KR101108450B1

KR101108450B1 - 열경화성 수지 발포판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101108450B1
Application number: KR1020107004961A
Authority: KR
Inventors: 히사시 미호리; 히데아키 오쿠보
Original assignee: 아사히 가세이 겐자이 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2012-02-20
Also published as: EP2221160A1; TW200940309A; US20100295201A1; CN101868335B; CA2705876A1; EP2221160A4; WO2009066621A1; CN101868335A; RU2438868C1; KR20100049102A; TWI367816B; JPWO2009066621A1; CA2705876C; JP5373622B2; MX2010005481A

Abstract

적어도 열경화성 수지, 발포제, 및 경화제가 혼합된 수지 조성물을, 표면재 상에 토출하여 발포 및 경화시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법으로서, 수지 조성물을, 복수 분배된 유로에 의해 다이의 복수의 유입구로부터 그 다이의 내부에 공급하고, 체류시켜 일체화하고, 다이 립 토출구로부터 수지 조성물을 표면재에 판 형상으로 토출시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법.

Description

열경화성 수지 발포판의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING HEAT CURING RESIN FOAMED PLATE}

본 발명은 열경화성 수지 발포판의 제조 방법에 관한 것이다.

열경화성 수지 발포판의 제조 방법으로서는, 혼합기에서 열경화성 수지, 발포제, 및 촉매 등으로 이루어지는 수지 조성물을 혼련하여 일정 속도로 주행하는 표면재 상에 혼련물을 토출시킨 후, 경화로 내의 컨베이어 사이에서 성형하는 방법이 일반적이다. 이 방법에 있어서, 상기 수지 조성물을 혼합부에서 혼합한 후, 판 형상으로 폭확대하는 방법으로서 단일 토출 노즐을 이용한 예로서는, 혼합기 노즐을 트래버스시키는 방법, 닥터 블레이드나 닥터 나이프를 이용한 방법, 토출 후에 복수의 주걱 형상 보에서 일정하게 평준화하는 방법 등이 있지만, 이들 방법으로는, 폭 방향으로 균일 두께의 발포판 양품을 효율적으로, 또한, 장시간 안정적으로 제조하는 것은 곤란하였다.

또, 복수의 토출 노즐을 이용한 예로서는, 특허문헌 1 에서 제안되는 바와 같은, 복수의 홈을 이용하여 소정 간격에서 직선 띠 형상으로 표면재 상에 공급하는 방법이나, 특허문헌 2 에서 제안되는 바와 같은, 이른바 토너먼트식 분배 노즐 (특허문헌 2 에서는, 고압식) 을 이용한 방법 등, 유로를 복수로 분배하는 방법이 있다. 그러나, 열경화성 수지 발포체는 불가역적으로 반응을 진행시키면서 제조하기 때문에, 모두, 분배 유로 등의 설비에 스케일 부착이 일어나기 쉽고, 또, 경화 촉매를 첨가하여 연속적으로 생산을 개시하고 나서 운전 시간과 함께 그 스케일은 성장하기 때문에, 분배된 유로 간의 근소한 환경차에 의한 스케일 부착?성장의 차이에 수반하여, 유로 간에서의 오염 정도의 차이도 시간 경과적으로 넓어지게만 된다. 그 결과, 복수 유로 사이에서의 유량차가 커지기 때문에, 유로를 분배하는 것만으로는, 폭 방향으로 균일 두께의 열경화성 수지 발포판을 장시간 안정적으로 얻는 것은 어렵다.

또, 복수의 토출 노즐을 사용하여 얻어지는 제품에 대해서는, 제품 폭 방향의 단면 (斷面) 에 있어서, 두께 방향으로 신장하는 복수의 줄무늬 형상 자국 (복수 유로에 의해 토출된 수지 조성물의 접합 자국) 이 남는 경우가 많아, 외관상의 개선도 요망되고 있었다.

또, 특허문헌 3 에서는, 혼합부로부터 복수의 튜브로 분배한 후에 토출측에서 평면 내에서 병렬로 배치된 타단 (他端) 을, 적절한 폭확대 상태에서 구속 부재로 체결하고, 토출하는 방법이 제안되어 있지만, 이 방법에 있어서도, 복수로 분배된 튜브 내의 유량이 일정할 것이 전제가 되고 있다. 특허문헌 3 의 토출 장치의 경우, 배치된 튜브의 곡률차에서 기인되는 튜브 간의 환경차가 존재하기 때문에, 열경화성 수지 조성물의 제조에 있어서는, 튜브 간에서 튜브 내 유량에 차이가 발생한 경우에는 대처할 방법이 없어, 폭 방향 균일 두께의 제품을 장시간 안정적으로 제조할 수 있는 방법이라고는 할 수 없다.

