JPS58136898A - 含浸紙用結合剤 - Google Patents

含浸紙用結合剤

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JPS58136898A
JPS58136898A JP1798782A JP1798782A JPS58136898A JP S58136898 A JPS58136898 A JP S58136898A JP 1798782 A JP1798782 A JP 1798782A JP 1798782 A JP1798782 A JP 1798782A JP S58136898 A JPS58136898 A JP S58136898A
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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】 本発明は含浸紙用結合剤に関する。さらに詳しくは、本
発明は紙にすぐれた破裂強度、圧縮強度および耐折曲げ
性をあたえ、かつ作業性、にもすぐれる含浸紙用結合剤
に関する。
従来から、紙、布、木片、合成樹脂板などの素材に熱可
塑性または熱硬化性−脂を含浸させ、ついで強制乾燥ま
たは加熱硬化させることにより、素材の本来の特性が保
持されつつ、かつさらに強度、耐水性、耐熱性などの諸
性能が一付与または改善せられた種々の成形材料が開発
されてきており、多くの用途に供されてきている。
本発明は叙上の素材のうち紙を対象とする含浸樹脂にか
かわるものであり、それにより処理された紙材料は、た
とえば′離気掃除機、換気装置、自動車などのエアクリ
ーナーまたはオイルフィルターなどに利用されるもので
ある。それらのフィルター製品は、通常つぎに述べる工
程を経由して製造されている。すなわち (1)特殊な濾紙に熱硬化性樹脂(通常はフェノール樹
脂)を含浸させ、ついで40〜100°Cで強制乾燥を
行なう(この工程でえられる含浸紙を以下B化繊という
)。
(2)工程(1)でえられたB化繊は用途に応じた加工
成形を行なったのち、150〜180°Cで5〜20分
間加熱することにより、含浸樹脂を硬化せしめて麹品と
する(この工程において加工成形を行なわず、単にB化
繊内の含浸樹脂を加熱硬化させてえられる含浸紙を以下
0化紙という)。
叙上の含浸用熱硬化性樹脂、すなわち含浸紙用結合剤と
して従来から知られているものはレゾール型フェノール
樹脂またはノボラック型7g−ル樹脂である。しかしこ
れら従来公知の含浸紙用結合剤はいずれも欠点を有して
いる。
すなわち、レゾール型フェノール樹脂を使用するばあい
は、つきの(イ)および(ロ)の欠点がある。
(イ)レゾール型フェノール樹脂は@湿性を有しており
、そのため工程(1)でえられるB化繊は高温時におい
てg&湿によるB化繊の強度低下が起る。したがって引
続いて行なう加工成形工程において、適正なひた折り加
工が行ない く、作業能率の低下または不良品発生率の
増大な生せしめるなどの欠点を有するものである。
侠)工程(2)において焼付ラインの温度管理は通常厳
密に行なわれ難く、シばしば管理温度幅を有するもので
あるが、このような現状においてフェノール樹脂を使用
するばあい、焼付ラインの湿度のふれに伴なってえられ
る製品の耐折り曲げ性が大きく変動する傾向にあり、と
くに高温加熱における許容性(いわゆる過熱許容性)に
欠けるものとなり、充分な耐折り曲げ強度を発現しえな
い。
一方、ノボラック型フェノール樹脂は前記レゾール型フ
ェノール樹脂と比較して低@湿性であり、しかも該ノボ
ラック樹脂は比較的低分子蓋であり溶液粘度が低下する
ため、濾紙への含浸性および作業性が良好であるという
利点があるが、つきの(ハ)およびに)の欠点を有する
ものである。
(ハ)B化繊の強度を向上させるには、所定意のへキサ
メチレンテトラミン(以下、HMTAという)を架橋剤
として併用することが不可欠である。
このよりなHMTAを併用する結合剤は、工程(2)に
おける加熱条件下でHMTAの分解によるガス(アンモ
