JPH06143326A - フェノール系樹脂管継手およびその製造方法 - Google Patents

フェノール系樹脂管継手およびその製造方法

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JPH06143326A
JPH06143326A JP29709592A JP29709592A JPH06143326A JP H06143326 A JPH06143326 A JP H06143326A JP 29709592 A JP29709592 A JP 29709592A JP 29709592 A JP29709592 A JP 29709592A JP H06143326 A JPH06143326 A JP H06143326A
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修平 井門
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた耐衝撃性を有するフェノール系樹脂管
継手およびその製造方法を提供する。 【構成】 数平均繊維長が0.3〜3.0mmであるガ
ラス繊維を30〜70重量%含有するフェノール系樹脂
成形材料を、トランスファー成形または射出成形したフ
ェノール系樹脂管継手であって、数平均繊維長が0.2
〜0.8mmであるガラス繊維を30〜70重量%含有
することを特徴とするフェノール系樹脂管継手およびそ
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トランスファー成形機
または射出成形機を用いて成形された耐衝撃性に優れた
フェノール系樹脂管継手およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェノール系樹脂は、耐熱性、耐薬品性
に優れているので、近年開発された新しい押出成形方法
(特開昭59−178235号公報)等により、樹脂管
として成形され、化学プラント用配管、温泉用配管等
に、用途を拡大しつつある。フェノール系樹脂管は長尺
ものであり、落下や転倒の際の衝撃に耐え得るため、耐
衝撃性が必要とされる。
【0003】そこで、本発明者らは、特願平3−178
284号に係わる特許出願において、フェノール系樹脂
管中のガラス繊維の含有量が30〜70重量%であり、
かつ、該ガラス繊維の数平均繊維長が0.3〜2.5m
mであることを特徴とする耐衝撃性が改良されたフェノ
ール系樹脂管を提案している。
【0004】上記フェノール系樹脂管の接合部、すなわ
ち、フェノール系樹脂管継手にも施工時の落下、施工後
の重量物の落下、通液時のウォーターハンマー等の衝撃
に耐え得る耐衝撃性が求められている。
【0005】フェノール系樹脂管継手の製造法として
は、通常、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成
形法等がある。しかし、生産性を考慮した場合、通常、
トランスファー成形法または射出成形法が採用される。
また、耐衝撃性を向上させる手段としては、ガラス繊維
を配合したフェノール系樹脂成形材料を使用するのが一
般的である。
【0006】しかし、ガラス繊維を配合した従来のフェ
ノール系樹脂材料を用いて、トランスファー成形または
射出成形して得られたフェノール系樹脂管継手は、含有
するガラス繊維の数平均繊維長が0.2mm未満と短い
ため、得られる管継手の耐衝撃性が低い。
【0007】また、耐衝撃性を向上させるため、湿式混
練等によりガラス繊維の折損を抑制して長繊維を含有さ
せた成形材料から成形されたフェノール系樹脂管継手
は、衝撃強度は上がるものの、フェノール系樹脂とガラ
ス繊維との分散性が悪くなり、不均質な成形材料となる
ため、得られる管継手の衝撃強度にばらつきを生じ、ひ
いては、破壊内圧強度の低下を招いていた。
【0008】したがって、トランスファー成形法または
射出成形法により成形されたフェノール系樹脂管継手に
おいて、耐衝撃性に優れ、強度ばらつきが少なく、且
つ、破壊内圧強度の高い管継手が要望されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解決し、トランスファー成形または射出成形され
たフェノール系樹脂管継手であって、落下衝撃強度、破
壊水圧強度等の優れた耐衝撃性を有し、且つ、それらの
強度ばらつきが少ない管継手およびその製造方法を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明らは、上記目的を
達成すべく種々検討を重ねた結果、特定の平均繊維長を
有するガラス繊維を特定量含有するフェノール系樹脂成
形材料をトランスファー成形または射出成形して得られ
たフェノール系樹脂管継手が、特定の平均繊維長を有す
るガラス繊維を含有し、優れた耐衝撃性を有することを
見出し、本発明に到達した。
【0011】すなわち、本発明は、数平均繊維長が0.
