JP2004277436A

JP2004277436A - Phenolic resin molding material for molding insert molded product

Info

Publication number: JP2004277436A
Application number: JP2003066548A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Kimura; 康孝木村
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phenolic resin molding material which can obtain a molded product having reduced flashes in the insertion part while maintaining heat stability and filling properties. <P>SOLUTION: The phenolic resin molding material comprises a phenolic resin and a filler, and ≥50 wt.% filler has a particle diameter of 30-50 μm and ≥80 wt.% filler has a particle diameter of 10-70 μm, and it is preferred that as a ratio to the entire molding material, the phenolic resin is 15-65 wt.% and the filler is 35-85 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート成形体成形用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、電気的特性、機械的特性、寸法安定性などのバランスに優れ、電機部品を初めとして広範囲の分野に利用されている。最近、アルミ端子や金属タップ等のインサート物と一体成形した成形体が増えてきている。その理由として成形体形状の自由度が高いという樹脂の特徴を活かしつつ樹脂では強度的に不足な箇所をインサート物で補強する場合と、成形体に取り付けしていた部品を樹脂と一体成形することで取り付け等の工数が削減できることが挙げられる。一般にこのような成形体は、金型にインサート物を挿入後、樹脂を流入することで成形される。このとき、インサート物と金型挿入部との間に１０〜５０μｍ程度の間隙が生じるが、この間隙に溶融した樹脂が入り込みインサート物に覆い被さること（バリ）が懸念される。その場合、インサート物と金型挿入部の間隙を小さくし樹脂の流入を抑制する（バリを防止する）か、あるいは成形体を後処理してバリを取り除くことが行われる。前者は間隙を小さくするにはインサート物の高度の寸法精度が必要となるが高精度になるほどコスト高になること、後者はインサート物に傷をつける危険性があり形状によっては加工できない場合がある。
【０００３】
フェノール樹脂成形材料は、多くの場合、９０〜１２０℃で可塑化された状態から１７０〜１９０℃に加熱された金型内に射出される際に、成形材料温度が上昇して粘度が著しく低下するためにインサート物と金型挿入部の間隙に流れ込みやすいと考えられる。
【０００４】
樹脂の流入を抑制するためには、成形材料の硬化性を向上させて金型内での粘度を上昇させる方法が採られることが多いが、成形材料の硬化性を向上させると、シリンダー内での熱安定性が低下するという問題を起こすことが多い。これまでにノボラック型フェノール樹脂を用いたフェノール樹脂成形材料の硬化時間を短縮するために様々の改良が行われており、たとえば、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とフタル酸、安息香酸、及びサリチル酸等の各種カルボン酸、パラトルエンスルホン酸、及びベンゼンスルホン酸等の各種スルホン酸等の酸性物質を樹脂組成物に混合する方法などが挙げられる。しかし、この方法では硬化時間の短縮することはできるが、シリンダー内での熱安定性が低下する問題が生じていた。
【０００５】
また、前述の酸性物質と塩基性物質の複合塩を樹脂組成物に混合する方法、通常のランダムノボラック樹脂の代わりにハイオルトノボラック樹脂を使用する方法等が挙げられる。しかしこれらの方法でも、硬化時間の短縮することはできるが、シリンダー内での熱安定性が低下する問題が生じていた。一方、成形方法として金型温度を高くして成形材料の硬化を速くする方法も充填不良を起こしやすい。また、インサート成形に適したフェノール樹脂成形材料については、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３１１０３６号公報
