JPH0269535A - 軽量構造体の構造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の吹き込みガラス球体と発泡有機バインダ
から成る軽量構造体を製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

欧州特許ＥＰ−Ａ　Ｎａ　００６６１７２号は例えば発
泡した金属およびバインダから成る軽量構造体を開示す
る。バインダは発泡形態で処理され、その際発泡は例え
ば洗剤のような界面活性剤を用いて行う。

発泡は水の存在下で行われ、その結果バインダは水中に
分散可能でなければならず、すなわち少なくとも水に対
してエマルジョン化可能でなければならない。例えばエ
ポキシ樹脂がバインダとして用いられる。しかしながら
軽量構造体の製造中に水が存在することは、水の一部分
が軽量構造体に捕られれて残ることが避けられないので
、好ましくない。

米国特許ＵＳ−Ａ　ｍ　３５８５１５７号は例えばエポ
キシ樹脂のようなバインダ、複数の小さなガラス球体お
よび発泡したポリスチレンの複数の大きな球体から成る
軽量構造体を開示する。この場合要求されるバインダ含
有率が高いことおよび製品の易燃性が欠点となる。

ジャーナルクンストストフッベニレータ（Ｊｏｕｒｎａ
ｌ”Ｋｕｎｓｔｏｓｔｏｆｆ−Ｂｅｒａｔｅｒ”）誌１
９７２年８月号６１３頁〜６１８真に、ガラス繊維と微
細なガラスピーズを含む樹脂発泡ガラス板から作られた
構造パーツの製造が開示されている。この場合も又、樹
脂含有率が比較的高い。

独逸特許ＤＥ−Ａ　２６５１６９９に開示された材料は
微細す気泡、’／ラスビーズ、大径の気泡無しガラスピ
ーズおよび例えばエポキシ樹脂のようなバインダから成
る。この材料は製造が困難であり、且つバインダ含を率
が高い。

独逸特許ＤＨ−Ｕ　＆　１９１８４０６による軽量構造
板は発泡した材料と例えば水ガラスのような発泡状態で
硬化するバインダから成る。

独逸特許１）Ｅ−Ａ　ｌｌｈ　１６６９６１０号により
作られた軽量構造材は吹き込みガラスと例えばポリウレ
タンフォームのような有機硬質フオームから成る。吹き
込みガラスは閉鎖した表面を有することが必要である。

吹き込みガラスがポリウレタンと混合する時にポリウレ
タンが予備発泡されていることが必要である。この軽量
構造体も又高いバインダ含有率を有し、さらにポリウレ
タンフォームが可燃性であるという欠点を有する。

独逸特許ＤＥ−ＩＪ　Ｎｌ　１９１３０６９号は発泡ポ
リウレタンと、艶出しされた表面を持つことが必要であ
る発泡ガラスピーズから成る軽量構造体を開示する。

吹き込みガラスは主として発泡したプラスチックに対す
る充填材として役立つことが特に最後の２つの特許の中
に見ることができる。吹き込みガラスピーズの表面の大
部分は非孔質であることを必要とする。なぜならば吹き
込みガラスピーズはバインダに浸積されることになるか
らである。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、低密度で高い機械的強度を有し、且つ耐炎性
、防音性及び熱絶縁性を有し、その製造に際しては、バ
インダの含有率を最小にすることができるプレートある
いは特定の形状例えば立体的な各種形状を有するパーツ
として軽量構造体を製造する方法を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

それらの表面上に複数の孔は開口しているが内側では孔
が閉している吹き込みガラスピーズが製造に際して用い
られる。好ましくはこれら吹き込みガラスピーズは粉末
に粉砕された古ガラスから作られるとよい。これら粉末
は鉱物骨材および水ガラスと混合され、炉中で非常に高
い温度にさらされる。前述の吹き込みガラスピーズはこ
のようにして形成される。吹き込みガラスは下記の粒度
区分（ｍｍ単位）、嵩密度Ａ（ｋｇ／ｒｒｉ単位）およ
びグロス密度Ｂ　（ｇ／ｃ１ｉ１単位）を有する。

さらにエポキシバインダとポリシロキサンが用いられる
。エポキシバインダは２つの成分、すなわち例えばチハ
ガイギー社の１．Ｙ５０５４のようなビスフェノールＡ
　（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌｉｃ　Ａ）樹脂を第一成分とし
て、例えばチハガイギー社の１ＩＹ５０５４のようなア
ミン硬化剤を第二成分として有する。ポリシロンは前記
第一成分に加えられる液体発泡剤である。

