JPH0649231A - 硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硝子繊維をフェノール樹脂と均一に混合す
る。硝子繊維を切損することなく開繊する。 【構成】 フェノール樹脂として、粉末状乃至粒状のフ
ェノール樹脂を用いる。フェノール樹脂と硝子繊維とを
合わせた重量の０．５〜１．５倍の水を加える。周速度
２〜８ｍ／sec の低周速の回転翼２と、周速度３０ｍ／
sec 以上の高周速の回転翼３とを組み合わせて混合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化樹脂成形材料
の製造方法に係り、更に詳しくは、耐熱性及び耐衝撃性
に優れた硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硝子繊維強化樹脂成形材料において、繊
維の補強効果を最大限に発揮させるには、成形材料中の
強化繊維が充分な長さを保持していることと、強化繊維
が単糸状に開繊しマトリクス樹脂中に均一に分散してい
ることが重要である。

【０００３】従来、硝子繊維強化フェノール樹脂成形材
料は、硝子繊維を含むフェノール樹脂組成物をロール混
練するか又は、ニーダー混合後押出機で押出混練する溶
融混練法により製造していた。しかしながら、この方法
では繊維の凝集を防ぐために強い混練を必要とし、繊維
が切損するという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は鋭意研究
した結果、硝子繊維を特定のフェノール樹脂と特定量の
水と共に特定の条件で混合することにより、上述の問題
点が解消されることを見出し本発明を完成したものであ
って、その目的とするところは、硝子繊維が切損するこ
となく開繊し、且つ硝子繊維とフェノール樹脂とを均一
に混合した硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料の製造
方法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、フェノ
ール樹脂と硝子繊維とからなる繊維強化樹脂成形材料を
製造するにおいて、フェノール樹脂として粉末状乃至粒
状のフェノール樹脂を用い、前記フェノール樹脂と硝子
繊維とをこれらの総重量の０．５〜１．５倍の水と共
に、周速度２〜８ｍ／sec の低周速の回転翼と周速度３
０ｍ／sec 以上の高周速の回転翼との組み合わせによっ
て混合解砕することを特徴とする硝子繊維強化フェノー
ル樹脂成形材料の製造方法によって達成される。

【０００６】本発明に用いられるフェノール樹脂は、フ
ェノール，クレゾール，キシレノール等のフェノール類
とホルムアルデヒド，パラホルム，アセトアルデヒド等
のアルデヒド類とを酸あるいは塩基触媒の反応させて得
られる樹脂であり、その形状は常温にて粒径が０．１μ
ｍ以上の固体粉末状乃至粒状をしたものである。フェノ
ール樹脂の粒径は、その上限を特に限定するものではな
いが、粒径が大き過ぎる場合は均一に混合しにくくなる
ため、実用上１〜２ｍｍ程度までが好ましい範囲であ
る。

【０００７】また、本発明に用いられるフェノール樹脂
は、常温の水に不溶であり且つ水に濡れても表面粘着性
がないものである。ここで、水に濡れても表面粘着性が
ないものとは、水中に分散した際に樹脂同士の凝集や樹
脂の器壁への融着が実質的にないもののことであ。本発
明において、水に濡れると表面粘着性を示す粉末状フェ
ノール樹脂を用いた場合は、樹脂同士あるいは樹脂と硝
子繊維とが融着するため、均一な混合がなされない。

【０００８】本発明に用いられる上記粉末状乃至粒状の
フェノール樹脂としては、例えば特公昭６２−３０２１
１号公報に記載の粉末状乃至粒状のフェノール樹脂を挙
げることができるが、これに限定されるものではなく、
上記条件を満足するものであれば一般のノボラックある
いは固形レゾールを粉砕したものであってもよい。

【０００９】本発明に用いる硝子繊維は、水中で容易に
単糸状に分散するものが好適であり、このようなものと
しては、収束剤を用いないで紡糸したもの、紡糸後ヒー
トクリーニングによって集束剤を除去したもの、水溶性
の集束剤を用いて紡糸したもの等を挙げることができる
が、これらに限定されるものではない。水中で容易に分
散しない硝子繊維を用いた場合には、硝子繊維が開繊せ
ず、樹脂に均一に分散されない。また本発明において
は、樹脂との反応性を付与するため表面処理剤を施与し
た硝子繊維、あるいは表面電荷の調整のため、界面活性
剤で処理した硝子繊維を用いてもよい。

【００１０】本発明に用いる硝子繊維の繊維長は、特に
限定されるものではないが、好ましくは１〜２５mm、更
に好ましくは３〜１３mmである。繊維長が１mm未満では
補強効果に乏しく、繊維長が２５mmを越える場合には成
形材料としての流動性が不足する。

【００１１】本発明において、上記フェノール樹脂と硝
子繊維との配合割合は特に限定されるものではないが、
フェノール樹脂１００重量部に対して硝子繊維を１０〜
２００重量部の割合で配合するのが好ましい。硝子繊維
の配合割合が少な過ぎる場合には補強効果を充分得るこ
とができず、逆に多過ぎる場合には成形性の悪いものと
なる。