또, 혼합기로부터 주행하는 표면재의 주행 방향에 대해 직교 방향으로, 혼합한 수지 조성물을 폭확대하는 방법으로서는, 열가소성 수지의 제막에 일반적으로 이용되는, T 다이 압출법으로 판 형상화 혹은 박막화시키는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 일 지점로부터 T 다이에 유입시킨 수지 조성물을 다이의 토출 폭 방향으로 폭확대하기 위해서, 다이 토출 폭 방향의 각 토출 위치 간에 수지 조성물의 토출 유량차가 발생하기 때문에, 다이 내 체류 시간에 차이가 발생하게 되어, 다이 내에 국소적으로 스케일의 부착, 성장이 진행되기 쉽다. 그 결과, 장시간 안정적으로, 다이 토출 폭 방향으로 균일한 토출을 실현하는 것이 어려워지기 때문에, 반응을 진행시키면서 토출시키는 열경화성 수지 발포판의 제조에는, T 다이 압출법은 일반적으로 부적합하게 여겨진다.

이와 같은 배경 하에서, 폭 방향으로 균일 두께의 열경화성 수지 발포판을, 효율적으로, 또한, 장시간 안정적으로 제조하기 위한 기술이 강하게 요망되어 왔다.

일본 공개특허공보 평4-141406호 일본특허 제3243571호 일본 공개특허공보 2000-127218호

본 발명은, 열경화성 수지 발포판을 제조할 때, 열경화성 수지 발포판의 폭 방향의 두께 불균일 정밀도를 향상시켜, 폭 방향으로 균일 두께의 (폭 방향의 최대두께 차이가 적은) 열경화성 수지 발포판을, 효율적으로, 또한, 장시간 안정적으로 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 종래법에 비하여 간이하고, 게다가 매우 고정밀도로, 효율적으로, 장시간 안정적으로 열경화성 수지 발포판을 제조하는 것을 목적으로 하여 예의 검토를 거듭한 결과, 적어도 열경화성 수지, 발포제, 및 경화제가 혼합된 수지 조성물을, 복수의 유로로부터 다이의 내부에 공급하고, 다이의 내부에서 체류시켜 일체화하여 다이 립 토출구로부터 표면재 상으로 토출시킴으로써, 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 적어도 열경화성 수지, 발포제, 및 경화제가 혼합된 수지 조성물을, 표면재 상으로 토출하여 발포 및 경화시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법으로서, 수지 조성물을, 복수 분배된 유로에 의해 다이의 복수의 유입구로부터 그 다이의 내부에 공급하여 체류시키고, 다이 립 토출구로부터 수지 조성물을 표면재에 판 형상으로 토출시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법이다.

본 발명에 있어서는, 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 과, 수지 조성물의 흐름 방향의 다이의 길이 (D) 는, 5

