JPH0462044A - 繊維強化フェノール樹脂発泡体及びその製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、内部に発泡した樹脂層をもったサンドイッ
チ構造の繊維維強化フェノール樹脂発泡体とその製造方
法に関し、より詳しくは、例えば、自動車、鉄道車輌、
船舶、航空機等の内装材として、または住宅の内装材等
に有用な繊維強化フェノール樹脂発泡体とその製造方法
に関する。

（ロ）従来の技術及び発明が解決しようとする課題 フェノール樹脂は、耐熱性、耐火性に優れるため、この
特性に着目し様々な建築材料に使用されている。最近で
は、軽量、高強度を目的にフェノール発泡体とガラス繊
維との複合が種々行われている事は公知の事実である。

例えば、特開昭６３＝１７２６１６号公報、特開昭６３
−３０５１４６号公報、特開昭６４−２２５０８号公報
、特開昭６４−２２５１３号公報、その他に記載されて
いる。これらの公報に記載された発明は耐酸性樹脂によ
り被覆されたＥ種ガラス繊維にレゾール型発泡性フェノ
ール樹脂を含浸させ溝付きロール等で脱気を行ったシー
ト状物を積層し、これを加熱炉中でロール等で圧縮しつ
つ発泡硬化させる事により厚み方向に均一にガラス繊維
が存在する成形体を得る事を特徴としている。

しかし、かような方法で厚みの厚い成形体を作る場合は
、何層にも積層しなくては成らず従ってその場合成形体
の厚みが増せば増すほど装置も多くなり複雑になってく
る。また積層を段階的に行う場合は製造ラインの長さは
厚みが増せば増すほど長くなる不都合があった。また、
製造装置の簡便化を謀る為厚みの薄い成形体を厚みの厚
い成形体よりスライスして得ようとすると上記の方法で
作られた積層板の場合、スライス工程により界面剥離を
起こしてしまい且つ切り屑等のロスを生じてしまう不都
合があった。

一方、合成樹脂発泡体に熱硬化型樹脂原液を含浸した後
、少なくとも一面にガラス繊維を積層した後、圧縮する
事による樹脂原液の合成樹脂発泡体からの絞りだしによ
る含浸法が行われている事は公知の事実である。例えば
、リザーバー・モールディング（Ｐ、　Ｒ，Ｃｈａｎｔ
：　ＦＲＰ総合講演会講演要旨集、１７（昭４７）、Ｐ
、１４９．強化プラスチック技術協会）、特開昭５８−
２０４１９号公報、その他に記載されている。これらの
公報等に記載された発明は、最終成形厚みよりも厚い連
続気泡の軟質スポンジ等に充分に熱硬化型樹脂原液を含
浸させた後、この表面をガラスマット等で覆い低圧にて
圧縮することにより樹脂の絞り出しによってガラス繊維
層への含浸を行うもので、特に特開昭５８２１４１９号
公報の場合はロールによる樹脂原液槽内部での完全脱泡
を特徴としている。

しかしながら、この公報は、熱硬化型樹脂として具体的
には非発泡性のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂
を開示しているに止まり、また、発泡性の熱硬化性樹脂
についてのものではない。

かかる状況下、本発明者らは、上記方法を発泡層をコア
層に持つ表面繊維強化フェノール樹脂発泡体の製造へ適
用する検討を行った。しがし、コア層を発泡層にすると
いう事は軟質スポンジへの含浸樹脂の絶対量が少なくな
ることを意味する。

従って、当然のごとく圧縮による絞り出し量も非発泡の
場合のようにガラス繊維層に充分ではなく、従って含浸
も不十分な為強度が低くなる。また、酸硬化型フェノー
ル樹脂の場合、出発原料のレゾール樹脂自体が粘度が高
い為、軟質スポンジの復元力だけでは、設定厚みには戻
らない。

（ハ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、軟質スポンジにレゾール型
発泡性フェノール樹脂原液を含浸させた後、この両面に
補強ｗ４維を配置し、次いで所定の型内で上記発泡性フ
ェノール樹脂原液の発泡硬化条件に付して繊維強化フェ
ノール樹脂発泡体を得ることからなる繊維強化フェノー
ル樹脂発泡体の製造方法が提供される。

