JPH0632967A - 成形材料用マトリックス樹脂及びそれを含む成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対し、低
融点もしくは低軟化点の熱可塑性樹脂が溶融混練されて
なる成形材料用マトリックス樹脂は耐熱性に乏しいとい
う従来技術の問題点を解決し、靱性に優れていて、且
つ、耐熱性も優れている成形品を得ることができる成形
材料用マトリックス樹脂及びそれを含む成形材料を提供
する。 【構成】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対し、熱
可塑性樹脂が溶融混練されてなる成形材料用マトリック
ス樹脂において、融点もしくは軟化点が１２０〜２７０
℃である熱可塑性樹脂１００重量部に対してε−カプロ
ラクタムが３〜１００重量部の割合で添加されているこ
とを特徴とする成形材料用マトリックス樹脂及びこの成
形材料用マトリックス樹脂を含む成形材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気部品や機械部品等
を製造するための成形材料用マトリックス樹脂及びこの
マトリックス樹脂を含む成形材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気部品や機械部品等の成形品を
製造するための成形材料用マトリックス樹脂としてはメ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂や尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂等に代表される熱硬化性アミノ樹脂が用いられて
いる。これらの熱硬化性アミノ樹脂を用いて得られる成
形品は難燃性、耐熱性及び耐アーク性、耐トラッキング
性等の電気特性等が優れているという特長を有している
が、衝撃強度、耐インサートクラック性、スナップイン
性等の可撓性や靱性に乏しい欠点がある。そこで、本発
明者等はこの欠点を克服する手段として、熱硬化性アミ
ノ樹脂プレポリマーに対し、熱可塑性樹脂が溶融混練さ
れてなる成形材料用マトリックス樹脂を開発し、特願平
４−９５２８号として特許出願を行った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の特願
平４−９５２８号として特許出願を行った成形材料用マ
トリックス樹脂では、低融点もしくは低軟化点の熱可塑
性樹脂を用いており、そのために熱変形温度に代表され
る耐熱性が乏しいという欠点を有していた。この欠点を
改良しようとして、高融点もしくは高軟化点の熱可塑性
樹脂を用いるようにした場合、高温で溶融混練をせざる
を得ないので、共に溶融混練する熱硬化性アミノ樹脂プ
レポリマーがゲル化しやすく、従って、充分な溶融混練
が行えず、得られる成形材料用マトリックス樹脂に強靱
性や均一性の点で問題が生じていた。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は熱硬化性アミノ樹脂プレポリマ
ーに対し、低融点もしくは低軟化点の熱可塑性樹脂が溶
融混練されてなる成形材料用マトリックス樹脂は耐熱性
に乏しいという従来技術の問題点を解決することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は熱硬化性アミノ
樹脂プレポリマーに対し、熱可塑性樹脂が溶融混練され
てなる成形材料用マトリックス樹脂において、融点もし
くは軟化点が１２０〜２７０℃である熱可塑性樹脂１０
０重量部に対してε−カプロラクタムが３〜１００重量
部の割合で添加されていることを特徴とする成形材料用
マトリックス樹脂及びこの成形材料用マトリックス樹脂
を含む成形材料である。

【０００６】マトリックス樹脂を成形材料の用途で有効
に活用するためには、溶融混練時および成型時に、マト
リックス樹脂が流動性を有することが不可欠である。こ
のためには、このマトリックス樹脂中に存在する熱硬化
性アミノ樹脂プレポリマーが必要以上に迅速にゲル化
（硬化）しないことが好ましい。熱硬化性アミノ樹脂プ
レポリマーと熱可塑性樹脂とが溶融混練されてなるマト
リックス樹脂においては、高融点もしくは高軟化点の熱
可塑性樹脂を用いることが耐熱性を改良するのに有効で
あるので、このような高融点もしくは高軟化点の熱可塑
性樹脂を用いて、かつ、熱硬化性アミノ樹脂プレポリマ
ーと熱可塑性樹脂の溶融混練を低温で行える手段につい
て検討したところ、熱可塑性樹脂に対してε−カプロラ
クタムを添加すると、熱可塑性樹脂が低温で流動可能と
なる作用が生じるため、高融点もしくは高軟化点の熱可
塑性樹脂を用いていても、溶融混練が低温で行えるよう
になることを見出し、本発明に到達した。

