JPH02222429A - 樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、容易に切削加工しつる模型材料として好まし
く用いられる樹脂発泡体に関する。

発明の技術的背景 従来より家電、自動車部品などで新しいデザインの製品
・を製造する場合には、まず加工が容易な木材などの模
型材料から模型を製造して製品のデザインを検討し、デ
ザインが決定した後、大量生産に用いる金型を作成する
という手順がとられている。

ところで、近年高速での切削加工を自動的に行なうこと
ができるＮＣマシーンが普及してきており、上記模型を
製造する場合にも、このＮＣマシーンが多用されるよう
になってきている。

しかしながら、模型材料として従来から広く用いられて
きた木材は、年輪および節などが多数存在し密度が不均
質であるため、ＮＣマシーンで切削した場合に切削加工
性が悪く、その結果製品である模型の寸法が安定しない
という問題点があった。

したがって、高速での切、削加工性が良好で模型材料と
して有利な素材への要請が高まってきており、近年に至
って密度を均質にすることが容易な樹脂組成物が注目さ
れている。

このような樹脂組成物として、たとえばエポキシ樹脂と
ガラスバルーンとを含む組成物が提案されている。しか
しながら、この組成物は硬度が高いガラスバルーンを含
んでいるため、高速で切削した場合に、木材と比較して
切削刃が摩耗しやすいという問題があり、模型材料とし
ては必ずしも満足しうるものではなかった。

また、ポリウレタン発泡体あるいはＡＢＳ樹脂を模型材
料に使用する試みもなされているが、これらの樹脂は木
材と比較して耐熱性に劣り、高速での切削加工時に高温
となる切削刃からの熱により変形するという問題があっ
た。

さらに、模型作製時には、ＮＣマシーンでの切削後、サ
ンドペーパーで手仕上げを行なうことが一般的であるが
、ポリウレタン発泡体あるいはＡＢＳ樹脂を模型材料に
用いた場合には、木材と比較してこの工程での作業性が
悪い、あるいは表面に光沢が出ず、美感に劣るなどの問
題があった。

また本発明者らは、密度が均一であり、しかも切削刃の
摩耗および熱変型などの問題がない模型材料として、特
定の嵩密度を有するフェノール樹脂発泡体が好適である
ことを見出したが、このフェノール樹脂発泡体は、高速
での切削加工時に端部が欠けたり、手仕上げにより得た
模型の光沢が不充分であり、この点における改良が望ま
れていた。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、高速での切削加工性が良好で
寸法精度の高い模型が製造でき、切削加工時に端部が欠
けることがなく、かつ切削刃が摩耗しに＜＜、シかも仕
上がり時の外観が良好であるなどの特性を有し、模型材
料として好適な樹脂組成物を提供することを目的とする
。

発明の概要 本発明に係る樹脂発泡体は、レゾール型フェノール樹脂
プレポリマー１００重量部と、パルプ粉状物１〜５０重
量部と、発泡剤と、硬化剤とを配合したフェノール樹脂
プレポリマー組成物が発泡硬化されてなり、嵩密度が０
．２〜１．０ｇ／−であることを特徴とする。

本発明に係る樹脂発泡体は、レゾール型フェノール樹脂
プレポリマーとパルプ粉状物とを原料として用いた樹脂
組成物であるため、密度が均一で高速での切削加工性が
良好であり、かつ木材と同様に切削加工時に端部が欠け
ることがなく、切削刃が摩耗しにくい、仕上がり時の外
観が良好であるなどの特性を有する。

発明の詳細な説明 以下本発明に係る樹脂発泡体について具体的に説明する
。

本発明に係る樹脂発泡体は、フェノール樹脂プレポリマ
ーと、パルプ粉状物と、発泡剤と、硬化剤とを含むフェ
ノール樹脂プレポリマー組成物を発泡硬化させることに
より得られる。このようなフェノール樹脂プレポリマー
としては、レゾール型フェノール樹脂プレポリマーが用
いられる。

レゾール型フェノール樹脂プレポリマーは、公知の方法
にしたがって、フェノール類とアルデヒド類とをアルカ
リ触媒の存在下で反応させることにより得られる。

フェノール類としては、具体的には、フェノール、クレ
ゾール、キシレノールおよびレゾルシンなどが用いられ
る。

アルデヒド類としては、具体的には、ホルムアルデヒド
、アセトアルデヒドおよびフルフラールなどが用いられ
る。

アルカリ触媒としては、具体的には、ＫＯＨ。

Ｎａ　ＯＨ，ＮＨ、ＮＨ４ＯＨ，エタノールアミンおよ
びエチレンジアミンなどが用いられる。

このようなレゾール型フェノール樹脂プレポリマーとと
もに本発明で用いられるパルプ粉状物としては、公知の
各種パルプを分級あるいは好ましくはさらに粉砕して得
た粉状物が用いられる。

