JP2000344999A

JP2000344999A - フェノール樹脂成形材料の製造方法

Info

Publication number: JP2000344999A
Application number: JP11156622A
Authority: JP
Inventors: Chitoshi Yamashita; 千俊山下
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】成形品重量変動率が小さく、成形品寸法、疲
労強度と耐摩耗性に優れていており、自動車の機構部品
に適したフェノール樹脂成形材料の製造方法を提供す
る。【解決手段】（ａ）フェノール樹脂、（ｂ）ガラス繊
維及び（ｃ）綿織物粉砕物を溶融混練し、冷却後に粉砕
した後に、（ｄ）ポリエチレンワックスを混合するフェ
ノール樹脂成形材料の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形において
成形品重量変動率が小さく、成形品寸法、疲労強度及び
耐摩耗性に優れたフェノール樹脂成形材料の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂成形材料は耐熱性、電気
特性、機械特性、寸法安定性などのバランスに優れ、自
動車の機構部品を始めとして広範囲の分野に利用されて
いる。自動車の機構部品には、荷重が繰り返し部品にか
かるため疲労強度が要求され、また樹脂部品と金属部品
とが摺動し寸法性能及び耐摩耗特性が要求される。この
ため、かかる用途には従来より比較的高強度で耐摩耗性
の優れた綿織物粉砕物を配合した木粉系フェノール樹脂
成形材料が用いられている。しかし、昨今の機構部品に
要求される疲労強度は、より高く厳しいものとなってお
り、従来の綿織物粉砕物を配合した木粉系フェノール樹
脂成形材料では疲労強度が十分でない。

【０００３】これらの問題を解決するために、ガラス系
フェノール樹脂成形材料を用いたが、疲労強度は向上す
るものの耐摩耗特性が悪化し、実用に供することは困難
である。また、一般の木粉系フェノール樹脂成形材料
は、シリンダ内で可塑化された状態でも比較的粘度が高
く、高圧力で金型内に射出されるためクッション成形は
なされていない。そのため、計量値のバラツキによって
は過剰の重量が射出され、成形品に残留応力が多く残り
金型取り出し後の冷却過程において反りが生じたり、バ
リの発生が非常に多いことがある。また、射出重量が少
ないときは成形品にカスレが生じ、良品が得られないこ
とがある。

【０００４】従来これらの問題を解決するために、成形
材料の溶融粘度の低下すなわち流動性を高くして、射出
圧力を低くしてクッション成形をすることが行われるこ
とがあるが、バリの発生は低減できるものの、成形サイ
クルが長くなったり、成形品形状によっては低粘度化に
よる成形品内部での繊維の配向が生じやすくなり、成形
品の寸法に異方性が生じることで寸法がより悪くなり、
実用に供することは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらを解
決するため種々の検討の結果なされたものであり、その
目的とするところは、射出成形において成形品重量変動
率が小さく、成形品寸法、疲労強度及び耐摩耗性に優れ
たフェノール樹脂成形材料の製造方法を提供するところ
にある。

【０００６】

【課題が解決するための手段】本発明は、（ａ）フェノ
ール樹脂、（ｂ）ガラス繊維及び（ｃ）綿織物粉砕物を
溶融混練し、冷却後粉砕した後に、（ｄ）ポリエチレン
ワックスを混合することを特徴とするフェノール樹脂成
形材料の製造方法に関するものであり、成形品寸法安定
性、疲労強度及び耐摩耗性に優れたフェノール樹脂成形
材料の製造方法を提供するものである。

【０００７】本発明において、（ａ）フェノール樹脂は
通常のフェノール樹脂成形材料に使用されているもので
あれば良く、ノボラック型、レゾール型ともに使用でき
る。ノボラック型フェノール樹脂を使用する場合は通常
硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。フ
ェノール樹脂の数平均分子量は６００〜１５００が好ま
しい。６００より小さいと材料の低粘度化により、成形
品の寸法に異方性が生じやすく、１５００以上では、流
動性が充分に得られず成形不良が生じやすい。

【０００８】本発明に使用する（ｂ）ガラス繊維は、従
来使用されているガラス繊維であり、通常繊維径１５μ
ｍ以下、繊維長０．１ｍｍ〜３ｍｍのものが用いられ
る。ただし繊維径が２μｍ未満のものは製造が困難で一
般には市販されていない。１５μｍを越えると、金属へ
の抵抗が大きくなり耐摩耗性が低下するようになる。ま
た繊維長が０．１ｍｍ未満では疲労強度の向上効果が小
さく、３ｍｍを越えると、金属への抵抗が大きくなり耐
摩耗性が低下するようになる。また、（ｂ）ガラス繊維
の配合量は成形材料全体の５〜１５重量％が好ましい。
５重量％未満では疲労強度の向上効果が小さく、１５重
量％を超えると耐摩耗性が低下するようになる。

【０００９】本発明に使用する（ｃ）綿織物粉砕物は、
繊維長が０．２〜３．０ｍｍのものが好ましい。０．２
ｍｍ未満では耐摩耗性及び疲労強度が向上せず、３．０
ｍｍを超えると材料化段階での作業性が困難であり、ま
た見掛け密度が低下するようになる。また、（ｃ）綿織
物粉砕物の配合量は成形材料全体の３〜１０重量％が好
ましい。３重量％未満では疲労強度が低下し、１０重量
％を超えると、材料化段階での作業性が困難であり、ま
た見掛け密度が低下するようになる。