【００１２】本発明においては、上記粉末状乃至粒状の
フェノール樹脂と硝子繊維とを水の存在下で均一に混合
解砕するものである。ここで使用する水の重量は、上記
フェノール樹脂と硝子繊維とを合わせた重量の０．５〜
１．５倍である。水の量が０，５倍未満では、原料を混
合解砕する際に硝子繊維が綿状になるため、混合物の嵩
が大きくなったり、硝子繊維が所謂ファイバーボールに
なったりして、成形材料としては適さないものとなる。
尚、本発明において、水の代わりに有機溶剤を用いた場
合には、上記粉末状乃至粒状のフェノール樹脂が溶解し
たり、樹脂同士が溶着したりするため、硝子繊維を均一
に分散することができない。

【００１３】一方、水の量がフェノール樹脂と硝子繊維
とを合わせた重量の１．５倍を越えた場合には、混合解
砕後の材料から過剰の水がしみ出し、その水と共に粉末
状乃至粒状のフェノール樹脂が流れ出し、樹脂と硝子繊
維との配合割合を制御することが困難となる。

【００１４】本発明の方法は、上記粉末状乃至粒状のフ
ェノール樹脂と硝子繊維と水とを上述の配合割合で混合
槽に投入した後、これらの原料を周速度２〜８ｍ／sec
の低周速の回転翼と周速度３０ｍ／sec 以上の高周速の
回転翼とを組み合わせて混合解砕するものである。本発
明において、周速度とは回転翼の先端速度のことを言
う。

【００１５】本発明の方法では、低周速の回転翼は原料
全体を攪拌混合するためのものであり、これによって粉
末状フェノール樹脂と硝子繊維と水とは混合一体化して
粘土状の塊となる。従って、その取り付け位置は混合槽
の下部であることが好適であるが、特に限定されるもの
ではない。また、その羽根の形状は比較的大きなものが
望ましく、羽根の面は回転方向に対して所定の角度を有
するものである。尚、攪拌混合作用を高めるため、比較
的大きな羽根と同軸上に小さな補助羽根を設けるのも好
適である。

【００１６】上記低周速の回転翼の周速度が、２ｍ／se
c より遅いときは原料が充分に一体化せず、８ｍ／sec
より速いときはその遠心力によって混合槽の器壁に押し
つけられ充分に混合されない。

【００１７】本発明において高周速の回転翼は、得られ
る粘土状の塊を細かく解砕する所謂チョッパーとしての
作用効果を奏するものであって、この解砕により硝子繊
維は開繊されると共に、硝子繊維は粉末状フェノール樹
脂と均一に混合される。上記高周速の回転翼の周速度が
３０ｍ／sec より遅いときは粘土状の塊が充分解砕され
ず、繊維の開繊及び均一混合も充分行われない。

【００１８】上記高周速の回転翼は、粘土状の塊を解砕
する作用効果を有するものであれば、その取り付け位置
及び回転軸の方向は特に限定されるものでなく、例え
ば、混合槽の側壁、低周速の回転翼と同軸上方部、等を
挙げることができる。その羽根の形状及び枚数も上記作
用効果を有するものであれば特に限定されるものではな
いが、回転翼の羽根は回転方向に対し角度を持たない板
状のものが好ましく、また一つの回転軸上に多段状に複
数の羽根を配設したものが好ましい。

【００１９】本発明の方法においては、低周速の回転翼
による混合と、高周速の回転翼による解砕とを順次行っ
てもよいが、一つの混合槽内において両方の回転翼を配
設し、混合と解砕とを同時に行うのが効率よく製造でき
る点で好ましい。尚、上記低周速及び高周速の回転翼の
取り付け個数も特に限定されるものではないが、通常各
１個づつでその目的を達することは可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、フェノール樹脂として粉末状
乃至粒状のものを用い、且つ特定量の水を加えて原料を
混合するため、均一に混合するのに適した粘土状の塊を
得ることができる。また、混合・解砕を低周速の回転翼
と高周速の回転翼とを組み合わせて行うため、硝子繊維
を切損することなく単糸状に開繊すると共に、繊維と樹
脂とを均一に混合することができる。

【００２１】本発明の方法によれば、硝子繊維強化フェ
ノール樹脂成形材料は強化繊維が均一に分散すると共
に、繊維長が長く且つ各繊維が単糸状に開繊しているた
め、成形体の耐衝撃性を向上することが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。尚、その前に、本実施例で使用した混合解砕装置
について説明する。

【００２３】使用した混合解砕装置は、月島機械工業製
のＴＳＫ−ＭＴＩミキサー（商品名）である。図１は、
この装置の構造を示す縦断面概略説明図である。混合槽
１は内径４０cmの円筒状をした容器で、その容量は３０
lである。混合槽１の底部中央には、側壁９まで延びる
大きな４枚の羽根４と、同軸上方に配設した小さな補助
羽根５とからなる低周速の回転翼２を設けている。ま
た、混合槽１の側壁９には回転方向に対して角度を有し
ない板状の羽根６を互い違いに４段に配設した高周速の
回転翼３を設けている。低周速の回転翼２は駆動装置７
を連結し、高周速の回転翼３は駆動装置８を連結し、駆
動装置７，８によってそれぞれの回転翼２，３を回転さ
せている。