【０００７】
【問題が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するために種々検討した結果なされたものであり、その目的とするところは、熱安定性を維持した上で、厚みが１〜５０μｍ程度の間隙への樹脂の流入が少なくインサート成形体成形用フェノール樹脂成形材料に関するものである。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）及び（２）に記載の本発明により達成される。
（１）フェノール樹脂、及び充填材を含有し、前記充填材の５０重量％以上が粒径３０〜５０μｍの範囲内にあり、かつ、前記充填材の８０重量％以上が粒径１０〜７０μｍの範囲内にあることを特徴とするインサート成形体成形用フェノール樹脂成形材料。
（２）成形材料全体に対する割合が、フェノール樹脂１５〜６５重量％、及び充填材３５〜８５重量％である前記（１）に記載のフェノール樹脂成形材料。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるフェノール樹脂（ａ）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があるが特に限定されるものでない。これらは、単独或いは併用して用いることができるが、ノボラック型フェノール樹脂の場合、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンの配合量は、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対し１０〜２０重量部が望ましい。一方、レゾール型フェノール樹脂は自硬性の樹脂であり単独でも硬化させることができるが必要によりヘキサメチレンテトラミンと併用しても良い。フェノール樹脂は成形材料全体に対して１５〜６５重量％の割合で配合することが好ましい。より好ましくは、２５〜５５重量％である。前記下限値未満であると成形材料化が困難になる傾向があり、前記上限値をこえると樹脂流入の抑制効果が小さくなる傾向がある。
【００１０】
本発明で用いられる充填材（ｂ）は、３０〜５０μｍの粒径範囲に充填材全体の５０重量％以上が分布し、かつ１０〜７０μｍの粒径範囲に充填材全体の８０重量％以上が分布するものを使用する。このことによって成形時にバリの発生が抑えられるが、その理由は、成形材料が金型内で溶融し粘度が低下して、バリが形成されるインサート物と金型挿入部の間隙に到達する時点でも、前記粒度分布を有する充填材が成形材料内に密に充填されていて、いわゆる石垣のような構造となるためにインサート物と金型挿入部の間隙に成形材料が流れ込みにくくなるためであると考えられる。充填材（ｃ）は一種類でもよく、多種類を組み合わせ、上記の粒度の調整して使用することも可能である。
【００１１】
充填材の粒径が１０μｍ未満のものあるいは７０μｍを超えるものが多くなると、充填材粒子の密な充填構造が崩れバリ低減効果を発現するだけの強固な石垣構造とすることが困難となる。さらに、粒径３０〜５０μｍのものはバリ低減効果が大きい。従って、本発明において、バリ低減効果を最大限発現させるために、充填材は、３０〜５０μｍの粒径の範囲に充填材全体の５０重量％以上が分布し、かつ１０〜７０μｍの粒径の範囲内に充填材全体の８０重量％以上が分布するものである。３０〜５０μｍの範囲における充填材の割合が充填材全体の５０重量未満の場合、厚み１０〜５０μｍバリが形成されるインサート物と金型挿入部の間隙に充填材粒子が入り込む確率が大きくなり、バリ防止効果が低下するようになる。また、１０〜７０μｍの粒径の範囲内に粒子の８０重量％未満が分布する場合も、充填材粒子の充填性が低下するため、バリ防止効果が低下するようになる。
本発明において充填材としては、木粉、合板粉、成形体の粉砕物等の有機充填材や、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、ガラスビーズ等の無機充填材の１種以上が使用できる。
【００１２】
本発明において、上記各成分の他に、通常のフェノール樹脂成形材料と同様に、滑剤、着色剤、硬化助剤、難燃剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。
本発明のフェノール樹脂成形材料は、通常の方法により製造される。即ち、上記の各成分を所定の配合割合で混合し、加熱ロール、コニーダ、二軸押出機を使用して加熱溶融混練した後、冷却、粉砕することにより得られる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００１４】
（充填材の調製）
フェノール樹脂成形材料を射出成形または移送成形する際に発生するスプルー、ランナーをハンマーミルで粗粉砕した後、ボールミルで粉砕したものを篩分し、表１に示す粒径に調整し、充填材Ａ、Ｂ、及びＣを得た。
【００１５】
【表１】

