JP3526059B2 - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents
フェノール樹脂成形材料Info
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Description
び充填性が良好であり、かつ速硬化性に優れ、得られた
成形品のドリル加工等における摩耗特性及び機械的強度
の向上したフェノール樹脂成形材料に関する。
は、樹脂成分としてノボラック型フェノール樹脂を用
い、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン(ヘキサミ
ン)を添加することにより、硬化反応をせしめるもので
ある。このような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は、射出成形において、硬化性
は比較的良好であるものの、成形時射出シリンダー内の
熱安定性が不十分で、成形金型内への充填性も良好であ
るとはいえず、従って、連続成形性の点で改良が求めら
れていた。一方、硬化性については、フェノールに対す
るメチレン結合において、オルソ結合の割合の多いハイ
オルソノボラック型フェノール樹脂を使用することによ
り改良することが検討され、実用化もされているが、射
出成形時の熱安定性などが不十分であり、更に改良が望
まれていた。
材は、主として木粉が使用され、その他、パルプ、有機
繊維、布細片、熱可塑性樹脂粉末などが用途に応じて使
用されている。有機質充填材の中で木粉など通常のもの
では、機械的強度や電気特性(特に煮沸後の特性)にお
いて十分とはいえず、熱可塑性樹脂粉末や熱硬化性樹脂
硬化物の粉末あるいは無機質充填材を配合することによ
り上記特性の改良がある程度達成されている。しかしな
がら、熱可塑性樹脂粉末では一般的には耐熱性が低下す
るので、その配合に限界がある。更に、熱硬化性樹脂硬
化物の粉末あるいはこれに木粉などを併用して成形収縮
や電気特性を改良することも試みられている(特開昭5
7−78444号公報、特開昭59−105049号公
報など)が、熱硬化性樹脂硬化物の粉末では多量に使用
すると、成形品が硬く脆くなり、他の特性も余り向上し
ない。
シウム、クレー、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、ガラスなどの粉末、ガラス繊維などが使用されてい
る。無機質充填材はシリカ、アルミナ、ガラスなどの硬
質のもの、炭酸カルシウム、クレーなど比較的軟質のも
のがあり、用途や要求特性に応じて選択使用されている
が、一般的には、機械的強度、電気特性等において優れ
た性能を発揮する。無機質充填材は有機質充填材に比較
すれば硬く、ドリル加工や摺動時において、相手材(ド
リルや金属材料)を摩耗させることが問題となってい
る。
型フェノール樹脂を用いたフェノール樹脂成形材料にお
ける上記のような欠点を改良することを目的として種々
検討した結果、射出成形時の熱安定性及び充填性に優
れ、速硬化性であり、機械的強度が優れ、摩耗特性、即
ち成形品自体の摩耗が小さく、相手材を摩耗させない成
形材料を開発するに至ったものである。
脂、及び充填材として有機質充填材と無機質充填材とを
含有するフェノール樹脂成形材料であって、フェノール
樹脂は、フェノール核に結合するメチレン結合における
オルソ結合対パラ結合比が1.0〜2.5であるノボラ
ック型フェノール樹脂とオルソ結合対パラ結合の比が
1.0未満であるノボラック型フェノール樹脂との二種
類のフェノール樹脂からなり、かつ、オルソ結合対パラ
結合比が1.0〜2.5であるノボラック型フェノール
樹脂の方がオルソ結合対パラ結合の比が1.0未満であ
るノボラック型フェノール樹脂よりも多く配合されてお
り、有機質充填材の一部が熱硬化性樹脂硬化物の粉末で
あり、更に沸点が80℃〜150℃である物質を含有す
ることを特徴とするフェノール樹脂成形材料、を要旨と
するものである。本発明のフェノール樹脂成形材料にお
いて、主成分として用いるノボラック型フェノール樹脂
は、フェノール核に結合するメチレン結合において、オ
ルソ結合対パラ結合の比が1.0〜2.5である。この
ノボラック型フェノール樹脂は成形材料に速硬化性を付
与するものである。従って、このオルソ結合対パラ結合
比が1.0より小さいと速硬化性を十分に付与すること
ができず、2.5より大きくすることは反応上困難であ
る。好ましい範囲は1.0〜1.8であり、速硬化性の
みならず、得られた成形品の機械的・電気的特性を向上
させる。
は、数平均分子量で600〜900である。600より
小さいと、樹脂の融点が低く、取扱いが不便であり、硬
化性も低下する。一方900より大きいと、樹脂の製造
安定性が不十分である。なお、上記のような、いわゆる
ハイオルソノボラック型フェノール樹脂は公知の方法に
より得ることができる。本発明において、フェノール樹
脂として、上記のハイオルソノボラック型フェノール樹
脂とともにオルソ結合対パラ結合の比が1.0未満であ
るノボラック型フェノール樹脂、いわゆるランダムノボ
ラック型フェノール樹脂を併用する。このランダムノボ
ラック型フェノール樹脂の配合割合は、フェノール樹脂
全体の50%未満であり、成形材料の要求特性にもよる
が、好ましくは、10〜40重量%である。かかる樹脂
の配合により、機械的強度の向上、電気特性の向上、低
コスト化などを図ることも可能である。
徴のひとつは、有機質充填材と無機質充填材とを併用
し、有機質充填材の一部として熱硬化性樹脂硬化物の粉
末を使用することである。熱硬化性樹脂硬化物の粉末と
しては樹脂単独の硬化物粉末は勿論、熱硬化性樹脂成形
材料の硬化物、熱硬化性樹脂積層板あるいは化粧板を粉
