JPH09176447A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

フェノール樹脂成形材料

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JPH09176447A
JPH09176447A JP33654395A JP33654395A JPH09176447A JP H09176447 A JPH09176447 A JP H09176447A JP 33654395 A JP33654395 A JP 33654395A JP 33654395 A JP33654395 A JP 33654395A JP H09176447 A JPH09176447 A JP H09176447A
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JP
Japan
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molding material
phenol resin
resin molding
compound
molecular weight
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JP33654395A
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English (en)
Inventor
Tamotsu Ishida
保 石田
Masatoshi Yamoto
正俊 矢元
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、射出成形の時にシリンダー内での
溶融状態での熱安定性が優れ、且つ可塑化された状態で
の溶融粘度が低く、更に硬化性に優れたフェノール樹脂
成形材料を提供する。 【解決手段】 (a)フェノール樹脂、(b)2核体以
上の結晶性フェノール化合物、(c)1価の脂肪族アル
コール類、(d)ヘキサメチレンテトラミン、(e)低
分子ポリオレフィン化合物、及び(f)充填材を含有す
るフェノール樹脂成形材料において、フェノール樹脂の
数平均分子量が350〜500で、かつオルソ/パラ結
合比(O/P比、以下同じ)が1.5〜2.5のハイオ
ルソノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とす
るフェノール樹脂成形材料、並びに上記配合物に(g)
ベンゼン環に水酸基を2個以上有する化合物を混練して
なるフェノール樹脂成形材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱安定性及び硬化
性に優れ、かつ低圧成形ができ、バリの発生が少ない成
形品を得ることが出来るフェノール樹脂成形材料関する
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、電
気特性、機械特性、寸法安定性などのバランスに優れ、
電気部品を始めとして広範囲の分野に利用されている。
一般にこれらは射出成形により成形されるものである
が、射出成形機のシリンダー内で90〜120℃に可塑
化された溶融状態では、樹脂の硬化反応の進行によって
粘度が増大し流動性を失う性質を有しており、溶融樹脂
の熱安定性が低くなる。このため、従来のフェノール樹
脂成形材料を射出成形する場合、射出成形機シリンダー
内で溶融された成形材料の熱安定性が劣り、適正な条件
幅が極めて狭いという問題がある。
【0003】 また、一般のフェノール樹脂成形材料
はシリンダ内で90〜120℃に可塑化された状態でも
比較的粘度が高く、硬化させるため160〜180℃程
度の金型に射出される段階では硬化に伴い粘度が急激に
上昇するため、流動性が維持される時間が短い。従っ
て、良好な成形物を得るためには短時間に高い圧力で射
出し金型に注入しなければならず、金型内で賦形された
成形品中に残留応力が発生し、金型から取り出された
後、冷却過程において応力が拡散する時に成形品に反り
や変形が生じることや、金型に高圧で樹脂を射出注入す
る際に金型間に隙間が生じ易く、バリの発生が避けられ
ない。
【0004】従来これらの問題を解決するために、成形
材料の溶融粘度の低下即ち流動性を高くして、射出圧力
を低くして成形することが行われることがあるが、バリ
の発生は低減できるものの、硬化が遅くなるので成形サ