この発明は、軟質スポンジに含浸された発泡性フェノー
ル樹脂原液の補強繊維への絞り出し工程を行うことなく
、両面に補強繊維を配した状態で発泡成形を行うことに
より、強度に優れた繊維強化フェノール樹脂発泡体が一
体成形できる事実を見出すことによりなされたものであ
る。

この発明によれば、従来の方法に比して、積層工程が厚
みが変化しても常に一定で、軟質スポンジの厚みを変え
る事で自由に厚み調節可能で、フェノール樹脂原液を含
浸する対象物が常に１つなのでレゾール型発泡性フェノ
ール樹脂原液のロス分が少なくできる。従って、製造装
置も簡略化し、強度の弱点となりうる結合界面の存在は
最小限に押さえる事ができる。

上記方法により製造される繊維強化フェノール樹脂発泡
体は、軟質スポンジ層にフェノール樹脂発泡体が充填形
成されてなるコア層と、このコア層の両面に形成されて
なり、それぞれ補強繊維とフェノール樹脂発泡体及び／
又は非発泡体とからなる表面層を備えてなるものであり
、それ自体新規なものである。従って、この発明は、か
がるサンドウィッチ構造の繊維強化フェノール樹脂発泡
体をも提供するものである。

この発明において用いる軟質スポンジとしては、連続気
泡の柔軟性を有するものであればその組成は問わず、例
えば、軟質ウレタンスポンジ、セルローススポンジ、海
綿など種々のもの、ことにシート状のものを用いる事が
できる。

この発明において強化を目的として用いる繊維の一例と
してはガラス繊維が挙げられるが、その形状としては、
チョツプドストランド、シート、ベーパー、マット、ロ
ービング、クロス、トリコット、ウェブ等種々のものを
用いる事ができるが、通常、マットやクロスを用いる事
が好ましく、ことにチョツプドストランドマット、ガラ
スクロス、ロービングクロスを用いるのが好ましい。こ
のガラス繊維の改質の例としては、シラン処理が挙げら
れ、特にアミノシラン系で処理するのが好ましい。また
、場合によってはステンレス鋼繊維等の金属繊維や炭素
繊維、芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維の使用も可能
である。

この発明において、使用されるレゾール型発泡性フェノ
ール樹脂原液としては例えばレゾール型フェノール樹脂
と硬化剤と発泡剤と中和剤とを混合して得られる。硬化
剤及び発泡剤の配合比は混合方法や製造しようとする成
形品の密度に応じて設定すれば良い。また、必要があれ
ば増量剤等を混合することも可能である。

上記硬化剤としては、有機スルフォン酸、例えばフェノ
ールスルフォン酸、パラトルエンスルフォン酸あるいは
キンレンスルフオン酸等があげられる。なお、使用する
ガラス繊維によってはアルカリ性が強く酸硬化剤による
硬化を阻害するものがあるが、その場合は予めガラス繊
維を酸処理することにより解決できる。通常使用される
ガラス繊維の秤量は、１００９〜４５０９／ｍ’が好ま
しい。

上記発泡剤としては、例えばヘキサン、ペンタン、ブタ
ンのような飽和脂肪族炭化水素類、シクロヘキサンのよ
うな脂環族炭化水素類、ベンゼン、キシレンのような芳
香族炭化水素類、塩化メチレン、フレオン（登録商標）
のようなハロゲン化炭化水素類等の一種または二種以上
の混合物が挙げられ、目的の最終製品の嵩密度により通
常レゾール樹脂に対し０〜２０部程度の量で使用される
。

ただしこれ以外に、酸分解型発泡剤を用いることもでき
る。

この発明において、軟質スポンジへのフェノール樹脂原
液の具体的な含浸方法としては、２軸の圧縮ロール等で
上記軟質スポンジを圧縮する際、その手前でフラットダ
イ等で一定量連続的に吐出されたレゾール型発泡性フェ
ノール原液を直接軟質スポンジに塗布しローラーで強制
的に含浸させる方法や、片方もしくは両方のローラーに
発泡性フェノール原液を塗布し送り込み圧縮と同時に含
浸させる方法により行うのが適している。いずれの方法
にせよ上記軟質スポンジ内に均一に必要量の発泡性フェ
ノール樹脂原液を含浸できる方法であれば上記に示した
方法もしくはこれに準じたいずれの方法を採用すること
ができる。