D/t

1200 을 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 수지 조성물의 다이 내 압력 (게이지압) 을, 다이 립 토출구의 폭 방향 중앙부로부터 10 mm 상류측의 위치에 있어서 0.002 MPa 이상 0.1 MPa 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 열경화성 수지는 페놀 수지인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 열경화성 수지 발포판을 제조할 때, 폭 방향으로 균일 두께의 열경화성 수지 발포판을 효율적으로, 또한, 장시간 안정적으로 제조할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 사용되는 다이의 구조예를 나타내는 모식도이다.
도 2 는 본 발명에 사용되는 다이를 다이 상면측으로부터 본 모식도이다.
도 3 은 본 발명에 사용되는 다이를 다이 상면측으로부터 본 모식도이다.
도 4 는 종래의 제조 방법으로 얻어진 발포 수지판의 폭 방향 단면의 두께 방향으로 신장한 복수의 줄무늬 형상 자국의 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 열경화성 수지 발포판의 제조 방법은, 수지 조성물을, 표면재 상에 토출하여 발포 및 경화시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법으로서, 수지 조성물을 복수 분배된 유로에 의해 다이의 복수의 유입구로부터 그 다이의 내부에 공급하여 체류시키고, 다이 립 토출구로부터 수지 조성물을 표면재에 판 형상으로 토출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 열경화성 수지 발포체란, 페놀 수지 폼, 우레탄 폼 등의 열경화성 수지로 이루어지는 발포체이고, 열경화성 수지에 발포제 및 경화제를 적량 첨가한 수지 조성물을 발포 및 경화시켜 얻어지는데, 수지 조성물에는 필요에 따라 계면활성제, 가소제, 증량제 등을 첨가할 수도 있다. 또한, 열경화성 수지 발포판은, 제조 과정에서 면재를 분리하거나 열경화성 수지 발포판을 슬라이스하거나 함으로써, 이와 같은 열경화성 수지 발포체의 표층부에 표면재를 구비하고 있지 않은 것도 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물은, 적어도 열경화성 수지, 발포제 및 경화제를, 예를 들어, 교반 수단을 구비하는 혼합기를 사용하여 혼합함으로써 얻어진다. 관련된 혼합기는, 특별히 한정되지 않지만, 단시간에 효율적으로 상기 성분을 교반할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 내벽에 다수의 돌기 형상을 갖는 원통 용기 내를, 다수의 날개 (돌기) 를 갖는 회전자가 회전하여, 날개가 돌기에 접촉하지 않고 돌기 사이를 회전자의 회전과 함께 회전하는 구조, 이른바 핀 믹서, 호바트형 뱃치 믹서 또는 오크스형 연속 믹서 (일본 특허공보 소40-17143호) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 표면재란, 특별히 한정되지 않지만, 가요성 면재가 바람직하고, 특히 발포판으로서의 취급 용이성, 및 경제성 면에서는 합성 섬유 부직포, 종이류가 가장 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 다이란, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 바와 같은 것을 들 수 있다. 도 1 에 있어서, 다이 (100) 는 서로 대향하는 다이 상면 (1) 및 다이 하면 (2) 과, 다이 상면 (1) 및 다이 하면 (2) 에 인접하는 다이 배면 (3) 과, 다이 상면 (1), 다이 하면 (2) 및 다이 배면 (3) 에 인접하고, 서로 대향하는 다이 측면 (4, 4) 과, 다이 배면 (3) 과 대향하는 다이 전면 (前面) (10) 으로 이루어지는 6 개의 면으로 구성되어 있다. 다이 상면 (1), 다이 하면 (2) 및 다이 측면 (4, 4) 은, 직사각형 형상의 평면이어도 되고, 곡면이어도 된다. 다이 배면 (3) 은, 수지 조성물의 유입측이고, 복수의 유입구 (5) 가 임의의 간격으로 형성되어 있다. 복수의 유입구 (5) 는, 다이 (100) 의 폭 방향의 일단 (一端) 으로부터 타단에 걸쳐 형성되어 있다. 각 유입구 (5) 에는, 혼합기로부터 복수 분배된 유로가 접속 고정된다. 다이 전면 (10) 은, 수지 조성물의 토출측이고, 하나의 직사각형 형상의 개방된 공간 (다이 립 토출구 (7)) 이 형성되어 있다.

수지 조성물은, 복수의 유입구 (5) 로부터 다이 (100) 내에 공급되고, 다이 (100) 의 내부에 체류함으로써 일체화되고, 다이 (100) 의 폭 방향으로 일정하게 평준화된 후, 다이 립 토출구 (7) 로부터 주행하는 표면재 상으로 토출된다. 또한, 다이 (100) 와 표면재는 서로 상대적으로 이동하면 된다. 또, 유입구 (5) 로부터 다이 (100) 내에 유입되는 수지 조성물을, 다이 (100) 의 내부에 체류시킬 수 있으면, 반드시 다이 상면 (1), 다이 하면 (2) 및 다이 측면 (4, 4) 이 완전하게 폐색되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 다이 상면 (1), 다이 하면 (2) 또는 다이 측면 (4, 4) 에, 수지 조성물의 유입구가 형성되어 있어도 된다. 또, 유입구는 반드시 다이 배면 (3) 에만 형성되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 다이 상면 (1) 이나 다이 하면 (2) 에만 형성되어 있어도 되고, 다이 상면 (1), 다이 하면 (2), 다이 배면 (3) 중 어느 2 면, 또는 3 면 모두에 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 유입구는 다이 상면 (1) 이나 다이 하면 (2) 의 다이 배면 (3) 가까이에 형성되는 것이 바람직하다. 다이 (100) 의 상기 각 면에 형성되는 유입구는, 하나 형성되고 있어도 되고, 일렬로 나란히 복수 형성되어 있어도 된다.