【００１６】
実施例１、２、３
フェノール樹脂としてノボラック型フェノール樹脂、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン、充填材として表１に示す充填材Ａ、Ｂ及びＣを単独または併用し、硬化助剤として水酸化カルシウム、その他の添加剤として滑剤、着色剤を表２に示す割合で配合し、１１０℃でのラボプラストミルのトルクで２．５ｋｇ・ｍになるまで加熱ロールで混練し粉砕して成形材料を作製した。
【００１７】
比較例１、２
フェノール樹脂としてノボラックフェノール樹脂、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン、充填材として表１に示す充填材Ａ、Ｂ及びＣを単独または併用し、硬化助剤として水酸化カルシウム、その他の添加剤として滑剤、着色剤を表２に示す割合で配合し、１１０℃でのラボプラストミルのトルクで２．５ｋｇ・ｍになるまで加熱ロールで混練し粉砕して成形材料を作製した。
【００１８】
得られた成形材料について充填性、熱安定性及びバリ発生を評価した。これらの結果を表２下欄に示す。
【表２】

【００１９】
（使用した材料）
ノボラック型フェノール樹脂：住友ベークライト製ＰＲ−５１４７０
滑剤：ステアリン酸
着色剤：カーボンブラック
硬化助剤：水酸化カルシウム
【００２０】
（測定方法）
射出成形の条件：試作型（金型温度１７５℃、成形体形状：縦１００ｍｍ、横７０ｍｍ、厚み４ｍｍ）を用い、金型内の樹脂圧が３００ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件で射出した。
（１）熱安定性：上記の条件による１時間の連続射出成形の可否で判定した。シリンダー温度は約９０℃である。連続射出成形できた場合を○、できなかった場合を×とした。
（２）充填性：上記の条件で射出したときの充填性で評価した。１００％充填したときを○、しないときを×とした。
（３）バリ発生：３０μｍ厚及び５０μｍ厚のエアベント（いずれも幅５ｍｍ）に発生するバリの長さで評価した。
【００２１】
各実施例で得られた成形材料は、比較例の場合に比べて、射出成形時において、熱安定性及び充填性を低下させずに、３０μｍ厚及び５０μｍ厚のバリを効果的に低減することができた。
【００２２】
【発明の効果】
上記の実施例からも明らかなように、本発明のインサート成形体成形用フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂と特定の粒径分布を有する充填材を使用していることから、インサート成形において、熱安定性、充填性を維持したままで、インサート部にバリの少ない成形体を得ることが可能となる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a phenolic resin molding material for molding an insert molded body.
[0002]
[Prior art]
Phenolic resin molding materials have an excellent balance of heat resistance, electrical properties, mechanical properties, dimensional stability, and the like, and are used in a wide range of fields including electric components. Recently, molded articles integrally formed with inserts such as aluminum terminals and metal taps have been increasing. The reason for this is that, while taking advantage of the characteristics of the resin, which has a high degree of freedom in the shape of the molded body, the use of inserts to reinforce parts that are not sufficiently strong with the resin, and the case where the parts attached to the molded body are integrally molded with the resin This can reduce the number of steps for mounting and the like. In general, such a molded article is molded by inserting an insert into a mold and then flowing resin. At this time, a gap of about 10 to 50 μm is generated between the insert and the mold insertion portion, but there is a concern that molten resin may enter the gap and cover the insert (burr). In this case, the gap between the insert and the mold insertion portion is reduced to suppress the inflow of resin (to prevent burrs), or to remove the burrs by post-processing the molded body. The former requires a high degree of dimensional accuracy of the insert to reduce the gap, but the higher the accuracy, the higher the cost, and the latter may damage the insert and may not be machined depending on the shape .
[0003]
The phenolic resin molding material often rises in temperature from 170.degree. C. to 190.degree. C. in a mold heated from 170.degree. C. to 190.degree. Therefore, it is thought that it is easy to flow into the gap between the insert and the mold insertion portion.
[0004]
In order to suppress the inflow of resin, a method of increasing the viscosity in the mold by improving the curability of the molding material is often adopted. In many cases, the problem is that the thermal stability is reduced. Various improvements have been made so far to shorten the curing time of a phenolic resin molding material using a novolak type phenolic resin. For example, novolak type phenolic resin, hexamethylenetetramine and phthalic acid, benzoic acid, and salicylic acid And a method of mixing an acidic substance such as various carboxylic acids such as carboxylic acid, paratoluenesulfonic acid, and benzenesulfonic acid into the resin composition. However, although this method can shorten the curing time, there has been a problem that the thermal stability in the cylinder is reduced.
[0005]
Further, a method of mixing the above-mentioned complex salt of an acidic substance and a basic substance into a resin composition, a method of using a high ortho novolak resin instead of a usual random novolak resin, and the like can be mentioned. However, even with these methods, the curing time can be shortened, but there has been a problem that the thermal stability in the cylinder is reduced. On the other hand, as a molding method, a method of increasing the temperature of a mold to accelerate curing of a molding material also tends to cause defective filling. A phenol resin molding material suitable for insert molding is described in, for example, Patent Document 1.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-311036
[Problem to be solved]
The present invention has been made as a result of various studies in order to solve the above-described problems. The purpose of the present invention is to maintain the thermal stability and to apply the resin to a gap having a thickness of about 1 to 50 μm. The present invention relates to a phenolic resin molding material for molding an insert molded article having a small inflow.
