DE3852972T2

DE3852972T2 - Verfahren zum Herstellen eines harten oder halbharten geschäumten Materials und einer aus diesem Material geformten Verbundplatte.

Info

Publication number: DE3852972T2
Application number: DE3852972T
Authority: DE
Inventors: Hiroya Fukuda; Seiji Ishii; Takashi Ohashi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2008-06-09
Also published as: DE3852972D1; CA1291605C; EP0297317A2; EP0297317B1; US4938819A; EP0297317A3

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Herstellungsverfahren für ein hartes oder halbhartes geschäumtes Material mit leichtem Gewicht und mit ausgezeichneten Steifheits-, Wärmeisolations-, Schallisolations- und Feuchtigkeitsbestänigkeitseigenschaften und eine hieraus hergestellte Verbundplatte, die geeigneterweise bei einer geformten Decke oder einer Türplatte bzw. -verkleidung usw. in Autos und im Innern als Trennwand oder Zwischenwand verwendbar ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Es besteht der vermehrte Wunsch, harten oder halbharten Kunststoffschaum als Material zur Herstellung der Innenausstattungen von Automobilen, beispielsweise als Formdecke oder als Türverkleidung usw. zu verwenden, da dieses Kunststoffmaterial ein leichtes Gewicht und Wärmeisolations- und Schallisolationseigenschaften aufweist.
Derartige Kunststoffschäume wurden als Kernmaterial zur Herstellung einer Verbundplatte verwendet, wobei eine anorganische Verstärkungsschicht bzw. -schichten wie eine Glasfasermatte, eine Kohlenstoffasermatte oder ein nichtgewebtes Gewebe, hergestellt aus Polyesterfaser oder Polyamidfaser, auf der einen Seite oder auf beiden Seiten unter Zuhilfenahme von Klebstoffen laminiert wurden; derartige herkömmliche Verfahren weisen jedoch die nachfolgenden Nachteile auf.
(1) Obwohl die anorganische Verstärkungsschicht, beispielsweise eine Glasfasermatte, eine ausgezeichnete Verstärkungswirkung zeigt, verursacht eine Glasfasermatte nicht nur eine Verschmutzung der Arbeitsumgebung und Irritationen auf der Haut der Arbeiter durch die Verbreitung von Glasfasern, sondern auch eine beträchtliche Schädigung des Schneidegeräts, das zum Zuschneiden der Kanten des Produkts bei der Endbearbeitung verwendet wird. Da die Glasfasermatte, ausgedrückt in Gewicht pro Oberflächeneinheit, schwer ist, wird die hergestellte Platte unvermeidlich pro Flächeneinheit schwer.
(2) Da das nichtgewebte, aus Polyesterfaser usw. hergestellte Gewebe selbst keine ausreichende Festigkeit aufweist, um die erwartete Verstärkungswirkung zu erhalten, und sich in bezug auf die Zugfestigkeit anisotrop verhält, ist es als Verstärkung praktisch nicht verwendbar. Da das ungewebte Gewebe eine hohe Ausdehnungsrate, insbesondere bei höheren Temperaturen, aufweist, nimmt die Steifheit der mit dem ungewebten Gewebe verstärkten Verbundplatte bei höheren Temperaturen beträchtlich ab.
(3) Wenn eine starke Nachgebeeigenschaft für eine Form erforderlich ist, wie dies bei der Tiefziehformung der Fall ist, sollte der als Kernmaterial verwendete, leichtgewichtige Schaum ein Thermoplast sein; diese Eigenschaft verschlechtert jedoch die Wärmebeständigkeit des Endproduktes, und es ist keine plattenförmige Verkleidung mit ausreichender Steifheit bei einer höheren Temperatur erzielbar.
Was die Kernmaterialien anbetrifft, wurde bereits ein hartes oder halbhartes Schaummaterial wie Polyurethanschaum, Phenolschaum usw., das durch ein Einstufenverfahren hergestellt wurde, verwendet; ein derartiges Material wird jedoch in Form eines Blocks hergestellt. Wenn der Block geschnitten und ein so hergestelltes Brett einer Pressung unterzogen wird, zerbricht oder zersplittert es leicht, was insbesondere bei der Tiefziehformung nachteilig ist.
Zur Lösung dieses Problems wurde ein Verfahren vorgeschlagen, wobei flüssige Kohmaterialien für den Schaum in eine Form gegossen werden, um sie in der Form zu schäumen und zu härten; es gibt jedoch nicht nur Schwierigkeiten mit der Formbarkeit, beispielsweise mit der unzureichenden Fluidität der geschäumten Flüssigkeit, um sie in eine Öffnung mit einer Breite von unter 10 mm einzuführen, und mit einer Verschlechterung des Oberflächenzustandes des geformten Produkts, sondern auch Schwierigkeiten mit der Zunahme der Oberflächendichte des geformten Produkts, was zu einer Zunahme des Gesamtgewichts des Produkts führt, und Probleme bei der Herstellung von Verbundmaterialien durch ein derartiges Verfahren. Vor kurzem wurde ein Verfahren zum Imprägnieren einer Isocyanatverbindung (B) in ein flexibles poröses Material (A) und deren Umsetzung mit Wasser zur Bildung einer Netzwerkstruktur zur Verbesserung der Formbarkeit vorgeschlagen (vgl. die japanische Patentveröffentlichung Tokkosho 61-51544, US-A-4451310, japanische Patentveröffentlichung Tokkosho 58-22013 und die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Tokkaisho 57-53465); dieses Verfahren könnte jedoch die Arbeitsumgebung durch die imprägnierte Isocyanatverbindung (B) verschmutzen. Wenn ein Polyurethan- Weichschaum als Bestandteil (A) verwendet wird, könnte er weiterhin durch die Imprägnierung der Isocyanatverbindung (B) aufgebläht werden, wodurch die Schaumfestigkeit vermindert wird, was zu einer Verschlechterung der Verarbeitbarkeit und der Dimensionsstabilität bzw. Formbeständigkeit führt, wodurch eine Erhöhung der Imprägniermenge des Isocyanatanteils (B) notwendig wird, um die Festigkeit des harten Schaums sicherzustellen, was als Nachteil ein höheres Gewicht des Produkts mit sich bringen könnte.
Beim Formungs- und Härtungsmechanismus der Bestandteile (A) und (B) handelt es sich nicht um eine chemische Reaktion miteinander, sondern um die Bildung eines einfachen physikalischen Verbunds. Da die zur Formung notwendige Flexibilität vom vorher hergestellten porösen Material (A) abhängt und die Isocyanatverbindung (B) zur Härtung unabhängig mit Wasser reagiert, wird das Endprodukt als physikalischer Verbund zwischen dem flexiblen Material (A) und dem gehärteten Material angesehen.
Die GB-A-1 102 391 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Polyurethanschaums. Dieser Schaum wird aus einem Isocyanat und einem Polyol und Wasser hergestellt. Der gebildete Schaum ist flexibel oder halbflexibel, vernetzt sich jedoch in feuchter Atmosphäre weiter, um einen harten Schaum zu ergeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von diesem Verfahren dadurch, daß zusätzliches Wasser in Form von Wasser oder Dampf eingeführt und das Material gehärtet und durch Erhitzen in einer Form geformt wird. Dies ermöglicht die Herstellung eines geschäumten Formteils.
Die US-A-4 451 310 offenbart die Herstellung halbharter oder harter Polyurethanelemente durch Imprägnierung der porösen Matrix mit einer Isocyanatverbindung und anschließender Schäumung des so erhaltenen Materials durch Besprühung des imprägnierten Materials mit Wasser. Weiterhin offenbart diese Druckschrift, daß das vorimprägnierte Material vor der Aushärtung mit Wasser formbar ist. Diese Druckschrift offenbart jedoch nicht eine Reaktion zwischen der Isocyanatverbindung in einem Polyol, da überhaupt keine Polyolverbindung erwähnt wird. Die gebildete Schaumstruktur unterscheidet sich vom erfindungsgemäßen Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial, das sich nur aus einem Polyurethanpräpolymer zusammensetzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines harten oder halbharten geschäumten Materials mit leichtem Gewicht, mit ausgezeichneten Steifigkeits-, Hitzeisolations-, Schallisolations-, Feuchtigkeitsbeständigkeits- und Hitzebeständigkeitseigenschaften bereitzustellen, das weiterhin während der Tiefziehformung nicht zerbricht oder splittert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine Verbundplatte mit ausgezeichneten Steifigkeits-, Wärmeisolations-, Schallisolations-, Feuchtigkeitsbeständigkeits- und Wärmebeständigkeitseigenschaften bereitzustellen, das als Decken- oder Türverkleidung- bzw. -platte zur Verwendung in Automobilen und als Abtrennung oder Schirm usw. für Innenanwendungen geeignet ist.
Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines harten oder halbharten geschäumten Materials gelöst, umfassend
das Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organischen Schaummittels und/oder Wasser, um ein Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial zu bilden,
worin die Isocyanatkomponente in einer stöchiometrischen Menge des 1,2- bis 5fachen der Polyolkomponente und des 1,05- bis 5fachen der Polyolkomponente und des Wassers in Gegenwart von Wasser vorliegt,
In-Kontakt-Bringen des Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial mit Wasser oder Dampf in einer über dem zur Umsetzung der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente erforderlichen chemischen Äquivalent liegenden Menge,
Erhitzen des mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebrachten Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial in einer Form bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber zur Bildung eines harten oder halbharten geschäumten Materials, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 veranschaulicht die Gestalt des durch Tiefziehformung in den Beispielen geformten Produkts. Die Fig. 2 veranschaulicht die Struktur der im Beispiel 2 hergestellten Verbundplatte. Die Fig. 3 veranschaulicht das Verfahren, um die Biegefestigkeit der Verbundplatte zu bestimmen. Die Fig. 4 zeigt den normalen Einfallsschall-Absorptionskoeffizienten der im Beispiel 5 und im Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Verbundplatten, wobei die Abszisse die Schallfrequenz (Hz) und die Ordinate den normalen Einfallsschall-Absorptionskoeffizienten (%) zeigt. Die Fig. 5 veranschaulicht ein Beispiel einer Vorrichtung für den ersten Schritt des kontinuierlichen Herstellungsverfahrens einer Verbundplatte. Die Fig. 6 veranschaulicht ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung für den ersten Schritt des kontinuierlichen Herstellungsverfahrens einer Verbundplatte. Die Fig. 7 veranschaulicht die Schnittstruktur der Verbundplatte im Beispiel 18. Die Fig. 8 veranschaulicht die Schnittstruktur der Verbundplatte im Beispiel 19. Die Fig. 9 veranschaulicht die Schnittstruktur der Verbundplatte im Beispiel 21.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten große Anstrengungen zur Lösung der oben genannten Probleme an und fanden, daß bei der Herstellung von Polyurethanschaum durch Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organischen Schaumbildners und/oder Wasser im wesentlichen ein Thermoplastschaum hergestellt wurde, wenn die Isocyanatkomponentenmenge im Überschuß zur stöchiometrisch äquivalenten Menge der Polyolkomponente und des Wassers in der Reaktion vorliegt, und der so hergestellte Thermoplastschaum zu einem harten oder halbharten Schaum wurde, ohne daß er bei erhöhten Temperaturen wiederum weich wird, wenn er mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebracht wird, um die darin verbliebene Isocyanatkomponente mit Wasser unter Erhitzen umzusetzen, worauf das erfindungsgemäße Verfahren abgeschlossen wird.
