JP3233786B2 - フェノール樹脂成形材料の射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱安定性及び硬化性に
優れたフェノール樹脂成形材料の射出成形方法に関する
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
特性、機械特性、寸法安定性などのバランスに優れ、電
気部品を始めとして広範囲の分野に利用されている。一
般にこれらは射出成形により成形されるものであるが、
射出成形機のシリンダー内で９０〜１２０℃に可塑化さ
れた溶融状態では、樹脂の硬化反応の進行によって粘度
が増大し流動性を失う性質を有している。このように溶
融樹脂の熱安定性が低いため、射出成形機シリンダー内
では樹脂の発熱を極力抑える必要がある。フェノール樹
脂成形材料を可塑化・溶融させるために、スクリューの
長さと径の比（Ｌ／Ｄ比）が大きい熱可塑性樹脂を可塑
化するための射出成形機（一般にＬ／Ｄ＝１８〜２０）
を用いると発熱が大きく、樹脂の硬化反応が進行して射
出シリンダ内で硬化し、射出することが出来ない。

【０００３】このため、フェノール樹脂成形材料を成形
するためには一般にＬ／Ｄ比が小さい（Ｌ／Ｄ＝１５〜
１８）フルフライトスクリューを用い、且つ射出シリン
ダに水冷式ジャケットを設けるなど、可塑化時に発熱を
極力抑えるための機構を備えた射出成形機を用いる必要
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらを解
決するため種々の検討の結果なされたものであり、その
目的とするところは、射出成形の時にシリンダー内での
可塑化溶融状態での熱安定性が著しく優れ、且つ可塑化
された状態での溶融粘度が著しく低いフェノール樹脂成
形材料を用いることによって、一般に熱可塑性樹脂成形
材料を成形するために用いられる可塑化機構を有する射
出成形機でフェノール樹脂成形材料を射出成形する方法
を提供することにある。

【０００５】

【課題が解決するための手段】本発明は、フェノール樹
脂成形材料の射出成形方法において、スクリューのＬ／
Ｄ比が１８以上の可塑化機構を有する射出成形機によ
り、１００℃における溶融粘度が１０⁴Ｐａ・ｓ 以下で
あり、１００℃の溶融状態における安定時間が２５０秒
以上であるフェノール樹脂成形材料を射出成形すること
を特徴とする射出成形方法に関するものである。

【０００６】一般に成形材料に用いるノボラック型フェ
ノール樹脂の分子量は５００〜９００であるが、分子量
を３５０〜５００と比較的小さくすることによって可塑
化溶融状態での熱安定性が向上し、且つ溶融粘度が低い
ため金型内での流動性が良好になる結果となる。分子量
３５０以下では樹脂が固形になり難く成形材料化におけ
る作業性が悪化する。また、分子量５００以上では熱安
定性及び流動性が低下する。好ましい範囲としては３８
０〜４５０である。

【０００７】ノボラック型フェノール樹脂のオルソ／パ
ラ結合比（Ｏ／Ｐ比）については、１．５〜２．５とハ
イオルソ化することにより樹脂の活性化エネルギーが高
くなり、金型内での硬化性が良好となるので好ましい。
Ｏ／Ｐ比が１．５以下では金型内での硬化性が不十分と
なる傾向があり、２．５以上では樹脂の製造が困難にな
る。好ましい０／Ｐ比は１．８〜２．３である。

【０００８】本発明のノボラック型フエノール樹脂は遊
離フェノール量が小さいほうがよい。通常はハイオルソ
ノボラック樹脂は遊離フェノールの割合が７〜１０重量
％程度であるが、本発明においては好ましくは６重量％
以下、より好ましくは４重量％以下である。遊離フェノ
ールの割合が６重量％より多いとヘキサメチレンテトラ
ミンの分解が促進され、９０〜１２０℃での熱安定性が
低下するようになる。ただし、１重量％以下の遊離フェ
ノール量とすることはフェノール樹脂の製造上極めて困
難である。