かような発泡性フェノール樹脂原液の含浸された軟質ス
ポンジの両面をガラス繊維で覆い次いで発泡成形が行わ
れる。発泡成形は、適当な型内で加熱することにより行
われ、この型としては通常、両面方向への任意の発泡を
規制する両面ガイド状のものを用いるのが適している。

従って、通常、このような両面ガイドを有する加熱ゾー
ンへ導くことにより成形を行うのが適している。

加熱は通常、最終成形品厚みにもよるが７０℃〜９０℃
が適している。また、必要に応じて予備加熱ゾーンを設
けることも可能である。

かような加熱により軟質スポンジ内部の発泡性フェノー
ル樹脂原液は、発泡、硬化を起こし、それによりフェノ
ール樹脂がガラス繊維内に侵入しその結果、目的のサン
ドウィッチ構造の繊維強化フェノール樹脂発泡体が得ら
れる。ここで表面層は、形成時に型、すなわち両面押さ
えと発泡圧によって圧力を受けるため、密度が向上して
内部フェノール発泡体に比して高密度の発泡体層又は実
質的に非発泡層と補強繊維とが一体化された複合層で構
成される。

このようにして得られた繊維強化フェール樹脂発泡体は
、ガラス繊維で補強された比較的高密度のフェノール樹
脂発泡体もしくは非発泡体からなる表面層と、低密度の
フェノール発泡体層からなり通常、嵩密度が０．２〜１
．０９／ａｍ３であるコア層で構成されたものであって
、従来のフェノールＦＲＰより軽量で比較的高強度でか
つ断熱性能や吸音性を有するものである。

この発明の繊維強化フェノール樹脂発泡体の例を第１図
に示した。図に示すごとく、この発明の繊維強化フェノ
ール樹脂発泡体１はフェノール樹脂発泡体と軟質スポン
ジからなるコア層３とガラス繊維で強化されたフェノー
ル樹脂発泡体からなる表面層２からなる。

かようなこの発明の繊維強化フェノール樹脂発泡体は自
動車内装材や住宅内装材等に有用である。

ことに嵩密度が０．５ｇ／ａｍ３以下の軽量のものは自
動車用吸音断熱材として有用である。

以下、この発明を実施例により説明するが、これにより
この発明は限定されるものでなはい。

（ニ）実施例 実施例１ 秤量３００９７ｍ’の不飽和ポリエステルＦＲＰ用ガラ
スチョツプドストランドマット（富士ファイバーグラス
社製）をヒートクリーニングした後、シランカップリン
グ剤（信越シリコーン社製商品名ＫＢＭ６０２）１％水
溶液に含浸風乾後、１００℃１０分乾燥の処理を行った
。

発泡性レゾール樹脂原液の調整にあたっては、レゾール
樹脂１００重量部に対して硬化剤１６重量部、発泡剤７
重量部、中和剤３０重！部の割合で調整した。

第２図に示す様に、厚み５　ｘｚ、幅１ｍで嵩密度１４
　Ｋ９７　ｍ　’の軟質ウレタンフオーム４を一対のロ
ーラー５ａ、５ｂで圧縮しつつ、圧縮手前でフェノール
混合吐出機６により押し出された発泡性レゾール樹脂原
液７をフラットダイ８にて幅方向に均一に２．２に９／
ｍ″になるように吐出し軟質ウレタンフオーム（軟質ス
ポンジ）に含浸した後、上記ガラスチョツプドストラン
ドマット９をフオーム表面に積層しダブルスチールベル
ト１０にて加圧しつつ加熱発泡炉１１にて約９０℃にて
加熱を行い発泡硬化を行った。

得られた繊維強化フェノール樹脂発泡体の特性を調べた
ところ、発泡体は、厚み５ｕのうち繊維強化層が表裏で
０．７ｘｘづつで発泡層が３．６ｚｘ１嵩密度５００Ｋ
ｇ／ｍ３、曲げ強度４００に９・ｆ／ａｍ”、弓張強度
９０に９・ｆ／ａｍ’、表面硬度５５度（ＴｙｐｅＤ）
、垂直入射吸音率（表１）を示すことが判明した。

