JPH0689091B2 - 熱硬化性フェノール系樹脂溶液およびその製造法 - Google Patents
熱硬化性フェノール系樹脂溶液およびその製造法Info
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Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱硬化性フェノール系樹脂溶液およびその製
造法に係り、さらに詳細には、保存安定性および加工性
が良好で且つ熱硬化性で成形材料あるいは積層材料とし
て好適な新規熱硬化性フェノール系樹脂溶液、及びその
新規な製造方法に関する。
造法に係り、さらに詳細には、保存安定性および加工性
が良好で且つ熱硬化性で成形材料あるいは積層材料とし
て好適な新規熱硬化性フェノール系樹脂溶液、及びその
新規な製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、熱硬化性フェノール系樹脂溶液としては、代表的
なものとしてレゾール樹脂とノボラック樹脂溶液とが知
られている。
なものとしてレゾール樹脂とノボラック樹脂溶液とが知
られている。
従来公知のレゾール樹脂は、例えば水酸化ナトリウム、
アンモニア又は有機アミンの如き塩基性触媒(約0.2〜
2%)の存在下でフェノール対ホルムアルデヒドのモル
比が1対1〜2の如きホルムアルデヒド過剰の条件下で
反応することによって製造される。かくして得られるレ
ゾール樹脂は、比較的多量のメチロール基を有するフェ
ノールの1〜3量体が主成分をなし、反応性が極めて大
であるために通常固形分60%以下の水又はメタノール溶
液として冷蔵庫内で保存されるが、その保存期間は精々
3〜4ケ月程度である。かかるレゾール樹脂を成形、硬
化する場合は、水又はアルコールを除去し、必要により
酸触媒の存在下で加熱する。この硬化反応速度が極めて
大であり、ゲル化は例えば150℃で数10秒以内で起る。
アンモニア又は有機アミンの如き塩基性触媒(約0.2〜
2%)の存在下でフェノール対ホルムアルデヒドのモル
比が1対1〜2の如きホルムアルデヒド過剰の条件下で
反応することによって製造される。かくして得られるレ
ゾール樹脂は、比較的多量のメチロール基を有するフェ
ノールの1〜3量体が主成分をなし、反応性が極めて大
であるために通常固形分60%以下の水又はメタノール溶
液として冷蔵庫内で保存されるが、その保存期間は精々
3〜4ケ月程度である。かかるレゾール樹脂を成形、硬
化する場合は、水又はアルコールを除去し、必要により
酸触媒の存在下で加熱する。この硬化反応速度が極めて
大であり、ゲル化は例えば150℃で数10秒以内で起る。
また、ノボラック樹脂は、通常、フェノール対ホルムア
ルデヒドのモル比が例えば1対0.7〜0.9となるようなフ
ェノール過剰の条件下で、例えばシュウ酸の如き酸触媒
の存在下(通常0.2〜2%)でフェノールとホルマリン
とを反応させることによって製造される。かような方法
で得られるノボラック樹脂は、フェノールが主としてメ
チレン基によって結合された3−5量体が主成分をな
し、遊離メチロール基を殆んど含有せず、従ってそれ自
体では自己架橋性を有せず、熱可塑性を有する。
ルデヒドのモル比が例えば1対0.7〜0.9となるようなフ
ェノール過剰の条件下で、例えばシュウ酸の如き酸触媒
の存在下(通常0.2〜2%)でフェノールとホルマリン
とを反応させることによって製造される。かような方法
で得られるノボラック樹脂は、フェノールが主としてメ
チレン基によって結合された3−5量体が主成分をな
し、遊離メチロール基を殆んど含有せず、従ってそれ自
体では自己架橋性を有せず、熱可塑性を有する。
そこでノボラック樹脂は、例えばヘキサメチレンテトラ
ミン(ヘキサミン)の如きそれ自体ホルムアルデヒド発
生剤であると共に有機塩基(触媒)発生剤でもある架橋
剤とを溶剤に溶解して用いるか、又は例えば固体酸触媒
とパラホルムアルデヒド等を溶剤に混合溶解して併用す
ることにより熱硬化性樹脂とすることができる。
ミン(ヘキサミン)の如きそれ自体ホルムアルデヒド発
生剤であると共に有機塩基(触媒)発生剤でもある架橋
剤とを溶剤に溶解して用いるか、又は例えば固体酸触媒
とパラホルムアルデヒド等を溶剤に混合溶解して併用す
ることにより熱硬化性樹脂とすることができる。
しかしながら上記したレゾール樹脂やノボラック樹脂は
いずれもG.P.C.による測定値としてポリスチレン換算重
量平均分子量が通常100〜600と小さく、しかも未反応の
遊離フェノールを1〜10重量%含有する。
いずれもG.P.C.による測定値としてポリスチレン換算重
量平均分子量が通常100〜600と小さく、しかも未反応の
遊離フェノールを1〜10重量%含有する。
従って、上記したような熱硬化性樹脂溶液は、貯蔵時に
重合が進み易く保存安定性が悪い。又前記の通り重量平
均分子量が小さく、硬化が速いため例えば積層板用ワニ
スとして例えばガラスクロスに含浸塗布してプレキュア
ーを行い、次いでこの含浸布を積層加熱プレスした場
合、積層板の表面硬化が速く内部の硬化が遅いため積層
板の層間剥離やガスブクレが発生し易い。又、過剰硬化
部や未硬化部が混在した構造になり易いため機械的強度
等を満足する積層板を得ることができなかった。更に上
記したような熱硬化性フェノール樹脂溶液を例えば炭素
繊維フェルトに含浸後硬化したものを炭化焼成して炭素
複合材を製造した場合、熱分解成分が多いため残炭率が
高く機械強度のすぐれたものは得難い。
重合が進み易く保存安定性が悪い。又前記の通り重量平
均分子量が小さく、硬化が速いため例えば積層板用ワニ
スとして例えばガラスクロスに含浸塗布してプレキュア
ーを行い、次いでこの含浸布を積層加熱プレスした場
合、積層板の表面硬化が速く内部の硬化が遅いため積層
板の層間剥離やガスブクレが発生し易い。又、過剰硬化
部や未硬化部が混在した構造になり易いため機械的強度
等を満足する積層板を得ることができなかった。更に上
記したような熱硬化性フェノール樹脂溶液を例えば炭素
繊維フェルトに含浸後硬化したものを炭化焼成して炭素
複合材を製造した場合、熱分解成分が多いため残炭率が
高く機械強度のすぐれたものは得難い。
更に、未反応の遊離フェノールは毒性が大きく、成形材
料、積層板用ワニスあるいは紙バインダー等の取り扱い
においては悪臭の発生、人体への悪影響、排水公害等多
くの問題を有している。
料、積層板用ワニスあるいは紙バインダー等の取り扱い
においては悪臭の発生、人体への悪影響、排水公害等多
くの問題を有している。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは上記従来技術の問題点に鑑み鋭意研究を続
けた結果、特定の熱硬化性フェノール系樹脂、就中後述
の粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹
脂をアルコール類,エーテル類,エステル類,ケトン
類,アミド類等の有機溶剤に溶解すると貯蔵安定性良好
な溶液が得られ、該溶液を積層板等の製造に使用する
と、作業性,加工性がよく、耐熱性,機械強度にすぐれ
たものが得られるとの知見を見い出し本発明を完成した
ものである。
けた結果、特定の熱硬化性フェノール系樹脂、就中後述
の粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹
脂をアルコール類,エーテル類,エステル類,ケトン
類,アミド類等の有機溶剤に溶解すると貯蔵安定性良好
な溶液が得られ、該溶液を積層板等の製造に使用する
と、作業性,加工性がよく、耐熱性,機械強度にすぐれ
たものが得られるとの知見を見い出し本発明を完成した
ものである。
本発明の第1の目的は、保存安定性が大で、適度の熱硬
化速度を有する高分子量熱硬化性フエノール系樹脂溶液
を提供するにある。
化速度を有する高分子量熱硬化性フエノール系樹脂溶液
を提供するにある。
本発明の第2の目的は、遊離のフェノールを殆んど含有
せず、従って成形性がよくしかも取り扱いが安全且つ容
易な熱硬化性フェノール系樹脂溶液を提供するにある。
せず、従って成形性がよくしかも取り扱いが安全且つ容
易な熱硬化性フェノール系樹脂溶液を提供するにある。
本発明の第3の目的は、それ自体で又は例えば他の材料
と共用して耐熱性、難燃性、機械的特性、電気的特性に
優れた成形体を形成することができる熱硬化性フェノー
ル系樹脂溶液を提供するにある。
と共用して耐熱性、難燃性、機械的特性、電気的特性に
優れた成形体を形成することができる熱硬化性フェノー
ル系樹脂溶液を提供するにある。
本発明の第4の目的は、繊維構造物への含浸、塗布が容
易で加工性にすぐれた熱硬化性フェノール系樹脂溶液を
提供するにある。
易で加工性にすぐれた熱硬化性フェノール系樹脂溶液を
提供するにある。
本発明の第5の目的は、得られた成形体を不活性ガス雰
囲気下に熱処理した場合、分解ガス量が少なく機械強度
にすぐれた熱処理成形体あるいは炭化焼成成形体を提供
し得る熱硬化性フェノール系樹脂溶液を提供するにあ
る。
囲気下に熱処理した場合、分解ガス量が少なく機械強度
にすぐれた熱処理成形体あるいは炭化焼成成形体を提供
し得る熱硬化性フェノール系樹脂溶液を提供するにあ
る。
本発明の他の目的は、上記第1乃至第5目的で述べた各
種の利点を有する新規な熱硬化性フェノール系樹脂溶液
を製造する新規な工業的製法を提供するにある。
種の利点を有する新規な熱硬化性フェノール系樹脂溶液
を製造する新規な工業的製法を提供するにある。
本発明の更に他の目的及び利点は以下の説明から明らか
となるであろう。
となるであろう。
(問題点を解決するための手段) 上述の目的は、下記熱硬化性フェノール系樹脂: (A)G.P.C.(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー)による測定値として、ポリスチレン換算重量平均分
子量が1,000以上である (B)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である (C)フェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物であ
り、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 である と有機溶剤とからなることを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液,並びに (D)下記組成 塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、 ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%で、且つ
塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量% である塩酸−ホルムアルデヒド浴に、 (E)下記式 浴比=(上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の重量)/フェノール類の重量 で表される浴比が少なくとも8以上になるように維持し
て、 (F)塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触
させ、且つこの接触をフェノール類が該浴と接触した後
白濁を生成し、然る後なくともピンク色の粒状ないし粉
末状の固形物が形成されるように行い、且つこの接触の
間、反応系内の温度を45℃以下に維持して得られる、フ
ェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物から成る粒状
