JP2001123041A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

フェノール樹脂成形材料

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JP2001123041A
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antioxidant
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Kazumasa Yamazaki
一正 山崎
Seiji Yamaguchi
清二 山口
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Fudow Co Ltd
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Fudow Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、成形性が良好で耐熱性、機械的強度
を有し、アーク放電による絶縁劣化、や熱劣化を起こさ
ず摺動特性にすぐれており、接点開閉機構を有する絶縁
部材用として有用なフェノール樹脂成形材料を提供す
る。 【構成】ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェ
ノール樹脂および有機質基材を主成分として含有するフ
ェノール樹脂成形材料において、難燃剤および酸化防止
剤を配合してなるフェノール樹脂成形材料である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク放電による絶縁
劣化、熱劣化がなく優れた耐アーク性、耐トラッキング
性を示し、摺動特性にすぐれ、良好な成形性を有するフ
ェノール樹脂成形材料に関する。本発明のフェノール樹
脂成形材料は、フェノール樹脂および有機質基材を主成
分として含有するフェノール樹脂成形材料において、難
燃剤および酸化防止剤を配合することを特徴とするフェ
ノール樹脂成形材料に関し、配線用遮断器、電磁継電
器、電磁接触器等の電気接点開閉機構を有する開閉器の
クロスバー、スイッチ部材などの絶縁用部材の成形材料
として有用な材料である。
【0002】
【従来の技術】フェノール樹脂成形材料は、一般に、耐
熱性、機械的特性、電気的特性にすぐれており、電子、
電気部品、自動車部品、その他の部品に広く利用されて
きており、フェノール樹脂成形材料は、上記の特性を有
していることから配線用遮断器、電磁継電器、電磁接触
器等の電気接点開閉機構を有する開閉器のクロスバー、
スイッチ部材などの絶縁用部材の成形材料としても用い
られてきている。
【0003】しかしフェノール樹脂は耐アーク性、耐ト
ラキッング性に問題があり、これらの問題点や欠点を解
決するものとして種々の方法が提案されている。例え
ば、機械的特性を有し耐磨耗性、さらには耐トラッキン
グ性や耐アーク性を付与した材料として、例えば特開平
7−292222号にはメラミン樹脂とレゾール型フェ
ノール樹脂にガラス繊維を混合した成形材料が示されて
いる。また特開平8−283534号にはメラミン樹
脂、フェノール樹脂、NBR、及び無機質充填材からな
る成形材料が示されており、特開平9−169890号
には耐アーク性、耐トラッキング性材料としてメラミン
樹脂にレゾール型フェノール樹脂、水酸化アルミニウム
及び積層板粉砕物を配合したメラミン変性フェノール樹
脂成形材料が示されている。このようにフェノール樹脂
に機械的特性を有し、耐アーク性や耐トラッキング性を
付与する手段としてはメラミン樹脂を配合することが多
く行われている。
【0004】またフェノール樹脂成形材料に難燃化剤と
して結晶水を有する特定の無機化合物を充填剤として配
合する手段も知られている。(例えば特開平9−168
87号、特開平9−291194号、特開平9−263
655号等)その他に耐アーク性を示すものとして、特
開平11−43585号には尿素樹脂を有機主成分材料
とし、これに尿素樹脂以外の熱硬化性樹脂を有機充填材
として用いた成形材料が開示されている。
【0005】また特開平11−3648号には、ガラス
繊維を補強材とし特定の配合比で特定の無機質充填剤を
配合したフェノール樹脂成形材料を使用した機械的強
度、高温クリープ特性に優れたクロスバーを備えた電磁
開閉器が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】機械的特性、耐熱性等
の特性を付与するために充填材としてガラス繊維等の無
機質充填材が多用されているが、この場合は摺動特性が
劣る欠点がある。一方、有機質充填材を使用した材料に
おいては摺動特性や機械的特性はよいものの反面耐熱性
等に劣るという問題がある。
【0007】本発明は、補強材として有機質基材を使用
したフェノール樹脂成形材料において、機械的特性、耐
熱性を有し、アーク放電による絶縁劣化、熱劣化がな
く、かつ摺動特性にすぐれたフェノール樹脂成形材料を
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、フ
ェノール樹脂および有機質基材を主成分として含有する
フェノール樹脂成形材料において、難燃剤0.5〜5.