[0008]
[Means to solve the problem]
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) and (2).
(1) It contains a phenolic resin and a filler, and 50% by weight or more of the filler has a particle size of 30 to 50 μm, and 80% by weight or more of the filler has a particle size of 10 to 70 μm. A phenolic resin molding material for molding an insert molded body, which is within the range.
(2) The phenolic resin molding material according to (1), wherein the proportion of the phenolic resin to the entire molding material is 15 to 65% by weight and the filler is 35 to 85% by weight.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The phenol resin (a) used in the present invention includes a novolak type phenol resin and a resol type phenol resin, but is not particularly limited. These can be used alone or in combination. In the case of a novolak type phenol resin, hexamethylenetetramine is used as a curing agent. The blending amount of hexamethylenetetramine is preferably 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the novolak type phenol resin. On the other hand, the resol-type phenol resin is a self-hardening resin and can be cured alone, but may be used in combination with hexamethylenetetramine if necessary. The phenol resin is preferably blended at a ratio of 15 to 65% by weight based on the whole molding material. More preferably, it is 25 to 55% by weight. If it is less than the lower limit, it tends to be difficult to form a molding material, and if it exceeds the upper limit, the effect of suppressing resin inflow tends to be small.
[0010]
In the filler (b) used in the present invention, 50% by weight or more of the entire filler is distributed in a particle size range of 30 to 50 μm, and 80% by weight or more of the entire filler is distributed in a particle size range of 10 to 70 μm. Use those that are distributed. This suppresses the generation of burrs during molding, because the molding material melts in the mold and the viscosity decreases, and the burrs reach the gap between the insert where the burrs are formed and the mold insertion portion. However, the filler having the particle size distribution is densely filled in the molding material, and the molding material has a so-called stone wall-like structure, so that the molding material does not easily flow into the gap between the insert and the mold insertion portion. it is conceivable that. One kind of the filler (c) may be used, or a combination of many kinds may be used after adjusting the above particle size.
[0011]
If the particle size of the filler is less than 10 μm or more than 70 μm, the dense packing structure of the filler particles collapses and it is difficult to form a strong stone wall structure sufficient to exhibit the burr reduction effect. Further, those having a particle size of 30 to 50 μm have a large burr reduction effect. Therefore, in the present invention, in order to maximize the burr reduction effect, the filler is distributed in a range of 30 to 50 μm in particle size, 50% by weight or more of the entire filler, and 10 to 70 μm in particle size. 80% by weight or more of the entire filler is distributed within the range. When the proportion of the filler in the range of 30 to 50 μm is less than 50% by weight of the entire filler, the probability that the filler particles enter the gap between the insert and the mold insertion portion where the burr is formed is 10 to 50 μm, The burr prevention effect is reduced. Also, when less than 80% by weight of the particles is distributed within the range of the particle size of 10 to 70 μm, the filling property of the filler particles is reduced, so that the burr prevention effect is reduced.
In the present invention, as the filler, one or more kinds of organic fillers such as wood powder, plywood powder, and pulverized compacts, and inorganic fillers such as silica, calcium carbonate, clay, and glass beads can be used.
[0012]
In the present invention, in addition to the above-described components, various additives such as a lubricant, a coloring agent, a curing aid, and a flame retardant can be appropriately compounded in the same manner as in a general phenol resin molding material.
The phenolic resin molding material of the present invention is produced by a usual method. That is, it is obtained by mixing the above components at a predetermined compounding ratio, heating and kneading using a heating roll, a co-kneader, and a twin-screw extruder, followed by cooling and pulverization.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[0014]
(Preparation of filler)
After the sprue and runner generated during injection molding or transfer molding of the phenolic resin molding material are roughly pulverized by a hammer mill, those pulverized by a ball mill are sieved and adjusted to the particle size shown in Table 1, and the filler A , B, and C were obtained.
[0015]
[Table 1]

