JPH0446941A - フェノール発泡体の製造方法およびフェノール発泡体 - 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】 ［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６０−２６２８
３５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６．１−２５
８１．０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
ベタリが発生し、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、フェノール発泡体の製造にあたり、フェノー
ル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発泡、硬化方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、次の構成を有する。

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
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であり、かかる方法に
おいて好ましくは、繊維および／または布帛が誘電率の
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
なることを特徴とするものであり、また、該複合繊維が
芯鞘型複合繊維であってかつ該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もの
である。

また、フェノール樹脂配合物中に高吸水性樹脂を混在さ
せた後、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
法であり、またあるいは、フェノール樹脂配合物中にカ
ーボン類を混入した後、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
発泡体の製造方法である。また、フェノール樹脂配合物
の内部および／または表面に繊維および／または布帛を
配設すると共に高吸水性樹脂および／またはカーボン類
を混入した後、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
製造方法である。

また、さらに、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
ェノール発泡体であり、かかるフェノール発泡体におい
て、好ましくは繊維および／または布帛が誘電率の異な
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
ものであることを特徴とするものであり、また、該複合
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
るものである。

また、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、該発泡体中に高吸水性樹脂が混在してい
ることを特徴とするフェノール発泡体であり、またある
いは、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、該発泡体中にカーボン類が混在している
ことを特徴とするフェノール発泡体である。またあるい
は、さらに、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
面が繊維および／または布帛により補強されており、か
つ該発泡体中に高吸水性樹脂および／またはカーボン類
が混在していることを特徴とするフェノール発泡体に関
するものである。

［作用コ 以下、本発明の詳細な説明する。

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、これかフェノール発泡
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かあ
り公知であるか、外部加熱方式によると、発泡体の外部
から発泡か始まるため、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、本発明は、フェノール樹脂配合物に、ａ、繊
維および／または布帛、 ｂ、高吸水性樹脂、 Ｃ，カーボン類、 のいずれか一つまたはこれらを組合せて混入、混在せし
めた後、マイクロ波を含む高周波を照射することにより
発泡、硬化せしめるものである。本発明は、かかる構成
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
発泡体の製造方法およびフェノール発泡体を提供するこ
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（１０９〜１０１２）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上記ａ、ｂ、ｃのいず
れかあるいは組合せたものを含む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−っは、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ａ、、、ｂＳＣのいず
れかあるいは組合せたものを含有し、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１０５〜１０’
２■Ｔｚの間のものである。配合物によっても異なるが
、特に１０７〜］０８１−１ｚ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。

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
繊維および／または布帛を配設して高周波照射して発泡
、硬化する方法であり、フェノール発泡体を極めて有効
に補強することが可能である。

本発明は、従来公知の発泡体の繊維補強とは全く異なり
、繊維および／または布帛を配設した後、フェノール樹
脂配合物を高周波照射して発泡、硬化すると共に繊維補
強を図るものであり、作用は必ずしも明らかでないが、
繊維の表面が活性化すると考えられ、繊維と発泡体の接
着一体化が極めて良好で、従来公知の繊維補強では得ら
れない補強効果が発現することに大きな特徴がある。

かかる補強に用いられる繊維としては、ポリエステル類
、ナイロン類、ポリビニルアルコール、ポリピロピレン
、ポリエチレン、ポリウ【／タン、ポリアクリルニトリ
ル、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレンなどおよび
共重合変性体、あるいは他成分の混合体などのいかなる
公知の可紡性のポリマも適用できる。好ましくは、これ
らのポリマ群の中から用途、目的に応じて一種または二
種以上のポリマか用いられる。

特に、高周波照射により発熱しにくい誘電早生の成分（
Ａ成分）と発熱しやすい誘電早入の成分（Ｂ成分）を組
合せた複合繊維が好ましく用いられる。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、特に好ましい組合せ例で
ある。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。

■　フェノール樹脂配合物中に高吸水性樹脂を混在させ
高周波照射することにより、発泡／硬化の効率をより高
めることができ、さらに、フェノール発泡体の脆さや表
面均一性を改良することができる。