イクルが長くなり、実用に供することは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらを解
決するため種々の検討の結果なされたものであり、その
目的とするところは、射出成形の時にシリンダー内での
溶融状態での熱安定性が優れ、且つ可塑化された状態で
の溶融粘度が低く、更に硬化性に優れたフェノール樹脂
成形材料を提供するところにある。
【0006】
【課題が解決するための手段】本発明は、(a)フェノ
ール樹脂、(b)2核体以上の結晶性フェノール化合
物、(c)1価の脂肪族アルコール類、(d)ヘキサメ
チレンテトラミン、(e)低分子ポリオレフィン化合
物、及び(f)充填材を含有するフェノール樹脂成形材
料において、フェノール樹脂の数平均分子量が350〜
500で、かつオルソ/パラ結合比(以下、O/P比と
言う)が1.5〜2.5のハイオルソノボラック型フェ
ノール樹脂であることを特徴とするフェノール樹脂成形
材料、並びに上記配合物に(g)ベンゼン環に水酸基を
2個以上有する化合物を混練してなるフェノール樹脂成
形材料に関するものである。
【0007】一般にノボラック型フェノール樹脂の分子
量(数平均分子量、以下同じ)は600〜1000であ
るが、分子量を350〜500と比較的小さくすること
によって溶融状態の熱安定性が向上し、且つ溶融粘度が
低いため金型内での流動性が良好となる結果となる。分
子量350以下であっても良いが、樹脂が固形になり難
く成形材料化における作業性が悪化する。また、分子量
500以上では熱安定性及び流動性が低くなり本発明へ
の適用が困難となることがある。さらに好ましい範囲と
しては380〜450である
【0008】本発明において、ノボラック型フェノール
樹脂のO/P比は1.5〜2.5とハイオルソ化するこ
とにより樹脂の活性化エネルギーが高くなり、金型内で
の硬化性が良好となる。O/P比が1.5以下では金型
内での硬化が不十分であり成形サイクルが長くなり、
2.5以上では樹脂の製造が困難である。さらに好まし
くは1.8〜2.3の範囲である。
【0009】本発明において、(b)2核体以上の結晶
性フェノール化合物とは、常温で固体であり、明瞭な融
点を有し、溶融すると低粘度の液体となり、ヘキサメチ
レンテトラミンなどのフェノール樹脂の硬化剤と反応し
て硬化する2核体以上のフェノール化合物をいう。この
ような2核体以上の結晶性フェノール化合物としては、
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノール
AD、ビスフェノールZ、ビスフェノールSなどのビス
フェノール化合物及びこれらの誘導体、ビフェノール及
びその誘導体、トリスフェノールAPなど3核体あるい
は4核体フェノール化合物などがあり、これらの1種ま
たは2種以上を用いることができる。かかる2核体以上
の結晶性フェノール化合物は、フェノール樹脂成形材料
が常温で固体であり、射出成形時の可塑かにより速やか
に溶融して低粘度となり、通常より低圧で成形できる特
性を付与するために用いられる。フェノール樹脂とし
て、通常のノボラック樹脂を用いることができるが、よ
り低分子のノボラック樹脂を使用することによって更に
溶融粘度を下げることができ、一方で高価な結晶性フェ
ノール化合物の量を少なくすることもできる。結晶性フ
ェノール化合物として好ましいものはビスフェノール
F、ビスフェノールAで、特にビスフェノールFであ
る。
【0010】(g)ベンゼン環に水酸基を2個以上有す
る化合物は、2核体以上の結晶性フェノール化合物の上
記特性を損なうことなく低粘度を維持したままで硬化速
度を向上させる特性を付与するために用いられる。かか
る化合物としては、レゾルシン、ハイドロキノン、カテ
コール、フロログルシノール、ピロガロール及びこれら
の誘導体などの1種または2種以上をもちいることがで
きるが、レゾルシンが硬化促進のために特に望ましい。
【0011】本発明において、(a)フェノール樹脂と
(b)2核体以上の結晶性フェノール化合物の配合割合
は任意に選択することができるが、好ましくは(a)/
(b)=20/80〜90/10である。(b)成分の
量が少ないと前述のごとき結晶性の特徴が十分に発揮で
きず、多いと硬化が遅くなる。また、(a)成分の割合
が増大するに従い溶融樹脂の粘度は増大し硬化性は向上
するので、上記範囲内で目的により適宜配合することが
できる。更に、(g)ベンゼン環に水酸基を2個以上有
する化合物は硬化促進のために用いられるものである
が、好ましい配合割合は上記の(a)成分と(b)成分