また、得られた繊維強化フェノール樹脂発泡体を２００
℃雰囲気下で５００時間暴露した結果、初期曲げ強度を
１００％として下記の式を用いて保持率を計算した結果
、曲げ強度保持率的６２％であった。同様な計算式によ
り曲げ弾性率保持率と重量保持率を求めた結果、曲げ弾
性率保持率約９０％、重量保持率的９０％であった。

（表１）垂直入射吸音率 なお、得られた繊維補強フェノール発泡体は、表裏での
樹脂密度バラツキが少なくソリは発生しなかった。

実施例２ 秤量４５０９／ｍ”ガラスチョツプドストランドマット
に実施例Ｉと同様の処理を行い、実施例Ｉと同様の方法
で厚み２！１、幅１ｍで高密度２０に９／ｍ’の軟質ウ
レタンフオームを用い、発泡性レゾール樹脂原液を１２
００９／ｍ”になるように吐出し上記マットを表裏に一
層づつ積層し連続成形した。

得られた繊維強化フェノール樹脂発泡体の特性を調べた
ところ、厚みが３ｕのうち繊維強化層が表裏で０．９ｕ
づつで発泡層が１２ｘｍ、高密度６５０に９７ｍ３、曲
げ強度６２０ｈ・ｆ　／ａｍ’を示すことが判明した。

比較例１ 実施例１と同配合、同条件で軟質ウレタンフオームだけ
を抜き、直接下面ガラスチョツプドストランドマットへ
発泡性レゾール樹脂原液を含浸させ成形体を得た。

得られた繊維強化フェノール樹脂発泡体の特性を調べた
ところ、発泡体は、高密度が５００　Ｋ９／ｃｒｎ′で
あったが、厚み５１１Ｍのうち下面繊維強化層は波打ち
現象を起こし厚みが１．２ｕとなり上面繊維強化層は厚
みが０．７ｕｍの厚み方向に不均一な成形体となりソリ
が発生してしまった。

比較例２ 実施例Ｉと同配合、同条件で発泡剤だけを抜き厚みＬＯ
ｚｘの軟質ウレタンフオームに含浸し、ガラスチョツプ
ドストランドマットで覆った後、厚みが５１肩になるま
で圧縮したがガラス繊維層への含浸は、はとんど見られ
ず繊維強化フェノール樹脂発泡体は得られなかった。

（ホ）発明の効果 以上述べたように、この発明によれば簡便に所定厚みの
繊維強化フェノール樹脂発泡体を得ることが可能であり
、また厚み方向中心部から表層に向かって上下均質な繊
維強化フェノール樹脂発泡体を得ることができる。さら
に要求される強度、品質にあわせて表面層とコア層を自
由な組合せで構成できるため、ことに断熱材、吸音材の
用途に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の繊維強化フェノール樹脂発泡体の一
例を示すものである。 第２図はこの発明の繊維強化フェノール樹脂発泡体の製
造方法における製造工程を例示する説明図である。 ｌ・・・・・・繊維強化フェノール樹脂発泡体、２・・
・・・・表面層、３・・・・・・コア層、４・・・・・
・軟質ウレタンフオーム、５・・・・・・ローラ、６・
・・・・・混合吐出機、７・・・・・・発泡性レゾール
樹脂原液、８・・・・・・フラットダイ、 ９・・・・・・ガラスチョツプドストランドマット、ｌ
Ｏ・・・・・・ダブルスチールベルト、１１・・・・・
・加熱発泡炉。 公壱イ；

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軟質スポンジ層にフェノール樹脂発泡体が充填形成
   されてなるコア層と、このコア層の両面に形成されてな
   りそれぞれ補強繊維とフェノール樹脂発泡体及び／又は
   非発泡体とからなる表面層、を備えてなる繊維強化フェ
   ノール樹脂発泡体。 ２、軟質スポンジにレゾール型発泡体フェノール樹脂原
   液を含浸させた後、この両面に補強繊維を配置し、次い
   で所定の型内で上記発泡性フェノール樹脂原液の発泡硬
   化条件に付して請求項１の繊維強化フェノール樹脂発泡
   体を得ることからなる繊維強化フェノール樹脂発泡体の
   製造方法。