本発明に用いられる高吸水性樹脂は、自重の数十倍、数
百倍の高吸水性を有する別名高分子吸収体とも呼ばれる
ものである。代表的なものは、変成デンプン、セルロー
ス系、でんぷん・アクリルグラフト重合体架橋物、ポリ
アクリルニトリル誘導体、ポリアクリルアミド系、ポリ
アクリル酸塩系、酢酸ビニル・アクリル酸メチル共重合
体けん化系、ポリアクリル酸塩ポリビニルアルコール重
合体架橋物等であり、これらの単独あるいは二種以上の
混合物として用いられる。中でも、デンプン・アクリル
グラフト重合体架橋物、ポリアクリル酸塩系が好ましく
使用される。

これらの高吸水性樹脂は、粒子状、粉末状、フィルム状
、塊状のいずれであってもかまわないし、また、その粒
径、大きさも特に限定されないが、表面積の大きい状態
で用いるのが好ましい。

発泡体中への高吸水性樹脂の含有割合は、特に限定され
るものではないが、通常発泡構造体１００重量部に対し
て、高吸水性樹脂が０．１〜５０重量部混入されること
が好ましく、さらに１〜２０重量部混入されることが特
に好ましい。

■　フェノール樹脂配合物中にカーボン類を混在させ高
周波照射をすることにより、発泡、硬化の効率をより高
めることができ、さらに、フェノール発泡体の脆さを著
しく改良することができる。

また、さらに、フェノール発泡体に導電性能を付与する
こともできる。

かかるカーボン類としては、カーボンブラック、活性炭
、多孔質カーボン、カーボン繊維、カーベート、黒鉛な
どであり、この中で多孔質カーボンや活性炭は、フェノ
ール発泡体と良く一体化する性質を有するため、脆さを
著しく改良することができ好ましい添加剤である。

このように、本発明は、上記ａ、、ｂ、、ｃのいずれか
あるいは組合わせることにより、これまでにない効果を
得ることができる。該ａ、ｂ、ｃの組合せは、フェノー
ル発泡体の用途、目的に応じ全てをまたは任意に組合せ
て行うこともできる。

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 発泡用レゾール型フェノール樹脂　１００部整泡剤：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　　１０部
補強繊維：繊維長５　ｍｍのポリエステル（芯）／低融
点ナイロン（鞘）の芯鞘複合繊 維　　　　　　　　　　　　　　　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攪拌、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
べて処理速度か速く行うことができ、また、さらに、得
られた発泡体は、従来のフェノル発泡体に比へて機械的
性能か良好であり、表面やエツ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 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　　１０部テトラミン 硬化剤　へキサメチレンテトラミン　　１５部補強繊維
：繊維長１０ｍｍのポリプロピレン（芯）／低融点ナイ
ロン（鞘）の芯鞘複合 繊維　　　　　　　　　　１０部 高吸水樹脂：でんぷん・アクリル　　１０部グラフト重
合体架橋物 カーボン類：活性炭　　　　　　　　１０部■高周波装
置 周波数：２７．１２ＭＨｚ 出カニ２８ＫＷ（実効出力１５ＫＷ） 電極板の配列二対向千鳥格子型 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攪拌、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］ 本発明は、 ａ、繊維および／またはあるいは布帛、ｂ、高吸水性樹
脂、 Ｃ，カーボン類、 のいずれか一つあるいはこれらの組合せたものを含有し
たフェノール樹脂配合物を高周波照射して発泡、硬化し
、フェノール発泡体とするものである。

かかる本発明によれば、従来公知の外部加熱方式による
繊維補強やただ単なる高周波照射によるフェノール発泡
体の製造方法に比べて、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有するものである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）フェノール樹脂配合物の内部および／または表面
   に繊維および／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。 （２）繊維および／または布帛が、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。 （３）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２項記載のフェノール発泡体の
   製造方法。（４）フェノール樹脂配合物中に高吸水性樹
   脂を混在させた後、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。 （５）フェノール樹脂配合物中にカーボン類を混入した
   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。 （６）フェノール樹脂配合物の内部および／または表面
   に、繊維および／または布帛を配設すると共に高吸水性
   樹脂および／またはカーボン類を混入した後、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。 （７）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。 （８）繊維および／または布帛が、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もので
   あることを特徴とする請求項第７項記載のフェノール発
   泡体。 （９）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８項記載のフェノール発泡体。 （１０）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、該発泡体中に高吸水性樹脂が混在して
   いることを特徴とするフェノール発泡体。 （１１）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、該発泡体中にカーボン類が混在してい
   ることを特徴とするフェノール発泡体。 （１２）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
   繊維および／または布帛により補強されており、かつ該
   発泡体中に高吸水性樹脂および／またはカーボン類が混
   在していることを特徴とするフェノール発泡体。