3〜3.0mmであるガラス繊維を30〜70重量%含
有するフェノール系樹脂成形材料を、トランスファー成
形または射出成形したフェノール系樹脂管継手であっ
て、数平均繊維長が0.2〜0.8mmであるガラス繊
維を30〜70重量%含有することを特徴とするフェノ
ール系樹脂管継手である。
【0012】また、本発明のフェノール系樹脂管継手の
製造方法は、トランスファー成形機または射出成形機を
用いて、数平均繊維長が0.3〜3.0mmであるガラ
ス繊維を30〜70重量%含有するフェノール系樹脂成
形材料を成形してフェノール系樹脂管継手となし、該管
継手に数平均繊維長が0.2〜0.8mmであるガラス
繊維を30〜70重量%含有させることを特徴とする方
法である。
【0013】以下、本発明について詳細に説明する。
【0014】本発明のフェノール系樹脂管継手は、フェ
ノール系樹脂管を配管施工する際に用いるソケット、エ
ルボ、T字管、ソケット付フランジ、ルースフランジ、
テーパーリング等の管継手類である。
【0015】該管継手の大きさには特に制限はなく、ト
ランスファー成形または射出成形できるものであればい
ずれの大きさでもよいが、フェノール系樹脂成形材料の
成形時の熱安定性および金型充填性から、一般的には体
積が2000cm3以下程度のものである。
【0016】先ず、本発明に使用するフェノール系樹脂
成形材料について説明する。該成形材料は、フェノール
系樹脂を主成分とし、これに特定のガラス繊維を添加す
ることにより得られる。ガラス繊維の他、必要に応じ他
の添加剤を加えてもよい。
【0017】フェノール系樹脂としては、例えば、フェ
ノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、
ビスフェノールA、p−ターシャリーブチルフェノー
ル、p−オクチルフェノール、p−ビニルフェノール、
などのフェノール類とホルマリン、パラホルムアルデヒ
ド、トリオキサン、フルフラールなどのアルデヒド類と
を酸性触媒あるいは塩基性触媒を用いて反応させて得ら
れるフェノール樹脂、上記フェノール類とα,α’−ジ
クロロ−p−キシレンなどのp−キシリレンジハライ
ド、α,α’−ジメトキシ−p−キシレンなどのp−キ
シリレンジアルキルエーテルなどから誘導されるフェノ
ールアラルキル樹脂などが例示され、これらのフェノー
ル樹脂およびフェノールアラルキル樹脂の1種または2
種以上を混合して用いることができる。
【0018】本発明に用いるフェノール系樹脂成形材料
は、上記フェノール系樹脂にガラス繊維を添加したもの
である。ガラス繊維の含有量は、該成形材料中に30〜
70重量%である。ガラス繊維の含有量が30重量%未
満であると、得られる管継手の耐衝撃性が低下するので
好ましくない。また、70重量%を超えると、フェノー
ル系樹脂とガラス繊維との分散性が悪くなり、均質な管
継手が得られず、破壊内圧強度等の低下をきたすので好
ましくない。
【0019】また、フェノール系樹脂成形材料に含まれ
るガラス繊維の数平均繊維長は、0.3〜3.0mm、
好ましくは、0.4〜2.5mmである。数平均繊維長
が0.3mm未満の場合、管継手を成形する際にガラス
繊維が折損し、得られる管継手中では0.2mm未満と
なり易いので好ましくない。また、3.0mmを超える
とフェノール系樹脂とガラス繊維との分散性が悪くな
り、均質な成形材料が得難くなるので好ましくない。
【0020】本発明に用いるフェノール系樹脂成形材料
には、ガラス繊維の他、必要に応じて硬化剤、充填剤、
滑剤、着色剤等を混合して用いることができる。
【0021】硬化剤として、ヘキサメチレンテトラミン
が好ましく用いられる。硬化剤を必要とするフェノール
系樹脂を用いる場合、硬化剤の使用量は、フェノール系
樹脂100重量部に対し、3〜20重量部である。3重
量部未満では、得られる管継手の熱剛性が悪く、また、
20重量部を超えると、管継手の表面にフクレが発生す
る等するので好ましくない。
【0022】充填剤としては、木粉、タルク、シリカ、
クレー、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸カリウム、ビニロン繊維、アラミド
