JPH029933B2 - - Google Patents

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JPH029933B2
JPH029933B2 JP56075053A JP7505381A JPH029933B2 JP H029933 B2 JPH029933 B2 JP H029933B2 JP 56075053 A JP56075053 A JP 56075053A JP 7505381 A JP7505381 A JP 7505381A JP H029933 B2 JPH029933 B2 JP H029933B2
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resin
microspheres
web
composite material
impregnated
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Anderuson Benguto
Tanneru Uurofu
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Kemanord AB
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Kemanord AB
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Publication date
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Publication of JPH029933B2 publication Critical patent/JPH029933B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、樹脂を含浸せしめられた乾燥した予
備含浸した発泡複合材およびその製法料、該材料
を含むラミネート及び斯くの如きラミネートの製
法に関する。特に、本発明は、熱硬化性樹脂を含
浸せしめられそして発泡熱可塑性粒子を含むウエ
ブを含む発泡複合材料に関する。
本発明の主目的は、製造後貯蔵することがで
き、そして後に熱および圧力を適用することによ
り、同種の材料をも含めて種々の基体または支持
層に積層および成形することができる乾燥した軽
量発泡複合材料を提供することである。
発泡複合材料は例えば次の如くに製造され得
る。水系熱硬化性樹脂の初期縮合物を慣用法にて
製造し、水の量を調整して30−75重量％乾燥物質
を得る。得られた溶液に、微小球として知られる
非発泡熱可塑性粒子を添加し、その添加量は仕上
り発泡複合材料中の微小球：樹脂重量比が４：１
ないし１：50であるようにする。発泡状態にて、
微小球は好適には発泡複合材料の70：95、特に
85：95容量％を占める。樹脂と微小球の混合物を
慣用法にて、例えば混合物の浴中にウエブを浸漬
し、または混合物をウエブに散布しまたはウエブ
組成に関連して混合物を添加することによつて、
ウエブ状材料に含浸せしめる。含浸ウエブの含浸
度合は例えばロールによつて調整でき、含浸ウエ
ブは次に熱処理される。熱処理は適切には80−
150℃の循環熱風を用いて、樹脂がＢ段階に硬化
しそれに微小球が発泡するようになされる。この
点に関し、Ａ段階の熱硬化性樹脂は、溶融性で、
わずかに架橋化しそしてアセトンおよび他の溶剤
で可溶であると考えられるべきである。Ｃ段階の
樹脂は非溶融性で完全架橋化し不溶性である。Ｂ
段階はＡおよびＣ段階間の段階である。
本発明に従つて用いられ得る熱硬化性樹脂は、
ホルムアルデヒドおよび尿素、フエノール、レゾ
ルシノールまたはメラミンに基づく樹脂である。
ウエブ材料は、有機または無機材料織物または
不織布からなることができ、特にガラス繊維、無
機繊維、セルロース繊維およびポリエステルを挙
げ得る。ウエブ材料は、満足な工合に樹脂を微小
球の混合物を含浸せしめられ得るように充分な多
孔性を有することが重要である。さらに、ウエブ
材料は厚すぎてはならず、適切には厚さは0.1な
いし５mmの間で変化し得る。ウエブ材料が薄くな
ければならない理由は、厚い場合には、熱処理時
に、表面配置微小球が最初に発泡し、これらの発
泡微小球が断熱層を形成してこの断熱層が、さら
に深いまたはさらに中心に近い場所に配置された
微小球の発泡を妨げるために、微小球の発泡が不
均質となり、そしてこれが起こると、不均質な低
品質の生成物が得られるからである。
例えば、樹脂および／または微小球をも含む繊
維懸濁液を沈着せしめることによるウエブの直接
製造によつて、ウエブ形成に関連して樹脂およ
び／または微小球を添加することも可能である。