ないし粉末状樹脂であって、 (I)該縮合物は、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 であり、且つ (II)該粒状ないし粉末状樹脂は、 (ホ)粒径0.1〜150ミクロンの球状一次粒子および二次
凝集物を含有し、 (ヘ)少なくとも全体の50重量%は100タイラーメッシ
ュ篩を通過し得る大きさであり、そして (ト)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である、 粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂
を有機溶剤に溶解することを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液の製造方法により達成される。
ー)による測定値として、ポリスチレン換算重量平均分
子量が1,000以上である (B)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である (C)フェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物であ
り、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 である と有機溶剤とからなることを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液,並びに (D)下記組成 塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、 ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%で、且つ
塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量% である塩酸−ホルムアルデヒド浴に、 (E)下記式 浴比=(上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の重量)/フェノール類の重量 で表される浴比が少なくとも8以上になるように維持し
て、 (F)塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触
させ、且つこの接触をフェノール類が該浴と接触した後
白濁を生成し、然る後なくともピンク色の粒状ないし粉
末状の固形物が形成されるように行い、且つこの接触の
間、反応系内の温度を45℃以下に維持して得られる、フ
ェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物から成る粒状
ないし粉末状樹脂であって、 (I)該縮合物は、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 であり、且つ (II)該粒状ないし粉末状樹脂は、 (ホ)粒径0.1〜150ミクロンの球状一次粒子および二次
凝集物を含有し、 (ヘ)少なくとも全体の50重量%は100タイラーメッシ
ュ篩を通過し得る大きさであり、そして (ト)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である、 粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂
を有機溶剤に溶解することを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液の製造方法により達成される。
上記本発明の熱硬化性フェノール系樹脂の有機溶剤溶液
に適用される熱硬化性フェノール系樹脂中、特に好適な
ものとして、上記粒状ないし粉末状フェノール系樹脂
(以下本発明に係る樹脂と略記する)が挙げられるが、
該本発明に係る樹脂は次の方法により製造される。
に適用される熱硬化性フェノール系樹脂中、特に好適な
ものとして、上記粒状ないし粉末状フェノール系樹脂
(以下本発明に係る樹脂と略記する)が挙げられるが、
該本発明に係る樹脂は次の方法により製造される。
(D)下記組成、 (d1)塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、 (d2)ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%で
且つ (d3)塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量
% である塩酸−ホルムアルデヒド浴を用い、 (E)下記式(X), で表される浴比が少なくとも8以上、好ましくは10以上
となるように維持して、 該塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触させ
る。
且つ (d3)塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量
% である塩酸−ホルムアルデヒド浴を用い、 (E)下記式(X), で表される浴比が少なくとも8以上、好ましくは10以上
となるように維持して、 該塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触させ
る。
上記(D)の塩酸−ホルムアルデヒド浴の組成として
は、上記(d1),(d2),(d3)の3条件の他に、さら
に条件(d4)として、 が少くとも2以上、殊に2.5以上、就中3以上となるよ
うにすることが好適である。上記条件(d4)のモル比の
上限は特に限定されないが、20以下、特に15以下が好適
であり、これ以上に上記モル比を増加することは経済的
に得策でなく、他方該モル比が2.5以下、殊に2以下と
なると、反応速度が低下し、均一且つ微細な粒状ないし
粉末状樹脂が得られにくくなる。上記モル比の殊に好適
な範囲は4〜15である。上記モル比を2以上、殊に2.5
以上とすることは、前記(E)の浴比が比較的低い場
合、例えば浴比が8〜10の場合に殊に有効である。
は、上記(d1),(d2),(d3)の3条件の他に、さら
に条件(d4)として、 が少くとも2以上、殊に2.5以上、就中3以上となるよ
うにすることが好適である。上記条件(d4)のモル比の
上限は特に限定されないが、20以下、特に15以下が好適
であり、これ以上に上記モル比を増加することは経済的
に得策でなく、他方該モル比が2.5以下、殊に2以下と
なると、反応速度が低下し、均一且つ微細な粒状ないし
粉末状樹脂が得られにくくなる。上記モル比の殊に好適
な範囲は4〜15である。上記モル比を2以上、殊に2.5
以上とすることは、前記(E)の浴比が比較的低い場
合、例えば浴比が8〜10の場合に殊に有効である。
上記(D)の浴組成の塩酸−ホルムアルデヒド浴を浴比
がフェノール類の重量に対して3以上、好ましくは10以
上になるように維持して、該浴にフエノール類を接触さ
せる。本発明に係る樹脂の重要な特徴は、かように塩酸
(HCl)濃度が可成り高濃度でしかもフェノール類に対
してホルムアルデヒドを過剰に含有する塩酸−ホルムア
ルデヒド水溶液の浴を、浴比が8以上、好ましくは10以
上という大きな比率でフェノール類と接触させることに
ある。かようなフェノール類−ホルムアルデヒドの反応
条件は、既述のとおり従来公知のノボラック樹脂および
レゾール樹脂製造の反応条件とは根本的に異っている。
がフェノール類の重量に対して3以上、好ましくは10以
上になるように維持して、該浴にフエノール類を接触さ
せる。本発明に係る樹脂の重要な特徴は、かように塩酸
(HCl)濃度が可成り高濃度でしかもフェノール類に対
してホルムアルデヒドを過剰に含有する塩酸−ホルムア
ルデヒド水溶液の浴を、浴比が8以上、好ましくは10以
上という大きな比率でフェノール類と接触させることに
ある。かようなフェノール類−ホルムアルデヒドの反応
条件は、既述のとおり従来公知のノボラック樹脂および
レゾール樹脂製造の反応条件とは根本的に異っている。
塩酸−ホルムアルデヒド浴の塩酸(HCl)濃度は10〜25
重量%、殊に15〜22重量%が好適であり、該浴のホルム
アルデヒド(HCHO)濃度は5〜20重量%、殊に7〜15重
量%が好適であり、さらに該浴の塩酸とホルムアルデヒ
ドの合計濃度は20〜35重量%、殊に25〜32重量%が好適
である。
重量%、殊に15〜22重量%が好適であり、該浴のホルム
アルデヒド(HCHO)濃度は5〜20重量%、殊に7〜15重
量%が好適であり、さらに該浴の塩酸とホルムアルデヒ
ドの合計濃度は20〜35重量%、殊に25〜32重量%が好適
である。
塩酸−ホルムアルデヒド浴とフェノール類を接触させる
際の前記式(X)で表わされる浴比は、10以上、殊に15
〜40とすることが好ましい。
際の前記式(X)で表わされる浴比は、10以上、殊に15
〜40とすることが好ましい。
以上述べた塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を
接触させ、且つこの接触を、フェノール類が該浴と接触
した後白濁が生成し、然る後少くともピンク色の粒状な
いし粉末状の固形物が形成されるように行う。そして、
この接触の間、反応系内の温度を45℃以下の温度に維持
する。該塩酸−ホルムアルデヒド浴とフェノール類との
接触は、該塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフェノール類
を添加して最初に透明溶液を形成し、次いで白濁を生成
させ、しかる後少くともピンク色の粒状ないし粉末状の
固形物が形成されるように行うことが好適である。この
際、該浴にフェノール類を添加して白濁を生成する前の
段階においては、該浴を攪拌して添加したフェノール類
を該浴とがなるべく均一な透明溶液を形成するように
し、また白濁が生成した時点以降淡いピンク色の固形物
が形成されるまでの期間は該浴(反応液)に例えば攪拌
の如き機械的剪断力を与えないようにすることが好まし
い。
接触させ、且つこの接触を、フェノール類が該浴と接触
した後白濁が生成し、然る後少くともピンク色の粒状な
いし粉末状の固形物が形成されるように行う。そして、
この接触の間、反応系内の温度を45℃以下の温度に維持
する。該塩酸−ホルムアルデヒド浴とフェノール類との
接触は、該塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフェノール類
を添加して最初に透明溶液を形成し、次いで白濁を生成
させ、しかる後少くともピンク色の粒状ないし粉末状の
固形物が形成されるように行うことが好適である。この
際、該浴にフェノール類を添加して白濁を生成する前の
段階においては、該浴を攪拌して添加したフェノール類
を該浴とがなるべく均一な透明溶液を形成するように
し、また白濁が生成した時点以降淡いピンク色の固形物
が形成されるまでの期間は該浴(反応液)に例えば攪拌
の如き機械的剪断力を与えないようにすることが好まし
い。
添加するフェノール類は、フェノール類そのものでもよ
いが、フェノール類をホルマリン、塩酸水溶液或は水等
で希釈して用いるのがよい。特に好ましくは水で希釈し
て用いるのがよい。
いが、フェノール類をホルマリン、塩酸水溶液或は水等
で希釈して用いるのがよい。特に好ましくは水で希釈し
て用いるのがよい。
特に、ホルムアルデヒド濃度が3〜44重量%、好ましく
は20〜40重量%のホルマリン溶液でフェノール類を希釈
して、フェノール類濃度が50〜95重量%、特に70〜90重
量%の希釈溶液としたものを用いるのが好ましい。しか