[0016]
Examples 1, 2, and 3
Novolak type phenol resin as phenolic resin, hexamethylenetetramine as curing agent, fillers A, B and C shown in Table 1 alone or in combination as filler, calcium hydroxide as curing aid, lubricant as other additives, The coloring agents were blended at the ratios shown in Table 2, kneaded with a heating roll at a temperature of 110 ° C. using a Labo Plastomill with a torque of 2.5 kg · m, and pulverized to prepare a molding material.
[0017]
Comparative Examples 1 and 2
Novolak phenol resin as a phenolic resin, hexamethylenetetramine as a curing agent, fillers A, B and C shown in Table 1 as a filler alone or in combination, calcium hydroxide as a curing aid, a lubricant as another additive, coloring The agents were blended in the proportions shown in Table 2 and kneaded with a heating roll with a Labo Plastomill torque of 110 ° C. until the pressure reached 2.5 kg · m, followed by pulverization to prepare a molding material.
[0018]
The obtained molding material was evaluated for filling properties, thermal stability, and burr generation. These results are shown in the lower column of Table 2.
[Table 2]

[0019]
(Material used)
Novolak type phenolic resin: PR-51470 manufactured by Sumitomo Bakelite
Lubricant: stearic acid Colorant: carbon black Curing aid: calcium hydroxide
(Measuring method)
Injection molding conditions: Injection was performed using a prototype mold (mold temperature: 175 ° C., molded body shape: length 100 mm, width 70 mm, thickness 4 mm) at a resin pressure in the mold of 300 kgf / cm ² .
(1) Thermal stability: Judgment was made based on the possibility of continuous injection molding for one hour under the above conditions. The cylinder temperature is about 90 ° C. The case where continuous injection molding was successfully performed was evaluated as ○, and the case where continuous injection molding was not performed was evaluated as x.
(2) Filling property: Evaluated by filling property when injected under the above conditions. The sample was filled when 100% was filled, and x when it was not filled.
(3) Burr generation: Evaluation was made based on the length of burrs generated in air vents having a thickness of 30 μm and 50 μm (both having a width of 5 mm).
[0021]
The molding material obtained in each of the examples is capable of effectively reducing burrs having a thickness of 30 μm and 50 μm at the time of injection molding without lowering thermal stability and filling property as compared with the comparative example. Was completed.
[0022]
【The invention's effect】
As is clear from the above examples, the phenolic resin molding material for molding an insert molded body of the present invention uses a phenolic resin and a filler having a specific particle size distribution. It is possible to obtain a molded body with less burrs at the insert portion while maintaining stability and filling properties.

Claims

It contains a phenolic resin and a filler, and at least 50% by weight of the filler is in the range of 30 to 50 μm in particle size, and at least 80% by weight of the filler is in the range of 10 to 70 μm in particle size. A phenolic resin molding material for molding an insert molded article, characterized in that:

The phenolic resin molding material according to claim 1, wherein the proportion of the phenolic resin to the entire molding material is 15 to 65% by weight and the filler is 35 to 85% by weight.