JPS60502149A - 発泡プラスチック材料を含む製品を低圧室を用いて製造する方法 - 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】 発泡プラスチック材料を含む製品を低圧室を用いて製造本発明は、第一の層中に 発泡プラスチック材料を含む製品の製造法に関する。本製品はさらに第二層を有 する。この第二層は第一層に接続されており、第一層よ、！１ｌｌＫい密度発泡 プラスチック製品の製造には、基本原料に溶かすか、発泡過程の始まる直前にそ れに添加する形で化学発泡剤をＷＩＪＷググｔ１７メｌノゼげｔゲｌｉダ雇７用 いるのが普通である。そのような発泡剤の例としてはスルフォンヒドンシトが挙 げられる。発泡過程は、基本原料に溶解した（すなわちそれと単−相の系の一部 を形成する）フレオン（例えばフレオン１１）のような揮発性気体の形の物理発 泡剤を使用することによっても行ない得る。後者の方法のよく知られた例は、硬 質ポリウレタンフォームの製造である。

発泡剤として二酸化炭素を用いることも開示されている。

例えば触媒、熱およ、びまたは圧力による、問題の発泡剤量中に見られる気泡の 形成をもたらす。しかし、今日までこの種製品の製造に用いられるこのよく知ら れた方法は１゜重量％またはそれ以上というような比較的多量の発泡剤の使用を 必要とする。このように多量の発泡剤を用いることは、例えば、全体として見た 場合、製造工程を複雑にし、製品を劣化させる、キュアおよび貯蔵に伴う問題の ような種々の製造上の問題をもたらす。さらに、基本原料の選択および、例えば 温度変化のような製造条件を変化出来る範囲は、成程度限定され、結果にマイナ ス効果を与える。

この種の発泡プラスチック製品については、発泡剤の使用量を大巾に減らすため に必要な条件を与え得る製造工程が望まれている。当該発泡剤はキーユア工程を 妨害し、クラックを起こす重合がある。持ちがよくて安い製品に対する要求もあ る。必要に応じて、単一の制御法で異った厚さをもつ製品の異った層を充自しだ いという要望もある。また、必要に応じて、正確に配置された強化を製品に与え たいという要求もある。

本発明は、不飽和ポリエステルの使用にもとづいて、他の事項とともに前述の問 題を解決する発泡プラスチック材料の製品の製造法を提供し、この場合考えられ る６０〜９５％の真空度（減圧）の高度の低圧下で発泡剤を使用する事によって 、かなり大きい発泡効果が達成出来る。この新しい方法の主な特徴は、他の事項 の中にあって、第一の圧力下にある第一の空間内で前述の発泡剤がキュア剤と混 合し得る不飽和ポリエステル中に混合または溶解されることにある。本発明の第 二の特徴は、６０〜９５％の真空度の高度の負圧にある負圧室の形で第二の空間 を用いることにある。後者の圧力は第一の圧力よシかなり低い。当該室は開放の または露出したモールドをもち、この上に混合ポリエステルがスプレーされる。

第一層を得るために、躬−の量の発泡剤と混合したポリエステルが当該低圧下に あるモールドの全体または一部分の上にスプレーされる。発泡効果は、キュア剤 、開放剤および／または当該負圧のカで開始され、気泡がスプレーしたポリエス テル中で発生しかっ／または膨張するという強力な発泡効果をもたらす。第二層 を得るためには、第二の量の発泡剤を混ぜるかまたは全く混ぜないポリエステル をモールドの全体または一部にスプレーする。それで、第二のポリエステル層に は第一の量の場合よシも少い気泡しか発生かつ／または膨張し々いか、或いは全 く発生しない。当該第一の層は当該第二の層の前にモールド上にスプレーされる か、その逆に行なう。当該発生しかつ／または膨張した気泡は、少くとも第一の 層中で、３０秒ないし２０分好ましくは２〜１０分というような短時間の間質圧 下に重合して１、硬い形状を取らせることによってポリエステル中に結合さレル 。

