TW591164B - Non-fragmenting panels made of a thermoplastic polymer and their use as noise walls - Google Patents

Description

591164 A7 五、發明說明（1 ) 本發明係關於製自熱塑性聚合物材料（特別是（甲基 )丙烯酸酯聚合物）的無碎裂板。 聚合物材料製得的板遭不尖銳物撞擊時會碎裂並形成 板塊或碎裂物。用於大眾局速公路時，這樣的板的碎裂會 對附近環境造成危害。在這些板作爲隔音牆並延著車道、 橋樑配置時更是如此。 因此想要尋求能夠避免製自聚合物材料的這些板的裂 片掉到大眾高速公路上的方法。 一個這樣的方法述於歐洲專利案 EP-B-407 852號中。此專利案中，作爲隔音 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 牆或屏障 塑膠單絲 因此避免 單絲和構 利的物件 裂，或者 已經 及其與丙 板內而不 留。因此 黏合，因 太低的黏 的裂片。 因此 的丙烯系（或異 包封於板的約中 它們掉落。特別 成此板的丙烯酸 撞擊於板上時， 至少大部份情況 觀察得知：在受 烯酸玻璃之間的 會被完全抽出。 ，基本上，必須 爲太筒的黏合力 合力會使得單絲 丁烯系（共）聚合物）玻璃板有 間部分。這些單絲留在裂片中並 適用的是聚醯胺單絲，因爲這些 玻璃之間的黏著相當弱。當不鋒 它會破裂，但單絲拉伸且不會斷 是如此。 到衝擊時，因爲單絲的抗張強度 弱黏合性，所以，單絲會滑動於 所得的效果是裂片會因單絲而滯 良好地控制單絲與丙烯酸玻璃之 會使得單絲在受到衝擊時斷裂。 完全被抽出且因此，無法留住板 本發明的目的是要提出一種可用於熱塑性聚合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - --------訂---------線· 591164 A7 _ B7 五、發明說明（2 ) 物材料製得的板的新穎方式，使得它們具有所謂的無碎裂 性’即，避免因爲不銳利的物件撞擊在這些板上而導致板 塊或裂片掉落的性質。 根據本發明之製自熱塑性聚合物材料的此無碎裂板含 有至少一個纖維網絡埋在熱塑性聚合物材料中且各纖維由 被重疊物覆蓋的核心所形成。 這些板中，纖維排列於與板面平行且與此面有一段距 離的平面上，使得 2 r S e / 2 且 0 · le$d— rSO · 5e，其中，e是板的厚度 ，d =介於纖維軸和板的該面之間的距離而r =纖維的半 徑。 可以改變纖維直徑。通常是0 . 2至3毫米，以 1.5至2.5毫米爲佳。 此板厚度爲3毫米至3 0毫米，此視所欲用途而定。 根據本發明之板中所用網絡由多個纖維構成，這些纖 維以平行於同一方向或多個方向而形成網目爲佳。這些平 行的纖維之間的距離通常是1 0毫米至3 0 0毫米，以 3 0毫米至1 5 0毫米爲佳。纖維形成兩方向角度爲，如 :9 0 °，的網目時，這兩個方向上的平行纖維之間的距離 相同或不同。 如前述者，根據本發明之板中所用的纖維分別由被重 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-5 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，此纖 合倂多 乙烯、 自金屬 〇 覆蓋， 微米（ 自於同 合物材 ，這樣 。形成 儲、聚 …等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 591164 五、發明說明（3 ) 疊物覆蓋的核心所形成。 此核心爲單絲或複絲形式。複絲是連鎖的纖絲 絲本身可以疋複絲，此複絲可以爲繩、辮帶形式或 個纖絲的任何其他形式。 此核心可以製自聚合物材料，如：聚酿胺、聚 聚丙烯、聚酯（如：聚對苯二甲酸乙二醇酯），製 材料（如：銅線）或製自天然織品材料（如··棉） 此核心被重疊物所覆蓋，即，藉螺旋狀纏繞而 重疊膜寬數毫米（如：5毫米至2 0毫米），厚幾 如：5微米至30微米）。 