JPH03269010A

JPH03269010A - フェノール樹脂複合成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH03269010A
Application number: JP6995290A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Fukuoka; 福岡　孝政
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-11-29

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、軽量にして機械的物性、耐環境性、断熱性に
優れ、さらに不燃性を有する建築材料に使用するフェノ
ール樹脂複合成形体の製造方法に関するものである。

（従来の技術）近年、建築物の多様化に伴い建築材料の高性能化が進み
、その結果プラスチック製建材が数多く内・外装材とし
て使用されるようになってきた。

一連のプラスチック製の建築材料はセメント系の建築材
料と比較して、軽量で、断熱性、湿度や凍害等に対する
耐環境性に優れるばかりでなく、加飾性、生産・加工性
等に優れているが、−力では可燃性であるがため、火災
の発生時には延焼し易いとともに有害ガス等の発煙が多
いという欠点もある。

かかる欠点を改善するため、使用するプラスチックの量
を建材成形に必要な最低限度にとどめ、水酸化アルミニ
ウム等の離燃側を配合するとか、プラスチックには低発
煙性樹脂であるフェノール系樹脂を使用する等の種々の
対策が試みられている。

例えば特開昭６０−３３４６号公報では、焼成パーライ
トやシラスバルーン等の無機軽量骨材をフェノール樹脂
等により硬化成形して建築材料とすることが開示されて
いる。

（発明が解決しようとする１１１りしかしながら、上記従来例の建築材料では、成形体強度
および不燃性の要求が同時には充分に達成されないとい
う問題があった。

本発明は、上記問題点に龜み、鋭意検討した結果なすに
至ったものであり、その目的とするところは、軽量にし
て機械的性質および不燃性に優れたフェノール樹脂複合
成形体の製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明のフェノール樹脂複合成形体の製造方法は、平均
粒径が５０〜３００μ■、かさ比重が０．２〜０．７の
中空石炭灰粒子を、その１００ＣＩ＋’に対し、２〜１
０ｇの割合のノボラック型フェノール樹脂で被覆し、こ
れを成形型内で加熱硬化せしめることを特徴としている
。

本発明でいう中空石炭灰とは、石炭火力発電所において
排出される、いわゆるフライアッシュを焼成発泡させて
中空化させたものであり、耐熱性を有するシラスバルー
ンやガラスバルーンと比較して体積強度は極めて高く、
形状は真球に近く、独立した気泡の占める率も高い、欠
陥のないバルーンである。また、これはアルミノシリケ
ートを主成分とするため不活性且つ安定である等の特徴
を有している。

本発明で使用する中空石炭灰の平均粒径（ＩＩ準ふるい
測定による粒度分布での５０％粒子径）は５０〜３００
μ−、かさ比重は０．２〜０．７である。平均粒径が５
０μ−未満では比表面積が増加するため、この中空石炭
灰を結合（パインディング）するのに多量の樹脂が必要
になり、結果的に不燃性が確保されなくなる。また、平
均粒径３００ｐｍを超えると成形体の気密性、表面の平
滑性が極めて粗悪になる。一方、かさ比重０．２未満の
中空石炭灰は通常体積強度が著しく低く、得られる成形
体の機械的物性を損なうものとなる。また０、７を超え
ると成形体の軽量化が不充分なものとなる。特に好まし
い中空石炭灰は平均粒径が１００〜２００　ｉｔ　ｍ、
かさ比重が０．３〜０．５のものである。これらの中空
石炭灰はフェノール樹脂との界面接着性を向上させるこ
とを目的として、アミノシラン、アクリルシラン等のカ
ンプリング剤で処理されたものであってもよい。

本発明で用いられるノボラック型フェノール樹脂とは、
酸触媒下に於いてフェノール類とアルデヒド類を反応さ
せて得られた初期縮合体のことであり、この初ａｍ合体
は硬化剤の存在下で架橋反応を伴いながら、更に重合が
進行しうるちのを意味する。フェノール類とは、フェノ
ール樹脂のことであるが、他にクレゾールおよびその異
性体、キシレノールおよびその異性体、アルキルフェノ
ール、カシューオイル、ビスフェノール類等のノボラッ
ク型変性フェノール樹脂を誘導するものを含んだものを
意味し、これらから選ばれた少なくとも一種以上のもの
が用いられる。また、アルデヒド類とは、ホルムアルデ
ヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フル
フラール、高級アルデヒド類等のことである。さらに、
酸触媒とは、シュウ酸、硫酸、パラトルエンスルホン酸
の強Ｍｌ！Ｉ、またはＣａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｏ。

