JP2009527375A - 連続プレス積層板 - Google Patents

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Abstract

連続プレス積層板(10)は第一の樹脂含浸紙層(12)と少なくとも1つの繊維強化ベール層(14、16、18)とを含み、それぞれの繊維強化ベール層をバインダーおよび充填材組成物で含浸し、繊維強化ベール層は含浸後プレス前には単位面積当たりの質量が約50〜約1250g/m2である。

Description

(発明の技術分野および産業上の利用分野)
本発明は通常は連続プレス積層板およびパネルに関する。
(背景技術)
連続プレス積層板(CPL)は周知の技術である。CPLパネルは数多くの目的、例えば、これに限定されるものではないが、室内備品、建築業、運送業、壁および類似物を含む室内装飾用途で使用される。連続プレス積層板は、これらの用途で使用された場合に満足に機能するように、加工可能性、機械的および防火特性の独自な組み合わせを提供しなければならない。
(発明の要約)
本発明の連続プレス積層板は、第一の樹脂含浸紙層および少なくとも1つの繊維強化ベール(veil)層を含む。繊維強化ベールのそれぞれの層はバインダーおよび充填材組成物で含浸する。含浸後プレス前には、繊維強化ベールのそれぞれの層の単位面積当たりの質量は、約50〜約1250g/m2であり、より一般的には約75〜約750g/m2であり、最も一般的には約100〜約600g/m2である。
該CPLは、少なくとも1つの織り込まれた繊維強化ベール層、少なくとも1つの不織繊維強化ベール層または少なくとも1つの織り込まれた繊維強化ベール層および少なくとも1つの不織繊維強化ベール層で作製してもよい。該ベールに含まれる強化繊維は、ガラス繊維、玄武岩質繊維、シリカ繊維、無機繊維およびそれらの混合物からなるグループから選択されてもよい。ここで該繊維に使用されるガラス繊維は、チョップドストランド(chopped strands)、チョップドロービング(chopped rovings)またはそれぞれがチョップされた(chopped)ガラス繊維またはそれらの混合物であってもよい。該繊維強化ベールのそれぞれの層の単位面積当たりの坪量(base weight)は約20〜約200g/m2であり、より一般的には約30〜約120g/m2であり、最も一般的には約40〜約100g/m2である。
該含浸繊維強化ベールは、約2〜約50質量パーセントの強化繊維、約10〜約70質量パーセントの樹脂および約0〜約80質量パーセントの充填材を含む。該樹脂はフェノールホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、架橋アクリラート、架橋アクリル樹脂、自己架橋アクリラート、自己架橋アクリル樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミンエピクロルヒドリン、エポキシおよびそれらの混合物を含む樹脂のグループから選択される。該充填材は、酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、金属水酸化物、金属炭酸塩、酸化チタン、か焼クレー、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化亜鉛、カオリン粘土、緑泥石、珪藻岩、長石、雲母、カスミ石閃長岩、パイロフィライト、シリカ、タルク、珪灰石、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、エチレンジアミンホスフェート、グアニジンホスフェート、ホウ酸メラミン、メラミン(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、アンモニウム(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、ジシアンジアミド縮合物、発泡グラファイト、ガラスマイクロビーズおよびそれらの混合物からなる充填材のグループから選択される。
該樹脂および充填材組成物は、約10〜約60質量パーセントの樹脂および約0〜約85質量パーセントの充填材を含む。特に有用な樹脂は約25〜75%:25〜75%:2〜20%の比で供給されるフェノールホルムアルデヒド/メラミンホルムアルデヒド/硬化材の混合物である。特に有用な充填材は酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよびそれらの混合物からなる充填材のグループから選択される。
該CPLは裏紙層を含んでもよく、この場合は該ベールは該第一の樹脂含浸紙層と該裏紙とで挟まれる。必要に応じて、パーチメント紙を該裏紙の代わりに使用してもよい。さらなる実施形態では第二の樹脂含浸紙層が与えられ、該ベールは該第一と第二の樹脂含浸紙層とで挟まれる。これら二つの樹脂含浸紙層はメラミン含浸化粧紙であってもよい。
