NO320278B1

NO320278B1 - Laminerte skummede plater av fenolharpiks og fremstilling derav

Info

Publication number: NO320278B1
Application number: NO20003953A
Authority: NO
Inventors: Takayasu Watanabe; William George Kipp
Original assignee: Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2005-11-21
Also published as: NZ505923A; NO20003953D0; JP3837226B2; AU2584099A; NO20003953L; EP1056580A1; DE69908907T2; JPH11216830A; ATE243100T1; CA2318954C; CN1289285A; DE69908907D1; WO1999039891A1; CA2318954A1; CN1152772C; EP1056580B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et laminat av skummet fenolharpiks med betydelig forbedret overflateflathet, bøyeelastisitetsmodul i lengderetning, bøyestyrke og fleksibilitet, og som har utmerkede konstruksjonsytelser og adiabatisk evne, samt en fremgangsmåte for kontinuerlig støping derav.

Det er kjent en metode der en surfaktant, et slcummingsmiddel og en katalysator settes til og blandes til en fenolharpiks, og den blandede blanding kontinuerlig helles ut på et materiale med løpende flate, så belegges med et øvre overflatemateriale, og der det fremstilles et laminatlegeme av skummet fenolharpiks ved føring gjennom en dobbelt transportør av lamelltypen eller en endeløs beltetransportør. I japansk Kokai-søknad nr. Sho 59[1984]-24639, vises det en fremgangsmåte for fremstilling av et legeme av skummet fenolharpiks ved å legge den i form av sandwich mellom valser, og i japansk Kokai-søknad nr. Sho 59[1984]-24639, beskrives det en fremgangsmåte for fremstilling av et legeme av en skummet fenolharpiks ved hjelp av en transportør i en form der en lamelltype transportør er integrert med en endeløs beltetransportør.

Fordi dobbelttransportør av lamelltypen har en struktur med et sterkt mekanisk gripetrykk sammenlignet med den endeløse beltetransportør er trykkjusteringen av det skummede legemet i skummingsprosessen lett. Ut fra dette faktum antas det å ha en fordel der de gunstige egenskaper for det skummede legemet, for eksempel uavhengig skummingsgrad, lett oppnås. I japansk Kokai nr. Sho 57[1982]-91244, beskrives det en fremgangsmåte for fremstilling av et fenolskum ved en lamelltype dobbelttransportør.

FR 2 456 180 beskriver en selvbærende komposittplate som består av en flanke laget av et fenolskummet materiale som holdes ved hjelp av bjelker eller stang, og som er omgitt av et felles omslag av en vanntett og strekket film.

Det er kjent at det skummede fenolharpikslegeme med en meget uavhengig skummingsgrad er en utmerket isolator med en meget lav varmekonduktivitet. I japansk Kokai nr. Hei 1 [1989]-138244, beskrives det en metode for fremstilling av et legeme av skummet fenolharpiks med lukkede celler inkludert en prosess som former en blanding av en substans valgt fra gruppen lawiskositetsresol, urea og dicyandiamid, og en surfaktant, og der man blander blandingen med et skummingsmiddel og en katalysator. I dokumentets eksempel 7 viser den adiabatiske ytelse av det ureamodifiserte, skummede fenolharpikslegeme utmerket aldringsegenskap. med andre ord er det vist at den utmerkede adiabatiske ytelse bibeholdes i lang tid.

Når imidlertid et fleksibelt flatedekk-materiale (nonwowen-tekstil bestående av glassfibre), benyttes som et flatedekningsmateriale ved fremgangsmåten som benytter lamelltype-transportøren, forblir det spor av apparaturen på produkt, noe som ikke er gunstig og dette er antydet som et ikke akseptabelt problem i Japan ("Recent Trends in Chemistry of Phenol Foams, Vol. 38, No. 2, ss.50-59,1987). Lamellspor-problemet er et flapping- eller nivådifferansefenomen som så og si periodisk sees i løperetningen, og som vist i figur 4 (i begge eksempler vist i de øvre og nedre diagrammer er lamellbredden 15 cm; nivåforskjellen og flappingen forårsakes tilsvarende lamellbredden), mens mønsteret varierer. Det antas at grunnen til problemet er at hver lamell i transportøren av lamelltypen ikke kan eliminere nivåforskjellen ved den endelige dimensjonering, eller fordi lamellsporene dannes i gapene, mellom lamellene der skumtrykket varierer sterkt under skummingsprosessen.

Problemet med overflateflatheten for det skummede legemet er ikke begrenset til problemet med produktkvaliteten og hvis problemet er alvorlig genereres det et tomromssjikt (luftsjikt) mellom isolatoren (det skummede legemet) og det arkformede materialet av annen type (for eksempel konstruksjonsmaterialplater og så videre) i kontakt med overflaten. Dette blir et luftsirkulerende sjikt og hindrer den adiabatiske effekt og det foreligger også en mulighet for at materialet med utmerkede adiabatiske egenskaper som det skummede legeme ikke kan gi tilstrekkelig ytelse.

Når det videre benyttes et fleksibelt overflatemateriale har det skummede fenolharpikslegeme-laminat en tendens til bøying og det er vanskeligheter ved behandling ved konstruksjonsformål når det benyttes som konstruksjonsmateriale. Når det skummede laminatlegeme benyttes som arkformet isolator benyttes det som regel en størrelse på 90 cm bredde og 180 cm lengde, nemlig standarddimensjoner for konstruksjonsmaterialer, slik at laminatet som regel behandles i langstrakt form i lengderetning. Av denne grunn kan særlig bøying i lengderetning forårsake problemer.