しこの場合、このフェノール類希釈溶液を塩酸−ホルム
アルデヒド浴に添加した後の該浴組成が前記(d1),
(d2),(d3)好ましくは(d1),(d2),(d3)及び
(d4)の条件を満足するように制御する必要がある。
は20〜40重量%のホルマリン溶液でフェノール類を希釈
して、フェノール類濃度が50〜95重量%、特に70〜90重
量%の希釈溶液としたものを用いるのが好ましい。しか
しこの場合、このフェノール類希釈溶液を塩酸−ホルム
アルデヒド浴に添加した後の該浴組成が前記(d1),
(d2),(d3)好ましくは(d1),(d2),(d3)及び
(d4)の条件を満足するように制御する必要がある。
また、フェノール類(又はその希釈溶液)を添加する際
の塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度は40℃以下、好まし
くは5〜35℃、特に好ましくは10〜30℃である。該浴の
温度が40℃を越えるとフェノール類とホルムアルデヒド
との反応速度は大となるから、後に定義するメタノール
溶解度が20重量%以上である反応性の大きな本発明に係
る樹脂が製造し難くなる。
の塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度は40℃以下、好まし
くは5〜35℃、特に好ましくは10〜30℃である。該浴の
温度が40℃を越えるとフェノール類とホルムアルデヒド
との反応速度は大となるから、後に定義するメタノール
溶解度が20重量%以上である反応性の大きな本発明に係
る樹脂が製造し難くなる。
用いるフェノール類としては、フェノールが最も好適で
あるが、少くとも80重量%特に少くとも85重量%のフェ
ノールを含有するものであればo−クレゾール、m−ク
レゾール、p−クレゾール、ビス−フェノールA、o
−、m−又はp−C2〜C4アルキルフェノール、p−フェ
ニルフェノール、キシレノール、レゾルシン等公知のフ
ェノール誘導体の1種又はそれ以上との混合物であって
もよい。
あるが、少くとも80重量%特に少くとも85重量%のフェ
ノールを含有するものであればo−クレゾール、m−ク
レゾール、p−クレゾール、ビス−フェノールA、o
−、m−又はp−C2〜C4アルキルフェノール、p−フェ
ニルフェノール、キシレノール、レゾルシン等公知のフ
ェノール誘導体の1種又はそれ以上との混合物であって
もよい。
以上の如くして該浴中に生成し、所望の反応が完了した
粒状ないし粉末状のフェノール・ホルムアルデヒド系樹
脂の固形物は、該塩酸−ホルムアルデヒド浴から分離
し、これを水洗し、好ましくは付着する塩酸をアルカリ
水溶液で中和し更に水洗することによって精製すること
ができる。
粒状ないし粉末状のフェノール・ホルムアルデヒド系樹
脂の固形物は、該塩酸−ホルムアルデヒド浴から分離
し、これを水洗し、好ましくは付着する塩酸をアルカリ
水溶液で中和し更に水洗することによって精製すること
ができる。
上記のアルカリ水溶液としては、例えばアルカリ金属水
溶液、殊にアンモニアの水溶液が好ましい。アンモニア
の濃度は0.1〜5重量%、特に0.3〜3重量%が適当であ
る。前記アルカリ水溶液による中和は50℃以下、好まし
くは10〜40℃の温度で行うのが有利である。
溶液、殊にアンモニアの水溶液が好ましい。アンモニア
の濃度は0.1〜5重量%、特に0.3〜3重量%が適当であ
る。前記アルカリ水溶液による中和は50℃以下、好まし
くは10〜40℃の温度で行うのが有利である。
上記の水洗処理又はその後更に中和、水洗処理した粒状
ないし粉末状固形物は脱水し、そのまま最終用途に用い
てもよいし、或はこれを常法に従って熱融着温度よりも
低い温度例えば40〜50℃で乾燥した後最終用途に供する
ことができる。また乾燥の前又は後で、任意の粉砕機で
軽度に粉砕処理して本発明に係る樹脂とすることもでき
る。
ないし粉末状固形物は脱水し、そのまま最終用途に用い
てもよいし、或はこれを常法に従って熱融着温度よりも
低い温度例えば40〜50℃で乾燥した後最終用途に供する
ことができる。また乾燥の前又は後で、任意の粉砕機で
軽度に粉砕処理して本発明に係る樹脂とすることもでき
る。
上記方法によって得られる本発明に係る樹脂は、液体ク
ロマトグラフィーによる測定値として遊離フェノール含
有量が500ppm以下であり、好適な製品は該遊離フェノー
ル含有量が400ppm以下、就中300ppm以下である。かよう
に遊離フェノール含有量が少量である理由もまた上記の
製法で述べたとおり、塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフ
ェノール類又はその希釈溶液を添加し、少くとも部分的
に均一溶液を形成した後、極めて微小な白濁を生成さ
せ、これを安定なピンク色の微小粒子に生長させるため
に、添加したフェノール類、特に本発明に係る樹脂の形
成に関与するフェノール類の実質的に殆んど全部がホル
ムアルデヒドと反応するためと考えられる。本発明に係
る樹脂即ち本発明に好適な粒状ないし粉末状フェノール
系樹脂の遊離フェノール含有量は少量であり、この事実
はこの種粒状ないし粉末状フェノール系樹脂にとって重
要な利点である。
ロマトグラフィーによる測定値として遊離フェノール含
有量が500ppm以下であり、好適な製品は該遊離フェノー
ル含有量が400ppm以下、就中300ppm以下である。かよう
に遊離フェノール含有量が少量である理由もまた上記の
製法で述べたとおり、塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフ
ェノール類又はその希釈溶液を添加し、少くとも部分的
に均一溶液を形成した後、極めて微小な白濁を生成さ
せ、これを安定なピンク色の微小粒子に生長させるため
に、添加したフェノール類、特に本発明に係る樹脂の形
成に関与するフェノール類の実質的に殆んど全部がホル
ムアルデヒドと反応するためと考えられる。本発明に係
る樹脂即ち本発明に好適な粒状ないし粉末状フェノール
系樹脂の遊離フェノール含有量は少量であり、この事実
はこの種粒状ないし粉末状フェノール系樹脂にとって重
要な利点である。
さらに、本発明に係る樹脂を構成する樹脂は前記
(I)、(ニ)で特定されているとおり、赤外線吸収ス
ペクトルにおいて、 D999−1015/D1600=0.2〜9.0、 D890/D1600=0.09〜1.0 という特性を有する。
(I)、(ニ)で特定されているとおり、赤外線吸収ス
ペクトルにおいて、 D999−1015/D1600=0.2〜9.0、 D890/D1600=0.09〜1.0 という特性を有する。
また、本発明に係る樹脂の好ましいものは、D
990−1015/D1600が0.2〜5.0、特に0.3〜4.0であり、さ
らに D890/D1600が0.1〜0.9、特に0.12〜0.8という特性を有
する。
990−1015/D1600が0.2〜5.0、特に0.3〜4.0であり、さ
らに D890/D1600が0.1〜0.9、特に0.12〜0.8という特性を有
する。
赤外線吸収スペクトルにおいて、D1600のピークがベン
ゼン核に帰属する吸収を示し、D990−1015のピークが
メチロール基に帰属する吸収を示し、さらにD890のピー
クがベンゼン核の弧立を水素原子に帰属する吸収を示す
ことはフェノール・ホルムアルデヒド樹脂に関して既に
広く知られている。
ゼン核に帰属する吸収を示し、D990−1015のピークが
メチロール基に帰属する吸収を示し、さらにD890のピー
クがベンゼン核の弧立を水素原子に帰属する吸収を示す
ことはフェノール・ホルムアルデヒド樹脂に関して既に
広く知られている。
本発明に係る樹脂がD990−1015/D1600=0.2〜9.0とい
う特性値を示すことは、本発明に係る樹脂は少くとも或
る程度の量のメチロール基を含有し、そのメチロール基
含量は可成り大巾に調節し得ることを示している。殊に
D990−1015/D1600=0.2〜5.0、就中0.3〜4.0という本
発明の好適な製品は適度の濃度のメチロール基を含有し
且つより安定である。
う特性値を示すことは、本発明に係る樹脂は少くとも或
る程度の量のメチロール基を含有し、そのメチロール基
含量は可成り大巾に調節し得ることを示している。殊に
D990−1015/D1600=0.2〜5.0、就中0.3〜4.0という本
発明の好適な製品は適度の濃度のメチロール基を含有し
且つより安定である。
さらに、本発明に係る樹脂の赤外線吸収スペクトルにお
けるD890/D1600=0.09〜1.0、より好適な製品がD890/D
1600=0.1〜0.9、就中0.12〜0.8という特性を示すとい
う事実は、本発明に係る樹脂はその反応に関与したフェ
ノール分子の反応部位(オルト及びパラ位)が可成にメ
チロ−基によって適度に封鎖されている事実を示す。
けるD890/D1600=0.09〜1.0、より好適な製品がD890/D
1600=0.1〜0.9、就中0.12〜0.8という特性を示すとい
う事実は、本発明に係る樹脂はその反応に関与したフェ
ノール分子の反応部位(オルト及びパラ位)が可成にメ
チロ−基によって適度に封鎖されている事実を示す。
従来公知のレゾール樹脂の硬化物は一般に、D
990−1015/D1600およびD890/D1600の双方或はどちらか
一方が本発明に係る樹脂の上記特性値の下限よりも低
く、またノボラック樹脂のヘキサミンによる硬化物もま
たD890/D1600の特性値が本発明に係る樹脂の0.09という
下限よりも一般に低い値となる。
990−1015/D1600およびD890/D1600の双方或はどちらか
一方が本発明に係る樹脂の上記特性値の下限よりも低
く、またノボラック樹脂のヘキサミンによる硬化物もま
たD890/D1600の特性値が本発明に係る樹脂の0.09という
下限よりも一般に低い値となる。
さらに、本発明の粒状ないし粉末状樹脂製品は、好まし
くはメタノール溶解度が20重量%以上、その好適なもの
はメタノール溶解度が30重量%以上、就中40重量%以上
という特性を有している。この特性は、本発明に係る樹
脂はメタノールに可溶性の比較的低分子量の縮合物を多
量に含有している事実を示すが、G.P.C.による測定値と
して、従来のレゾール樹脂やノボラック樹脂のポリスチ
レン換算重量平均分子量は通常100〜600と小さく、しか
も遊離のフェノールを多量に含有するが、本発明に係る
樹脂は1000以上と大きく、好適なものは2,000〜20,00
0、特に好適なものは3,000〜10,000である。
くはメタノール溶解度が20重量%以上、その好適なもの
はメタノール溶解度が30重量%以上、就中40重量%以上
という特性を有している。この特性は、本発明に係る樹
脂はメタノールに可溶性の比較的低分子量の縮合物を多
量に含有している事実を示すが、G.P.C.による測定値と
して、従来のレゾール樹脂やノボラック樹脂のポリスチ
レン換算重量平均分子量は通常100〜600と小さく、しか
も遊離のフェノールを多量に含有するが、本発明に係る
樹脂は1000以上と大きく、好適なものは2,000〜20,00
0、特に好適なものは3,000〜10,000である。
本発明に係る樹脂はかようにフェノール樹脂としては大
きな分子量であるため、溶液としての貯蔵安定性にすぐ
れ、上記赤外線吸収スペクトルからも明らかなように適
度なメチレン架橋密度と適度な反応性メチロール基を含
有しているため熱硬化性樹脂としての硬化反応はゆっく
り進むが、得られた硬化物の架橋密度は強度付与には十
分であるが、不必要な成分は殆んど含まない。従って得
られた成形体は優れた機械強度、特に従来のフェノール
