JPH10230526A

JPH10230526A - フェノール樹脂発泡成形体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10230526A
Application number: JP9052400A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kakehi; 雅典筧; Shuji Mori; 周二森
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】フェノール樹脂発泡体を金属や木材等の芯材
と一体に成形しても、フェノール樹脂発泡体に亀裂の発
生しない、また金属芯材を使用しても腐食することがな
いフェノール樹脂発泡成形体及びその製造方法を提供す
る。【解決手段】芯材１とフェノール樹脂発泡体１３を一
体に形成したフェノール樹脂発泡成形体１２の製造方法
であり、表面を緩衝シート２により包囲した芯材１を金
型５内に設置した後、フェノール樹脂配合液を注型して
発泡成形し、芯材１とフェノール樹脂発泡体１３とを一
体成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフェノール樹脂発泡
成形体及びその製造方法に係り、詳しくはフェノール樹
脂発泡体の成形収縮応力を緩和してその内部亀裂を阻止
したフェノール樹脂発泡成形体及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂発泡体は、優れた難燃
性、耐熱性、防音性を有し、また耐薬品性、耐候性も良
く、特に最近ではその難燃性が注目されるようになり、
建築材料や工業材料として広く使用されつつある。建築
材料としては、難燃性の壁材、間仕切材、扉、床下断熱
材、天井材、襖などに用いられている。このフェノール
樹脂発泡体は、通常レゾール型フェノール樹脂に熱硬化
剤と発泡剤、そして所望の目的により界面活性剤、充填
剤、添加剤などを混合して金型に注型し、３０〜１００
°Ｃの雰囲気温度で発泡成形し、更に室温〜１００°Ｃ
の雰囲気温度で養生することにより製造されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フェノ
ール樹脂発泡体は比較的脆いことと、成形収縮率が１〜
３％と比較的大きい特性があるために芯体と一体成形す
ると、成形中あるいは養生期間中に収縮応力により亀裂
が発生する問題があり、芯体と一体成形して補強した成
形品を提供することが困難であった。

【０００４】また、鉄骨などの金属に接触すると、金属
を錆させたり、腐食させたりする問題もあり、これら金
属の芯体と一体成形することも好ましくなかった。

【０００５】芯体と一体成形した場合に亀裂が発生する
問題については、成形収縮により発生する内部応力が発
泡体の機械的強度を上回ることに起因している。従っ
て、この対策の一方策として、充填剤を多量に加えて樹
脂量を減量し、見掛けの成形収縮率を出来るだけ小さく
する方法が考えられるが、実際には注型するフェノール
樹脂配合液が著しく増粘し、注型が実質上不可能になる
問題があった。

【０００６】もう一つの方策として、樹脂の機械的強度
を向上する方法が考えられるが、これまでの技術では樹
脂そのものの機械的強度を著しく改善することは困難で
あり、また多量の繊維質充填剤で補強することもフェノ
ール樹脂配合液が著しく増粘し、注型が実質上不可能に
なる問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題点を改善するもの
であり、フェノール樹脂発泡体を金属や木材等の芯材と
一体に成形しても、フェノール樹脂発泡体に亀裂の発生
しない、また金属芯材を使用しても腐食することがない
フェノール樹脂発泡成形体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本願の請求項１記
載の発明では、芯材とフェノール樹脂発泡体を一体に形
成したフェノール樹脂発泡成形体の製造方法において、
表面を緩衝シートにより包囲した芯材を金型内に設置し
た後、フェノール樹脂配合液を注型して発泡成形し、芯
材とフェノール樹脂発泡体とを一体成形するフェノール
樹脂発泡成形体の製造方法にあり、とりわけ芯材の表面
を包囲した緩衝シートがフェノール樹脂発泡体の成形収
縮応力を緩和するため、フェノール樹脂発泡体に亀裂の
発生がなくなり、また芯材の腐食も阻止される。

【０００９】本願の請求項２記載の発明では、緩衝シー
トが独立気泡型の発泡ポリオレフィンシートであるた
め、フェノール樹脂発泡体の成形収縮応力を十分に緩和
し、またフェノール樹脂配合液の芯材への侵入を遮断
し、芯材の錆発生を阻止する効果がある。

【００１０】本願の請求項３記載の発明では、芯材をフ
ェノール樹脂発泡体により包囲したフェノール樹脂発泡
成形体であり、芯材とフェノール樹脂発泡体との界面に
緩衝シートが介在しているフェノール樹脂発泡成形体で
あり、たとえこのフェノール樹脂発泡成形体を長時間養
生してもこの期間に発生する収縮応力により亀裂が生じ
ることはない。