此核心可以單一或雙重重疊物（雙重重疊物得 方向纏繞兩次或兩次交錯纏繞）覆蓋。 此重疊物使得纖維的核心與形成板的熱塑性聚 料隔開’因此避免核心與此熱塑性聚合物材料接觸 的接觸會導至核心固定化、其脆化和抗張強度降低 重疊物的膜可製自聚合物材料，如：聚乙烯、聚丙 四氟乙烯、聚酯（如：聚對苯二甲酸乙二醇酯）… 較佳情況中，此重疊物與構成板的熱塑性聚合物材料 黏合。此黏合可源自於形成重疊物之材料的本質，但亦源 自於重疊（螺旋纏繞）表面並非完全平滑。 不尖銳的物件撞在板上時，板破裂。纖維核心（無論 是單絲或複絲）在重疊物中滑動，其本身仍固定於熱塑性 聚合物材料中。此核心在重疊物中滑動，但不會自板中完 全抽出，因此留住破裂的斷片。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）· 6 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 591164 A7 _ B7 五、發明說明（4 ) 根據本發明，構成不碎裂板的聚合物材料特別含括聚 碳酸酯、異丁烯酸甲酯聚合物（包含8 0%至1 〇 〇重量 %異丁烯酸甲酯（MMA)和〇至2 0重量％至少一種有 至少一個乙烯系不飽和基能夠與異丁烯酸甲酯共聚的單體 )°這些單體爲習知者且特別是丙烯酸和異丁烯酸及其中 的烷基具2至4個碳原子的丙烯酸烷基酯。 特別地，製自異丁烯酸甲酯聚合物或大部分單元衍生 自異丁烯酸甲酯（MMA)單體之共聚物的板可藉多種方 法製得，特別是利用壓出法（此處，纖維藉拉伸通過的方 式引至根據本發明之板中）或利用習知的鑄造或連續鑄造 法。 要實施此鑄造法，使用由兩個板面（如：製自無機玻 璃）形成之以外圍密封墊（所謂的珠粒，通常製自聚氯乙 烯，用以塡充兩板之間）隔開的模具。此模具以順著側邊 的夾具密封。 如已知者，欲聚合的此組成物（即，Μ Μ A單體或由 異丁烯酸甲酯預聚物（轉化率5 - 2 0 % )形成的漿料（ 其中已添加其量足以聚合MMA或完成漿料之聚合反應的 聚合反應引發劑，及視情況地添加他種常用的添加劑，如 :交聯劑、脫模劑、用以控制最終聚合物之分子量的鏈轉 移劑、抗氧化劑……等）倒至模具中。藉由將模具置於水 中（所謂的”浸泡法（pool process ) ”）或置於所須溫度（ 4 0 - 8 0 °C )的爐中及之後於用於後聚合反應的爐（約 1 0 0 - 1 3 0 t)中實施聚合反應或使聚合反應完全（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

591164 A7 _ B7 五、發明說明（5 ) 此視情況而定）。 珠粒厚度決定所得聚合物板厚度。 欲得到根據本發明之無碎裂板，將至少一種纖維網絡 至於模具中，之後引入欲聚合的組成物，之後以一般方式 實施聚合反應。可以任何適當的方式將纖維網絡插入模具 中。此可以是，如：以厚度相當於網絡與熱塑性聚合物板 面之間之距離的框架與模具內表面接觸；此纖維固定於此 框架中。聚合之後，視情況所須地切割板的邊緣以移除框 架。 根據本發明的無碎裂板特別可以作爲隔音牆。此處， 板的厚度以介於1 0毫米和2 5毫米之間爲佳，以得到足 夠的隔音效果。 下列實例係關於作爲隔音牆的無碎裂板。 實例1 : 使用由無機玻璃製得的兩個尺寸爲2米X 3米的板作 爲模具，珠粒使得板的厚度爲1 5毫米。 將平行纖維網絡以單一方向放置，此纖維相隔3公分 ，置於透明之具適當厚度的聚異丁烯酸甲酯（PMMA ) 框架上，使得此網絡約位於玻璃模具中央。這些直徑2毫 米的纖維含括由聚醯胺纖絲辮帶形成的核心及覆於核心上 之由聚對苯二甲酸乙二醇酯膜（寬1 〇毫米、厚1 9微米 )形成的單一重疊物，以免核心與欲聚合的組成物接觸。 欲聚合的組成物（異丁烯酸甲酯預聚物漿料和聚合反應引 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 591164 A7 B7 五、發明說明（6 ) 發劑）引至模具中。