Die erste Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines harten oder halbharten geschäumten Materials, umfassend
das Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organischen Schaummittels und/oder Wasser, um ein Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial zu bilden,
worin die Isocyanatkomponente in einer stöchiometrischen Menge des 1,2- bis 5fachen der Polyolkomponente und des 1,05- bis 5fachen der Polyolkomponente und des Wassers in Gegenwart von Wasser vorliegt,
In-Kontakt-Bringen des Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial mit Wasser oder Dampf in einer über dem zur Umsetzung der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente erforderlichen chemischen Äuqivalent liegenden Menge,
Erhitzen des mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebrachten Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial in einer Form bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber zur Bildung eines harten oder halbharten geschäumten Materials, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.
Der erfindungsgemäße Aushärt-Formungsmechanismus, um abschließend ein hartes oder halbhartes geschäumtes Material herzustellen, ist darauf gerichtet, daß ein eine Gruppe mit einem NCO- Rest enthaltendes Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial unterwegs herausgenommen und anschließend die restliche chemische Reaktion unter Erhitzen abgeschlossen wird, um einen hitzehärtbaren Kunststoff herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich vollständig von den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
Das erfindungsgemäß gehärtete Formprodukt löst die oben genannten Nachteile und weist ausgezeichnete Eigenschaften wie ein leichtes Gewicht, eine Steifigkeit, eine Wärmeisolation, eine akustische Isolation und eine Feuchtigkeitsbeständigkeit auf, und während des Tiefziehformungsverfahrens bricht oder splittert es nicht.
Als Isocyanatkomponente sind allgemein bekannte aliphatische oder aromatische Isocyanate oder eine Kombination hiervon verwendbar, und, falls notwendig, kann ein Präpolymer mit einem NCO-Endrest, erhalten durch Teilreaktion zwischen dem Isocyanat und dem Polyol, verwendet werden.
Als Polyolkomponente sind allgemein zur Herstellung von Polyurethanschaum verwendete Polyole verwendbar, beispielsweise zweiwertige Alkohole wie Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,4- Butandiol, Diethylenglycol usw.; dreiwertige Alkohole wie Glycerin, Trimethylolpropan usw.; vier- oder mehrwertige Alkohole wie Pentaerythritol, Sorbitol, Sucrose usw.; Additionspolymerisationsprodukte dieser mehrwertigen Alkohole mit Alkylenoxiden, beispielsweise Propylenoxid, Ethylenoxid usw.; Polyole vom Polyethertyp, beispielsweise Additionspolymere aliphatischer oder aromatischer Polyamine oder Alkanolamine mit Alkylenoxiden; sogenannte Polymerpolyole, die durch Graftpolymerisation von Vinylmonomeren an Polyetherpolyole erhalten werden; oder Polyole vom Polyestertyp, die durch Kondensationspolymerisation polybasischer Säuren mit mehrwertigen Alkoholen erhalten werden. Wenn als Teil der Polyolkomponente ein Polymerpolyol verwendet wird, schreitet die gleichmäßige Härtungsreaktion, die die Zellöffnung der Schäume begleitet, voran, was einen bevorzugten Einfluß auf die Bildung des harten geschäumten Materials ausübt.
Das Herstellungsverfahren der ersten Erfindung umfaßt die nachfolgenden zwei Schritte.
(1) Das Schäumungsverfahren (der erste Schritt)
Das Schäumungsverfahren wird in drei Vorgehensweisen unterteilt, nämlich
(a) Umsetzen der Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente in Gegenwart von Wasser;
(b) Umsetzen der Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente in Gegenwart des organischen Schaumbildners;
(c) Umsetzen der Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente in Gegenwart des organischen Schaumbildners und Wasser.
Die drei Vorgehensweisen werden nachfolgend näher beschrieben.
(a) Eine Vorgehensweise, wenn die Reaktion in Gegenwart von Wasser durchgeführt wird.
Bei dieser Vorgehensweise reagieren das Wasser und die Polyolkomponente mit der Isocyanatkomponente unter Bildung eines Polyurethan-Polyharnstoff-Harzes, und das Nebenprodukt Kohlendioxid bewirkt gleichzeitig die Schäumung des Harzes.
Das Mischungsverhältnis der Isocyanatkomponente zur Polyolkomponente und zum Wasser wird so eingestellt, um die nicht umgesetzte Isocyanatkomponente im Schaum zu belassen, die durch Umsetzen einer Menge der Isocyanatkomponente, die im Überschuß der stöchiometrisch äquivalenten Menge zur Polyolkomponente und zum Wasser vorliegt erhelten wurde. Die Menge der zu verwendenden Isocyanatkomponente beträgt das 1,2- bis 5fache, bevorzugt das 1,5- bis 2,5fache der stöchiometrischen Menge, um die Polyolkomponente und das Wasser umzusetzen.
Verhältnis der Polyolkomponente zum Wasser: Falls der Anteil an Wasser im Überschuß vorliegt, ist der erhaltene Schaum , obwohl er bei Raumtemperatur hart ist und er bei erhöhten Temperaturen erweicht, bei Raumtemperatur weniger flexibel und wird beim Pressen leicht pulverförmig, und das durch In-Kontakt-Bringen mit Wasser oder Dampf erhaltene gehärtete Endprodukt wird hart und brüchig. Falls der Anteil der Polyolkomponente zu hoch ist, wird im Gegensatz dazu der erhaltene Schaum weich und klebrig, ist schwierig handhabbar und das durch In-Kontakt-Bringen mit Wasser oder Dampf erhaltene gehärtete Endprodukt wird nicht hart. Da dieses Phänomen von der Art der verwendeten Isocyanatkomponente und von der Art des verwendeten Polyolbestandteils abhängt muß der Wasseranteil eingestellt werden, wobei die Verarbeitbarkeit und die gewünschten Eigenschaften entsprechend dem Zweck der Endprodukte eingestellt werden müssen.
Beim Schäumen kann, falls notwendig, ein Katalysator oder ein oberflächenaktives Mittel usw. zugegeben werden; die Arten und die Mengen dieser Zugabemittel können jedoch die gleichen sein, wie sie allgemein bei der Herstellung von Polyurethanschaum verwendet werden, und sie sind nicht auf die oben genannten Mittel beschränkt.
(b) Vorgehensweise, wenn die Reaktion in Gegenwart eines organischen Schaumbildners durchgeführt wird.
In diesem Falle bewirkt der organische Schaumbildner die Schäumung des durch die Umsetzung der Isocyanatkomponente und der Polyolkomponente erhaltenen Polyurethanharzes.
Was den organischen Schaumbildner anbelangt sind Fluorkohlenstoffe und Chlorfluorkohlenstoffe wie Monochlortrifluormethan als auch Methylenchlorid verwendbar, und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Bei dieser Ausführungsform wird das Mischungsverhältnis der Isocyanatkomponente zur Polyolkomponente so eingestellt, daß eine nicht umgesetzte Isocyanatkomponente im Schaum verbleibt, erhalten durch Umsetzen einer Menge der Isocyanatkomponente, die im Überschuß zur stöchiometrisch äquivalenten Menge zur Polyolkomponente vorliegt. Die Menge der zu verwendenden Isocyanatkomponente beträgt das 1,2- bis 5fache, bevorzugt das 1,5- bis 2,5fache der stöchiometrischen Menge zur Umsetzung mit der Polyolkomponente.
In diesem Bereich ist das Verhältnis der Isocyanatkomponente zur Polyolkomponente oder die Zugabemenge des organischen Schaumbildners in geeigneter Weise in Abhängigkeit vom Zweck der Endprodukte einstellbar, und sie sind nicht auf die beschriebenen Komponenten und Mengen beschränkt.
Beim Schäumen ist ein Katalysator oder ein oberflächenaktives Mittel, falls notwendig, hinzufügbar; die Arten und Mengen dieser Mittel können jedoch die gleichen sein, die allgemein zur Herstellung von Polyurethanschaum verwendet werden; sie sind jedoch nicht hierauf beschränkt.
(c) Vorgehensweise, wenn die Reaktion in Gegenwart von Wasser und einem organischen Schaumbildner durchgeführt wird.
Bei dieser Vorgehensweise wird Wasser verwendet, um die Steifigkeit des geschäumten Materials einzustellen.
Das Mischungsverhältnis der Isocyanatkomponente zur Polyolkomponente und dem Wasser wird so eingestellt, daß nicht umgesetzte Isocyanatkomponente im Schaum verbleibt, erhalten durch Umsetzen einer Menge der Isocyanatkomponente, die im Überschuß der stöchiometrisch äquivalenten Menge zur Polyolkomponente und zum Wasser vorliegt. Die Menge der zu verwendenden Isocyanatkomponente beträgt das 1,05- bis 5fache, bevorzugt das 1,2- bis 2,5fache, der stöchiometrischen Menge zur Reaktion mit der Polyolkomponente und dem Wasser.
Was die zu verwendende Wassermenge anbelangt, beträgt die empfohlene Wassermenge unter 4,0 Gewichtsteile, bevorzugt 0,2 bis 3,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der Polyolkomponente.
Falls das Wasserverhältnis zu hoch ist, ist der erhaltene Schaum zwar bei Raumtemperatur hart und wird bei einer höheren Temperatur weich, er ist jedoch bei Raumtemperatur weniger flexibel und wird beim Pressen leicht pulverförmig, und das durch In-Kontakt-Bringen mit Wasser oder Dampf erhaltene gehärtete Endprodukt wird hart und brüchig.
Falls das Wasserverhältnis zu hoch ist, wird notwendigerweise eine größere Menge der Isocyanatkomponente benötigt, was nicht nur eine Instabilität bei der Schäumung verursacht, sondern weiterhin eine Akkumulation der Reaktionswärme, was zu einer Erhöhung der Innentemperatur des Schaums und damit zu einer Verschlechterung der Schaumeigenschaft führt und die Gefahr einer spontanen Entzündung bei der Blockformung mit sich bringt.
Falls im Gegensatz dazu die Wassermenge zu gering ist, muß die Schäumung des Reaktionsprodukts zur Herstellung eines Schaums mit einer geringen Dichte nur mit dem organischen Schaumbildner durchgeführt werden, und das erhaltene Schaumzwischenprodukt ist weich, schwierig handhabbar und zu erhalten, und die Steifigkeit des gehärteten Endprodukts wird geringer.
Demnach sollte die verwendete Menge an organischem Schaumbildner und Wasser unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte und des Verwendungszwecks der Endprodukte gewählt werden.
Was den organischen Schaumbildner anbetrifft, können die im Punkt (b) erwähnten verwendet werden.
Bei der Schäumung kann ein Katalysator oder ein oberflächenaktives Mittel usw., falls notwendig, zugegeben werden; die Arten und Mengen dieser Mittel können die gleichen sein, wie sie zur Herstellung eines allgemeinen Polyurethanschaums verwendet werden, und sie sind nicht hierauf beschränkt.