成る実施態様においては、発泡剤として二酸化炭素を用いることが提案されてい る。さらに、成る実施態様では、スペーサー材料は、炭素繊維またはガラス繊維 で強化される。スペーサー材料は、発泡コアの両側に高密度のカバー層をもった 好ましいサンドイッチ構造で提供されてもよい一発泡まだは無／低発泡のポリニ スデルの数個の層をもったデザインは、本発明による製造（制御）が簡単である 。

発明の内容をさらに発展させて、第一の圧力で発生する気泡によって、速すぎる −１−弁速度が得られることに関連して生ずる事情を防止するために種々の手段 をとることが提案されている。したがって、例えば基本反別は本質的に湿潤剤を 含んではならない。また、−Ｉ−弁速度を減らすために、小さい気泡が好ましい １、選ばれる材料は、好ましくは１．４０〜３００ｍｐａという高い剪断速度で の粘度をもつチクソトロピー性のポリエステルである。短いキュア時間を与える キュア剤系を用いることを推賞される。気泡は一１第一の空間にあるポリニスデ ル中に発生され得る。３当該気泡は、もしあるとすれば、低圧下に新しく発生し た気泡といっしょに、低圧下に膨張する。気泡の発生と膨張のためには、６０〜 ９５％好ましくは７０〜９０チの真空度で作業出来る低圧室を用いるのが好まし い、、この種の室は、製品のために適しノζ空間を保有すること、が出来、また 他の事項とともに、開閉可能のノ・ソチをつけ、適切ならば、材料適用器具およ び減圧設備等をつけることが出来る。気泡は、材料に溶解された例えば二酸化炭 素のような気体からかまたは化学発泡剤の分解に伴って気体を発生させることに よって、形成される。層は、乾かないうちに重ねてスプレーしてもよく、次の層 の塗布の前に前の層の硬化が多少とも進むように若干の時間をおいてスプレーし てもよい。

効　果 本発明の方法により、基本原料中に溶解した極めて少量の化学発泡剤または物理 発泡剤による発泡層をもった製品を得ることが出来る３、８５〜９０％の真空度 の使用によって、同種の市販発泡製品のそれの１／８まで発泡剤量をＦげること が可能なことは、特記すべきことである。この方法で高い機械的特性（小さい強 度依存性）をもった製品を低コストで得ることが出来る。作業環境は、高い水準 で設計出来る。最終製品の密度および／捷たは強化は使用する装置によって容易 に制御出来る。製品のキュアは、より簡単に、より明瞭にな９、それによって高 品質の製品に必要な条件を与えることになる。各々の第二の層は強化してもよい し、発泡しなくてもよい。モールドの一部分たけに発泡ポリエステルを与え、他 の部品には第二の層を与えてこれによって強化部分を容易に得ることも可能であ る。ポリエステルは、よシ強い製品のための条件を提示し−１この新しい方法は 、ポリエステルのゲル化温度が低いという問題を解決する。クラックを生じない キュア方法の可能性を提示する低気泡圧が達成される。

二層製品の製造法の好ましい実施態様は、下記の添付図面を同時に参照して、四 つの実施例によって後述される。

第１図は、実施例１によるスペーサー材料の製造に関する原理を説明する。第２ 図は、実施例２によるスペーサー材料の製造に関する原理を説明する。第３図は 、サンドイッチ構造の例を説明する。。

容器（１）中に不飽和ポリエステル（スプレーアップ操作に適した）例えば小さ いボート工業で使われるような積層用ポリエステルを入れる、このポリエステル はチクソトロピー性であり、例えば１５Ｑｒ７１ｐａ　のような高い剪断速度で の粘度を示す３．このポリエステルは好ましくは、普通充填剤の混合をよくする ために用いられる湿潤剤を少くとも本質的に含まないようにずべきである。不飽 和ポリエステルは好寸しぐは９．キュア剤例えば過酸化物の添加によって迅速な 結合が速成出来るというような方法で改質出来るっキュア時間すなわちゲルタイ ムは３０秒〜２０分、好ましくは２〜１０分の範囲内で選ばれるのが好ましい。