Ｎｉ等を含んだ有機酸の金属塩触媒のことである。

本発明で用いられるノボラック型フェノール樹脂の量（
組成比）は、中空石炭灰１００ｃ１１”に対し２〜１０
ｇとなる割合に限定され、中空石炭灰１００１１に対し
２ｇ未満では成形体の強度が低く、建築材料としての機
械的物性を満足しない、また中空石炭灰１００ＣＩ３に
対し１０ｇを趙えると、機械的物性は向上するが、不燃
性の確保が不可能となる。

本発明において中空石炭灰をノボラック型フェノール樹
脂で被覆する方法は、好ましくは１５０“０〜１６０℃
に加熱したこの中空石炭灰に上記初期縮合体を加えて混
合撹拌（混線）した後、硬化剤としてヘキサメチレンテ
トラミン水溶液および滑剤としてステアリン酸カルシウ
ムを添加する方法、あるいは、予め硬化剤を含むノボラ
ック型フェノール樹脂粉末を使用し、これと中空石炭灰
を乾式混合した後、アルコール類、液状レゾール等を添
加して被覆造粒し、さらに滑剤を添加する方法等が挙げ
られる。即ち本発明で用いられる被覆方法は、最終的に
、加熱により架橋反応を伴いながらさらに重合が進行す
るノボラック型フェノール樹脂でコーティングされた中
空石炭灰が得られる方法であれば、いかなる方法であっ
てもよい。

上記の被覆方法で使用する硬化側は、加熱により分解し
、上記ノボラック型フェノール樹脂初期縮合体と架橋反
応しうる化合物を意味するが、この条件を充たす化合物
としては、例えばヘキサメチレンテトラミン、バラホル
ムアルデヒド、固形レゾール等があり、好ましくはへキ
サメチレンテトラミンである。また滑荊としては上記の
ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩の他に、
高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸ビスアミド、ポリオレフ
ィンワックス、パラフィンワックス等が好適に使用され
る。

本発明では、上記の中空石炭灰およびノポラ７り型フェ
ノール樹脂を必須成分とするが、その他、プラスチック
の成形に通常用いられる添加剤、充填剤を軽量性・機械
的物性・不燃性を著しく損なわない範囲で適宜用いるこ
とができる。添加剤としては、例えば熱安定側、紫外線
吸収側、酸化防止剤、餌料、染料、帯電防止剤、防かび
剤、難燃剤を適宜用いることができ、さらに強化充填剤
としては、無機質粉粒体、無機質繊維等を用いることが
できる。

本発明において、上記のノボラック型フェノール樹脂被
覆の中空石炭灰から成形体を成形する方法は、成形型内
で加熱硬化させる方法であり、充填→賦形（加熱硬化）
→離形の一連の手法からなるものである０例えば加熱硬
化の方法としては、予め加熱された型に被覆中空石炭灰
を充填して速やかに硬化させる方法、また成形体表層部
分を硬化させ離形の後加熱炉で内部まで充分に硬化させ
る方法、さらにベルトコンベアー上で両面側あるいは片
面側の型とともに加熱し連続的に硬化させる方法等が採
用されるが、これらに限られるものではない、この様に
本発明においては、加熱硬化の方法の他、加熱温度・時
間、成形型の形状・寸法等も特に限定はされない。

（作　用）本発明のフェノール樹脂複合成形体の製造方法によれば
、多量の無機物質の中空石炭灰粒子を、燃焼時の発煙が
極めて少ない優れた難燃性樹脂である有機質の極少量の
ノボラック型フェノール樹脂で被覆し、これを成形型内
で加熱硬化させ接着させているので、無機骨材同志が有
機質によりまんべんなく結合され、物理的構造が支配す
るところが大きい成形体強度を最大限に発現させること
が可能となるとともに、耐燃焼性に優れた建築材料とな
り得る０本発明の方法により成形された成形体は、従来
のように予め無機骨材と粉末状ノボラック型フェノール
樹脂を混合の後に加熱成形したものよりも高強度となる
。

しかも本発明では、無機骨材としては、球形状に近いた
め比表面積が小さい中空石炭灰を使用しているので、中
空石炭灰の結合に要する樹脂量を少量に抑えることがで
きる。また中空石炭灰は焼成パーライト、シラスバルー
ン、ガラスバルーン等地の軽量骨材と比較して体積強度
が高いため、成形体は軽量にして機械的物性に優れるも
のとなる。