0重量部および酸化防止剤3.0〜10.0重量部を配
合することを特徴とするフェノール樹脂成形材料に関す
るものである。
【0009】
【発明の実施態様】本発明のフェノール樹脂成形材料
は、フェノール樹脂と、有機質基材である織布砕片およ
び織布粉末をそれぞれ15〜30重量部,5〜10重量
部と、難燃剤難燃剤0.5〜5.0重量部および酸化防
止剤3.0〜10.0重量部を添加し、その他成形材料
に添加される離型剤その他の添加剤を添加した混合、混
練して得られる。
【0010】本発明のフェノール樹脂成形材料の調製
は、フェノール樹脂、有機質基材、難燃剤、酸化防止剤
およびその他の添加剤からなる混合物を、ヘンシェルミ
キサーやスーパーミキサーの如き回転翼を備えた攪拌式
混合機により、所望に応じてメタノールのような有機溶
媒を添加しながら混合、混練し粒状化して成形材料とす
る。有機溶剤を添加しながら混合、混練し粒状化した場
合は、粒状化後通常熱風循環式乾燥機などにより乾燥さ
れる。乾燥は通常80〜110℃の温度範囲で、数分か
ら数十分行われる。
【0011】本発明のフェノール樹脂成形材料を成形し
た成形品は、機械的特性、耐熱性を有し、アーク放電に
よる絶縁劣化、熱劣化がなく、かつ摺動特性にすぐれて
おり、特に配線用遮断器、電磁継電器、電磁接触器等の
電気接点開閉機構を有する開閉器のクロスバー、スイッ
チ部材などの絶縁用部材の成形材料として有用である。
【0012】本発明のフェノール樹脂成形材料におい
て、フェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂、
レゾール型フェノール樹脂いずれも使用することができ
るが、特に機械的特性、耐熱性、さらに成形性を考慮し
バランスのとれた成形材料とするには、ノボラック型フ
ェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂を併用するこ
とが好適である。この場合、ノボラック型フェノール樹
脂は5〜30重量部、レゾール型フェノール樹脂は20
〜55重量部が使用される。フェノール樹脂としては一
般的には通常のフェノール樹脂が使用されるが、変性フ
ェノール樹脂も使用することができる。この場合通常の
フェノール樹脂の一部を変性フェノール樹脂に置き換え
て使用することができる。
【0013】本発明のフェノール樹脂成形材料におい
て、ノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノー
ル樹脂は、上記の範囲内において重量比でノボラック型
フェノール樹脂/レゾール型フェノール樹脂は2/8〜
5/5の割合で使用される。フェノール樹脂として、ノ
ボラック型フェノール樹脂が50重量%を超える場合あ
るいはノボラック型フェノール樹脂を単独で使用した場
合は所望とする機械的特性等が得られ難く、また硬化剤
として使用されるヘキサメチレンテトラミンに由来する
アンモニアガスによる腐食が発生し、電気的特性に悪影
響を与え易くなり特に電気絶縁部材として使用するのに
は好ましくない。一方レゾール型フェノール樹脂の割合
が、上記比率を超える量で多量に使用した場合には、成
形性、あるいは保存安定性などに問題があり実用上好ま
しくない。また上記フェノール樹脂を液状として使用す
ることもでき、この場合は一般には固形分濃度50〜8
0%の濃度で使用される。
【0014】有機質基材は、織布砕片と織布粉末とが併
用される。これらはそれぞれ15〜30重量部、5〜1
0重量部が使用される。織布粉末を使用しない場合には
成形性が低下し、また織布粉末の使用量が上記範囲より
多量に使用された場合には機械的強度が低下し好ましく
ない。また有機質基材中織布砕片と織布粉末は、織布砕
片/綿布粉末の比が3/1〜5/1(重量比)で使用さ
れるのが好ましい。
【0015】本発明のフェノール樹脂成形材料において
は、難燃剤と酸化防止剤を併用すことが必須である。こ
れらのいずれか一方を使用しない場合は、アーク放電に
よる絶縁劣化、あるいは熱劣化が起こり成形品が灰化し
たり、ひび割れ、亀裂を生じたりし、耐電気絶縁性、耐
熱性が低下し目的が達成されない。
【0016】本発明に使用される難燃剤は、赤リンのよ
うなリン化合物、ほう酸亜鉛のようなほう酸塩、水酸化
アルミニウムのような水酸化物から選ばれる化合物が使
用されるが、これらのうち赤リンが最も好適である。こ
れら難燃剤は、通常0.5〜5重量部が使用され、0.
