカルボン酸アミドジシアンジアミドグアニジンスルフリルアミドスルホン酸アミド脂肪族アミングリコールフェノール及びその誘導体を使用することができる。

0029

アルデヒドとして、例えば、アセトアルデヒドトリメチロールアセトアルデヒド、アクロレインベンズアルデヒドフルフラールグリオキサールグルタルアルデヒドフタルアルデヒド及びテレフタルアルデヒドを使用することができる。メラミン/ホルムアルデヒド縮合生成物に関するさらなる詳細は、Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 第14/2巻, 1963, 第319頁〜第402頁に記載されている。

0030

もう1つの有利な実施態様において、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体は、該混合物中に55〜85質量%、有利には63〜80質量%の量で存在する。

0031

部分的に、又は完全にエーテル化された縮合物を得るためには、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体の製造の際に、アルコール、例えばメタノールエタノール又はブタノールを添加することができる。エーテル基の形成により、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体の溶解性、及び、完全に硬化された材料の機械的特性に影響を与えることができる。

0032

分散剤ないし乳化剤として、アニオン性カチオン性及び非イオン性界面活性剤、並びにその混合物を使用することができる。

0034

分散剤ないし乳化剤は、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体に対して0.2〜5質量%の量で使用することができる。

0035

分散剤ないし乳化剤及び/又は保護コロイドは、原則的に、任意の時点で粗製分散液に添加することができるが、しかしながら、マイクロカプセル分散液の導入時にすでに溶剤中に存在していてもよい。

0036

硬化剤として、メラミン樹脂のさらなる縮合触媒する酸性化合物を使用することができる。該硬化剤の量は、通常は、該予備縮合体に対してそれぞれ0.01〜20質量%、有利には0.05〜5質量%である。好適な酸性化合物は、無機及び有機酸、例えば、塩酸硫酸リン酸硝酸ギ酸酢酸シュウ酸トルエンスルホン酸アミドスルホン酸酸無水物及びその混合物からなる群から選択されたものである。

0037

メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体の選択に応じて、該混合物は発泡剤を含有する。この場合、該混合物中の発泡剤の量は、通常は発泡材の所望の密度に依存する。

0038

原則的に、本発明による方法においては、物理発泡剤化学発泡剤も使用可能である(Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 第I巻, 第3版, chapter Additives, 第203頁〜第218頁, 2003)。

0039

発泡剤として、「物理」発泡剤又は「化学」発泡剤が好適である。「物理」発泡剤とは、ここでは、発泡剤としてのその特性が物理的処理により得られる(例えば、温度、圧力)、揮発性液体又は圧縮されたガスであると理解される。「化学」発泡剤とは、ここでは、発泡剤としてのその特性が、ガス放出下での化学反応又は化学的分解により得られる発泡剤であると理解される。

0040

「物理」発泡剤として、例えば、液状の、炭化水素、例えばペンタンヘキサンハロゲン化、特に塩素化及び/又はフッ素化炭化水素、例えばメチレンクロリドクロロホルムトリクロロエタンフッ素水化炭化水素、部分ハロゲン化ハイドロクロロフルオロカーボン(H−CFC)、アルコール、例えばメタノール、エタノール、n−又はイソ−プロパノールエーテルケトン及びエステル、例えばギ酸メチルエステルギ酸エチルエステル、酢酸メチルエステル又は酢酸エチルエステル、又は気体としての、空気、窒素及び二酸化炭素が好適である。

0041

「化学」発泡剤として、例えば水と混合したイソシアネートが好適であり、その際、作用発泡剤として二酸化炭素が放出される。さらに、酸と混合した炭酸塩及び重炭酸塩が好適であり、これらは同様に二酸化炭素を生じる。アゾ化合物、例えばアゾジカルボンアミドも好適である。