【００１１】本願の請求項４記載の発明では、緩衝シー
トが独立気泡型の発泡ポリオレフィンシートであり、こ
のフェノール樹脂発泡成形体を長時間養生してもこの期
間中に発生する収縮応力を十分に緩和し亀裂発生を阻止
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照し、本発明
の実施例を説明する。本発明に係るフェノール樹脂発泡
成形体の製造方法では、まず図１に示すように、木材や
金属等からなる芯材１の表面に緩衝シート２を包囲す
る。具体的には、緩衝シート２を芯材１の表面に適切な
厚さになるまで巻き付け、接着テープ３などで留めるだ
けでよい。緩衝シート２の厚みは、少なくともフェノー
ル樹脂発泡体の収縮率から計算して求める収縮代よりも
大きく設定し、発泡体の寸法により異なる値となる。た
だし、芯材１と発泡体との一体感が損なわれるほどに厚
く巻く必要はない。

【００１３】上記芯材１は、長手方向に直進性のあるも
のに限らず、湾曲や一か所の折れ曲がりがあってもよい
が、いずれも任意の横断面が同一寸法形状であること
と、２か所以上の溝部や段差部がないことが発泡体の長
手方向の収縮応力を緩和する目的から必要である。ま
た、少なくとも芯材の一方の端末が発泡体から露出する
ように形成する。通常、板形状に成形する場合には、鋼
板、アルミ板、石膏ボード、石綿スレート板、珪酸カル
シウム板、木板、合板、パーチィクルボード、ＭＤＦ板
などを用いる。円柱形状や角柱形状に成形する場合に
は、棒状や角柱状の鉄材、鉄筋コンクリート材、アルミ
材、木材、集成材等あるいは丸パイプや角パイプ状の鋼
管、アルミ管、紙管等を用いることができる。

【００１４】上記緩衝シート１として高発泡ポリオレフ
ィンシートや発泡あるいは無発泡のゴムシートが使用さ
れる。高発泡ポリオレフィンシートは、ポリエチレンや
ポリプロピレンを５〜１００倍発泡させた梱包材として
使用される独立気泡型の柔軟なシート状のもので、厚さ
１〜２ｍｍ程度のものが適切である。発泡密度は、０．
０１〜０．０５で、これより密度が小さいものは一体発
泡成型時に発泡圧力で圧縮変形し過ぎるので、成形後の
フェノール樹脂発泡体の圧縮代が十分でなく、効果が小
さい。一方、これより発泡密度の大きいものは、容易に
圧縮変形にしくくなるため、フェノール樹脂発泡体の収
縮応力を緩和する効果が小さくなり好ましくない。

【００１５】また、緩衝シート１が発泡シートの場合に
は、独立気泡型が好ましい。これはフェノール樹脂配合
液の芯材への侵入を遮断し、芯材の錆を防止することが
できるためである。

【００１６】高発泡ポリオレフィンシートについては、
架橋タイプと無架橋タイプのいずれでもよい。無架橋タ
イプとしては、ミラマット（ＪＳＰ社製）、ライトロン
（積水化成品社製）、ミナフォーム（酒井化学社製）、
ファインセル（日立化成社製）等がある。一方、架橋タ
イプとしては、ソフトロン（積水化学社製）、トーレペ
フ（東レ社製）、フォームエース（古川電工社製）、ハ
イエチレン（日立化成社製）等がある。また、高発泡ポ
リプロピレンシートは、架橋タイプのトーレペフＰＰ
（東レ社製）、フォームエース（古川電工社製）等があ
る。

【００１７】続いて、図２に示すように、緩衝シート２
を包囲した芯材１を金型５の中心部に設置した後、フェ
ノール樹脂配合液を注型して発泡成形する。この際の金
型温度は３０〜１００°Ｃ、発泡硬化中の雰囲気温度は
３０〜１００°Ｃ、硬化時間は５〜６０分の範囲である
ことが好ましい。ここで使用する金型５は、内部にシリ
コーンゴム型８を収容する空所９を有し、シリコーンゴ
ム型８を設置したり、取り出したりできるような開閉可
能な２つの型部材７ａ、７ｂとフェノール樹脂配合液を
注入するために注入口（図示せず）からなっている。こ
のシリコーンゴム型８は、成形体を取り出すために長手
方向に分割線に沿って２つに割った把手状の切り開き部
１０を有する筒状体である。

【００１８】フェノール樹脂配合液としては、公知の配
合処方を使用することができるが、反応速度が速すぎる
と、芯材なしで発泡成形した場合でも、フェノール樹脂
発泡体に亀裂の発生することがあるので、少なくとも芯
体なしで成形した場合に亀裂を生じない配合とを処方と
を選択しておくことが必要である。本発明で使用するフ
ェノール樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂であ
り、フェノール類の一種以上とホルマリンとをアルカリ
性で反応させて得られる、フェノールフォームの製造に
使用可能なものは全て用いることができる。