(2) Formhärtungsverfahren (der zweite Schritt)

Das so im ersten Schritt hergestellte Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial kann schnell aushärten. Eine im Härtungs-Formungs-Verfahren einsetzbare Platte mit geeigneter Dicke ist entweder dadurch herstellbar, daß zunächst ein Block geschäumt wird und der Block dann zu Platten mit geeigneter Dicke geschnitten wird, oder dadurch, daß ein plattenähnlich geformtes, geschäumtes Material direkt hergestellt wird.
Da das so hergestellte geschäumte Thermoplastmaterial durch die Reaktion der darin verbliebenen Isocyanatkomponente mit der Luftfeuchtigkeit beim Stehenlassen leicht zu einem nicht-thermoplastischen Schaumharz wird, ist es notwendig, es in einer trockenen Atmosphäre zu halten oder es in einen feuchtigkeitsundurchlässigen Film einzuwickeln, wenn es für eine lange Zeit gelagert wird. Es ist empfehlenswert, das geschäumte Thermoplastmaterial entsprechend seiner Verarbeitungszeit schnell zu verwenden, wobei es mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebracht wird, so daß es formgehärtet wird.
Die Wasser- oder Dampfmenge, die mit dem Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial im Formhärtungsverfahren in Kontakt gebracht wird, liegt über dem chemischen Äquivalent, um mit dem darin verbliebenen Isocyanat zu reagieren, bevorzugt weit im Überschuß solange wie das Wasser das Endprodukt nicht benetzt, sodaß sein Aussehen oder seine Eigenschaften verschlechtert werden. Zur Beschleunigung der Reaktion kann ein Katalysator hinzugegeben werden. Das Wasser kann in Form einer Harzemulsion hinzugegeben werden.
Die während der Erhitzung durchgeführte Formhärtung wird im allgemeinen unter Verwendung einer Heizpresse durchgeführt. Falls notwendig, kann als Deckmaterial ein ungewebtes Gewebe, eine Polyvinylchloridschicht usw. mit einem Kleber laminiert werden, oder als Verstärkung kann ein Glasfasergewebe oder eine Glasfasermatte eingebaut werden.
Die Temperatur der Formhärtung ist nicht begrenzt; es ist jedoch eine Temperatur von 100ºC oder darüber, bevorzugt von 100 bis 150ºC, empfehlenswert, um die Produktivität zu erhöhen.
Die erste Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele nunmehr näher erläutert.

Beispiel 1

Durch Mischen der Rohmaterialien in der in der Tabelle 1 angegebenen Weise wurde ein Block mit einer Dicke von 300 mm, einer Breite von 300 mm und einer Länge von 300 mm hergestellt. Tabelle 1 Rohmaterialien Verwendete Menge (Gramm) Roh-MDI (Mitsui Nisso Urethane Co.: MDI-CR Wasser Polyol (Sanyo Kasei Co.: FA-703) Polyol (Mitsui Nisso Urethane Co.: SU-450L) Katalysator (N-Methylmorpholin) Oberflächenaktives Mittel (Nippon Unicar Co.: L-5740)
Die Menge der Isocyanatkomponente im Verhältnis zur Polyolkomponente und zum Wasser in der Formulierung der Tabelle 1 betrug das 2fache des stöchiometrischen Äquivalents.
Durch Schneiden des so hergestellten Blocks 10 Minuten nach der Produktion wurde ein Brett mit einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 250 mm und einer Länge von 250 mm erhalten. Das Brett war bei Raumtemperatur ein hartes und etwas brüchiges geschäumtes Material, jedoch thermoplastisch mit der Erweichungstemperatur von 100ºC.
Das Thermoplastbrett wurde durch einen Sprüher mit Wasser besprüht, dann 2 Minuten lang durch Tiefziehformung zu einer in der Fig. 1 gezeigten Form (1) preßgeformt, wobei eine auf 110ºC erhitzte Metallform verwendet wurde.
Das geformte Produkt war ein hartes geschäumtes Material ohne Risse und Spalten usw. und hart, ohne bei erneutem Erhitzen auf 100ºC zu erweichen.

Beispiel 2

Unter Verwendung des gleichen Mischverhältnisses an Rohmaterialien wie in Beispiel 1 wurde ein brettähnlich geformtes Zwischenproduktmaterial mit einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 1500 mm und einer Länge von 1800 mm hergestellt.
Wie die Fig. 2 zeigt wurden auf beiden Seiten des geschäumten Zwischenproduktmaterials (2) zwei Schichten aus einer Glasfasermatte (3 & 3') (100 g/m²; mit einer Breite von 1500 mm und einer Länge von 1800 mm) mit einem Kleber vom Polyurethantyp laminiert, und weiterhin wurde eine PVC-Deckschicht (4) (300 g/m²; mit einer Breite von 150 mm und einer Länge von 1800 mm) auf eine Seite der Glasfasermatte (3') laminiert. Dann wurde es mit Wasser auf der Rückseite (auf der Seite der Glasfasermatte (3)) besprüht, heißgepreßt und hieraus eine Decke zur Verwendung in Automobilen hergestellt. Die Preßbedingungen betrugen 120ºC für 2 Minuten.
Die physikalischen Eigenschaften einer aus dem zentralen Teil dieser geformten Decke geschnittenen Probe sind in der Tabelle 1 angegeben.
Die Biegefestigkeit der Probe bzw. der Proben wurde wie in der Fig. 3 angegeben bestimmt, wobei auf den zentralen Teil (die Entfernung zwischen den Drehpunkten betrug 100 mm) der Probe mit einer Breite von 50 mm ein Gewicht gesetzt und die maximale Belastung abgelesen wurde. Tabelle 2 Parameter Gemessener Wert Dicke (mm) Gewicht (g/m²) Biegefestigkeit (kg/50 mm Breite)

Beispiel 3

Ein Block mit der gleichen Größe wie im Beispiel 1 wurde durch Vermischen der in der Tabelle 3 gezeigten Rohmaterialien hergestellt. Tabelle 3 Rohmaterialien Verwendete Menge (Gramm) Roh-MDI (Mitsui Nisso Urethane Co.: MDI-CR) Polyol (Mitsui Nisso Urethane Co.: SU-450L) Polyol (Sanyo Kasei Co.: FA-703) Katalysator (Sankyo Air Products Co.: DABC033LV)) 0berflächenaktives Mittel (Nippon Unicar Co.: L-5740) Monochlortrifluormethan (Asahi Glass Co.: F-11)
Die Menge der Isocyanatkomponente zur in der Formulierung der Tabelle 3 bezeichneten Polyolkomponente betrug das 2fache des stöchiometrischen Äquivalents.
Durch Zerschneiden des so hergestellten Blocks 10 Minuten nach der Herstellung wurde ein Brett mit der gleichen Größe wie in Beispiel 1 erhalten, das bei Raumtemperatur ein festes geschäumtes Material, jedoch ein Thermoplast mit der Erweichungstemperatur von 100ºC war.
Das Thermoplastbrett wurde mit Wasser aus einem Sprühgerät besprüht, dann 2 Minuten lang durch Tiefziehformung in einer Form (1), wie in Fig. 1 gezeigt druckgeformt, wobei eine auf 110ºC erhitzte Metallform verwendet wurde. Das geformte Produkt war ein hartes geschäumtes Material ohne Risse oder Sprünge usw., und es war hart, ohne daß es durch erneutes Erhitzen bei 100ºC weich wurde.