代りに、空中からウエブへの繊維の沈着に関連し
て樹脂および／または微小球を添加することも可
能である。斯くして製造されたウエブは、含浸レ
デイウエブと同様に処理されることができ、即ち
後で処理されて微小球を発泡せしめそして樹脂を
Ｂ段階に移行せしめる。しかし、これらの場合に
含浸段階は不要であるからウエブ沈着時に、既に
発泡せしめられた粒子をウエブに添加することも
可能である。これは空中からのウエブ沈着時に特
に簡単に為されることができる。何故ならば、発
泡粒子の浮力は問題を生じないからである。ウエ
ブ沈着前または沈着中に微小球を発泡せしめ場合
には、含浸ウエブを加熱することによつて発泡せ
しめる場合よりもウエブを厚くし得る。何故なら
ば、伝熱問題が起らないからである。幾つかの薄
いシートを積層する必要性無しにより一層厚い層
を形成し得ることは、或る面から、特に要求強度
が低い場合に価値ある。この様にして最初に非常
に多孔性のウエブを形成することもでき、このウ
エブは押圧により種々の密度またはより一層複雑
な最終的形を与えられ得る。またこの生成物は、
レデイウエブの含浸によつて製造された発泡複合
材料と同じ工合に用いられ得る。
本発明に従つて発泡複合材料を製造する際に用
いられる微小球は、ビニルクロリドとビニリデン
クロリドのコポリマー、ビニリデンクロリドとア
クリロニトリルのコポリマー、ビニルクロリドと
アクリロニトリルのコポリマー、およびスチレン
とアクリロニトリルのコポリマーから作られ得る
殻を有する。さらに、20重量％までのスチレンを
含むメチルメタクリレートのコポリマー、メチル
メタクリレートと50重量％までのエチルメタクリ
レートの組合せモノマーのコポリマー、メチルメ
タクリレートと約70重量％までのオルトクロロス
チレンのコポリマーを挙げ得る。非発泡粒子およ
び、従つて、発泡粒子の粒度は広範囲に変化で
き、そして仕上り生成物について望まれる性質に
関して選択される。非発泡球についての粒度の例
は1μｍ−１mm、好適には2μｍ−0.5mmおよび特に
5μｍ−50μｍである。発泡時には微小球の直径は
２−５倍増加する。非発泡微小球は、熱の適用に
よつて気化せしめられる揮発性液体発泡剤を含
む。発泡剤はフレオン、炭化水素例えばｎ−ペン
タン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イ
ソブタンまたは、前記の種類の微小球に慣用的に
用いられる他の発泡剤からなり得る。適切には微
小球の５−30重量％が発泡剤からなり得る。微小
球は乾燥粒子または、例えばメタノールの如きア
ルコール中の懸濁液の形にて樹脂溶液に添加され
得る。
前記の如く、含浸溶液中の微小球に対する樹脂
の比率は広範囲に変化でき、そしてこの比は最終
生成物の性質に影響を及ぼす。相応して、最終生
成物の採用分野および所望性質から出発して、混
合物中の適切な樹脂：微小球比を選択することも
可能である。この比は実験室における予備実験に
よつて容易に決定し得る。
安定剤、カツプリング剤、難燃剤および／また
は顔料の如き異なる添加剤を、所望または必要な
らば樹脂と微小球の混合物に添加し得る。
本発明の発泡複合材料は、その中の硬化性樹脂
がＢ段階にあるので、以下に述べるような多くの
利点を有する。
本発明に従う発泡複合材料は、基体または支持
層、好適には木材系支持層と組合せて、ラミネー
トの製造に使用でき、そしてこれらのラミネート
は後記において不均質ラミネートと呼ばれる。ま
た本発明に従う幾つかの発泡複合材料層を積層し
てマルチラミネートを形成することもでき、これ
らのラミネートは後記において均質ラミネートと
呼ばれる。また、少なくとも１つの均質ラミネー
トを少なくとも１つの他の材料と共に含む混合ラ
ミネートを製造することも可能である。
不均質ラミネートの製造においては、本発明に
従う発泡複合材料を任意的な支持層と組合せ、発
泡複合材料と支持層との組合せ物を高められた温
度にて圧縮する。この加工時間中に、温度および
圧力は主に使用樹脂の種類を考慮して選択され
る。押圧時間はしばしば20秒ないし20分の間で変
化し得る。温度は100ないし180℃の間で変化で
き、圧力は0.1ないし3MPaの間で変化し得る。支
持層が平坦でない粗い表面を有する場合には、空
隙に浸入してそれらを満たす発泡複合材料によつ
て特に魅力的な効果を得ることができ、一方発泡
複合材料の「自由」表面、即ち押圧板側の表面は
完全に滑らかになる。これは、押圧板に隣接する
微小球が圧力によつてつぶれ、一方支持層の粗表
面に隣接する発泡微小球は空隙に浸入してこれを
満たすからである。従つて、表面の平坦化がもた
らされる。実際にはこの平坦化効果は、例えば合
板製造に関連して達成され得る。慣用的な合板製
造においては、定寸されたベニヤを最初に製造し
これらのベニヤを圧縮して合板にする。満足な表