本発明のさらに別の態様によれば、CPLの製造方法が提供される。その方法には、第一の樹脂含浸紙層と少なくとも1つの繊維強化ベール層とを圧力約5〜約60kg/cm2で一緒にプレスし、同時に該層を温度約120℃〜250℃で加熱して積層板を形成することが含まれる。含浸後プレス前の、繊維強化ベールそれぞれの層の単位面積当たりの質量は約50〜約1250g/m2である。
以下の記述では、本発明を実施するための1つの最適な態様の簡潔な説明にて、本発明の1つの実施形態が示され記述される。理解されるであろうが、本発明は他の異なる実施形態が可能であり、詳細な部分は本発明からそれない全ての様々な明白な態様で変更可能である。したがって、図面および明細書は本質的に説明上のもので制約的なものではない。
(図面の簡単な説明)
取り入れられ添付された、明細書の一部を成す図面は、本発明の幾つかの態様を説明し、明細書と共に本発明の幾つかの原理を説明することに供される。
図面
図1は本発明の1つの可能な実施形態の側面立面図である。
詳細は、本発明の好ましい実施形態、添付図面中で説明される実施例で参照されるであろう。
(発明の詳細な説明および好ましい実施形態)
本発明の該連続プレス積層板(CPL)10の1つの可能な実施形態を図1に示す。該CPL10は通常第一の樹脂含浸紙層およびバインダーおよび充填材組成物を含浸させた繊維強化ベールの少なくとも1つの層を含むものとして記述されてもよい。繊維強化ベールのそれぞれの層14、16、18の単位面積当たりの質量は、含浸後プレス前には、約50〜約1250g/m2であり、より一般的には約75〜約750g/m2であり、最も一般的には約100〜約600g/m2である。
図1で説明したように、該CPL10は、例えばメラミン含浸化粧紙、電子ビームまたはUV硬化させた化粧紙または、熱架橋させたウレタンアクリレート化粧紙などの樹脂含浸紙の第一層12を含む。また、該CPL10は繊維強化ベールの3つの層14、16、18を含む。
繊維強化ベールの該層14、16、18は、ガラス繊維、玄武岩質繊維、シリカ繊維、無機繊維(炭化物、窒化物、など)およびそれらの混合物からなるグループから選択される強化繊維を含む。本発明において特に有用なガラス繊維は、E−ガラス(例えばADVANTEXガラス)、ECR−ガラス、AR−ガラス、S−ガラス、M−ガラス、C−ガラス、S2−ガラスおよびそれらの混合物を含む。該繊維は、一般的に、約0.1mm〜約100mmの長さにチョップされ、チョップドストランド、チョップドロービングまたはそれぞれがチョップされた繊維またはそれらの混合物の形態であってもよい。それぞれの繊維が使用される場合には、これらの繊維の直径は、一般的に、約3〜約50μmである。
それぞれの層14、16、18中の該強化繊維は、織り込まれた繊維または不織繊維の何れの組み合わせであってもよい。したがって、3つの層の全てが織り込まれた繊維であってもよいし、何れか二つの層が織り込まれた繊維で三番目の層が不織繊維であってもよいし、または何れか一つの層が織り込まれた繊維で他の二つの層が不織繊維であってもよい。さらにまた、3つの層14、16、18の全てが不織繊維であってもよい。該層14、16、18は、また、組成および/または厚さが異なっていてもよい。たとえば、該層18は、ほとんどの用途で積層板10が接着する他の基材への付着力を改善する組成物を含もことができる一方で、該樹脂含浸紙層12に付着する該層14は火炎性能を高める組成物を含むことができる。該繊維強化ベール14、16、18のそれぞれの層の単位面積当たりの坪量(base weight)は約20〜約200g/m2であり、より一般的には約30〜約120g/m2であり、最も一般的には約40〜約100g/m2である。
繊維強化ベールのそれぞれの層14、16、18は樹脂および充填材組成物を含浸している。該樹脂は熱硬化樹脂である。一般的に、該樹脂はフェノールホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、架橋アクリラート、架橋アクリル樹脂、自己架橋アクリラート、自己架橋アクリル樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミンエピクロルヒドリン、エポキシおよびそれらの混合物からなるグループから選択される。特に有用な樹脂は約25〜75%:25〜75%:2〜20%の比で供給されるフェノールホルムアルデヒド/メラミンホルムアルデヒド/硬化材の混合物である。
該充填材は、酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、金属水酸化物、金属炭酸塩、酸化チタン、か焼クレー、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化亜鉛、カオリン粘土、緑泥石、珪藻岩、長石、雲母、カスミ石閃長岩、パイロフィライト、シリカ、タルク、珪灰石、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、エチレンジアミンホスフェート、グアニジンホスフェート、ホウ酸メラミン、メラミン(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、アンモニウム(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、ジシアンジアミド縮合物、発泡グラファイト、ガラスマイクロビーズおよびそれらの混合物からなるグループから選択される。充填材は、酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよびそれらの混合物を含むグループから選択されると本発明においては特に有用である。