Beispiel 4

Unter Verwendung des gleichen Mischungsverhältnisses der Rohmaterialien wie in Beispiel 3 wurde ein Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial mit der gleichen Größe wie im Beispiel 2 hergestellt, und in gleicher Weise, wie im Beispiel 2 beschrieben, wurde eine Decke zur Verwendung in einem Automobil, wie in der Fig. 2 gezeigt, hergestellt. Die Preßbedingungen betrugen 110ºC für 2 Minuten. Tabelle 4 Parameter Gemessener Wert Dicke (mm) Gewicht (g/m²) Biegefestigkeit (kg/50 mm Breite)
Die physikalischen Eigenschaften der vom zentralen Teil dieser geformten Decke herausgeschnittenen Probe sind in der Tabelle 4 angegeben.

Beispiele 5-8

Durch Vermischen der in der Tabelle 5 angegebenen Rohmaterialien wurden Blöcke mit der gleichen Größe wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt.
Die Menge der Isocyanatkomponente zur Polyolkomponente und zum Wasser in der Formulierung der Tabelle 5 betrug das 2fache des stöchiometrischen Äquivalents. Tabelle 5 Polyol Wasser Katalysator A Katalysator B Oberflächenaktives Mittel Organischer Schaumbildner Isocyanat (NCO-Index) Schaumstabilität Schaumdichte (g/cm³) Wärmeplastizität gut *1: Takeda Pharmaceutical Co.: GR-30; OH-Wert = 400 (= o-Tolylendiamin + PO + EO) EO = Ethylenoxid PO = Propylenoxid *2: Mitsui Nisso Urethane Co.: SU-450L; OH-Wert = 450 *3: Sanyo Kasei Co.: FA-703; OH-Wert = 33 (= Glycerin + EO + PO) 4: Asahi Glass Co.: EL-910; OH-Wert = 28 (Acrylnitril-aufpolymerisiertes Polyetherpolyol) *5: Sankyo Air Products Co.: DABCO33U/ (33% DPG-Lösung aus Triethylendiamin) *6: Nitto Kasei Co.: Neostan U-100 (Dibutylzinndilaurat) *7: Nippon Unicar Co.: L-5740S (Dimethylpolysiloxan + PO + EO) *8: Asahi Glass Co.: F-11 (Monochlortrifluormethan)*9: Sumitomo Bayer Urethane Co.: SIMIDUR 44V-20 (rohes Methylendiisocyanat (MDI))
Durch Zerschneiden des so hergestellten Blocks 10 Minuten nach der Produktion wurde ein Brett mit einer Dicke von 9 mm, einer Breite von 250 mm und einer Länge von 250 mm erhalten, das ein bei Raumtemperatur stabiles, hartes geschäumtes Material darstellte, jedoch thermoplastisch war mit der Erweichungstemperatur von 100ºC.
Das Thermoplastbrett wurde mit Wasser aus einer Sprühvorrichtung besprüht, dann 2 Minuten lang durch Tiefziehen in einer Form (1), wie in der Fig. 1 gezeigt, preßgeformt, wobei eine auf 115ºC erhitzte Metallform verwendet wurde.
Das geformte Produkt war ein hartes geschäumtes Material ohne Risse oder Sprünge usw., und es war fest, ohne bei erneutem Erhitzen auf 100ºC zu erweichen.

Beispiele 9-12

Unter Verwendung des gleichen Mischungsverhältnisses der Rohmaterialien wie in der Tabelle 5 wurden Zwischenprodukte aus geschäumten Thermoplastmaterialien mit einer Dicke von 9 mm, einer Breite von 1500 mm und einer Länge von 1800 mm hergestellt, und in der im Beispiel 2 gezeigten Weise wurden Decken zur Verwendung in Automobilen, wie in der Fig. 1 gezeigt, hergestellt. Die Preßbedingungen waren 115ºC für 2 Minuten.
Die physikalischen Eigenschaften der aus dem zentralen Teil dieser geformten Decke herausgeschnittenen Proben sind in der Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6 Dicke (mm) Gewicht (g/m²) Biegefestigkeit (kg/50 mm Breite)
Die zweite Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Verbundplatte unter Verwendung des oben beschriebenen, harten oder halbharten geschäumten Materials gemäß der ersten Erfindung.
Die zweite Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte durch
Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organisohen Schaummittels und/oder Wasser zur Bildung eines Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial,
worin die Isocyanatkomponente in einer stöchiometrischen Menge des 1,2- bis 5fachen der Polyolkomponente und des 1,05- bis 5fachen der Polyolkomponente und des Wassers in Gegenwart von Wasser vorliegt,
Aufbringen einer Glasfasermatte oder eines nichtgewebten, mit der Isocyanatkomponente imprägnierten Gewebes auf das Zwischenprodukt aus geschäuintem Thermoplastmaterial zur Bildung eines Verbundmaterials,
In-Kontakt-Bringen des Verbundmaterials mit Wasser oder Dampf in einer über der zur Umsetzung mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente im Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial erforderlichen chemischen Äquivalent liegenden Menge,
Erhitzen des mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebrachten Verbundmaterials bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber zur Bildung einer Verbundplatte, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.
Die Isocyanatkomponente, die Polyolkomponente und der organische Schaumbildner, die zur Herstellung eines praktisch geschäumten Thermoplastmaterials verwendbar sind, sind aus den oben beschriebenen Materialien auswählbar, und das bevorzugte Verhältnis dieser Komponenten ist das gleiche, wie es oben beschrieben wurde.
Was das nichtgewebte, in der vorliegenden Erfindung verwendbare Gewebe anbetrifft, kann eine beliebige Art eines nichtgewebten Gewebes, üblicherweise in Schichtform, verwendet werden, ohne Berücksichtigung seines Herstellungsverfahrens, beispielsweise ein Trockenverfahren, ein Naßverfahren oder ein Spannbindungsverfahren.
Was die Art der Faser im nichtgewebten Gewebe angeht, umfaßt sie natürliche Fasern wie Baumwolle, Hanf, Wolle; halbsynthetische Fasern wie Acetatrayon, Viskoserayon; synthetische Fasern wie Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyolefin, Polyvinylalkohol; Mineralfasern wie Asbest; anorganische Fasern wie Stahlfasern, Edelstahlfasern, Kohlenstoffasern, Glasfasern. Unter Berücksichtigung einer Verbundplatte mit leichtem Gewicht und der Arbeitssicherheit sind Mineralfasern wie Asbest und anorganische Fasern wie Stahlfasern, Edelstahlfasern, Kohlenstoffasern und Glasfasern nicht bevorzugt.
Obwohl synthetische Harze häufig zur Herstellung eines ungewebten Gewebes aus diesen Fasern verwendet werden, ist das Vorliegen des Bindemittels oder die Art des Bindemittels in der vorliegenden Erfindung nicht limitiert.
Was das Gewicht pro Oberflächeneinheit (g/m²) des ungewebten Gewebes anbelangt, kann dies unter Berücksichtigung der Anwendung der hergestellten Verbundplatte ausgewählt werden. Natürlich ergibt ein ungewebtes Gewebe mit einem leichteren Gewicht eine Platte mit einem leichteren Gewicht.
Was die Zugfestigkeit des ungewebten Gewebes anbelangt, ist diese grundsätzlich besser, je höher sie ist, sodaß eine höhere Verstärkungswirkung erhalten wird.
Während jedoch in der zweiten Ausführungsform das gehärtete Produkt mit der in das ungewebte Gewebe imprägnierten Isocyanatverbindung durch die Hilfe der Fasern im ungewebten Gewebe einen bemerkenswerten Verstärkungseffekt aufweist, übt die Zugfestigkeit des ungewebten Gewebes selbst keinen entscheidenden Einfluß auf die Festigkeit der hergestellten Verbundplatte aus. Ein ungewebtes Gewebe mit einer zu hohen Zugfestigkeit verursacht leicht ein Problem bei der Formbarkeit, beispielsweise die Entstehung von Falten im Formhärtungsverfahren, insbesondere bei der Tiefziehformung. Im Falle einer flachen Platte ergibt die höhere Festigkeit des nichtgewebten Gewebes nur eine bevorzugte Wirkung. Zusammenfassend sollte die Zugfestigkeit des zu verwendenden ungewebten Gewebes so ausgewählt werden, daß sie der geforderten Form und Qualität der herzustellenden Verbundplatte entspricht.
Im allgemeinen ist es zur Herstellung einer durch Tiefziehen erfindungsgemäß hergestellten Platte empfehlenswert, ein ungewebtes Gewebe mit einer Zugfestigkeit von 0,3-50 kg/3 cm Breite, bevorzugt 0,3-20 kg/3 cm Breite, und einer Dehnungsrate von über 10%, bevorzugt über 15% zu verwenden.
Zur Herstellung einer Flachplatte ist ein ungewebtes Gewebe mit der Zugfestigkeit von über 0,3 kg/3 cm Breite verwendbar und die obere Grenze der bevorzugten Zugfestigkeit ist nicht besonders limitiert. In ähnlicher Weise ist die Dehnungsrate nicht speziell limitiert.
Was die in das ungewebte Gewebe zu imprägnierende Isocyanatkomponente anbetrifft, ist ein allgemein bekanntes aliphatisches oder aromatisches Isocyanat oder eine Kombination hiervon verwendbar, und, falls notwendig, ein Präpolymer mit einem NCO- Endrest, erhalten durch Teilreaktion zwischen Isocyanat und Polyol.
Die in das ungewebte Gewebe zu imprägnierende Isocyanatkomponente kann von der gleichen Art oder einer anderen Art sein, wie die zur Herstellung des geschäumten Kernmaterials verwendete Isocyanatkomponente, d.h. dem praktisch thermoplastischen geschäumten Material.
Um die Imprägnierung der Isocyanatkomponente in das ungewebte Gewebe zu unterstützen, kann das Isocyanat mit etwas Lösungsmittel verdünnt werden, um die Viskosität des Isocyanats zu verringern. Um eine Platte mit einem leichteren Gewicht herzustellen, ist es notwendig, eine geringere Menge der Isocyanatkomponente homogen zu imprägnieren, und die Verwendung des Lösungsmittels wird sehr empfohlen.
Das mit der Isocyanatkomponente imprägnierte, nichtgewebte Gewebe kann in aufgerollter Form gelagert werden; es ist jedoch notwendig, die Rolle mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen Film zu verpacken, um die Dimerisierung des Isocyanats selbst oder die Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit zu verhindern und es bei niedriger Temperatur zu lagern.
Bevorzugterweise ist es empfehlenswert, einen feuchtigkeitsundurchlässigen Film, beispielsweise aus Polyethylen, eng mit dem mit der Isocyanatkomponente imprägnierten, ungewebten Gewebe in Kontakt zu bringen und sie als Rolle aufzuwickeln, die Rolle mit einem anderen feuchtigkeitsundurchlässigen Film, beispielsweise aus Polyethylen, in Gegenwart von Stickstoffgas zu verpacken und die Packung an einem dunklen Ort bei niedriger Temperatur zu lagern.
Es ist jedoch sicherer, eine Langzeitlagerung zu vermeiden und das ungewebte Gewebe nach der Imprägnierung der Isocyanatkomponente sobald wie möglich im nachfolgenden Verfahren zu verwenden.
Das als Kernmaterial verwendete, geformte, praktisch thermoplastische Material ist das gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform bzw. Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele 13-17 näher beschrieben.

