JPH0237853B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、優れた外観、質感、強度及び耐熱ク
リープ性をもつフエノール樹脂−木質系の低発泡
成形体を製造する方法に関するものである。 フエノール樹脂系低発泡体は、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニルのような熱可塑性
樹脂や、ゴム、ポリウレタンのようなゴム状物質
の発泡体によつては得られない、優れた外観、質
感、強度、耐熱クリープ性を有するという特徴が
あり、各種の木質系成形体、断熱用成形体として
利用されている。 しかしながら、実際に、フエノール樹脂系低発
泡体の成形に際しては、連通気泡が欠陥部分とな
つて強度低下をもたらしたり、ガス切れ、泡切
れ、ふくれなどを生じて外観をそこなう場合が多
いし、これらの欠陥を防止し、強度や外観を向上
させようとすれば、低発泡体にすることができな
いという問題があり、強度及び外観が優れ、かつ
比重の小さい成形体を製造することは、非常に困
難であつた。 そもそも発泡体を形成される場合には、自由発
泡させるのが理想的であつて、これが実現されれ
ば良質の製品が得られる筈である。しかるに、実
際には、流動によるせん断力を受けて、型内での
充てん状態が不完全になるために連通気泡を生じ
て強度の低下をもたらし、またガス切れ、泡切れ
又はふくれを生じて外観が著しくそこなわれる結
果となる。 本発明者らは、このような欠点を克服して、原
料組成物の流動性を向上させ、自由発泡に近い状
態を得るために研究を重ね、先に見掛け容積の小
さい特殊なセルロース系フイラーと、流動と発泡
を段階的に起させるように高温分解型発泡剤とを
組み合わせた低発泡用フエノール樹脂成形材料を
開発したが、これを用いた場合においても複雑な
形状の成形品を得る場合には、流動途中で部分的
な発泡を起し、また充てんも完全に行われず、必
ずしも満足な結果が得られるとは限らなかつた。 そこで、本発明者らは、さらに研究を続けた結
果、あらかじめ、金型の一方に原料組成物が全面
にゆきわたるように予備成形したのち、これを加
熱加圧成形すれば流動中の発泡が抑制され、低比
重で品質の良好な低発泡体が得られること及びこ
の予備成形は適当な治具を用いれば円滑に行いう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をな
すに至つた。 すなわち、本発明に従えば、一方を雄型、他方
を雌型とする２個の部材から成る金型を用いて、
フエノール樹脂、セルロース系フイラー及び発泡
剤を含む原料組成物を型成形するに当り、加熱さ
れた一方の部材の型内部に原料組成物を装入し、
次いで可及的速やかに該部材の型形成部面積の70
％以上でかつ凹部空間の80％以上にわたり該原料
組成物を均一に展開させて予備成形したのち、た
だちに加熱されたもう一方の部材で押圧し、加熱
加圧成形することにより、低比重で品質の良好な
フエノール樹脂系低発泡成形体を得ることができ
る。 本発明方法における低発泡体とは、発泡倍率が
1.2〜５倍、好ましくは1.3〜３倍の各種容器、器
具の素材として好適なものであり、その表面には
所望に応じ模様、装飾を有することができる成形
体のことである。 本発明方法においては、先ず金型の一方の部材
中で予備成形することが必要であるが、この予備
成形は、原料組成物により該部材の型内面積の70
％以上が覆われ、すなわち面積占有率が70％以上
になり、かつ該部材の凹部空間の80％以上が満た
され、すなわち体積占有率が80％以上になるよう
に行われる。 この際の凹部空間とは、型内に凹凸部分がある
とき、それが凹部を基準とした場合は、凹部の全
容積を意味し、また凸部を基準とした場合は、そ
の両側の隣接空間において、凸部の高さをその高
さ及び底辺の長さとする三角形を想定し、それを
断面積とした空間の全容積を意味する。 本発明方法の予備成形に際し、原料組成物の分
布を均一に行うには、適当な治具を用いるのが有
利である。この治具としては、原料組成物を充て
んすべき金型部材の凹凸に対応した形状を有し、
かつ面積占有率70％以上、体積占有率80％以上が
達成されるのに十分な寸法を有する耐熱性、硬質
性本体をもつ分散用具が適当である。この治具の
本体は、所望に応じ原料組成物の分散を容易にす
るための条溝を設けることができる。 次に添附図面に従つて、本発明方法における面
積占有率及び体積占有率と成形品の品質との関係
を説明する。 先ず面積占有率について検討すると、成形時の
