JPH0670150B2

JPH0670150B2 - フェノール発泡体の製造方法およびフェノール発泡体

Info

Publication number: JPH0670150B2
Application number: JP2156395A
Authority: JP
Inventors: 節男田口; 三宜岡本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0446941A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、フェノール発泡体の製造方法およびフェノー
ル発泡体に関する。

［従来の技術］フェノール発泡体は、軽量であって優れた断熱性や防音
性を有する他、耐火性、耐溶剤性、耐低温性、寸法安定
性などの優れた性能を有し、省エネルギー、安全性や経
済性の観点からパネルなどの各種の建築用材料として注
目されている。

フェノール発泡体の製造方法としては、レゾールあるい
はノボラックと呼ばれるフェノール樹脂初期縮合物に硬
化剤、発泡剤、整泡剤、着色剤などを配合したフェノー
ル樹脂配合物を加熱して発泡、硬化するものであり、加
熱により配合物中に含まれる発泡剤の気化に伴って発泡
構造を形成し、また、フェノール樹脂初期縮合物の重合
反応が進み発泡体化するものである。かかる加熱による
発泡、硬化方法としては、大別して二つの方法がある。

すなわち、（１）フェノール樹脂配合物を外部から加熱する外部加
熱方法、（２）マイクロ波を含む高周波を照射して配合物自体の
発熱によるいわゆる内部加熱方法、がある。

これら方法のうち、外部加熱方法は、電熱、スチーム、
ガスなどの加熱源からなる熱エネルギーを外部から供給
するもので、まず配合物の外層部から発泡が始まり、順
次内部へと発泡化されるものであり、発泡初期に外層部
が断熱性を有する発泡構造を形成し、内部には熱が伝わ
りにくい構造となる。そのため、熱効率すなわち発泡、
硬化効率が極めて悪くなり、生産性を低下させる要因と
なっており好ましくない。また、外層から発泡が始まる
ため、発泡体の厚さ方向の密度は、外層部が低く、内層
部が高い分布を有する発泡構造となり、これがフェノー
ル発泡体を脆くする要因の一つになっており好ましくな
い。

一方、マイクロ波を含む高周波を照射して発泡、硬化を
図る内部加熱方式は、熱効率の点や発泡体密度の均一性
の点で上記外部加熱方法の欠点を解消するものであり、
好ましい方法である。かかる具体的な提案としては、特
開昭59−32417号公報において、発泡性合成樹脂中に導
電性糸状物を介在して高周波を発生せしめ発泡する方法
が開示されている。また、特開昭60−262835号公報にお
いて、予備加熱により発泡性樹脂を溶融させ、ついでマ
イクロ波照射を含む加熱方式により発泡する方法が開示
されている。また、特開昭61−25810号公報において、
金属成型板の加熱と遠赤外線により、ゲル化液状になっ
たフェノール液状膜にマイクロ波照射し発泡する方法が
開示されている。このようにマイクロ波もしくは高周波
を照射し発泡体を製造する方法は公知である。

ところが、これらの方法は、いずれも発泡時に、収縮や
ヘタリが発生し、寸法が変化しやすいこと、さらに、発
泡体の表面に凹凸が発生したり、照射斑による発泡体全
体の形状が不均一になりやすいことなど高周波照射によ
る固有の欠点を有するもので、またさらに、脆性につい
ても問題を残しており好ましくない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、発泡体の脆さを改良するとともに、発泡時の
収縮やヘタリなどの上記した問題を改良したフェノール
発泡体を製造する方法およびフェノール発泡体を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、上述目的を達成するために次の構成を採用す
る。

すなわち、本発明にかかるフェノール発泡体の製造方法
は、フェノール樹脂配合物の内部および／または表面
に、誘電率の異なる二成分以上の複合成分からなる複合
繊維を含んでなる繊維および／または布帛を配設した
後、高周波を照射して該フェノール樹脂を発泡、硬化せ
しめることを特徴とするものである。