樹脂には見られない衝撃強度を示す。又、不必要なメチ
ロール基、ジメチレンエーテル基、過剰硬化密度を有さ
ないので、得られた成形体を例えば不活性ガス雰囲気中
で炭素化した場合、分解ガス量が少なく従って高い残炭
率を示す炭素製品が得られる。
きな分子量であるため、溶液としての貯蔵安定性にすぐ
れ、上記赤外線吸収スペクトルからも明らかなように適
度なメチレン架橋密度と適度な反応性メチロール基を含
有しているため熱硬化性樹脂としての硬化反応はゆっく
り進むが、得られた硬化物の架橋密度は強度付与には十
分であるが、不必要な成分は殆んど含まない。従って得
られた成形体は優れた機械強度、特に従来のフェノール
樹脂には見られない衝撃強度を示す。又、不必要なメチ
ロール基、ジメチレンエーテル基、過剰硬化密度を有さ
ないので、得られた成形体を例えば不活性ガス雰囲気中
で炭素化した場合、分解ガス量が少なく従って高い残炭
率を示す炭素製品が得られる。
本発明に適用される熱硬化性フェノール系樹脂は、ホモ
ミキサー、ホモジスパー、あるいは混合溶解用三本ロー
ル等高シェアを付与し得る機器を用い、室温あるいは加
熱して極性溶剤に混合溶解することにより、熱硬化性フ
ェノール系樹脂溶液として得られる。この場合、本発明
に適用される熱硬化性フェノール系樹脂は、必ずしもそ
の全てが粒状ないし粉末状である必要はなく、一部が融
着し合った塊状物あるいは樹脂状物であってもかまわな
い。
ミキサー、ホモジスパー、あるいは混合溶解用三本ロー
ル等高シェアを付与し得る機器を用い、室温あるいは加
熱して極性溶剤に混合溶解することにより、熱硬化性フ
ェノール系樹脂溶液として得られる。この場合、本発明
に適用される熱硬化性フェノール系樹脂は、必ずしもそ
の全てが粒状ないし粉末状である必要はなく、一部が融
着し合った塊状物あるいは樹脂状物であってもかまわな
い。
また本発明に適用される極性溶剤としては、アルコール
類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アミド類ある
いはそれら2種以上の混合溶剤が挙げられるが、好まし
くはメタノール、エタノール、ブタノール、プロパノー
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、テトラ
ヒドロフラン、エチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、酢酸エチル、エチルカルビトールの酢酸エステル、
ブチルカルビトールの酢酸エステル、DMF,DMSOあるいは
それら2種以上の混合溶剤が適している。就中、取り扱
い性と溶解性において、通常はメタノール、アセトン、
テトラヒドロフラン、メチルセルソルブ、エチルカルビ
トールの酢酸エステルが用いられる。上記溶剤に混合溶
解せしめた本発明に適用される熱硬化性フェノール系樹
脂は、必ずしもその全てが溶解している必要はなく、そ
れらの一部が膨潤分解した状態であっても用途に応じて
は好適に使用し得る。従って、通常はメタノール溶解度
70重量%以上、好ましくは95重量%以上のものが用いら
れるが、20重量%のものを使用することもできる。即
ち、用途に応じて必要であれば混合溶解した後、例えば
ガラスフィルター、布、紙あるいは金網のフィルタ
ーを用いて過せしめた液を使用すればよい。かくし
て得た熱硬化性フェノール系樹脂溶液の固形分濃度は通
常5〜80重量%、好ましくは20〜60重量%の溶液として
貯蔵あるいは使用するが、濃度調整は例えばエバポレー
タを用いて一部の溶剤を除去して濃縮したり、あるいは
溶剤を加えて希釈することができるが、本発明に適用さ
れる熱硬化性フェノール系樹脂は、従来の熱硬化性フェ
ノール樹脂に比べて重量平均分子量が大きいため従来品
と固形分濃度が同一の場合は高い溶液粘度を示す。
類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アミド類ある
いはそれら2種以上の混合溶剤が挙げられるが、好まし
くはメタノール、エタノール、ブタノール、プロパノー
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、テトラ
ヒドロフラン、エチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、酢酸エチル、エチルカルビトールの酢酸エステル、
ブチルカルビトールの酢酸エステル、DMF,DMSOあるいは
それら2種以上の混合溶剤が適している。就中、取り扱
い性と溶解性において、通常はメタノール、アセトン、
テトラヒドロフラン、メチルセルソルブ、エチルカルビ
トールの酢酸エステルが用いられる。上記溶剤に混合溶
解せしめた本発明に適用される熱硬化性フェノール系樹
脂は、必ずしもその全てが溶解している必要はなく、そ
れらの一部が膨潤分解した状態であっても用途に応じて
は好適に使用し得る。従って、通常はメタノール溶解度
70重量%以上、好ましくは95重量%以上のものが用いら
れるが、20重量%のものを使用することもできる。即
ち、用途に応じて必要であれば混合溶解した後、例えば
ガラスフィルター、布、紙あるいは金網のフィルタ
ーを用いて過せしめた液を使用すればよい。かくし
て得た熱硬化性フェノール系樹脂溶液の固形分濃度は通
常5〜80重量%、好ましくは20〜60重量%の溶液として
貯蔵あるいは使用するが、濃度調整は例えばエバポレー
タを用いて一部の溶剤を除去して濃縮したり、あるいは
溶剤を加えて希釈することができるが、本発明に適用さ
れる熱硬化性フェノール系樹脂は、従来の熱硬化性フェ
ノール樹脂に比べて重量平均分子量が大きいため従来品
と固形分濃度が同一の場合は高い溶液粘度を示す。
本発明における熱硬化性フェノール系樹脂溶液は、本発
明に適合する熱硬化性フェノール系樹脂を溶剤に混合す
る段階においてあるいは溶液を使用する直前に例えばエ
ポキシ樹脂、他のフェノール樹脂、ニトリルゴム、ブチ
ルゴム、ポリアミドヘキサメチレンテトラミン、パラホ
ルムアルデヒド等を使用目的に応じて混合して用いても
本発明を何等損うものではない。
明に適合する熱硬化性フェノール系樹脂を溶剤に混合す
る段階においてあるいは溶液を使用する直前に例えばエ
ポキシ樹脂、他のフェノール樹脂、ニトリルゴム、ブチ
ルゴム、ポリアミドヘキサメチレンテトラミン、パラホ
ルムアルデヒド等を使用目的に応じて混合して用いても
本発明を何等損うものではない。
(発明の効果) かくして本発明によって得た熱硬化性フェノール系樹脂
溶液は、成形用樹脂として、積層板用ワニスとしてある
いはペーパー等のバインダーとして用いた場合取り扱い
性、成形性、加工性がよく得られた成形体は熱不溶融性
であり、耐熱性、難燃性、機械強度、電気特性等にすぐ
れている。又、成形体を不活性ガス雰囲気中で炭化焼成
した場合には残炭率が高く機械強度にすぐれた炭素成形
体が得られる。
溶液は、成形用樹脂として、積層板用ワニスとしてある
いはペーパー等のバインダーとして用いた場合取り扱い
性、成形性、加工性がよく得られた成形体は熱不溶融性
であり、耐熱性、難燃性、機械強度、電気特性等にすぐ
れている。又、成形体を不活性ガス雰囲気中で炭化焼成
した場合には残炭率が高く機械強度にすぐれた炭素成形
体が得られる。
更に本発明の熱硬化性フェノール系樹脂溶液は以下に述
べる優れた特性を有するものである。
べる優れた特性を有するものである。
1.ポリスチレン換算重量平均分子量が100〜600程度の通
常のレゾール樹脂やノボラック樹脂溶液では、ゲル化時
間が数10秒程度であり、可使時間が短か過ぎる欠点があ
った。これに対して本発明の熱硬化性フェノール系樹脂
溶液では、ゲル化時間が長くしかも加熱により短時間で
タックフリー(ベトツキがない状態)になる。従って使
用時に溶液温度を調整することにより、ゲル化時間を18
0秒〜900秒程度まで任意に制御し得る。以上本発明の熱
硬化性フェノール系樹脂溶液を使用すると成形品や積層
品の成形加熱時間を十分取れるため、作業性、加工性が
よく均質硬化した製品が得られる利点がある。
常のレゾール樹脂やノボラック樹脂溶液では、ゲル化時
間が数10秒程度であり、可使時間が短か過ぎる欠点があ
った。これに対して本発明の熱硬化性フェノール系樹脂
溶液では、ゲル化時間が長くしかも加熱により短時間で
タックフリー(ベトツキがない状態)になる。従って使
用時に溶液温度を調整することにより、ゲル化時間を18
0秒〜900秒程度まで任意に制御し得る。以上本発明の熱
硬化性フェノール系樹脂溶液を使用すると成形品や積層
品の成形加熱時間を十分取れるため、作業性、加工性が
よく均質硬化した製品が得られる利点がある。
2.熱硬化性高分子量フェノール系樹脂成分を含有するの
で、高粘度である。従って濃度調整することにより、任
意の粘度を有するものが得られるので、皮膜形成性の良
いものあるいは樹脂付着量の高いもの等幅広い分野に適
合し得る。
で、高粘度である。従って濃度調整することにより、任
意の粘度を有するものが得られるので、皮膜形成性の良
いものあるいは樹脂付着量の高いもの等幅広い分野に適
合し得る。
3.分子量が低い通常のレゾール樹脂には、大量の遊離フ
ェノールとホルムアルデヒドが含まれているため30℃の
温度で90日間放置した場合の粘度上昇率は固形分濃度60
重量%メタノール溶液で通常数100%以上又はゲル化物
が大量に生成沈降する欠点があったが、本発明の熱硬化
性フェノール系樹脂溶液は貯蔵安定性にすぐれている。
これは本発明における熱硬化性フェノール系樹脂が高分
子量物であり且つ適度な量の反応性メチロール基を有す
ることにある。第2の理由は溶液中に遊離のフェノール
やホルムアルデヒドを殆んど含まない。本発明溶液は、
固形分濃度60重量%メタノール溶液の場合、30℃の温度
で90日間放置した場合の粘度上昇率が100%以下であ
り、好適なものは粘度上昇率が80%以下である。
ェノールとホルムアルデヒドが含まれているため30℃の
温度で90日間放置した場合の粘度上昇率は固形分濃度60
重量%メタノール溶液で通常数100%以上又はゲル化物
が大量に生成沈降する欠点があったが、本発明の熱硬化
性フェノール系樹脂溶液は貯蔵安定性にすぐれている。
これは本発明における熱硬化性フェノール系樹脂が高分
子量物であり且つ適度な量の反応性メチロール基を有す
ることにある。第2の理由は溶液中に遊離のフェノール
やホルムアルデヒドを殆んど含まない。本発明溶液は、
固形分濃度60重量%メタノール溶液の場合、30℃の温度
で90日間放置した場合の粘度上昇率が100%以下であ
り、好適なものは粘度上昇率が80%以下である。
4.作業性、加工性、取り扱い性がよく安全である。本発
明の熱硬化性フェノール系樹脂には遊離フェノールやホ
ルムアルデヒドが殆んど含まれていないことによる。遊
離フェノールや、ホルムアルデヒドは本発明の熱硬化性
フェノール系樹脂の有機溶剤溶液に特に好適なものであ
る前記粒状ないし粉末状フェノール系樹脂において特に
僅少であり、上記利点も特段顕著なものとなる。
明の熱硬化性フェノール系樹脂には遊離フェノールやホ
ルムアルデヒドが殆んど含まれていないことによる。遊
離フェノールや、ホルムアルデヒドは本発明の熱硬化性
フェノール系樹脂の有機溶剤溶液に特に好適なものであ
る前記粒状ないし粉末状フェノール系樹脂において特に
僅少であり、上記利点も特段顕著なものとなる。
以下本発明の実施例について説明する。
なお実施例中ポリスチレン換算重量平均分子量等の測定
は次の方法により行った。
は次の方法により行った。
1.ポリスチレン換算重量平均分子量 固形分0.1重量%T.H.F(テトラヒドロフラン)液を調整
し、0.45μのメンブランフィルターで過した液をG.