Beispiel 13

Ein Block mit einer Dicke von 300 mm, einer Breite von 300 mm und einer Länge von 300 mm wurde durch Vermischen der in der Tabelle 7 angegebenen Rohmaterialien hergestellt. Die Menge der Isocyanatkomponente in bezug auf die Polyolkomponente und das Wasser in der Formulierung in der Tabelle 1 betrug das 2fache der stöchiometrisch äquivalenten Menge.
Durch Zerschneiden des so hergestellten Blocks 10 Minuten nach der Produktion wurde ein Brett mit einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 250 mm und einer Länge von 250 mm und einer spezifischen Dichte von 0,031 erhalten; das Brett war bei Raumtemperatur ein hartes und etwas brüchiges geschäumtes Material, jedoch thermoplastisch mit einer Erweichungstemperatur von 100ºC. Das Thermoplastbrett wurde auf beiden Seiten mit Wasser besprüht und gelagert.
Es wurde eine Lösung aus Roh-MDI (Sumitomo Bayer Urethane Co.; SUMIDUR 44v.20), verdünnt mit Methylenchlorid in einem Volumenverhältnis von 4:1, hergestellt. Als nichtgewebtes Gewebe wurde UNITIKA -Spanbond 90503WSO (UNITIKA Co.; Polyesterfaser, Nichtbinder-Typ, Gewicht pro Flächeneinheit 50 g/m², Längszugfestigkeit 9,0 kg/³ cm Breite, Querzugfestigkeit 3,0 kg/³ cm Breite, Längsdehnung 30%, Querdehnung 20%) in der Roh-MDI- Lösung imprägniert und ausgepreßt, um das Gewicht pro Flächeneinheit auf 100 g/m² zu bringen. Tabelle 7 Rohmaterialien Verwendete Menge (Gramm) Roh-MDI: SUMIDUR 44v.20 *1 Polyol: GR-30 (OH-Wert = 400) *2 Polyol: FA-703 (OH-Wert = 33) *3 Wasser Amin-Katalysator: DABC033LV *4 Zinn-Katalysator: NEOSTAN U-100 *5 Oberflächenaktives Mittel: L-5740 *6 Organischer Schaumbildner: F-11 *7 *1: Sumitomo Bayer Urethane Co. (Roh-Methylendiisocyanat) *2: Takeda Pharmaceutical Co. *3: Sanyo Kasei Co. *4: Sankyo Air Products Co.; 33% DPG-Lösung aus Triethylendiamin *5: Nitto Kasei Co.; Dibutylzinndilaurat *6: Nippon Unicar Co.; Dimethylpolysiloxan + PO + EO *7: Asahi Glass Co.; Monochlortrifluormethan
Zwei Schichten aus imprägniertem ungewebten Gewebe wurden auf beide Seiten des Thermoplastbrettes laminiert, auf beiden Seiten mit Wasser besprüht, dann in einer flachen Form mit einer Dicke von 9 mm 2 Minuten lang preßgeformt; auf diese Weise wurde eine harte Verbundplatte, kurz Platte genannt, erhalten.
Das gleiche laminierte Material wurde 2 Minuten lang durch Tiefziehen in einer Form (1), wie in der Fig. 1 gezeigt, preßgeformt, wobei eine auf 110ºC erhitzte Metallform verwendet wurde. Das geformte Produkt war eine Tiefziehplatte ohne Falten. Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten ungewebten Gewebes und der erhaltenen Platte sind in der Tabelle 8 angegeben. Tabelle 8 Beispiel Ungewebtes Gewebe Material Gewicht (g/m²) Zugfestigkeit in Längsrichtung (kg/3 cm Breite) Verbundplatte Biegefestigkeit bei º (kg/50 mm Breite) Formbarkeit SCHLECHT*3 *1: Polyester *2: Polyamid *3: mit Falten

Beispiele 14-17

Unter Verwendung ungewebter Gewebe, die aus unterschiedlichen Faserarten und unterschiedlichem Gewicht pro Flächeneinheit wie oben beschrieben hergestellt wurden, und unter Verwendung des gleichen geschäumten Thermoplastmaterials und der gleichen Imprägnierlösung wurden in der gleichen wie im Beispiel 13 beschriebenen Weise eine flache Platte und eine Tiefziehplatte hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten ungewebten Gewebes und der erhaltenen Platten sind in der Tabelle 8 angegeben.

Beispiel 14

Als ungewebtes Gewebe wurde UNITIKA -Spanbond 90153WSO (UNITIKA Co.; Polyesterfaser, Gewicht pro Flächeneinheit 15 g/m², Längszugfestigkeit 1,5 kg/3 cm Breite, Querzugfestigkeit 0,5 kg/3 cm Breite, Längsdehnung 20%, Querdehnung 15%) verwendet, und in der Roh-MDI-Lösung, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurde, imprägniert und ausgepreßt um ein Gewicht pro Flächeneinheit von 65 g/m² zu erhalten.

Beispiel 15

Als ungewebtes Gewebe wurde UNITIKA -Spanbond 71000WSO (UNITIKA Co.; Polyesterfaser, Gewicht pro Flächeneinheit 100 g/m², Längszugfestigkeit 20 kg/3 cm Breite, Querzugfestigkeit 7 kg/3 cm Breite, Längsdehnung 30%, Querdehnung 21%) verwendet, und in der Roh-MDI-Lösung, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurde, imprägniert und ausgepreßt um ein Gewicht pro Flächeneinheit von 150 g/m² zu erhalten.

Beispiel 16

Als ungewebtes Gewebe wurde UNITIKA -Spanbond R0505WTO (UNITIKA Co.; Polyesterfaser, Gewicht pro Flächeneinheit 50 g/m², Längszugfestigkeit 14 kg/3 cm Breite, Querzugfestigkeit 4 kg/3 cm Breite, Längsdehnung 30%, Querdehnung 30%) verwendet, und in der Roh-MDI-Lösung, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurde, imprägniert und ausgepreßt, um ein Gewicht pro Flächeneinheit von 100 g/m² zu erhalten.

Beispiel 17

Als ungewebtes Gewebe wurde Asahi Kasei -Spanbond E-1050 (Asahi Kasei Co.; Polyesterfaser, Gewicht pro Flächeneinheit 50 g/m², Längszugfestigkeit 11 kg/3 cm Breite, Querzugfestigkeit 6 kg/3 cm Breite, Längsdehnung 30%, Querdehnung 35%) verwendet, und in der Roh-MDI-Lösung, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurde, imprägniert und ausgepreßt, um ein Gewicht pro Flächeneinheit von 100 g/m² zu erhalten.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Polyurethan-Weichschaumschicht mit einer Dichte von 0,015 g/cm³ und einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 300 mm und einer Länge von 300 mm wurde mit der gleichen Imprägnierlösung imprägniert und ausgepreßt um ein Gewicht pro Oberflächeneinheit von 500 g/m² zu erhalten. Dieser Schaumblock wurde als Kernmaterial verwendet und zwischen zwei Schichten aus ungewebtem Gewebe, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurden, imprägniert mit einer Roh-MDI-Lösung, sandwichartig eingeschlossen.
Die Sandwichschicht wurde auf beiden Seiten mit Wasser besprüht, dann bei 110ºC 3 Minuten lang in einer flachen Platte mit einem Abstand von 10 mm preßgeformt, um eine flache Verbundplatte zu erhalten.
Die gleiche Sandwichschicht wurde 2 Minuten lang durch Tiefziehen in einer Form (1), wie in der Fig. 1 gezeigt, preßgeformt, in gleicher Weise wie im Beispiel 1, und man erhielt eine Tiefziehplatte mit vielen Falten auf der Oberfläche. Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten ungewebten Gewebes und der erhaltenen Verbundplatte sind in der Tabelle 9 angegeben. Tabelle 9 Vergleichsbeispiel Ungewebtes Gewebe Material Gewicht (g/m²) Zugfestigkeit in Längsrichtung (kg/3 cm Breite) Verbundplatte Biegefestigkeit bei º (kg/50 mm Breite) Formbarkeit SCHLECHT *1: Polyester *2: Glasfasermatte *3: mit Falten
Die Fig. 3 zeigt den normalen Einfallsschall-Absorptionskoeffizienten der im Beispiel 13 und im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Verbundplatten, wobei die Abszisse die Schallfrequenz (Hz) und die Ordinate den normalen Einfallsschall-Absorptionskoeffizienten (%) zeigen. Die Fig. 3 zeigt, daß der Schall-Absorptionskoeffizient der Probe des Beispiels 13 höher ist als der der Probe des Vergleichsbeispiels 1.