また、本発明にかかるフェノール発泡体は、高周波照射
により発泡、硬化されたフェノール発泡体であって、該
発泡体の内部および／または表面が、誘電率の異なる二
成分以上の複合成分からなる複合繊維を含んでなる繊維
および／または布帛により補強されていることを特徴と
するものである。

［作用］以下、本発明を詳細に説明する。

従来技術で述べたように、外部加熱方式においては、発
泡初期に外層部が断熱性を有する発泡構造を形成し、内
部には熱が伝わりにくい構造となるため、熱効率すなわ
ち発泡、硬化効率が極めて悪くなり、生産性を低下させ
る要因となること、また、外層から発泡が始まるため、
発泡体の厚さ方向の密度は、外層部が低く、内層部が高
い分布を有する発泡構造となり、これがフェノール発泡
体を脆くする欠点がある。

かかるフェノール発泡体の脆性を改良する手段として、
フェノール発泡体に繊維を混入せしめ補強する思想があ
り公知であるが、外部加熱方式によると、発泡体の外部
から発泡が始まるため、その発泡エネルギーにより繊維
が内部に押しやられてしまい、脆性を改良するのに最も
必要とされる発泡体の外部に近い部分の繊維の含有率が
低くなって、その効果も著しく減少する。また、繊維と
発泡体の接着性が乏しいため、実質的な補強効果が得ら
れないのが実状である。

一方、内部加熱方式すなわち高周波照射による発泡、硬
化方法は、従来公知の方法では、発泡時の収縮やヘタリ
が発生し寸法が変化しやすいこと、さらに、発泡体の表
面に凹凸が発生したり、照射斑による発泡体全体の形状
が不均一になりやすいことなどの高周波照射による固有
の欠点を有するもので、また、さらに脆性についても問
題を残しており好ましくない。

そこで、本発明は、外部加熱方式での発泡体への繊維充
填による繊維補強の欠点、および内部加熱方式での発
泡、硬化における欠点や発泡体の性能上の欠点を解消す
るものである。すなわち、フェノール樹脂配合物の内部
および／または表面に、誘電率の異なる二成分以上の複
合成分からなる複合繊維を含んでなる特定の繊維および
／または布帛を配設した後、高周波を照射して該フェノ
ール樹脂を発泡、硬化せしめるものである。

本発明に使用される誘電率の異なる二成分以上の複合成
分からなる複合繊維としては、高周波照射により発熱し
にくい誘電率小の成分（Ａ成分）と発熱しやすい誘電率
大の成分（Ｂ成分）を組合せた複合繊維が用いられる。
かかる複合繊維としては、芯鞘型繊維、バイメタル型繊
維、多層接合繊維、放射状多層型繊維などであり、この
中でもＡ成分を芯部に、Ｂ成分を鞘部に用いる芯鞘型繊
維が好ましく、特に鞘の中に複数本の芯を配した高分子
配列体繊維や混合紡糸繊維が好ましく用いられる。ポリ
エチレンテレフタレートを芯部に、低融点ナイロンを鞘
部に用いた多芯鞘型繊維は、高周波照射により鞘成分が
発熱溶融し、発泡体との接着性が良好となり、特に好ま
しい。その他、Ａ成分とＢ成分を混繊したり交撚した複
合糸（芯鞘型複合糸、バイメタル型複合糸など）であっ
ても構わない。また、かかる複合繊維を含んでなる布帛
（織物、編物、不織布、網状シートのいずれか、または
それらの複合体、混合体）を発泡体の内部および／また
は表面に配設することによっても、好ましく補強するこ
とができる。

本発明の高周波処理は、周波数10⁶〜10¹²Hzの高周波を
発生させる高周波照射装置を用いて導波管方式あるいは
オープン方式などにより行われるものである。つまり、
本発明は、一般にマイクロ波と言われる周波数領域（10
⁹〜10¹²）を含む広義の高周波処理であるので、以下こ
れを統一して高周波と呼ぶことにする。かかる装置から
発生する電界中に、誘電率の異なる二成分以上の複合成
分からなる複合繊維を含んでなる繊維および／または布
帛からなるフェノール樹脂配合物を置くことにより、該
配合物に含まれる成分が誘電加熱の作用により、自己発
熱し該配合物に含まれる発泡剤を気化せしめて発泡構造
とし、また、フェノール樹脂初期縮合物をさらに重合反
応せしめて硬化し発泡体とするものである。

