JPH0226713A - フェノール樹脂発泡体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フェノール樹脂発泡体の製造方法及びこれに
用いる塗布装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、フェノール樹脂発泡体は、耐熱・耐火性及び低発
煙性等に優れるため、耐火性断熱材として注目されるよ
うになり建材、家具、工業用資材等の用途に使用される
ようになってきた。

従来、フェノール樹脂発泡体の製造方法としては、上下
二段に設けられると共に所定の間隔に保持された２個の
エンドレスベルトコンベアから構成される加熱装置を備
えたダブルコンベア部を有し、かつ各ベルトコンベアは
同一の速度で互いに反対方向に連続的に回転するように
設定されたベルトコンベア装置を使用し、下段エンドレ
スベルトコンベアと共に走行する下面材上に吐出ノズル
よりレゾール型フェノール樹脂、整泡剤、発泡剤及び硬
化触媒、また必要に応じてその他の添加物を含む発泡性
フェノール樹脂原液（以下単に発泡原液と略称する）を
供給し、次いで上面材を連続的に重ね合わせて積層体を
形成すると共に発泡硬化させ、これをダブルコンベア部
に案内し発泡体の厚みを規制しつつ発泡及び硬化を完了
させて発泡体を製造する方法が知られている。

そして、このようなフェノール樹脂発泡体の製造におけ
る発泡原液の塗布手段としては、■一定の速度で走行す
る下面材上に一個ないしは複数個の吐出ノズルより発泡
原液を連続的に吐出し、又は吐出ノズルを面材幅方向に
トラバースさせながら発泡原液を連続的に散布してその
自己流延性により面材を塗布する方法、又は■上下面材
を対向配置して積層体を形成した後、まだ充分な流延性
を有する発泡初期に複数個又は上下複数対からなるレギ
ュレーターローラを用いて強制的に押し拡げる方法が採
用されている。

しかしながら、発泡原液は一般に硬化反応の進行に伴っ
て急速に増粘する性質を有するため、基本的に拡がり性
、即ち自己流延性に欠けるという問題を有する。加えて
自己流延時又は強制押し拡げ時にエアーの抱き込みや残
留応力の生成を伴い易く、しかも流延しながら発泡が進
行することや発泡初期に激しくもまれたり押圧されるこ
とがら、横長や縦長の気泡が形成され易く、−様な気泡
方向性を持つ発泡体を得にくいなどの問題がある。

そのため、次のような製造上及び性能上の問題が指摘さ
れてきた。

■幅方向の寸法コントロールが非常に難しく製品幅のバ
ラツキを生じ易いので、一般に大きめのサイズから所定
サイズに裁断して製品化されてきた。

そのため、利用価値のない裁断屑が多量に発生しその処
理に多くの経費を要し不経済であること。

■流延時又は強制押し拡げ時にエアーを抱き込み易いた
めエアーボイドの多い発泡体となること。

■幅方向における密度のバラツキや方向性の異なる気泡
を生じ易く、しかも残留応力の生成を伴い易いため、得
られた発泡体は機械的強度も低くかつバラツキも大きく
、しかも収縮やソリ等の寸法変化や亀裂など実用上の問
題を発生する危険性を有すること。

この様な理由から、これまで増粘性の小さな発泡原液の
開発が多く試行されてきた。しかし、いずれも硬化が遅
く、又形成される気泡膜も脆弱で強度的に問題を有する
など未だ満足し得る結果を得るに至らずその改善が強く
望まれていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような要望にこたえ、製品幅のコントロ
ールが容易で、エアーボイドの形成や残留応力の生成を
抑制し、かつ均一な密度特に製品幅方向における密度の
バラツキが小さく、しかも気泡生成の等方性に優れたフ
ェノール樹脂発泡体を容易にかつ効率的に製造できる方
法、及びこれに用いる塗布装置を提供することを目的と
してなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、前に述べたような問題点の発生原因は、
発泡原液の塗布方法にあることに注目して鋭意研究を行
った結果、一定速度で走、：；する面材上に発泡原液を
非クリーム状に維持しながら、円弧状もしくはナイフ状
エッヂ又は任意の逃げ角度を設けた円弧状もしくはナイ
フ状エッヂを有するドクターを用いて塗布する方法は、
従来の問題点解消に極めて有効で優れた性能を持つフェ
ノール樹脂発泡体を経済的に提供し得ることを見出し本
発明を完成するに至った。