P.C(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて
測定し、ポリスチレンの検量線から換算して求めた。
し、0.45μのメンブランフィルターで過した液をG.
P.C(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて
測定し、ポリスチレンの検量線から換算して求めた。
2.粘度 25℃に調整した溶液試料をB型粘度計を用いて測定し
た。
た。
3.ゲル化時間 150℃の温度にて、H.P法により測定した。
4.100タイラーメッシュ篩通過量 乾燥試料を、必要により十分に手で軽くもみほぐしたの
ち、その約10gを精秤し、5分間で少量ずつ100タイラー
メッシュの篩振とう機(篩の寸法:200mmφ、振とう条
件;200RPM)に投入し、試料投入後更に10分間振とうさ
せる。100タイラーメッシュ通過量は次式にて求めた。
ち、その約10gを精秤し、5分間で少量ずつ100タイラー
メッシュの篩振とう機(篩の寸法:200mmφ、振とう条
件;200RPM)に投入し、試料投入後更に10分間振とうさ
せる。100タイラーメッシュ通過量は次式にて求めた。
ω0:投入量(g) ω1:100タイラーメッシュ篩を通過せずに篩上に残存し
た量(g) 5.フリーフェノール含量の定量 100タイラーメッシュ通過の試料約10gを精秤し、100%
のメタノール190g中で30分間還流下に加熱処理する。ガ
ラスフィルター(No.3)で過した液を、高速液体ク
ロマトグラフィー(米国、ウォーターズ社製6000A)に
かけ液中のフェノール含量を定量し、別個に作成した
検量線から該試料中のフリーフェノール含量を求めた。
た量(g) 5.フリーフェノール含量の定量 100タイラーメッシュ通過の試料約10gを精秤し、100%
のメタノール190g中で30分間還流下に加熱処理する。ガ
ラスフィルター(No.3)で過した液を、高速液体ク
ロマトグラフィー(米国、ウォーターズ社製6000A)に
かけ液中のフェノール含量を定量し、別個に作成した
検量線から該試料中のフリーフェノール含量を求めた。
高速液体クロマトグラフィーの操作条件は次のとおりで
ある。
ある。
装置:米国ウォーターズ社製6000A カラム担体:μ−Bondapak C18 カラム:径1/4インチ×長さ1フィート カラム温度:室温 溶離液:メタノール/水/(3/7、容積比) 流速:0.5ml/分 ディテクター:UV(254nm)、Range0.01(1mV) 液中のフェノール含量は、予め作成した検量線(フェ
ノール含量とフェノールに基づくピークの高さとの関
係)から求めた。
ノール含量とフェノールに基づくピークの高さとの関
係)から求めた。
6.赤外線吸収スペクトルの測定および吸収強度の求め方 株式会社日立製作所製の赤外線分光光度計(225型)を
用い、通常のKBr錠剤法により調製した測定用試料につ
いて赤外線吸収スペクトルを測定した。
用い、通常のKBr錠剤法により調製した測定用試料につ
いて赤外線吸収スペクトルを測定した。
特定波長における吸収強度は次のようにして求めた。測
定した赤外線吸収スペクトル図における、吸収強度を求
めようとするピークにベースラインを引く。そのピーク
の頂点の透過率をtpで表わし、その波長におけるベース
ラインの透過率をtbで表わすと、その特定波長における
吸収強度Dは下記で与えられる。
定した赤外線吸収スペクトル図における、吸収強度を求
めようとするピークにベースラインを引く。そのピーク
の頂点の透過率をtpで表わし、その波長におけるベース
ラインの透過率をtbで表わすと、その特定波長における
吸収強度Dは下記で与えられる。
従って例えば890cm-1のピークの吸収強度と1600cm-1の
ピークの吸収強度との比は、上記式で求めたそれぞれの
吸収強度の比(D890/D1600)として与えられる。
ピークの吸収強度との比は、上記式で求めたそれぞれの
吸収強度の比(D890/D1600)として与えられる。
7.100℃における熱融着性 100タイラーメッシュ通過の試料約5gを2枚の0.2mm厚ス
テンレス板の間に挿入したものを準備し、これを予め10
0℃に加温した熱プレス機((株)神藤金属工業所製、
単動圧縮成型機)で5分間、初圧50kgでプレスした。プ
レスを解放したのち、2枚のステンレス板の間から熱プ
レスされた試料を取り出した。取り出した試料が溶融ま
たは融着により明らかに固着して平板を形成しているも
のを試料が融着性を有していると判定し、熱プレス前後
でほとんど差異がみられないものを試料が不融性を有す
ると判定した。
テンレス板の間に挿入したものを準備し、これを予め10
0℃に加温した熱プレス機((株)神藤金属工業所製、
単動圧縮成型機)で5分間、初圧50kgでプレスした。プ
レスを解放したのち、2枚のステンレス板の間から熱プ
レスされた試料を取り出した。取り出した試料が溶融ま
たは融着により明らかに固着して平板を形成しているも
のを試料が融着性を有していると判定し、熱プレス前後
でほとんど差異がみられないものを試料が不融性を有す
ると判定した。
8.メタノール溶解度(S) 試料約10gを精秤し(その精秤重量をW0とする)、実質
的に無水のメタノール約500ml中で30分間還流下に加熱
処理する。ガラスフィルター(No.3)で過し、更にフ
ィルター残試料をフィルター上で約100mlのメタノール
で洗浄し、次いでフィルター残試料を40℃の温度で5時
間乾燥した(その精秤重量をW1とする)。次式にてメタ
ノール溶解度を求めた。
的に無水のメタノール約500ml中で30分間還流下に加熱
処理する。ガラスフィルター(No.3)で過し、更にフ
ィルター残試料をフィルター上で約100mlのメタノール
で洗浄し、次いでフィルター残試料を40℃の温度で5時
間乾燥した(その精秤重量をW1とする)。次式にてメタ
ノール溶解度を求めた。
実施例−1 3個の10のセパラブルフラスコの夫々に、18重量%の
塩酸と7重量%のホルムアルデヒドとを含む混合水溶液
10kgを入れた。室温は20℃であったが、混合水溶液温度
は温度調整により、夫々、18℃(Run No.1)24℃(Run
No.2)および30℃(Run No.3)に保持した。これらの夫
々を攪拌しながら、フェノール315gを水35gを用いて希
釈した希釈液を夫々に一度に投入した。いずれの場合
も、希釈液を投入後45秒間で攪拌を停止して静止した
が、夫々の混合液は攪拌停止後20〜68秒で急激に白濁
し、乳白色の生成物が観察され、これら乳白色の生成物
は次第にピンク色に変色した。夫々の液温は上記の18℃
(Run No.1)、24℃(Run No.2)および30℃(Run No.
3)から徐々に上り、希釈液投入後15〜25分間で夫々32
℃、36℃および41℃のピークに達し、再び降下した。希
釈液を投入後60分間放置した後、内容物の生成した混合
水溶液を再び5分間攪拌した。ガラスフィルターを用い
て固液分離した夫々の内容物を水洗し、0.5重量%のア
ンモニア水溶液中、30〜32℃の温度で2時間処理した
後、水洗、次いで脱水し、35℃の温度で8時間乾燥し
た。乾燥罪の水分率は0.2〜0.3重量%であり、収量は夫
々377g(Run No.1)、384g(Run No.2)および400g(Ru
n No.3)であった。上記内容物は光学顕微鏡観察におい
て夫々の大半が、粒径1〜15ミクロンの球状ないし粒状
微粉末であり、いずれも99重量%以上が100タイラーメ
ッシュの篩を通過した。次いで、Run No.1〜Run No.3の
微粉末150gとメタノール350gとをホモジスパー(特殊機
化工業(株)製)を用いて混合溶解し、内容物をガラス
フィルター(No.3)にて減圧下に別した後、エバポレ
ーターを用いて溶剤の一部を除去して夫々61〜62重量%
の透明なフェノール樹脂溶液を得た(Run No.4〜Run N
o.6)。フィルター上に残存した固形物の乾燥後重量は
夫々、0.3g(Run No.4)、13.5g(Run No.5)および97.