0042

本発明の有利な一実施態様において、該混合物はさらに少なくとも1の発泡剤を含む。該発泡剤は、該混合物中に、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体に対して0.5〜60質量%、有利には1〜40質量%、特に有利には1.5〜30質量%の量で存在する。有利には、0〜80℃の沸点を有する物理発泡剤を添加する。

0043

もう1つの実施態様において、該混合物は、製造すべき発泡材のメラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体及びナノ粒子の他に、乳化剤並びに場合により硬化剤及び場合により発泡剤も含む。

0044

もう1つの実施態様において、該混合物は他の添加物を含まない。しかしながら、多くの目的のためには、慣用の添加物、例えば着色剤難燃剤、UV安定剤、燃焼ガスの毒性を低減させるための薬剤、又は、炭化を促進するための薬剤を、メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体に対して0.1〜20質量%、有利には0.1〜10質量%添加することが有利であり得る。

0045

メラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体に添加物を添加することも可能である。一実施態様において、研磨発泡材は、着色剤、香料蛍光増白剤UV吸収剤及び顔料の群からの少なくとも1の添加物を含有する。該添加物は、有利には発泡材中に均一に分布している。

0046

顔料として、慣用の無機天然顔料(例えばチョーク)又は合成顔料(例えば酸化チタン)を使用することができるが、有機顔料も使用可能である。

0047

支持体材料への発泡可能な反応性樹脂の導入(工程2)は、当業者に公知の全ての方法により、例えば支持体材料に発泡可能な反応性樹脂を含浸させることにより行うことができる。また、(表面)支持体材料に発泡可能な反応性樹脂を吹き付け、場合により引き続き支持体材料中に巻き込むか又は圧延導入することもできる(WO−A−2009/077616)。通常は、発泡可能な反応性樹脂を可能な限り均一に施与する。本発明による方法は、支持体材料を、発泡可能な反応性樹脂を含む含浸溶液に完全に含浸させるか、又は、支持体材料の平面状の一面のみを含浸させるというようにして行うことができる。

0048

有利な一実施態様において、連続気泡型発泡材とメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂発泡体とからの組合せを、有利には非連続的に製造することができる。

0049

このために、可変圧力調節部を有する発泡装置中で、工程(1)からの予備縮合体を含む溶液又は分散液と支持体材料とを組み合わせることができる。種々の組合せが可能である:
1.支持体材料を装入し、かつ発泡可能な反応性樹脂を可能な限り均一に施与する。
2.支持体材料に反応性樹脂を含浸させ、その後、発泡型に入れる。
3.メラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を装入し、その後、支持体材料を添加する。

0050

もう1つの有利な実施態様において、支持体材料とメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂とからの組合せ物を、有利には連続法で製造することができる。

0051

支持体材料とメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂とからの組合せを、種々の様式で行うことができる。ここで、支持体材料を発泡装置の連続ロールを経由して供給することができる。予め支持体材料の圧縮を行うことができ、それにより、該材料はメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂との発泡の際に完全な発泡高さ(即ち、支持体材料の元の厚さ)に達する。さらに、支持体材料は発泡の際に膨張し得るため、該材料は発泡方向に沿って裂け、これにより元の結合構造を失う。

0052

1.支持体材料を発泡装置の底部を経由して供給することができる。支持体材料を、例えば面ファスナーを用いて発泡装置の下側に固定することができる。原料を上方から支持体材料上へと施与することができる。
2.支持体材料をメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂の上方で発泡装置に導入することができ、それによって、発泡の際に該メラミン−/ホルムアルデヒド樹脂が該支持体材料を貫通(及び膨張)することができる。
3.メラミン−/ホルムアルデヒド樹脂を支持体材料に直接吹き付け、かつ圧延することができる。例えば所望の量の発泡可能な反応性樹脂が支持体材料中に存在するようになるまで、圧延によって過剰の発泡可能な反応性樹脂を除去する。