Vergleichsbeispiel 2

Eine harte Schaumschicht aus Polyurethanthermoplast mit einer Dichte von 0,031 g/cm³ und einer Dicke von 10 mm wurde auf beiden Seiten mit Wasser besprüht. Eine Glasfasermatte mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 100 g/m² wurde mit einer Lösung aus Roh-MDI, wie sie im Beispiel 13 verwendet wurde, imprägniert. In gleicher Weise wie im Beispiel 13 wurde eine mit Glasfaser verstärkte, sandwichartige Platte hergestellt. Gleichzeitig wurde die Formbarkeit beim Tiefziehformen geprüft. Die physikalischen Eigenschaften des verwendeten ungewebten Gewebes und der erhaltenen Platte sind in der Tabelle 9 angegeben.
Aus den Tabellen 8 und 9 ist zu entnehmen, daß die Verbundplatten der erfindungsgemäßen Beispiele leichter sind als die Verbundplatten der Vergleichsbeispiele und daß die Festigkeitsabnahme bei höherer Temperatur geringer ist. Die Fig. 3 zeigt, daß der Geräuschabsorptionskoeffizient des erfindungsgemäßen Beispiels ausgezeichnet ist.
Die dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine mehrschichtige Verbundplatte unter Verwendung des oben beschriebenen, harten oder halbharten geschäumten Materials gemäß der ersten Erfindung, das insbesondere zur kontinuierlichen Produktion der Verbundplatte geeignet ist.
Diese dritte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte,
worin auf einem feuchtigkeitsundurchlässigen Film eine Mischung aus Rohmaterialien, enthaltend eine Isocyanatkomponente, eine Polyolkomponente und einen organischen Schaumbildner und/oder Wasser, zur Bildung eines Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial bereitgestellt wird, wobei die Isocyanatkomponente in einer stöchiometrischen Menge des 1,2- bis 5fachen der Polyolkomponente und des 1,05- bis 5fachen der Polyolkomponente und des Wassers vorliegt, falls Wasser anwesend ist,
Aufbringen eines ungewebten, mit einer Isocyanatkomponente imprägnierten Gewebes oben auf das Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial und Zusammendrücken dieses Aufbaus zur Herstellung eines Verbundmaterials,
In-Kontakt-Bringen des Verbundmaterials mit Wasser oder Dampf in einer Menge, die über dem zur Umsetzung mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente im Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial erforderlichen chemischen Äquivalent liegt, Erhitzen des mit dem Wasser oder dem Dampf in Kontakt gebrachten Verbundmaterials bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber, Bildung einer Verbundplatte, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.
Dieses Verfahren wird nachstehend unter Verwendung der Fig. 5 und 6 näher erläutert.
Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die ersten und zweiten Schritte des kontinuierlichen Herstellungsverfahrens für eine Verbundplatte. Auf ein auf eine geeignete Temperatur erhitztes Förderband (5) wird ein feuchtigkeitsundurchlässiger Film (6) aufgesprüht. Auf den feuchtigkeitsundurchlässigen Film (6) wird eine Mischung aus Rohmaterialien in Form eines dicken Breis (7) mit einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden Zusammensetzung aufgebracht, mit einem Streichmesser auf eine vorbestimmte Höhe ausgestrichen und in ein im wesentlichen geschäumtes Thermoplastmaterial (9) umgewandelt. Nach Abschluß der Schäumungsreaktion wird auf das geschäumte Material ein ungewebtes Gewebe (10) laminiert und durch eine Presse (11) kontinuierlich zusammengedrückt, um ein im wesentlichen integriertes Thermoplastmaterial mit einer in der Fig. 7 gezeigten Querschnittsstruktur zu ergeben, bei der der feuchtigkeitsundurchlässige Film (6) das geschäumte Material (9) und das ungewebte Gewebe (10) in dieser Reihenfolge aufeinanderliegen.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für die ersten und zweiten Schritte im Herstellungsverfahren für eine Verbundplatte.
Auf ein auf eine geeignete Temperatur erhitztes Förderband (5) wird ein feuchtigkeitsundurchlässiger Film (6) ausgestrichen, und dann wird ein ungewebtes Glasfasergewebe (12) hierauf aufgebracht. Auf das ungewebte Glasfasergewebe wird eine Mischung aus Rohmaterialien in Form eines dicken Breis (7) mit einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden Zusammensetzung aufgebracht, mit einem Streichmesser (8) auf eine vorbestimmte Höhe ausgestrichen und zu einem geschäumten Material (9) ungewandelt. Nach Abschluß der Schäumungsreaktion wird ein ungewebtes Gewebe (10) auf das geschäumte Material laminiert und durch eine Presse (11) kontinuierlich gepreßt.
In Abhängigkeit von der Art des verwendeten ungewebten Glasfasergewebes wird ein im wesentlichen integriertes Thermoplastmaterial mit einer in der Fig. 8 gezeigten Schnittstruktur bereitgestellt, in der der feuchtigkeitsundurchlässige Film (6), das geschäumte Material (9) und das ungewebte Gewebe (10) in dieser Reihenfolge aufeinander aufgebracht werden und disaggregierte Glasfasern (12') gleichmäßig im geschäumten Material verteilt sind, oder ein im wesentlichen integriertes Thermoplastmaterial mit einer in der Fig. 9 gezeigten Schnittstruktur wird bereitgestellt, in der der feuchtigkeitsundurchlässige Film (6), das geschäumte Material (9) und das ungewebte Gewebe (10) in dieser Reihenfolge aufeinandergelegt sind und ein ungewebtes Glasfasergewebe (12) im mittleren Teil des geschäumten Materials angeordnet ist.
In einem dritten Schritt wird das integrierte Thermoplastmaterial mit einer in der Fig. 7, 8 oder 9 gezeigten Schnittstruktur durch In-Kontakt-Bringen mit Wasser oder Dampf zur Umsetzung der darin verbliebenen Isocyanatkomponente mit Wasser während einer Erhitzung formgehärtet, und es entsteht eine Verbundplatte. Falls gewünscht, können hierauf ein oder mehrere Deckmaterialien aufgebracht werden.
Die Zusammensetzung der Mischung der Rohmaterialien sollte so sein, daß sie im wesentlichen einen Thermoplast-Polyurethanschaum oder -Polyurethanpolyharnstoffschaum mit offenen Zellen ergibt. Im Hinblick auf die Bereitstellung einer praktischen Arbeitsablaufstrecke sollte die Zusammensetzung der Mischung der Rohmaterialien so sein, daß sie ein Reaktionsprofil ergibt, bei der der Zeitraum vom Vermischen und Verrühren der Rohmaterialien bis zur Entstehung des dicken Breis kürzer ist.
Die Isocyanatkomponente, die Polyolkomponente und das organische Schaummittel können aus den oben genannten Materialien ausgewählt werden, und das bevorzugte Verhältnis dieser Komponenten ist das gleiche, wie es oben beschrieben wurde.
Der Grund, weshalb zunächst ein feuchtigkeitsundurchlässiger Film auf das Band und dann eine Mischung von Rohmaterialien auf den Film aufgebracht wird, liegt darin, daß eine Kontamination des Förderbandes mit der Rohmaterialmischung vermieden werden soll.
Als erfindungsgemäß verwendbarer, feuchtigkeitsundurchlässiger Film können Polyolefinfilme wie ein Polyethylenfilm oder ein Polypropylenfilm verwendet werden, die nach dem Aushärten des Polyurethanschaums leicht abziehbar sind.
Um ein Deckmaterial zu laminieren und anzubringen, ist es jedoch empfehlenswert, einen Heißschmelzfilm (beispielsweise einen Heißschmelzfilm vom Polyolefintyp, beispielsweise einen Heißschmelzfilm vom Ethylenvinylacetat- oder Polyamidtyp) als feuchtigkeitsundurchlässigen Film zu verwenden. Der Heißschmelzfilm weist mehrere Eigenschaften auf, er kann nämlich die Verschmutzung des Förderbandes durch die hierauf zur Herstellung des geschäumten Thermoplastmaterials aufgebrachten Rohmaterialmischung verhindern, er kann das Eindringen von Umgebungsfeuchtigkeit verhindern, was zu einer vollständigen Abnahme der Thermoplastizität des geschäumten Materials bei Lagerung führen kann, und er kann als Klebemittel für die Laminierung des Deckmaterials beim Fertigstellungsverfahren dienen.
Wenn als feuchtigkeitsundurchlässiger Film ein Heißschmelzfilm verwendet wird, ist es unnötig, ihn beim Heißpressen mit Wasser oder Dampf wegzuziehen. Da der Heißschmelzfilm beim Erhitzen unmittelbar wegschmilzt, können das Wasser oder der Dampf in das geschäumte Thermoplastmaterial frei eindringen, und die Reaktion der verbliebenen Isocyanatkomponente mit dem Wasser läuft gleichmäßig ab.
Das ungewebte Glasfasergewebe verleiht dem Endproukt sowohl eine Steifigkeit als auch eine Dimensionsstabilität.
Um der Verbundplatte eine höhere Steifigkeit zu verleihen, ist es im allgemeinen wirksamer, das nichtgewebte Glasfasergewebe auf beide Seiten des geformten Kernmaterial sandwichartig aufzubringen. Wenn jedoch eine durch Tiefziehen geformte Platte mit komplizierter Form hergestellt werden soll, entstehen bei einem solchen sandwichartigen integrierten Material bei der Tiefziehformung leicht Falten mit schlechter Anpaßbarkeit an die Form und einem verschlechterten Aussehen, auch wenn das geschäumte Kernmaterial ein Thermoplast ist.
Die Erfinder untersuchten die Art der Glasfaserverstärkung und fanden heraus, daß dann eine bessere Verarbeitbarkeit des glasfaserverstärkten geschäumten Materials erreichbar ist, wenn die Glasfasern gleichmäßig im geschäumten Material verteilt werden oder im mittleren Teil des geschäumten Materials ein ungewebtes Glasfasergewebe vorhanden ist.
Um die Glasfasern gleichmäßig im geschäumten Material zu verteilen oder eine ungewebte Glasfaser in den mittleren Teil des geschäumten Materials einzubringen, wird auf einen feuchtigkeitsundurchlässigen Film ein ungewebtes Glasfasergewebe gelegt und hierauf in Form eines Breis eine Mischung der Rohmaterialien aufgebracht. Falls ein bei Kontakt mit dem dicken Brei der gemischten Rohmaterialien disaggregierendes ungewebtes Glasfasergewebe verwendet wird, werden einzelne Glasfasern im geschäumten Material verteilt, und falls ein bei Kontakt mit dem dicken Brei aus den gemischten Rohmaterialien nicht disaggregierendes, ungewebtes Glasfasergewebe verwendet wird, werden die Menge an dickem Brei, die durch die Textur des ungewebten Glasfasergewebes tritt, und die Menge an dickem Brei, die auf dem ungewebten Glasfasergewebe verbleibt, in etwa gleichmäßig sein, und das ungewebte Glasfasergewebe wird in den mittleren Teil des geschäumten Materials geführt. Ob das ungewebte Glasfasergewebe bei Kontakt mit dem dicken Brei aus gemischten Rohmaterialien disaggregieren wird oder nicht, wird hauptsächlich dadurch bestimmt, ob zur Herstellung des ungewebten Glasfasergewebes ein Bindemittel verwendet wird oder nicht.
Als ungewebtes Glasfasergewebe können sowohl eine Matte aus gehackten Glasseidensträngen als auch eine Matte aus Glasfaserfilamenten in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Um jedoch eine Verbundplatte mit einem leichten Gewicht und hoher Steifigkeit herzustellen, die zur Herstellung einer geformten Decke oder einer Türplatte für Kraftfahrzeuge geeignet ist, wird eine Glasfaserfilamentmatte bevorzugt, die bei einem geringeren Gewicht pro Flächeneinheit eine höhere Verstärkungswirkung zeigt. Im allgemeinen wird eine Glasfaserfilamentmatte mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 20-100 g/m², bevorzugt von 30-80 g/m², empfohlen.
Die Geschwindigkeit der Förderanlage wird unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Zufuhr des dicken Breis, der Breite des herzustellenden geschäumten Thermoplastmaterials, der Schaumdichte und des Kompressionsverhältnisses des geschäumten Materials beim Pressen ausgewählt. Im allgemeinen ist eine solche Förderbandgeschwindigkeit empfehlenswert, sodaß eine Schaumhöhe des 1,5- bis 10fachen, bevorzugt des 2,0-4,0fachen der Dicke des gepreßten Materials erreicht wird. Falls die Schaumhöhe geringer ist als das 1,5fache der Dicke des gepreßten Materials, wird die Oberfläche des gepreßten Materials uneben, was zu einem verschlechterten Aussehen führt. Falls im Gegensatz dazu die Schaumhöhe über dem 10fachen der Dicke des gepreßten Materials liegt, wird die Dichte des gepreßten Materials höher und eine erfindungsgemäß herzustellende Verbundplatte mit einem leichten Gewicht kann nicht hergestellt werden.
Bevorzugt wird die Fördereinrichtung bei einer geeigneten Temperatur gehalten, nämlich bei 25-50ºC unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Rohmaterialien. Falls die Temperatur zu niedrig ist, wird nicht nur die Dichte des unteren Teils des geschäumten Materials höher, sondern auch der Verteilungsbereich der Dichte des geschäumten Materials in vertikaler Richtung wird breiter, und ein homogenes Produkt ist nicht mehr herstellbar. Falls im Gegensatz dazu die Temperatur der Fördereinrichtung zu hoch ist, wird das Gleichgewicht der Schäumungsreaktion und der Vernetzungsreaktion in der Mischung der Rohmaterialien gestört, und dies bewirkt daß die Zellen im geschäumten Material leicht unregelmäßig und ungeordnet werden.
Die Einzelheiten der dritten Ausführungsform der Erfindung werden in den nachfolgenden Beispielen erläutert.