【０００９】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れる充填材としては、木粉、パルプ粉、各種織物粉砕
物、フェノール樹脂積層板、成形品の粉砕物などの有機
質のもの、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、ガ
ラス、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、カー
ボンなどの無機質の粉末のもの、ガラス繊維、カーボン
繊維などの無機質繊維などの１種以上を用いることがで
きる。本発明のフェノール樹脂成形材料中の配合割合
は、ヘキサメチレンテトラミンを含む樹脂成分が２０〜
７０重量％、充填剤が８０〜３０重量％である。また、
本発明のフェノール樹脂成形材料には、更に滑剤、着色
剤、硬化促進剤、難燃剤などの各種添加剤を適宜配合す
ることができる。

【００１０】本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂
成分とヘキサメチレンテトラミン、充填剤、その他の添
加剤を配合し、ロールミル、２軸混練機などで混練し、
粉砕して製造することができる。

【００１１】

【作用】本発明においてフェノール樹脂成形材料は、低
粘度で熱安定性のよいフェノール樹脂の一例としてＯ／
Ｐ比１．５〜２．５であり、且つ分子量３５０〜５００
のノボラック型フェノール樹脂を使用している。かかる
フエノール樹脂は活性化エネルギーが高く、且つ溶融粘
度が低いので９０〜１２０℃の溶融状態で著しく熱安定
性が優れており、１６０〜２００℃程度において硬化性
が優れている。従って、本発明のフェノール樹脂成形材
料では、射出成形機のシリンダー内での硬化反応の促進
が抑制され、熱安定性に優れるためＬ／Ｄ比が大きいス
クリューによっても容易に可塑化ができ、一方、高温の
金型内では速やかに硬化することが出来る。

【００１２】上記フェノール樹脂は溶融粘度が低く、９
０〜１２０℃での熱安定性が優れたものの一例である
が、フェノール樹脂成形材料として前記の溶融粘度と熱
安定性とを充足すれば、本発明の目的とする優れた成形
性を得ることができることは当然である。

【００１３】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。配合に
おいて「部」は重量部である。表１に示す樹脂及び配合
にて、加熱ロールにより混練してフェノール樹脂成形材
料を得た。

【００１４】

【表１】

【００１５】各実施例及び比較例で得られた成形材料を
用いて材料特性の測定及び射出成形により特性の評価を
行った。その結果を表２に示す。

【表２】

【００１６】（測定方法） １．溶融粘度：島津フローテスター（島津製作所ＣＦＴ
−５００Ｃ）によって測定した。 ２．熱安定性：ラボプラストミル（東洋精機製作所製Ｃ
型）によって溶融から硬化までの時間を測定したもので
ある。 ３．シリンダー内安定性：フェノール樹脂成形材料を数
十ショット連続成形した後、計量した状態で放置しある
時間経過後に射出を行う。この放置時間を変えて成形し
た時、溶融した材料が流動し金型内に十分充填すること
ができる最長の放置時間を求めた。 ４．連続成形性：６０φ×８ｍｍのテストピースを、所
定射出圧力にて射出成形（射出温度９０℃、金型温度１
８０℃）して、連続成形性の良否をみた。

【００１７】以上の実施例および比較例において、Ｌ／
Ｄ比２０のスクリューを有する射出成形機は一般に熱可
塑性樹脂成形材料の成形に用いられるものであり、ま
た、比較例に示したＬ／Ｄ比１５のスクリューを有する
射出成形機はフェノール樹脂をはじめとする熱硬化性樹
脂成形材料の成形に用いられるものである。

【００１８】

【発明の効果】溶融時の熱安定性が良く、比較的粘度が
低いフェノール樹脂成形材料を用いることによって、熱
可塑性樹脂に用いられるＬ／Ｄ比の大きい射出成形機で
連続射出成形が可能である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−126484（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93169（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25424（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99550（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255856（ＪＰ，Ａ) 大柳 康 監修，エンジニアリングプ ラスチックの最新成形・加工技術，株式 会社シーエムシー，1987年12月４日，ｐ 247−249 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/17 B29C 45/46 - 45/63 C08L 61/04 - 61/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェノール樹脂成形材料の射出成形方法
   において、スクリューの長さと径の比（Ｌ／Ｄ比）が１
   ８以上の可塑化機構を有する射出成形機により、１００
   ℃での溶融粘度が１０⁴Ｐａ・ｓ以下であり、１００℃で
   の溶融状態における安定時間が２５０秒以上であるフェ
   ノール樹脂成形材料を射出成形することを特徴とする射
   出成形方法。