JP2002275349A

JP2002275349A - フェノール樹脂成形材料

Info

Publication number: JP2002275349A
Application number: JP2001075890A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugizaki; 敦杉崎; Koji Koizumi; 浩二小泉; Takayuki Matsumoto; 孝行松元
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れ、特に
常温及び熱時ともに高い機械的強度を有するフェノール
樹脂成形材料を提供すること。【解決手段】成形材料全体に対して、ノボラック型フ
ェノール樹脂を２５〜６０重量％、フェノキシ樹脂を１
〜１０重量％、補強材を２５〜６５重量％含むことを特
徴とするフェノール樹脂成形材料。及び、該補強材がガ
ラス繊維であることを特徴とするフェノール樹脂成形材
料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、寸法安定
性、成形性等に優れ、特に常温及び熱時における機械的
強度に優れたフェノール樹脂成形材料に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂成形材料は耐熱性、寸法
安定性、成形性等に優れ、自動車、電気、電子等の基幹
産業分野において長期にわたり使用されている。特に最
近では、コストダウン及び軽量化等を目的に金属部品を
高強度のフェノール樹脂成形品に置換する試みが、積極
的に行われている。しかし、今後更に金属代替を進める
ためには、従来のフェノール樹脂成形材料にはない高強
度を有することがポイントとなってくる。

【０００３】高強度を達成するために、フェノール樹脂
成形材料の靭性及び強度を向上させる技術として、アク
リルニトリルブタジエンゴム（以下ＮＢＲと略す）や水
素化ＮＢＲ等のゴム成分を添加する方法やポリアミド樹
脂による変性フェノール樹脂を用いる技術が知られてい
る。例えば、特願平１１−８３４８７号公報には、フェ
ノール樹脂成形材料にポリビニルブチラールとＮＢＲと
を必須成分として含有し、該成形材料の衝撃強度、靭性
及び、静的強度を向上させる方法が開示されている。

【０００４】特開平１０−３６４６８号公報には、フェ
ノキシ樹脂３〜２５重量％、フェノール２〜２５重量
％、酸性触媒２〜１０重量％、及びレゾール型フェノー
ル樹脂６５〜７５重量％が配合され、特定の工程により
得られたフェノキシ樹脂で強化された改質フェノール樹
脂に関する記述がある。この技術は、フェノキシ樹脂と
フェノールをあらかじめ混合し、この混合物にさらに酸
性触媒を混合する。この触媒の混合された混合物と、レ
ゾール型フェノール樹脂とを混合し目的の改質フェノー
ル樹脂を得るものである。このため、工程が多く経済的
に不利であることが予想される。この公報にはノボラッ
ク型フェノール樹脂とフェノキシ樹脂の混合に関する記
述は一切なく、本発明とは異なる。

【０００５】また、特開平３−１０５９３２号公報には
熱硬化性樹脂２０〜８０重量部とフェノキシ樹脂２０〜
８０重量部との混合物を必須とするシート状接着剤、特
開平７−２０７２２２号公報には(Ａ)フェノキシ樹脂１
５〜１００重量部、(Ｂ)エポキシ樹脂０〜８５重量部、
(Ａ)+(Ｂ)１００重量部に対し、フェノールホルムアル
デヒド樹脂１〜５０重量部を有機溶剤中に分散ないしは
溶解させてなる塗料組成物、特開平７−２４２７１４号
公報にはフェノキシ樹脂とフェノール系樹脂の予備結合
物に不飽和脂肪族カルボン酸共重合体をグラフトさせた
重合物を含む水性樹脂分散体、などの技術が開示されて
いる。しかし、これらの技術はいずれも、接着性や、加
工性、密着性等の塗料特性を改善したものであり、本発
明のフェノール樹脂成形材料の機械的強度向上とは主旨
も効果も異なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐熱
性、寸法安定性、成形性等に優れ、特に常温及び熱時と
もに高い機械的強度を有するフェノール樹脂成形材料を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）成形材
料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂を２５〜
６０重量％、フェノキシ樹脂を１〜１０重量％、補強材
を２５〜６５重量％含むことを特徴とするフェノール樹
脂成形材料、（２）及び、該補強材がガラス繊維である
ことを特徴とするフェノール樹脂成形材料である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるフェノキシ樹
脂とは、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンから製
造される、下式の繰り返し単位を有するビスフェノール
Ａ型樹脂である。

【０００９】

【化１】

【００１０】本発明で用いるフェノキシ樹脂の数平均分
子量は、１０万以下のものが好ましい。数平均分子量が
1０万以上であると混練中の粘度上昇により、作業性の
低下や成形性が悪くなる。また、上記構造を有するがｎ
≦１５のエポキシ樹脂の添加は、ノボラック型フェノー
ル樹脂の異常硬化の原因となり、成形材料の強度が発現
せず、成形性も悪い。フェノキシ樹脂とノボラック型フ
ェノール樹脂は相溶し、混合物のガラス転移温度が低下
することが知られている。これは、フェノキシ樹脂の分
子鎖がフェノール樹脂の自己会合した分子鎖の中に取り
込まれ、系全体の全水素結合性を低下させることによ
り、自由体積を増大させ、分子の可動性が増すためと考
えられている。

【００１１】このことにより、硬化後の成形材料にも柔
軟性を付与することが可能になると考えられる。また本
発明の範囲の配合量であれば、弾性率の低下がなく、伸
びが付与されることから成形材料の強度が向上したと考
えられる。本発明で用いるフェノキシ樹脂の配合量は、
成形材料全体に対して１〜１０重量％である。好ましく
は、３〜７重量％である。１重量％未満では、フェノキ
シ樹脂の添加による成形材料の伸びが発現されず、機械
的強度向上が不十分である。１０重量％以上では、機械
的強度の低下、耐熱性の低下を招くようになる。