すなわち９本発明によるフェノール樹脂発泡体の製造方
法は、一定速度で走行する面材上に発泡性フェノール樹
脂原液を連続的に塗布した後、発泡硬化させてフェノー
ル樹脂発泡体を製造する方法において、前記発泡性フェ
ノール樹脂原液を非クリーム状に維持しながら円弧状も
しくはナイフ状エッヂを有するドクターを用いて塗布す
ることに特徴を有するものである。

また、この発明によるフェノール樹脂発泡体の製造方法
は、一定速度で走行する面材上に発泡性フェノール樹脂
原液を連続的に塗布した後、発泡硬化させてフェノール
樹脂発泡体を製造する方法において、前記発泡性フェノ
ール樹脂原液を非クリーム状に維持しながら任意の逃げ
角度を設けた円弧状もしくばナイフ状エッヂを有するド
クターを用いて塗布することに特徴を有するものである
。

さらに、この発明で用いる塗布装置は、一定速度で走行
する面材上に非クリーム状の発泡性フェノール樹脂原液
を連続的に塗布する塗布装置であって、円弧状もしくは
ナイフ状エッヂ又は任意の逃げ角度を設けた円弧状もし
くはナイフ状エッヂを有するドクターと、該ドクターを
支持し且つ面材とドクターエッヂの間隙を設定するため
の間隙調節機構部を備えたドクターホルダーよりなるこ
とに特徴を有するものである。

以下、第１図〜第５図を参照して本発明を更に詳しく説
明する。

第１図〜第５図は、本発明に係るフェノール樹脂発泡体
の製造方法及びこれに用いる塗布装置を説明するために
示す図であって、第１図は本発明方法を実施する装置の
一例を示す側面図、第２図は第１図の平面図、第３図は
第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は円弧状もしく
はナイフ状エッヂを有する代表的なドクターの切欠き側
面図、及び第５図は任意の逃げ角度を設けた円弧状もし
くはナイフ状エッヂを有する代表的なドクターの切欠き
側面図である。

第１図において、符号１，２は矢印方向に一定速度で走
行する金網、金属板等の雛形性部材からなるベルト成る
いはスラットなどのエンドレスベルトコンベア（以下単
にコンベアと略称する）であり、上下面材をラインスピ
ードで走行させる役割を持つものである。また、この上
下一対のコンベア１，２は、上段コンベア２を下段コン
ベア１の始端部より後方に位置せしめ、かつ所定の発泡
体厚みに相当する間隔を設けて上下に対向する構造とし
たダブルコンベア部を構成している。

このダブルコンベア部は、連続的に案内されるほぼ発泡
終期にある発泡体を最終的な製品厚みに調整すると共に
、該ダブルコンベアに設けられた加熱装置（図示せず）
で発泡及び硬化を完了させる役割をもつものである。

符号３は、前記コンベア１の始端部上方に位置するミキ
シングヘッド４で調製された発泡原液を一定速度で走行
する下面材上に連続的に投入する吐出ノズルであり、下
面材の移動によって後方に位置する塗布装置８へ発泡原
液を供給する役割をもっている。

なお、後述する塗布装置８による発泡原液の塗布を継続
して円滑に遂行するには、急激な粘度上昇と発泡を伴う
クリームタイム以内、即ち発泡原液を非クリーム状に維
持しながら塗布操作を行う必要性がある そのため、発泡原液の供給については、発泡原液自体の
調節は勿論、吐出量の調節及び吐出ノズルの設置位置な
どの配慮が必要である。即ち、塗布装置８へ供給された
発泡原液の粘度が上昇して発泡初期のクリーム状に至る
と、該塗布装置に設けられたドクター１４による塗布面
の平滑性が損なわれるのみならず、実質的な塗布厚みも
保証されず、しかも連続的な塗布操作が困難となる。更
には、面材幅方向への拡がりが阻害されて従来と同様な
問題を生じるなど本発明の目的、を達成することができ
ない。

符号８は、吐出ノズル３より供給される発泡原液の塗布
装置であって、下面材供給ロール５よリガイドローラ等
のテンション付与機構部６を介して送給される下面材７
上に発泡原液を一定の幅に維持しつつ均一な塗布厚みに
塗布する役割をもつものである。

なお、ここでいう面材とは、例えば雛形紙、プラスチッ
クフィルム、金属箔、紙、不織布、織布。

繊維質板、無機質板など当該技術分野で一般的に使用さ
れているものであって特に限定されるものではない。ま
た、特に軟質面材を使用する場合には、該面材に波打ち
や捩れ等が生じないようにテンションを負荷するなどの
配慮を施して平滑な表面状態で送給することが肝要であ
り、本発明方法の特徴をより効果的に発揮することがで
きる。

