JPH04222854A - フェノール系樹脂成形材料 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐衝撃性に優れたスク
リューを内蔵する押出成形機用の新規なフェノール系樹
脂成形材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂の成形方法として、圧縮
成形法、トランスファー成形法、射出成形法および押出
成形法が知られ、夫々の成形方法に適合した成形材料が
用いられている。

【０００３】これらのフェノール樹脂の成形方法のうち
、押出成形法は、プランジャー型押出法とスクリュー型
押出法とが開発されており、丸棒やパイプなどの長尺押
出製品の生産に利用されている。

【０００４】特に、スクリュー型押出成形法においては
、近年新しい成形方法が開示され（特開昭５９−１７８
２３５）、更にこの成形方法に適合したフェノール樹脂
成形材料も見出されており、（例えば特開昭６０−１４
９６５３、特開昭６１−５５１５２）、長時間、連続し
て安定な成形が可能となった段階にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】この様な押出成形に
よって成形した成形品をパイプなどの長尺のものとして
使用する場合、落下や転倒などに耐えうるため、相当の
耐衝撃性が要求される。

【０００６】耐衝撃性を上げるための手段として、通常
、フェノール系樹脂に、ガラス繊維、カーボン繊維など
の無機繊維やビニロン繊維、ナイロン繊維などの有機繊
維を配合し、成形材料とする方法がとられており、ガラ
ス繊維を用いるのが一般的である。

【０００７】しかし、ガラス繊維を使用した従来のフェ
ノール系樹脂成形材料では、含有しているガラス繊維の
数平均繊維長が０．３ｍｍ未満と短いため、押出成形に
よって得られる成形品の耐衝撃性が低い。また例えば成
形材料の製造時に、溶剤等を使用してフェノール樹脂と
ガラス繊維との混練粘度を下げ、含有するガラス繊維長
を長く保とうとすると、得られる押出成形品の衝撃強度
は上がるものの、樹脂とガラスの分散が悪くなり、連続
して均一な成形品を得ることが困難であった。また、分
散が悪いため、押出機内に偏在した樹脂が局部的に硬化
反応を起こすため、長時間安定して成形することができ
なかった。

【０００８】したがって、スクリューを内蔵する押出成
形機用フェノール系樹脂成形材料において、耐衝撃性に
優れ、且つ、長時間安定して成形でき、均一な長尺の成
形体が得られる成形材料は現状では見出されていない。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、スクリ
ューを内蔵する押出成形機用のフェノール系樹脂成形材
料について、種々検討した結果、特定範囲の含有量、お
よび数平均繊維長に調整したガラス繊維を含有するフェ
ノール系樹脂材料が上記問題点を解決しうることを見出
し、本発明に到達した。

【００１０】すなわち、本発明はスクリューを内蔵する
押出成形機用フェノール系樹脂成形材料において、成形
材料中のガラス繊維の含有量が３０〜７０重量％であり
、ガラス繊維の数平均繊維長が０．３〜３．０ｍｍであ
ることを特徴とする押出成形機用フェノール系樹脂成形
材料であり、さらにフェノール系樹脂成形材料の製造に
おいて、フェノール系樹脂、ガラス繊維、必要に応じて
ヘキサメチレンテトラミン及び他の配合剤を混練する際
に、各成分の合計量１００重量部に対し、有機溶剤およ
び／又は水を４〜１５重量部添加して混練することを特
徴とするフェノール系樹脂成形材料の製造方法でもある
。以下、本発明の内容を詳細に説明する。

【００１１】本発明に用いるフェノール系樹脂としては
、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レ
ゾルシノール、ビスフェノールＡ、ｐ−ブチルフェノー
ル、ｐ−オクチルフェノール、スチレン化フェノールな
どのフェノール類とホルマリン、パラホルムアルデヒド
、トリオキサン、フルフラールなどのアルデヒド類とを
酸性触媒あるいは塩基性触媒を用いて反応させて得られ
るフェノール系樹脂、フェノール類とα，α’−ジクロ
ロ−ｐ−キシレンなどのｐ−キシリレンジハライド、α
，α’−ジメトキシ−ｐ−キシレンなどのｐ−キシリレ
ンジアルキルエーテルなどから誘導されるフェノールア
ラルキル樹脂などがあり、これらの１種または２種以上
を混合して用いることができる。

