JPS63235559A - フエノ−ル樹脂発泡体強化用のガラス繊維マツト - 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′、建材、断熱材などに使用されるガラス繊維
強化フェノール樹脂発泡体に用いるガラスｍ維マットに
関する。

［従来の技術及び問題点］ 一般に、フェノール樹、脂発泡体は軽量であるとともに
、断熱性、耐薬品性、寸法安定性、不燃性などの多くの
特性を有しているが、耐摩耗性や折り曲げ強度が極めて
低いため、ガラス繊維による補強が試みられてきた。

従来、この補強方法としては、ガラス繊維を予めフェノ
ール樹脂溶液に混合しておいて発泡する方法や、特開昭
４９−５４６７８号に示されるガラス繊維不織布にフェ
ノール樹脂溶液を含浸し、発泡する方法がとられていた
。しかしながら、前者の方法では、ガラス繊維の比重が
大きくて繊維が局部的に偏在し易いため、ガラス繊維が
均一に分散した発泡体が得られないという欠点があり、
後者の方法では、ガラス繊維不織布の繊維閏の結合が強
固であるため、ガラス繊維が発泡体中へ分散せず、ガラ
ス繊維不織布の厚さ分だけしかガラス繊維で補強できな
いという欠点があった。

これら従来の方法の欠点を解消するため、本発明者らは
先に特願昭５７−１８０７７０号において、発泡性フェ
ノール樹脂溶液によって溶解する結合剤によりガラス繊
維９１１問を結合したガラス繊維不織布を用いてフェノ
ール樹脂発泡体を製造する方法を提案した。この方法に
よれば、発泡性フェノール樹脂溶液を上記ガラス１ａｌ
ｉ維不織布に含浸した場合に、不１ｍ布巾の結合剤が逐
次溶解され、且つ、フェノ、−非樹脂の発泡に合わせて
均一にガラス繊維が発泡体中に分散されるので、高い曲
げ強度と耐摩耗性のあるフェノール樹脂発泡体が得られ
ると考えられた。ところが、この方法においてもフェノ
ール樹脂が硬化阻害を起こして、均一な繊維補強発泡体
が得られないという問題が起こった。

この理由は明らかではないが、発泡性フェノール樹脂溶
液は、通常、酸触媒により加熱硬化されるため、ガラス
繊維がこの影響を受けてアルカリ成分を溶出し、酸触媒
の作用を妨げるためと考えられる。この硬化阻害が生じ
ると、硬化時間が延びて生産性が低下したり、不規則な
発泡倍率の発泡体ができたり、ガラス繊維の発泡体中で
の分散が不均一になったりして繊維による補強効果が十
分発揮されないという欠点を生じる。

［発明の目的］ 本発明は、上記従来技術の欠点を解消すべくなされたも
のであって、ガラス′ａ維強化フェノール樹脂発泡体を
製造する過程において、フェノール樹脂の硬化を阻害せ
ず、かつ発泡体中にガラス繊維を均一に分散することの
できるガラス繊維マットを提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は耐酸性ガラス繊維を、発泡性フェノール樹脂溶
液によって溶解する結合剤により結合したことを特徴と
するフェノール樹脂発泡体強化用のガラスｍ維マットで
ある。

本発明において耐酸性ガラス繊維とは、温度９０℃のバ
ラトルエンスルフオン酸２０％水溶液中に１時間浸漬す
る、いわゆる耐酸性テストを行った際に、その減量率が
２％以下であるものをいう。この耐酸性ガラス繊維は、
発泡性フェノール樹脂溶液に含まれる酸触媒の影響を受
けず、発泡性フェノール樹脂溶液を加熱硬化させる際に
硬化阻害を生じさせないものであればよく、例えば耐酸
性のあるＣガラスやＡガラスからなる繊維や、ｌＴｉ４
酸処理を施したガラスａｉｍが使用される。

ここでｉ４酸処理を施したガラス繊維とは、−耐酸性の
ある界面活性剤、接着剤、カップリング剤などの耐酸処
理剤を単独もしくは組み合わせて処理し、耐酸性テスト
における減量率を２％以下にしたガラス繊維をいう。こ
の界面活性剤、接着剤、カップリング剤は通常ガラス繊
維に付着されて、ガラス繊維表面を保護する、湿式１程
における水分散性を高める、ガラス繊維を数ｌＯ〜数１
数１００奴めるなどの働きをするが、本発明ではこれら
に加えて耐酸性を付与する働きをするものを選択するこ
とにより、従来と同様のガラス繊維の処理方法によフ゛
で汎用の安価なガラス繊維から耐酸性ガラス′ＩＡ維を
得ることができる。