前記塗布装置８は、第３図に示すように、円弧状もしく
はナイフ状エッヂ又は任意の逃げ角度を有する円弧状も
しくはナイフ状エッヂを有するドクター（第４図及び第
５図参照）１４のエッヂ部と、コンベア１に密着しつつ
走行する面材との間には一定の間隙が設けられ、更に、
該ドクター１４の両端は間隙の微調節可能な機構部１５
を介してドクターホルダー１３に昇降自在に支持された
構造となっている。

また、該塗布装置には必要に応じて前記ドクターの月形
形状に対応する摺接先端部を有しかつ幅方向の調節を可
能とする肌着自在な一対の側板を設けてもよい。

なお、前記ドクターのエッヂ部と下面材との間隙は発泡
原液の粘度や発泡体の製造条件及び要求特性等に応じて
適宜選択されるが、良好な塗布性を得るには通常０．１
〜５■ｍ程度が適当であり、好ましくは０．３〜４璽璽
である。

このような塗布装置を用いることにより、一定速度で走
行する下面材７と共に移動してドクターに至った非クリ
ーム状の発泡原液９は、ドクターの「ダム的作用」によ
って面材幅方向へ容易に流延し、面材上に一定の塗布幅
を形成すると共に、直線精度の高められたドクターエッ
ヂ部の「液切り作用」によって一定の塗布厚みが形成さ
れる。

すなわち、発泡原液の粘度及び供給量、面材の走行速度
（ラインスピード）及びドクターエッヂ部と面材の間隙
等を一定に設定することによって、均一な塗布厚みと一
定の塗布幅を有する非クリーム状の塗布面を連続的に形
成することが可能であり、従来の塗布方法で見られるよ
うなエアーの抱き込み、横長や縦長の混成気泡又は残留
応力等の生成を抑制することができる。

このようにして塗布処理された下面材７は、コンベア１
の上方に位置する上面材供給ロール５ａよりガイドロー
ラ等のテンション付与機構部６ａを介して送給される上
面材（下面材と同種又は異種）７ａと連続的に重ね合わ
せられて積層体に形成される。

引続き、発泡程度に応じて段階的に設けられ且つ所定の
温度に制御された、片側又は一定の間隔をもって対向配
置されたフリーローラ群から構成されるレギュレータゾ
ーン１３へ案内される。

ここで、該積層体は加熱により発泡硬化してほぼ発泡終
期状態の発泡前駆体１１に形成されると共に、前記ロー
ラ群によって、該発泡前駆体は表面の凹凸を軽く均す程
度、即ち発泡体の表面部がローラ表面に軽く接触する程
度に段階的に押圧されて目標の厚みに調節される。

次いで、この発泡前駆体はコンベア１，２で形成された
ダブルコンベアの間隙部へ案内され、最終製品厚みに調
整されると共に、該ダブルコンベアに設けられた加熱手
段（図示せず）により完全に発泡及び硬化を完了させて
発泡体とされる。

なお、上面材を重ね合わせる時期については特に制限さ
れないが、下面材上に塗布された発泡原液９が発泡初期
を示すクリーム状に至るまでが適当である。また、ダブ
ルコンベアの間隙部へ案内される直前の発泡前駆体の発
泡状態としては、製品発泡体厚みの約６０〜９５％程度
の発泡率に調節することが好ましくより良好な発泡体を
・得ることができる。

〔作用〕

本発明に係る塗布装置を用いて製造されるフェノール樹
脂発泡体が優れた品質を有する理由については、必ずし
も明確ではないが次のように推察される。

すなわち、本発明における発泡原液の塗布は、以下に述
べるような新規な塗布機構に基づいてなされるため、一
定の塗布幅を維持しつつ均一な塗布厚みに塗布すること
ができる。そのため、従来の問題点が改善されるのみな
らず、発泡体の性能上及び製造上に係わるその他の効果
を発揮するものと推察される。

■塗布装置に供給される発泡原液は非クリーム状で自己
流延性に富むため、ドクターの「ダム的作用」によって
幅方向へ流延し易く、発泡原液の粘度及び供給量、面材
の走行速度（ラインスピード）及びドクターエッヂ部と
面材の間隙等を一定に設定保持することによって、発泡
原液を一定の幅に塗布することが可能となる。

■ドクターの先端部における吐出ノズル側の開口部面積
がエッヂ部の開口部面積より大きく設けられているため
、面材の走行力によりエッヂ部に非常に大きな液圧が負
荷される、所謂「強力な押出し作用」によって発泡原液
はエッヂ部の間隙より面材と共に速やかに且つ定量的に
流出される。そのため、ドクタ一部における発泡原液の
滞留は非常に短時間となり粘度の上昇が抑えられるので
エッヂ部での「液切れ」が容易となり平滑かつ均一な塗
布厚みの塗布面を形成することができる。

