JP2872722B2 - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、厨房器具部品の様な雑貨類からブレーカー
ケースの様な重電関連部品類の幅広い用途に適用する汎
用の射出成形フェノール樹脂成形材料において、成形時
間を短縮して成形生産性を高めるのに非常に有効なフェ
ノール樹脂成形材料に関するものである。

〔従来の技術〕

汎用のフェノール樹脂成形材料の硬化性を高める方法
として、フェノールのOH基に対するメチレン基の結合位
置を示すオルソ結合とパラ結合とのメチレン基数の比
（以下、O/P結合比という）の高いハイオルソ型のノボ
ラックレジンを使用することが知られている。

従来はハイオルソレジン単独又はランダムノボラック
レジンとの併用により硬化性と成形安定性との調整を図
っているが、射出成形法の無人化を達成するため、硬化
性を多少、犠牲にして成形安定性を得ているため、硬化
時間の短縮には限界があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、射出成形の無人化に適し、従来の汎用フェ
ノール樹脂成形材料の成形品性能を損わずに、フクレの
出にくい、従って硬化時間を短かくしても外観の良い成
形品が安定して得られる射出成形用の汎用フェノール樹
脂成形材料を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、数平均分子量が850〜950のランダムノボラ
ックレジン100重量部に、数平均分子量が750〜850で、
フェノールのOH基に対するメチレン基の結合位置を示す
オルソ結合とパラ結合とのメチレン基数の比（O/P結合
比）が1.8〜2.5のハイオルソノボラックレジンを10〜30
重量部配合してなるフェノール樹脂に、他の主要成分で
あるヘキサメチレンテトラミン及び充填材を配合し溶融
混練してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料
である。

本発明において用いられるランダムノボラックレジン
は、通常フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比
（以下、単にモル比という）0.84〜0.87で蓚酸、塩酸、
硫酸の如き酸性触媒下で常法により縮合反応を進め、適
宜未反応のフェノール分を５〜９％になるまで真空蒸脱
することにより得られる。

一方の成分であるハイオルソノボラックレジンは、通
常モル比0.82〜0.84で、亜鉛、マグネシウム、カルシウ
ム、バリウム等の２価金属の酢酸塩を触媒して縮合反応
を進め、未反応フェノール分が７〜９％になる様蒸脱す
ることにより得られる。

本発明に用いるレジンの構造については、ガスクロマ
トグラフィー、NMRによって数平均分子量、O/P結合比を
測定するものである。

本発明のフェノール樹脂成形材料の製造工程につい
て、以下に好ましい例を説明する。上記のランダムノボ
ラックレジンとハイオルソノボラックレジンとを100:
（10〜30）の重量比で配合したフェノール樹脂に、硬化
剤としてヘキサメチレンテトラミンを配合し、さらに前
記ランダムノボラックレジン100重量部に対して、木
粉、もみ殻粉、積層板粉末、ヤシ殻粉、繊維状パルプ、
布チップ等の有機フィラー類65〜80重量部、及び炭酸カ
ルシウム、未焼成クレー、珪藻土等の無機フィラー類15
〜30重量部、そして離型剤、着色剤、硬化促進剤等のフ
ェノール樹脂成形材料に一般的に使用される添加材を添
加し、スパイラルフローが目的の成形物に適した値に達
するまで加熱ロールで混練を行い、冷却、粉砕工程を経
て成形材料とすることができる。

〔作用〕

汎用の射出成形フェノール樹脂成形材料は、木粉を主
基剤として活用し、安価で良好な電気的・機械的特性、
耐熱性を発揮するものである。

従って木粉から付随する水分やリグニンフェノールの
様な低分子物質がフェノール樹脂とヘキサミンとの硬化
反応の傷害になり、射出成形時の硬化時間が極めて短か
い成形条件では、成形品の中心部が密着せず、膨れ・亀
裂の発生がある。これが原因で従来の技術では一層の硬
化時間の短縮は望めなかった。

この様な問題を解決するため、汎用の射出成形フェノ
ール樹脂成形材料に配合するノボラックレジンを種々研
究した結果、高分子量のレジン程、ヘキサミンと硬化反
応後、樹脂とフィラー類との密着が強固になり、熱時剛
性が著しく高くなり、且つ硬化時間を従来技術の2/3程
度に短縮出来ることを見い出した。