【００１９】本発明に用いる発泡成形用硬化剤として
は、フェノール樹脂発泡体製造用として公知の酸硬化触
媒を全て単独または２種以上を混合して用いることがで
きる。例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、フェノールス
ルホン酸、キシレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等
の有機酸や硫酸、塩酸、燐酸等が挙げられる。

【００２０】発泡剤としては、フェノール樹脂発泡体製
造用として公知のものが使用でき、例えば揮発性の高い
炭化水素であるブタン、ペンタン、ヘキサンやガソリ
ン、ナフサ等が知られている。また、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、メチルアルコール、エチル
アルコール等のアルコール類、あるいは塩化メチレン、
フロロトリクロロメタン、トリフロロトリクロロエタン
等のハロゲン化炭化水素等が知られているが、当然地球
環境上と安全衛生上問題のないものを選択するのが好ま
しい。

【００２１】また、必要に応じて非イオン性界面活性剤
やシリコーン界面活性剤等の整泡剤、有機燐系化合物の
難燃剤、水酸化アルミニウム、クレー、亜鉛粉末、フェ
ライト、マグネタイト、硼酸アンモニウム、硼酸カリウ
ム、燐酸亜鉛、燐酸アルミニウム、二酸化珪素等の粉末
からなる充填剤、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維、ポリイミド繊維、セラミックス繊維、各種金属繊維
等の補強剤、添加剤を加えてもよい。尚、上記補強剤や
添加剤については、注型可能な範囲に系の粘度を抑制す
ることが必要であり、加える量がこれにより規制され
る。

【００２２】添加剤については、製品の用途目的や製造
工程の改善の目的等に応じて、著しく硬化反応を妨害し
ないものを選定し、適宜使用することができる。本発明
の実施例においては、水酸化アルミニウムを用いている
が、これによる系の粘度上昇を抑制する目的で粘度抑制
剤を添加した。

【００２３】配合については、通常フェノール樹脂１０
０重量部に対して、整泡剤を０．１〜１０重量部、発泡
剤を０．５〜４０重量部、硬化剤を１〜５０重量部の範
囲で使用する。フェノール樹脂は１０〜３０°Ｃに保存
する。

【００２４】金型５から取り出したフェノール樹脂発泡
成形体１２は、図３に示すように芯材１とフェノール樹
脂発泡体１３との界面に緩衝シート２が介在している。
尚、ホルマリン臭をなくすため、これを室温〜６０°Ｃ
の温度範囲で養生する必要がある。

【００２５】このようにして得られた芯材１で補強した
フェノール樹脂発泡成形体１２は、使用目的に応じて表
面を化粧シートで被覆したり、あるいは塗装仕上げ等の
表面仕上げ層１４を設けることで難燃性の建築用内装材
や外装材等に使用することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を説明する。実施例１レゾール型フェノール樹脂（大日本インキ化学工業社
製：ＰＨＥＮＯＬＩＴＥＯＧｅｘｐｓ−７３０）１
００重量部に、整泡剤（東レ・ダウコーニング社製：Ｓ
Ｈ−１９３）２重量部、発泡剤としてペンタン０．７５
重量部とヘキサン０．７５重量部、粘度抑制剤（ビック
ケミー・ジャパン社製：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）０．５重
量部を加えて良く混合した。続いて、これに添加剤とし
て水酸化アルミニウム５０重量部を加えて激しく攪拌混
合してフェノール樹脂配合液を作製した。

【００２７】二分割型の鉄枠で補強した樹脂製金型の中
に、先端直径１２０ｍｍで長さが３ｍの天然杉の絞り丸
太をモデルにして作製したシリコーンゴム型を長手方向
に切り開いてセットし、その中央に芯材とする直径９０
ｍｍで長さ３．１ｍの集成材をその表面に高発泡ポリエ
チレンシートを巻き付けた状態で設置し、型を閉じた。
上記高発泡ポリエチレンシートは２ｍｍ厚さで発泡密度
０．０３５の酒井化学社製のミナフォームシートであ
り、これを芯体に一重巻きし、合わせ部に隙間を生じな
いように片面粘着層付き紙テープでこの合わせ部を閉じ
た。

【００２８】シリコーンゴム型を４５°Ｃに加温した
後、４５度に傾斜して上部の注型口を開いて上記のフェ
ノール樹脂配合液９．６６ｋｇに６３％のフェノールス
ルホン酸水溶液（第一工業製薬社製：レジノールＰＳ−
６３）０．６９ｋｇを加えて激しく攪拌混合した液を素
早く注型した。