（実施例）以下、実施例および比較例を示す。

！ｌｌ上上験用スピードミキサーにより、予め約１５０〜１６０
℃に加熱した中空石炭灰（日本フィライト社製ｆｉ１１
ｉｔｅ５２／７：平均粒径７５〜１５０Ｊ！閣、かさ比
重０．４）　１リツトル（４０５ｇ）と、ノボラック型
フェノール樹脂（大日本インキ化学工業社製キャストー
ルＤＢ　−４０２）　３５ｇとを１分間撹拌混線の後、
ヘキサメチレンテトラミン６ｇを２０ｇの水に溶解した
ものを添加し、石炭灰の塊が崩壊するまで撹拌した。

続いてステアリン酸カルシウムＩｇを加え、さらに３０
秒間撹拌の後にミキサーより取り出し、ノボラック型フ
ェノール樹脂を被覆した中空石炭灰を得た。

次に、このノボラック型フェノール樹脂被覆中空石炭灰
を離型処理を施した金属製型（２５０ｘ　２５０×１２
−一および１５０　ｘ　１００　ｘ　４■ｍ）に−杯に
充填し、１９０℃の加熱炉で１０分間加熱した後、この
型より成形体を取り出した。

得られた成形体のかさ比重、曲げ強度、曲げ弾性率、お
よび不燃性を評価した。その評価は試験項目の全てにお
いて良好であった。その結果を表−１に示した。なお曲
げ試験は、この成形体より８０　Ｘ　１０　Ｘ　４−の
試験片を作成し、ＪＩＳ　Ｍ　７２０３に準拠して行っ
た。また不燃試験は建築基準法に基づく建設省公示第１
８２８号（昭和４５年１２月２８日）に準じた基材試験
および表面試験について、それぞれ４０　Ｘ　４０　Ｘ
　５０ｍ−および２２０　Ｘ　２２０　Ｘ　１２ｍｍの
試験片を作成して行った。

裏ｌ舊ｌノボラック型フェノール樹脂の重量を７０ｇ、ヘキサメ
チレンテトラミンおよび水をそれぞれ１２ｇおよび４０
ｇとしたこと以外は実施例１と全く同様にして、ノボラ
ック型フェノール樹脂被覆中空石炭灰を作成し、成形体
を得、その評価試験を行った。試験項目の全てにおいて
良好であった。その結果を同じく表−１に示した。

及較班上−又ノボラック型フェノール樹脂の重量を１０５ｇおよび１
５ｇ５ヘキサメチレンテトラミンを１８ｇおよび２．６
ｇ、水を６０ｇおよび８．６ｇとしたこと以外は実施例
１と全く同様にして、ノボラック型フェノール樹脂被覆
中空石炭灰をそれぞれ作成し、各成形体を得、それぞれ
その評価試験を行った。ノボラック型フェノール樹脂の
量の多い比較例１の成形体は基材試験に不合格であり、
樹脂の量の少ない比較例２の成形体は強度が弱かった。

その結果を同じく表−１に示した。

止較■工上記の中空石炭灰１リツトルと、粉末状の熱硬化性ノボ
ラック型フェノール樹脂（ヘキサメチレンテトラミン約
１５ｗｔＸ含む）４０ｇとをミキサーにて高速混合し、
得られた混合粉粒物を用いて以下に、実施例１と同様の
成形方法で成形体を得、その評価試験を行った。この成
形体は強度が弱かった。その結果を同じく表−１に示し
た。

止較■土−１中空石炭灰の代わりに微粒石炭灰（関電化工社製：平均
粒径５〜３０μｍ、かさ比重１．０９）およびシラスバ
ルーン（イジチ化成社製　ウィンライト；平均粒径１５
０μｍ、かさ比重０．３２）を、それぞれ１リツトル用
いたこと以外は実施例１と全く同様にして、ノボラック
型フェノール樹脂を被覆した被覆石炭灰及び被覆シラス
バルーンを作成し、各成形体を得、そのそれぞれについ
て評価試験を行った。比較例４の成形体ばかさ比重が大
きく、比較例５の成形体は強度が弱かった。その結果を
同じく表−１に示した。

表−１れるものである、さらに耐環境性、断熱性・加工性等の
性能も優れるため、この成形体は建築内・外装用材料と
して好適に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均粒径が５０〜３００μｍ、かさ比重が０．２
〜０．７の中空石炭灰粒子を、その１００ｃｍ＾３に対
し、２〜１０ｇの割合のノボラック型フェノール樹脂で
被覆し、これを成形型内で加熱硬化せしめることを特徴
とするフェノール樹脂複合成形体の製造方法。