【００１２】次に、本発明に使用するガラス繊維は、数
平均繊維長が０．３０〜３．０ｍｍ、好ましくは０．４
〜２．５ｍｍが良く、成形材料中の使用割合は、３０〜
７０重量％である。数平均繊維長が０．３ｍｍ未満およ
び使用量が３０重量％未満の場合、耐衝撃性に劣り、ま
た、数平均繊維長が３．０ｍｍを越えたり、使用量が７
０重量％を越えると樹脂とガラスの分散が悪くなり、連
続して均一な成形品を得ることができない。さらに、ホ
ッパー内流動性も悪くなり、長時間安定して押出成形す
ることができなくなる。

【００１３】本発明は、必要に応じて、ヘキサメチレン
テトラミン他の充填材、滑剤、着色剤等を用いることが
できる。

【００１４】本発明におけるヘキサメチレンテトラミン
の使用量は、フェノール系樹脂１００重量部に対し、３
〜２０重量部であり、３重量部未満では、成形品の熱剛
性が悪く、２０重量部を越えると、成形品の表面にフク
レが発生し好ましくない。

【００１５】充填材としては、木粉、タルク、シリカ、
クレー、ウオラストナイト、炭酸カルシウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸カリウム、ビニロン繊維、アラミド
繊維、炭素繊維、黒鉛などの通常のフェノール系樹脂成
形材料に用いられているものを用いることができる。

【００１６】滑剤としては、ステアリン酸、パルミチン
酸の如き高級脂肪酸、高級脂肪酸のアルカリ土類金属塩
（カルシウム塩、マグネシウム塩等）、或いは高級脂肪
酸のアミド類等を用いることができる。

【００１７】着色剤としては、スピリットブラック、モ
リブデン赤、グンジョウ、フタロシアニンブルー、フタ
ロシアニングリーン、ハンザエロー等を用いることがで
きる。

【００１８】本発明のフェノール系樹脂成形材料は、公
知の方法即ち、フェノール系樹脂、ガラス繊維に、必要
に応じて他の配合剤を配合し、ロール、ニーダ、２軸混
練機等により加熱、混練することにより製造される。

【００１９】本発明の主成分であるガラス繊維の数平均
繊維長を０．３〜３．０ｍｍに調整する方法としては、
有機溶剤又は水を用いた湿式混練法が良く、フェノール
系樹脂に、通常市販されている直径６μ〜１３μ、カッ
ト長１．５〜１２ｍｍのガラスチョップドストランドお
よび、必要に応じてヘキサメチレンテトラミン、他の充
填材、着色材、滑剤等を配合し、更に、有機溶剤又は水
を加えてロール、ニーダー、２軸混練機等によって、混
練することにより調整することができる。

【００２０】湿式混練に用いる有機溶剤としては、メタ
ノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチ
ルエチルケトン等のケトン類、フルフラール、スチレン
等が挙げられ、これらを１種または２種以上併用して使
用できる。湿式混練における有機溶剤又は水の使用割合
は、フェノール系樹脂、ガラス繊維及び他の配合剤の合
計量１００重量部に対し、４〜１５重量部が良い。４重
量部未満だと混練時にガラス繊維が折損し、成形材料の
耐衝撃性が低下する。１５重量部を越えるとフェノール
系樹脂とガラスの分散が悪くなり、押出成形が不安定と
なる。

【００２１】混練温度は、常温〜１２０℃が良い。１２
０℃を越えるとフェノール系樹脂の硬化反応が進むので
好ましくない。

【００２２】混練時間は１〜３０分が良い。１分未満の
場合はフェノール系樹脂とガラス繊維の分散が悪く、３
０分を越えるとガラス繊維の折損が激しくなり、本発明
の目的とするフェノール系樹脂成形材料が得られなくな
る。