耐酸性のあるカップリング剤としては、アミノ基、メタ
クリル基、エポキシ基などの官能基を持つシラン系カッ
プリング剤が適しており、耐酸性のある接着剤としては
メラミン、フェノール、エポキシ、アクリル、アイオノ
マー、ポリエチレングリコールジアクリレート等の樹脂
が適しており、耐酸性のある界面活性剤としては、ポリ
エチレングリコール脂肪酸エステル、アルキルフェニル
ポリエチレングリコールエーテルなどのノニオン系界面
活性剤などが適している。とくに好ましいのは上記シラ
ン系カップリング剤とこれと容易に反応する接着剤及び
界面活性剤とを組み合わせて耐酸処理したものであり、
この様にすればガラス繊維表面に強固に結合したシラン
カップリング剤と接着剤との分子レベルの耐酸被膜中に
界面活性剤が固定された状態となり、ガラス繊維に優れ
た耐酸性が付与できる。

これら耐酸処理剤はガラス繊維の紡糸時に処理してガラ
ス繊維に付着されるのが好ましいが、繊維切断後の原料
塊を処理液に浸漬したり、シート形成時、またはシート
形成後に処理液をスブし−わたり、含浸したりすること
により付着しても良い。この付着量は繊維重量に対して
０．１〜１．０％であることが望ましく、０．１％未満
では十分な耐酸効果かえられず、１．０％を越えるとガ
ラス繊維とフェノール樹脂との結合性が悪くなるととも
に、コストが高くなる。従って、耐酸処理剤のガラスＭ
維への付着は、ガラスａ維表面全体を耐酸処理剤のでき
るだけ薄い膜で覆うようにするのが好ましい。

なお、上記の耐酸性ガラス繊維には繊維長２〜５０ｍ、
繊維径３〜２０μｍのものが好適に用いられる。これは
繊維長が２ｗ未満ては十分な補強効果がなく、強度のあ
る発泡体が得られないからであり、５０＋＋ｗ＋＋を越
えると繊維の分散性が著しく低下し、発泡体中に均一に
分散することができなくなるからである。また繊維径が
３μｍ未溝になると得られるガラス繊維マットが緻密に
なりやすく、フェノール樹脂溶液の含浸性が低下し、一
方、２０μｍを越えると補強効果が落ちるとともに、皮
膚に対してチクチクする触感を与えるので作業性が著し
く低下する。

本発明のガラス繊維マットは上述の耐酸性ガラス繊維を
乾式法又は湿式法によりウェブ形成し、ガラス繊維間を
発泡性フェノール樹脂溶液によって溶解する結合剤で結
合することにより得られる。

このガラス繊維マットを構成する繊維の重量は３０〜５
００３／ｍ２であることが望ましく、３０ｇ／Ｉｍ２未
満では得られるフェノール樹脂発泡体の強度が不足し、
５００ｇ／ｍ２を越えると緻密化しやすく、フェノール
樹脂溶液の含浸性が低下し、しかもこれより繊維の量を
増やしても補強効果は向上しなくなる。

また、ガラス繊維マットを構成する繊維の配向は、ラン
ダムであるほうが得られる発泡体の機械的強度が増すの
で望ましい。ただし、用途によって要求される場合には
、特定の１又は２以上の方向に配向されていても良い。

なお、ガラス繊維マットには必要に応じて合成繊維、石
綿繊維、セラミック繊維、炭素繊維、鉱物繊維などを混
合して使用しても良い。

上記ガラスｍ維マットには、湿式抄造の際に内添するか
、湿式または乾式ウェブにスプレー処理や含浸処理をす
ることにより結合剤が付与される。

ここで使用する結合剤は、発泡性フェノール樹脂溶液に
溶解するものでなければならないので、使用する発泡性
フェノール樹脂溶液に応じて適宜選択される０例えば、
通常使用される発泡性フェノール樹脂溶液は、主として
レゾール型フェノール樹脂エマルジョンからなり、水系
又はアルコール系であるので、結合剤にはこれに溶解す
るポリビニルアルコール、酢酸ビニル・ポリビニルアル
コール共重合体、カルボキシメチル化セルロース、ポリ
アクリルアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ
酢酸ビニルなどが好適に使用される。

この結合剤の溶解は加熱によるフェノール樹脂の発泡と
硬化に伴って生じることが望ましいので、例えば水系の
フェノール樹脂溶液を用いる場合、単に含浸しただけで
は溶解せず、加熱によって温水となったときに溶解する
温水可溶性の結合剤を用いるのがとくに好ましい。上記
結合剤の付着量。

はガラス繊維マットの重量に対して１〜ｌＯ％であるこ
とが望ましく、１％未満てはガラス繊維マットの形態が
維持できないため、取り扱い性が悪くなり、１０％を越
えるとこれらの成分が発泡体中に多く含まれることとな
るため、発泡体の不燃性が低下したり、吸湿が生じたり
する。