본 발명에서 사용하는 다이 (100) 의 형상, 치수는, 특별히 한정되지 않으며, 제조 목적이나 제조 조건에 따라, 변경할 수 있다. 다이 (100) 의 형상으로서는, 예를 들어, 도 2 및 도 3 에 나타내는 형상을 들 수 있다. 도 2 및 도 3 은, 다이 (100) 를 다이 상면 (1) 측에서 본 모식도이다. 도 2 및 도 3 에서는, 화살표로 나타내는 방향으로부터 수지 조성물이 다이 (100) 내에 공급된다.

다이 (100) 의 형상으로서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 다이 배면 (3) 및 다이 전면 (10) 이 수지 조성물의 흐름 방향 (유입구 (5) 로부터 다이 립 토출구 (7) 를 향하는 방향) 과 거의 수직인 것이 바람직하고, (a) 다이 측면 (4, 4) 이 수지 조성물의 흐름 방향에 거의 평행한 경우, (b) 다이 배면 (3) 의 폭이 다이 전면 (10) 의 폭보다 커지도록 다이 측면 (4, 4) 이 수지 조성물의 흐름 방향을 따라 경사지는 경우, (c) 다이 전면 (10) 의 폭이 다이 배면 (3) 의 폭보다 커지도록 다이 측면 (4, 4) 이 수지 조성물의 흐름 방향을 따라 경사지는 경우, (d) 다이 배면 (3) 이 다이 (100) 의 폭 방향을 따라 요철을 갖는 요철면이고, 유입구 (5) 가 볼록부의 정상부에 각각 형성되어 있는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 각 유입구 (5) 의 면적은, 예를 들어, 혼합기로부터 복수 분배된 각 유로의 단면적보다 크게 설정된다.

또, 측면 저항의 영향을 경감시키기 위해서, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에서, 도 3 에 나타내는 바와 같이 다이 측면 (4, 4) 에 유입구를 형성하고, 다이 배면 (3) 에 더하여 다이 측면 (4, 4) 으로부터도 열경화성 수지를 유입시키는 것으로 해도 된다. 다이 (100) 의 형상으로서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, (a) 다이 측면 (4, 4) 이 수지 조성물의 흐름 방향에 거의 평행한 경우, (b) 다이 전면 (10) 의 폭이 다이 배면 (3) 의 폭보다 커지도록 다이 측면 (4, 4) 이 수지 조성물의 흐름 방향을 따라 경사지는 경우를 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 다이 (100) 의 재질은 특별히 한정되지 않고, 다이 내 압력에 의해 잘 변형되지 않는 것이 바람직하다. 크램쉘 현상 등에 의해 다이 립 토출구 폭 (L) 방향 (특히 다이 립 토출구 (7) 의 폭 방향 중앙부) 에서, 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 이 확대되면, 열경화성 수지 발포판의 폭 방향의 두께가 불균일해져, 양품을 채취하는 것이 어려워진다. 또, 재질의 강도 및 다이 내 압력에 따라, 크램쉘 현상 방지용인, 다이 상면 (1) 과 다이 하면 (2) 을 사이에 끼워넣는 보강판을, 수지 조성물의 흐름 방향의 임의의 위치에 다이 립 토출 폭 (L) 방향에 걸쳐 장착할 수도 있다. 또한 필요에 따라, 다이 립 토출구 (7) 의 폭 방향으로 복수의 조정 기구를 장착하여, 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 조정해도 된다. 또 필요에 따라, 다이 (100) 본체를, 열 매체 등을 이용하여 온조 제어해도 된다.

본 발명에서 사용하는 다이 (100) 에는, 다이 립 토출구 (7) 의 폭 방향 중앙부로부터 h=10 mm 상류측 (수지 조성물의 유입구 (5) 측) 의 위치 (6) (도 1 참조) 에, 다이 내 압력을 측정할 수 있도록 압력 센서 (게이지압 계측기) 가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 수지 조성물이 체류한 위치에서 다이 내 압력을 측정할 수 있다. 압력 센서는, 예를 들어 다이 (100) 내의 다이 상면 (1) 의 내벽에 설치된다. 또, 수지 조성물 토출시의 다이 립 토출구 (7) 의 변위를 측정함으로써, 다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 상태를 측정할 수 있도록, 다이 상면 (1) 의 임의의 수 지점에, 변위 측정 센서 (접촉식, 비접촉식), 혹은 다이얼 게이지 등을 장착해도 된다.