一般的に該樹脂および充填材組成物は約10〜約60質量パーセントの樹脂および約0〜約85質量パーセントの充填材を含む。含浸させると、それぞれの該繊維強化ベール層14、16、18は約2〜約50質量パーセントの強化繊維、約10〜約70質量パーセントの樹脂および約0〜約80質量パーセントの充填材を含む。
さらに図1で説明するように、該CPL10は追加の層20として裏紙、パーチメント紙または例えばメラミン含浸化粧紙のような樹脂含浸紙を含んでもよい。理解されるように該繊維強化ベールの層14、16、18は樹脂含浸紙12と追加の層20との間に挟まれる。
必要に応じて、該CPL10は、より見た目が美しいように、第一層である樹脂含浸紙12の他の露出した面に、例えば電子ビーム硬化またはUV硬化塗膜のような放射線硬化塗料を含んで作製されてもよい。代わりに、その層は熱架橋ウレタンアクリレート塗料を含んでもよい。3つの繊維強化ベール層14、16、18を含むCPL10の実施形態を説明したが、特定の用途の必要に応じて実質的に何層の繊維強化ベールであってもよいことが理解されよう。これには、該CPL10に所望の加工可能性、機械的および防火特性を与えることも含む。
一般的に、それぞれの繊維強化ベール層14、16、18は、樹脂(ガラス繊維用の実質的にどのようなバインダーを用いてもよい)を含浸した、織られたまたは不織の強化繊維のプリプレグまたはモールド準備のできた(ready-to-mold)シートであり、例えば製造者が積層板を製造する最終組み立てのようなその後の使用のために保管されているものである。該プリプレグは樹脂および充填材組成物で含浸されている。前述したように、含浸後プレス前の、標準的な繊維強化ベールプリプレグの単位面積当たりの質量は約50〜約1250g/m2であり、より一般的には約75〜約750g/m2であり、最も一般的には約100〜約600g/m2であろう。該プリプレグは約10〜70%が樹脂であろう。
該CPL10は第一の樹脂含浸紙層と少なくとも1つの繊維強化ベール層14、16、18とを積層板を形成するために圧力約5〜約60kg/cm2で一緒にプレスし、同時に該層を温度約120〜250℃で加熱して組み立てられる。
本発明の該積層板10は多くの利益をもたらす。ガラスベールの該層14、16、18は、一般に先行技術のCPLで使用されている紙の層よりも目が粗い(open)。その結果、該積層板中に樹脂をあまり用いることができないので、より良い火炎性能を持つことになる。さらに、比較的目が粗いベールは多量の耐火性能を高める充填材を吸収することが可能になり、該積層板の特性が特定の用途の必要性に合致したものになり得る。
また、本発明の積層板10はガラスベールを取り入れているので耐燃性が向上する。該ガラスベール層14、16、18は約900℃になってようやく溶解し、紙ベースの積層板より長くその構造を維持する。これはより長い時間、障壁を維持する、すなわち溶け落ちるまでの時間が長くなる。
通常、本発明の積層板10を燃やした場合に発生する煙は、先行技術の紙ベースの積層板を燃やした場合に発生する煙よりも毒性が低い。これは本発明の積層板10に使用される充填材を煙の毒性を制限するように選ぶことができるからである。これは、通常、紙ベースの積層板では不可能である。
また、先行技術の紙ベースの積層板は水を吸収する傾向があることが理解されよう。対照的に、本発明の積層板10はあったとしてもわずかの水しか吸収しないガラスベールを取り入れている。高湿度環境にさらされたとしてもこれは真実である。このように、本発明の積層板10は特に海洋用途に向いている。
次の実施例は本発明をさらに説明するために示されているが、これらに限定されるものと解すべきではない。
実施例1
本発明のCPLについて10の実施例を用意した。第一の実施例(実施例1)では、1つの繊維強化ベール層(プリプレグ)が1つのメラミンホルムアルデヒド含浸化粧紙層上にプレスされた。
該ガラスベール層に使用されたガラス繊維は、直径11μm、長さ6mmの繊維を含むE−ガラスであった。該ガラスベール層の単位面積当たりの質量は65g/m2であった。該ガラスベール層は含有量が15質量パーセントのポリビニル・アルコールバインダーを含んでいた。該ガラスベール層を32質量パーセントの樹脂(フェノールホルムアルデヒド/メラミンホルムアルデヒド/硬化剤の混合物)および51質量パーセントの酸化アルミニウム三水和物を含むバインダーおよび充填材調合物に含浸した。
それぞれの化粧紙層の単位面積当たりの質量は190g/m2であり、坪量80g/m2の紙および110g/m2のメラミンホルムアルデヒド樹脂を含む。
積み重なった層は、0.35mm厚の積層板を生成するために、温度145℃で60秒間、圧力20kg/m2で一緒にプレスされた。