ニア、ホルムアルデヒドなど)が発生するため、結合剤
の発泡を起しやすく、シたがってえられる0化紙の強度
が低下してしまう。
に)HMTAの分解温度が約18000であるため、該
ノボラック型結合剤は前記レゾール型結合剤よりやや高
温で加熱硬化させる必要があり、したがって耐折り曲げ
性に劣る傾向がある。
叙上の(ハ)およびに)の問題のため、ノボラック型フ
ェノール樹脂は、含浸紙用結合剤としては実際上使用さ
れていないのが現状である。
昨今、当#を技術分野において、省資源的見地および経
済的見地から、含浸紙用結合剤の含浸量を低減せしめて
もなおえられる含浸紙の緒特性(破裂強度、圧縮強度、
耐折り曲げ性、耐吸湿性など)を低下させることのない
、安価ですぐれた性能を有する含浸紙用結合剤を開発す
ることが切望されている。しかしながら叙上のごとく、
レゾール型フェノール樹脂の結合剤およびノボラック型
フェノール樹脂の結合剤はいずれもそれらの要求を満足
、するものではない。
本発明者らはかかる従来の問題を克服すべく鋭意研究を
重ねた結果、前記2種類の結合剤を特定範囲内で混合ま
たは共縮合させてえられるものが、叙上の問題を克服し
た含浸紙用結合剤となるという驚くべき新事実を見出し
、本発明を完成するにいたった。
すなわち本発明は、 (A)レゾール型フェノール樹脂またはレゾール型尿素
変性フェノール樹脂100部(重置部、以下同様)、お
よび (B)ノボラック型フェノール樹脂5〜80部からなる
混合物またはそれらの共縮合物を有効成分とする含浸紙
用結合剤に関する0 本発明において使用する前記(4)の樹脂成分はとくに
限定されるものではないが、好ましくはつぎのものがよ
い。すなわち、レゾール型フェノール樹l旨はホルムア
ルデヒドと7エノールとをモル比で1:0.8〜1.6
、好ましくは1:1〜1.3の範囲で用いてつくられた
ものが適当であり、一方レゾール型尿素変性フェノール
樹脂は(1)ホルムアルデヒドと(ii)尿素およびフ
ェノールとをモール比で1: o、a ’−1,6、好
ましくはに1〜1.5の範囲で用い、かつそのときのフ
ェノールと尿素とのモル比を1 :0.01〜0.5、
好ましくは1:0.05〜0.2の範囲で用いてつくら
れたものが適当である。
仏)の樹脂成分は、フェノールまたはフェノールおよび
尿素に対するホルムアルデヒドの使用割合が前記範囲に
満たないばあい、その中に含有せられる未反応フェノー
ル量または未反応尿素量が多くなるため、それで処理さ
れた含浸紙(C化紙)の破裂強度、圧縮強度および耐折
り曲げ性がわるくなり、好ましくない。一方、ホルムア
ルデヒドの使用割合が前記碗囲を餡えるばあい、(A)
の樹脂成分が古々するエーテル結合の割合が増大し、そ
れ自体は軟化する傾向にある。そのため、それで処理さ
れた含浸紙(C化紙)の破裂強度および圧縮強度が低下
してしまい、好ましくない。さらに、(A)の樹脂成分
のうち、レゾール型尿素変性フェノール樹脂において、
フェノールに対する尿素の使用割合が前記範囲を超える
ばあいには、えられる樹脂の溶媒トレランスが低下し、
またそれで処理された含浸紙(C化紙)の破裂強度およ
び耐折曲げ性が劣ることになるため好ましくない。
なお本発明においては、(4)の樹脂成分中の7工ノー
ル分を100部としたとき、これに対しクレゾールまた
はアルキルフェノールを最大20部までフェノールに置
き換えて使用することも可能である。がかる範囲におい
てはえられる含1浸紙の破裂強度、圧縮張度、耐折曲げ
性、溶媒トレランス、経済性などを低下させることなく
本発明の目的を達成することができる。
前記(A)の樹脂成分の製造方法はとくに限定されるこ
とはなく、従来公知の方法をそのまま採用できる。すな
わち、塩基性触媒の存在下、反応温度60〜120°o
1好ましくは70〜100°C1反応時間1〜10時間
、好ましくは2〜6時間の条件下で製造される。また必
要であれば未反応物を減田下で除去することも可能であ
る。ここで用いる塩基性触媒としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウムまたは有機アミンなどを使用す