繊維、炭素繊維、黒鉛等が挙げられる。
【0023】滑剤としては、ステアリン酸、パルミチン
酸のような高級脂肪酸、該高級脂肪酸のアルカリ土類金
属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、該高級脂肪
酸のアミド類等が挙げられる。
【0024】着色剤としては、スピリットブラック、モ
リブデン赤、グンジョウ、フタロシアニンブルー、フタ
ロシアニングリーン、ハンザイエロー、カーボンブラッ
ク等が挙げられる。
【0025】本発明に用いるフェノール系樹脂成形材料
は、上記フェノール系樹脂に上記ガラス繊維の所定量を
配合し、または、必要に応じさらに他の添加剤を配合
し、それらをロール、ニーダー、2軸混練機等により、
加熱、混練することにより製造される。
【0026】成形材料の主添加剤であるガラス繊維の数
平均繊維長を0.3〜3.0mmに調整する方法として
は、有機溶剤または水を用いた湿式混練法が良く、フェ
ノール系樹脂に、市販されている直径6〜13μm、カ
ット長1.5〜12mmのガラスチョップドストランド
を配合し、さらに、有機溶剤または水を加えてロール、
ニーダー、2軸混練機等によって、混練する方法が例示
される。
【0027】上記のように混練された混合物をロール、
または押出機を用いてシート状に成形し、次いで、粉砕
機を用いて粉砕するか、シートペレタイザーのようなカ
ッター式造粒機を用いて切断して、成形材料とすること
ができる。得られた成形材料は、必要に応じて、更に、
トランスファー成形または射出成形に必要な流動性を示
すまで、加熱乾燥機を用いてフェノール系樹脂の硬化反
応を進めてもよい。
【0028】本発明のフェール系樹脂管継手は、上記の
ようにして得られたフェール系樹脂成形材料を、トラン
スファー成形機または射出成形機に投入し、混練し、金
型内にて賦形、硬化させることにより得られる。
【0029】具体的方法を例示すると、トランスファー
成形の場合は、スクリュー式予熱機、高周波予熱機、熱
風乾燥機等により、成形材料を予熱し、注入圧力200
〜1500kg/cm2、金型温度140〜200℃、
硬化時間30秒〜20分、型締圧力10〜300ton
の条件で成形することができる。
【0030】また、射出成形の場合は、シリンダー温度
40〜120℃、射出圧力500〜2000kg/cm
2、金型温度140〜200℃、硬化時間30秒〜20
分、型締圧力10〜500tonの条件で成形すること
ができる。
【0031】上記方法により得られる本発明のフェノー
ル系樹脂管継手は、ガラス繊維を30〜70重量%含有
する。そして、成形条件を上記範囲に適宜調節すること
により、含有ガラス繊維の数平均繊維長を、0.2〜
0.8mm、好ましくは、0.2〜0.5mmとするこ
とができる。
【0032】ガラス繊維の含有量が30重量%未満であ
り、且つ、数平均繊維長が0.2mm未満の場合、管継
手の耐衝撃性が劣り、また、含有量が70重量%を超え
たり、数平均繊維長が0.8mmを超えると、樹脂とガ
ラスとの分散が悪くなり、均質な管継手が得られず、破
壊内圧強度等の低下をまねくので好ましくない。
【0033】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。なお、成形材料および管継手中のガラス繊維の
数平均繊維長、継手の落下衝撃高さおよび破壊水圧強度
は下記方法により測定した。
【0034】1)ガラス繊維の数平均繊維長 100〜200℃の95%硫酸中で試料(成形材料また
は管継手)を酸化処理し、さらに35%過酸化水素水を
滴下し試料が完全に酸化分解されるまで処理する。処理
液を濾過、乾燥し、ガラス繊維を単離する。得られたガ
ラス繊維を倍率10倍にて顕微鏡観察し、視野中のガラ
ス繊維500本ランダムに選び、その繊維長を計測し、
平均値を求める。
【0035】2)落下衝撃高さ 管継手をコンクリート上に落下し、継手表面にクラック
が入る最小高さ(cm)を測定する。20個の試料につ
いて測定し、平均値および標準偏差を求める。
【0036】3)破壊水圧強度 管継手の両端面をメクラフランジで封止し、完全に系内
の空気を水に置き換えた後、一方から徐々に水圧をか