Foreliggende oppfinnelse løser disse problemer og formålet er å tilveiebringe et laminat av et skummet fenolharpikslegeme der overflateflatheten sterkt forbedres ved bruk av en dobbelttransportør av lamelltypen, der lamellsporene ikke er distinkte og der bøye-elastisitetsmodulen i lengderetningen, bøyestyrken samt bøyingen er forbedret, samt en fremgangsmåte for fremstilling derav.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt et skummet fenolharpikslaminat som angitt i innledningen til det medfølgende krav 1. Det skummede fenolharpikslaminatet er således kjennetegnet ved at laminatet har et forhold mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengde innretningen Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredde- retningen Etd på 1,6 til 2,8. Foretrukne trekk ved det skummede fenolharpikslaminatet ifølge oppfinnelsen fremgår av det medfølgende uselvstendige kravet 2.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av et skummet fenolharpikslaminat som angitt i innledningen til krav 3. Fremgangsmåten er således kjennetegnet ved å strekke laminatet i lengde (maskin)retningen før herding av skummet er ferdig. Foretrakkede trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende uselvstendige kravene 4 og 5. Figur 1 er en fremstillingsapparatur benyttet ved fremgangsmåten for fremstilling av et modifisert skummet fenolharpikslegeme ifølge oppfinnelsen; Figur 2 viser overflateflatheten av de skummede legemer ifølge oppfinnelsen og en konvensjonell metode.

Nøkkel:

1. Blander og mater

2. Nedre overflatemateriale

3. Øvre overflatemateriale

4. Dobbeltransportør av lamelltypen

5. Strekkapparatur for skummet legeme (andre dobbeltransportør)

6. Kasse for opprettholdelse av temperaturen

7. Kasse for å opprettholde temperaturen av en strukket del

8. Kutter

9. Skummet legeme

Figur 3 viser strekkegraden og forholdet bøye-elastisitetsmodul i lengderetning: bøye-elastisitetsmodul i breddereming; og Figur 4 viser opptredenen for det skummede legeme ifølge den konvensjonelle metode (skråriss).

Oppfinnelsen er som følger:

1) Skummet fenolharpikslaminat bestående av en kjerne av en skummet fenolharpiks og et fleksibelt flatemateriale festet uten adhesiv til begge flater derav, der laminatet har et forhold mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengde innretningen Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredde- retningen Etd på 1,6 til 2,8. 2) Skummet fenolharpikslaminat der fenolharpiksen inneholder minst en av urea, dicyandiamid og melamin. 3) Fremstillingsmåte for fremstilling av et skummet fenolharpikslaminat ifølge krav 1 eller 2 omfattende å blande sammen en fenolharpiks, en surfaktant, et skummingsmiddel og en katalysator for derved å danne en skummende blanding, å bringe den skummende blanding på et fleksibelt flatemateriale, å belegge den øvre overflate av den skummende blanding med et fleksibelt flatemateriale, å føre det resulterende laminat gjennom et lamelltypedobbelttransportrørsystem og strekking av laminatet i lengde (maskin)retningen før herding av skummet er ferdig. 4) Fremstilling av laminatet av skummet fenolharpikslegeme der laminatet strekkes 4-12 %. 5) Fremstilling av laminat av skummet fenolharpikslegeme der strekkingen gjennomføres av dobbelttransportøren av lamelltype.

Den største forskjell mellom opprinnelsen og den kjente teknikk er at forholdet Emd:Etd for bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning Etd var ca. høyst 1,5 i laminatet av skummet fenolharpikslegeme ifølge kjent teknikk mens forholdet Emd:Ejd er 1,6 til 2,8 i oppfinnelsens laminat av skummet fenolharpikslegeme.

Den største forskjell ved fremstillingsmetoden mellom foreliggende oppfinnelse og den kjente teknikk er at skummingen og formingen gjennomføres kun ved en første dobbelttransportør i den kjente teknikk mens oppfinnelsen omfatter at det etter en primær skumming og forming med en første transportør gjennomføres en sekundær forming ved strekking i bevegelsesretningen i et trinn før fullføring av herdingen (med en andre dobbelttransportør og så videre).

Rollen for oppfinnelsens konstitusjonelle krav og som er forskjellig fra den ovenfor nevnte kjente teknikk, er en betydelig forbedring av overflateflatheten, en forbedring av bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og styrken for laminatet av skummet fenolharpikslegeme, en forbedring av bøyingen, og en stor forbedring av behandlings-egenskapene under anvendelse ved bygging osv.

Laminatet av skummet fenolharpikslegeme ifølge oppfinnelsen må ha et Emd:Etd i området 1,6-2.8. De virkninger som utøves av forholdet mellom bøyeelastisitets-modulen i lengderetning og bredderetning på vanskeligheten for bøying av det skummede laminat og lettheten ved behandling av dette laminat, forklares nedenfor. Når for eksempel et skummet laminatlegeme med en bredde på 90 cm og en lengde på 180 cm behandles, holdes den i to ender i bredderetning for behandling. I dette tilfelle har imidlertid det skummede laminatlegeme en tendens til en viss bøying i bredderetning. Når laminatet holdes i to ender i bredderetning, bøyer det skummede laminatlegeme seg litt i bredderetning og blir et bueformet laminat. Videre kan det skummede laminatlegeme lett holdes med begge hender og er meget hårdt å bøye i lengderetning.