ることができるが、使用溶媒に対する上レランスの点か
ら水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましい。
溶媒は前記工程(1)における乾燥条件の緩和や生産効
率の向上の面からできるだけ揮発性に富み、しかも本発
明の含浸紙用樹脂の良溶媒となるものを選んで使用する
。かかる溶媒の具体例としては、たとえばメタノール、
エタノール、イソプロパツール、アセトン、メチルエチ
ルケトンなどがあげられるが、経済性を考慮したばあい
、メタノールがもつとも好ましい。またレゾール型樹脂
製造の反応終点は、メタノール溶解時の樹脂溶液粘度あ
るいは高速液体クロマトグラフィーにより、粘度、分子
量または未反応物残存量などをIMして決定される。
本発明において、たとえば(A)の樹脂成分を不揮発分
濃度55%(重量%、以下同様)のメタノール溶液とし
たとき、該樹脂溶液粘度が25°Cで20〜1000c
P 、好ましくは40〜400cPの範囲となるよう適
宜確認を行ない、反応終点を決定することができる。ま
た該レゾール型樹脂の分子量は数平均分子量で200〜
1000、好ましくは300〜700の範囲とするのが
好ましい。
本発明によれば、値上の(4)の樹脂成分に特定朧の前
記(B)の樹脂成分を混合または共縮合させたものが含
浸紙用結合剤として使用される。(ト)ンの樹脂成分、
すなわちノボラック型フェノール樹脂は、ホルムアルデ
ヒドとフェノールの使用モル比を1:0.5〜1.2、
好ましくは1:0.6〜1.1の範囲で用いてつくられ
、がっ軟化点(環球法による測定値)が40〜1300
c、好ましくは60〜110°Cの範囲にあるものが適
当である。
また繭述したように(B)の樹脂成分の使用量は、(A
)の樹脂成分100部に対して5〜80部、好ましくは
10〜60部とすることを必須とする。
(BJの樹脂成分の使用量が5&15に満たないときは
、従来のレゾール型フェノール樹脂と殆んどかわりがな
く、えられるB化紙の耐@湿性やC化紙の耐折り曲げ性
および過熱許容性において(B)の樹脂成分を添加する
効果が殆んど詔められない。一方(B)の樹脂成分の使
用量が80部を餡えるばあいには、架橋密度が低下する
ため、B化紙およびC化紙の耐折曲げ性がともに低下す
るので好ましくない。
φ)の樹脂成分の製造方法はとくに限定されることはな
く、従来公知の方法をそのまま採用できる。すなわち、
酸性触媒の存在下、反応温度50〜110°C1好まし
くは70〜100°C1反応時間0.5〜5時間、好ま
しくは1〜3時間の反応条件下で反応せしめ、さらに減
圧下で濃縮して所望のノボラック型フェノール樹脂をつ
ろことができる。前記酸性触媒としてはシュウ酸、塩酸
、硝酸、硫酸、kM酸、酢酸、トリクロル酢酸、パラト
ルエンスルホン酸などの公知のものがいずれも使用可能
である。
値上の(A)および(E)の樹脂成分は、前記重−割合
の範囲内で混合または共縮合し、含浸紙用結合剤として
使用に供されるが、これら(Nおよび(B)の樹脂成分
はいずれも前記溶媒に充分溶解し、しかも互いに相溶し
うるものでなければならない。本発明に用いる(B)の
樹脂成分は本来(A)の樹脂成分の可塑剤として機能す
るものであるが、さらに共縮合せしめることにより、単
に混合するばあいよりもより溶媒トレランスおよび相溶
性を向上させることができ、しかもC化紙の破裂強度お
よび耐折曲げ性をさらに向上させうるという長所を有す
るものである。かかる共縮合は、(A)および(B)の
樹脂成分を前記混合割合で混合したのち、通常5o〜1
0000で10分間〜5時間、好ましくは60〜80°
○で20分間〜2時間保温せしめることにより行なうの
が適当である。
つぎに参考例、実施例および比較例をあげて本発明の含
浸紙用結合剤をより絆細に説明するが、本発明はそれら
の実施例のみに限定されるものではない。
参為例1 チッ素導入管、攪拌装置を備えた21容のフラスコに7
エノール658.(7モル)、純度92%のパラホルム
アルデヒド2289C7モル)およびメタノール40.