0053

方法工程(3)において、予備縮合物及び場合により支持体材料を発泡させるために加熱を行う。工程(2)からの溶液又は分散液を、使用する発泡剤の沸点を上回る温度に加熱することによって、発泡材が得られる。厳密に適用すべき温度は、使用する発泡剤(例えばその沸点)にも依存する。工程(3)での加熱は、例えば高温ガス(例えば空気又は不活性ガス)及び/又は高周波照射(例えばマイクロ波)の使用により行うことができる。

0054

有利には、エネルギー供給を、電磁線により、例えば、0.2〜100GHz、有利には0.5〜10GHzの周波数領域内で、使用する混合物1キログラムあたり5〜400kW、有利には5〜200kW、特に有利には9〜120kWの高周波照射により行うことができる。誘電照射のための照射源としてはマグネトロンが好適であり、その際、1以上のマグネトロンでの同時照射が可能である。

0055

製造した発泡材を最後に乾燥させ、その際、発泡材中に残存する水及び発泡剤を除去する。

0056

この場合に製造されるハイブリッド発泡体の特性は、使用する発泡可能なメラミン−ホルムアルデヒド樹脂と、使用する支持体材料の嵩密度(Rohdichte)とからもたらされる。

0057

本発明により製造されるメラミン樹脂発泡材は、通常は5〜100g/l、特に有利には10〜50g/lの密度を有する。

0058

さらに、ハイブリッド発泡体は付加的に添加剤を含むことができる。添加剤として、例えば難燃剤、例えば発泡性防炎材アルカリ金属ケイ酸塩、メラミン、メラミンポリホスフェートメラミンシアヌレート水酸化アルミニウム水酸化マグネシウムアンモニウムポリホスフェート有機ホスフェート、またさらには難燃性ハロゲン化合物が好適である。同様に、可塑剤、成核剤IR吸収体、例えばカーボンブラック及びグラファイト酸化アルミニウム粉末又はAl(OH)3、可溶性及び不溶性着色剤、殺生作用を有する物質(例えば殺菌剤)及び顔料が添加剤として好適である。

0059

場合により、該ハイブリッド発泡体を他の有機又は無機粒子強化することもできる。そのような粒子を、有利には発泡可能な反応性樹脂と混合して導入する。好適な強化性充填材は、例えば以下のものである:短ガラス繊維タルク、チョーク又は他の鉱物ナノチューブ層状シリケート又は炭素繊維。これらの添加物を、すでに支持体材料中に導入することができる。

0060

本発明によるメラミン樹脂発泡体は、座面の緩衝材において、建物及び建物の一部、特に、壁、パーティション屋根ファサードドア天井及び床の、上用、水上用、航空用及び宇宙用のあらゆる種類の車両の、防熱体、防冷体及び/又は防音体ないし遮断体ないし絶縁体として、客車トラックにおける貨物又は乗員、又はあらゆるそのような組合せの輸送のために、例えばエンジン室(例えばエンジンフード)又は客室絶縁のために、貨物又は乗客の輸送における鉄道車両での鉄道輸送において、さらには機関車において、飛行機において、例えば客室内装品コックピット又は貨物室において、さらに宇宙旅行において、有人又は無人飛行物体、例えば宇宙船及び宇宙滑空機宇宙カプセル又は人工衛星において、例えば、冷却集成装置冷蔵庫冷凍庫、所望の任意の液体、特に(−278℃)までの油及びガスないし液体用タンク系及びコンテナのための低温絶縁のために、貯蔵のために、及び輸送において、「スポンジ」としての(−273℃)までの液体の吸収及び可逆的又は部分可逆的な放出のために、洗浄工業において、特に(全)自動洗浄機における洗浄操作のための、例えばスポンジの形の、又は任意の種類の洗浄剤に含浸された表面の洗浄のために、衝撃緩衝又は衝撃防護包装材として、衛生用途(おむつ、生理用ナプキン)において、さらにはテキスタイル分野(アパレル)において使用される。