5g(Run No.6)であった。同様に、Run No.1〜Run No.3
の微粉末150gとT.H.F(テトラヒドロフラン)350gとを
ホモミキサーを用いて溶解混合した以外は、上記に準じ
て3種類のフェノール樹脂溶液を得た。夫々を過した
後溶剤の一部を除去して調整したフェノール樹脂溶液の
濃度は58〜59重量%であった(Run No.7〜Run No.9)。
塩酸と7重量%のホルムアルデヒドとを含む混合水溶液
10kgを入れた。室温は20℃であったが、混合水溶液温度
は温度調整により、夫々、18℃(Run No.1)24℃(Run
No.2)および30℃(Run No.3)に保持した。これらの夫
々を攪拌しながら、フェノール315gを水35gを用いて希
釈した希釈液を夫々に一度に投入した。いずれの場合
も、希釈液を投入後45秒間で攪拌を停止して静止した
が、夫々の混合液は攪拌停止後20〜68秒で急激に白濁
し、乳白色の生成物が観察され、これら乳白色の生成物
は次第にピンク色に変色した。夫々の液温は上記の18℃
(Run No.1)、24℃(Run No.2)および30℃(Run No.
3)から徐々に上り、希釈液投入後15〜25分間で夫々32
℃、36℃および41℃のピークに達し、再び降下した。希
釈液を投入後60分間放置した後、内容物の生成した混合
水溶液を再び5分間攪拌した。ガラスフィルターを用い
て固液分離した夫々の内容物を水洗し、0.5重量%のア
ンモニア水溶液中、30〜32℃の温度で2時間処理した
後、水洗、次いで脱水し、35℃の温度で8時間乾燥し
た。乾燥罪の水分率は0.2〜0.3重量%であり、収量は夫
々377g(Run No.1)、384g(Run No.2)および400g(Ru
n No.3)であった。上記内容物は光学顕微鏡観察におい
て夫々の大半が、粒径1〜15ミクロンの球状ないし粒状
微粉末であり、いずれも99重量%以上が100タイラーメ
ッシュの篩を通過した。次いで、Run No.1〜Run No.3の
微粉末150gとメタノール350gとをホモジスパー(特殊機
化工業(株)製)を用いて混合溶解し、内容物をガラス
フィルター(No.3)にて減圧下に別した後、エバポレ
ーターを用いて溶剤の一部を除去して夫々61〜62重量%
の透明なフェノール樹脂溶液を得た(Run No.4〜Run N
o.6)。フィルター上に残存した固形物の乾燥後重量は
夫々、0.3g(Run No.4)、13.5g(Run No.5)および97.
5g(Run No.6)であった。同様に、Run No.1〜Run No.3
の微粉末150gとT.H.F(テトラヒドロフラン)350gとを
ホモミキサーを用いて溶解混合した以外は、上記に準じ
て3種類のフェノール樹脂溶液を得た。夫々を過した
後溶剤の一部を除去して調整したフェノール樹脂溶液の
濃度は58〜59重量%であった(Run No.7〜Run No.9)。
第1表には、Run No.1〜Run No.3で得た微粉末の100タ
イラーメッシュパス量と赤外線吸収スペクトル法による
990〜1015cm-1の1600cm-1に対する吸収波長強度比(IR
強度比)、Run No.4〜Run No.6で得たフェノール樹脂溶
液のPH、粘度、フリフェノール含有量と150℃のゲル化
時間、Run No.7〜Run No.9で得たフェノール樹脂溶液の
粘度、重量平均分子量とゲル化時間を示した。
イラーメッシュパス量と赤外線吸収スペクトル法による
990〜1015cm-1の1600cm-1に対する吸収波長強度比(IR
強度比)、Run No.4〜Run No.6で得たフェノール樹脂溶
液のPH、粘度、フリフェノール含有量と150℃のゲル化
時間、Run No.7〜Run No.9で得たフェノール樹脂溶液の
粘度、重量平均分子量とゲル化時間を示した。
一方、比較のため以下の実験を行った。3のセパラブ
ルフラスコに、蒸留したフェノール846gと37重量%のホ
ルマリン1,110gおよび26重量%のアンモニア水450gを入
れ、攪拌しながら室温から70℃にまで60分間で昇温し、
さらに70〜72℃の温度で90分間攪拌・加熱した。次いで
放冷し、900gのメタノールを少量ずつ加えながら40mmHg
減圧下に共沸蒸留により脱水を行ない、溶剤としてメタ
ノールを900g加えて黄褐色転明のレゾール樹脂溶液を取
り出した(Run No.10)。かくして得たレゾール樹脂溶
液の一部を減圧下に脱溶媒すると、激しく発泡してゲル
化した。ゲル化物の重量から求めたレゾール樹脂溶液の
固形分濃度は61.5重量%であった。
ルフラスコに、蒸留したフェノール846gと37重量%のホ
ルマリン1,110gおよび26重量%のアンモニア水450gを入
れ、攪拌しながら室温から70℃にまで60分間で昇温し、
さらに70〜72℃の温度で90分間攪拌・加熱した。次いで
放冷し、900gのメタノールを少量ずつ加えながら40mmHg
減圧下に共沸蒸留により脱水を行ない、溶剤としてメタ
ノールを900g加えて黄褐色転明のレゾール樹脂溶液を取
り出した(Run No.10)。かくして得たレゾール樹脂溶
液の一部を減圧下に脱溶媒すると、激しく発泡してゲル
化した。ゲル化物の重量から求めたレゾール樹脂溶液の
固形分濃度は61.5重量%であった。
上記メタノールに代えて、T.H.Fを用いた以外はメタノ
ールを用いた場合と同一の方法で、固形分濃度58.4重量
%の黄褐色透明のレゾール樹脂溶液を作製した(Run N
o.11)。
ールを用いた場合と同一の方法で、固形分濃度58.4重量
%の黄褐色透明のレゾール樹脂溶液を作製した(Run N
o.11)。
第1表には、Run No.10で得たレゾール樹脂溶液のpH、
フリーフェノール含有量、150℃でのゲル化時間、脱触
媒によって生成したゲル化物のI.R強度比、Run No.11で
得たレゾール樹脂溶液のpH、粘度、150℃でのゲル化時
間、ゲル化物のI.R強度比、重量平均分子量を示した。
フリーフェノール含有量、150℃でのゲル化時間、脱触
媒によって生成したゲル化物のI.R強度比、Run No.11で
得たレゾール樹脂溶液のpH、粘度、150℃でのゲル化時
間、ゲル化物のI.R強度比、重量平均分子量を示した。
実施例−2 50のセパラブルフラスコに、20重量%の塩酸と10重量
%のホルムアルデヒドとからなる液温15℃の混合水溶液
50kgを入れ、攪拌しながら88重量%のフェノール水溶液
1.7kgを一度に投入した。室温は21℃であった。
%のホルムアルデヒドとからなる液温15℃の混合水溶液
50kgを入れ、攪拌しながら88重量%のフェノール水溶液
1.7kgを一度に投入した。室温は21℃であった。
該フェノール水溶液を全量投入して90秒間攪拌した後攪
拌を停止して3時間静置した。攪拌停止30秒後に混合水
溶液は白濁し、乳白色の生成物が観察され、次第に淡い
ピンク色に変色した。
拌を停止して3時間静置した。攪拌停止30秒後に混合水
溶液は白濁し、乳白色の生成物が観察され、次第に淡い
ピンク色に変色した。
上記生成物をガラスフィルターで固液分離した後、水洗
し、0.3重量%のアンモニア水溶液中、20〜22℃の温度
で3時間処理した後、更に水洗、脱水後40mmHgの減圧下
30℃の温度で8時間乾燥した。かくして得た生成物の水
分率は0.1重量%未満であり、生成物1.73kgのうち1.56k
gは99.5重量%が100タイラーメッシュの篩を通過し、そ
の大半が粒径1〜12ミクロンの球状〜粒状微粉末(Run
No.12)であったが0.17kgは融着した塊状樹脂であった
(Run No.13)。次いで、Run No.12とRun No.13の生成
物各150gをホモジスパーを用いてアセトンに溶解し、ガ
ラスフィルターにて減圧別した後溶剤の一部を減圧除
去して、いずれも固形分濃度が約58重量%の淡黄色の透
明なフェノール樹脂溶液を得た(Run No.12生成物の溶
液をRun No.14,Run No.13生成物の溶液をRun No.15)。
し、0.3重量%のアンモニア水溶液中、20〜22℃の温度
で3時間処理した後、更に水洗、脱水後40mmHgの減圧下
30℃の温度で8時間乾燥した。かくして得た生成物の水
分率は0.1重量%未満であり、生成物1.73kgのうち1.56k
gは99.5重量%が100タイラーメッシュの篩を通過し、そ
の大半が粒径1〜12ミクロンの球状〜粒状微粉末(Run
No.12)であったが0.17kgは融着した塊状樹脂であった
(Run No.13)。次いで、Run No.12とRun No.13の生成
物各150gをホモジスパーを用いてアセトンに溶解し、ガ
ラスフィルターにて減圧別した後溶剤の一部を減圧除
去して、いずれも固形分濃度が約58重量%の淡黄色の透
明なフェノール樹脂溶液を得た(Run No.12生成物の溶
液をRun No.14,Run No.13生成物の溶液をRun No.15)。
この場合、ガラスフィルター上に残存した固形物の乾燥
後重量はいずれも0.1g未満であった。
後重量はいずれも0.1g未満であった。
第2表には、Run No.12とRun No.13生成物のI.R強度
比、Run No.14とRun No.15溶液のpH、粘度、フリーフェ
ノール含有量、重量平均分子量、およびゲル化時間を示
した。
比、Run No.14とRun No.15溶液のpH、粘度、フリーフェ
ノール含有量、重量平均分子量、およびゲル化時間を示
した。
実施例−3 2個の10セパラブルフラスコの夫々に、15重量%の塩
酸と3重量%のオルトリン酸および9重量%のホルムア
ルデヒド混合水溶液10kgを入れた。室温は20℃であった
が上記液温はいずれも25℃に調整した。これらの夫々を
攪拌しながら、一方には予め調整しておいた49重量%の
フェノールと21重量%のハイドロキノン混合希釈水溶液
450gを投入した(Run No.16)。もう一方には、予め調
整しておいた63重量%のフェノールと27重量%のメタク
レゾール混合希釈水溶液350gを投入した(Run No.1
7)。いずれの場合も、混合水溶液を投入後40秒間で攪
拌を停止して静止したが、夫々の混合水溶液は、攪拌停
止後25〜30秒後に白濁し乳白色の生成物が観察され、こ
れら乳白色の生成物は次第にピンク色に変色した。混合
希釈水溶液を投入後夫々を40分間放置した後、内容物を
別して取り出し、水洗し、次いで、遠心分離器中、25
℃の0.1重量%ステアリン酸マグネシウム水溶液による
洗浄と脱液を繰り返し更に水洗、脱水した。脱水後生成
物の一部を取り出して乾燥して求めた水分率は夫々12.3
重量%(Run No.16)と11.9重量%(Run No.17)であっ
た。
酸と3重量%のオルトリン酸および9重量%のホルムア
ルデヒド混合水溶液10kgを入れた。室温は20℃であった
が上記液温はいずれも25℃に調整した。これらの夫々を
攪拌しながら、一方には予め調整しておいた49重量%の
フェノールと21重量%のハイドロキノン混合希釈水溶液
450gを投入した(Run No.16)。もう一方には、予め調
整しておいた63重量%のフェノールと27重量%のメタク
レゾール混合希釈水溶液350gを投入した(Run No.1
7)。いずれの場合も、混合水溶液を投入後40秒間で攪
拌を停止して静止したが、夫々の混合水溶液は、攪拌停
止後25〜30秒後に白濁し乳白色の生成物が観察され、こ
れら乳白色の生成物は次第にピンク色に変色した。混合
希釈水溶液を投入後夫々を40分間放置した後、内容物を
別して取り出し、水洗し、次いで、遠心分離器中、25
℃の0.1重量%ステアリン酸マグネシウム水溶液による
洗浄と脱液を繰り返し更に水洗、脱水した。脱水後生成
物の一部を取り出して乾燥して求めた水分率は夫々12.3
重量%(Run No.16)と11.9重量%(Run No.17)であっ
た。
上記含水品の固形分換算量夫々200gとメタノール300gを
ホモジスパーを用いて混合溶解し、固形分濃度が50重量
%になる迄減圧下に溶剤の一部を除去したものは黄褐色
に濁っていたが、600タイラーメッシュの金網を全量が
通過した。
ホモジスパーを用いて混合溶解し、固形分濃度が50重量
%になる迄減圧下に溶剤の一部を除去したものは黄褐色
に濁っていたが、600タイラーメッシュの金網を全量が