砕したものも含まれる。熱硬化性樹脂としては、フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などであるが、フェノール
樹脂、メラミン樹脂及びエポキシ樹脂が一般的である。
は成形品の硬度が十分でなく、寸法精度が良くなく、強
度、摩耗の点で満足なものが得られにくい。そこで、有
機質充填材の一部として熱硬化性樹脂硬化物の粉末を一
定量配合することによりこれらの欠点を大幅に改良する
ことができる。熱硬化性樹脂硬化物の粉末は他の有機質
充填材に比較して硬いが、鉄、アルミニウムなどの金属
よりは軟質であるので、ドリル加工や摺動時に相手材で
あるドリルや金属を摩耗させることがない。熱硬化性樹
脂硬化物の粉末の配合割合は、有機質充填材中10〜4
0重量%である。10重量%未満ではその配合の効果が
小さく、40重量%を越えると成形品が硬く脆くなり好
ましくない。
末とともに、木粉の他、パルプ、有機繊維、布細片、熱
可塑性樹脂粉末などを用途に応じて使用する。次に、上
記のような有機質充填材とともに無機質充填材を併用す
る。無機質充填材を併用することにより強度、寸法精
度、電気特性などが向上する。無機質充填材としては、
炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカ、アルミナ、
水酸化アルミニウム、ガラスなどを使用することができ
るが、その種類及び使用量によっては、成形品が硬くな
り、ドリル加工や摺動時に相手材であるドリルや金属を
摩耗させることがある。このため、本発明においては、
特に摩耗特性を重視する観点から、軟質の炭酸カルシウ
ム、タルク、クレーが好ましく、その配合量も充填材全
体に対して20〜40重量%が好ましい。
ンダー内の熱安定性を向上させ、成形金型内への充填性
も良好にし、成形品特性を安定向上させるために、沸点
が80℃〜150℃である物質を含有せしめる。このよ
うな物質としては、例えば、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、水、プロパ
ノール等の各種液状物質が挙げられる。特に、メチルエ
チルケトン、トルエン、水、プロパノールが好ましい。
融した成形材料の温度をその物質の沸点以下に抑える作
用をするとともに、成形材料のフローを大きくし、かつ
溶融トルクを高くする。従って、成形材料の射出シリン
ダー内での熱安定性が向上し、成形金型への充填性が向
上する。この物質の配合量は、成形材料全体中0.5〜
4重量%が適当である。0.5重量%未満では上記の効
果が十分に現れず、4重量%を越えてもこれ以上は効果
の向上は期待されず、逆に得られた成形品の収縮率が大
きくなるなどの問題が生じてくる。特に好ましい配合量
は0.5〜2.5重量%である。成形材料化の方法は、樹
脂、充填材、添加剤等のブレンド物をロール、コニー
ダ、押出し機等を利用して、加熱溶融混練した後、ペレ
ット化あるいは冷却粉砕して材料化する方法が一般的で
ある。上記のようにして得られたフェノール樹脂成形材
料は、射出成形など通常の成形方法で成形される。
ル樹脂の主成分としてハイオルソノボラック型フェノー
ル樹脂を用いることにより、成形時の速硬化性を達成
し、更に、沸点が80℃〜150℃である物質を含有す
ることにより射出シリンダー内で熱安定性の向上と成形
金型内への充填性の向上とを達成する。これにより、フ
ェノール樹脂成形材料の射出成形において、成形サイク
ルを短縮すると同時に、連続成形を可能とするものであ
り、得られた成形品の特性を安定向上させる。更に、充
填材として、有機質充填材と無機質充填材を併用し、有
機質充填材の一部として熱硬化性樹脂硬化物の粉末を使
用しているので、機械的強度及び摩耗特性を向上させ
る。無機質充填材として、軟質の炭酸カルシウム、タル
ク、クレーを使用すれば摩耗特性がより向上する。
明する。ここで、「部」は「重量部」を示す。表1に示
す材料及び配合にて、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。比較例1はフェノール樹脂と
してランダムノボラックを使用し、木粉を充填材とし、
更にトルエンを配合したものである。比較例2は、フェ
ノール樹脂として前記ランダムノボラックを使用し、充
填材として木粉と炭酸カルシウムを使用した場合であ
る。比較例1及び2は、実施例と同様に硬化促進剤であ
る酸化マグネシウムを除いたものである。比較例3はハ
イオルソノボラックを主成分として使用し、充填材とし
て木粉及び炭酸カルシウムとともに通常どおり酸化マグ
ネシウムを配合した場合である。比較例2、3ともに沸
点80〜150℃の物質を配合していない。各実施例及
び比較例で得られた成形材料について、硬化性(フクレ
の出ない最小硬化時間)、熱安定性(シリンダー内熱安
定性)、成形性(充填性)、耐摩耗性(ドリル摩耗指数)
及び曲げ強さを測定した。得られた結果を表2に示す。
なかった。
とし、射出成形により60φ×4mm厚の試験片を成形
し、硬化時間を20秒から1秒ずつ短縮する。フクレの
発生した硬化時間の1秒前の硬化時間をフクレの出ない
最小硬化時間とする。フクレはマイクロメータで成形品
の厚みを測定し、0.05mm を越えたときをフクレとし
た。 (2) シリンダー内熱安定性:シリンダー内温度を85℃
とし、射出成形により170gの評価用成形品を成形す
るときに、シリンダー内に成形材料を計量後から射出開
始するまでの時間をシリンダー内滞留時間とし、これを
30秒、60秒、90秒と順次長くして、射出可能なシ
リンダー内滞留時間をシリンダー内熱安定性とした。
型を180℃とし、長さ(100mm)方向から射出成形
(射出圧力 1250kgf/cm2)し、充填性の良否を判定し
