JPH0276708A - フェノール樹脂成形材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐衝撃性、耐熱性および耐湿性に優れたフェノ
ール樹脂成形材料の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

フェノール樹脂は、耐熱性および物理特性に優れており
、従来から種々の工業用材料として用いられてきた。近
年、自動車を始めとする各種金属部品の軽量化を目的と
して、或いは金属部品の加工工数の削減、一体化による
工程簡略化等を目的として、金属部品の樹脂化の試みが
なされている。

−Ｃにフェノール樹脂成形材料には充填材として木粉、
パルプ、布等の有機物、アスベスト、炭酸カルシウム、
マイカ、クレー、タルク、シリカ、ガラス繊維等の無機
物が単独或いは二種以上併用して用いられている。

特に耐熱性、寸法安定性、機械的強度を要求される部品
に対しては、無機物を高充填したフェノール樹脂成形材
料が用いられてきた。その中でも、ガラス繊維を高充填
したフェノール樹脂成形材料は高温強度、耐りリダ性、
疲労強度、寸法安定性等に優れていることから、一部で
は金属部品からの置換えが進んでいる。

しかしながら、フェノール樹脂はその構造上固くてもろ
いという欠点を有している。この為衝撃によりクランク
が発生する等の問題があり、用途が限定されているのが
現状である。

一方、ナイロン、ＰＢＴ、ＰＰＳを始めとする熱可塑性
樹脂は耐衝撃性に優れている為、衝撃によるクランク等
の問題はないものの、耐熱性が低いという欠点を有して
いる。

このような背景より、耐熱性と耐衝撃性を両立できるフ
ェノール樹脂成形材料の開発が待望されていた。

ガラス繊維を高充填したフェノール樹脂成形材料には、
ニーダ−或いはヘンシェルミキサー等により混合し、ガ
ラス繊維を長繊維のまま残したもの（例えば日本オイル
シール■製ＰＧ−１２３Ｔ）が市販されているが、カサ
バリが大きく（カサバリ係数５．４）射出成形、トラン
スファー成形ができない、衝撃強度は高いが静的強度が
低い、熱時寸法変化が比較的大きい等の欠点があった。

また、熱ロール、押出機等で製造した材料では射出成形
性、寸法安定性は良いが、ガラス繊維が剪断破壊される
為短繊維化（５０〜５００ｎ長）し、充分な衝撃強度が
得られず、高信顛性或いは高荷重の要求される金属部品
の代替材料としては信顛性に乏しい欠点があった。

（発明が解決しようとする課題〕 本発明者は、このような問題点を解決できる材料を得ん
としてあらかじめ熱ロール又は押出機で製造したフェノ
ール樹脂組成物にガラス繊維を配合し、ヘンシェルミキ
サー等のより低剪断の混合機で加熱混合することにより
、静的強度を低下させずに耐衝撃性を向上させられると
の知見を得、更にこの知見に基づき種々の研究を進めて
本発明を完成するに至ったものである。

その目的とするところは、耐衝撃性を有し且つ耐熱性、
成形性の優れたフェノール樹脂成形材料の製造方法を提
供するにある。

〔課題を解決するための手段ゴ 本発明は、フェノール樹脂と補強材、硬化剤、その他の
添加物を配合・混練してなるフェノール樹脂組成物１０
０重量部に対し、１．０〜６．Ｏａｗ長のガラス繊維４
〜３０重量部を加え、加熱機構と回転羽根を有する撹拌
機で加熱温度６０〜１００℃、回転羽根の周速１５〜５
０ＩＩｌ／ｓｅｃの条件で均一混合し造粒化することを
特徴とするフェノール樹脂成形材料の製造方法である。

本発明に使用されるフェノール樹脂と補強材、充填材、
硬化剤、その他の添加物を配合・混練してなるフェノー
ル樹脂組成物は、熱ロール又は押出機等の比較的剪断力
の強い混練機にて製造したものである。ニーダ−或いは
ヘンシェルミキサー等の比較的低剪断の混練機で製造し
たものでは樹脂と充填材との密着力が弱くなり、充分な
耐熱性（寸法、クリープ、疲労強度）が得られなくなる
。

また、充填材としてはガラス繊維、クレー、マイカ、シ
リカ等の無機質基材が望ましい。

有機質機材では、耐熱性が得られ難い。

また、本発明で一次混練された樹脂組成物は５００、ｎ
以下の粒度が好ましい。５００【以下に整粒すると樹脂
組成物の溶融が良好となり造粒性が良（なる。

次いで、本発明ではガラス繊維を添加する。ここで使用
されるガラス繊維は１．０〜６．Ｏｍ長のものであり、
その配合量はフェノール樹脂組成物１００重量部に対し
て４〜３０重量部である。１．０ｍｍ以下の短繊維或い
は４重量部以下の添加量では耐衝撃性が不充分であり、
６．０ｍｍ以上の長繊維或いは３０重量部以上の添加量
ではカサバリが大きくなり射出成形が困難となる。

また、本発明においてフェノール樹脂組成物とガラス繊
維とを均一に混合させる製造方法は加熱冷却機構と高速
回転羽根を有する撹拌機で行うものである。単純混合又
はニーダーによる混合では、ガラス繊維どうしがからみ
合い、綿状化したりガラス繊維が集束した状態のまま残
るため成形物のでは、ガラス繊維が剪断破壊されるため
充分な衝撃強度が得られない。