5重量部よりも少ない場合には目的とする耐アーク性、
耐トラッキング性等の所期の特性得られず、一方5重量
部を超える多量の場合は機械的特性の低下を招き好まし
くない。耐アーク性、耐トラッキング性等の特性および
機械的特性等のバランスのとれた成形材料とするには、
1.5〜3.5重量部の範囲で使用するのが好ましい。
【0017】本発明において使用される酸化防止剤は、
フェノール樹脂に使用されるもの、たとえばアミン系酸
化防止剤、リン系酸化防止剤およびイオウ系酸化防止剤
が使用されるが、これらのうちフェノール系酸化防止剤
およびアミン系酸化防止剤が好適に使用され、特にアミ
ン系酸化防止剤が好適である。フェノール系酸化防止剤
としては、2−メルカプトベンツイミダゾール(商品
名、ノンフレックスMB(精工化学株式会社)、ノクラ
ックMB(大内新興化学工業株式会社))等の市販のも
のが例示される。また、アミン系酸化防止剤としては、
4,4' −ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニ
ルアミン(商品名、ノンフレックスDCD,ノンフレッ
クスDBD(精工化学株式会社)、ノクラックCD(大
内新興化学工業株式会社))、p−(p−トルエンスル
ホンアミド)ジフェニルアミン(商品名、ノクラックT
D 大内新興化学工業株式会社)などの市販の酸化防止
剤が例示される。
【0018】本発明の成形材料において、酸化防止剤は
通常、3.0〜10.0重量部が使用される。この範囲
より少量の使用量では効果が発現せず、10.0重量部
を超える多量を使用した場合には機械的特性の低下を招
き好ましくなく耐アーク性、耐トラッキング性等の特性
および機械的特性等のバランスのとれた成形材料とする
には、3.0〜6.0重量部が好ましい。
【0019】本発明のフェノール樹脂成形材料には、硬
化剤、硬化助剤、離型剤、その他フェノール樹脂成形材
料に使用される添加剤が適宜使用される。本発明のフェ
ノール樹脂成形材料は射出成形に好適に使用されるが、
圧縮成形およびトランスファー成形用の成形材料として
も使用することができる。
【0020】以下に本発明の実施例および比較例を示
す。
【0021】実施例1〜3、比較例1〜2 表1に示した処方により、ノボラック型フェノール樹
脂、レゾール型フェノール樹脂、有機質基材、難燃剤、
酸化防止剤、および硬化剤、離型剤などのその他の添加
剤らなる混合物を、ヘンシェルミキサーに投入し、約8
0℃の加温下に、15〜20分間攪拌下に混合、混練し
て粒状化し成形材料とした。この材料を、金型温度17
0℃で成形して所定の物性測定試験片を作製した。 (以下 余白)
【0022】
【表1】
【0023】(注)表1において、「350 ℃-4hrs 後」
の外観は、JIS K6911吸水率測定用試験片によ
る外観目視判定した。「○」は、灰化、ひび割れなし、
「△」は、一部灰化またはひび割れ、「×」は、完全に
灰化、
【0024】各物性の測定は、JIS K6911およ
びUL94に準じて測定した。1)はシャルピー衝撃強さ
(ノッチ付き)。2)は13mm(H)×13mm(W)
×20mm(L)の試験片によりJISK6911に準
じて測定した。3)は80mm(H)×10mm(W)×
4mm(L)の試験片によりUL94に準じ垂直燃焼試
験法により残炎時間を測定した。
【0025】実施例4〜6、比較例3〜4 表2に示した処方により、ノボラック型フェノール樹
脂、レゾール型フェノール樹脂、有機質基材、難燃剤、
酸化防止剤、および硬化剤、離型剤などのその他の添加
剤らなる混合物を、ヘンシェルミキサーに投入し、約8
0℃の加温下に、15〜20分間攪拌下に混合、混練し
て粒状化し成形材料とした。物性測定用試験片は上記実
施例と同様に作製した。また物性測定等は表1における
と同様に行った。 (以下余白)
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明のフェノール樹脂成形材料は、成
形性がよく、しかも機械的強度、耐熱性を有しており、
アーク絶縁劣化、あるいは熱劣化を起こさず摺動特性に
すぐれており、電気の入切りするための接点開閉機構を