【００１２】フェノキシ樹脂のフェノール樹脂成形材料
に対する添加方法は、特に制限されることはなく、フェ
ノール樹脂とフェノキシ樹脂を加圧ニーダー、ロール、
コニーダー、２軸押出し機等の混練機を用いてあらかじ
め溶融混練した後に使用してもよいし、フェノール樹脂
成形材料を混練する際に、フェノキシ樹脂を添加しても
よい。

【００１３】本発明で用いる補強材としては、ガラス繊
維、ロックウール、カオリンウール又は炭素繊維、アラ
ミド繊維、メリヤス布、パルプ等の無機又は有機繊維を
用いることができる。その他、木粉、ヤシガラ粉、モミ
殻粉、トウモロコシ粉、合板粉末、樹脂製成形品粉末、
パルプ粉等の有機質基材及び炭酸カルシウム、クレー、
タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム、雲母、アスベストケイソウ土等を用い
てもよい。これらの中で、補強材はガラス繊維であるこ
とが好ましい。

【００１４】本発明で用いるガラス繊維としては、従来
強化ガラス繊維として使用されているＥガラス、Ｓガラ
ス、Ｄガラス、高弾性率ガラス等のガラス繊維を用いる
ことができる。中でも強度向上及びコストの面からＥガ
ラスを用いることが好ましい。さらに、これらガラス繊
維表面にシランカップリング剤で処理したガラス繊維を
用いることが好ましい。シランカップリング剤として
は、従来公知のものが適宜使用できる。例えば、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
３（又は２）−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジ
メチル−ブチリデン）プロピルアミンの加水分解縮合
物、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエ
トキシシラン、両末端にアルコキシシリル基を持ったア
ミノシラン等が挙げられる。これらシランカップリング
剤のいずれかを１種類または２種類以上組み合わせて用
いて良い。このガラス繊維は、長繊維であっても短繊維
であってもよい。また、ガラス繊維の形状は、特に制限
されるものではなく、例えばチョップドストランド、ミ
ルドファイバー、チョップドマット、ロービング、織
布、不織布等が挙げられる。

【００１５】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れるマトリックスのノボラック型フェノール樹脂はフェ
ノール類とホルムアルデヒド供給物質とを酸触媒の存在
下で反応させて得られたノボラック型フェノール樹脂で
あり、特に限定されるものではない。

【００１６】ガラス繊維の配合量は、成形材料全体に対
して２５〜６５重量％である。好ましくは、成形材料全
体に対して４０〜６０重量％である。２５重量％未満で
は、成形材料の機械的強度向上が不十分であり、また寸
法変化が大きくなる。６５重量％以上では、成形性が悪
くなり実用上問題となる場合がある。

【００１７】本発明のフェノール樹脂成形材料には、本
発明の効果を損なわない範囲で目的、用途に応じ、着色
剤、離型剤、導電剤、無機基材、カップリング剤、溶剤
等を配合することができる。混練方法としては、ロー
ル、コニーダー、２軸押出し機等の混練機を用いて単独
又は併用して混練することができる。成形方法として
は、トランスファー成形、コンプレッション成形、イン
ジェクション成形等の成形方法によって成形することが
できる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例によって限定されるものでは
ない。実施例及び比較例で使用される原料としては、（１）フェノール樹脂成形材料のマトリックス樹脂：ノ
ボラック型フェノール樹脂（２）フェノキシ樹脂：ＰＫＨＨＭｎ＝２３，００
０，Ｍｗ＝４８，０００［ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ
社製］（３）硬化剤：ヘキサメチレンテトラミン（４）ガラス繊維１：Ｅガラス繊維(無処理) [日東紡績(株)製基準繊維径１０±１．５μｍ平均
繊維長９０μｍ] （５）ガラス繊維２：アミノシラン処理ガラス繊維、す
なわち、ガラス繊維１をγ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン（ＫＢＥ−９０３[信越シリコーン(株)製] ）
１重量％水溶液に、室温にて浸漬した後、１００℃にて
加熱乾燥しガラス繊維２を得た。

【００１９】混練方法としては、表１記載の成分をドラ
イブレンドし、ロールにて混練した。曲げ試験片の作製
には、トランスファー成形機を用いた。各種特性評価に
ついては、下記に基づいて実施した。（１）曲げ試験：常温試験：ＪＩＳＫ７２０３規格に準じて測定。熱時試験：１２０℃の環境で温度以外の条件はＪＩＳ
Ｋ７２０３規格に準じて測定。（２）成形外観試験：目視により判断。（○：良好、
×：不良）これらの評価結果を表１に記す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明に従えば、常温及び熱時ともに高
い機械的強度を有するフェノール樹脂成形材料与え、自
動車、電気、電子分野における金属部品からの代替を大
幅に促進するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA06 AA07 AA09 AB06 AB08 AB09 AB10 AD15 AD42 AE01 AF03 AF04 AF06 AF11 AF21 AL01 AL02 AL11 AL16 4J002 AH003 CC041 CH082 CL063 DA016 DE076 DE236 DJ056 DL006 FA046

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形材料全体に対して、ノボラック型フェ
ノール樹脂を２５〜６０重量％、フェノキシ樹脂を１〜
１０重量％、補強材を２５〜６５重量％含むことを特徴
とするフェノール樹脂成形材料。
【請求項２】請求項１記載の補強材がガラス繊維であ
ることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。