面を受得るためには、次に粗表面を研削し次に表
面被膜を合板表面に押圧する。本発明に従う発泡
複合材料を用いると、幾つかのベニヤ板と発泡複
合材料の薄板を１段階にて一緒に押圧することが
でき、そして押圧後に本発明に従う発泡複合材料
からなる硬質で完全に滑らかな表面の層が得ら
れ、この材料中で樹脂は完全に硬化せしめられ微
小球は部分的につぶれている。本発明に従う発泡
複合材料を含む不均質ラミネートにおいて得られ
得る他の性質は改良された難燃性である。塗装お
よび（壁）紙被覆に適切なラミネート表面を得る
こと、より一層高い曲げ弾性率を得ること、およ
び撥水性および断熱性の表面を得ることができ
る。シート材料においては、板のゆがみを減少し
得る。
木との積層により、木の表面性質を有するがし
かし密度が低く、例えば充填物、車両用品または
インテリア備品に適切な材料が得られる。金属特
にアルミニウム板またはアルミニウム箔と積層す
ると、良好で耐久性の表面性質および高い剛性を
有するがしかし密度が低く、例えば充填物、車両
用品、建築開口用品、サインボードまたは旅行用
品に用いられ得る材料が得られる。ホルムアルデ
ヒド系樹脂を含浸せしめられた紙と積層すると、
抵抗性および／または装飾性表面、高い剛性およ
び低い密度を有し、例えばインテリア備品、パネ
ルおよびサインボードに適切な材料が得られる。
含浸紙と発泡複合材料との間の接着性を改良する
ために、そして材料の脆性効果を減少させるため
に、これらの場合において例えば厚紙の中間板を
配置するのが得策である。材料を熱可塑性表面と
積層すると、インテリア備品やパネルに適切な軽
質装飾生成物を得ることができる。発泡複合材料
上にナイロンフロツクを被覆すると、ピン取付の
可能な装飾性で耐久性のある表面が得られ、この
生成物は例えば告知板、インテリア備品およびサ
インボードに用い得る。同様な性質および用途
が、織物との積層により得られる。無論他の多く
の不均質ラミネートが可能である。非固体材料の
形成時にそれらに本発明の発泡複合材料を接着さ
せることも可能であり、例えば好適には２つのこ
れらの板の間で発泡複合材料に対してポリウレタ
ンを発泡させて、軽質でありそして重量の割には
剛性のある生成物を得るのみならず、発泡複合材
料の低い伝熱率および熱容量に起因してポリウレ
タン材料のより一層均一な発泡を達成することも
可能である。被覆シートはまたポリウレタンフオ
ームに反作用的な防火効果をも与える。前記の性
質は、生成物を建築要素として用いる時に特に価
値がある。不均質ラミネートにおいては全般に、
異なる材料間に中間シートを導入して剛性、接着
性および打痕抵抗を改良することが可能である。
本発明の全般的な目的に従つて材料中の樹脂の残
留接着能力を用いて発泡複合材料に、適切に選択
された中間層を接着させ、そして同時にその他方
の側において、通常発泡複合材料によつて接着可
能でない材料への接着を可能とすることができ
る。例えばこの目的のために紙または繊維ウエブ
を使用でき、そして硬化性樹脂、好適には発泡複
合材料中のものと同じ樹脂、またはそれと混和性
の樹脂をシートに含浸せしめるのが特に得策であ
る。
均質ラミネートは、１分ないし30分の間で変化
する圧力時間にて製造される。圧力は適切には
0.01〜0.5MPaの間で変化でき、温度は100〜150
℃の間で変化し得る。好適には斯くの如き条件
は、発泡微小球がつぶれないように選択される。
微小球がつぶれないならば、例えば建築業におい
て使用し得る軽量で強い材料が得られる。さら
に、熱を適用せずに積層し得ることが注目される
べきである。
発泡複合材料は非硬化状態にて加熱成形可能で
あり、これにより例えば積層に関連して二重曲げ
表面の形成が可能となる。斯くの如き成形は、均
質ラミネートの製造、および他の材料が予備形成
されまたはそれらが積層手順下に変形を可能とす
るような不均質ラミネートの製造の両方において
なされ得る。
本発明を下記の例により詳細に説明するが、こ
れらの例に制限されるものではない。
例 １ KemaNord ABからのVDC／ACN微小球の分
散液および60％の乾燥物質を有するAB Cascoか
らのフエノール樹脂溶液9916を50ｇ／m2ガラス繊
維フエルトに含浸せしめた。このフエノール樹脂
溶液中の比MS：PFは２：１であつた（VDC＝
ビニリデンクロリド、ACN＝アクリロニトリル、
MS＝微小球、PF＝フエノールホルムアルデヒド
樹脂）。
フエルトを含浸浴に浸漬し終つた時に、過剰量
の分散液をロールにて押圧除去した。次に空気
（120℃）で処理して、水が７重量％残るまで水を
除去した。微小球は同時に発泡した。４層を重ね
て0.25MPa、125℃にて10分間押圧することによ
つて均質ラミネートを製造した。
下記の生成物が得られた。