け、継手が破壊したときの水圧(kg/cm2)を測定
する。5個の試料について測定し、平均値を求める。
【0037】製造例1 フェノールノボラック樹脂(三井東圧化学(株)製、ノ
ボラック#2000)34重量部、ヘキサメチレンテト
ラミン4重量部、ステアリン酸1重量部、カーボンブラ
ック1重量部を粉砕、混合し、ニーダーに装入、さらに
アセトン10重量部および直径11μm、長さ6mmの
ガラスチョップドストランド60重量部を加え、60℃
の温度で10分間混練した。得られた混練物をロールを
用いてシート状に成形した後、ヘンシェルミキサーで粉
砕、造粒して乾燥し、成形材料を得た。得られた成形材
料中のガラス繊維の数平均繊維長は2.5mmであっ
た。
【0038】製造例2 フェノールノボラック樹脂(三井東圧化学(株)製、ノ
ボラック#2000)55重量部、ヘキサメチレンテト
ラミン6重量部、ステアリン酸2重量部、カーボンブラ
ック2重量部を粉砕、混合し、ニーダーに装入、さらに
アセトン8重量部および直径6μm、長さ3mmのガラ
スチョップドストランド35重量部を加え、60℃の温
度で15分間混練した。以下、製造例1と同様にして、
成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維の数
平均繊維長は0.5mmであった。
【0039】製造例3 フェノールアラルキル樹脂(三井東圧化学(株)製、ミ
レックスXL−225)43重量部、ヘキサメチレンテ
トラミン5重量部、ステアリン酸1重量部、カーボンブ
ラック1重量部を粉砕、混合し、ニーダーに装入した。
さらにアセトン10重量部および直径11μm、長さ3
mmのガラスチョップドストランド50重量部を加え、
60℃の温度で10分間混練した。以下、製造例1と同
様にして、成形材料を得た。得られた成形材料中のガラ
ス繊維の数平均繊維長は1.5mmであった。
【0040】製造例4 フェノールレゾール樹脂(群栄化学工業(株)製、N−
411)28重量部、フェノールノボラック樹脂(三井
東圧化学(株)製、ノボラック#2000)5重量部、
ステアリン酸0.5重量部、カーボンブラック0.5重
量部を粉砕、混合後、ニーダーに装入した。さらに、メ
タノール10重量部、直径11μm、長さ3mmのガラ
スチョップドストランド65重量部を加え、60℃の温
度で、8分間混練した。以下、製造例1と同様にして、
成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維の数
平均繊維長は1.9mmであった。
【0041】製造例5 フェノールノボラック樹脂(三井東圧化学(株)製、ノ
ボラック#2000)52重量部、ヘキサメチレンテト
ラミン6重量部、ステアリン酸1重量部、カーボンブラ
ック1重量部を粉砕、混合した。この混合物60重量部
に対し、アセトン4重量部、直径11μm、長さ3mm
のガラスチョップドストランド40重量部の割合でそれ
ぞれを別にフィードしながら、2軸混練押出機にて混練
し、連続的にシート状混練物を押し出した。得られたシ
ートをシートペレタイザーにてカッティング、造粒、乾
燥して成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊
維の数平均繊維長は0.4mmであった。
【0042】製造例6 アセトン10重量部を除いた以外は、製造例1と同一配
合物をリボンブレンダーにて均一に混合した後、前ロー
ル95℃、後ロール50℃の熱ロールにて10分間混練
し、得られたシートを粉砕機にて粉砕し、成形材料を得
た。得られた成形材料中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.2mmであった。 製造例7 フェノールノボラック樹脂(三井東圧化学(株)製、ノ
ボラック#2000)23重量部、ヘキサメチレンテト
ラミン2.8重量部、ステアリン酸0.6重量部、カー
ボンブラック0.6重量部を粉砕、混合し、ニーダーに
装入、さらにアセトン12重量部および直径11μm、
長さ3mmのガラスチョップドストランド73重量部を
加え、60℃の温度で、10分間混練した。混練物をシ
ート状に整形した後、ヘンシェルミキサーにて粉砕、造