〔実施例〕

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。

〔実施例１〕 先ず、装置の調節を次のとおり実施した。

第１図に示すように、下段及び上段スチール製コンベア
の表面に坪量７５ｇ／ｍ２のクラフト紙（幅１００ｃｍ
）をガイドローラを介してそれぞれ張設した。

また、塗布装置としては、第３図に示すように、ドクタ
ーホルダーに支持された逃げ角度を設けた円弧状エッヂ
を有するドクター（第５図のｆ参照）を使用し、ドクタ
ーエッヂ部と下面材との間隙は１ｍｎ＋とじた。なお、
レギュレータゾーンとしては、上下複数対からなる４区
分のフリーローラ群（図示しない）から構成された全長
６ｍに亘るものを使用し、レギュレータゾーンの入口温
度は６０’Ｃに出口温度は８０℃に調節した。更に、上
下複数対に設けられたフリーローラ群の間隔は、発泡原
液が発泡しその表面がフリーローラに軽く接触する程度
の間隙に調節し、出口で２３ｍｍとした。

また、長さ１２ｍのダブルコンベア部は、全長に亘って
８０〜９０℃の温度に制御し、又その間隙は発泡体製品
厚みの２５ｍ罰こ調節した。

一方、発泡性フェノール樹脂原液（発泡原液）は、２０
℃に温調された整泡剤を含む発泡用レゾール型フェノー
ル樹脂液（Ａ液）、６３重量％フェノールスルホン酸水
溶液（Ｂ液）及び１．１．２−　トリクロロトリフルオ
ロエタン（Ｃ液）等の原料をＡ液／Ｂ液ｌＣ液＝１００
／１３／１９（重量比）の組成割合でミキシングヘッド
４により混合して下面材上に所定流量で連続的に投入す
るようにした。

この発泡原液の２５℃での反応性はクリームタイム２５
秒、ゲルタイム１００秒であった。（但し、５００ｃｃ
の紙コツプに約１００ｇの発泡原液を採取した際の特性
である） 次いで、以上の諸条件に調整した装置又は発泡原液を用
いて発泡体の製造を次のとおり実施した。

下段スチール製コンベアと共に７ｍ／ｍｉｎの速度で走
行する下面材上に吐出ノズルより上記発泡原液（液温２
０℃）を３５００　ｃｃ／ｌｌｌ１ｎの流量で吐出し、
塗布装置により幅９５ｃ、に塗布し、次いで上面材を積
層した後、上記条件下で発泡硬化させてダブルコンベア
部より送り出される発泡体は、幅方向の寸法が最大９６
ｃｍ、最小９５ｃｍであり、サイドカッターで９４ｃｍ
に連続的に切断した。又長手方向は１８０ｃｍの長さに
切断した。

得られた発泡体は４８時間放置して諸性能を測定した。

その結果は表−１に示す通りであった。

［実施例２］ 実施例１において、発泡原液の流量を２０００ｃｃ／ｗ
ｉｎとする以外は実施例１と同様にしてフェノール樹脂
発泡体を作成した。得られた発泡体の諸性能は表−１に
示す通りであった。

［実施例３］ 実施例１において、発泡原液をＡ液／Ｂ液／Ｃ液＝１０
０／１３／１２の組成割合で調製し、その流量を７００
０　ｃｃ／ｇ＋ｉｎとし、ドクターエッヂと下面材の間
隙を２ｍｍとする以外は実施例１と同様にしてフェノー
ル樹脂発泡体を作成した。得られた発泡体の諸性能は表
−１に示す通りであった。

［実施例４コ 実施例１において、発泡原液をＡ液／Ｂ液／Ｃ液＝１０
０／１５／１９の組成割合で調製し、その流量を６００
０　ｃｃ／■ｉｎとし、下面材の走行速度（ラインスピ
ード）を１２ｍとする以外は実施例１と同様にしてフェ
ノール樹脂発泡体を作成した。

得られた発泡体の諸性能は表−１に示す通りであった。

［比較例１］ 実施例１において、塗布装置（ドクター）を使用しない
こと以外は実施例１と同様にしてフェノール樹脂発泡体
を作成した。得られた発泡体の諸性能は表−１に示す通
りであった。