吹き込みガラス球体、ポリシロキサンと混合されたビス
フェノール樹脂およびアミン硬化剤がミキサーに供給さ
れ、それによって均質化される。

その結果吹き込みガラス球体の表面は樹脂、硬化剤およ
びシロキサンで濡らされることになる。しかしながらこ
れらの液体は吹き込みガラスピーズの表面上の複数の孔
に浸透しない。

製造されることになる軽量構造材の形状に対応する型に
前記混合物が充填された後に、加熱される。この場合に
、２種類の反応が生ずる。すなわち下記で反応Ｉで示さ
れる液体発泡剤からの発泡ガス、すなわち水素の遊離と
続いて生ずる下記で反応■で示される硬化反応である。

反応■ ｌｈ ｉ 　−３ｉ Ｈ＋ −Ｒ −一→Ｒ′　−〇−Ｃ１ｌｚ　　ＣＨＣＨｚ　　Ｎ　　
Ｃ１１ｚ　　ＣＨＣｌ！、−０−Ｒ” ＣＨ。

ＣＨｚ −一→　Ｈ−５ｉ−０−５ｔ−Ｎ−Ｒ＋　　　Ｈ，↑反
応■ Ｉ −Ｒ−Ｎ−ＣＨ。

ＣＨ−ＣＨ。

０−Ｒ′ 交錯したエポキシ樹脂はその際発泡し、吹き込みガラス
の表面の複数の孔へのエポキシ樹脂の浸入が液体発泡剤
ガスが形成する膨張圧力によって防がれて、エポキシ樹
脂は吹き込み材料ビーズ間の複数の気孔を充たす。この
事は非発泡型の液体樹脂方式とは異なるものであり、非
発泡型においてはマトリックス材料の一部分が複数の吹
き込みガラスピーズによって吸収され、したがってこの
部分はビーズ間の接合に寄与せず、吹き込みガラスピー
ズ間の接合は点接合方式となる。フオーム形態を用いる
結果、複数の吹き込みガラスピーズは完全にフオームに
よって囲まれ、力の伝達は個々の点ではなくて球面全表
面にわたって行われることになる。フオームを用いない
液体樹脂方式と異なり、本発明の方法ではバインダの含
有率が少ないυ１に最終製品の強度を高くすることがで
きるという利点を有する。

〔実施例〕

硬化剤の４０！量部が樹脂１００部に対して用いられる
と好ましい。

吹き込みガラスの粒度区分は０．２　ｍｍから０．５　
＋ｎの粒度区分に属するものと０．５鰭から１鰭の粒度
区分に属するものとを等量づつ用いる。軽量構造体の厚
さに応じてより粗い粒度区分のものが加えられる。もし
良好なｗＡ緑性能を有する構造パーツを製造する時には
、粗い粒度区分の吹き込みガラスの量を圧倒的に多くし
、それによってエポキシバインダの含有率はビスフェノ
ール樹脂とアミン硬化剤の４〜３０重量部の下限にする
ことができる。もし特定の形状を有するパーツを製造す
る時には、細かい粒度区分の吹き込みガラス球体が主に
用いられ、それによってエポキシ樹脂の含有率は前記４
〜３０重量部の上限にすることができる。

しかしながらこの値は後述するようにさらに下げて用い
ることができる。

加熱は約１００℃で約１０分間行われる。０．５　Ｎ／
１曹２の圧力が同時に加えられる。特定の形状を有する
パーツを製造する時の前述のエポキシ樹脂の含有率の上
限を下げるために、バインダ含有率が前記上限より４０
％少なくてすむように圧力が増加される。吹き込みガラ
ス球体が樹脂、硬化剤およびシロキサンと混合される時
にシリコン系の界面活性剤を付加的に加えることができ
る。耐炎効果を増加するために、さらに炭酸カルシウム
、水酸化アルミニウム、珪酸アルミニウムあるいは石英
をベースとした鉱物系充填剤を加えることができる。こ
れらの鉱物系充填剤が高い比表面積を有するので、エポ
キシバインダの含有率は前述の４〜３０重量部の上限を
用いることが必要となる。

さらに長さ３ｆ１以上の鉱物繊維、ガラス繊維あるいは
合成繊維を前述の混合物に加えることができる。これら
繊維はプラスチックフオームの中に埋没されるので、得
られた製品の機械的強度の増加に寄与する。