Med andre ord, hvis forholdet i EMd:Etd for bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning Emd og i bredderetning Etd er høy, kan det skummede laminatlegeme lett håndteres og er fort å bøye i lengderetning. For det konvensjonelle skummede fenolharpikslaminatlegeme som dannes ved binding av fleksible overflatematerialer, er forholdet Emd^Etd for bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning Emd til den i bredderetning Etd ikke mer enn 1,5, hvor laminatet har en tendens til bøying i lengderetning. Dette er en mangel. På den annen side og i henhold til de forskningsresultater som oppnås av foreliggende oppfinnere, blir, når verdien for Emd:Etd er 1,6 eller større, laminatet meget hårdere å bøye i lengderetning under montering. Imidlertid kan verdien av Emd:Etd ikke overskride 2,8, fordi bøyingen i bredderetning blir et problem når verdien av Emd^Etd ikke kan overskride 2,8. Det er foretrukket at verdien av Emd^Etd ligger i området 1,8 - 2,4. Bøyeelastisitetsmodulen Emd i lengderetning bør være 220 kg/cm<2 >eller derover, eller fortrinnsvis 240 kg/cm<2> eller større, ikke bare i det tilfelle når laminatet holdes i de to ender i bredderetning, men også ut fra et generelt håndterings-synspunkt. Bøyeelastisitetsmodulen Etd i bredderetning bør være 80 kg/cm<2> eller større og fortrinnsvis 120 kg/cm2 større ut fra det samme synspunkt med henblikk på generell håndtering. Videre bør bøyestyrken (flexural strenght) i lengderetning være 4,9 kg/cm<2 >eller høyere, fortrinnsvis 5,2 kg/cm<2> eller høyere, for å forhindre bøyebrudd under generell håndtering.

Fenolharpiksen som benyttes ifølge oppfinnelsen er en resolfenolharpiks som fremstilles ved å omsette råstoffene, dvs. fenol og formaldehyd, med hverandre i nærvær av en basisk katalysator. For å oppnå en relativt lav reaksjonshastighet i skumme- og herdingsprosess, og for å redusere forringelsen over tid i den adiabatiske funksjon av produktet, er det foretrukket å benytte en modifisert fenolharpiks inneholdende urea og/eller dicyandiamid og melamin ifølge oppfinnelsen. Med den ovenfor nevnte fenolharpiks benyttet som kjernemateriale tildannes det skummede laminatlegeme ifølge oppfinnelsen ved å binde et fleksibelt overflatemateriale til begge sider av kjernematerialet uten å benytte noe adhesivsjikt.

Eksempler på de fleksible overflatematerialer som kan benyttes ifølge oppfinnelsen omfatter nonwoven tekstiler av polyester, nylon, polypropylen, osv., woven tekstiler, glassfiber nonwoven tekstiler, kalsiumhydroksydpapir, aluminiumoksydpapir, magnesiumsilikatpapir og andre typer uorganisk fiberpapir, så vel som kraftpapir og andre typer papir. Generelt blir det fleksible overflatemateriale tilveiebragt i form av en rull.

Blant de ovenfor nevnte fleksible overflatematerialer er nonwoven tekstil, woven tekstil og uorganisk fiberpapir med en fiberappretur av (sic) foretrukket ut fra adhesivstyrken mellom overflatemateriale og det skummede legeme. Særlig er det syntetiske fiber nonwoven tekstil og papir mest foretrukket fordi de er rimelige og kan gjøre det skummede laminatlegeme lett å håndtere. Videre er nonwoven tekstil med en fiberdimensjon på 18 um eller mindre foretrukket, for å forhindre eksudering av den skummede fenolharpiks, og uorganisk fiberpapir med en fiberdimensjon på (sic). Videre og for å gjøre overflatematerialet lett å håndtere i fremstillingsprosessen, og i betraktning av bøyestivheten for produktet, er det foretrukket at basisvekten ligger i området 20 - 400 g/cm<2>.

Det er foretrukket at tykkelsen av overflatematerialet ligger i området 0,1-1 mm.

Selv om det ikke er noen spesielle begrensninger på tykkelsen av kjernematerialet som er fremstilt av den ovenfor nevnte fenolharpiks, er det foretrukket at kjernematerialet har en tykkelse i størrelsesorden 3-150 mm, fordi dette hovedsakelig vil benyttes som et adiabatisk materiale. Videre er densiteten fortrinnsvis i området 20-100 g/m<3>.