を仕込み、攪拌下約so’oまで昇温した。つぎに濃度
48%の水酸化ナトリウム水溶液6.6gを添加し、さ
らに90°0まで昇温したのち、1時間同温度に保った
。さらに98°0で3時間保温後、減圧下で未反応物お
よび水分を除去した。
約5000に冷却したのち、メタノール104gを加え
て85%まで昇温し、同温度で5時間反応を行なった。
さらにメタノール312.を追加して希釈し、不揮発分
濃度か55%で25°0で測定したときのガ−トナー粘
度か14[]cPのレゾール型フェノール樹脂溶液をえ
た。
参考例2 参考例1と同様の装置を用い、それにフェノール522
g、尿素78g、純度92%のパラホルムアルデヒド2
57すおよびメタノール51gを仕込み、攪拌下で50
°Cにまで昇温した。つぎに濃度48%の水酸化ナトリ
ウム水溶液3.を添加し、さらに90°Oにまで昇温し
たのち、同温度に1時間保った。さらに98°0に6時
間保ったのち、減圧下で未反応物および水分を除去した
。約50’Oに冷却したのち、48%の水酸化ナトリウ
ム水溶液6gおよひメタノール104gを加えて85°
Cにまで昇温した。同温度で5時間反応を行ない、さら
にメタノールを追加して不揮発分濃度が55%で粘度1
(25°Cで測定したガードナー粘度)が150cPの
レゾール型尿素変性フェノール樹脂溶液をえた。
参4例6および4 フェノールを10気のm−クレゾール(参考例6)また
Gコノニルフェノール(参考例4)を含イ1Jるフェノ
ールに代えたほかは参考例1と同様にして実験を行ない
、それぞれ不揮発分濃度が55%のレゾール型フェノー
ル相脂溶液をえた。
参考例6でえられた樹脂浴液の25°Cにおけるガード
ナー粘度は130cPであり、参考例4でえられた樹脂
溶液の25”Oにおけるガードナー粘度は170cpで
あった。
参考例5 参考例1と同様の装置tを用い、それにフェノール65
8gおよび濃度67%のホルムアルデヒド水浴hりを仕
込み、攪拌下で約6o0cにまで昇温した。
つさにシュウ#lk4.を添加し、さらに96〜100
00まで昇温した。同温度で2時間保温したのち、約6
時間かけて減圧下に濃縮を行ない、未反応物および水分
を除去した。さらに160〜170”0に昇温し、同温
度で2時間反応させ、ついで冷却したのちメタノール5
11gを加えて稀釈し、不揮発分濃度が55重量%であ
り、25°Oで測定したときのガードナー粘度が4Qc
Pの7ボラツク型フエノール樹脂溶液をえた。なおメタ
ノール稀釈前の固形樹脂の軟化点は環球法により測定し
たところ98°0であった。
実施例1 参考例1でえたレゾール型フェノール樹脂溶液100部
に参考例5でえたノボラック型フェノール樹脂溶液11
,1部を加えて混合し、tI浸紙用結合剤の透明樹脂溶
液をえた。該溶液をつぎに述べる含浸紙作成工程に供し
た。
(含浸紙の作成) コツトンリンターパルプ90部およびレーヨン繊維10
部からなる多孔質性−紙(坪量145±59An2、浮
さ約1mm)に前記不揮発分濃度55%の含浸紙用結合
剤溶液を不揮発分濃度7.5%にまでメタノールで稀釈
したものを含浸固形分子jL量が60〜559/ynと
なるように含浸せしめた。これをただちに100°0で
2分間強制乾燥させてメタノールを蒸発させた。かくし
てえられたB化紙を150°0で15分間加熱硬化させ
て0化紙をえた。
値上のごとくして見られたB化紙およびC化紙の特性は
つきに示す方法にしたがって試験をヤ丁ない、評(曲し
た。
(1)破裂強度:J工S F−8112の方法に準拠し
て評価した。
(1j)圧縮強度:J工S F−8126の方法に準拠
して評価した。
(111)耐折曲げ性:J工5P−8115の方法(た
だし荷重はSOO,、)に準拠して評価した。
(1v)耐V&へ性二次式により算出されるI&湿率で
評価した。
吸湿率(%)−w2−w” ×100 l (式中、W工は100c′Oで2分間強制乾燥した直後