流動を最少限におさえるためには、型内に原料組
成物をあらかじめ広く展開させておくことが必要
である。ところで、型底部の面積が広く平担であ
るほど、また側面の面積が大きく、側面が高いほ
ど、さらに側面の立上り角度が垂直に近くなるほ
ど原料組成物を型内に展開させるのが困難にな
る。また、型底部の面積が広い場合には、底面の
面積をＡ、側面の面積をＢとしたとき比Ｂ／Ａが
小さいほど展開が特に困難になる。 第１図は、大物菓子鉢の場合の正面図である
が、この例では底面の面積Ａが特に広い上に、側
面の面積Ｂを広く、Ｂ／Ａがほぼ１となり、最も
困難な部類に入る。したがつて、原料組成物の少
なくとも型内の面積占有率が70％以下では、側面
にふくれ、上端にガス切れを生じて良質の成形体
を得ることができない。 第２図は、上記の例の場合に好適に使用しうる
治具の正面図であり、このものは本体１の上部に
回転しながら展開させるのを容易にするための把
手２が設けられている。本体１の底部は、原料組
成物を装入した金型部材の型底部が平担であるの
に対し、それよりもやや円味を有し、かつその底
部から側面にわたつて、らせん状又はわん曲放射
状の条溝３が施されている。この治具を用いて押
圧と回転により底部に装入された原料組成物を速
やかに側方に展開させれば、容易に面積占有率を
約80％まで高めることができる。 次に、第３図は第１図のものとは異なつた形の
容器の正面図であつて、高さはほぼ同じであるが
比Ｂ／Ａは約４、底面から側面への立上り曲率が
大きくなつている点で展開の困難度は幾分小さく
なるので、第４図にその正面図を示す治具を用い
れば面積占有率を85％にすることができる。 また、第５図は、さらに別の容器の正面図であ
り、これは底面積Ａが小さく、比Ｂ／Ａが９に近
い上に、立上り曲率がより大きくなつているた
め、展開はいつそう容易になり、第６図にその正
面図を示すような、表面に条溝を有しない治具を
用いても面積占有率を80％にすることができる。 次に体積占有率について検討すると、第５図の
例のように、底部に深い糸じりを形成する凹部を
有する容器の場合には、この凹部空間に原料組成
物が十分に満たされないと糸じりにガス切れを生
じるおそれがある。したがつて、これを防止する
ために、治具本体１の底部の、型凹部に対応する
個所にほぼ三角形状断面をもつ環状突起部４を設
けるのが有利であり、このような治具を用いるこ
とにより、体積占有率約80％を達成させることが
できる。そして、このような場合には、糸じり部
におけるガス欠陥の発生を十分に防止することが
できる。 また、原料組成物を装入すべき金型部材の型に
凸部が存在する場合には、治具にこれに対応する
凹部を設けることが必要になる。そして、この凸
部が側面部に存在する場合には、原料組成物を展
開させる際、その上側にある空間部が死角にな
り、原料の展開が不十分になりやすい。したがつ
て、このような場合には、治具の凹部の下面は対
応する型凸部の下面よりやや上方に先端がくるよ
うに傾斜させ、また治具の凹部の上面は対応する
型凸部の上面と同じか、あるいは若干下方に先端
がくるように傾斜させた形状とするのが有利であ
る。このような形状の治具を用いることにより、
体積占有率を80％以上にすることができる。 この治具に関しては、その上部に本体より張り
出した縁を設けて、一方の部材の肩部及び壁部に
密接するようにしておけば、押圧、回転操作をよ
り容易に行うことができ、体積占有率80％以上を
容易に実現することができる。 本発明方法で用いる治具の材料としては、金型
温度で型くずれなしに使用しうるものであれば特
に制限はないが、できるだけ速やかに操作しうる
ように、軽質であり、また原料組成物が付着しな
いように非粘着性であり、さらに金型を傷付けな
いという見地から、木材やプラスチツクス例えば
ポリアセタール、ポリプロピレン、フツ素樹脂な
どが好適である。このほか木製のものの表面をプ
ラスチツクスで被覆したものも用いることができ
る。 本発明方法においては、予備成形を可及的速や
かに行う必要があるが、これは原料組成物を装入
してから加熱、加圧して成形するまでの時間を短
縮して欠陥のない製品が得られるようにするため
であり、この時間は、原料組成物、成形体の形
状、金型温度により変わるが、多くの場合、長く
ても60秒、好ましくは30秒以内である。 本発明方法で用いられる原料組成物は、フエノ
ール樹脂、セルロース系フイラー及び発泡剤を主
要成分とする低発泡体用組成物である。このフエ
ノール樹脂としては、例えばフエノール類を原料
として製造されるノボラツク型又はレゾール型の
ものがある。また、セルロース系フイラーとして