【００１０】本発明のフェノール樹脂成形材料は、基材
としてガラス繊維と綿織物粉砕物を配合した樹脂材料を
使用しているが、これらの基材はともに疲労強度を向上
させ、殊にガラス繊維が疲労強度の向上に寄与し、綿織
物粉砕物が耐摩耗性の向上に寄与している。従って、こ
れらの基材を適量配合することにより、疲労強度及び耐
摩耗性の優れたフェノール樹脂成形材料を得ることがで
きる。

【００１１】本発明は、（ｄ）ポリエチレンワックス
を、（ａ）フェノール樹脂、（ｂ）ガラス繊維及び
（ｃ）綿織物粉砕物を溶融混練し、冷却し粉砕した後に
添加混合することを特徴とする。ポリエチレンワックス
が混合される前のフェノール樹脂成形材料は、１１０℃
における溶融粘度が１〜５×１０³ Ｐａ・ｓ程度であ
り、一般の木粉を充填材としたフェノール樹脂成形材料
と同等の溶融粘度を有する。ポリエチレンワックスが混
合された後では１１０℃における溶融粘度が１〜９×１
０² Ｐａ・ｓ程度に低下する。これは、フェノール樹脂
成形材料が低粘度になるのではなく、粘度測定器の壁面
とフェノール樹脂成形材料の界面にポリエチレンワック
スが存在することにより滑り効果が生じ、見掛けの粘度
を下げる作用があるからである。

【００１２】従って、ポリエチレンワックスは、射出成
形機シリンダ内で成形材料が可塑化計量される際にスク
リューとシリンダ壁から受けるせん断による発熱を軽減
する。そして、射出時に成形材料の見掛けの粘度を下げ
るため低圧成形が可能となり、クッション成形が実現さ
れる。また、１５０〜２００℃ではフェノール樹脂成形
材料の硬化を妨げない。このため、低圧成形時の金型内
では、成形品の残留応力が少なく、また金型内での溶融
粘度は一般のフェノール樹脂成形材料と同様であり、配
向が生じにくい。これらのことから、成形時バリの発生
が少なく、成形品の寸法性能が良好である。

【００１３】ポリエチレンワックスの数平均分子量は３
００〜３０００の範囲が好ましく、その添加量は、通
常、他の材料の合計１００重量部に対して、０．１〜
１．０重量部配合して用いられる。数平均分子量が３０
０より小さいと見掛けの粘度を下げる効果が小さく、３
０００より大きいと成形品の外観が悪くなる。添加量
が、０．１重量部より少ないと上述の作用が小さく、
１．０重量部より多いと材料の滑りが大きく可塑化計量
が困難となる。

【００１４】また、本発明のフェノール樹脂成形材料に
は、更に木粉、パルプ粉、各種織物粉砕物、フェノール
樹脂積層板や成形品の粉砕物などの有機充填材、タル
ク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、カーボンなどの
無機充填材を１種以上を用いることができる。本発明の
フェノール樹脂成形材料中の配合割合は、樹脂成分が２
０〜７０重量％、充填材が８０〜３０重量％である。ま
た、本発明のフェノール樹脂成形材料には、更に滑剤、
着色剤、硬化促進剤、難燃剤などの各種添加剤を適宜配
合することができる。

【００１５】本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂
成分、充填材、その他の添加剤を配合し、ロール、２軸
混練機などで混練し、冷却後粉砕してから、ポリエチレ
ンワックスをミキサーなどで混合して製造することがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。表１に
示す配合量（重量部）にて、加熱ロールにより混練して
フェノール樹脂成形材料を得た。なお、ポリエチレンワ
ックスは、数平均分子量１０００のものを使用した。

【００１７】

【表１】

【００１８】（測定方法）１．溶融粘度：島津フローテスター（島津製作所ＣＦＴ
−５００Ｃ）によって１１０℃での成形材料の粘度を測
定した。２．重量変動率：射出成形で得られた成形品の重量変動
率（測定個数ｎ＝１００）を測定したものを示した。重量変動率＝（１００個の標準偏差／平均重量）×１０
０（％）３．疲労強度：ＪＩＳＫ６９１１による曲げ強さの測
定方法において、荷重を６Kgf とし、試験片に繰り返し
荷重を加えて、破壊するまでの回数を示した。４．耐摩耗性：鈴木式摩耗評価で、フェノール樹脂成形
品と金属（Ｓ−５５Ｃ）を摺動させ、金属の摩耗量を示
した。（単位：ｍｇ、荷重：５kgf/cm²、周速：１００m
m/秒、試験時間１時間）５．寸法精度：φ５０ｍｍの円盤を成形し、その真円度
を三次元測定器で測定し、真円度が０．１ｍｍ未満を
○、０．１ｍｍ以上を×とした。なお、疲労強度、耐摩
耗性及び寸法精度試験用成形品は、トランスファー成形
（１７５℃、３分）にて作製した。

【００１９】

【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、本
発明の製造方法により得られたフェノール樹脂成形材料
は、射出成形において成形品重量変動率が小さく、成形
品の寸法精度、疲労強度及び耐摩耗性に優れている。こ
のため、自動車等の機構部品に適している。また、射出
成形時にシリンダ内での見掛けの粘度が低いため、一般
に熱可塑性樹脂成形材料の射出成形に用いられる逆流防
止リングを設けたスクリューを備えた成形機によっても
成形できる。また、低圧で成形できるため、バリの発生
を抑えることが出来る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）フェノール樹脂、（ｂ）ガラス繊
維及び（ｃ）綿織物粉砕物を溶融混練し、冷却後粉砕し
た後に、（ｄ）ポリエチレンワックスを混合することを
特徴とするフェノール樹脂成形材料の製造方法。
【請求項２】（ｄ）ポリエチレンワックスの量が、他
の材料の合計量１００重量部に対して０．１〜１．０重
量部である請求項１記載のフェノール樹脂成形材料の製
造方法。