のB化繊重量、W2は該B化紙を2000.相対湿度6
5%の条件下に2時間放置したときの重量を示す。) 見られた結果を第1表に示した。
実施例2〜8 使用するレゾール型樹脂溶液の種類およびレゾール型樹
脂溶液とノボラック型フェノール樹脂溶液(参考例−5
でえたもの)との混合割合のいずれか一方または両方を
第1表に示すごとく代えたほかは実施例1と同様にして
含浸紙用結合剤の透明樹脂溶液を調製し、含浸紙(B化
紙および0化紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に
供した。えられた結果を第1表に示した。
実施例9 参考例1でえたレゾール型フェノ−yvm脂m液100
部および参考例5でえたノボラック型フェノール樹脂溶
液11.1部を70’Oで1時間共編合反応せしめて含
浸紙用結合剤の透明樹脂溶液をえた。えられた溶液を用
いて実施例1と同様に実験を行ない、含浸紙(B化紙お
よびC化紙)を作成し、前記試験を行なった。えられた
結果を第1表に示した。
実施例10〜12 使用するレゾール型樹脂溶液の種類およびレゾール型樹
脂溶液とノボラック型フェノール樹脂溶液(参考例5で
えたもの)との混合割合のいずれか一方または両方を第
1表に示すごとく代えたほかは実施例9と同様にして含
浸紙用結合剤の透明樹脂溶液を調製し、含浸紙(B化繊
およびC化紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に供
した。えられた結果を第1表に示した。
実施例13および14 使用するレゾール型樹脂溶液の種類およびレゾール型樹
脂溶液と7ボラツク型フエノール樹脂溶液(参考例5で
えたもの)との混合割合のいずれか一方または両方を第
1表に示すごとく代え、共縮合反応の条件を60’Oで
3時間としたほかは実施例9と同様にして含浸紙用結合
剤の透明樹脂溶液を調製し、含浸紙(B化繊およびC化
紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に供した。えら
れた結果を第1表に示した。
比較例1および2 参考例1でえたレゾール型フェノール樹脂溶液(比較例
1)または参考例2でえたレゾール耐尿素蛮性フェノー
ル樹脂溶液(比較例2)を単独で含浸紙用結合剤として
用いたほかは実施例1と同様にして含浸紙(B化繊およ
びC化紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に供した
えられた結果を第1表に示した。
比較例6および4 使用するレゾール型樹脂溶液の種類およびレゾール型樹
脂溶液とノボラック型フェノール樹脂溶液(参考例5で
えたもの)との混合割合のいずれか一方または両方を第
1表に示すごとく代えたほかは実施例1と同様にして含
浸紙用結合剤の透明樹脂溶液を調製し、含浸紙(B化繊
およびC化紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に供
した。えられた結果を第1表に示した。
参考例6 参考例5でえたノボラック型フェノールtt脂溶液io
ogにヘキサメチレンテトラミン3.3部およびメタノ
ール2.7部を加えて不揮発分濃度が55%で25°C
で測定したガードナー粘度が45oPの含浸紙用結合剤
の透明樹脂溶液をえた。
比較例5 参考例6でえた含浸紙用結合剤の透明樹脂溶液を用いた
ほかは実施例1と同様にして含浸紙(B化繊およびC化
紙)を作成し、さらにそれらを前記試験に供した。えら
れた結果を第1表に示した。
−56( 手続補正書(自発) 昭和57年6月8日 特許庁長官 島 1)春 樹   殿 ] >31件の表示 昭和57年特許願第 17987  号2発明の名称 含浸紙用結合剤 3補正をする者 事件との関係   特許出願人 アラ カワ ヨシ マす 代表者荒用吉正 4代理人〒540 5M正の対象 (1)明細書の1特許請求の範囲」の欄(2ン  明細