다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 에 대해서는, 유입구 (5) 로부터 다이 (100) 내에 유입되는 수지 조성물을, 다이 (100) 의 내부에 체류시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 이 슬릿 폭 (t) 이 너무 좁아, 다이 내 압력이 상승한 경우, 이른바 크램쉘 현상이 발생한다. 이 현상 등에 의해, 다이 립 토출구 (7) 의 폭 방향의 부위 사이에 있어서 다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 의 최대차가 커지면, 얻어지는 열경화성 수지 발포판의 폭 방향의 두께 불균일이 커져, 양품을 채취하는 것이 곤란해진다. 대책으로서는, 다이 (100) 본체 (예를 들어, 다이판) 의 강성을 높이는 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 다이 (100) 내에 유입시키는 수지 조성물의 상류측의 유로에 대해서는, 다이 (100) 의 폭이 넓은 경우라도 다이 (100) 내에서 수지 조성물을 체류시킴으로써 평준화 효과를 실효성 있도록 한다는 관점에서, 표면재 상의 주행 방향에 대해 직교 방향으로 어느 정도 분산 (복수 분배) 시키고 나서 다이 (100) 내에 유입시킨다. 또한, 복수 분배의 방법에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 그 유입구 (5) 의 간격은, 등간격인 것이 바람직하지만, 유입구 (5) 의 개구 면적이나 수지의 점도 등의 조건에 따라서는, 반드시 등간격일 필요도 없고, 표면재 상의 주행 방향에 대해 직교 방향으로 수지 조성물을 어느 정도 분산할 수 있으면 된다.

본 발명에서 얻어지는 열경화성 수지 발포판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 혼합기로부터 공급되는 수지 조성물 유량, 및 다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 을 조정함으로써 변경할 수 있다. 발포판을 폭 방향으로 균일 두께로 하기 위해서는, 다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 과, 수지 조성물의 흐름 방향의 다이 (100) 의 길이 (복수 분배된 유로가 다이 (100) 내부에 공급되는 위치 (유입구 (5) 의 위치) 로부터, 다이 립 토출구 (7) 의 위치까지의 최단 거리. 이하, 간단히 「다이의 길이」라고 표기한다) (D) 는, 5≤D/t≤1200 을 만족하는 것이 바람직하고, 8≤D/t≤1000 이 보다 바람직하고, 15≤D/t≤500 이 특히 바람직하다.

다이 배면 (3) 의 단면 형상을 대략 원호 형상으로 하는 등 하여, D 를 일의적으로 결정할 수 없는 경우에는, 다이 (100) 의 길이 (복수 분배된 유로가 다이 (100) 내부에 공급되는 위치 (유입구 (5) 의 위치) 로부터, 다이 립 토출구 (7) 의 위치까지의 각각의 최단 거리) (D) 가 상기 서술한 식을 만족하는 것이 바람직하다.

또, 발포판을 폭 방향으로 균일 두께로 하기 위해서는, 수지 조성물 유량, 다이 립 토출구 (7) 의 슬릿 폭 (t) 외에, 다이 (100) 의 길이 (D) 등을 조정하고, 다이 내 압력을 조정함으로써 원하는 두께 정밀도의 발포체 제품을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 수지 조성물의 다이 내 압력을, 다이 립 토출구 (7) 의 폭 방향 중앙부로부터 h=10 mm 상류측의 위치 (6) 에 있어서 0.002 MPa 이상 0.1 MPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.003 MPa 이상 0.085 MPa 이하가 보다 바람직하다. 다이 내 압력이 너무 높으면 (예를 들어 0.1 MPa 를 초과하면), 다이 립 토출구 (7) 로부터의 수지 조성물의 유속 (선속) 이 커져, 수지 조성물의 토출이, 특히 다이 립 토출구 (7) 의 폭 (L) 방향 양단 부근에 있어서 불안정해지기 쉬워, 열경화성 수지 발포판 양단부의 형상이 부정형이 되기 쉬운 경향이 있다. 또한 이 경우, 다이 립 토출구 (7) 주변에 스케일이 부착하기 쉽고, 발포판 두께에 영향을 미치는 경우도 있다. 한편, 다이 내 압력이 너무 낮으면 (예를 들어 0.002 MPa 미만), 체류에 의한 평준화 효과를 높이기 어렵기 때문에, 폭 방향으로 균일 두께의 발포판을 장시간 안정적으로 얻기 어려워지는 경향이 있다.