Fig. 1 viser et eksempel på differensen i overflateform for de skummede legemer som dannes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og den konvensjonelle metode. Abscissen antyder posisjonen av det skummede legeme i lengderetning og ordinaten indikerer den målte høyde (tykkelse) for det skummede legeme i denne posisjon. I denne måling av tykkelsen av det skummede legeme blir det skummede legeme skåret

til ca. (preces) 1,1 m bredde og ca. 1,2 m lengde og plassert på et bord med flat overflate og høyden av den sentrale del av bredderetningen ble målt i lengderetning. Som metode for måling av høyden, ble først porsjoner på 12,5 cm målt med intervaller på 2,5 cm, og

2,5 cm av delen med en alvorlig flappingform (lamellspor) tilsvarende skjøtene av lamellene, målt i intervaller på 1/6 " (målt over 76,2 cm) som total lengde. Tykkelsen ble målt under en trekkraft på 5 g ved bruk av en viser med en spiss med en kolonneformet flat bunnform med en diameter på 1,5 mm). Slik det fremgår av fig. 1 og sammenlignet med det skummede legeme som fremstilles ved den konvensjonelle metode, viser det modifiserte, skummede plateformede laminerte fenolharpikslegeme som er fremstilt ved oppfinnelsens fremgangsmåte, en signifikant forbedring av overflatelfatheten. Tykkelses variasjon for det konvensjonelt skummede legeme er 26,0 - 28,5 mm, mens tykkelsesvariasjonen ifølge oppfinnelsen er forbedret til 27,1 - 27,8 mm. I betraktning av utseendet av det skummede laminatlegeme og for å redusere gapet som dannes mellom det skummede laminatlegeme og veggen eller paneloverflaten når det skummede laminatlegeme benyttes som et adiabasisk materiale, er overflatelfatheten målt ved en metode som skal forklares nedenfor, fortrinnsvis 0,4 mm eller mindre.

Nedenfor skal fremstillingsmetoden for det skummede laminatlegeme ifølge oppfinnelsen forklares.

Fig. 2 forklarer metoden for fremstilling av et modifisert skummet fenolharpikslegeme ifølge oppfinnelsen og en fremstillingsapparatur benyttet ved fremgangsmåten. 1 er en apparatur som blander fenolharpiks, skumningsmiddel og sur katalysator ved hjelp av en blanding, og mater den skummede fenolharpiks til et flatemateriale. 2 og 3 er det kontinuerlig løpende nedre overflatemateriale og øvre overflatemateriale. 4 er en lamelltype dobbeltransportør bestående av metallplater osv., kjørt med en fast hastighet i pilens retning. Lamelltype transportøren 4 har rollen som skummer og herder under forming til en på forhånd bestemt tykkelse, ved oppvarming av en kontinuerlig ført skummede fenolharpiks (varmeinnretningen er ikke vist i figuren). 5 er en apparatur som griper et kontinuerlig baneformet skummet legeme F som er ført gjennom den ovenfor nevnte lamelltype dobbeltransportør 4 og strekker denne i på forhånd beskrevet grad (heretter kalt den andre dobbeltransportør 5). For på riktig måte å strekke det kontinuerlige baneformede skummede legeme F, er en kasse 7, for å holde temperaturen i den strukkede del og hvis nødvendig også en oppvarmingsinnretning, installert ved utløpsdelen av den ovenfor nevnte lamell dobbeltransportør 4 for å holde det skummede legeme F ved en egnet temperatur (oppvarmingsinnretningen er ikke vist i figuren).

Ved utløpet av transportøren 4 er herdingen av den kontinuerlige skummede bane F så å si ferdig, imidlertid har den en fleksibilitet i en slik grad at en lett deformering er mulig. Det er uønsket å herde legemet 4 til en tilstand i stand til deformering ved utløpet av transportøren 4 fordi strekkingen blir dårlig. Herdetilstanden kan justeres til et ønsket område ved utløpet av transportøren 4 ved på egnet måte å innstille arbeidsbetingelsene, nemlig mengde katalysator og transportørtemperaturen.

Den modifiserte fenolharpiks inneholdende minst en av urea, dicyandiamid og melamin er spesielt foretrukket, fordi herdetilstanden ved utløpet av transportøren 4 lett kan holdes på egnet nivå på grunn av den moderate herdereaktivitet.

For å redusere endringen av tid når det gjelder varmekonduktiviteten for det skummede laminatlegeme, er det nødvendig ytterligere å herde laminatet etter å ha holdt det ved en temperatur i området 160 - 140°C i flere timer (etter herding).

Det kontinuerlige legeme F strekkes ved å sette bevegelseshastigheten for den andre dobbeltransportør 5 høyere enn hastigheten for dobbeltransportøren av lamelltypen, imidlertid er det ønskelig at den andre transportør 5 er i stand til å kontrollere gripetrykket ved hjelp av en trykkregulator ved bruk av lufttrykk, oljetrykk, osv., for å gripe det kontinuerlig, baneformede skummede legeme F med et egnet trykk.

Nedenfor skal sammenhengen mellom strekkehastigheten og forholdet mellom bøyeelastisiteten Emd i lengderetning for laminatet ifølge oppfinnelsen og bøyeelastisiteten i bredderetning Etd forklares.

Fig. 3 viser en forbedring av forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetningen Etd- Abscissen antyder strekkehastigheten og ordinatene antyder bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning Etd- Fra fig. 3 ser man at forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning for det modifiserte, skummede fenolharpikslegeme ifølge oppfinnelsen øker fra 1,5 i ustrukket tilstand til 1,9 ved en 4 %'s strekking og opp til 2,8 ved en 12 %'s strekking, og det oppnås et forbedret skummet legeme som er vanskelig å bøye i lengderetning og som har utmerkede konstruksjonsegenskaper. Hvis verdien Emd : Etd er 1,6 eller mer, er virkningen av bøyevanskeligheten i lengderetning på behandlingstidspunktet distinkt og foretrukket, og hvis verdien for Emd : Etd er mer enn 2,8, forårsaker bøyingen i bredderetning et problem, noe som ikke er ønsket. Strekkgraden ifølge oppfinnelsen er et forhold mellom transporthastigheten for den andre dobbeltransportør og den første transportør av lamelltypen, og uttrykkes ved følgende ligning: strekkegrad = (hastighet for den andre dobbeltransportør/hastighet for lamelltype-transportøren - 1) x 100 (%).

