JPH04114977A - フェノール樹脂被覆粒子の製造方法 - 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） 本発明は不燃にして機械的物性に優れた建築材料に加工
し得る樹脂被覆粒子の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、建築物の多様化に伴い建材の高性能化が進み、そ
の結果プラスチックス性建材が数多く内・外装材として
使用されるようになってきた。一連のプラスチック性建
材はセメント系の建材と比較して、軽量・断熱性、湿度
や凍害等に対する耐環境性、加飾性、生産・加工性等に
優れろ一方で、可燃物であるがため、火災の発生時には
延焼し易く、また有毒ガス等の発煙も著しい。

フェノール樹脂は優れた難燃性樹脂であるため、無機系
細骨材を少量のフェノール樹脂で結着させて得られるプ
ラスチック性建材は比較的火災に強いとされている。例
えば特開昭５６６２１４３号公報では、フライアッシュ
、軽石、ガラス繊維をフェノール樹脂で硬化させ建材と
する方法が開示されている。しかしながらこの方法では
、不燃性を達成させるにはフェノール樹脂濃度を極めて
少量にとどめなければならず、その場合の成形体は強度
・弾性率が著しく小さいものとなり、実際の使用には耐
えれないものとなる。

（本発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の欠点を解消し得る樹脂被覆粒子の製法を
提供するためになされたものである。

即ち本発明の目的とするところは、不燃にして機械的物
性、特に強度・弾性率に優れ、建材等に好適に使用され
うるフェノール樹脂被覆粒子の製法を提供することにあ
る。

（問題を解決するための手段） 本発明のフェノール樹脂被覆粒子の製造方法は、無機粉
粒体１リツトル当りに対し、（１￥ボラツク型フエノー
ル樹脂１０〜１００ｆを加える工程、（２）高級脂肪酸
、高級脂肪族アルコール、高級脂肪酸アミド、および高
級脂肪酸ビスアミドから選ばれる１種以上の化合物を加
える工程を包含することを特徴としており、そのことに
より上記の目的が達成される。尚、上記（１）および（
２）の工程においては、フェノール樹脂および上記化合
物を加えた後適宜混練（撹拌）するのが好ましい。

本発明で使用する無機質粉粒体は特に限定されず、例え
ば砂、珪砂、天然岩石の粒状物、珪藻土、シラス、アル
ミナ、クレー　カオリン、タルク等の天然砂・鉱物、ま
た陶・磁器粉、ガラス粉、石炭灰（フライアッシュ）等
の人造物・廃物、その他アルミニウムやカルシウムやマ
グネシウム等の水酸化物、或はこれらの炭酸塩、硫酸塩
、珪酸塩もしくはそれらの結晶水を有するもの、更には
軽量の粒体としてパーライト、ハーミキュライｌ−、ガ
ラスバルーン、シラスバルーン、石炭灰バルーン、セラ
ミック系バルーン等が好適に使用される。これら無機質
粉粒体の形状、粒度、粒度分布等は特に限定されない。

本発明で使用されうるノボラック型フェノール樹脂とは
、酸触媒下に於てフェノール類とアルデヒド類を反応さ
せて得られた初期縮合体のことであり、該初期縮合体は
硬化剤の存在下で架橋反応を伴いながら、更に重合が進
行しうるものを意味する。フェノール類とは主にフェノ
ールのことであるが、他にクレゾールおよびその異性体
、キシレノールおよびその異性体、アルキルフェノール
、カシューオイル、ビスフェノール類、等のノボラック
型変性フェノール樹脂を誘導するもののことであり、こ
れから選ばれた少なくとも１種以上のものである。また
アルデヒド類とはホルムアルデヒド、パラホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、高級アルデヒ
ド類、等のことである。また更に、酸触媒とはシュウ酸
、硫酸、パラトルエンスルポン酸等の強酸類、Ｃａ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｐｂ。