Beispiel 18

Als feuchtigkeitsundurchlässiger Film wurde ein Heißschmelzfilm (DAICEL Chemical Co. M310; Polyamidtyp, 27 g/m²) verwendet und auf eine Fördereinrichtung (erhitzt auf 40ºC) in gleicher wie in der in Fig. 4 gezeigten Weise aufgebracht. Ein durch Vermischen von Rohmaterialien mit der in der Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung mit einer Dreikomponenten-Schäumungsmaschine hergestellter dicker Brei wurde unter Verschiebung in Längsrichtung kontinuierlich auf den Heißschmelzfilm aufgebracht und mit einem Streichmesser auf eine Dicke von 1,0 mm gebracht. Der dicke Brei begann zu schäumen und wurde zu einem geschäumten Brett mit einer Dicke von 25-30 mm. Nach Abschluß der Schäumungsreaktion wurde auf das geschäumte Brett ein ungewebtes Gewebe (UNITIKA Co. 90303WSO; Polyesterfaser, 30 g/m²) laminiert, einer Doppelfördereinrichtung (erhitzt auf 50ºC), ausgerüstet mit einem 10 mm Abstandhalter, zugeführt und kontinuierlich gepreßt. Das so hergestellte Plattenmaterial mit einer Dicke von 10 mm wurde auf Raumtemperatur (25ºC) abgekühlt, und es wurde zu einem harten Plattenmaterial, das leicht zu schneiden war. Dieses Plattenmaterial hatte die in der Fig. 5 gezeigte Schnittstruktur, bei der das geschäumte Brett auf der einen Seite mit dem Heißschmelzfilm und auf der anderen Seite mit dem ungewebten Gewebe bedeckt war, wobei das Gewicht des Materials pro Flächeneinheit 890 g/m² betrug.
Wenn auf beide Seiten des Plattenmaterials Wasser gesprüht wurde und auf die Oberfläche des Heißschmelzfilms ein Deckmaterial mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 300 g/m² laminiert wurde und bei 110ºC 2 Minuten lang in einer Tiefziehform mit einer in der Fig. 1 gezeigten Form preßgeformt wurde, wurde eine auf Dauer gehärtete harte Platte erhalten, in der der Kernschaum und die Deckmaterialien in einem Monoblock geformt waren.
Wenn weiterhin Wasser auf beide Seiten des Plattenmaterials gesprüht und auf die Oberfläche des Heißschmelzfilms ein ungewebtes Gewebe (UNITIKA Co. 90303WSO; Polyesterfaser, Gewicht pro Oberflächeneinheit 30 g/m²) auf laminiert wurde und bei 110ºC 2 Minuten lang in einer Flachform mit einem Abstandhalter von 9 mm Dicke preßgeformt wurde, wurde eine stabil eingestellte harte Flachplatte erhalten. Die Biegefestigkeit eines Teststücks der Flachplatte wurde durch das in der Fig. 3 gezeigte Verfahren bestimmt. Die gemessenen Werte und weitere Eigenschaften sind in der Tabelle 11 angegeben. Die Tabelle 11 zeigt, daß es sich bei der Platte um eine Platte von leichtem Gewicht mit ausgezeichneter Thermostabilität und Dimensionsstabilität handelte. Tabelle 10 Verwendete Menge (Gramm) Beispiel Vergleichsbeispiel Rohmaterial Polyol Wasser Katalysator Tensid Schäumungsmittel Roh-MDI (NCO-Index) *11: Takeda Pharmaceutical Co.; Gr-30 (OH-Wert = 400) *12: Sanyo Kasei Co.; FA-703 (OH-Wert = 33) *13: Asahi Glass Co.; EL-910 (OH-Wert = 28) *14: Sankyo Air Products Co.; DABCO33LV (33% DPG-Lösung aus Triethylendiamin) *15: Nitto Kasei Co.; NEOSTAN U-100 (Dibutylzinndilaurat) *16: Nippon Unicar Co.; L-5740 (Dimethylpolysiloxan + PO + EO) *17: Asahi Glass Co.; F-11 (Monochlortrifluormethan) *18: Sumitomo Bayer Urethane Co.; SUMIDUR 44v.20 (polymeres MDI) Tabelle 11 Beispiel Gewicht (g/m²) Biegefestigkeit beiº (kg/5 cm Breite) Anfangsbiegegradient bei º (kg/5 cm Breite mm) Dehnung (%) für 24 Std. in Wasser