Strekkegraden som benyttes avhenger også av arbeidsbetingelsene som temperaturen i den første ovn, imidlertid settes den fortrinnsvis til 4 - 12 %. Hvis strekkgraden er mindre enn 4, vil forbedringen av overflateflatheten som er strekkeeffekten, og forbedringen av bøyeelastisitetsmodulen i lengderetningen Emd og bøyeelastisitets-modulen i bredderetningen Etd enkelte ganger utilstrekkelig. Hvis videre strekkegraden er for mye ut over 12 %, blir tverrsnittet for flatematerialet enkelte ganger brutt, noe som heller ikke er å foretrekke. Det er mer foretrukket at strekkegraden ligger i området 4-8%.

Selv om det ikke er noen spesiell begrensning på transporthastigheten for den ovenfor nevnte første transportør av lamelltypen, er den fortrinnsvis i området 1-80 m/minutt ut fra et produksjonseffektivitetssynspunkt. Selv om det ikke er noen spesiell begrensning for transporthastigheten for den andre transportør av lamelltypen, ligger denne fortrinnsvis i området 1-90 m/minutt, sett ut fra de samme synspunkter.

Fenolharpiksen som benyttes ifølge oppfinnelsen er en resolfenolharpiks som oppnås ved omsetning av fenol og formaldehyd som utgangsråstoffer i nærvær av en basisk katalysator. Som en mer foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen kan man nevne en modifisert fenolharpiks inneholdende urea og/eller dicyandiamid og melamin.

Basisprosessen for fremstilling av den modifiserte fenolharpiks er som følger:

(i) fremstilling av en resolfenolharpiks ved bruk av fenol og formaldehyd som utgangsråstoffer i nærvær av en basisk katalysator,

(ii) nøytralisering av harpiksen med en syre,

(iii) en prosess for tildanning av en modifisert fenolharpiks ved tilsetning av urea og/eller dicyanamid til den ovenfor nevnte resolharpiks, og

(iv) fjerning av fuktighet ved hjelp av en vakuumstripper eller lignende.

Fenolen og formaldehydet som begge er utgangsråstoffer benyttes mest hensiktsmessig i et molforhold på 1:1,7 til 1:3, og de syntetiseres ved tilsetning av en basisk katalysator som natriumhydroksyd og kaliumhydroksyd og oppvarming til 140°C.

Formaldehydet kan hensiktsmessig benyttes ved en konsentrasjon vanligvis rundt 30-60%.

Mengden urea og/eller dicyandiamid og melamin som tilsettes, og som er modifiserere, ligger fortrinnsvis i området 5-30 mol-% av formaldehydet som er et utgangsråstoff. Hvis mengden urea og/eller dicyandiamid og melamin som tilsettes er mindre enn 5 mol-%, går fordelene ved de utmerkede antialdringskarakteristika for den adiabasiske oppførsel enkelte ganger tapt. Hvis videre mengden urea og/eller dicyandiamid og melamin som tilsettes er mer enn 30 mol-%, vil den mekaniske styrke i det skummede legeme forringes, noe som heller ikke er å foretrekke.

De modifiserende midler kan også tilsettes før og etter nøytralisering, imidlertid er det mest foretrukket å benytte en egnet temperatur og å tillate tilstrekkelig tid for omsetning av fri formaldehyd. Vanligvis er en reaksjonstid på 6 timer tilstrekkelig ved 30°C.

I den modifiserte fenolharpiks blir deretter innholdet av fri fuktighet i harpiksen redusert ved bruk av en vakuumstripper, osv., for å oppnå et egnet område for fuktighetsmengden og viskositeten for skumming. Vanligvis fremstilles harpiksen slik at fuktighetsmengden er rundt 4-10 vekt-% og viskositeten ved 40°C er rundt 4000-40000 eps.

En surfaktant oppløses i den modifiserte fenolharpiks med den ovenfor nevnte fuktighetsgrad og viskositet, og et skummingsmiddel og en herdekatalysator tilsettes og blandes ved hjelp av et blanderhode, hvoretter det hele kontinuerlig helles ut på det undre overflatemateriale som løper gjennom en føring. Når det gjelder tilføring av overflatemateriale, kan man benytte en metode som beveger føringen frem og tilbake loddrett på fremføringsretningen for overflatematerialet, en multiportfordelings-rørmetode eller lignende.

Som surfaktant for anvendelse ifølge oppfinnelsen benyttes det vanligvis en ikkeionisk surfaktant. For eksempel kan silikonsurfaktanter som polydimetylsiloksan, blokk-kopolymerer av etylenoksyd og propylenoksyd, kondensater med alkylfenol som alkylenoksyd og nonylfenol og dodecylfenol, kondensater av alkylenoksyd og risinus-olje samt fettsyreestere som polyoksyetylen-fettsyreester, benyttes. Disse surfaktanter kan benyttes alene eller i kombinasjon av en eller flere.

