JP7045169B2 - フェノール樹脂発泡体積層板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]
フェノール樹脂発泡体の少なくとも上下面に面材が配されたフェノール樹脂発泡体積層板であって、前記フェノール樹脂発泡体は、密度が10kg/m3以上70kg/m3以下、独立気泡率が80%以上であり、フェノール樹脂発泡体の切断面の色彩値X(L1*、A1*、B1*)と100℃で24時間加熱した後に切断したフェノール樹脂発泡体の切断面の色彩値Y(L2*、A2*、B2*)との色差ΔE={(L2*-L1*)2+(A2*-A1*)2+(B2*-B1*)2}1/2が20.0以下であることを特徴とするフェノール樹脂発泡体積層板。
[2]
前記フェノール樹脂発泡体は、塩素化ハイドロフルオロオレフィン及び非塩素化ハイドロフルオロオレフィンからなる群より選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする、[1]に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
[3]
以下の(I)~(III)の工程における酸素濃度が、いずれも5体積%以下であることを特徴とする、フェノール樹脂発泡体積層板の製造方法。
(I)フェノール類とホルムアルデヒド類とを用いてフェノール樹脂を合成する合成工程
(II)合成工程により製造したフェノール樹脂のpHを7.5以下となるまで中和した時点から、混練工程において発泡性フェノール樹脂組成物を構成する全ての原料を添加した時点までの間、フェノール樹脂を保管する中和保持工程
(III)発泡性フェノール樹脂組成物を複数の吐出ノズルにより分配および拡幅して走行する下面材上に吐出し、上面材で被覆する発泡前工程
本実施形態のフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法は、フェノール類とホルムアルデヒド類とを用いてフェノール樹脂を合成する合成工程を少なくとも含む。
本実施形態のフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法は、合成工程により製造したフェノール樹脂に酸を添加してpHが7.5以下となった時点から、後述する混練工程において発泡性フェノール樹脂組成物を構成する全ての原料を添加した時点までの間、フェノール樹脂を保管する中和保持工程を少なくとも含む。
本実施形態のフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法は、合成工程、中和保持工程を経たフェノール樹脂を、界面活性剤、酸性硬化剤、発泡剤および発泡核剤とともに混練して発泡性フェノール樹脂組成物を得る混練工程を少なくとも含む。なお、発泡性フェノール樹脂組成物に含まれる界面活性剤、発泡剤及び発泡核剤は、フェノール樹脂に予め添加しておいてもよいし、酸性硬化剤と同時に添加してもよい。また、混練工程で使用する設備内の酸素濃度は、低い方がより好ましい。
本実施形態のフェノール樹脂発泡体積層板の製造方法には、レゾール合成工程、中和保持工程、混練工程の後に、上記発泡性フェノール樹脂組成物を複数の吐出ノズルにより分配および拡幅して走行する下面材上に吐出し上面材で被覆する発泡前工程と、上下面材で被覆された発泡性フェノール樹脂組成物を上下方向から均して成形する予成形工程と、予成形工程の後に発泡および硬化を進めつつ板状に成形する本成形工程を、少なくとも含む。
<合成工程>
事前に、反応器の内圧が上がらないように反応器上部に気体の排出口を設けた上で、反応器内の酸素濃度が表1に示す値となるまで、反応器下部より窒素ガス(純度;99.9体積%以上)を内部に流通させて置換した。次に、反応器に52質量%ホルムアルデヒド水溶液(52質量%ホルマリン)3500kgと99質量%フェノール(不純物として水を含む)2510kgを仕込み、プロペラ回転式の攪拌機により攪拌し、温調機により反応器内部液温度を40℃に調整した。そして50質量%水酸化ナトリウム水溶液を加えながら昇温して、反応を行わせた。オストワルド粘度が60センチストークス(60×10-6m2/s、25℃における測定値)に到達した段階で、反応液を冷却し、尿素を570kg(ホルムアルデヒド仕込み量の15モル%に相当)添加した。
次に、事前に、保持タンクの内圧が上がらないように保持タンク上部に気体の排出口を設けた上で、保持タンク内の酸素濃度が表1に示す値となるまで、保持タンク下部より窒素ガス(純度;99.9体積%以上)を内部に流通させて置換した。その後、反応器から保持タンクへ合成工程にて作製した反応液を移液した。そして、反応液を30℃まで冷却した後に、パラトルエンスルホン酸一水和物の50質量%水溶液でpHを6.3に中和した。この液を、直ちに真空脱水機によって60℃で脱水処理を施し、水分率および40℃における粘度を測定したところ、水分率は7.8質量%であり、粘度は21000mPa・sであった。こうして得られた液を、1℃に温調した上で4日間保管した。
<混練工程>
各フェノール樹脂100質量部に対して、界面活性剤としてエチレンオキサイド-プロピレンオキサイドのブロック共重合体(BASF製、プルロニックF-127)を3.0質量部、表2に示す組成の発泡剤を6.8質量部、発泡核剤として窒素を発泡剤に対して0.3質量%添加し、酸性硬化剤としてキシレンスルホン酸80質量%とジエチレングリコール20質量%との混合物13質量部を添加してなる発泡性フェノール樹脂組成物を、混合機のミキシングヘッドに供給した。