第2の実施例(実施例2)では、二つの繊維強化ベール層(プリプレグ)が1つのメラミンホルムアルデヒド含浸化粧紙層上にプレスされた。
該ガラスベール層に使用されたガラス繊維は、直径11μm、長さ6mmの繊維を含むE−ガラスであった。それぞれの層の単位面積当たり質量は65g/m2であった。該両方のガラスベール層は含有量が14質量パーセントのポリビニル・アルコールバインダーを含んでいた。両方のガラスベールを29質量パーセントの樹脂(フェノールホルムアルデヒド/メラミンホルムアルデヒド/硬化剤の混合物)、40質量パーセントの酸化アルミニウム三水和物および14質量パーセントの炭酸カルシウムを含むバインダーおよび充填材調合物に含浸した。
それぞれの化粧紙層の単位面積当たり質量は190g/m2であり、坪量80g/m2の紙および110g/m2のメラミンホルムアルデヒド樹脂を含む。
積み重なった層は、0.55mm厚の積層板を生成するために、温度145℃で60秒間、圧力20kg/m2で一緒にプレスされた。
追加の実施例3〜10は実施例1および2と共に以下の表1に示した。実施例2〜5のIMOA653(16)における防火特性も示した。
Figure 2009527375
また、表1は比較例を参考に含む。この比較例は、先行技術の設計による連続プレス積層板であって、1つのメラミン含浸化粧紙(80g/m2の紙+110g/m2のメラミン樹脂)層と3つのフェノール樹脂含浸クラフト紙(質量240g/m2;樹脂質量45%)層を含む。該層は、温度160℃で30秒間、圧力25kg/cm2で加工された。該先行技術CPLでは、2時間沸騰水に浸すと水を10%吸収した。
ブンゼンバーナーにさらすと、該CPLに基づく先行技術では、15秒間で溶け落ちた。対照的に、本発明の実施例1および2のCPLでは、それぞれ、60秒および、120秒よりも長い時間で溶け落ちた。これは、本発明のCPLの防火特性が向上していることを立証している。
前述した本発明の好ましい実施形態の記載は説明および記述の目的で示されたものである。それは包括的なものではなく、また開示された正確な形に本発明を制限するわけではない。以上の説明からしてこの発明の修正または変更が可能であることは明らかである。実施形態は本発明の原理の最適な説明を提供するために記載され選ばれたものであり、発明の実際の用途では当業者であれば特定の用途に適するように本発明を様々な実施形態および修正形態で利用することが可能である。そのような全ての修正および変更は公平、合法的、かつ公正な範囲に合致して解釈されれば、添付特許請求の範囲によって決定されるように本発明の範囲内である。図面および好ましい実施形態は、特許請求の範囲およびそれらの公平で広い解釈をどのような方法であっても通常の意味において制限するものではない。
図1は本発明の1つの可能な実施形態の側面立面図である。

Claims (25)

  1. 連続プレス積層板(10)であって、
    第一の樹脂含浸紙層(12)と
    繊維強化ベール(veil)層のそれぞれがバインダーおよび充填材組成物で含浸された、少なくとも1つの前記繊維強化ベール層(14、16、18)とを含み、
    前記少なくとも1つの繊維強化ベール層は含浸後プレス前には単位面積当たりの質量が約50〜約1250g/m2である連続プレス積層板。
  2. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層は単位面積当たりの質量が含浸後プレス前には約75〜約750g/m2である連続プレス積層板。
  3. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層は単位面積当たりの質量が含浸後プレス前には約100〜約600g/m2である連続プレス積層板。
  4. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層は単位面積当たりの坪量が約20〜約200g/m2である連続プレス積層板。
  5. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層の単位面積当たりの坪量は約30〜約120g/m2である連続プレス積層板。
  6. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層の単位面積当たりの坪量は約40〜約100g/m2である連続プレス積層板。
  7. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記含浸繊維強化ベールは約2〜約50質量パーセントの強化繊維、約10〜約70質量パーセントの樹脂および約0〜約80質量パーセント充填材を含む連続プレス積層板。
  8. 請求項7に記載の前記連続プレス積層板において、前記樹脂はフェノールホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、架橋アクリラート、架橋アクリル樹脂、自己架橋アクリラート、自己架橋アクリル樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミンエピクロルヒドリン、エポキシおよびそれらの混合物を含む樹脂のグループから選択される連続プレス積層板。