パルプ粉状物の原料となるパルプとしては、具体的には
、木材またはチップなどの材料を砕木機などで機械的に
処理して得られる機械パルプ、あるいは上記材料をカセ
イソーダ、亜硫酸および硫化ソーダなどの薬品で化学的
に処理して得られるパルプなどが用いられる。

本発明で用いられるパルプ粉状物の粒径は、１０メツシ
ニバス以下であることが好ましく、とくに１００メツシ
ユパス以下であることが好ましい。

このようなパルプ粉状物を用いることにより、たとえば
鋸屑などの粗い木粉を用いた場合と比較して、きめが細
かく、切削加工後の仕上がり時の外観が良好で、均一な
発泡体を得ることができ、しかもこのようなパルプ粉状
物はフェノール樹脂プレポリマー組成物の発泡硬化反応
を阻害しない。

かつ硬化反応を阻害せず均質の製品となる。

またこのようなパルプ粉状物を用いると、フェノール樹
脂プレポリマー組成物の粘度をさほど増加させないため
、作業性が良好であると言う利点もある。

レゾール型フェノールプレポリマー樹脂を発泡させるた
めの発泡剤としては、従来公知の種々の分解型発泡剤お
よび蒸発型発泡剤が用いられる。

このうち蒸発型発泡剤が好ましく、具体的には、パラフ
ィン系炭化水素、アルコール、エーテル、ハロゲン化炭
化水素が好ましく用いられ、とくにハロゲン型炭化水素
が最も好ましく用いられる。

ハロゲン化炭化水素としては、具体的には、クロロホル
ム、四塩化炭素、トリクロロモノフルオロメタン（フロ
ンガスＲ１１）、ジクロロモノフルオロメタン（同Ｒ２
１）、テトラクロロジフルオロエタン（同Ｒ１１２）、
トリクロロトリフルオロメタン（同Ｒ１１３）、ジクロ
ロテトラフルオロエタン（同Ｒ１１４）、ジブロモトリ
フルオロエタン（同Ｒ１１４Ｂ２）などが用いられる。

とくにこれらの中でもフロンガスＲ１１、同Ｒ１１３、
同Ｒ１１４Ｂ２のような常温ないしそれより若干高い温
度に沸点を有するものが好ましく用いられる。

レゾール型フェノール樹脂プレポリマーを発泡硬化させ
るために発泡剤とともに用いられる硬化剤は、公知の種
々の硬化剤が、プレポリマーの種類に応じて選択され使
用される。具体的には、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、フ
ェノールスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンス
ルホン酸などの酸が用いられる。また、ヘキサメチレン
テトラミン、ジエチレントリアミンなどを用いることも
できる。

本発明においては、必要に応じてさらに他の成分、たと
えば整泡剤あるいは充填剤を併用してもかまわない。

以上の成分を配合して得られるフェノール樹脂プレポリ
マー組成物において、レゾール型フェノール樹脂プレポ
リマーに対するパルプ粉状物の配合割合は、レゾール型
フェノール樹脂プレポリマー１００重量部に対し、パル
プ粉状物１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部で
あることが望ましい。

レゾール型フェノール樹脂プレポリマーに対するパルプ
粉状体の配合量が１重量部未満であると、樹脂発泡体に
パルプ粉状物を添加する効果が充分に得られない傾向が
生じ、一方、このパルプ粉状体の配合割合が５０重量部
を超えると、フェノール樹脂プレポリマー組成物の粘度
が極端に増加し、硬化剤および発泡剤を均一に混合する
ことが困難となり、発泡が不均一となりやすく、嵩密度
の制御も困難となり、またフェノール樹脂プレポリマー
調製時に気泡が巻き込まれるため、良好な樹脂発泡体が
得られなくなる傾向が生ずる。

硬化剤の配合割合は、フェノール樹脂プレポリマー１０
０重量部に対し、通常１〜３０重量部、好ましくは５〜
２０重量部の範囲である。

本発明で用いられる発泡剤の配合割合は、フェノール樹
脂プレポリマー１００重量部に対し、通常０．１〜２０
重量部、好ましくは０．５〜５重量部の範囲であり、こ
の配合量により樹脂発泡体の嵩密度を調節する。