【０００７】本発明で使用する熱硬化性アミノ樹脂プレ
ポリマーとしては、特に限定はされないが、例えば、メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂プレポリマーや尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂プレポリマー等が挙げられる。この
熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーは、固形状のものであ
ってもシラップ状のものであってもよく、また、１種の
みを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

【０００８】本発明で使用する熱可塑性樹脂は、高融点
もしくは高軟化点のものであることが重要であり、具体
的には、融点もしくは軟化点が１２０〜２７０℃である
熱可塑性樹脂を必須成分として有するものであり、熱可
塑性樹脂の中ではポリアミドが好ましい。なぜなら、融
点もしくは軟化点が１２０℃未満の熱可塑性樹脂では耐
熱性に優れる成形材料用マトリックス樹脂を得ることが
困難であり、融点もしくは軟化点が２７０℃を越える熱
可塑性樹脂ではε−カプロラクタムを添加しても熱可塑
性樹脂の流動可能温度の低温化に限界があり、１５０℃
以下の低温での溶融混練が困難であるからである。な
お、本発明における融点は樹脂が結晶性である場合の溶
融開始温度を示し、軟化点は樹脂が非晶性である場合の
溶融開始温度を示している。このような高融点もしくは
高軟化点の熱可塑性樹脂としては、例えば、６−ナイロ
ン、６−６ナイロン、６１０ナイロン、１２ナイロン、
１１ナイロン、もしくは共重合ナイロン等のポリアミド
が挙げられる。

【０００９】そして、熱可塑性樹脂は１種のみを用いて
もよいし、複数種を併用してもよい。本発明における熱
可塑性樹脂と熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーとの配合
比率については、特に限定するものではないが、熱硬化
性アミノ樹脂プレポリマー１００重量部に対して熱可塑
性樹脂が５〜１００重量部の割合で配合されていること
が、強靱な成形品を得るためには好ましい。

【００１０】本発明で使用するε−カプロラクタムの添
加量については、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３
〜１００重量部の割合で添加されていることが重要であ
る。この添加量が３重量部未満では熱可塑性樹脂の流動
する温度を低温化する効果が少ないので溶融混練が充分
にできず、衝撃強度等が弱い成形材料用マトリックス樹
脂しか得られず、また、１００重量部を越えるとε−カ
プロラクタムがブリードしたり、成形品にふくれが生じ
たり、あるいは吸水率の低下を招くという問題が生じ
る。

【００１１】本発明の熱硬化性アミノ樹脂プレポリマー
と熱可塑性樹脂とを溶融混練する方法としては、特に限
定はされず、例えばロールやニーダー等の装置を用いて
行えばよい。また、溶融混練の温度範囲については熱硬
化性アミノ樹脂プレポリマーがゲル化（硬化）しないこ
とが好ましく具体的には、１５０℃以下であることが好
ましく、最適には１２０℃以下であることが好ましい。

【００１２】本発明に係る成形材料は、以上に述べたマ
トリックス樹脂を含むものであることが重要である。こ
の成形材料は前記のマトリックス樹脂に加えて、従来の
成形材料に含まれているようなガラス繊維、パルプ等の
充填材を含んでいてもよく、必要に応じ、ステアリン酸
亜鉛等の離型剤や顔料等をさらに含んでいてもよい。ま
た、充填材としてガラス繊維を含む場合は、アミノシラ
ン系等のカップリング剤を含んでいてもよい。また、本
発明に係る成形材料を用いて成形する時の成形方法とし
ては、特に限定はなく、例えば直圧成形、トランスファ
ー成形等の方法で行えばよい。

【００１３】

【作用】本発明において、熱可塑性樹脂に対してε−カ
プロラクタムを添加することは、熱可塑性樹脂が低温域
でも流動可能となるようにする作用をする。この作用に
より、高融点もしくは高軟化点の熱可塑性樹脂を用いて
も、熱可塑性樹脂と熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーと
の溶融混練が低温で行え、均一な組成の成形材料用マト
リックス樹脂が得られるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。勿
論、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 （実施例１〜３及び比較例１〜３）後記表１に示す量の
熱硬化性アミノ樹脂プレポリマー、熱可塑性樹脂（ポリ
アミド）、ε−カプロラクタム、充填材、アミノシラン
系カップリング剤、離型剤及び酸触媒を粉体ミキサーに
入れ、１０分間プレミキシングを行って、配合物を得
た。なお、各熱可塑性樹脂はペレット状のものを液体窒
素中で粉砕し５００μｍ以下の粒径の粉末にして使用し
た。