キコーア時間は、促進剤、禁止剤およびキュア剤によつで既知の力ｄ、で調節出 来る。

化学発泡剤例えばスルフォンヒドラジドや物理発泡剤例えばフレオア１工、のよ うなものの混合に関して、低速回転の攪拌機（２）例えば約１５〜５０ｒｐｍ　 の速度で回転する攪拌機が、攪拌に使用さする。化学発泡剤のｊ、１３合は、発 泡剤の使用量は、ポリニスデルおよび発泡剤の合計量にＥｊ　Ｌで約０゜２〜１ ゜ＯＮ量係、好ましくは約Ｏ０５重世襲である。（公知の方法を用いる普通の条 件では、同じ発泡剤３〜５重最襲を要する１、）物理的発泡剤の場合のそれは、 ポリエステルおよび発泡剤０合計量に＞ｔ　して役０００５〜０．５重量％好ま しくは約０．１重量％である。発泡剤の混合は、大気Ｉｑ＝に本質的に等しいか 、それより高い第一の圧力をもっ／ζ第一の空間（Ａ）中で行なわれる。

発泡剤の混合の後、材料はポンプ（３）によって、材料供給装置（４）例えば公 知のスプレービスＩ・ルに圧入される。同様に公知のカッター（５）、たとえば ガラス繊維カッターをピストル上に装着してもよい。カッターの助けにより、切 断された繊維（６）は、開放または露出されたモールド（Ｆ）に向ケラれたポリ エステルのジエン１−流、（７）中に投入される。っポリエステル用のキュア剤 例えば過酸化物は容器（Ｂ）から添加され、ビスＩ−ル（４）中でポリニスデル と公知の方式で混合サレる。別Ｏ方法として、キュア剤は、ピストルの外てジよ い。モールドへのスプレーは、第１図による低圧室００）の内部の空間（９）か ら成る第二の空間（８］中で行なわれる。この室には、原料供給（スプレー）器 具および１．必要に応じて説明したようなカッター装置が付いている。当該供給 器具は、自動制御される図示していないロボットによって操作してもよい。供給 は、モールドの全体または一部（Ｃ１またポリエステル、強化材等を異った厚さ 、分布等用いて行なうことが出来る。

別の方法として、攪拌作業を含む全工程を室（１０）の内部で行なうことも出来 、その空間（９）はこの場合発泡剤添加中および攪拌中、第一の圧力に保持され る　キュア剤は攪拌中、モールドへの添加中および／または室が低圧を与えるよ うに作動された後に、添加してよい。

真空装置の作動によるこの室は、この場合６０〜９５％好ましくは、７０〜９０ ％の真空度の高度の低圧をつくることが出来る公知のものでよい。化学発泡剤を 用いる場合は、キュア剤知よって好ましくは気体を発生するようにこれは活性化 される、っ低い圧力によシ、常圧よシも高度の気泡の膨張が可能となる。物理発 泡の場合、これは低圧によって活性化され、これによって同量の発泡剤で常圧の 場合よシ低い密度の最終フオーム製品が出来る１、原料に対する３０秒〜２０分 、好ましくは２〜１０分という短いキュア時間すなわちゲルタイムは、迅速で有 効な形で、発生かつ膨張した気泡が材料中に結合されるようにする。プラスチッ ク材料とキュア剤の供給は、低圧で行なわれる。発泡剤の混合は、常に、本質的 に常圧またはそれ以上の圧力（たとえば、下記の４０〜６０バール）下で行なわ れる。スペーサー材料のキュアは低圧で行なわれる。