【００２４】実施例１ フェノール樹脂として粉末状をしたフェノール樹脂（商
品名：ベルパールＳ−８９０、鐘紡製）を２kgと、硝子
繊維として繊維長が６mm、の硝子繊維ＥＣＳ０６Ｉ−３
３Ｇ（単繊維数１８００〜２０００本、日本電気硝子
製）を１kgと、水３kgとを上記混合解砕装置の混合槽１
に投入した。

【００２５】低周速の回転翼を周速度６ｍ／sec で、高
周速の回転翼を周速度４０ｍ／secで回転させ、１分間
攪拌した後、５０℃で１２時間乾燥し、硝子繊維強化フ
ェノール樹脂成形材料を得た。

【００２６】得られた硝子繊維強化フェノール樹脂成形
材料中の硝子繊維は、繊維長が配合時の６mmを維持して
おり、単糸状に開繊し、粉末状のフェノール樹脂に均一
に分散していた。

【００２７】実施例２、３ 実施例１におけるフェノール樹脂と硝子繊維との配合量
を、それぞれ表１に示す如き量とした以外は実施例１と
同様にして硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料を得
た。その結果は、表１に示す通りであった。

【００２８】実施例４、５ 実施例１における水の配合量を、表１に示す如き量とし
た以外は実施例１と同様にして硝子繊維強化フェノール
樹脂成形材料を得た。その結果は、表１に示す通りであ
った。

【００２９】比較例１ 実施例１における水の配合量を、３kgに代えて１kgに減
らした以外は実施例１と同様にして硝子繊維強化フェノ
ール樹脂成形材料を得た。その結果は、表１に示す通り
であり、硝子繊維は開繊されたものの綿状になり、粉末
状フェノール樹脂は水により凝集して数mmの粒状の塊に
なり、両者の均一分散物は得られなかった。

【００３０】比較例２ 実施例１における水の配合量を、３kgに代えて５kgに増
やした以外は実施例１と同様にして硝子繊維強化フェノ
ール樹脂成形材料を得た。その結果は、表１に示す通り
であり、硝子繊維が単糸状に開繊され且つ粉末状フェノ
ール樹脂中に均一に分散していたが、過剰の水分がしみ
だし、それと共に粉末状フェノール樹脂も少し流れ出し
た。

【００３１】

【表１】

【００３２】実施例６ 実施例１で用いた繊維長６mmの硝子繊維に代えて、繊維
長３mmの硝子繊維ＥＣＳ０３Ｉ−３３Ｇ（日本電気硝子
製）を用いた以外は、実施例１と同様にして硝子繊維強
化フェノール樹脂成形材料を得た。得られた硝子繊維強
化フェノール樹脂成形材料中の硝子繊維は、繊維長が配
合時の３mmを維持しており、単糸状に開繊し、粉末状の
フェノール樹脂に均一に分散していた。

【００３３】実施例７ 実施例１で用いた繊維長６mmの硝子繊維に代えて、繊維
長１３mmの硝子繊維ＥＣＳ１３Ｉ−３３Ｇ（日本電気硝
子製）を用いた以外は、実施例１と同様にして硝子繊維
強化フェノール樹脂成形材料を得た。得られた硝子繊維
強化フェノール樹脂成形材料中の硝子繊維は、繊維長が
配合時の１３mmを維持しており、単糸状に開繊し、粉末
状のフェノール樹脂に均一に分散していた。

【００３４】比較例３ 実施例１において配合した水を配合しない以外は実施例
１と同様のフェノール樹脂と硝子繊維とを用い、熱ロー
ルを使用してフェノール樹脂と硝子繊維とを溶融混練し
て硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料を得た。得られ
た硝子繊維強化フェノール樹脂成形材料中の硝子繊維
は、平均繊維長が１００μｍまで切損していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用する製造装置の一例を示す
概略図である。

【符号の説明】

１ 混合槽 ２ 低周速の回転翼 ３ 高周速の回転翼 ４ 羽根 ５ 補助羽根 ６ 羽根 ７，８ 駆動装置 ９ 側壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 61:06 8215−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェノール樹脂と硝子繊維とからなる繊
   維強化樹脂成形材料を製造するにおいて、フェノール樹
   脂として粉末状乃至粒状のフェノール樹脂を用い、前記
   フェノール樹脂と硝子繊維とをこれらの総重量の０．５
   〜１．５倍の水と共に、周速度２〜８ｍ／sec の低周速
   の回転翼と周速度３０ｍ／sec 以上の高周速の回転翼と
   の組み合わせによって混合解砕することを特徴とする硝
   子繊維強化フェノール樹脂成形材料の製造方法。