有する絶縁部材用の材料として有用な成形材料である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 5/17 C08K 5/17 5/36 5/36 5/49 5/49 7/02 7/02 H01H 49/00 H01H 49/00 K

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノール樹脂および有機質基材を主成
    分として含有するフェノール樹脂成形材料において、難
    燃剤0.5〜5.0重量部および酸化防止剤3.0〜1
    0.0重量部を配合することを特徴とするフェノール樹
    脂成形材料。
  2. 【請求項2】 難燃剤がリン化合物、ほう酸塩、水酸化
    化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴と
    する請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  3. 【請求項3】 難燃剤が赤リンであることを特徴とする
    請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  4. 【請求項4】 難燃剤がほう酸塩であることを特徴とす
    る請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  5. 【請求項5】 難燃剤が水酸化アルミニウムであること
    を特徴とする請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  6. 【請求項6】 酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤、
    アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤およびイオウ系
    酸化防止剤から選ばれる1種であることを特徴とする請
    求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  7. 【請求項7】 酸化防止剤がアミン系酸化防止剤である
    ことを特徴とする請求項1記載のフェノール樹脂成形材
    料。
  8. 【請求項8】 酸化防止剤がフェノール系酸化防止剤で
    あることを特徴とする請求項1記載のフェノール樹脂成
    形材料。
  9. 【請求項9】 フェノール樹脂として、ノボラック型フ
    ェノール樹脂が5〜0重量部およびレゾール型フェノ
    ール樹脂が20〜55重量部使用することを特徴とする
    請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  10. 【請求項10】 ノボラック型フェノール樹脂/レゾー
    ル型フェノール樹脂の比(重量比)が2/8〜5/5で
    あることを特徴とする請求項9記載のフェノール樹脂成
    形材料。
  11. 【請求項11】 有機質基材が織布砕片および綿布粉末
    でありこれらが成形材料中20〜40重量%含有するこ
    とを特徴とする請求項1記載のフェノール樹脂成形材
    料。
  12. 【請求項12】 有機質基材中織布砕片が15〜30重
    量%で、綿布粉末が5〜10重量%であることを特徴と
    する請求項11記載のフェノール樹脂成形材料。
  13. 【請求項13】 織布砕片/綿布粉末の比(重量比)が
    3/1〜5/1であることを特徴とする請求項12記載
    フェノール樹脂成形材料。
  14. 【請求項14】 請求項1〜請求項13のいずれかに記
    載のフェノール樹脂成形材料によって成形された接点周
    辺部の絶縁部材を備えた電磁開閉器。
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Cited By (4)

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