少くとも２層をもつ製品が出来る。第一の層は発泡され、第二の層は第一の層よ シ発泡が少く、すなわち高い密度を持つ。発泡度の調節は、発泡剤量、負圧およ びポリエステルの種類によって行われる。層は乾いてない間に重ねるのがよい。

製品の強化が必要な場合は、これは、比較的極めてすぐれた特性によって達成出 来る。第一の層としては下記がすぐれている。例えば、約８００ｋＱｌｄの密度 （非発泡製品の場合の約１５００　ｋＱ　／　７７／の密度と比較される）で３ ０重量％の繊維（ガラス繊維）チョップを加えると　約２２ｍｐａの曲げ強度、 約１００１００Ｏの曲げ弾性モジュラスおよび約１４ｍｐａの圧縮強度を示す。

出来上りの利料は二つ以上の層をもつサンドインチ構造にも使用出来る。第一の 層の強化材量は、１０〜４０重量褒好ましくは２０〜３０重量襲の範囲の中で選 択出来ることを　純粋に一般的な観点から言うことが出来る。

フレオン１１以外の発泡性気体、たとえば二酸化炭素を使用することが出来、ポ リエステルまたは、相当する物質中の二酸化炭素が完全または部分的に溶解する ような圧力で使用される。ポリエステルの品種は前述のものと同様でよい、、こ の場合、ポリエステルはポンプ１６１によって、容器（１′）から原料供給器具 例えばスプレーピストル（１３１へ工人される。ポンプとピストルの間のパイプ （１４１中で、二酸化炭素供給源０５１（ボンベ）および、ポリエステルに二酸 化炭素を混合する混合器具０６）（いわゆる静的ミキサー）を連結出来るように 配置される。供給源（１５）は好ましくは、約４０〜６０バールで操作される。

材料は、上述の強力な負圧たとえば上述の低圧室のそれによって露玉したモール ド上にスプレーピストル０Ｊから供給される。キュア材および必要な強化材の添 加は第一の圧力または、室によって発生され前述の数値を示す高度の低圧におい て行なわれ得る。キュア時間は短い筈である。前記参照。

〜材料（コア）は（汎、カバ一層は０９）およびＣＯ＋、スペーサー材料の膨張 気泡は（２１）で示される、繊維強化材は（社）で示される、発泡度は、二酸化 炭素の使用量で調節される。

実施例３ 前述の低速回転攪拌機を用い、常圧で容器の中でポリエステルと化学発泡剤を混 合する。出来た混合物をキュア剤例えば有機過酸化物と一緒に、必要ならガラス 繊維と一緒に、例えば７０〜９０％の真空度の低圧下にモールド上に供給される 。第一の層を見ると、約８５％の真空度で０．５重量嘱の発泡剤によって、常圧 で２重量％の発泡剤を使ったときと同様の発泡効果を得ることかわかる。、どち らも強化材は含まんい。

−Ｆ記の成分も使用出来る。ＢＰケミカルスから９ｊ給されるＡ１６０／２４． ６Ａという名のポリニスデル、、ユニロイヤルケミカルスから供給されるセロゲ ンＸＰ−１００といるべきである。各々の第二の層については、発泡剤は減らし ても省略してもよい。発泡剤の使用量の減少以外に、第一の層で達成されること はキュアの確実性が増すこと、キュア温度が低いこと、その結果クラック発生の 傾向が少く、キュアがよシ均等に出来ること等である。負圧はキュア工程中の、 より低い気泡圧をもたらす。

ポリエステルおよび化学発泡剤を混合し、必要ならば実施例３による形の強化材 とともに適用する。この場合ポリエステルは、バイエルＡＧの供給スるレグパル ５Ｆ３８という品目である。発泡剤はバイエルＡＧの供給するＬＥであシ、過酸 化物（２重量％）はアクゾケミカルスの供給するブタソックスＭ−５０である。