上記のようなフェノール樹脂発泡体は、前記したレゾー
ル型フェノール樹脂プレポリマー、パルプ粉状物、発泡
剤および硬化剤を一挙にもしくは逐次に混合撹拌して得
られた、クリーム状のフェノール樹脂プレポリマー組成
物をたとえば保温された金型内もしくは２重帯状コンベ
アー上に供給し、通常５０〜１２０℃好ましくは６０〜
８０”Ｃに加熱して、発泡硬化させ、必要に応じて切断
することにより製造することができる。

このようにして得られた樹脂発泡体の嵩密度は、０．２
〜１．０ｇ／ＣＩＡ好ましくは０．３〜０．５ｇ／−の
範囲であることが望ましい。

樹脂発泡体の嵩密度が０．２ｇ／−未満であると、得ら
れる発泡体が脆くなり、高速での切削加工時に端部が欠
けやすくなり、また切削加工後に手仕上げを行った場合
、表面に光沢がなく仕上がり感の悪い模型しか得られな
い傾向が生ずる。

一方、樹脂発泡体の嵩密度が１．Ｏｒ／ａａを越えると
、樹脂発泡体が堅くなりすぎるため、手作業での仕上げ
が困難になる傾向が生ずる。

発明の効果 本発明に係る樹脂発泡体は、高速での切削加工性が極め
て優れており、また切削加工時に端部が欠けに＜＜、か
つ高速で切削しても切削刃からの熱による変形を生じな
いため、切削速度をより速くすることができる。

さらに本発明に係る樹脂発泡体は、切削加工により生じ
る切削刃の摩耗も極めて少なく、また製品を手作業で仕
上げた場合に仕上がりが良く、光沢のある美感が良い模
型を得ることができる。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例ル ゾール型フェノール樹脂プレポリマー（２０℃での粘度
５０００ｃｐｓ、固型分含有率７５％）１００重量部と
、パルプ粉（１００メツシユバス、重陽国策パルプ製）
２０重量部とを撹拌機で混合した。

この混合液１００重量部に対し、硬化剤としてパラトル
エンスルホン酸１０重量部および発泡剤としてフレオン
５重量部を加えて高速ミキサーで混合し、型枠の中に流
し込んだ後、該型枠を温度６０℃に調節されたオーブン
内部に放置して、発泡硬化させることにより嵩密度０．
５８ｇ／−のフェノール樹脂発泡体を得・た。

この発泡体から長さ５０ｃｅ＋、巾２５ｃｍ、厚さ５国
の板を切削し、この板をＮＣマシーンで、切削刃の回転
速度１０．００　Ｏｒ、ｐ、ｍ、、移動速度１００ｃｍ
／分で切削テストを行なった。その後、さらにサンドペ
ーパーによる手作業で被切削物に体する仕上げテストを
行なった。

切削テストおよび仕上げテストでの評価結果を表１に示
す。

実施例２〜３ フェノール樹脂プレポリマーに対するパルプ粉の配合量
を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に
樹脂発泡体を製造し、この樹脂発泡体に対して切削テス
トおよび仕上げテストを行なった。

切削テストおよび仕上げテストでの評、価結果を表１に
示す。

比較例１ パルプ粉を配合しない以外は、実施例１と同様に樹脂発
泡体を製造し、この樹脂発泡体に対する切削テストおよ
び仕上げテストを行なった。

切削テストおよび仕上げテストでの評価結果を表１に示
す。

比較例２ レゾール型フェノール樹脂プレポリマー１００重量部に
パルプ粉８０重量部を添加した以外は、実施例１と同様
の操作を試みたが、プレポリマー／パルプ粉混合物の粘
度が５万ボイズ以上になり、硬化剤、発泡剤を均一に混
合することができなかった。

実施例４〜５、比較ｆｆ１Ｌ３〜４ 発泡剤の量を変更して、得られる樹脂発泡体の嵩密度を
変えた以外は、実施例１と同様に樹脂発泡体を製造し、
この樹脂発泡体に対して切削テストおよび仕上げテスト
を行なった。

切削テストおよび仕上げテストでの評価結果を表１に示
す。

比較例５〜７ 市販の模型材料（発泡′ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、エ
ポキシ樹脂／ガラスバルーン）に対する切削テストおよ
び仕上げテストを実施例と同様の条件で行なった。

切削テストおよび仕上げテストの評価結果を表１に示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レゾール型フェノール樹脂プレポリマー１００重量部と
   、パルプ粉状物１〜５０重量部と、発泡剤と、および硬
   化剤とを含むフェノール樹脂プレポリマー組成物が発泡
   硬化されてなり、嵩密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ＾２
   であることを特徴とする樹脂発泡体。