したがって、本発明の特徴の一つは、該配合物の自己発
熱により発泡、硬化するため、外部加熱方式のように、
発泡が表層から始まることによって表層に断熱層を形成
し、熱が内部に伝わりにくくなる問題を解消し、内部ま
で均一に、速くかつ効率よく発泡、硬化できる。

フェノール樹脂配合物とは、上記特定繊維および／また
は布帛を含有し、かつ少なくとも発泡体を構成する材料
を配合したものであり、たとえば、フェノール樹脂初期
縮合物および該縮合物を硬化するための硬化剤、発泡す
るための発泡剤、気泡状態をコントロールするための整
泡剤などを含むものを言うものである。その他、目的、
用途に応じて難燃剤、中和剤、着色剤などの添加剤も含
まれていてもよい。これらの配合物は、通常フェノール
樹脂発泡体の製造に用いられる添加剤の全てを含み、特
に限定されるものではない。

本発明におけるフェノール樹脂としては、ノボラック型
とレゾール型のフェノール樹脂初期縮合物が用いられ
る。ここで、ノボラック型フェノール樹脂初期縮合物と
は、フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒の存在下
で反応させて得られる当該分野で知られたいわゆるノボ
ラック型フェノール樹脂と称されて、硬化剤の存在下で
さらに重合が進行し得るものである。

一方、レゾール型フェノール樹脂初期縮合物とは、フェ
ノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒の存在下で反応
させて得られる当該分野で知られたいわゆるレゾール型
フェノール樹脂（ベンジリックエーテル型を含む）と称
され、通常、加熱で重合が進行し得るものである。

本発明で適用される高周波は、周波数が10⁵〜10¹²Hzの
間のものである。配合物によっても異なるが、特に10⁷
〜10⁸Hzにおいて、特に効率よく発泡、硬化することが
できる。

該照射装置としては、特に限定されるものではなく、高
周波を照射する市販の各種の装置を用いることができ
る。たとえば、電極板の配置の仕方で箱型、平行板型、
対向格子型、片側格子型、対向千鳥格子型などいずれの
高周波照射装置を用いることができる。また、フェノー
ル樹脂配合物の成型方法としては、ハンドミキシング
法、ブロック発泡法、注入発泡法、連続ラミネート法、
現場スプレー法などの通常行われるフェノール発泡体を
製造する成型方法に上述の装置を設け、高周波照射工程
を組み入れることにより行うことができる。

また、本発明は、高周波による加熱だけでなく、他の加
熱手段を併用しても構わない。たとえば、電熱、ガス、
スチームを用いた外部加熱装置により予め余熱した後、
高周波照射する方法、あるいは高周波照射した後、他の
加熱装置を通す方法、高周波照射した後、熱プレスして
成型する方法などであり、発泡、硬化斑を減少させるた
めにむしろ好ましいことである。

高周波照射は連続で行っても、間欠に行ってもよいし、
また、照射出力や周波数は一定でもよいし、種々変えて
行っても構わない。

本発明は、上述した高周波照射による発泡、硬化処理
に、下記の手段を組合せるものであり、従来公知の高周
波照射による発泡、硬化では得られない諸効果を得るこ
とができる。

本発明のフェノール発泡体の製造方法は、以上述べた如
き構成に特徴があり、またかかる構成において初めて効
率の高い発泡、硬化、均一な発泡構造、収縮、ヘタリの
解消、脆性の改良および表面均一性などを満足するフェ
ノール発泡体を提供することができる。

本発明の製造方法によるフェノール発泡体は、金属サイ
ジング、壁パネル、天井パネル、地下断熱材などの住宅
材料、化学プラント、LPG、LNGタンク、重油・原油タン
ク、各種断熱カバーなどのプラント工業用分野、冷凍冷
蔵船、冷凍冷蔵車、海上コンテナー、自動車の天井材な
どの船舶・車両分野、ショーケース、ストッカー、自動
販売機などの断熱機器分野などで好ましく用いることが
できる。