사용 목적에 따라 상이하지만, 얻어지는 발포판의 폭 방향의 최대 두께 차이는, 2.0 mm 이내인 것이 바람직하고, 1.0 mm 이내인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 특징은, 유입구 (5) 에 있어서 다이 립 토출구 (7) 의 폭 (L) 방향으로 분산되도록, 다이 (100) 내에 유입하는 수지 조성물을, 다이 (100) 내에 일단 모은 후에, 다이 (100) 의 폭 방향으로 일정하게 평준화하면서 다이 립 토출구 (7) 로부터 토출시키는 점에 있다. 이 방법에 있어서는, 운전 초기 (예를 들어 운전 개시부터 3 시간 후) 에는, 폭 방향으로 균일 두께의 열경화성 수지 발포판을 얻을 수 있는 데다, 폭 방향의 밀도도 동일하게 균일해진다. 또, 장시간 운전 후 (예를 들어 운전 개시부터 10 시간 후) 에 있어서도, 동일하게 균일 두께의 발포판을 얻을 수 있다. 이 방법에 의하면 열경화성 수지 특유의, 운전 중의 반응 진행에 의한 유입로의 스케일 오염 등에 의한 토출 유량차에 수반하여 유입구 (5) 로부터 다이 (100) 내로의 수지 조성물의 유입량에 편차가 발생하더라도, 다이 (100) 내에서 체류하여 평준화됨으로써 토출량이 일정해지므로, 장시간 안정적으로, 폭 방향으로 균일 두께의 열경화성 수지 발포판을 얻을 수 있게 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 다이 립 토출구 (7) 를 하나의 직사각형 형상으로 형성한 경우에는, 일반적인 복수의 토출 노즐의 사용시에 보여지는, 발포체 제품 (열경화성 수지 발포판) (200) 의 폭 방향 단면의 두께 방향으로 신장한 복수의 줄무늬 형상 자국 (a) (복수 유로에 의해 토출된 수지 조성물의 접합 자국 ; 도 4 참조) 는 확인되지 않아, 외관상 우수하다는 점을 들 수 있다. 또한, 두께 방향의 밀도 불균일이 적고, 두께 방향으로 균일한 밀도 분포로 되어 있기 때문에, 두께 방향에서의 국부적인 강도의 떨어짐이 없고, 보다 압축 강도가 높은 발포체 제품을 얻을 수 있다. 또한, 본 방법에 의해 제조한 발포체 제품을 두께 방향에 있어서 복수 장으로 절단한 슬라이스품은, 종래의 제조법에 의해 얻어지는 열경화성 수지 발포판을 슬라이스한 물품과 비교하여, 슬라이스품간의 밀도차가 작고, 슬라이스품은 휨에 의한 변형이 잘 일어나지 않는다. 따라서, 본 방법에 의해 제조된 발포판을 두께 방향으로 슬라이스하여, 균등한 발포판 제품으로서 다수 장 취할 수도 있게 된다. 이 슬라이스품에는, 목적에 따라, 슬라이스 후에 표면재를 부착하여, 표면재 부착의 발포판 제품으로 해도 된다.

실시예

다음으로, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 이하에, 열경화성 수지의 일례로서 페놀 수지를 예로 들어 설명한다.

<페놀 수지의 합성>

반응기에 52 중량% 포름알데히드 3500 kg 과 99 중량% 페놀 2510 kg 을 주입하고, 프로펠라 회전식 교반기에 의해 교반하고, 온도 조절기에 의해 반응기 내부 액온도를 40 ℃ 로 조정하였다. 이어서 50 중량% 수산화 나트륨 수용액을 첨가하면서 승온시켜 반응을 실시하게 하였다. 오스트 발트 점도가 60 센치스톡스 (=60×10^-6 ㎡/s, 25 ℃ 에 있어서의 측정값) 에 도달한 단계에서, 반응액을 냉각시키고, 우레아를 570 kg (포름알데히드 주입량의 15 몰% 에 상당) 첨가하였다. 그 후, 반응액을 30 ℃ 까지 냉각시키고, 파라톨루엔술폰산 1수화물의 50 중량% 수용액에서 pH 를 6.4 로 중화시켰다.

이 반응액을, 60 ℃ 에서 탈수 처리하여 점도를 측정했는데, 40 ℃ 에 있어서의 점도는 5,800 mPa?s 였다. 이것을 페놀 수지 A-U 로 한다.