厚さ 7.10mm 密度 162Kgｍ-3 曲げ弾性率 248N／mm2 曲げ強度 4.68N／mm2 Ｅモジユラス圧力 15.66N／mm2 圧縮強度、10％変形 0.78N／mm2 煙 2.8％ ArapahoeによるKemaNord PM227煙発生 酸素指数 45 ASTM2863 この生成物はサンドイツチ構造中のコアまたは
表面材料として好適に使用できた。この均質ラミ
ネートは約20℃にて成形され得た。
例 ２ 例１に従う工程を繰り返し、但し比MS：PFは
１：１であつた（乾燥物質に基づいて計算して）。
下記の生成物が得られた。
厚さ 4.09mm 密度 264Kgｍ-3 曲げ弾性率 574N／mm2 曲げ強度 12.22N／mm2 Ｅモジユラス圧力 31.11N／mm2 圧縮強度、10％変形 1.89N／mm2 煙 2.4％ ArapahoeによるKemaNord PM227煙発生 酸素指数 45 ASTM2863 この生成物はサンドイツチ構造中に使用でき
た。
例 ３ 例１に従う工程を繰り返し、但し比MS：PFは
１：２であつた（乾燥物質に基づいて計算して）。
下記の生成物が得られた。
厚さ 3.1mm 密度 306Kgｍ-3 曲げ弾性率 799N／mm2 曲げ強度 20.16N／mm2 Ｅモジユラス圧力 40.19N／mm2 圧縮強度、10％変形 3.85N／mm2 煙 1.8％ ArapahoeによるKemaNord PM227煙発生 酸素指数 42 ASTM2863 耐炎表面層の級 3NT004 平均煙密度 ９％ この生成物はサンドイツチ構造中に使用でき
た。
例 ４ 例１に従つて発泡繊維層を製造し、但し比
MS：PFは乾燥物質に基づいて計算して１：２で
あつた。このシートを、圧力0.4MPaおよび温度
120℃にて10分間石膏ボード上に押圧した。エン
ボス加工に適切な装飾表面が得られた。火炎試験
において表面上にてNT004、１級が得られ、煙
は生じなかつた。
例 ５ 例４を繰り返し、但し支持層として10mm未研削
ツガ合板を用いた。
表面の平坦化が達成され、表面は耐水性であり
塗装および壁紙被覆に適切であつた。
表面はさらに装飾性であり、エンボス加工に適
切であつた。この生成物は改良された剛性を有
し、そして火炎に関しては３級耐炎表面層として
等級づけられ、平均煙密度は13％であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 発泡複合材料において、硬化性樹脂を含浸せ
    しめられたウエブの形の材料を含み、この樹脂は
    Ｂ段階であり、そして実質的に均一に樹脂および
    ウエブ材料中に分布せしめられた発泡熱可塑性粒
    子を含むことを特徴とする、乾燥予備含浸発泡複
    合材料。 ２ 硬化性樹脂が、フエノール、レゾルシノー
    ル、カルバミドまたはメラミンとのホルムアルデ
    ヒド系樹脂である、特許請求の範囲第１項記載の
    発泡複合材料。 ３ 発泡熱可塑性粒子が、ビニリデンクロリドお
    よびアクリロニトリルのコポリマーから作られた
    殻を有する、特許請求の範囲第１または２項記載
    の発泡複合材料。 ４ 発泡熱可塑性粒子が、70−95、好適には85−
    95容量％の量にて存在する、特許請求の範囲第１
    −３項のいずれかに記載の発泡複合材料。 ５ ウエブ材料に硬化性樹脂および熱可塑性微小
    球を含浸せしめることによる、硬化性樹脂を含浸
    せしめられたウエブの形の材料を含み、この樹脂
    はＢ段階であり、そして実質的に均一に樹脂およ
    びウエブ材料中に分布せしめられた発泡熱可塑性
    粒子を含む乾燥予備含浸発泡複合材料の製法にお
    いて、含浸されたウエブ材料を、未発泡熱可塑性
    微小球を発泡させそして樹脂をＣ段階には硬化さ
    せないがＢ段階に硬化させるに充分な温度に加熱
    することを特徴とする前記製法。 ６ 加熱操作中に微小球がそれらの初期直径の２
    ないし５倍膨張せしめられる特許請求の範囲第５
    項記載の製法。 ７ ウエブ材料の含浸前に樹脂と未発泡微小球を
    混合する特許請求の範囲第５項記載の製法。 ８ 熱可塑性微小球が発泡後に乾燥複合材料の70
    −95、好適には85−95容量％を構成するに充分な
    熱可塑性微小球をウエブ材料中に配合する特許請
    求の範囲第５項記載の製法。 ９ 厚さ0.1−５mmのウエブ材料を含浸する特許
    請求の範囲第５項記載の製法。 １０ 乾燥、発泡およびＢ段階への硬化を熱風で
    行なう特許請求の範囲第５項記載の製法。 １１ 含浸を分離した繊維からのウエブ材料の形
    成と同時に行なう特許請求の範囲第５項記載の製
    法。
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