また、混合条件は加熱温度が６０〜１００℃、回転羽根
の周速が１５〜５０ｍ／ｓｅｅである。加熱温度が６０
゛Ｃ以上では樹脂の溶融が不充分となり均−混合化が難
しく、１００°Ｃ以上では樹脂の反応の制御が難しい。

回転羽根の周速が１５ｍ／ｓｅｅ以下では均一混合化が
難しく、５０ｍ＋／ｓｅｃ以上ではガラス繊維が綿状化
しやすい。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例、比較例により説明する。

１部」は「重量部」を示す。

押出しし、粒径５００ｎ以下に粉砕した。

ガラス繊維（１，５ａｍ長）４５ 焼成りレー　　　　　　　　　　　　５硬化助剤　　　
　　　　　　　　２ 離型剤　　　　　２ 着色剤　　　　　１ 計　　　　　　　　　　　　　　　　９０部この一次混
練品９０部に対し、３．ＯｍＩＩ長のガラ用し、槽温度
７０℃、回転羽根の周速２０　ｍ／ｓｅｃの条件で均一
混合し造粒化した。

、棒の代りにニーグー（１２５Ｎ）を使用した以外は実
施例１と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。

ルミキサ−の代りに熱ロール（１６インチ）を使用した
（メタノールの添加なし）以外は実施例１と同様にして
フェノール樹脂成形材料を得た。

止較別ユ 次の配合組成のものをヘンシェルミキサー（７５１）を
使用し、槽温度８０℃、回転羽根の周速２０ｍ／ｓｅｃ
の条件で均一混合し、造粒化した。

レゾール型フェノール樹脂 （軟化点６５°Ｃ）　　　３５部 ガラス繊維（１，５ｍ長）４５ ガラス繊維（３，０−長）１０ 焼成りレー　　　　　　　　　　　　５硬化助剤　　　
　　　　　　　　２ 離型剤　　　　　２ 着色剤　　　　　ｌ メタノール　　　　　　　　（１０） 計　　　　　　　　　　　　　　　１００部スＪＦ昔Ｌ
Ｌ 次の配合組成のものを熱ロール（１６インチ）にて−次
混練し、粒径５００−以下に粉砕した。

ガラス繊維（１，５ｍ長）３５ ヒ ヘキサメチレンテセラミン　　　５ 硬化助剤　　　　　　　　　　　２ 離型剤　　　　　２ 着色剤　　　　　ｌ 計　　　　　　　　　　　　　　　　８０部この一次混
練品８０部に対し、１．５ｍ＋＋長のガラス繊維２０部
と少量のメタノールを配合し、二次度８０℃、回転羽根
の周速４０ｓ／ｓｅｃの条件で均一混合し造粒化した。

夫施世１ 実施例２において、二次配合するガラス繊維として１．
５部ｍ長のものに代えて３．０部長のものを使用した以
外は実施例２と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得
た。

止較拠土 実施例２において、１．５鵬長のガラス繊維の配合量を
一次配合では３５部を２５部に減少させ、二次配合では
２０部を３０部に増大させた以外は実施例２と同様にし
てフェノール樹脂成形材料を得た。

比較例ｌ 実施例２において、ヘンシェルミキサーの製造条件のう
ち、槽温度を４０°Ｃとした以外は実施例２と同様にし
てフェノール樹脂成形材料を得た。

比較例■ 実施例２において、ヘンシェルミキサーの製造条件のう
ち、回転羽根周速を８０ｍ／ｓｅｃとした以外は実施例
２と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。

以上の実施例、比較例で得られたフェノール樹脂成形材
料について、Ｊ　［Ｓ　　Ｋ−６９１１に基づいて特性
を測定した。

その結果を第１表に示す。なお、比較例４．５．６は綿
状化がはげしく造粒化できなかった。

＊　造粒性　◎　橿めて良好、Ｏ良好 Δ　ガラス繊維一部綿状化 第１表から明らかなように、実施例で得られた成形材料
はカサバリ係数が低く、成形品特性にお耐衝撃性が劣る
。比較例３はカサバリ係数がやや高く、成形性がやや劣
ることを示している。衝撃強さ以外の特性も劣っている
。

比較例４は二次配合のガラス繊維の配合量を多くした場
合であり、比較例５．６はヘンシェルミキサーの製造条
件の影響を調べたものであるが、いずれの場合もガラス
繊維が解繊し、綿状化するため、成形材料化することが
できなかった。

（発明の効果〕 本発明方法に従うと、カサバリ係数が低く、成形性に優
れた成形材料を得ることができるうえに、耐熱性、耐湿
性、低下させることな〈従来の欠点である耐衝撃性を向
上させることができるので、工業的なフェノール樹脂成
形材料の製造方法として好適である。

従って、本発明は自動車を始めとする金属部品の代替用
材料として有用な材料を提供できるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェノール樹脂と補強材、充填材、硬化剤その他
   の添加物を配合し、熱ロール又は押出機等、高剪断力の
   混練機で混練してなるフェノール樹脂組成物１００重量
   部に対し、１．０〜６．０ｍｍ長のガラス繊維４〜３０
   重量部を加え、加熱機構と回転羽根を有する撹拌機で加
   熱温度６０〜１００℃、回転羽根の周速１５〜５０ｍ／
   ｓｅｃの条件で均一混合し、造粒化することを特徴とす
   るフェノール樹脂成形材料の製造方法。