JP2012121932A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車用部品（各種モーターギアケース、モーターブラシホルダー、各種ブッシュ等モーター関連部品）、各種ギア部品、油圧バルブ部品等に用いられる成形材料であって、低比重で優れた熱時寸法安定性を有するフェノール樹脂成形材料を提供する。
【解決手段】 ノボラック型フェノール樹脂、カシューダスト及びガラスビーズを含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料であり、フェノール樹脂成形材料中、カシューダストは１〜２０重量％、ガラスビーズは３０〜５０重量％であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、フェノール樹脂成形材料に関するものである。

自動車の軽量化に伴い、自動車用機構部品の金属代替としてフェノール樹脂成形材料を用いた成形品が使用されている。これらの機構部品は高温環境下において、精密部品として使用されることから寸法精度と熱時寸法安定性の両立が要求されている。従来は、フェノール樹脂成形材料にガラス繊維、ガラスビーズ、タルク、マイカなどの無機基材を配合することで寸法精度と熱時寸法安定性を両立させていた。（参考文献１）

しかしながら、無機基材のガラス繊維（比重２．５）、ガラスビーズ（比重２．５）、タルク（比重２．６）、マイカ（比重２．８）の比重はフェノール樹脂（比重１．２）よりも大きいため、フェノール樹脂成形材料の比重も大きくなってしまう。結果として成形品重量が増加し、フェノール樹脂成形材料の使用量も増えることになり、成形品コストアップにつながるという問題があった。

特開２００５−２８１３６４号公報

本発明は従来の無機基材配合による、フェノール樹脂成形材料の高比重化の問題点を解決するためになされたもので、その目的とすることは、低比重でありながら熱時寸法安定性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明［１］〜［３］により達成される。
［１］ ノボラック型フェノール樹脂、カシューダスト及びガラスビーズを含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
［２］ フェノール樹脂成形材料中のカシューダストが１〜２０重量％である［１］記載のフェノール樹脂成形材料。
［３］ フェノール樹脂成形材料中のガラスビーズが３０〜５０重量％である［１］又は［２］記載のフェノール樹脂成形材料。

従来使用されていた高比重の無機基材の代わりに、低比重である有機基材のカシューダスト（比重１．１）を配合することにより、フェノール樹脂成形材料の比重を低減することが可能である。比重を低減するためには木粉（比重１．４）やコットンフロック（比重１．４）などが有効ではあるが、これらの有機基材は耐熱性が劣るため、熱時寸法安定性が低下するという問題があるため好ましくない。カシューダストは耐熱性に優れる有機基材であり、カシューダストを配合することにより、フェノール樹脂成形材料の熱時寸法安定性を向上させることが出来るうえに、低比重化が可能となる。
本発明の方法に従うと、従来課題となっていた無機基材配合によるフェノール樹脂成形材料の高比重化が改善されるうえに、熱時寸法安定性の向上が可能である。

本発明のフェノール樹脂成形材料は、ノボラック型フェノール樹脂を配合する。
本発明に用いるノボラック型フェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、カシュー変性ノボラック樹脂や油変性フェノール樹脂等のノボラックフェノール樹脂が挙げられる。

また、これらのノボラック型フェノール樹脂（以下、ノボラック樹脂という）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。ヘキサメチレンテトラミンの含有量は、特に限定されないが、ノボラック樹脂１００重量部に対して１０〜２０重量部使用することが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量が、上記下限値未満では硬化に時間を要し、かつ硬化が不十分となることがある。また上記上限値を越えると成形品にふくれが生じることがある。

本発明のフェノール樹脂成形材料はカシューダストを配合する。
本発明に用いるカシューダストは、カシューナッツ殻液を重縮合して得た樹脂硬化物の粉砕物であり、硬化剤として、パラホルムアルデヒド、フルフラールを使用したもの、或いは、硬化剤を使用しないで製造されたものがあるがいずれも使用することが出来る、

本発明のフェノール樹脂成形材料は、ガラスビーズを配合する。
本発明に用いるガラスビーズは、室内装飾や手芸品などに使用する糸通し孔のついた小さな飾り玉を指すものではなく、全体形状が略球状のものを意味するものであって、ガラスを主材とし、でんぷん等の生分解性樹脂からなる水溶性成形材料よりも高い熱軟化温度を有しているものである。
具体的に言えば、例えば、株式会社ユニオン製のＵＮＩＢＥＡＤＳユニビーズのＵＢ−１３ＬＡ、ＵＢ−３４ＬＡ、ＵＢ−５８ＬＡ等を含むものである。