【００２３】以上により、混練された混合物をロール、
又は押出機によりシート状に整形し、粉砕機にて粉砕す
るか、シートペレタイザーの様なカッター式造粒機にて
切断して、成形材料とすることができる。得られた成形
材料は、必要に応じて、押出成形に充分な流動性になる
まで加熱乾燥機により、フェノール系樹脂の反応を進め
てもよい。

【００２４】以下、本発明を実施例、試験例により具体
的に説明する。

【００２５】

【実施例】実施例１ フェノールノボラック樹脂（三井東圧化学（株）製ノボ
ラック＃９０００）３４重量部、ヘキサメチレンテトラ
ミン４重量部、ステアリン酸１重量部、カーボンブラッ
ク１重量部を粉砕、混合し、ニーダーに装入、さらにア
セトン１０重量部及び直径１１μ、長さ６ｍｍのガラス
チョップドストランド６０重量部を加え、６０℃の温度
で１０分間混練した。混練物をシート状に整形した後、
ヘンシェルミキサーにて粉砕、造粒して乾燥し、成形材
料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維の数平均繊
維長は２．５ｍｍであった。

【００２６】実施例２ フェノールノボラック＃９０００　　５５重量部、ヘキ
サメチレンテトラミン６重量部、ステアリン酸２重量部
、カーボンブラック２重量部を粉砕、混合しニーダーに
装入、さらにアセトン８重量部及び直径６μ、長さ３ｍ
ｍのガラスチョップドストランド３５重量部を加え、６
０℃の温度で１５分間混練した。以下、実施例１と同様
にして、成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス
繊維の数平均繊維長は０．５０ｍｍであった。

【００２７】実施例３ フェノールアラルキル樹脂（三井東圧化学（株）製ミレ
ックスＸＬ２２５）４３重量部、ヘキサメチレンテトラ
ミン５重量部、ステアリン酸１重量部、カーボンブラッ
ク１重量部を粉砕、混合しニーダーに装入した。さらに
アセトン１０重量部及び直径１１μ、長さ３ｍｍのガラ
スチョップドストランド５０重量部を加え、６０℃の温
度で１０分間混練した。以下、実施例１と同様にして成
形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維の数平
均繊維長は１．５ｍｍであった。

【００２８】実施例４ フェノールレゾール樹脂（群栄化学工業（株）製、Ｎ−
４１１）２８重量部、フェノールノボラック＃９０００
　　５重量部、ステアリン酸０．５重量部、カーボンブ
ラック０．５重量部を粉砕、混合後、ニーダーに装入し
た。さらにメタノール１０重量部、直径１１μ、長さ３
ｍｍのガラスチョップドストランド６５重量部を加え、
６０℃の温度で、８分間混練した。以下、実施例１と同
様にして、成形材料を得た。得られた成形材料中のガラ
ス繊維の数平均繊維長は１．９ｍｍであった。

【００２９】実施例５ フェノールノボラック＃９０００　　５２重量部、ヘキ
サメチレンテトラミン６重量部、ステアリン酸１重量部
、カーボンブラック１重量部を粉砕、混合した。この混
合物６０重量部に対し、アセトン４重量部、直径１１μ
、長さ３ｍｍのガラスチョップドストランド４０重量部
の割合でそれぞれを別々にフィードしながら、２軸混練
押出機にて混練し、連続的にシート状混練物を押し出し
た。得られたシートをシートペレタイザーにてカッティ
ング、造粒、乾燥して成形材料を得た。得られた成形材
料中のガラス繊維の数平均繊維長は０．４０ｍｍであっ
た。比較例１ アセトン１０重量部を除いた以外は、実施例１と同一配
合物をリボンブレンダーにて均一に混合した後、前ロー
ル９５℃、後ロール５０℃の熱ロールにて、１０分間混
練し、得られたシートを粉砕機にて粉砕し、成形材料を
得た。得られた成形材料中のガラス繊維の数平均繊維長
は０．２０ｍｍであった。