本発明のガラス繊維マットに酸触媒により硬化する発泡
性フェノール樹脂溶液を含浸して加熱し、発泡硬化させ
ると、ガラス繊維間を結合している結合剤が逐次溶解さ
れ、ガラス繊維はフェノール樹脂の発泡に合わせて、極
めて均一にしかも層状に発泡体中に分散される。この際
、繊維として耐酸性ガラス＊維を用いているため、繊維
は酸触媒による何等の劣化も受けず、アルカリ成分が溶
出することもないので、フェノール樹脂が発泡の際に硬
化阻害を起こすこともない。従って、本発明のガラス繊
維マットを用いれば、製造上のトラブルもなく、均一に
ガラス繊維が分散した耐摩耗性と折り曲げ強度に優れた
フェノール樹脂発泡体が得られる。

（実施例１） γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン２部、
ポリエチレングリコールジメタクリレート３部、ポリビ
ニルアルコール１部、ポリエチレングリコールモノラウ
レート４部、及び水３２０部からなる処理剤を、繊維径
ＩＯμｍのＥガラス繊維を紡糸する際に、ガラスｍ維表
面にガラス繊維重量に対して固形分で０．２％付着させ
るようにして、耐酸処理を施したガラス繊維を作成した
。次いでこの繊維を１３ｍにカットした耐酸性ガラス繊
ｍｉ。

０部とポリビニルアルコールｍ１Ｋ５部を水中で十分に
混合、分散し、湿式抄造して目付２００ｇ１ｍ＋２、厚
さ１．５−のガラス繊維マットを得た。

得られたガラス１ｍ維マットの耐酸性テストを行って減
量率を調べたところ、０．８％と良好な耐酸性を示した
。

また、上記ガラス繊維マットに、レゾール型フェノール
樹脂（大日本インキ化学工業■製セルフエンにＣ−５７
０１）　１００部、パラトルエンスルフオン酸１０部、
及びジクロロジフルオロエタン１０部からなる発泡性フ
ェノール樹脂溶液を８００８１腸２含浸し、４０ｃｗａ
　Ｘ　２５ｃｍ　Ｘ　２ｃｍの型に入れ、温度８０℃で
３０分閏加熱発泡硬化させたところ、発泡むらや硬化不
足がなく、しかもガラス繊維が発泡体中に均一に分散さ
れたガラス繊維強化フェノール樹脂発泡体が得られた。

（実施例２） 耐酸性ガラス繊維としてＡガラス繊ｔａ＜日本電気硝子
ｖｌａａ１ＡＲＧガラス繊維）を用いたこと以外は実施
例１と同様にしてガラス繊維マットを得た。

得られたガラス繊維マットの耐酸性テストおける減量率
は０．５％で、耐酸性に優れたものであった。

また、このガラス繊維マットを用いて、実施例１と同様
にしてガラス繊維強化フェノール樹脂発泡体を作成した
ところ、発泡むらや硬化不足がなく、しかもガラスｗＡ
雄が発泡体中に均一に分散されたものが得られた。

（比較例） γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン２部、
ポリビニルアルコール４部、ポリエチレングリコールモ
ノラウレート４部、及び水３２０部からなる処理剤を、
繊維径ｌＯμｍのＥガラス繊維を紡糸する際に、ガラス
繊維表面にガラス繊維重量に対して固形分で０．２％付
着させるようにして、ガラス繊維を作成した０次いでこ
の繊維を１３ｍにカットしたガラス［ｌｌｏｏ部とポリ
ビニルアルコール繊１１５部を水中で十分混合分散し、
湿式抄造して目イ寸２００ｇ／−２、厚さ１．５閣のガ
ラスｍ維マットを得た。

得られたガラス繊維マットは耐酸性テストにおける減量
率が６．８％と耐酸性に乏しいもので、ガラス繊維から
アルカリ成分が溶出していることを示していた。

また、このガラス繊維マットを用いて、実施例１と同様
にしてガラスｍ１ｔＩ強化フェノール樹脂発泡体を作成
したところ、未硬化の部分が残）た上に、発泡むらが生
じ、均一な発泡体が得られなかった。

［発明の効果］ 本発明のガラス繊維マットは、耐酸性ガラス繊維を、発
泡性フェノ・−ル樹脂溶液によって溶解する結合剤によ
り結合したものであるので、フェノール樹脂発泡体を製
造する際に、ガラス繊維が劣化したり、アルカリ成分を
溶出して硬化阻害を起こしたりすることがなく、またガ
ラス繊維マットの結合剤が逐次溶解することによりフェ
ノール樹脂の発泡に伴ってガラス繊維が発泡体中に均一
に分散される。このため本発明のガラスミｍマットを用
いたフェノール樹脂発泡体は極めて均質な補強構造とな
り、良好な耐摩耗性と折り曲げ強度とを示し、建材や断
熱材などに好適に使用できるのである０以上のように本
発明のガラス［Ｉマットはフェノール樹脂発泡体の強化
材として非常に有用なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐酸性ガラス繊維を、発泡性フェノール樹脂溶液
   によって溶解する結合剤により結合したことを特徴とす
   るフェノール樹脂発泡体強化用のガラス繊維マット。