Som skummingsmiddel som benyttes ifølge oppfinnelsen kan nevnes HFCer som difluormetan (HDC 32), 1,1,1,2-tetrafluoretan (HFC 134a) og 1,1 -difluoretan (HFC 152a), videre HCFCer som 1-klor-1,1-difluoretan (HCF Cl42b), og også hydrokarboner som butan, n-pentan, cyklopentan og isopentan.

Som herdekatalysator som benyttes ifølge oppfinnelsen kan nevnes sure forbindelser som uorganiske og organiske syrer, imidlertid kan aromatiske sulfonsyrer som toluensulfonsyre, xylensulfonsyre og fenolsulfonsyre også benyttes. Som herdehjelpemiddel kan man videre tilsette resorcinol, cresol, o-metylolfenol, p-metylolfenol, osv. Herdekatalysatoren og herdehjelpemidlet kan også fortynnes i et oppløsningsmiddel som dietylenglykol og benyttes.

Den skummende fenolharpiksblanding som er lagt i sandwich mellom de øvre og nedre overflatematerialer, føres gjennom en dobbeltransportør av lamelltypen fulgt av skumming og herding for å oppnå et kontinuerlig, baneformet, skummet legeme. Når imidlertid temperaturen i dobbeltransportøren er under 60°C, kan materialet ikke skummes eller herdes helt ut. Som et resultat blir styrken og varmekonduktiviteten i det skummede laminatlegeme lav. Når på den annen side temperaturen i dobbeltransportøren er høyere enn 110°C, ødelegges cellefilmen i det skummede legeme. Som et resultat forringes varmekonduktiviteten. Som en konsekvens bør temperaturen i dobbeltransportører av lamelltypen ligge i området 60-110°C.

Etter føring gjennom dobbeltransportøren av lamelltype og strekking ved hjelp av den andre dobbeltransportør, blir det kontinuerlige, baneformede, skummede legeme kuttet til ønsket lengde i lengderetning, og så videre herdet i en etterherdingsoperasjon. Når etterherdingstemperaturen er under 60°C, forandres varmekonduktiviteten for det skummede laminatlegeme med tiden, og dimensjonene i legemet forandrer seg signifikant ved en høy temperatur (som 90°C). Når på den annen side etterherdingstemperaturen er høyere enn 140°C, blir det skummede legeme sprøtt og den mekaniske styrke for det skummede laminatlegeme blir lav. Som en konsekvens bør etterherdingstemperaturen ligge i området 60-140°C.

Det skummede laminatlegeme ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet for forskjellige typer adiabatiske bygningsmaterialer fordi den har en lav varmekonduktivitet, høy flamme-resistens, høy varmeresistens, lave røkegenskaper og god bearbeidbarhet.

EKSEMPLER

Oppfinnelsen skal forklares i større detalj nedenfor med anvendelseseksempler og sammenligningseksempler.

Hver målte verdi i anvendelseseksemplene er basert på de følgende metoder:

(1) Overflateflathet.

Et skummet laminat kuttes til en bredde på ca. 1,1 m og lengde ca. 1,2 m, og ble anbrakt på et bord med flat overflate, og høyden av sentrum breddevis ble målt i intervaller vanligvis på ca. 2,5 cm og opp til 12,5 cm i lengderetning. Deretter ble 1" av delen med en alvorlig flappingsform tilsvarende leddene av lamellene, målt i intervaller på 1/6", og 56 punkter ble gjentatte ganger målt over 75 cm som den fulle lengde. På dette tidspunkt ble standardavviket i mm for disse høyverdier antatt som overflateflatheten. Med andre ord:

n: Antall målte punkter (n = 57)

Xj: Høyde ved hver posisjon (mm).

(2) Måling av tykkelsen

Tykkelsen ble målt ved et skyvetrykk på 5 g ved bruk av en dial-gauge med en spiss med en kolonneformet flat bunnform med diameter på 1,5 mm.

(3) Bøyeelastisitetsmodul og bøyestyrke

Målt i henhold til ASTM C 203.

(4) Densitet

Målt i henhold til JIS K 7222. Videre er densiteten for det skummede laminatlegeme den densitet som måles for det skummede legeme etter fjerning av overflatemateriale ved avpeeling.

Anvendelseseksempel 1 og sammenligningseksempel 1

(1) Modifisert fenolharpiksblanding.

3500 kg 52%ig formaldehyd og 2510 kg 99%ig fenol ble chargert til en reaktor, omrørt med et propellrøreverk og væsketemperaturen i reaktoren ble justert til 40°C med en temperaturregulator. Deretter ble det tilsatt 50% vandig NaOH-oppløsning og temperaturen ble hevet under omrøring. Deretter ble reaksjonen gjennomført. Når Ostwald-viskositeten nådde 60 cs (målt verdi ved 25°C), ble reaksjonsoppløsningen avkjølt og 570 kg urea (tilsvarende 15% av mengden tilsatt formaldehyd) ble tilsatt. Deretter ble 50% av en vandig aromatisk sulfonsyreoppløsning tilsatt og nøytralisert, slik at de det ble oppnådd en modifisert fenolharpiks.

Deretter ble den ovenfor nevnte harpiks dehydratisert ved hjelp av en tynnfilm-fordamper inntil mengden fuktighet nådde 6 vekt-%, og det ble oppnådd en harpiks med en viskositet på 600 eps ved 40°C. En 40 vekt-%ig blanding av Pluronic F-127 (etylenoksyd-propylenoksyd-blokkopolymer fra BASF) og Herfoam (transliterering) PI (etoksylert alkylfenol) fra Huntsman Chemical Co.) i et vektforhold på 1:1, ble som surfaktant satt til harpiksen og oppløst, slik at det ble oppnådd en modifisert fenolharpiksblanding.