【００３０】比較例２ フェノールノボラック＃９０００　　２３重量部、ヘキ
サメチレンテトラミン２．８重量部、ステアリン酸０．
６重量部、カーボンブラック０．６重量部を粉砕、混合
し、ニーダーに装入、さらにアセトン１２重量部及び直
径１１μ、長さ３ｍｍのガラスチョツプドストランド７
３重量部を加え、６０℃の温度で、１０分間混練した。 混練物をシート状に整形した後、ヘンシェルミキサーに
て粉砕、造粒して乾燥し、成形材料を得た。得られた成
形材料中のガラス繊維の数平均繊維長は２．２ｍｍであ
った。

【００３１】比較例３ アセトン１６重量部にした以外は、実施例１と同様にし
て成形材料を得た。得られた成形材料中のガラス繊維の
数平均繊維長は３．４ｍｍであった。

【００３２】比較例４ フェノールノボラック＃９０００　　６５重量部、ヘキ
サメチレンテトラミン７重量部、ステアリン酸１．５重
量部、カーボンブラック１．５重量部を粉砕、混合し、
ニーダーに装入した。次にアセトン７重量部、および直
径１１μ、長さ６ｍｍのチョップドストランド２５重量
部を加え、６０℃の温度で、１０分間混練した。混練物
をシート状に整形した後、ヘンシェルミキサーにて粉砕
、造粒後、乾燥して成形材料を得た。得られた成形材料
中のガラス繊維の数平均繊維長は１．０ｍｍであった。

【００３３】試験例 実施例１〜５、比較例１〜４で得た成形材料について以
下、試験を行った。 ■押出成形性口径３８ｍｍ、１／Ｄ＝２６の押出成形機
によりスクリュー底部の径が３０ｍｍの計量部に続く先
端部に、径３０ｍｍ、長さ１９０ｍｍ（５Ｄ）の平滑部
（フライト部分のない）を有する圧縮比２．３のスクリ
ューを用い、径３８ｍｍ、肉厚４ｍｍの押出パイプを成
形し、成形安定性を調べた。

【００３４】押出成形条件は、ホッパー下より３Ｄは室
温、続いて４Ｄ〜６Ｄは８５℃、７Ｄ〜９Ｄは９５℃、
１０Ｄ〜１３Ｄは１０５℃、１４Ｄ〜１７Ｄは１１０℃
、１８Ｄ〜２１Ｄは１２０℃、２２Ｄ〜２６Ｄは１７０
℃に設定し、スクリュー回転数は１６ｒｐｍの条件下で
行った。 押出成形性の判定 ○……押出速度のムラが少なく、押出機のモーター負荷
電流が安定しており、５時間以上連続成形可能。

【００３５】×……押出速度のムラが大きく、押出機の
モーター負荷電流が大きく振れ、次第に高負荷となり、
運転中止。 ■シャルピー衝撃強度■で成形したパイプから長さ９０
ｍｍ、幅１０ｍｍに試験片を切り出し、中央部に０．２
５Ｒのノッチを付けて、ＪＩＳ　　Ｋ７１１１に準じて
シャルピー衝撃強度を測定した。

【００３６】実施例、比較例および試験例の結果を第１
表に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明のフェノール系樹脂成形材料は、
押出成形安定性に優れ、且つ耐衝撃性が従来の成形材料
より格段に優れているため、長尺押出製品として広汎な
用途に利用できるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スクリューを内蔵する押出成形機用フ
   ェノール系樹脂成形材料において、成形材料中のガラス
   繊維の含有量が３０〜７０重量％であり、ガラス繊維の
   数平均繊維長が０．３〜３．０ｍｍであることを特徴と
   するフェノール系樹脂成形材料
2. 【請求項２】　　フェノール系樹脂成形材料の製造にお
   いて、フェノール系樹脂、ガラス繊維、必要に応じてヘ
   キサメチレンテトラミン及び他の配合剤を混練する際に
   、各成分の合計量１００重量部に対し、有機溶剤および
   ／又は水を４〜１５重量部添加して混練することを特徴
   とする請求項１記載のフェノール系樹脂成形材料の製造
   方法。