は、木粉、もみ殻粉、パルプなどの植物系フイラ
ーが用いられ、所望に応じその一部を炭酸カルシ
ウムなどの無機質フイラーによつて置換すること
もできる。発泡剤としては、加熱により分解して
ガスを発生しうる物質であればよく、普通の化学
発泡剤を用いることができる。 本発明で用いる原料組成物には、上記の成分の
ほか、所望に応じ慣用されている硬化剤、硬化助
剤、界面活性剤などの補助添加成分を含有させる
ことができる。 この原料組成物は、必ずしも粉体である必要は
なく、高周波予熱機などにより予備加熱されたも
のでもよい。 このように、本発明方法に従えば、流動途中に
起る一部発泡を抑制し、かつ細部にわたつて原料
を充てんすることができるので、流通気泡のな
い、外観、質感の優れた、軽量木質系成形体、断
熱成形体を得ることができる。 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 １ 融点75℃のノボラツク型フエノール樹脂600ｇ、
もみ殻粉300ｇ、木粉100ｇ、ヘキサメチレンテト
ラミン120ｇ、パラトルエンスルホニルヒドラゾ
ン10ｇ、酸化マグネシウム12ｇ、ステアリン酸カ
ルシウム５ｇ、モンタン酸ワツクス４ｇ及び界面
活性剤４ｇをメタノールと共にミキサー中で混し
たのち、この混合物を80℃に加熱したロールで７
分間混練してシートとし、冷却後粉砕して原料組
成物を調製した。 この原料組成物を、第２図に示す治具を用いて
対応する金型中に展開させて予備成形し、第１図
に示す形状の大型菓子鉢（外径240mmφ、高さ75
mm、肉厚５mm）を製造した。 この際の成形条件は、原料組成物装入量340ｇ、
プレス圧100トン圧縮成形プレス、金型温度155±
３℃、予備成形時間30秒、型締時間20秒、成形圧
80Kg／cm²、焼き時間５分であつた。 また予備成形における面積占有率は80％、体積
占有率は85％であつた。 このようにして、外観に全く欠陥がない、比重
0.9、発泡倍率1.6倍の成形体が得られた。 実施例 ２ ノボラツク型フエノール樹脂500ｇ、もみ殻粉
末500ｇ、ヘキサメチレンテトラミン100ｇ、パラ
トルエンスルホニルヒドラゾン10ｇ、酸化マグネ
シウム10ｇ、ステアリス酸カルシウム５ｇ、モン
タン酸ワツクス４ｇ及び界面活性剤４ｇを使用し
た以外は実施例１と同様にして原料組成物を調製
した。 この原料組成物を第４図に示す治具を使用して
予備成形し、次いで原料装入量を235ｇとした以
外は実施例１と同じ成形条件で型成形し、第３図
に示す形状の肉厚鉢（上面外径175mmφ、下面外
径115mmφ、下面内径95mmφ、高さ68mm、肉厚８
mm）を製造した。 予備成形の際の面積占有率は85％、体積占有率
は90％であつた。 実施例 ３ 実施例２で用いたのと同じ原料組成物を、第６
図に示した治具を使用して予備成形したのち、装
入量65ｇ、成形圧50Kg／cm²とする以外は実施例１
と同じ成形条件で成形し、第５図に示す形状の雑
煮椀（上面外径135mmφ、下面外径65mmφ、高さ
50mm、糸じり高さ10mm）を製造した。 この場合の予備成形における面積占有率は80
％、体積占有率は80％であつた。 比較例 治具を用いる予備成形を施こさずに、実施例１
〜３と同じ成形条件で成形を行つた。 得られた製品の物性及び外観を各実施例で得た
ものと対比して次表に示す。この表で、装入量と
成形体重量が異なるのは、バリが発生しているた
めである。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図及び第５図は本発明の実施例で
得られた成形品の正面図、第２図、第４図及び第
６図は、各実施例で予備成形に使用した治具の正
面図である。 図中符号１は治具本体、２は把手、３は条溝、
４は突起部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方を雄型、他方を雌型とする２個の部材か
   ら成る金型を用いて、フエノール樹脂、セルロー
   ス系フイラー及び発泡剤を含む原料組成物を型成
   形するに当り、加熱された一方の部材の型内部に
   原料組成物を装入し、次いで可及的速やかに該部
   材の型形成部面積の70％以上でかつ凹部空間の80
   ％以上にわたり該原料組成物を均一に展開させて
   予備成形したのち、ただちに加熱されたもう一方
   の部材で押圧し、加熱加圧成形することを特徴と
   するフエノール樹脂系低発泡体の成形方法。 ２ 適当な治具を用いて原料組成物を均一に展開
   させる特許請求の範囲第１項記載の方法。