次に、事前に、アクリル板で密閉された発泡前工程設備の内圧が上がらないように、密閉空間の最上部に気体の排出口を設けた上で、発泡前工程設備内の酸素濃度が表2に示す値となるまで、密閉空間の最下部より窒素ガス(純度;99.9体積%以上)を内部に流通させて置換した。その後、ミキシングヘッドで混練した発泡性フェノール樹脂組成物を、マルチポート分配管を通して、移動する下面材上に、発泡性フェノール樹脂組成物の吐出部全幅が1000mmとなるように40kg/hrの流量で吐出した。分配部は先端に32か所のノズルを有し、混合された発泡性フェノール樹脂組成物が均一に分配されるように設計されている。なお、上下面材には、ガラス繊維混抄紙(目付量140g/m2)、あるいは旭化成株式会社製のポリエステル不織布であるエルタスE05030(目付量30g/m2)を、表2に示すように使用した。
事前に本成形工程で使用するスラット型ダブルコンベアの内圧が上がらないように、コンベアの最上部に気体の排出口を設けた上で、本成形工程設備内の酸素濃度が表2に示す値となるまで、コンベア内へ窒素ガス(純度;99.9体積%以上)を流通させて置換した。次に、前工程を経て、上下面材で被覆された発泡性フェノール樹脂組成物を、上面材上方より、フリーローラーにて予成形を行った。なおフリーローラーの高さは、吐出直後のビードの厚み(面材の走行方向に対して垂直方向の高さ)の2/3となる位置に調節した。その後、上下の面材で挟み込まれるようにして、83℃に加熱されたスラット型ダブルコンベアへ導入され20分の滞留時間で硬化させた後(本成形工程)、110℃のオーブンで3時間キュアして厚み50mmのフェノール樹脂発泡体積層板を得た。なお、スラット型ダブルコンベアでは、上下方向から面材を介して適度に圧力を加えることで板状に成形した。
合成工程、中和保持工程、発泡前工程、本成形工程に関して、設備上部に設けられた気体の排出口に酸素濃度検知計(イチネンジコー社製、GBL-OX-AX)を設置し、酸素濃度を測定した。
フェノール樹脂中の水分量は、カールフィッシャー水分計MKA-510(京都電子工業(株)製)を用いて測定した。
回転粘度計(東機産業(株)製、R-100型、ローター部は3°×R-14)を用い、40℃で3分間安定させた後の測定値をフェノール樹脂の粘度とした。
20cm角のフェノール樹脂発泡体積層板を試料とし、この試料から面材を取り除いた後、JIS K7222に従い、質量と見かけ容積を測定して求めた。
ASTM-D-2856に従い、測定した。具体的には、フェノール樹脂発泡体積層板より面材を取り除いた後、直径35mm~36mmの円柱形試料をコルクボーラーで刳り貫き、高さ40mm以下となるよう切り揃えた後、空気比較式比重計(東京サイエンス社製、1,000型)の標準使用方法により試料容積を測定した。その試料容積から、試料質量とフェノール樹脂の密度から計算した壁(気泡やボイド以外の部分)の容積を差し引いた値を、試料の外寸から計算した見かけの容積で割った値を、フェノール樹脂発泡体の独立気泡率とした。ここで、フェノール樹脂の密度は1.3kg/Lとした。
平均気泡径は、JIS K6402に記載の方法を参考に、以下の方法で測定した。フェノール樹脂発泡体積層板の厚み方向のほぼ中央を表裏面に平行に切削して得た試験片の切断面を50倍に拡大した写真を撮影し、得られた写真上にボイドを避けて9cmの長さ(実際の発泡体断面における1,800μmに相当する)の直線を4本引き、各直線が横切った気泡の数に準じて測定したセル数を各直線で求め、それらの平均値で1800μmを割った値を平均気泡径とした。
10cm角のフェノール樹脂発泡体積層板を試料とし、厚み方向中央部より2cmの厚みで切り出して、10cm×10cm×2cmの試料1を得た。この際に切り出した2つの切断面(10cm×10cm)の色彩値の平均値X(L1*、A1*、B1*)を、色彩色差計(コニカミノルタ社製、CR-410)を用いて測定した。次に、試料1を100℃に加熱されたオーブンに24時間入れた。その後、試料1をオーブンより取り出し、厚み方向の中央でさらに切り分けて、試料2および試料3を得た。この際に切り分けたそれぞれの切断面(10cm×10cm、試料2および試料3より各1面ずつ)の色彩値の平均値Y(L2*、A2*、B2*)を、上述の色彩色差計を用いて測定した。そして、色彩値X、Yから、その色差ΔE={(L2*-L1*)2+(A2*-A1*)2+(B2*-B1*)2}1/2を算出した。
Claims (3)
- フェノール樹脂発泡体の少なくとも上下面に面材が配されたフェノール樹脂発泡体積層板であって、前記フェノール樹脂発泡体は、密度が10kg/m3以上70kg/m3以下、独立気泡率が80%以上であり、フェノール樹脂発泡体の切断面の色彩値X(L1*、A1*、B1*)と100℃で24時間加熱した後に切断したフェノール樹脂発泡体の切断面の色彩値Y(L2*、A2*、B2*)との色差ΔE={(L2*-L1*)2+(A2*-A1*)2+(B2*-B1*)2}1/2が20.0以下であることを特徴とするフェノール樹脂発泡体積層板。
- 前記フェノール樹脂発泡体は、塩素化ハイドロフルオロオレフィン及び非塩素化ハイドロフルオロオレフィンからなる群より選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項1に記載のフェノール樹脂発泡体積層板。
- 以下の(I)~(III)の工程における酸素濃度が、いずれも5体積%以下であることを特徴とする、フェノール樹脂発泡体積層板の製造方法。
(I)フェノール類とホルムアルデヒド類とを用いてフェノール樹脂を合成する合成工程
(II)合成工程により製造したフェノール樹脂のpHを7.5以下となるまで中和した時点から、混練工程において発泡性フェノール樹脂組成物を構成する全ての原料を添加した時点までの間、フェノール樹脂を保管する中和保持工程
(III)発泡性フェノール樹脂組成物を複数の吐出ノズルにより分配および拡幅して走行する下面材上に吐出し、上面材で被覆する発泡前工程
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