(2) Fremstilling av et skummet legeme.

Den ovenfor nevnte modifiserte fenolharpiksblanding, skummingsmiddel HCFC 142b og katalysator ble tilveiebragt i den følgende blanding til et blandehode og matet til det undre overflatemateriale i bevegelse gjennom et fleråpnings-fordelingsrør. Videre ble perfluoralkan (3M Pafoamansflide [transliterering] 5050) i en mengde av 2 vektdeler tilsatt som skummingshjelp til skummingsmidlet HCFC 142b.

Modifisert fenolharpiks-sammensetning ved 100 vektdeler

Skummingsmiddel ved 13,5 vektdeler

Katalysator ved 13,3 vektdeler.

Som katalysator ble det benyttet en organosulfonsyreblanding som beskrevet i Japansk Kokai-patentsøknad no. Sho 63[1988]-10642 og som overflatemateriale ble det benyttet en nonwoven tekstil av polyester, Spun Bond ET5030 (fremstilt av Asahi Chemical Industry Co., Ltd., en tsubo på 30 g/m<3>, en tykkelse på 0,15 mm og en fiberdimensjon på 14 nm).

Deretter ble det skummede legeme belagt med den samme type øvre overflatemateriale og matet til dobbeltransportøren av lamelltypen. Bevegelseshastigheten for transportøren ble innstilt til 2,05 m/min., og temperaturen ble holdt ved 80-90°C over hele lengden.

Deretter ble det kontinuerlige skummede legeme som ble ført gjennom dobbeltransportøren grepet vertikalt av en andre dobbeltransportør som vist i fig. 2, og transporthastigheten ble forandret til 2,13 m/min (anvendelseseksempel 1), 2,17 m/min (anvendelseseksempel 2), 2,23 m/min (anvendelseseksempel 3) og 2,30 m/min (anvendelseseksempel 4) (strekningsforhold tilsvarende respektivt 4%, 6%, 9% og 12%). Under hver betingelse ble modifiserte, skummede fenollaminater fremstilt. Strekkingen i bevegelsesretningen ble gjennomført forbi utløpet av dobbeltransportøren av lamelltypen, imidlertid hadde det kontinuerlige, baneformede, skummede legeme ved utløpet av denne transportør en fleksibilitet i en slik grad at den vendte tilbake til utgangsform etter lett pressing med en finger. Herdingen var ikke fullstendig. Videre var det oppnådde skummede legeme i god tilstand uten eksudering av harpiks.

På den annen side ble, i sammenligningseksempel 1, den andre dobbeltransportør holdt i åpen tilstand og det ble fremstilt et kontinuerlig skummet laminat uten ekstrahering. I sammenligningseksempel 2 ble det fremstilt et kontinuerlig skummet laminat som ble trukket av den andre dobbeltransportør, imidlertid ble den andre dobbeltransportør-hastighet satt til 2,09 m/min. I sammenligningseksempel 3 ble transportørhastigheten satt til 2,56 m/min., og det ble på samme måte fremstilt et skummet laminat (strekkegradene tilsvarte respektivt 0%, 2% og 25%). I alle de ovenfor nevnte anvendelseseksempler og sammenligningseksempler var belastningen i den andre dobbeltransportør justert ved hjelp av en luftsylinder slik at det ikke ble lagt for stor belastning på det skummede legeme.

Det kontinuerlige, skummede laminat ble skåret til lengder på 1,9 m ved hjelp av en skjæreinnretning, installert nedstrøms den andre dobbeltransportør, og herdingen ble fullført ved en etterherdingsovn. Etterherdingen ble gjennomført ved gradvis å øke ovnstemperaturen fra romtemperatur til 92°C som vist nedenfor, og herdingen var ferdig i løpet av 4 timer.

Holding ved 75°C i 15 min., deretter:

Holding ved 80°C i 30 min., deretter:

Holding ved 85°C i 30 min., deretter:

Holding ved 92°C i 30 min., og deretter avkjøling til romtemperatur.

Densiteten for det skummede laminatlegeme som ble oppnådd på denne måte var rundt 27 kg/m3 og tykkelsen var rundt 27 mm. Fleksibilitet, noe som betyr formgjenvinning, etter at det skummede legeme etter etterherding ble presset med en finger, ble ikke notert.

Fig. 1 viser overflateformen for et skummet legeme ved en strekningsgrad på 6 %

(anvendelseseksempel 2) og en overflateform av et skummet legeme ved den konvensjonelle metode; man ser at flatheten for overflateformen er markert forbedret ved oppfinnelsens fremstillingsmetode.