  9. 請求項8に記載の前記連続プレス積層板において、前記充填材は、酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、金属水酸化物、金属炭酸塩、酸化チタン、か焼クレー、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化亜鉛、カオリン粘土、緑泥石、珪藻岩、長石、雲母、カスミ石閃長岩、パイロフィライト、シリカ、タルク、珪灰石、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、エチレンジアミンホスフェート、グアニジンホスフェート、ホウ酸メラミン、メラミン(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、アンモニウム(モノ、ピロ、ポリ)ホスフェート、ジシアンジアミド縮合物、発泡グラファイト、ガラスマイクロビーズおよびそれらの混合物からなる充填材のグループから選択される連続プレス積層板。
  10. 請求項9に記載の前記連続プレス積層板において、前記樹脂および充填材組成物は約10〜約60質量パーセントの樹脂および約0〜約85質量パーセントの充填材を含む連続プレス積層板。
  11. 請求項7に記載の前記連続プレス積層板において、前記樹脂はフェノールホルムアルデヒド/メラミンホルムアルデヒド/硬化剤の混合物である連続プレス積層板。
  12. 請求項11に記載の前記連続プレス積層板において、前記充填材は酸化アルミニウム三水和物、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよびそれらの混合物からなる充填材のグループから選択される連続プレス積層板。
  13. 請求項12に記載の前記連続プレス積層板において、前記樹脂は約25〜75%のフェノールホルムアルデヒド、約25〜75%のメラミンホルムアルデヒドおよび約2〜20%の硬化剤の比率を備える連続プレス積層板。
  14. 請求項13に記載の前記連続プレス積層板において、前記樹脂および充填材組成物は約10〜約60質量パーセントの樹脂および約0〜約85質量パーセントの充填材を含む連続プレス積層板。
  15. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、更に裏紙層(20)を含み、前記ベールは前記第一の樹脂含浸紙層と前記裏紙とで挟まれる連続プレス積層板。
  16. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、更に、パーチメント紙層を含み、前記ベールは前記第一の樹脂含浸紙層と前記パーチメント紙層とで挟まれる連続プレス積層板。
  17. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、更に、第二の樹脂含浸紙層を含み、前記ベールは前記第一および第二の樹脂含浸紙層で挟まれる連続プレス積層板。
  18. 請求項17に記載の前記連続プレス積層板において、前記第一および第二の樹脂含浸紙層はメラミン含浸化粧紙である連続プレス積層板。
  19. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記繊維強化ベールは織り込まれている連続プレス積層板。
  20. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記繊維強化ベールは不織である連続プレス積層板。
  21. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記繊維強化ベールは少なくとも1つの織り込まれた材料の層と少なくとも1つの不織材料の層とで作製されている連続プレス積層板。
  22. 請求項1に記載の前記連続プレス積層板において、前記繊維強化ベールは、ガラス繊維、玄武岩質繊維、シリカ繊維、無機繊維およびそれらの混合物からなるグループから選択される強化繊維を含む連続プレス積層板。
  23. 請求項22に記載の前記連続プレス積層板において、前記ガラス繊維はチョップされている連続プレス積層板。
  24. 請求項23に記載の前記連続プレス積層板において、前記チョップされたガラス繊維は、チョップドストランド、チョップドロービング、それぞれがチョップされたガラス繊維及びそれらの混合物からなるグループから選択される連続プレス積層板。
  25. 連続プレス積層板の製造方法であって、第一の樹脂含浸紙層と繊維強化ベールの少なくとも1つの層とを圧力約5〜約60kg/cm2で一緒にプレスし、同時に該層を温度約120℃〜約250℃に加熱して積層板を形成する工程を含み、前記少なくとも1つの繊維強化ベール層は含浸後プレス前には単位面積当たりの質量が約50〜約1250g/m2である連続プレス積層板の製造方法。
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