【００１５】

【表１】

【００１６】なお、前記表１に示した各原材料として
は、次のものを使用した。熱硬化性アミノ樹脂プレポリ
マーとしては松下電工社製の固形メラミン樹脂（品番Ｃ
Ｐ９０１２）を、１２ナイロンとしては宇部興産社製の
品番３０２４Ｕ（融点 178℃）を、6/12共重合ナイロン
としては宇部興産社製の品番７１２５Ｕ（融点 148℃）
を、低融点共重合ナイロンとしては東レ社製の品番８４
３Ｐ（融点 115℃）を、ε−カプロラクタムとしてはナ
カライテスク社製の品番０７１−０２（融点69℃）を、
充填材としてはＬ＝１ｍｍ、Ｄ＝１０μｍのガラス単繊
維を、カップリング剤としてはアミノシラン系のシラン
カップリング剤を、離型剤としてはステアリン酸亜鉛
を、酸触媒としてはクエン酸をそれぞれ使用した。

【００１７】得られた配合物を２軸ロール（３０ｃｍ
φ）により、１１０℃で１０分間溶融混練した後、得ら
れたシート状の混練物を粉砕して成形材料を得た。得ら
れた成形材料を直圧３７ｔプレス成型機により金型温度
１６０℃、圧力６０ｋｇ／ｃｍ ² 、成形時間４分の条件
で成形品（テストピース）を得た。

【００１８】以上の実施例１〜８及び比較例１〜３で得
られた成形品（テストピース）について、可撓性及び靱
性（引張伸び率、曲げ弾性率、曲げ強度、シャルピー衝
撃値）、吸水率、成形品の外観及び熱変形温度について
評価試験を行った。その結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】なお、前記表２中の曲げ弾性率、曲げ強
度、シャルピー衝撃値、吸水率、熱変形温度（荷重たわ
み温度）についての試験方法はＪＩＳ−Ｋ６９１１に準
拠した方法で行った。

【００２１】表２で明らかなように、実施例１〜３で得
られた成形品（テストピース）の引張伸び率、曲げ弾性
率、曲げ強度、シャルピー衝撃値及び熱変形温度はε−
カプロラクタムを添加せずに、メラミン樹脂と低融点の
熱可塑性樹脂を混練して製造された成形材料を用いて得
られた比較例３の成形品のそれぞれの値よりも高い値と
なっている。

【００２２】また、ε−カプロラクタムの添加量が熱可
塑性樹脂１００重量部に対して１００重量部を越える割
合となっている比較例２では、吸水率が高く、成形品の
外観においてε−カプロラクタムがブリードしてふくれ
ていた。すなわち、ε−カプロラクタムの添加量が多過
ぎる場合には不具合が生じることがわかる。

【００２３】また、ε−カプロラクタムの添加量が熱可
塑性樹脂１００重量部に対して３重量部未満の割合とな
っている比較例１では、引張伸び率、曲げ強度及びシャ
ルピー衝撃値が低く、ε−カプロラクタムの添加量が少
ない場合にはε−カプロラクタムの添加による性能改善
の効果が達成されないことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る成形材料用マトリックス樹
脂は融点もしくは軟化点が１２０〜２７０℃である熱可
塑性樹脂１００重量部に対してε−カプロラクタムが３
〜１００重量部の割合で添加されている構成となってい
るので、この成形材料用マトリックス樹脂を用いて得ら
れる成形品はシャルピー衝撃値に代表される靱性に優
れ、且つ、熱変形温度の高いものとなる。そのため、こ
の成形材料用マトリックス樹脂を含む、本発明に係る成
形材料は、電気部品や機械部品を製造するための材料と
して非常に有用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対
   し、熱可塑性樹脂が溶融混練されてなる成形材料用マト
   リックス樹脂において、融点もしくは軟化点が１２０〜
   ２７０℃である熱可塑性樹脂１００重量部に対してε−
   カプロラクタムが３〜１００重量部の割合で添加されて
   いることを特徴とする成形材料用マトリックス樹脂。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂がポリアミドであることを
   特徴とする請求項１記載の成形材料用マトリックス樹
   脂。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の成形材料用マトリ
   ックス樹脂を含む成形材料。