本発明のフェノール樹脂成形材料は、その他の無機基材を含有してもよい。
本発明に用いることの出来る無機基材としては、焼成されたカオリナイト、焼成クレー、シリカ、ガラス粉末、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等の粉末状物質、あるいはマイカ、タルク、ガラスフレーク、ガラス繊維、合成ハイドロサイト、黒鉛、二硫化モリブテン、窒化ホウ素などの層状、針状又は板状等の無機基材が挙げられ、これらを単独或いは２種類以上配合して用いることが出来る。

本発明のフェノール樹脂成形材料を製造する方法は、通常の方法が採用される。即ち、上記の配合物を所定の配合割合で混合し、更に着色剤、硬化触媒等を加え加熱ロールにより混練し、シート状にしたものを顆粒状に粉砕して得られる。

実施例および比較例により本発明を説明する。なお、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。
［実施例１〜３、比較例１〜３］
表１に示す材料および配合にて、材料を予備混合した後、加熱ロールにより混練し、冷却後に粉砕することでフェノール樹脂成形材料を得た。なお、表１中の数値は重量部を示す。
［比較例４］
表１に示す材料および配合にて、材料を予備混合した後、加熱ロールにより混練したが均一に混練できず、冷却後に粉砕したが均一なフェノール樹脂成形材料は得られなかった。

表の注：
（１）ノボラック樹脂：住友ベークライト社製 Ａ−１０８２（数平均分子量８５０）
（２）ヘキサメチレンテトラミン：長春石油化学社製 ヘキサミン
（３）ガラス繊維：日東紡社製：ＣＳ３Ｅ４７９Ｓ（繊維長３ｍｍ、繊維径１１μｍ）
（４）ガラスビーズ（４０μｍ）：ユニオン社製 ＵＢ−１３ＬＡ
（５）カシューダスト（３６０μｍ）：東北加工社製 ＦＦ−１０８１
（６）木粉：カネキ燃料社製 木粉１００メッシュ
（７）硬化助剤：協和化学工業社製 キョーワマグ３０
（８）滑剤：日東化成工業社製 ステアリン酸カルシウム
（９）着色剤：三菱化学社製 カーボン７５０Ｂ

実施例１〜３および比較例１〜３で得られた成形材料について、比重、１５０℃寸法変化率測定に使用した試験片は以下に示す条件で成形を行った。なお比較例４の材料については以下の試験は行わなかった。
（１）トランスファー成形
（２）温度：１７５℃
（３）硬化時間：３分間

実施例１〜３および比較例１〜３で得られた成形材料について、寸法精度測定に使用した試験片は以下に示す条件で成形を行った。
（１）インジェクション成形
（２）温度：１７５℃
（３）射出圧力：１００ＭＰａ
（４）硬化時間：２５秒

実施例および比較例で得られた試験片は以下に示す評価方法で評価を行った。
（１）比重：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準ずる。
（２）１５０℃寸法変化率：φ５０×３ｍｍｔ円盤の直行方向の変化率（５００時間）を測定した。
（３）寸法精度：外径４０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み３ｍｍの円筒形を有する寸法評価用成形品の内径を測定し（ｎ＝１８）、ばらつきの標準偏差σから８σを求めた。

実施例１〜３はガラスビーズ及びカシューダストの組み合わせであるが、カシューダスト配合量が増えることで低比重化、１５０℃寸法変化が向上するが、寸法精度は変わらない。
比較例１はカシューダストを含有しない配合であるが、高比重である。
比較例２は比較例１の配合からガラスビーズの一部をノボラック樹脂に置換した材料である。比較例１よりも低比重となっているが、１５０℃寸法変化及び寸法精度は低下した。
比較例３は実施例３のカシューダストに替えて他の有機材料である木粉を配合した例であるが、比重は低いものの、１５０℃寸法変化及び寸法精度は非常に低下した
比較例４は均一な材料が得られず評価できなかった。

本発明のフェノール樹脂成形材料は、低比重で優れた熱時寸法安定性を有する成形品を得ることができる。従って、このような特性を要求される成形品、例えば自動車用部品（各種モーターギアケース、モーターブラシホルダー、各種ブッシュ等モーター関連部品）、各種ギア部品、油圧バルブ部品等に用いられる成形材料として好適である。

Claims (3)

1. ノボラック型フェノール樹脂、カシューダスト及びガラスビーズを含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
2. フェノール樹脂成形材料中のカシューダストが１〜２０重量％である請求項１記載のフェノール樹脂成形材料。
3. フェノール樹脂成形材料中のガラスビーズが３０〜５０重量％である請求項１又は２記載のフェノール樹脂成形材料。