［比較例２］ 実施例１において、塗布装置（ドクター）は使用せずに
、発泡原液の流延性を高めるため液温を３０℃に温調し
、更には発泡剤を増量した組成割合Ａ液／Ｂ液／Ｃ液＝
１００／１６／２５の発泡原液を用いた。また、レギュ
レータゾーンの出口での幅方向の寸法が９１ｃｍになる
ようにフリーローラ群の間隙を調節した。なお、レギュ
レータゾーン内ではクリーム状態でフリーローラにより
激しく揉まれているのが観察された。得られた発泡体の
諸性能は表−１に示す通りであった。

〔発明の効果〕

以上詳述したように２本発明は、発泡原液を特定の状態
に維持しながら、簡便な塗布装置を用いるという新規な
塗布思想に基づいてなされるたちのであって、従来技術
の問題点を改善するにとどまらず、性能上及び製造上に
係わる有用な効果を提供し得る工業的利用価値の極めて
高いものである。

■幅方向の寸法コントロールが容易であるため、所望幅
の発泡体を従来より極めて少ないカットロスで提供でき
る。そのため、従来のように大きなサイズから裁断して
製品化する必要もなく、利用価値のない裁断屑の処理や
無駄な経費の節約が図れる。

■発泡原液塗布時におけるエアーの巻き込みを防止でき
るため、エアーボイドのない発泡体を製造することがで
きる。

■発泡原液を所望幅に塗布した後に発泡が始まるため、
残留応力の存在しない、しかも縦長の気泡を主体とする
−様な気泡方向性を有する発泡体を提供できる。そのた
め、従来技術で観察されるような密度のバラツキ、気泡
の異方性あるいは残留応力の存在等に基づいて生じる、
機械的強度の低さ及びバラツキ、収縮やソリ等の寸法変
化あるいは亀裂などの実用上の問題を改善することがで
きる。

■新規な塗布思想に基づく方法を採用しているため、次
のような有用な効果を提供し得る。

イ、従来、発泡原液の拡がり性を高めるため多量に用い
ていた発泡剤の量を低減できる。逆に、従来と同様に多
量の発泡剤を用いた場合には低密度の発泡体を製造する
ことが可能である。

口、ラインスピードを高め得ることが可能であり、発泡
体の生産効率を向上させることができる。

ハ、独立気泡率が大幅に向上する。

二、吸水量が大幅に低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す側面図
、第２図は第１図の平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線
に沿う断面図、第４図は円弧状もしくはナイフ状エッヂ
を有する代表的なドクターの切欠き側面図、及び第５図
は任意の逃げ角度を設けた円弧状もしくはナイフ状エッ
ヂを有する代表的なドクターの切欠き側面図である。 １・・・下段エンドレスベルトコンベア２・・・上段エ
ンドレスベルトコンベア３・・・吐出ノズル　　４・・
・ミキシングヘッド５．５ａ・・・下止面材供給ロール ６．６ａ・・・テンション付与機構部 ７．７ａ・・・下止面材　　８・・・塗布装置９・・・
発泡原液 １０・・・レギュレーターゾーン １１・・・発泡前駆体　　１２・・・発泡体１３・・・
ドクターホルダー １４・・・ドクター １５・・・ドクターと下面材との間隙を調節するための
調節機構部 特許出願人　　旭有機材工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定速度で走行する面材上に発泡性フェノール樹脂
   原液を連続的に塗布した後、発泡硬化させてフェノール
   樹脂発泡体を製造する方法において、前記発泡性フェノ
   ール樹脂原液を非クリーム状に維持しながら円弧状もし
   くはナイフ状エッヂを有するドクターを用いて塗布する
   ことを特徴とするフェノール樹脂発泡体の製造方法。 ２、一定速度で走行する面材上に発泡性フェノール樹脂
   原液を連続的に塗布した後、発泡硬化させてフェノール
   樹脂発泡体を製造する方法において、前記発泡性フェノ
   ール樹脂原液を非クリーム状に維持しながら任意の逃げ
   角度を設けた円弧状もしくはナイフ状エッヂを有するド
   クターを用いて塗布することを特徴とするフェノール樹
   脂発泡体の製造方法。。 ３、一定速度で走行する面材上に非クリーム状の発泡性
   フェノール樹脂原液を連続的に塗布する塗布装置であっ
   て、円弧状もしくはナイフ状エッヂ又は任意の逃げ角度
   を設けた円弧状もしくはナイフ状エッヂを有するドクタ
   ーと、該ドクターを支持し且つ面材とドクターエッヂの
   間隙を設定するための間隙調節機構部を備えたドクター
   ホルダーよりなることを特徴とする塗布装置。