Tabell I oppsummerer overflateflatheten, forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning, bøyeelastisitetsmodulen og bøyestyrken for de skummede legemer som oppnås i anvendelseseksemplene 1-5 og sammenligningseksemplene 1-4. Det tilfelle der det skummede legeme ble trukket ut ved hjelp av den andre transportør i sammenligningseksempel 1 tilsvarer den konvensjonelle fremstillingsmetode. I et område for en strekkegrad på 4-12 % forbedres overflateflatheten markert og forholdet mellom bøyeelastisitetsmodul i lengderetning og bøyeelastisitetsmodul i bredderetning økes også til 1,89 - 2,78 sammenlignet med 1,5 når strekkgraden er 0 %. Bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning forbedres også fra 200 kg/cm<3> for laminatet med en strekkegrad på 0 % til 300 kg/cm<3> for laminatet med en strekkegrad på 12 %. Bøyestyrken i lengderetning for bedres likeledes fra 4,8 kg/cm<3> for laminatet med en strekkegrad på 0 % til 5,6 kg/cm<3> for laminatet med en strekkegrad på 12 %. I sammenligningseksempel 2 ble det genererte fenomen der det baneformede skummede legeme ble etterlatt mellom dobbel-transportørene av lamelltypen og den andre dobbeltransportør, og kontinuerlig forming var umulig. Når strekkegraden i sammenligningseksempel 3 ble satt til 25 %, kunne strekkingen av det skummede legeme ikke følges opp, og det skummede legeme frakturerte slik at forming var umulig.

Fig. 3 viser strekkforholdet og forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetriing, for de skummede legemer oppnådd i anvendelseseksemplene 1-4, og sammenligningseksempel 1. Man ser at sammen med strekkforholdet forbedres forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning og det oppnås en vanskelig bøying i lengderetning.

Sammenligningseksempel 4

Eksemplet gjennomføres tilsvarende anvendelseseksempel 1, bortsett fra at det benyttes et aluminiumhydroksydpapir (fremstilt av Awa Papermaking K.K., en tsubo på 140 g/m<2> og en tykkelse på 0,4 mm) som flatemateriale, en setting av mengden i g/min. av den modifiserte fenolharpiks fra anvendelseseksempel 1, skummingsmiddel HCFC 142b, og katalysator brakt til blandehodet som følger, setting av intervallet av lamelltype dobbelttransportøren til 20 mm og setting av strekkforholdet til 0%, og det ble oppnådd et modifisert, skummet fenolharpikslaminatlegeme.

Modifisert fenolharpiksblanding til 100 vektdeler

Skummingsmiddel til 8 vektdeler

Katalysator til 9,5 vektdeler.

Tykkelsen for det skummede laminatlegeme som ble oppnådd var rundt 20 mm, og densiteten var 40 kg/m<3>.

Forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning for det skummede laminatlegeme var rundt 1,2, noe som var utilstrekkelig. Videre var overflateflatheten så dårlig som 0,51 mm. Av utseende var lamellsporene distinkte og produktets kvalitet for dårlig.

Anvendelsesseksempel 5

På samme måte som i eksempel 1, men bortsett fra anvendelsen av et Graft-papir, handelsnavn N-liner fra Honshu Paper Co., Ltd., en tsubo på rundt 120 g/m2 og en tykkelse på 0,2 mm) som flatemateriale, en setting av mengden av den modifiserte fenolharpiks fra anvendelsesseksempel 1, skummingsmiddel HFC 134a og en katalysator brakt til blandehodet som følger, og setting av strekkforholdet til 5 %, ble det oppnådd et modifisert, skummet fenolharpikslaminatlegeme.

Som hjelpemiddel ble det satt per fluoreter (Ausimont fremstilt av USA Co.) "Galden HT-55", i en mengde av 2 vektdeler til skummingsmidlet HFC 134a.

Modifisert fenolharpiksblanding til 100 vektdeler

Skummingsmiddel til 15 vektdeler

Katalysator til 13 vektdeler.

Tykkelsen for det oppnådde skummede laminatlegeme var rundt 27 mm og densiteten var 27 kg/m<3>. Imidlertid var forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning for det skummede laminatlegeme i anvendelsesseksempel 5, 1,86. Bøyingen var vanskelig i lengderetning og håndterings-egenskapene var utmerket. Overflatelfatheten for det skummede laminatlegeme var så god som 0,16 mm. Når det gjaldt utseende, forble noen lamellspor, og produktkvaliteten var utmerket.

For skummede laminatlegemer som er oppnådd ved fremstillingsmetoden ifølge oppfinnelsen er forholdet mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengderetning og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetning høy. Videre er flatheten for overflateformen utmerket og produktkvaliteten er god.

Claims

1. Skummet fenolharpikslaminat bestående av en kjerne (F) av en skummet fenolharpiks og et fleksibelt flatemateriale (2,3) festet uten adhesiv til begge flater derav, karakterisert ved at laminatet har et forhold mellom bøyeelastisitetsmodulen i lengde innretningen Emd og bøyeelastisitetsmodulen i bredderetningen Etd på 1,6 til 2,8.

2. Laminat ifølge krav 1, karakterisert ved at fenolharpiksen inneholder minst en av urea, dicyandiamid og melamin.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av et skummet fenolharpikslaminat ifølge krav 1 eller 2 omfattende å blande sammen en fenolharpiks, en surfaktant, et skummingsmiddel og en katalysator for derved å danne en skummende blanding, å bringe den skummende blanding på et fleksibelt flatemateriale (2), å belegge den øvre overflate av den skummende blanding med et fleksibelt flatemateriale (3), å føre det resulterende laminat gjennom et lamelltypedobbelttransportørsystem (4) karakterisert ved å strekke laminatet i lengde (maskin)retningen før herding av skummet er ferdig.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at laminatet strekkes 4 til 12 %.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert v e d at strekkingen gjennomføres av dobbelttransportøren av lamelltype.