粒して、乾燥し、成形材料を得た。得られた成形材料中
のガラス繊維の数平均繊維長は2.2mmであった。
【0043】製造例8 アセトンを16重量部にした以外は、製造例1と同様に
して成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維
の数平均繊維長は3.4mmであった。
【0044】製造例9 フェノールノボラック樹脂(三井東圧化学(株)製、ノ
ボラック#2000)65重量部、ヘキサメチレンテト
ラミン7重量部、ステアリン酸1.5重量部、カーボン
ブラック1.5重量部を粉砕、混合し、ニーダーに装入
した。次に、アセトン7重量部、および直径11μm、
長さ6mmのガラスチョップドストランド25重量部を
加え、60℃の温度で10分間混練した。混練物をシー
ト状に整形した後、ヘンシェルミキサーにて粉砕、造粒
後、乾燥して成形材料を得た。得られた成形材料中のガ
ラス繊維の数平均繊維長は1.0mmであった。
【0045】実施例1 製造例1で得た成形材料を使用し、〔図1〕に示す重量
383gの管継手(T字管)を50tトランスファー成
形機にて、注入圧力1000kg/cm2、金型温度1
80℃、硬化時間2分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.7mmであった。また、管継手の落下衝撃高さは2
50cm、破壊水圧強度は110kg/cm2であり、
いずれも良好であった。得られた結果を〔表1〕に示
す。
【0046】実施例2 製造例2で得た成形材料を使用し、〔図2〕に示す重量
502gの管継手(ソケット)を100t射出成形機に
て、射出圧力1200kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間2分の成形条件にて管継手を成形した。得
られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は0.3m
mであった。また、管継手の落下衝撃高さは350c
m、破壊水圧強度は95kg/cm2であり、いずれも
良好であった。得られた結果を〔表1〕に示す。
【0047】実施例3 製造例3で得た成形材料を使用し、〔図3〕に示す重量
1131gの管継手(T字管)を200t射出成形機に
て、射出圧力1500kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間3分の成形条件にて管継手を成形した。得
られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は0.4m
mであった。また、管継手の落下衝撃高さは300c
m、破壊水圧強度は90kg/cm2であり、いずれも
良好であった。得られた結果を〔表1〕に示す。
【0048】実施例4 製造例4で得た成形材料を使用し、〔図4〕に示す重量
81gの管継手(テーパーリング)を45t射出成形機
にて、射出圧力1300kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間1.5分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.5mmであった。また、管継手の落下衝撃高さは3
50cm、破壊水圧強度は130kg/cm2であり、
いずれも良好であった。得られた結果を〔表1〕に示
す。
【0049】実施例5 製造例5で得た成形材料を使用し、〔図5〕に示す重量
161gの管継手(エルボ)を100t射出成形機に
て、射出圧力1200kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間1.5分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.2mmであった。また、管継手の落下衝撃高さは2
80cm、破壊水圧強度は120kg/cm2であり、
いずれも良好であった。得られた結果を〔表1〕に示
す。
【0050】
【表1】
【0051】比較例1 製造例6で得た成形材料を使用し、〔図1〕に示す重量
383gの管継手(T字管)を50tトランスファー成
形機にて、注入圧力1000kg/cm2、金型温度1