た。 (4) 曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、絶縁抵抗:JIS K
6911に準じて測定した。 (5) ドリル摩耗指数:ドリル刃回転数を 500rpm 、ドリ
ル刃下降速度を1mm/分とし、2mm厚のアルミニウム板
の穴あけ時におけるドリル刃の応力波形(A)を測定し、
このドリル刃を用いて同じ条件で3mm厚の実施例で得ら
れた成形材料からの試験片に10回穴をあける。再び2
mm厚のアルミニウム板に穴をあけ、この時のドリル刃の
応力波形(B)を測定する。ドリル摩耗指数は、ドリル刃
の応力波形(A)と(B)の比(A/B)で求めた。
は、速硬化姓であり、熱安定性及び成形性が良好であ
り、高い曲げ強度を保持しながら、非常に優れた摩耗特
性を有する成形品が得られる。比較例1及び2は、フェ
ノール樹脂がランダムノボラックのみであるので、硬化
が遅く、曲げ強さが劣っている。比較例3は、ハイオル
ソノボラックを使用しているので比較的速硬化姓である
が、熱安定性及び成形性が劣り、酸化マグネシウムを加
えているので、曲げ強さは良好であるが、摩耗特性が低
下している。
発明のフェノール樹脂成形材料は、速硬化性に優れ、射
出シリンダー内での熱安定性及び成形金型内への充填性
に優れているので、成形サイクルを短縮することがで
き、連続成形も可能となる。更に、良好な機械的強度を
保持しながら、摩耗特性の優れた成形品を得ることがで
きるので、ドリル加工性が良好であり、摺動時における
摩耗特性、成形時の金型摩耗などにおいても優れた性能
を発揮する。更に、電気特性、寸法精度も従来の成形材
料と同等以上である。
Claims (3)
- 【請求項1】 フェノール樹脂、及び充填材として有機
質充填材と無機質充填材とを含有するフェノール樹脂成
形材料であって、フェノール樹脂は、フェノール核に結
合するメチレン結合におけるオルソ結合対パラ結合比が
1.0〜2.5であるノボラック型フェノール樹脂とオ
ルソ結合対パラ結合の比が1.0未満であるノボラック
型フェノール樹脂との二種類のフェノール樹脂からな
り、かつ、オルソ結合対パラ結合比が1.0〜2.5で
あるノボラック型フェノール樹脂の方がオルソ結合対パ
ラ結合の比が1.0未満であるノボラック型フェノール
樹脂よりも多く配合されており、有機質充填材の一部が
熱硬化性樹脂硬化物の粉末であり、更に沸点が80℃〜
150℃である物質を含有することを特徴とするフェノ
ール樹脂成形材料。 - 【請求項2】 無機質充填材が炭酸カルシウム、タルク
又はクレーであることを特徴とする請求項1記載のフェ
ノール樹脂成形材料。 - 【請求項3】 有機質充填材と無機質充填材との割合
が、60〜80重量%対40〜20重量%であり、有機
質充填材中の熱硬化性樹脂硬化物の粉末の割合が10〜
40重量%であることを特徴とする請求項1又は2記載
のフェノール樹脂成形材料。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27558492A JP3526059B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | フェノール樹脂成形材料 |
MYPI93000200A MY129026A (en) | 1992-09-09 | 1993-02-09 | Phenolic resin molding material |
US08/017,482 US5432227A (en) | 1992-09-09 | 1993-02-12 | Phenolic resin molding material |
GB9303092A GB2270523B (en) | 1992-09-09 | 1993-02-16 | Phenolic resin molding material |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP27558492A JP3526059B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | フェノール樹脂成形材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06128458A JPH06128458A (ja) | 1994-05-10 |
JP3526059B2 true JP3526059B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17557498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27558492A Expired - Lifetime JP3526059B2 (ja) | 1992-09-09 | 1992-10-14 | フェノール樹脂成形材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3526059B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012039446A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 住友ベークライト株式会社 | フェノール樹脂成形材料 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP27558492A patent/JP3526059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06128458A (ja) | 1994-05-10 |
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