0061

衛生用途でのメラミン−/ホルムアルデヒド樹脂発泡体の使用についての例は、例えばWO−A−02/26872及びWO−A−02/26871に記載されている。

0062

本発明による方法の特別な一実施態様において、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料(ハイブリッド発泡体)を加圧変形させることができる。メラミン樹脂発泡材の熱変形は、すでにEP−A−111860から公知である。

0063

連続気泡型の、弾性の、熱硬化性発泡材からの三次元成形体の製造法であって、その際、該発泡材に、a)温度100〜180℃で0.1〜120分の期間にわたって水蒸気噴射するかもしくは水と共に沸騰させ、次いで圧力0.1〜100バールでかつ温度20〜280℃で変形させるか、又は、b)圧力1.5〜15バールで変形させ、次いで変形された状態で、温度100〜180℃で0.1〜60分の期間にわたって水蒸気を噴射する方法。

0064

本発明の範囲内で、「加圧変形」又は「加圧変形工程」との概念は、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料(ハイブリッド発泡体)を、高められた圧力及び高められた温度で処理することと解釈される。その際には、当業者に公知である、好適な、有利には加熱可能な工具を使用し、該工具の形状によって、製造すべき成形部材の形態が確定する。ここで、例えば、いわゆる「インサート」又は特別に成形された表面を有する工具によって、種々の外観及び/又は厚さを有する加工物(成形部材)を製造することができる。

0065

高められた圧力とは、大気圧(1バール)よりも高い全ての圧力であると理解される。本発明によれば、通常は該工程を、発泡可能な反応性樹脂を含む得られる支持体材料を好適な型に入れ、これに圧力をかけるというようにして行う。本発明の有利な一実施態様において、加圧変形工程を高められた温度で行う。この有利な実施態様において、「熱成形工程」とも称される。ここで原則的には、使用する温度が高い程、型中での、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料の滞留時間は短くなる。

0066

有利には、加圧変形を温度50〜200℃で、かつ/又は圧力2〜200バールで実施する。使用する系に応じて、数分後、例えば0.5〜2分後に完成部材を取り出すことができる。場合により、該加圧変形工程をより長い期間にわたって実施することもできる。

0067

成形部材は、通常は、型を用いて製造可能な各サイズ、占有域及び形状の成形部材であり、例えば航空機及び宇宙飛行体用のケーシング、緩衝材、ローター及び胴体のための、乗用車、トラック、バス及びあらゆる種類の多用途車における客室及びその内装品のための、例えば星状体球体立方体、立方体状物環状体円筒体中空円筒体半シェル体押出物であり、かつ有利には平面状の成形部材であり、即ち、一次元(長さ)及び二次元(幅)よりも三次元(厚さ)の方が小さい成形部材である。

0068

さらに、本発明は、そのような成形部材を含むパネル、並びに、航空機の建造列車の建造を含む車両の建造における、又は防火層としての、特に軽量部材としての、該成形部材ないしパネルの使用に関する。

0069

得られる成形部材の材料特性は、圧縮度、使用する支持体材料、使用する発泡可能な反応性樹脂、並びに、該支持体材料中での該反応性樹脂の割合に依存する。ここで、ほぼ無限多彩な特性を有する部材を製造することができる。

0070

成形部材を、オートメーション化が可能な様式で製造することができ、かつ通常はより良好な機械的特性を有する。例えば、本発明による発泡体及び成形部材は、良好な耐圧性及び引裂伝播抵抗、並びに、高くかつ安定した変形可能性が顕著である。さらに、該成形部材は、密度が低く、質量が小さく、かつ可燃性が低いため、防火層としても使用可能である。本発明による成形部材の特別な利点は、該成形部材が本発明による方法により容易に所望のいかなる形状をもとることができ、かつ同時にこの形状が極めて安定であることに基づいている。

