JP2001506934A - 高度充填された粗大粒子充填材を含む反応性プラスチック成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 粗大粒子の充填材で高度充填された反応性プラスチック成形体の製造方法につき開示し、ここで粗大粒子の充填材は金型中への充填前に高められた温度まで加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】 高度充填された粗大粒子充填材を含む反応性プラスチック成形体の製造方法 本発明は、内部にたとえば砂利、砕石材、スラグ、微粉化石屑、フォームコン クリート、プラスチック廃棄物など粗大粒子の充填材が埋封された反応性プラス チック（特にポリウレタン）のマトリックスから成形体を製造する方法に関する ものである。 石材片を混合装置内で減圧下に有機結合剤と混合し、次いで圧縮後にこれらを 減圧金型内にてブロックまで振動によりプレスすることにより合成石材ブロック を製造することが既に提案されている（ＤＥ−Ａ ３５ ２２ ９１０号）。こ の種の方法の範囲においては、反応性プラスチック（特に、高い反応速度を有す るもの）を結合剤として使用しえない。何故なら、石材片との混合に際し既に反 応が生ずるからである。 ＷＯ ９１／１８７２５号によれば、充填材を先ず最初に金型中へ充填し、反 応性混合物を密閉金型中へホースにより導入し、ホースを金型から抜き取りその 際金型内に残留するキャビテーが充填されることを提案している。ＵＳ−Ａ ５ ３２８ ６４８号によれば、この方法に従いコンクリート包封鋼材パイプのた めの結合要素が作成される。その際、鋼材パイプは包封されてない端部を有し、 これら端部を互いに溶接する。次いで溶接部の周囲にスリーブを設け、ここに結 合剤および充填材としての結合剤および砂利のための供給ホースを挿入する。そ の後、ポリウレタン反応性混合物をホースによって充填し、ホースを充填材と反 応性混合物との間のキャビティーが埋められるような程度までスリーブから抜き 取る。この方法の欠点は、一方では反応性混合物のための除去すべき供給ホース がキャビティーを残し、これにより不均質な結合剤分配が少なくとも最初から存 在するホースの領域に生ずる点である。さらに、成形体はこの成形体の形状にわ たり分配された結合剤の老化をも示す。最初に結合剤が充填された成形体の部分 は、急速反応する反応性プラスチックの場合、金型の最後の部分に結合剤を充填 する際に既に硬化している。これにより、成形体の内部に不均一な力が生じて燃 焼または破断さえ生ぜしめる。これに対処するためＵＳ−Ａ ５ ３２８ ６４ ８号によれば、結合剤を相当量の可塑剤（たとえば有機カーボネート）により伸 展することが提案されている。 今回、粗大粒子の充填材で充填された急速反応性の反応性プラスチックに基づ く成形体の製造を、金型中への結合剤の充填に際し充填材が結合剤の硬化を促進 する６０〜８０℃の温度にて存在すれば難なく成功することが突き止められた。 従って本発明の主題は粗大粒子の充填材により高度充填された反応性プラスチ ック成形体の製造方法であり、この方法は充填材を６０〜８０℃の温度まで加熱 し、この充填材を金型中へ充填し、必要に応じ圧縮し、次いで反応性プラスチッ ク混合物を金型中へ導入することを特徴とする。好ましくは反応性プラスチック 混合物の導入は金型の底部から行われる。特に好ましくは、反応性プラスチック 混合物を金型中への導入の直前に向流高圧混合室にて生成させる。反応性プラス チック混合物の温度は１０〜３０℃、特に室温とすることができる。 本発明によれば、実質的に応力フリーの成形体が得られる。これは、反応性プ ラスチック混合物が高温度にある充填材の表面で極めて急速に硬化し、しかも充 填材粒子間の中間容積が流動性を保持し、さらに金型内の結合剤の圧入によりさ らに分配され、ここで他の充填材表面と反応するという事実に基づいている。本 発明によれば、これは一方では最初に充填された結合剤により覆われる充填材粒 子の表面および最後に充填される結合剤により占められる中間部に基づき、反応 性プラスチック混合物の均一な老化分布をもたらす。他方、成形体の硬化は常に 充填材粒子の表面から中間部の方向へ内方に生ずる。かくして、成形体は完全硬 化するまで金型に対し応力フリーに適合しうる。 反応性プラスチック混合物としては好ましくはポリウレタン反応性混合物が使 用される。基本的にポリウレタン反応性混合物の適する成分はたとえばＤＥ−Ａ １ ６９４ １３８号に開示されている。好ましくはイソシアネートとしては ジフェニルメタンジイソシアネートに基づくものが用いられる。