０．２１−から２０輪の粒度区分と０．２ｇ／ａＪから
０．５５ｇ／ａＪのグロス密度を有する複数の開口した
多孔性吹き込みガラス球体の７０〜９５重量部が用いら
れる。これらはビスフェノール樹脂とアミン硬化剤から
成るエポキシバインダの４〜３０ｉＥｉｔ部と混合され
、その際ポリシロキサンの０．５〜５重量部がビスフェ
ノール樹脂に加えられる。樹脂の硬化剤に対する重量比
率は約１００：４０である。シリコンをベースとした界
面活性剤の添加量は１重量部比である。鉱物系充填剤は
１００重量部迄、繊維は１０重量部迄加えることができ
る。

キャリヤプレートを製造するためには、例えば吹き込み
ガラス球体１０００重量部、樹脂１９７重量部、シロキ
サン３重量部、アミン硬化剤８０重量部、水酸化アルミ
ニウム５００重量部、ガラス繊維２０重量部が用いられ
る。これら材料はリボンブレンダで均質化され、続いて
１００℃の温度、０．５Ｎ／Ｍ２の圧力下で約１０分間
でキャリヤプレートに成形される。

キャリヤプレートが前記方法で製造される際に、目的に
応じて、ガラス布、自然石、アルミニウム箔又はシート
、薄いプレートあるいは箔の形状のガラス又はプラスチ
ックの薄い層をコーティングすることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の吹き込みガラス球体と、該ガラス球体と混合
   され、発泡し、硬化しその結果マトリックスを形成する
   発泡有機バインダを用いて軽量構造体を製造する方法で
   あって：該方法が０．２ｍｍから２０ｍｍの粒度区分と
   ０．２ｇ／ｃｍ＾２から０．５５ｇ／ｃｍ＾２のグロス
   密度を有する複数の開口した多孔性吹き込みガラス球体
   の７０〜９５重量部と、ビスフェノール樹脂とアミン硬
   化剤から成るエポキシバインダの４〜３０重量部と、前
   記複数の吹き込みガラス球体の表面を濡らすために吸い
   込みガラス球体に液体状態で用いられるポリシロキサン
   の０．５〜５重量部を混ぜるステップと；軽量構造体の
   形状に対応する型の中に前記混合物を注ぐステップと；
   加熱するステップを含んで成り；アミン硬化剤のポリシ
   ロキサンおよびエポキシ樹脂との反応が、フォームによ
   って囲まれている複数の吹き込みガラス球体間の複数の
   気孔にバインダのフォーム構造体を形成するために生ず
   る軽量構造体を製造する方法。 ２、前記加熱ステップに先立って、シリコン系の界面活
   性剤の１重量部迄が混合されるステップを含む請求項１
   記載の方法。 ３、前記加熱ステップに先立って、炭酸カルシウム、水
   酸化アルミニウム、珪酸アルミニウムあるいは石英をベ
   ースとした鉱物系充填剤の１００重量部迄が個別にある
   いは混合物の状態で加えられて混合される請求項１記載
   の方法。 ４、前記加熱ステップに先立って、長さ３ｍｍ以上の鉱
   物繊維、ガラス繊維あるいは合成繊維の１０重量部迄が
   個別にあるいは混合物の状態で加えられて混合される請
   求項１記載の方法。 ５、前記加熱ステップが約１００℃で約１０分間行われ
   る請求項１記載の方法。 ６、前記加熱ステップ時に、約１Ｎ／ｍｍ＾２迄の圧力
   が同時に加えられる請求項１記載の方法。 ７、良好な絶縁性能を有するプレート形状の構造体を形
   成するために、前記ガラス球体の大部分が粒度の大きい
   吹き込みガラス球体であり、且つエポキシバインダが４
   重量部近傍であり、特定形状を有するパーツ用の構造体
   を形成するために、前記ガラス球体の大部分が粒度の細
   かい吹き込みガラス球体であり、且つエポキシバインダ
   が３０重量部近傍である請求項１から６の何れか１項に
   記載の方法。 ８、装飾層が前記軽量構造体の少なくとも１面に付与さ
   れている請求項１から６迄の何れか１項に記載の方法。 ９、前記装飾層がガラス布、自然石、アルミニウムの箔
   又はシート、薄いプレートあるいは箔の形状をしたガラ
   ス又は合成樹脂から成る請求項８記載の方法。