JP3824492B2 - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的強度に優れたフェノール樹脂成形材料に関するものであるものであり、自動車用部品や電気・電子部品等に好適に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェノール樹脂成形材料は、耐熱性、強度、寸法安定性、耐薬品性等が優れるため、従来金属が多く使用されていた部品の代替に広く検討されている。また、従来からフェノール成形材料の機械的強度等の特性向上のために充填材として一般にガラス繊維が適用されている。
近年、部品形状の小型・複雑化に伴い、フェノール樹脂成形材の更なる高性能化が必要不可欠となっている。しかし、従来のガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料では、それらの要求特性に対応することが困難となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記の要求特性の中でも機械的強度の向上のため検討した結果、従来のガラス充填フェノール樹脂成形材料に多価アルコールおよび低級アルコールを併用して配合することで機械的強度が向上することを見出した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（１）ガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料において、フェノール樹脂、ガラス繊維、多価アルコール及び炭素数１〜３の低級アルコールを必須成分として含有し、成形材料全体に対して、フェノール樹脂３０〜５０重量％、ガラス繊維４０〜６０重量％、多価アルコール０．５〜３重量％、炭素数１〜３の低級アルコール０．５〜３．０重量％であることを特徴とするフェノール樹脂成形材料、（２）多価アルコールがエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールである第（１）項記載のフェノール樹脂成形材料、である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるフェノール樹脂としては固形ノボラック型フェノール樹脂、固形レゾール型フェノール樹脂などがあり、特に限定されない。ノボラック型フェノール樹脂を使用したときは、硬化剤として通常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に対して、通常のフェノール樹脂成形材料と同様、１０〜２０重量％が好ましい。
充填材であるガラス繊維は、通常、１０〜１5μｍ、繊維長１〜６ｍｍのチョップドストランドであり、通常のフェノール樹脂成形材料に用いられるものである。
【０００６】
また、多価アルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールが好ましく使用される。さらに、炭素数１〜３の低級アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノールであるが、メタノールが好ましい。
【０００７】
多価アルコールと低級アルコールとを併用すると機械的強度が向上する理由については、十分に明らかでないが、多価アルコールの配合はガラス繊維と樹脂の濡れ性は向上させていると考えられ、これらは成形材料化時のみならず、沸点が高いことから成形材料から成形品へと成形する際には充填性の向上効果をも有するものと考えている。低級アルコールは成形材料化時にフェノール樹脂とガラス繊維との濡れ性を向上させていると考えられ、成形時においては、大部分揮発することにより、成形品特性に悪影響を及ぼすことはない。
即ち、成形時においては、多価アルコールと低級アルコールの両方により、ガラス繊維と樹脂の濡れ性が向上し、成形時においては主として多価アルコールにより充填性が向上することから、成形品の機械的強度が向上する。成形品中には、実質的に多価アルコールのみが残ることとなるが、少量であるので特性への影響は小さいかほとんどない。
【０００８】
前記配合物の配合量について説明する。
フェノール樹脂の配合量（ノボラック樹脂の場合はヘキサメチレンテトラミンを含む）は成形材料全体に対して３０〜５０重量％である。５０重量％を越えると充分な機械的強度を有する成形品が得られない。また、３０重量％未満では成形材料化が困難あるいは流動性に乏しく成形性を低下させる可能性があるため、上記範囲が適当である。
ガラス繊維の配合量は成形材料全体に対して４０〜６０重量％である。ガラス繊維の配合量が４０重量％未満となると機械強度向上への補強効果が小さくなる。一方で、６０重量％を越えると、必然的に樹脂配合量が減少するために成形材料化が困難になるかあるいは成形性を低下させるようになる。
【０００９】
多価アルコールの配合量は、成形材料全体に対して０．５〜３重量％である。配合量が０．５重量％未満では多価アルコールが少量のため、成形材料中で分散が不十分となりやすいと考えられ、また機械的強度向上への効果が小さい。一方、３重量％より多くなると成形材料化時の作業性が悪くなる。また、成形後においても多価アルコールの残存量が多くなり、熱間での機械的特性の低下が大きくなる。配合量は、機械的強度向上と他の特性とのバランスを考慮すると０．５〜２重量％の使用が好ましい。
【００１０】
炭素数１〜３の低級アルコールの配合量は、成形材料全体に対して０．５〜３．０重量％である。０．５重量％未満では少量のため、成形材料中でその分散が不十分となり配合効果が小さい。一方で、３重量％より多くなると成形材料化時の作業性が悪くなる。機械的強度向上と製造時の作業性のバランスから０．５〜２重量％の使用が好ましい。
【００１１】
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せる。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、離型剤、硬化触媒を加え、加熱ロール、コニーダ、二軸押出機等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。
【００１２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例について説明する。
表１にガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料の配合および各実施例で得られた機械的強度結果を示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
実施例において用いた多価アルコールにはジエチレングリコール、低級アルコールにはメタノールを使用した。実施例１ではジエチレングリコール１重量％およびメタノール２重量％を使用した場合であり、実施例２ではトリエチレングリコール１重量％およびメタノール２重量％を使用した場合であるが、いずれの特性も優れている。比較例１はいずれも使用してない場合、比較例２および３はいずれか一つを使用した場合である。さらに、比較例４はそれぞれ０．３重量％と少量使用した場合であるが、実施例の場合に比較して特性が劣っていることがわかる。
なお、評価に用いた試験片はトランスファー成形（１７５℃、３分）により得た。機械的強度の評価はＪＩＳ K ６９１１に基づき実施した。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料は、多価アルコールおよび炭素数１〜３の低級アルコールを併用して配合することにより、得られた成形品の曲げ強度や衝撃強度等の機械的強度を向上させることができる。

Claims (2)

1. ガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料において、フェノール樹脂、ガラス繊維、多価アルコール及び炭素数１〜３の低級アルコールを必須成分として含有し、成形材料全体に対して、フェノール樹脂３０〜５０重量％、ガラス繊維４０〜６０重量％、多価アルコール０．５〜３重量％、炭素数１〜３の低級アルコール０．５〜３．０重量％であることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
2. 多価アルコールがエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールである請求項１記載のフェノール樹脂成形材料。