好適ポリオール はポリエーテルポリオールである。さらに混合物は、硬化したポリウレタンの密 度が２００〜１２００ｋｇ／ｍ³、好ましくは４００〜８００ｋｇ／ｍ³となるよ うな量の発泡剤をも含有することができる。好ましくは、発泡剤としては混合 物に対し０．５〜３重量％の量にて水を使用する。 好ましくは混合物は、出口が直接に金型中へ供給する射出混合ヘッドにて生成 される。この種の混合ヘッドはポリウレタン技術にて基本的に公知である（ベッ カー／ブラウン、プラスチック・ハンドブーフ、第７巻：ポリウレタン（１９９ ３）、第１７７頁以降参照）。作成すべき成形部品の複雑性に応じ、同時に金型 中へ供給する複数の混合ヘッドを設けて金型容積にわたり均一な反応混合物の分 配を達成することも必要である。 コンクリートまたは慣用のポリマーコンクリートと比較した本発明による成形 体の利点は、ポリウレタン反応性混合物の急速硬化に基づく高い生産性、成形体 の一層良好な耐薬品性および耐摩耗性、一層良好なタフネスおよび一層低い重量 である。 本発明による成形体は防音壁、排水路、排水溝、シャフトライニング、徐水シ ステム、機械フレーム、ベアリング部材、供給トラフまたはグリース分離器とし て作成することができる。コンクリートに対するポリウレタン反応混合物の顕著 な付着性に基づき、本発明による方法は高層建築におけるコンクリート部材の結 合に或いはコンクリートパイプの付設に極めて適している。この場合は結合すべ き部材を、金型キャビティを形成するスリーブによって包囲する。 以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は、本発明による成形体の製造を原理的に示す。金型１は好ましくは金型 壁部部材で構成され、これらを蝶番２によって開口させうる。好ましくは金型の 底部空間には１個（必要に応じ複数）の射出混合ヘッド３を配置し、これにたと えば矢印３１および３２で示したように反応性混合物の各成分を供給する。必要 温度まで予備加熱された粗大粒子の充填剤（好ましくは５〜２５ｍｍの粒子寸法 を有する）をファネル４を介し金型中へ充填する。次いで、金型を閉鎖すると共 に反応混合物を注入する。数分間以内に（必要に応じ１分間の数分の１の後にも ）成形部品を取り出すことができる。 図２は本発明による切断成形体の顕微鏡写真図であり、これは砂利２１の緻密 な充填物と６５０ｋｇ／ｍ³の密度を有するポリウレタンフォームマトリックス ２２とで構成される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ (72)発明者 アヴアール，ゲツア ドイツ連邦共和国デイー51373 レーフエ ルクーゼン、ヘルマン―フオン―ヘルムホ ルツ―シユトラーセ 26

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 粗大粒子の充填材で高度充填された反応性プラスチック成形体の製造方法 において、充填材を６０〜８０℃の温度まで加熱し、金型中へ充填し、必要に応 じ圧縮し、次いで反応性プラスチック混合物を金型中へ導入することを特徴とす る反応性プラスチック成形体の製造方法。 ２． 反応性プラスチック混合物としてポリウレタン混合物を使用することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 反応性プラスチック混合物を、金型中へ導入する直前に向流高圧混合室に て生成させることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４． 反応性プラスチック混合物が１０〜３０℃の温度を有することを特徴とす る請求の範囲第１〜３項のいずれか一項に記載の方法。 ５． 反応性プラスチック混合物は、硬化した反応性プラスチックの密度が２０ ０〜１２００ｋｇ／ｍ³となるような量にて発泡剤を含有することを特徴とする 請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に記載の方法。 ６． 粗大粒子の充填材が５〜２５ｍｍの粒子寸法を有することを特徴とする請 求の範囲第１〜５項のいずれか一項に記載の方法。 ７． 粗大粒子の充填材として砂利、微粉化砕石材、スラグ、石屑、フォームコ ンクリートもしくはプラスチック廃棄物を使用することを特徴とする請求の範囲 第１〜６項のいずれか一項に記載の方法。 ８． 鋼材、ガラス繊維ストランドもしくはガラス繊維布よりなる強化部材をさ らに金型中へ導入することを特徴とする請求の範囲第１〜７項のいずれか一項に 記載の方法。