Ｃｏ、Ｎｉ等の金属塩触媒のことである。

本発明で使用する該フェノール樹脂のｔ（組成比）は、
無機粉粒体１リツトルに対し１０〜１００ダとなる割合
の部数に限定され、１０ｙを下回ると成形体の強度が低
く、建築材料としては満足できる機械的物性を有さない
。また１００ｇを越えて使用すると、機械的物性は向上
するものの、不燃性の確保はもはや不可能となる。尚該
ノボラック型フェノール樹脂の硬化剤としてはへキサメ
チレンテトラミン、パラホルムアルデヒド、レゾールが
好適に使用され、その使用量は通常、フェノール樹脂に
対し６〜１５ｗｔ％程度である。

本発明で使用する高級脂肪酸、高級脂肪族アルコール、
高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸ビスアミドとは、−船釣
に熱可塑性樹脂用滑剤・可塑剤として使用される固体化
合物のことである。

これらは主に天然油脂である高級脂肪酸エステルより誘
導される化合物であるが、その他如何なる化学合成法で
得られた物であってもよい。

本発明ではこれらの該化合物の内、融点が７０〜１７０
°Ｃ１且つ沸点または分解温度が１７００Ｃ以上である
ものが好ましく、このような化合物としては、例えばス
テアリン酸、オレイン酸、１２ヒドロキシステアリン酸
、ラウリン酸、ベヘン酸、ステアリルアルコール、ラウ
リルアルコール、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド
、エチレン・ビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレン
・ビスステアリン酸アミド、エチレン・ビスラウリン酸
アミド、エチレン・ビスベヘン酸アミド等である。これ
らの好ましい化合物の一般式は次の（１）〜（４）で表
わされる。

Ｒ−ＣＯＯＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）一 Ｒ−ＯＨ・・・・・・・・・・・・　・・・・・・・山
・・・・・　（２）Ｒ−ＣＯＮ　Ｈ２・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　（３）（Ｒ−ＣＯＮ　Ｈ
）２Ｒ＝　　、、、、、、−・山、、　　（４）ただし
Ｒは炭素数８〜２２の炭化水素 Ｒ′は炭素数１〜１０の炭化水素 本発明ではこれらの化合物の１種以上をフェノール樹脂
に添加して使用される。使用する該化合物の量は通常、
フェノール樹脂に対し２〜２０ｗｔ％であり、２ｗｔ％
を下回ると得られる成形体に対する強度・弾性率の向上
を望み難＜、２０ｗｔ％を上回るとフェノール樹脂の硬
化性能が著しく低下するばかりが、該成形体の耐燃焼性
、耐熱性、および耐環境性等も除々に低下する傾向にあ
る。好ましくは３〜１０ｗｔ％である。

本発明にて無機粉粒体をフェノール樹脂で被覆するには
、例えば、加熱した無機粉粒体を撹拌器に投入し、撹拌
しながら所定量のフェノール樹脂および上述の化合物を
別々に或いは両者を混合した後に投入して充分に溶融分
散させ、つぎにヘキサメチレンテトラミン水溶液等の架
橋剤を添加し更に撹拌を続ける方法が一般的である。

樹脂投入時の無機粉粒体の温度は、少なくともフェノー
ル樹脂が充分に溶融流動する温度以上であり、例えば１
２０〜１７０℃が好ましい。

架橋剤として例えばヘキサメチレンテトラミン水溶液を
使用する場合、該水溶液投入時の該粉粒体の温度は１０
０〜１４０°Ｃが好ましく、これを上回るとヘキサメチ
レンテトラミンが分解してホルマリンを生成し、フェノ
ール樹脂の硬化が進行し、結果的にこれを成形したとき
の成形体強度が低下することになる。ヘキサメチレンテ
トラミンは、後に（被覆粒子を熱成形する時に）ノボラ
ック樹脂の硬化剤として働くが、かかる効果を持つ硬化
剤としては他にパラポルムアルデヒドやレゾール等が考
えられる。尚、有効に使用されうる該ヘキサメチレンテ
トラミンの量は通常、フェノール樹脂に対し固形分濃度
で５〜２０ｗｔ％であり、水で５〜１５倍に希釈して水
溶液として添加される。