(실시예 1)

페놀 수지 A-U : 100 중량부에 대해, 계면활성제로서 에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드의 블록 공중합체 (BASF 제조, 풀로닉 F-127) 를 2.0 중량부의 비율로 혼합하였다. 이 페놀 수지 100 중량부에 대해, 발포제로서 이소펜탄 50 중량% 와 이소부탄 50 중량% 의 혼합물 7 중량부, 산경화 촉매로서 자일렌술폰산 80 중량% 와 디에틸렌글리콜 20 중량% 의 혼합물 11 중량부로 이루어지는 수지 조성물을 25 ℃ 로 온도 조절한 혼합기에, 혼합 후의 수지 유량이 52 kg/hr 이 되도록 공급하였다. 혼합부로부터 전용 토너먼트식 분배관에서 16 으로 분배됨과 함께 다이 (상면, 하면, 양측면, 배면, 전면으로 이루어지는 6 개의 면으로 구성되어 토출측이 되는 전면에는 다이 립 토출구가 형성되고, 유입측에 해당하는 배면에는 혼합부로부터 복수 분배된 유로가 접속된 다이. 재질 ; SUS 304, 다이 립 토출구 폭 ; L=1000 mm, 다이의 길이 ; D=150 mm, 다이 립 토출구의 슬릿 폭 ; t=4.0 mm) 의 유입구에 소정 간격으로 접속된 유로로부터, 다이 내에 수지 조성물을 유입시켰다. 다이 립 토출구로부터 그 수지 조성물을 판 형상으로 토출시켜, 이동하는 하표면재 상에 공급하였다. 또, 다이 상면의, 다이 립 토출구의 폭 방향 중앙부의 다이 립 토출구로부터 10 mm 상류측의 위치에 압력 센서를 장착하였다.

표면재로서는 폴리에스테르제 부직포 (아사히 카세이 섬유 (주) 제조 「스판본드 E05030」, 칭량 30 g/㎡, 두께 0.15 mm) 를 사용하였다.

하표면재 상에 공급한 수지 조성물을 상표면재로 피복한 후, 상하 표면재 사이에 끼워넣듯이 하여, 85 ℃ 의 슬랫형 더블 컨베이어에 보내고, 15 분의 체류 시간으로 경화시킨 후, 110 ℃ 의 오븐에서 2 시간 가열하여 발포판을 얻었다.

(실시예 2)

다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 1.5 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 3)

다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 0.3 mm 로 하고, 다이의 길이 (D) 를 300 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 4)

다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 10.0 mm 로 하고, 다이의 길이 (D) 를 50 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 5)

혼합기로부터 공급되는 수지 유량을 156 kg/hr 로 변경하고, 슬랫형 더블 컨베이어 온도를 68 ℃, 체류 시간을 50 분으로 하고, 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 7.0 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 6)

혼합기로부터 전용 토너먼트식 분배관에서 분배된 8 개의 유로를, 다이의 유입구에 접속한 장치를 사용하여 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 2.0 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 7)

복수 분배된 유로를, 다수의 구멍이 직관의 파이프에 일렬로 형성된, 이른바 빗살형 노즐에 의한 방법으로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 8)

다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 0.2 mm 로 하고, 다이의 길이 (D) 를 300 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(실시예 9)

다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 을 12.0 mm 로 하고, 다이의 길이 (D) 를 50 mm 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

(비교예 1)

다이를 사용하지 않고, 직접, 전용 토너먼트식 분배관으로부터 하표면재에 수지 조성물을 토출하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 발포판을 얻었다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물의 특성과 얻어지는 발포판의 평가 방법에 관해서 설명한다.

〔수지 조성물의 점도〕

회전 점토계 (토키 산업 (주) 제조, R-100 형, 로터부는 3°×R-14) 를 사용하고, 40 ℃ 에서 3 분간 안정시킨 후의 측정값으로 하였다.

〔발포판의 밀도〕

가로세로 20 cm 발포판을 시료로 하고, 이 시료의 표면재를 제거하여 중량과 외관 용적을 측정하여 구한 값으로서, JIS-K-7222 에 따라 측정하였다.

〔발포판의 독립 기포율〕

발포판으로부터 직경 35 mm ～ 36 mm 의 원통 시료를 코르크 볼러로 도려내고, 높이 30 mm ～ 40 mm 로 가지런히 절단한 후, 공기 비교식 비중계 (토쿄 사이언스사 제조, 1,000 형) 의 표준 사용 방법에 따라 시료 용적을 측정한다. 그 시료 용적으로부터, 시료 중량과 수지 밀도로부터 계산한 기포벽의 용적을 뺀 값을, 시료의 바깥 치수로부터 계산한 외관 용적으로 나눈 값을 독립 기포율로 하고, ASTM-D-2856 에 따라 측정하였다. 여기서 페놀 수지의 경우, 그 밀도는 1.3 k/ℓ 로 하였다.