0071

加圧変形工程によって、(例えば平面状の)完成成形部材の厚さは、通常は、使用した支持体材料の厚さよりも小さいか又は最大でも同じである。有利には、該成形部材は、加圧変形後に、使用した支持体材料の厚さに対して≦80%の厚さを有する。本発明の一実施態様において、完成成形部材の厚さを、使用した支持体材料の厚さの10〜50%にまで低減させることができる。

0072

加圧変形の前に、又は加圧変形に引き続き、有利には加圧変形の前に、本発明の一実施態様において、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料の少なくとも1の(平面状の)面上に被覆層を施与することができる。被覆層を加圧変形の前に施与する場合には、該被覆層を、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料(ハイブリッド発泡体)の1以上の(平面状の)面(表面)上に施与する。被覆層を加圧変形の後に施与する場合には、該被覆層を完成成形部材の一面(表面)上に施与する。有利には、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料の互いに向かい合う2つの(平面状の)面上に、それぞれ1つの被覆層を施与する。この場合、材料は同じであってもよいしそれぞれ異なっていてもよい。場合により、ハイブリッド発泡体の、又は完成成形部材の、少なくとも1の、又は2つの向かい合う面上に、2以上の被覆層を施与することができる。発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料の少なくとも1つの面(表面)上に1つの被覆層を有する本発明による成形部材を、パネルと称する。それぞれ1つの被覆層が発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料の向かい合う2つの面上に存在している場合には、これをサンドイッチパネルと称する。

0073

被覆層として、原則的に当業者に公知である全ての被覆層が好適である。有利には、被覆層は完全にか又は少なくとも部分的に、金属、特にアルミニウム、木材、絶縁材料、例えばプラスチックシート又はプラスチック板としてのプラスチック波形薄板金属薄板ガラス繊維織物ガラス繊維マット石膏ボード又はチップボードからなる。木材からの被覆層を使用する場合には、該被覆層は有利にはベニヤ板からなる。プラスチックからの被覆層はポリウレタンフォームをも含む。さらに有利には、被覆層はアルミニウム、金属薄板、ガラス繊維織物、プラスチックシート、プラスチック板又はベニヤ板からなり、特に有利にはアルミニウムからなる。有利には、被覆層は、シート、ガラス繊維マット又はその双方である。

0074

有利には、発泡可能な反応性樹脂を含む支持体材料を圧延した後に、該材料上に被覆層を施与する。有利には、該被覆層の層厚は支持体材料の厚さよりも小さく、有利には少なくとも10分の1である。好適な被覆層は、例えば厚さ0.1mmのアルミニウムからのシートである。有利には、後続の加圧変形工程において、少なくとも1の被覆層を含む成形部材を、支持体材料の出発厚さの≦80%にまで圧縮する。通常は、圧縮の際に発泡体から滲出する発泡可能な反応性樹脂によって、ハイブリッド発泡体と被覆層との間の付着が生じる。

0075

本発明のもう1つの対象は、上記記載による方法によって製造可能な本発明による成形部材を少なくとも1つ含むパネルである。本発明の範囲内で、「パネル」との概念は、特に、成形部材(コア)を有し、かつこの成形部材上で、少なくとも1の(平面状の)面上に被覆層が施与されている物品であると理解される。パネルは真っ直ぐ曲げられていない)であってもよいし、1つの(又は場合により複数の)湾曲部を有していて(曲げられていて)もよい。さらに、パネルは構造化されていてもよい。有利には、パネルは、成形部材の互いに向かい合う2つの(平面状の)面上にそれぞれ被覆層が施与されているサンドイッチパネルである。好適な被覆層はすでに上に記載されている。場合により、2つの被覆層は異なる材料からなっていてよいが、有利には2つの被覆層は同じ材料からなっている。特に、2つの被覆層は、アルミニウム、金属薄板、ガラス繊維織物、ガラス繊維マット、プラスチックシート、プラスチック板又はベニヤ板から選択されている。