［実施例］以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明は、これらの実施例によって、本発明の有効
性や権利の範囲が限定されたり、制限を受けるものでは
ない。むしろ、次の応用や展開をもたらすものである。

なお、実施例において、「割合」は全て重量に基づくも
のである。

実施例１下記のフェノール配合物および高周波装置を用いてフェ
ノール発泡体を成型加工した。

フェノール配合物フェノール樹脂：発泡用レゾール型フェノール樹脂 100部整泡材：非イオン活性剤１部発泡剤：フロン113 10部硬化剤：有機スルフォン酸 15部高吸水樹脂：ポリアクリル酸塩系樹脂 10部補強繊維：ポリエステル（芯）／低融点ナイロン（鞘）
の芯鞘複合繊維（繊維長5mm） 10部高周波装置周波数:2450MHz 出力:10KW 電極板の配列：対向千鳥格子型コンベア：ポリフッ化エチレン系繊維照射時間:5分フェノール配合物を撹拌、混合した後、スリット状ノズ
ルを有する押出し機を用いて、シート状に押出し、高周
波装置を通して発泡、硬化した。

この結果、この発泡、硬化処理は、従来の加工方法に比
べて処理速度が速く行うことができ、また、さらに、得
られた発泡体は、従来のフェノール発泡体に比べて機械
的性能が良好であり、表面やエッジが欠けることがない
ので、住宅用建築パネルとして施工しやすいものであっ
た。

実施例２下記のフェノール配合物および高周波装置を用いてフェ
ノール発泡体を成型加工した。

フェノール配合物フェノール樹脂：発泡用ノボラック型フェノール樹脂 100部整泡剤：シリコーン系２部発泡剤：ジニトロソペンタメチレンテトラミン 10部硬化剤：ヘキサメチレンテトラミン 15部補強繊維：ポリプロピレン（芯）／低融点ナイロン
（鞘）の芯鞘複合繊維（繊維長10mm） 10部高吸水樹脂：でんぷん・アクリルグラフト重合体架橋物
10部カーボン類：活性炭 10部高周波装置周波数:27.12MHz 出力:28KW（実効出力15KW）電極板の配列：対向千鳥格子型コンベア：ポリフッ化エチレン系繊維照射時間:5分フェノール配合物を撹拌、混合した後、ポリプロピレン
製の容器に入れて、高周波装置を通じて発泡、硬化し
た。この結果、この発泡、硬化処理は、従来の加工方法
に比べて処理速度を速く行うことができ、また、さら
に、得られた発泡体は、従来のフェノール発泡体に比べ
て極めて形態保持製が良好であり、住宅用建築用等の断
熱材料として適しているものであった。

［発明の効果］本発明によれば、発泡体の脆性を著しく改良することが
でき、さらに、また、効率の高い発泡、硬化を行うこと
ができ、また、均一な発泡構造、収縮、ヘタリの解消、
表面均一性の改良などの効果を達成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェノール樹脂配合物の内部および／また
は表面に、誘電率の異なる二成分以上の複合成分からな
る複合繊維を含んでなる繊維および／または布帛を配設
した後、高周波を照射して該フェノール樹脂を発泡、硬
化せしめることを特徴とするフェノール発泡体の製造方
法。
【請求項２】複合繊維が、芯鞘型複合繊維であって、か
つ芯成分の誘電率が鞘成分の誘電率よりも小さいもので
あることを特徴とする請求項第１項記載のフェノール発
泡体の製造方法。
【請求項３】高周波照射により発泡、硬化されたフェノ
ール発泡体であって、該発泡体の内部および／または表
面が、誘電率の異なる二成分以上の複合成分からなる複
合繊維を含んでなる繊維および／または布帛により補強
されていることを特徴とするフェノール発泡体。
【請求項４】複合繊維が、芯鞘型複合繊維であって、か
つ芯成分の誘電率が鞘成分の誘電率よりも小さいもので
あることを特徴とする請求項第３項記載のフェノール発
泡体。