又、更に硬化性と成形安定性との両立を鋭意研究した
結果、ランダムノボラックレジンの数平均分子量が850
〜950のものとハイオルソノボラックレジンの数平均分
子量750〜850でO/P結合比が1.8〜2.5のものを重量比で1
00:（10〜30）の割合で配合したレジンが成形能率が高
く、且つ安定した無人射出成形が出来ることを確かめ本
発明の完成に至ったものである。

ランダムノボラックレジンの数平均分子量は850以下
のものでは、従来技術と硬化速度の差が小さく、又、95
0以上のものは、レジンの縮合反応制御が困難であり製
造が難しい。

又、上記ランダムノボラックレジンと併用するハイオ
ルソノボラックレジンは、ランダムノボラックレジン10
0重量部に対して30重量部以上の比率で混合した場合、
成形安定性が悪化し、シリンダー内で成形材料が硬化し
て射出成形が出来なくなる。硬化性と成形安定性の面か
ら上記の比率で併用することが最も好ましい。

〔実施例〕

第１表に示した配合組成物を常法により加熱ロール混
練を行ない、成形材料を得た。

各成形材料について、射出成形性を評価した。第１表
において、Mnは数平均分子量を、O/P比はO/P結合比をそ
れぞれ示す。

実施例１の配合組成物は容易に成形材料化出来た。射
出成形評価の結果、シリンダー内熱安定性は従来技術と
同等で硬化時間が約2/3に短縮出来た。

実施例２は無機フィラーの一部を木粉に置換し、その
他の配合は実施例１と同等のものであるが、射出成形性
は実施例１の同等の結果を得た。

実施例３及び比較例１は、実施例２よりハイオルソレ
ジンを増量したものである。実施例３は実施例２と同様
の結果を得た。比較例１は成形材料化は容易に出来た
が、射出成形評価では、シリンダー内熱安定性が悪く汎
用成形性には限界がある。

比較例２、３は従来技術のフェノール樹脂を配合し成
形材料化したものであるが、射出成形性評価ではシリン
ダー内熱安定性は優れるが、硬化時間を長くする必要が
あり成形能率が悪い。

（注）試験方法 （１）流動性：断面形状が下辺3mm、上辺5mm、高さ5mm
の台形状のスパイラルフロー金型を使用した。タブレッ
ト化した成形材料を95〜100℃に予熱した前記金型に成
形圧力450kg/cm²±5kg/cm²で移送成形し、硬化した最大
流動距離をもって流動性とする。

（２）フクレの出ない最少硬化時間：射出成形法により
60φ×4mm厚試験片を成形し、硬化時間を20秒から１秒
毎に短縮する。フクレの発生した硬化時間より１秒前の
外観良品を目視で判定する。

（３）シリンダー内熱安定性：射出成形法により、ショ
ット量175gの試験用射出成形金型を製作する。シリンダ
ー内に成形材料を計量後、射出開始するまでの時間をシ
リンダー内滞留時間として、これを１分、２分、３分と
順次長くし、射出可能なシリンダー内滞留時間を判定す
る。

（４）射出成形性評価：前記３項目の評価結果を総合的
に判定し、問題のないものを○（良好）とし、１項目で
も問題のあるものは×とし、（ ）内にその問題点を記
載した。

〔発明の効果〕

本発明のフェノール樹脂成形材料は、分子量の大きい
ランダムノボラックレジンにハイオルソノボラックレジ
ンを適量配合しているので、成形時の流動性、硬化性及
びシリンダー内熱安定性が優れている。

従って、汎用のフェノール樹脂成形材料として好適で
ある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数平均分子量が850〜950のランダムノボラ
   ックレジン100重量部に、数平均分子量が750〜850で、
   フェノールのOH基に対するメチレン基の結合位置を示す
   オルソ結合とパラ結合とのメチレン基数の比（O/P結合
   比）が1.8〜2.5のハイオルソノボラックレジンを10〜30
   重量部配合してなるフェノール樹脂に、他の主要成分で
   あるヘキサメチレンテトラミン及び充填材を配合し溶融
   混練してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材
   料。