の合計量/(g)成分=99/1〜90/10である。
(g)成分がこの範囲より少ない硬化促進の効果が小さ
くなり、多いと硬化性が低下する。
【0012】本発明において、(c)1価の脂肪族アル
コール類とは、メタノール、エタノール、プロピルアル
コール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシ
ルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコー
ルなどの第1級アルコール類及びこれらの異性体である
イソプロピルアルコール、イソブチルアルコールなどの
第2級アルコール類及び第3級アルコール類などがあ
り、これらの1種または2種以上を用いることができ
る。これらのアルコール類は射出成形機シリンダー内で
成形材料を可塑化計量する際に、80〜120℃の溶融
状態における粘度を低減する作用を持つ。さらに、これ
らのアルコール類の沸点が上記温度範囲に近い場合、蒸
発潜熱により、成形材料がスクリューとシリンダー壁か
ら受ける剪断による発熱を低減する効果を持ち、成形材
料の硬化反応の促進を抑えて熱安定性を向上する。これ
らのアルコール類は好ましくは沸点が80〜140℃の
C5までのアルコール類である。本発明において、さら
に好ましくはアミルアルコールである。これらはフェノ
ール樹脂100重量部に対して1〜20重量部配合して
用いられる。1重量部より少ないと上述の作用が小さ
く、20重量部より多いと射出成形機での可塑化計量が
困難となる。
【0013】本発明の(d)ヘキサメチレンテトラミン
としては通常のフェノール樹脂の硬化剤として使用され
る粉末状のものが用いられ、通常フェノール樹脂100
重量部に対して7〜30重量部、好ましくは12〜20
重量部配合して用いられる。
【0014】本発明の(e)低分子ポリオレフィン化合
物としては、低分子ポリプロピレン、低分子ポリエチレ
ンなどを例示できる。このような化合物はその分子量が
300から30000までの化合物である。これらの化
合物は射出成形機シリンダ内で成形材料を可塑化計量す
る際にスクリューとシリンダ壁から受ける剪断による発
熱を軽減し、硬化の進行を抑制して熱安定性を向上す
る。また、80〜120℃の融状態における粘度を低減
する作用を持つ。これらの化合物の分子量は、好ましく
は300〜3000である。本発明において粘度を著し
く低減するものとして、さらに好ましくは分子量500
〜1500のポリエチレンである。これらの化合物は前
述の(a)成分と(b)成分の合計量に対して、0.1
〜10重量部配合して用いられる。0.1重量部より少
ないと上述の作用が小さく、10重量部より多いと可塑
化計量が困難となる。
【0015】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れる(f)充填材としては、木粉、パルプ粉、各種織物
粉砕物、フェノール樹脂積層板、成形品の粉砕物などの
有機質のもの、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、ガラス、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウ
ム、カーボンなどの無機質の粉末のもの、ガラス繊維、
カーボン繊維などの無機質繊維などの1種以上を用いる
ことができる。本発明のフェノール樹脂成形材料中の配
合割合は、ヘキサメチレンテトラミンを含む樹脂成分が
20〜70重量%、充填剤が80〜30重量%である。
また、本発明のフェノール樹脂成形材料には、更に滑
剤、着色剤、硬化促進剤、難燃剤などの各種添加剤を適
宜配合することができる。
【0016】本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂
成分とヘキサメチレンテトラミン、充填剤、その他の添
加剤を配合し、ロールミル、2軸混練機などで混練し、
粉砕して製造することができる。
【0017】本発明のフェノール樹脂成形材料は、フェ
ノール樹脂としてO/P比が1.5から2.5であり、
かつ分子量350〜500のノボラック型フェノール樹
脂を使用し、さらに2核体以上のフェノール化合物を配
合している。従って、フェノール樹脂の活性化エネルギ
ーが高く硬化性に優れ、かつ溶融粘度が小さくなり、8
0〜120℃の溶融状態で流動性が良好で熱安定性が優
れている。また、ベンゼン環に2個以上の水酸基を有す
る化合物を含有している場合、更に硬化性が向上する。