本発明ではこの他に、成形体強度の向上を目的として、
無機粉粒体と樹脂の界面接着性に改善効果を与えるカッ
プリング剤の使用が考えられる。有効なカップリング剤
としてはアミノシラン系、エポキシシラン系のカップリ
ング剤であり、予め無機粉粒体に処理する方法であって
も、直接フェノール樹脂に混入する方法であってもよい
。その他に熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防かび
剤、難燃剤、更には強化充填材として無機質繊維等の添
加剤・充填材を、軽量性・機械的物性・不燃性の著しく
損なわない範囲で適宜使用できる。

本発明が提供するフェノール樹脂被覆粒子は、例えば賦
形型に充填して好ましくは１４０〜２２０℃の温度で硬
化の後、脱型することによりフェノール樹脂複合成形体
とされ得るが、その他如何なる熱成形方法によって熱成
形されてもよい。またその寸法・形状についてもこれを
限定しない。

（作用） フェノール系樹脂は燃焼時の発煙が極めて少ない優れた
難燃性樹脂である。本発明の複合成形体は、多量の無機
物質と極少量のフェノール樹脂で構成されるため耐燃焼
性に優れる。

本発明により得られたフェノール樹脂被覆粒子は、上述
の高級脂肪酸誘導化合物が加熱成形時にフェノール樹脂
と相溶し流動性を向上させる。このことにより、無機粒
子間の樹脂保持量が増加して強固に結着され、結果的に
強度・弾性率が向上した成形体が得られることになる。

しかも上述の化合物はフェノール樹脂が硬化する時に相
分離するため、従来フェノール樹脂の有した熱的物性、
化学的物性、機械的物性の何れにも影響を与えない。更
に該化合物は室温で固体であるため可塑剤移行現象は起
こさず、また成形加熱時に揮発しないので樹脂にボイド
が発生する恐れもない。

（以下余白） 一 （実施例） 実施例１ 実験用スピードミキサー中に、予め約１５０℃に加熱し
た粒状炭酸力ルシウム（粉砕品、平均粒径１９０戸ｍ）
１リツトル、ノボラック型７エ／−ル樹脂（昭和高分子
社製　ＢＲＰ−５７２Ａ）６０ｙ１およびステアリン酸
２２を投入した。１分間攪拌混線の後へキサメチレンテ
トラミン９ｙを９０ｙの水に溶解して添加し、該炭酸力
ルシウムの塊が崩壊するまで攪拌した。

そのまま冷却した後ミキサーより取り出し、ノボラック
型フェノール樹脂被覆炭酸カルシウムを得た。

次き゛にこのノボラック型フェノール樹脂被覆炭酸カル
シウムを離型処理を施した金属製型（２５０Ｘ２５０ｘ
１２ｍおよび１ｓｏｘｉｏ。

×４麿）に−杯に充填し、１８０℃の加熱炉で１５分間
加熱した後、該型より成形体を収り出した。

得られた成形体のかさ比重、曲は強度、曲げ弾性率、お
よび不燃性を評価した結果を表１に示した。なお曲げ試
験は、該成形体より８０×１０×４麿の試験片を作成し
ＪＩＳ　　Ｋ　　７２０３に準拠して行った。また不燃
試験は建築基準法に基づく建設省公示第１８２８号（昭
和４５年１２月２８日）に準じた基材試験および表面試
絵について、それぞれ４．　ＯＸ　４０　Ｘ　５０厘お
よび２２０Ｘ２２０Ｘ１２ｍの試験片を作成して行った
。