〔발포판의 열전도율〕

가로세로 200 mm 발포판을 시료로 하고, 저온판 5 ℃, 고온판 35 ℃ 에서 JIS-A-1412 의 평판 열류계법에 따라 측정하였다.

〔발포판 폭 방향 단면의 줄무늬 형상 자국의 유무〕

발포판의 폭 방향의 단면에 있어서의, 두께 방향으로 신장한 복수의 줄무늬 형상 자국 (복수 유로에 의해 토출된 수지 조성물의 접합 자국 ; 도 4 참조) 의 유무를 육안으로 평가하였다.

〔발포판의 폭 방향 두께 측정〕

얻어진 발포판의 폭을 측정하고, 폭 방향의 중심 위치를 결정한다. 이 중심 위치로부터 폭 방향 단부측에 20 mm 간격으로 양측 모두 마킹을 실시한다. 마킹된 위치의 두께를 버니어 캘리퍼스로 측정하고, 평균 두께와 폭 방향의 최대두께 차이를 구하였다. 또한, 측정은, 운전 개시로부터 3 시간 후, 10 시간 후, 및 20 시간 후에 얻어진 발포판에 대해 각각 실시하였다.

〔종합 평가〕

얻어진 발포체 제품의 물성에 대해, 3 단계 평가를 실시하였다.

◎ ; 운전 개시부터 20 시간 이상 계속하여 두께 불균일이 0.8 mm 이내의 양품을 채취할 수 있었다.

○ ; 운전 개시부터 20 시간 이상 계속하여 두께 불균일이 1.0 mm 이내의 양품을 채취할 수 있었다.

△ ; 운전 개시부터 10 시간 이상 계속하여 두께 불균일이 1.0 mm 이내의 양품을 채취할 수 있었다.

× ; 운전 개시부터 3 시간 이상 계속하여 두께 불균일이 1.0 mm 이내의 양품을 채취할 수 있었지만, 10 시간 이상 계속하여 두께 불균일이 1.0 mm 이내의 양품을 얻을 수 없었다.

상기 실시예, 및 비교예에 사용한, 수지 조성물 유량, 혼합기로부터의 유로수 (유로와 접속 고정된 유입구의 수), 다이 립 토출구 간격, 다이 내 압력, 및 얻어진 발포판의 평가 결과 (언급이 없는 한, 모두 경화 촉매를 첨가하여 연속적으로 생산을 개시하고 나서 (운전 개시), 20 시간 후의 평가 결과) 를 표 1, 2 에 나타낸다.

산업상 이용 가능성

본 발명에 의한 발포판은 건축물의 단열재 등에 사용된다.

1…다이 상면, 2…다이 하면, 3…다이 배면, 4…다이 측면, 5…유입구, 6…압력 센서 장착 위치, 7…다이 립 토출구, 10…다이 전면, 100…다이, 200…발포체 제품 (열경화성 수지 발포판), L…다이 립 토출구 폭, D…수지 조성물의 흐름 방향의 다이의 길이, t…다이 립 토출구의 슬릿 폭, X…발포체 제품의 흐름 방향, Y…발포체 제품의 폭 방향, a…줄무늬 형상 자국.

Claims

적어도 열경화성 수지, 발포제, 및 경화제가 혼합된 수지 조성물을, 표면재 상에 토출하여 발포 및 경화시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법으로서,
상기 수지 조성물을, 복수 분배된 유로에 의해, 다이의 복수의 유입구로부터 그 다이의 내부에 공급하여 체류시키고, 다이 립 토출구로부터 상기 수지 조성물을 상기 표면재에 판 형상으로 토출시키는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 다이 립 토출구의 슬릿 폭 (t) 과, 상기 수지 조성물의 흐름 방향의 다이의 길이 (D) 는, 5≤D/t≤1200 을 만족하는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 조성물의 다이 내 압력을, 상기 다이 립 토출구의 폭 방향 중앙부로부터 10 mm 상류측의 위치에서 0.002 MPa 이상 0.1 MPa 이하로 하는 열경화성 수지 발포판의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열경화성 수지는, 페놀 수지인 열경화성 수지 발포판의 제조 방법.