通過した。
第3表には、かくして得たフェノール樹脂溶液のpH、粘
度、フリーフェノール含有量、重量平均分子量、ゲル化
時間および含水品を乾燥した試料を用いて求めたI.R強
度比を示した。
度、フリーフェノール含有量、重量平均分子量、ゲル化
時間および含水品を乾燥した試料を用いて求めたI.R強
度比を示した。
参考例−1 繊維径10ミクロン、平均繊維長100ミクロンのガラス短
繊維50重量部とRun No.7の溶液50重量部(但し固形分換
算量)を混合し、一昼夜風乾した後80℃の温度で30分間
乾燥した。次いで加熱プレス機を用いて、条件;200kg/c
m2の加圧下180℃の温度で30分間、により寸法が50mm×1
00mm×3mmの成形板を3枚作成した(Run No.20)。
繊維50重量部とRun No.7の溶液50重量部(但し固形分換
算量)を混合し、一昼夜風乾した後80℃の温度で30分間
乾燥した。次いで加熱プレス機を用いて、条件;200kg/c
m2の加圧下180℃の温度で30分間、により寸法が50mm×1
00mm×3mmの成形板を3枚作成した(Run No.20)。
同様に上記のガラス短繊維50重量部とRun No.11の溶液5
0重量部(但し固形分換算量)から、上記寸法の成形板
を3枚作成した(Run No.21)。
0重量部(但し固形分換算量)から、上記寸法の成形板
を3枚作成した(Run No.21)。
Run No.20とRun No.21の成形板は更に170℃の温度で8
時間熱処理した後、測定用サイズに切り出した。
時間熱処理した後、測定用サイズに切り出した。
第5表には、夫々の曲げ強度、アイゾット衝撃強度およ
び夫々を更に300℃の温度で8時間処理した後の曲げ強
度を示した。
び夫々を更に300℃の温度で8時間処理した後の曲げ強
度を示した。
実施例−4 Run No.4で得た固形分濃度61.2重量%のメタノール溶液
とRun No.10で得た固形分濃度61.5重量%のメタノール
溶液を30℃の恒温室に放置した。
とRun No.10で得た固形分濃度61.5重量%のメタノール
溶液を30℃の恒温室に放置した。
第4表には長時間放置した場合の粘度変化を示す(Run
No.18,Run No.19)。
No.18,Run No.19)。
尚、300℃×8時間熱処理後、Run No.21には一部分ガス
ブクレの発生が観察された。
ブクレの発生が観察された。
参考例−2 Run No.4で得た溶液を10ミルスのクラフト紙に含浸塗布
し、風乾脱溶剤後70℃の温度で15分間乾燥して含有量50
重量%の加工紙を得た。この加工紙8枚を重ね170℃、1
00kg/cm2の加圧下60分間加熱成形して、厚み1.6mmの板
を得た(Run No.22)。
し、風乾脱溶剤後70℃の温度で15分間乾燥して含有量50
重量%の加工紙を得た。この加工紙8枚を重ね170℃、1
00kg/cm2の加圧下60分間加熱成形して、厚み1.6mmの板
を得た(Run No.22)。
比較のため、Run No.10の溶液を用いて上記と同一の方
法により、1.6mm厚みの板を得た(Run No.23)。
法により、1.6mm厚みの板を得た(Run No.23)。
第6表には、上記成形板の加熱加圧成形性、曲げ強度お
よび250℃で1時間熱処理後の曲げ強度を示した。
よび250℃で1時間熱処理後の曲げ強度を示した。
参考例−3 市販の比重1.8繊維径7ミクロン、繊維長51mm、引張強
度280kg/mm2の炭素繊維とRun No.16の溶液を混合し一昼
夜風乾した後、40mmHgの減圧下70℃の温度で60分間熱処
理して樹脂含有量50重量%の成形材料を得た。かくして
得た成形材料を180℃、250kg/cm2で30分間加熱加圧成形
し、厚み10mm、60mm×120mm角の成形板を得た。次いで
上記成形板をシリコニット発熱体電気炉に設置された内
径100mmφのアルミナ炉心管の中央部に置いて、200ml/
分の窒素ガスを送入し続けながら、室温から600℃の温
度にまで168時間を要して徐々に昇温し、24時間を要し
てゆっくり冷却した後取り出した。更に、かくして得た
炭化成形体をRun No.16の溶液に60mmHgの減圧下室温で
含浸し、一昼夜風乾後80℃の温度で3時間乾燥した。
度280kg/mm2の炭素繊維とRun No.16の溶液を混合し一昼
夜風乾した後、40mmHgの減圧下70℃の温度で60分間熱処
理して樹脂含有量50重量%の成形材料を得た。かくして
得た成形材料を180℃、250kg/cm2で30分間加熱加圧成形
し、厚み10mm、60mm×120mm角の成形板を得た。次いで
上記成形板をシリコニット発熱体電気炉に設置された内
径100mmφのアルミナ炉心管の中央部に置いて、200ml/
分の窒素ガスを送入し続けながら、室温から600℃の温
度にまで168時間を要して徐々に昇温し、24時間を要し
てゆっくり冷却した後取り出した。更に、かくして得た
炭化成形体をRun No.16の溶液に60mmHgの減圧下室温で
含浸し、一昼夜風乾後80℃の温度で3時間乾燥した。
かくして得た成形体を再度上記電気炉を用い、室温から
1,000℃の温度にまで360時間を要して徐々に昇温した以
外は炭化焼成を行ない炭化焼成体を得た(Run No.2
4)。
1,000℃の温度にまで360時間を要して徐々に昇温した以
外は炭化焼成を行ない炭化焼成体を得た(Run No.2
4)。
比較のため、Run No.16の溶液に替えてRun No.10の溶液
を用いた以外は全く同一の方法により炭化焼成体を得た
(Run No.25)。
を用いた以外は全く同一の方法により炭化焼成体を得た
(Run No.25)。
第7表には、Run No.24とRun No.25で得た炭化焼成体の
見掛密度、引張強度および成形板に対する残炭率を示し
た。
見掛密度、引張強度および成形板に対する残炭率を示し
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−24715(JP,A) 特開 昭60−260611(JP,A) 特開 昭61−12714(JP,A) 特開 昭56−103215(JP,A) 特開 昭61−98717(JP,A) 特開 昭54−116080(JP,A) 特開 昭60−262815(JP,A) 特開 昭62−230816(JP,A)
Claims (44)
- 【請求項1】下記熱硬化性フェノール系樹脂: (A)G.P.C.(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー)による測定値として、ポリスチレン換算重量平均分
子量が1,000以上である (B)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である (C)フェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物であ
り、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 である と有機溶剤とからなることを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液。 - 【請求項2】熱硬化性フェノール系樹脂がG.P.C.による
測定値として、ポリスチレン換算重量平均分子量2,000
〜20,000のものである特許請求の範囲第(1)項に記載
の溶液。 - 【請求項3】熱硬化性フェノール系樹脂がG.P.C.による
測定値として、ポリスチレン換算重量平均分子量3,000
〜10,000のものである特許請求の範囲第(1)項に記載
の溶液。 - 【請求項4】熱硬化性フェノール系樹脂が液体クロマト
グラフィーによる測定値として、遊離フェノール含有量
が400ppm以下のものである特許請求の範囲第(1)〜
(3)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項5】熱硬化性フェノール系樹脂が液体クロマト
グラフィーによる測定値として、遊離フェノール含有量
が300ppm以下のものである特許請求の範囲第(1)〜
(3)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項6】熱硬化性フェノール系樹脂がKBr錠剤法に
よる赤外線吸収スペクトルにおいて、D990−1015/D
1600=0.2〜5.0のものである特許請求の範囲第(1)〜
(5)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項7】熱硬化性フェノール系樹脂がKBr錠剤法に
よる赤外線吸収スペクトルにおいて、D890/D1600=0.1
〜0.9のものである特許請求の範囲第(1)〜(6)項
のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項8】熱硬化性フェノール系樹脂が、 (D)下記組成、 塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、 ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%で、且つ 塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量% である塩酸−ホルムアルデヒド浴に、 (E)下記式 浴比=(上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の重量)/フェノール類の重量 で表される浴比が少なくとも8以上になるように維持し
て、 (F)塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触
させ、且つこの接触を、フェノール類が該浴と接触した
後白濁を生成し、然る後少なくともピンク色の粒状ない
し粉末状の固形物が形成されるように行い、且つこの接
触の間、反応系内の温度を45℃以下に維持する、 ことにより得られたフェノール類とホルムアルデヒドと
の縮合物から成る粒状ないし粉末状樹脂であって、 (I)該縮合物は、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の孤立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 であり、且つ (II)該粒状ないし粉末状樹脂は、 (ホ)粒径0.1〜150ミクロンの球状一次粒子および二次
凝集物を含有し、 (ヘ)少なくとも全体の50重量%は100タイラーメッシ
ュ篩を通過し得る大きさであり、そして (ト)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下であり、 (チ)含窒素塩基性有機化合物を実質的に含有せず、 (リ)親水性高分子化合物を実質的に含有せず、 (ヌ)元素分析値として実質的に炭素、水素及び酸素か
らなり、 下記組成 C:70〜80重量% H:5〜7重量%および O:17〜21重量%、 (全体で100重量%) を有し、 (ル)加熱融着測定法に従って100℃の温度に5分間保
持した場合に、実質的に溶融または融着する 粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂
を用いたものである 特許請求の範囲第(1)〜(7)項のいずれかに記載の
溶液。 - 【請求項9】粒状ないし粉末状樹脂がその10gを、実質
的に無水のメタノール500ml中で、加熱還流した場合
に、下記式 S=(W0−W1)/W0×100 式中、W0は使用した該粒状ないし粉末状樹脂の重量
(g)、 W1は加熱還流後に残存した該粒状ないし粉末状樹脂の重
量(g)、 Sは該粒状ないし粉末状樹脂のメタノール溶解度(重量
%)を示す、 で表されるメタノール溶解度が20重量%以上のものであ
る特許請求の範囲第(8)項記載の溶液。 - 【請求項10】粒状ないし粉末状樹脂が、メタノール溶
解度が70重量%以上のものである特許請求の範囲第
(8)項記載の溶液。 - 【請求項11】粒状ないし粉末状樹脂が、メタノール溶
解度が95重量%以上のものである特許請求の範囲第