80℃、硬化時間2分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.1mmであった。また、管継手の破壊水圧強度は1
00kg/cm2であり良好であったが、落下衝撃高さ
は100cmであり劣っていた。得られた結果を〔表
2〕に示す。
【0052】比較例2 製造例7で得た成形材料を使用し、〔図2〕に示す重量
669gの管継手(ソケット)を100t射出成形機に
て、射出圧力1400kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間2分の成形条件にて管継手を成形した。得
られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は0.5m
mであった。また、管継手の落下衝撃高さは350cm
であり良好であったが、バラツキが大きかった。また、
破壊水圧強度は50kg/cm2であり劣っていた。得
られた結果を〔表2〕に示す。
【0053】比較例3 製造例8で得た成形材料を使用し、〔図1〕に示す重量
383gの管継手(T字管)を50tトランスファー成
形機にて、注入圧力1000kg/cm2、金型温度1
80℃、硬化時間2分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.9mmであった。管継手の落下衝撃高さは250c
mであり良好であったが、バラツキが大きかった。ま
た、破壊水圧強度は40kg/cm2であり劣ってい
た。得られた結果を〔表2〕に示す。
【0054】比較例4 製造例9で得た成形材料を使用し、〔図5〕に示す重量
146gの管継手(エルボ)を100t射出成形機に
て、射出圧力1100kg/cm2、金型温度170
℃、硬化時間1.5分の成形条件にて管継手を成形し
た。得られた管継手中のガラス繊維の数平均繊維長は
0.4mmであった。また、管継手の破壊水圧強度は1
10kg/cm2であり良好であったが、落下衝撃高さ
は120cmであり劣っていた。得られた結果を〔表
2〕に示す。
【0055】
【表2】
【0056】
【発明の効果】本発明のフェノール系樹脂管継手は、落
下衝撃強度、破壊水圧強度等の耐衝撃性に優れ、且つ、
それらの強度ばらつきが少ないので、配管材料として、
化学プラントの配管施工、温水等の配管施工等、広汎な
用途に利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、T字管継手の断面図である。
【図2】は、ソケット継手の断面図である。
【図3】は、T字管継手の断面図である。
【図4】は、テーパーリング継手の断面図である。
【図5】は、エルボ継手の断面図である。
【符号の説明】
D 外径 D1 最小外径 D2 最大外径 d 内径 L 長さ f 接合部長さ a 平坦部長さ
───────────────────────────────────────────────────── 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 B29L 31:24 4F

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数平均繊維長が0.3〜3.0mmであ
    るガラス繊維を30〜70重量%含有するフェノール系
    樹脂成形材料を、トランスファー成形または射出成形し
    たフェノール系樹脂管継手であって、数平均繊維長が
    0.2〜0.8mmであるガラス繊維を30〜70重量
    %含有することを特徴とするフェノール系樹脂管継手。
  2. 【請求項2】 トランスファー成形機または射出成形機
    を用いて、数平均繊維長が0.3〜3.0mmであるガ
    ラス繊維を30〜70重量%含有するフェノール系樹脂
    成形材料を成形してフェノール系樹脂管継手となし、該
    管継手に数平均繊維長が0.2〜0.8mmであるガラ
    ス繊維を30〜70重量%含有させることを特徴とする
    フェノール系樹脂管継手の製造方法。
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