第一の層の試験結果によとなり、すなわちよシ低い密度が達成されいいがえれば 一定密度でかなシ発泡剤使用量を減らせることがわかる。

実施例３および４の場合、例えば難燃性、さらに安い最終製品、およびキュア中 の高温の回避なとを得るために公知の充填材を混合することが出来る。ガラス繊 維強化を用いても発泡には大きい影響はない。本発明は実施例によって例示され た実施態様に限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲の記載および発明 の思想の範囲内での改変全行ない得るものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 含む製品の製造法であって、発泡剤が第一の圧力下にある第一の空間中で不飽和 ポリエステルと混合されること、および６０〜９５チの真空度という高度の負圧 下の第一の圧力よシ本質的に低い圧力にある負王室の形の第二の空間中で、露出 したモールドの全体または一部にスプレーされ、 ａ）第一の層を得るためにポリエステルが第一の量ノ発泡剤と混合され、この発 泡剤がキュア剤、開始剤および／または当該負圧による開始によって強力な発泡 効果をもたらし、その結果スプレーされたポリエステル中で気泡が発生し、およ び／または膨張するものであシ、ｂ）第二の層を得るだめに、ポリエステルを第 一の量ヨシ少ない第二の量の発泡剤と混合するかまたは全く発泡剤と混合せずに おき、その結果第二のポリエステル層中にはａ〕の場合より少ない気泡が発生す るか／または膨張し、または全く気泡が発生しないこと、この場合、ａ）項の段 階は５９項の段階より前に行なわれるか又はその逆に行なわれ、少くとも第一の 層中で、発生しおよび／または膨張した気泡は、３０秒ないし２０分、好ましく は２〜１０分という短時間の間、負圧下で重合して硬いることを特徴とする方法 っ ２　容器中で一発泡剤は低速攪拌機（２）例えば毎分１５〜５０回転の速度で回 転する攪拌機によってポリエステルと混合されること、発泡剤と混合されるポリ エステルはポンプ（３１によって材料供給器具例えばスプレーピストルに圧入さ れること、およびキュア剤は材料供給器具から導かれるポリエステル（７）のジ ェット流に添加されるか、器具（４）の内部でポリエステル七混合されることを 特徴とする請求の範囲第１項による方法。 ポリエステルが材料供給器具（１３）へ、ポンプ（］２１によって圧入されるこ と、ポンプと材料供給器具の間で発泡剤例えば二酸化炭素が圧力源（１５）から 導入され、圧力源は混合器具（１６）とともに発泡剤をポリエステルと混合させ ることを特徴とする請求の範囲第１項による方法っキュア剤が材料供給器具に関 して、別に、常圧または前記の（氏圧で添加されることを特徴とする請求の範囲 第３項の方法。 強化材（６）、好ましくは炭素繊維および／またはガラス繊維チョップの形のも のが、そのモールドへの添加ト連結して、ポリエステル中へ混入されることを特 徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかによる方法。 強化材が、１０〜４０重量％好ましくは２０〜３０重量％の比率で添加されるこ とを特徴とする請求の範囲第５項による方法。 チクソトロピー性の好ましくは不飽和性のポリエステル例えば積層用ポリエステ ルが、発泡剤の混合がその中で行なわれる問題の容器に加えられること、および 過酸化物の形のキュア剤がポリエステルに加えられることを特徴とする、前項ま での請求の範囲のいずれかによる方法っ 発泡剤の量が、非強化発泡ポリエステルの密度が１７０〜６００　ｋｑ　／　７ ７／となるように選択されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項お よび第７項のいずれかによる方法。 第一の層に二つの第二の層が両側に各一つづつの第二の層として付与されること 、および、もし第一の層が二つ以上存在するときは、各々の第二の層が二つの第 一の層に適用されること、などなどを特徴とする前項までの請求の範囲のいずれ かによる方法。 異った層を湿った状態（ウェット・イン拳ウェット）でスプレーすることを特徴 とする前項までの請求の範囲のいずれかによる方法っ