Beispiel 19

Als feuchtigkeitsundurchlässiger Film wurde ein Heißschmelzfilm (DAICEL Chemical Co. M310; Polyamidtyp, 27 g/m²) verwendet und auf eine Fördereinrichtung (erhitzt auf 40ºC) gebracht, und hierauf wurde ein ungewebtes Glasfasergewebe (Nitto Boseki Co. Filamentmatte MF-60P; 60 g/m²) in gleicher wie in der Fig. 6 gezeigten Weise aufgebracht. Ein durch Vermischen der Rohmaterialien mit der in der Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung mit einer Dreikomponenten-Schäumungsmaschine hergestellter dicker Brei wurde unter Bewegung in Längsrichtung auf das ungewebte Glasfasergewebe kontinuierlich aufgebracht und durch ein Streichmesser auf eine Dicke von 1,0 mm eingestellt. Der dicke Brei begann zu schäumen und wurde zu einem geschäumten Brett. Nach Abschluß der Schäumungsreaktion wurde auf das geschäumte Brett ein ungewebtes Gewebe (UNITIKA Co. 90303WSO; Polyesterfaser, 30 g/m²) auflaminiert, auf eine Doppelfördereinrichtung (erhitzt auf 50ºC), ausgestattet mit einem Abstandhalter von 10 mm, aufgebracht und kontinuierlich gepreßt. Das so hergestellte Plattenmaterial mit einer Dicke von 10 mm wurde auf Raumtemperatur (25ºC) abgekühlt und wurde zu einem Festplattenmaterial, das leicht schneidbar war. Dieses Plattenmaterial wies eine in der Fig. 7 gezeigte Schnittstruktur auf, in der die geschäumte Platte mit dem Heißschmelzfilm auf der einen Seite und auf der anderen Seite mit dem ungewebten Gewebe bedeckt war, und die Glasfasern waren im geschäumten Material verteilt, und das Material wies ein Gewicht pro Oberflächeneinheit von 920 g/m² auf.
Wenn auf beide Seiten des Plattenmaterials Wasser gesprüht wurde und ein Deckmaterial mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 300 g/m² auf die Oberfläche des Heißschmelzfilms auflaminiert wurde und bei 110ºC 2 Minuten lang in einer Tief ziehform mit einer in der Fig. 1 gezeigten Form preßgeformt wurde, wurde eine auf Dauer gehärtete harte Platte erhalten, bei der der Kernschaum und die Deckmaterialien in einem Monoblock geformt waren.
Wenn weiterhin auf beide Seiten des Plattenmaterials Wasser aufgesprüht und auf die Oberfläche des Heißschmelzfilms ein ungewebtes Gewebe (UNITIKA Co. 90303WSO; Polyesterfaser, Gewicht pro Flächeneinheit 30 g/m²) auflaminiert und bei 110ºC 2 Minuten lang in einer Flachform mit einem Abstandhalter von 9 mm preßgeformt wurde, wurde eine auf Dauer gehärtete harte Flachplatte erhalten. Die Biegefestigkeit eines Teststücks der Flachplatte wurde durch das in der Fig. 3 gezeigte Verfahren bestimmt. Die gemessenen Werte und andere Eigenschaften sind in der Tabelle 11 angegeben. Die Tabelle 11 zeigt daß die Platte ein leichtes Gewicht und eine ausgezeichnete Thermostabilität und Dimensionsstabilität aufwies.

Beispiel 20

Auf ein wie im Beispiel 19 zusammengesetztes ungewebtes Glasfasergewebe wurde ein durch Vermischen der Rohmaterialien mit einer in der Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung mit einer Dreikomponenten-Schäumungsmaschine hergestellter dicker Brei in Längsrichtung kontinuierlich aufgebracht und mit einem Streichmesser auf eine Dicke von 0,7 mm eingestellt. Der dicke Brei begann zu schäumen und wurde zu einem geschäumten Brett mit einer Höhe von 25-30 mm. Nach Abschluß der Schäumungsreaktion wurde auf das geschäumte Brett ein ungewebtes Gewebe auflaminiert, einer Doppelfördereinrichtung mit einem Abstandhalter von 10 mm zugeführt und kontinuierlich in gleicher wie im Beispiel 19 gezeigter Weise gepreßt. Die Formbarkeit des Plattenmaterials beim Tiefziehformen war ausgezeichnet. Die Biegefestigkeit der in gleicher Weise wie im Beispiel 18 hergestellten Flachplatte wurde bestimmt, und die gemessenen Werte und andere Eigenschaften sind in der Tabelle 11 angegeben. Diese Tabelle zeigt, daß die Platte eine harte Platte von leichtem Gewicht mit ausgezeichneter Thermostabilität und Dimensionsstabilität war.

Beispiel 21

Als feuchtigkeitsbeständiger Film wurde ein Heißschmelzfilm (DAICEL Chemical Co. M310; Polyamidtyp, 27 g/m²) verwendet und auf eine Förderereinrichtung (erhitzt auf 40ºC) aufgebracht, und hierauf wurde ein ungewebtes Glasfasergewebe (Nitto Boseki Co., gehackte Glasseidenstränge, Stranglänge 50 mm, 100 g/m²) aufgebracht. Es wurde ein dicker Brei mit der gleichen wie im Beispiel 20 gezeigten Zusammensetzung verwendet, und es wurde ein Plattenmaterial in gleicher Weise wie im Beispiel 20 gezeigt hergestellt. Das erhaltene Plattenmaterial wies eine wie in der Fig. 8 gezeigte Schnittstruktur auf, wobei im mittleren Teil des geschäumten Materials ein unverändertes ungewebtes Glasfasergewebe war. Die Formbarkeit des Plattenmaterials beim Tiefziehformen war ausgezeichnet. Die Biegefestigkeit der hergestellten Flachplatte wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 18 bestimmt, und die gemessenen Werte und weitere Eigenschaften sind in der Tabelle 11 angegeben. Dies zeigt, daß die Platte eine harte Platte von leichtem Gewicht mit ausgezeichneter Thermostabilität und Dimensionsstabilität war.

Beispiel 22

Es wurde ein dicker Brei mit einer in der Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung verwendet, und in gleicher Weise wie im Beispiel 20 wurde ein Plattenmaterial hergestellt. Das erhaltene Plattenmaterial wies eine Schnittstruktur wie in der Fig. 8 auf, wobei Glasfasern gleichmäßig im geschäumten Material verteilt vorlagen, mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 645 g/m². Die Formbarkeit des Plattenmaterials beim Tiefziehformen war ausgezeichnet. Die Biegefestigkeit der in gleicher Weise wie in Beispiel 18 beschrieben hergestellten Flachplatte wurde bestimmt, und die gemessenen Werte und weitere Eigenschaften sind in der Tabelle 11 angegeben. Dies zeigt, daß die Platte eine harte Platte von leichtem Gewicht mit ausgezeichneter Thermostabilität und Dimensionsstabilität war.

Beispiel 23

Als feuchtigkeitsundurchlässiger Film wurde ein Polyethylenfilm mit einer Dicke von 35 um verwendet und auf eine Fördereinrichtung aufgebracht, und hierauf wurde ein entsprechend Beispiel 19 verwendetes ungewebtes Glasfasergewebe aufgebracht. Es wurde ein dicker Brei mit der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 20 verwendet, und es wurde in in gleicher Weise wie im Beispiel 20 beschrieben ein hartes Plattenmaterial mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 660 g/m² erhalten. Der Polyethylenfilm wurde abgenommen, und Isocyanat wurde, wie in der Tabelle 10 gezeigt, als Klebemittel verwendet. Nach Aufsprühen von Wasser auf das Plattenmaterial wurde ein Deckmaterial mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 300 g/m² auflaminiert und in gleicher Weise wie im Beispiel 18 beschrieben preßgeformt, und es wurde eine auf Dauer gehärtete harte Platte erhalten, bei der der Kernschaum und die Deckmaterialien in einem Monoblock geformt waren.

Vergleichsbeispiel 3

Es wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 19 beschrieben unter Verwendung von Rohmaterialien mit einer in der Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung ein Plattenmaterial hergestellt. Das Plattenmaterial wies eine Schnittstruktur wie in der Fig. 8 auf, wobei Glasfasern im geschäumten Material mit einem Gewicht pro Flächeneinheit von 920 g/m² verteilt waren. Wenn jedoch das Plattenmaterial mit einer in der Fig. 1 gezeigten Tiefziehform preßgeformt wurde, wurde es an der Kante des tiefen Teils zerstört.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines harten oder halbharten geschäumten Materials, umfassend

das Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organischen Schaummittels und/oder Wasser, um ein Zwischenprodukt aus einem geschäumten Thermoplastmaterial zu bilden,

worin die Isocyanatkomponente in der 1,2- bis 5-fachen stöchiometrischen Menge der Polyolkomponente und der 1,05- bis 5-fachen Menge der Polyolkomponente und des Wassers in Gegenwart von Wasser vorliegt,

In-Kontakt-Bringen des Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial mit Wasser oder Dampf in einer über dem zur Umsetzung der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente erforderlichen chemischen Äquivalent liegenden Menge ,

Erhitzen des mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebrachten Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial in einer Form bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber zur Bildung eines harten oder halbharten geschäumten Materials, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.

2. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte durch Umsetzen einer Isocyanatkomponente mit einer Polyolkomponente in Gegenwart eines organischen Schaummittels und/oder Wasser zur Bildung eines Zwischenprodukts aus geschäumtem Thermoplastmaterial,

Aufbringen einer Glasfasermatte oder eines nicht gewebten, mit der Isocyanatkomponente imprägnierten Gewebes auf das Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial zur Bildung eines Verbundmaterials,

In-Kontakt-Bringen des Verbundmaterials mit Wasser oder Dampf in einer über dem zur Umsetzung mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente im Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial erforderlichen chemischen Äquivalent liegenden Menge ,

Erhitzen des mit Wasser oder Dampf in Kontakt gebrachten Verbundmaterials bei einer Temperatur von 100ºC oder darüber zur Bildung einer Verbundplatte, worin das Wasser oder der Dampf mit der verbliebenen, nicht umgesetzten Isocyanatkomponente reagiert.

3. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte nach Anspruch 2, worin

auf einem feuchtigkeitsundurchlässigen Film eine Mischung aus eine Isocyanatkomponente, eine Polyolkomponente und ein organisches Schaummittel und/oder Wasser enthaltenden Ausgangsmaterialien zur Bildung eines Zwischenprodukts aus einem geschäumten Thermoplastmaterial bereitgestellt wird, und worin

ein mit einer Isocyanatkomponente imprägniertes, nicht gewebtes Gewebe zur Bildung eines Verbundmaterials auf das Zwischenprodukt aus geschäumtem Thermoplastmaterial aufgebracht und komprimiert wird.

4. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte nach Anspruch 3, worin der feuchtigkeitsundurchlässige Film ein Heißschmelzfilm ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das organische Schaummittel Fluorchlorkohlenstoff oder Methylenchlorid ist.