【００２９】３０分後にシリコーンゴム型を水平して開
き、成形体を型から取り出したところ、フェノール樹脂
発泡体には亀裂の発生は認められなかった。更に、４０
°Ｃの乾燥機の中で２時間、そしてその後室温で１カ月
養生したが、亀裂は発生しなかった。得られたフェノー
ル樹脂発泡体の表面に耐候性の良いクリーム色のフッ素
系エナメル塗料をスプレー塗装し、天然杉の絞り丸太と
そっくりの外観をした製品が得られた。

【００３０】実施例２実施例１において、芯材として集成材を用いる代わりに
酸洗いした外径８９．１ｍｍ、厚さ３．２ｍｍ、長さ
３．１ｍｍの鋼管を使用した以外は、実施例１と全く同
じ方法でフェノール樹脂の発泡成形を行ったところ、脱
型後も、また同じ条件で養生した後も、フェノール樹脂
発泡体には全く亀裂の発生は認められなかった。更に、
成形後、１カ月後にフェノール樹脂発泡体を中央におい
て１００ｍｍの長さにわたり除去して高発泡ポリエチレ
ンシートを切り開いたところ、鋼管表面には錆は発生し
ていなかった。

【００３１】比較例１実施例２において、芯材に高発泡ポリエチレンシートを
巻くことをしないでそのままでフェノール樹脂発泡体と
の一体成形をしたこと以外は、実施例２と全く同じ方法
でフェノール樹脂の発泡成形を行った。この配合処方に
ついては、芯材のない状態で１０ｍｍ×１６０ｍｍ×４
００ｍｍの板形状の試作をして亀裂が発生しないことを
予め確認したのである。しかし、形成体を脱型した直後
はフェノール樹脂発泡体に亀裂は認められなかったが、
続いて４０°Ｃの温度で養生したところ、２時間後には
周方向と長手方向に無数の亀裂の発生が見られた。更
に、成形後、１カ月後にフェノール樹脂発泡体を中央に
おいて１００ｍｍの長さにわたり除去して高発泡ポリエ
チレンシートを切り開いたところ、鋼管表面には錆は発
生していなかった。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１記載の発明
では、表面を緩衝シートにより包囲した芯材を金型内に
設置した後、フェノール樹脂配合液を注型して発泡成形
し、芯材とフェノール樹脂発泡体とを一体成形するフェ
ノール樹脂発泡成形体の製造方法にあり、とりわけ芯材
の表面を包囲しや緩衝シートがフェノール樹脂発泡体の
成形収縮応力を緩和するため、フェノール樹脂発泡体に
亀裂の発生がなくなり、また芯材の腐食も阻止される効
果がある。

【００３３】本願の請求項２記載の発明では、緩衝シー
トが独立気泡型の発泡ポリオレフィンシートであるた
め、フェノール樹脂発泡体の成形収縮応力を十分に緩和
し、またフェノール樹脂配合液の芯材への侵入を遮断
し、芯材の錆発生を阻止する効果がある。

【００３４】本願の請求項３〜４記載の発明では、芯材
をフェノール樹脂発泡体により包囲したフェノール樹脂
発泡成形体であり、芯材とフェノール樹脂発泡体との界
面に緩衝シートが介在しているフェノール樹脂発泡成形
体であり、たとえこのフェノール樹脂発泡成形体を長時
間養生してもこの期間に発生する収縮応力を吸収し、亀
裂が生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフェノール樹脂発泡成形体の製造
方法において、芯材の表面に緩衝シートを包囲した状態
を示す断面斜視図である。

【図２】本発明に係るフェノール樹脂発泡成形体の製造
方法において、発泡成形時の金型の断面図を示す。

【図３】本発明に係るフェノール樹脂発泡成形体の断面
図である。

【符号の説明】

１芯材２緩衝シート５金型８シリコーンゴム型１２フェノール樹脂発泡成形体１３フェノール樹脂発泡体１４表面仕上げ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材とフェノール樹脂発泡体を一体に形
成したフェノール樹脂発泡成形体の製造方法において、
表面を緩衝シートにより包囲した芯材を金型内に設置し
た後、フェノール樹脂配合液を注型して発泡成形し、芯
材とフェノール樹脂発泡体とを一体成形することを特徴
とするフェノール樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項２】緩衝シートがフェノール樹脂発泡体の成
形収縮応力を緩和する独立気泡型の発泡ポリオレフィン
シートである請求項１記載のフェノール樹脂発泡成形体
の製造方法。
【請求項３】芯材をフェノール樹脂発泡体により包囲
したフェノール樹脂発泡成形体であり、芯材とフェノー
ル樹脂発泡体との界面に緩衝シートが介在しているフェ
ノール樹脂発泡成形体。
【請求項４】緩衝シートが独立気泡型の発泡ポリオレ
フィンシートである請求項３記載のフェノール樹脂発泡
成形体。