書の「発明の詳細な説明」の欄6補正の内容 (1)明細書の「特許請求の範囲」を別紙「補正された
特許請求の範匪」のとおり補正する。
C2)  明細書7頁14行の「ホルムアルデヒドと7
エノールと」を「フェノールに対してホルムアルデヒド
」と補正する。
(8)  同7頁18〜19行のr (1)ホルムアル
デヒドと(ロ)尿素およびフェノールとを」を「(1)
尿素およびフェノールに対して(2)ホルムアルデヒド
を」と補正する。
(4) 同11頁8行の「ホルムアルデヒドと7エノー
ル」ヲ「フェノールに対スるホルムアルデヒド」と補正
する。
(5)  同15頁下から2行の「溶液を仕込み」を「
溶液5162を仕込み」と補正する。
7絵付査類の目録 (1)  補正された特許請求の範囲   1通補正さ
れた特許請求の範囲 rl(A)レゾール型フェノール樹脂マタハレソール型
尿素変性フェノール樹脂100重量部、および (1))ノボラック型フェノール樹脂5〜80重量Sか
らなる混合物またはそれらの共縮合物を有効成分とする
含浸紙用結合剤。
2 前記共縮合物を有効成分とする特許請求の範囲第1
項記載の含浸紙用結合剤。
6 前記レゾール型フェノール樹脂が、フェノールに対
してホルムアルデヒドをモル比で1 : 0.8〜1.
6の範囲で用いてつくられたものである特許請求の範囲
第1項または第2項記載の含浸紙用結合剤。
4 前記レゾール型尿素変性フェノール樹脂が、ルデヒ
ドをモル比で1 : 0.8〜1.6の範囲で用い、か
つフェノールと尿素とをモル比で1 : 0.01〜0
.5の範囲で用いてつくられたものである特許請求の範
囲第1項または第2項記載の含浸紙用結合剤。
5111記/ボラツク型フエノール樹脂が、フェノール
に対してホルムアルデヒドをモル比で1 ; 0.5〜
1.2の範囲で用いてつくられ、かつ軟化点が40〜1
60°0の範囲のものである特+1’l桔求の範囲第1
項または第2項記載の含浸紙用結合剤。」 以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1(A)レゾール型フェノール樹脂またはレゾール型尿
    素変性フェノール樹脂100重量部、および (B)ノボラック型フェノール樹脂5〜so重量sから
    なる混合物またはそれらの共縮合物を有効成分とする含
    浸紙用結合剤0 2 前記共縮合物を有効成分とする特許請求の範囲第1
    項記載の含浸紙用結合剤。 6 前記レゾール型フェノール樹脂が、ホルムアルデヒ
    ドと7エノールとをモル比で1:0.8〜1.6の範囲
    で用いてつくられたものである特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項記載の含浸紙用結合剤。 4 前記レゾール型尿素変性フェノール樹脂が、(i)
    ホルムアルデヒドと(ii)尿素およびフェノールとを
    モル比で1 : 0.8〜1.6の範囲で用い、かつフ
    ェノールと尿素とをモル比でi :o、oi〜0.5の
    範囲で用いてつくられたものである特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の含浸紙用結合剤。 5 前記ノボラック型フェノール樹脂が、ホルムアルデ
    ヒドとフェノールとをモル比で1:0.5〜1.2の範
    囲で用いてつくられ、かつ軟化点が40〜160°Oの
    範囲のものである特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の含浸紙用結合剤。
JP1798782A 1982-02-06 1982-02-06 含浸紙用結合剤 Granted JPS58136898A (ja)

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