実施例２ ステアリン酸の変わりに、ステアリルアルコール２ｙを
使用したこと以外は実施例１と全く同様にして、ノボラ
ック型フェノール樹脂被覆炭酸カルシウムを作成し、成
形体を得、評価試験を行った。結果を同じく表１に示し
た。

実施例３ ステアリン酸の変わりに、ベヘン酸アミド２２を使用し
たこと以外は実施例１と全く同様にして、ノボラック型
フェノール樹脂被覆炭酸カルシウムを作成し、成形体を
得、評価試験を行つた。結果を同じく表１に示した。

実施例４ ステアリン酸の変わりに、ヘキプメチレンビスラクリン
酸アミド２ｙを使用したこと以外は実施例１と全く同様
にしてノボラック型フェノール樹脂被覆炭酸カルシウム
を作成し、成形体を得、評価試験を行った。結果を同じ
く表１に示した。

実施例５ ステアリン酸の変わりに、エチレンビスステアリン酸ア
ミド２ｙを使用したこと以外は実施例１と全く同様にし
て、ノボラック型フェノール樹脂被覆炭酸カルシウムを
作成し、成形体を得、評価試験を行った。結果を同じく
表１に示した。

一虫」Ｌ撚」− ステアリン酸を加えないこと以外は実施例１と全く同様
にして、ノボラック型フェノール樹脂被覆訳酸カルシク
Ａを作成し、成形体を得、評価試験を行った。結果を表
２に示した。

比較例２ ステアリン酸の変わりに、ステアリン酸トリグリｔリン
エステル２ｙを使用したこと以外は実施例１と全く同様
にして、ノボラック型フェノール樹脂被覆炭酸カルシウ
ムを作成し、成形体を得、評価試験を行った。結果を同
じく表２に示した。

酸カルシウム１リツトル、熱硬化性ノボラック型フェノ
ール樹脂（昭和高分子社製　ＢＲＰ−５２２２（ヘキサ
メチレンテトラミン含有）６０ｙ１およびステアリン酸
２ｙを投入し充分に攪拌した。これにより得られた粒状
炭酸力ルシウム・樹脂粉末ブレンドを用い、以下実施例
１と全く同様にして、成形体を得、評価試験を行った。

結果を表２に示した。

比較例４ フェノール樹脂量を１２０ｙとしたこと以外は比較例１
と全く同様にして、ノボラック型フエノール樹脂被覆災
酸カルシクムを作成し、成形体を得、評価試験を行った
。結果を同じく表２に示した。

表 アミド、 ※：特定の高級脂肪酸、アルコール、ビスアミド類を添
加した系では高強度・高弾性の成形体が得られているが
、何も添加しない場合、高級脂肪酸エステル類を添加し
た場合、あるいは単純に三者を粉体同志でブレンドした
場合は、強度・弾性率の改善がみられない。叉には、フ
ェノール樹脂を１２０ｙ使用した場合には強度・弾性率
は大きくなるが、不燃性は確保されなかった。

（発明の効果） 本発明により得られたフェノール樹脂被覆粒子を熱成形
することにより不燃にして且つ機械的物性に優れ、しか
も建設省公示第１８２８号に準する防火材料試験で不燃
材料と認められる水準の７工ノール樹脂複合成形体が得
られる。

等 さらにこの成形体は、成形性、加工性１こも優れるため
建築外内装用材料として好適に使用できる。

従って、このような成形体が得られる樹脂被覆粒子を容
易に製造し得る本発明方決は実用的価値の高いものであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱された無機粉粒体１リットル当りに対し、（１）ノ
   ボラック型フェノール樹脂１０〜１００ｇを加える工程
   、（２）高級脂肪酸、高級脂肪族アルコール、高級脂肪
   酸アミド、および高級脂肪酸ビスアミドから選ばれる１
   種以上の化合物を加える工程、を包含することを特徴と
   するフェノール樹脂被覆粒子の製造方法。