將此模具置於溫度約7 0 °C的水中’ 之後於約1 2 0 t的爐中加熱，以完成此聚合反應。 脫模之後，得到1 5毫米厚的聚異丁烯酸甲酯板。因 爲承載平行纖維的框架製自透明的Ρ Μ Μ A，所以不須因 爲要移除它而切除板的邊緣。 用以檢驗此板的防碎裂性的試驗是使此板被懸吊於起 重機纜繩末端的5 4 2公斤鐘擺運動物質撞擊而進行的試 驗。改變物質在起始點和撞擊點之間的高度而調整衝擊能 量。此實例中，能量是6 9 0 0焦耳。此試驗中，此板維 持直立。 無碎裂板飛出。如前述者，在撞擊區域中，複絲（此 處，辮帶）在重疊物中滑動，未被完全抽出且留住裂片。 此顯示重疊物具有包封作用，避免可聚合的組成物滲入纖 維核心。 實例2 : 此如同實例1，但纖維網絡含括網目，平行於第一個 方向的纖維間隔3公分，平行於第二個方向（垂直於第一 個方向）的纖維亦間隔3公分。 使用實例1中所述試驗，未見到有裂片飛出的情況發 生。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 591164 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 · 一種製自熱聚性聚合物材料的無碎裂板，其特徵 在於其包含至少一種纖維網絡埋在熱塑性聚合物材料中且 各纖維由被重疊物覆蓋的核心所形成。 2 ·如申請專利範圍第1項之板，其中，纖維排列於 與板面之一平行且與此面有一段距離的平面上，使得 2 r ^ e / 2 且0 · le^d — r$〇 · 5e ，其中，e是板的厚 度’ d二介於核心軸和板的該面之間的距離而r =纖維的 半徑。 3 ·如申請專利範圍第1項之板，其中，纖維核心由 單絲或複絲構成。 4 .如申請專利範圍第3項之板，其中，核心製自聚 合材料或金屬材料或天然織品材料。 5 ·如申請專利範圍第4項之板，其中，核心製自聚 醯胺、聚乙烯、聚丙烯或聚酯，特別是聚對苯二甲酸乙二 醇酯。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 6 ·如申請專利範圍第1至5項中任何一項之板，其 中’重疊物含括製自聚合物材料的膜，此聚合材料以聚乙 烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或聚酯爲佳，特別是聚對苯二甲 酸乙二醇酯。 7 ·如申請專利範圍第1至5項中任何一項之板，其 中’網絡由單一方向的平行纖維構成。 8 ·如申請專利範圍第7項之板，其中，纖維間的距 離是10毫米至300毫米。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） 591164 A8 B8 C8 D8 _____ 六、申請專利範圍 9 ·如申請專利範圍第1至5項中任何一項之板’其 中，網絡由兩個方向的平行纖維構成，形成網目。 1 0·如申請專利範圍第9項之板，其中，兩個方向上 的平行纖維之間的距離相同或不同，是1 〇毫米至3 0 0 毫米。 1 1 ·如申請專利範圍第1至5項中任何一項之板， 其中，纖維直徑是0·2至3毫米，以1.5至2·5毫 米爲佳。 1 2 ·如申請專利範圍第1至5項中任何一項之板， 其中，熱塑性聚合物材料選自聚碳酸酯及異丁烯酸甲酯聚 合物（包含8 0%至1 〇 〇重量％異丁烯酸甲酯和〇至 2 0重量％至少一種有至少一個乙烯系不飽和基能夠與異 丁烯酸甲酯共聚的單體）。 1 3 · —種隔音板，其特徵在於其包含如申請專利範 圍第1項之無碎裂板。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之隔音板，其中，板 厚爲1 0毫米至2 5毫米。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- -I線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）