(8)項記載の溶液。 - 【請求項12】有機溶剤が、極性有機溶剤あるいはそれ
らの2種以上の混合物である特許請求の範囲第(1)項
記載の溶液。 - 【請求項13】有機溶剤が、アルコール類,エーテル
類,エステル類,ケトン類,アミド類あるいはそれらの
2種以上の混合物である、特許請求の範囲第(1)項に
記載の溶液。 - 【請求項14】有機溶剤が、メタノール,エタノール,
ブタノール,プロパノール,アセトン,メチルエチルケ
トン,メチルイソブチルケトン,メチルセロソルブ,エ
チルセロソルブ,テトラヒドロフラン,エチルカルビト
ール,ブチルカルビトール,酢酸エチル,エチルカルビ
トールの酢酸エステル,ブチルカルビトールの酢酸エス
テル,DMF,DMSOあるいはそれらの2種以上の混合物であ
る特許請求の範囲第(1)項に記載の溶液。 - 【請求項15】熱硬化性フェノール系樹脂溶液中の熱硬
化性フェノール系樹脂の濃度が5〜80重量%である特許
請求の範囲第(1)〜(11)のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項16】熱硬化性フェノール系樹脂溶液中の熱硬
化性フェノール系樹脂の濃度が20〜60重量%である特許
請求の範囲第(1)〜(11)項のいずれかに記載の溶
液。 - 【請求項17】ゲル化時間が180秒以上である特許請求
の範囲第(1)〜(16)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項18】ゲル化時間が210秒以上である特許請求
の範囲第(1)〜(16)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項19】ゲル化時間が240〜900秒である特許請求
の範囲第(1)〜(16)項のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項20】固形分濃度60重量%アセトン溶液粘度が
1ポイズ以上である特許請求の範囲第(1)〜(19)項
のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項21】固形分濃度60重量%アセトン溶液粘度が
2〜20ポイズである特許請求の範囲第(1)〜(19)項
のいずれかに記載の溶液。 - 【請求項22】固形分濃度60重量%メタノール溶液を30
℃の温度で100日間放置した場合の粘度上昇率が100%以
下である特許請求の範囲第(1)〜(21)項のいずれか
に記載の溶液。 - 【請求項23】固形分濃度60重量%メタノール溶液を30
℃の温度で100日間放置した場合の粘度上昇率が30%以
下である特許請求の範囲第(1)〜(21)項のいずれか
に記載の溶液。 - 【請求項24】(D)下記組成、 塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、 ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%で、且つ 塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量% である塩酸−ホルムアルデヒド浴に、 (E)下記式 浴比=(上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の重量)/フェノール類の重量 で表される浴比が少なくとも8以上になるように維持し
て、 (F)塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触
させ、且つこの接触をフェノール類が該浴と接触した後
白濁を生成し、然る後少なくともピンク色の粒状ないし
粉末状の固形物が形成されるように行い、且つこの接触
の間、反応系内の温度を45℃以下に維持して得られる、 フェノール類とホルムアルデヒドとの縮合物から成る粒
状ないし粉末状樹脂であって、 (I)該縮合物は、 (イ)実質的に炭素、水素及び酸素原子から構成されて
おり、 (ロ)メチレン基、メチロール基並びにフェノール類の
3官能性の残基を主たる結合単位として含有しており、 (ハ)該3官能性の残基はフェノール類の2・4及び6
位の一箇所でメチレン基と結合しそして少なくとも他の
一箇所でメチロール基及び/又はメチレン基と結合して
おり、そして (ニ)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1600cm-1(ベンゼンに帰属する吸収ピーク)の吸収
強度をD1600、990〜1015cm-1(メチロール基に帰属する
吸収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度をD
990−1015、890cm-1(ベンゼン核の弧立の水素原子の吸
収ピーク)の吸収強度をD890、で表した場合に、 D990−1015/D1600=0.2〜9.0 D890/D1600=0.09〜1.0 であり、且つ (II)該粒状ないし粉末状樹脂は、 (ホ)粒径0.1〜150ミクロンの球状一次粒子および二次
凝集物を含有し、 (ヘ)少なくとも全体の50重量%は100タイラーメッシ
ュ篩を通過し得る大きさであり、そして (ト)液体クロマトグラフィーによる測定値として、遊
離フェノール含有量が500ppm以下である、 粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂
を有機溶剤に溶解することを特徴とする熱硬化性フェノ
ール系樹脂溶液の製造方法。 - 【請求項25】塩酸−ホルムアルデヒド浴中の塩酸濃度
が10〜25重量%である特許請求の範囲第(24)項に記載
の方法。 - 【請求項26】塩酸−ホルムアルデヒド浴中の塩酸とホ
ルムアルデヒドの合計濃度が20〜35重量%である特許請
求の範囲第(24)又は(25)項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項27】浴比を10以上となるように維持する特許
請求の範囲第(24)〜(26)項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項28】浴比を15〜40に維持する特許請求の範囲
第(24)〜(27)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項29】塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフェノー
ル類を添加して白濁が生成する前の段階において、該浴
を撹拌して均一透明溶液を形成させる特許請求の範囲第
(24)〜(28)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項30】塩酸−ホルムアルデヒド浴中にフェノー
ル類を添加して白濁が生成時点以降ピンク色の固形物が
形成されるまでの期間、該浴に機械的剪断力を与えない
特許請求の範囲第(24)〜(29)項のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項31】フェノール類を水で希釈して該塩酸−ホ
ルムアルデヒド浴に添加する特許請求の範囲第(24)〜
(30)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項32】フェノール類と接触させる前の塩酸−ホ
ルムアルデヒド浴の温度を10〜30℃の間の温度とする、
特許請求の範囲第(24)項に記載の方法。 - 【請求項33】フェノール類がフェノール又はメタクレ
ゾール或いはこれらの混合物である特許請求の範囲第
(24)〜(32)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項34】フェノール類がフェノールである特許請
求の範囲第(24)〜(33)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項35】フェノール類が少なくとも50重量%のフ
ェノールを含有する、フェノールとo−クレゾール,m−
クレゾール,p−クレゾール,ビス−フェノールA,o−,m
−もしくはp−C2〜C4アルキルフェノール,p−フェニル
フェノール,キシレノール,レゾルシン,又はハイドロ
キノンとの混合物である特許請求の範囲第(24)〜(2
6)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項36】特許請求の範囲第(24)〜(35)項のい
ずれかに記載の方法で得られた粒状ないし粉末状フェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂の固形物を該塩酸−ホルム
アルデヒド浴から分離し、これを水洗し、付着する塩酸
をアルカリ水溶液で中和しさらに水洗する特許請求の範
囲第(24)〜(35)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項37】アルカリ水溶液としてアンモニア水を使
う特許請求の範囲第(36)項に記載の方法。 - 【請求項38】上記アルカリ水溶液のアルカリ金属水酸
化物又はアンモニアの濃度が0.5〜3重量%である特許
請求の範囲第(36)項に記載の方法。 - 【請求項39】アルカリ水溶液による中和を10〜40℃の
温度で行う特許請求の範囲第(36)項に記載の方法。 - 【請求項40】粒状ないし粉末状樹脂がその10gを、実
質的に無水のメタノール500ml中で、加熱還流した場合
に、下記式 S=(W0−W1)/W0×100 式中、W0は使用した該粒状ないし粉末状樹脂の重量
(g)、 W1は加熱還流後に残存した該粒状ないし粉末状樹脂の重
量(g)、 Sは該粒状ないし粉末状樹脂のメタノール溶解度(重量
%)を示す で表されるメタノール溶解度が20重量%以上のものであ
る特許請求の範囲第(24)〜(39)項のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項41】粒状ないし粉末状樹脂が、メタノール溶
解度が70重量%以上のものである特許請求の範囲第(2
4)〜(39)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項42】粒状ないし粉末状樹脂が、メタノール溶
解度が95重量%以上のものである特許請求の範囲第(2
4)〜(39)項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項43】溶解をホモミキサー,ホモジスパー,混
合溶解用三本ロールを用いて行うことを特徴とする特許
請求の範囲第(24)項に記載の方法。 - 【請求項44】溶解後にフィルターを用いて過するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(24)項に記載の方
法。
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|---|---|---|---|
| JP62230422A JPH0689091B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 熱硬化性フェノール系樹脂溶液およびその製造法 |
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|---|---|---|---|
| JP62230422A JPH0689091B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 熱硬化性フェノール系樹脂溶液およびその製造法 |
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|---|---|
| JPS6474211A JPS6474211A (en) | 1989-03-20 |
| JPH0689091B2 true JPH0689091B2 (ja) | 1994-11-09 |
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