0076

本発明のもう1つの対象は、本発明による成形部材を少なくとも1つ含むそのようなパネルの製造法である。該パネルの製造法は、原則的に本発明による成形部材の上記製造法に相応する。

0077

該成形部材の変形及び硬化の際には、被覆層と発泡材コアとの間に摩擦結合が生じるだけでなく、被覆層も発泡体コアと同時に変形し得る。

0078

本発明のもう1つの対象は、車両の建造における、又は防火層としての、本発明による(平面状の)成形部材の使用である。本発明による成形部材は、有利には車両、特に、乗用車、トラック、バス、農業用林業用及び建築用機材、航空機、例えば飛行機及び飛行船の建造において、航空機及び宇宙飛行体、又は軌道車両、例えば列車の建造において使用される。本発明による成形部材を車両の建造において使用する際の特別な利点は、製造法に基づき、特に熱成形工程によって、該成形部材の所望の形状への変形が容易に可能であることに基づいている。この形状は安定性が高く、卓越した機械的特性を有しており、さらには可燃性が低い。本発明のもう1つの対象は、車両、特に航空機又は列車の建造における、又は防火層としての、本発明による成形部材を含むパネルの使用である。さらに、本発明による発泡体及び成形部材は、土木建築における吸音パネルとして使用可能である。さらに、本発明による発泡体は、包装分野におけるエネルギー吸収に好適である。

0079

実施例1
ポリエステル(PET)繊維不織布を用いて改質された発泡材の製造
噴霧乾燥したメラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体(モル比1:3)75質量部を水25質量部中に溶解させた。この樹脂溶液に、それぞれ該樹脂に対して、ギ酸3質量%、NaC12/C14−アルキルスルフェート2質量%及びペンタン20質量%を添加した。ポリエステル繊維不織布(密度800g/m2、該樹脂に対して25質量%)に該水性メラミン/ホルムアルデヒド混合物を含浸させ、次いで、ポリプロピレンからの(発泡)型内でマイクロ波エネルギー注入により発泡させた。発泡後、30分間乾燥させた。

0080

結果を第1表にまとめる。

0081

実施例2
網状PU発泡材を用いて改質された発泡材の製造
噴霧乾燥したメラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体(モル比1:3)75質量部を水25質量部中に溶解させた。この樹脂溶液に、それぞれ該樹脂に対して、ギ酸3質量%、NaC12/C14−アルキルスルフェート2質量%及びペンタン20質量%を添加した。該水性メラミン/ホルムアルデヒド樹脂混合物をポリプロピレンからの(発泡)型に導入し、次いで、連続気泡型PU発泡材(密度30g/l)を該スラリー上に置いた。マイクロ波エネルギーの注入により発泡させる。発泡後、30分間乾燥させた。

0082

結果を第1表にまとめる。

0083

比較例A
噴霧乾燥したメラミン−/ホルムアルデヒド予備縮合体(モル比1:3)75質量部を水25質量部中に溶解させた。この樹脂溶液に、それぞれ該樹脂に対して、ギ酸3質量%、NaC12/C14−アルキルスルフェート2質量%及びペンタン20質量%を添加した。次いで、該混合物を撹拌し、その後、ポリプロピレンからの(発泡)型中で、マイクロ波エネルギーの注入により発泡させた。発泡後、30分間乾燥させた。

0084

結果を第1表にまとめる。

0085

0086

ラム圧測定
メラミン樹脂発泡材の機械的品質を評価するために、US−A−4666948によるラム圧測定を実施した。ここで、直径8mm、高さ10cmの円柱状のラムを、90°の角度で、直径11cm、高さ5cmの円柱状の試料に、発泡方向で、該試料が引き裂かれるまで押し込んだ。引裂力[N/kN]によって、該発泡材の品質に関するデータがもたらされる。

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