また、1価の脂肪族アルコール類、並びに低分子ポリオ
レフィン化合物を配合していため、さらに溶融粘度が小
さくなり、流動性、熱安定性が向上しする。従って、上
記樹脂の配合割合とベンゼン環に2個以上の水酸基を有
する化合物、1価の脂肪族アルコール類、低分子ポリオ
レフィン化合物の配合割合を任意に選択することによっ
て、幅広い範囲で優れた硬化性と低溶融粘度、高い熱安
定性を兼ね備えたフェノール樹脂成形材料を得ることが
できる。かかるフェノール樹脂成形材料は、100℃に
おける溶融粘度が103Pa・s以下であり、さらには
結晶性フェノール化合物、並びに1価の脂肪族アルコー
ル類、低分子ポリオレフィン化合物の割合により102
以下となり、射出成形機シリンダー内で可塑化された溶
融状態での粘度が低い。
【0018】上記フェノール樹脂成形材料は、溶融粘度
が低く、90〜120℃の熱安定性が優れたものの一例
であるが、フェノール樹脂成形材料として前記の溶融粘
度を充足し、熱安定性のよいものであれば、本発明の目
的とする優れた成形性を得ることができることは当然で
ある。
【0019】従って、本発明のフェノール樹脂成形材料
は射出成形機の可塑化工程で極めて速やかに溶融して低
粘度になり、良好な流動性を有することにより、射出時
には余分な圧力を加えることなく、低い圧力で金型キャ
ビィティに充填できるため、バリの発生を抑制できる。
さらには射出成形機シリンダにおいて70〜80℃の温
度で可塑化が可能であるため、剪断による発熱も小さ
く、より硬化反応の促進を抑制でき、熱安定性が飛躍的
に向上する。また、160〜200℃の金型内では流動
性及び硬化性が優れている。従って、本発明のフェノー
ル樹脂成形材料では、射出成形において成形の条件幅が
広く、連続成形性が良い。
【0020】
【実施例】以下実施例により本発明を説明する。配合に
おいて「部」は重量部である。表1に示す樹脂及び配合
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。これらを用いて溶融粘度の測定及び射出成形
を行い、シリンダー内安定性、硬化性を評価した結果を
表1に併せて示す。
【0021】(測定方法) 1.溶融粘度:島津フローテスター(島津製作所CFT
−500C)によって測定したものを示した。 2.熱安定性:ラボプラストミル(東洋精機製作所製C
型)によって溶融から硬化までの時間を測定したもので
ある。 3.シリンダー内安定性:60φ×4mmのテストピー
ス(以下、テストピース)を20ショット連続成形(シ
リンダー温度90℃、金型温度175℃、以下、成形は
同条件))した後、計量した状態で放置し、ある時間経
過後に射出を行う。この放置時間を変えて成形した時、
溶融した材料が流動して金型内に十分充填することがで
きる最長の放置時間を求めた。 4.硬化性:射出成形後金型に保持する時間を変えて、
テストピース表面のふくれの有無を観察した。 5.射出圧力:テストピースに充填不足などの不良が生
じないで連続して成形できる、最低の射出圧力を射出成
形機の油圧ゲージ値で示した。 6.バリ発生:テストピースに発生するバリを目視によ
り判定した。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、本
発明の方法に従って得られるフェノール樹脂成形材料は
溶融状態の流動性と熱安定性に富み、高温時の硬化性に
優れている。このため、射出成形において成形機シリン
ダー内で可塑化溶融樹脂の粘度上昇を抑え、かつ金型内
では急速に硬化するため成形性に優れている。さらには
低い圧力で射出成形が可能であるためバリの発生も抑え
ることができる。 また、本発明で得られるような10
0℃での溶融粘度が103Pa・s以下のフェノール樹
脂成形材料は、一般に熱可塑性樹脂成形材料の射出成形
に用いられる、1.5以上の圧縮比を有するスクリュ
ー、または逆流防止リングを設けたスクリューを備えた
射出成形機でも同様に射出成形ができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23/02 LCR C08L 23/02 LCR

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)フェノール樹脂、(b)2核体以
    上の結晶性フェノール化合物、(c)1価の脂肪族アル
    コール類、(d)ヘキサメチレンテトラミン、(e)低
    分子ポリオレフィン化合物、及び(f)充填材を含有す
    るフェノール樹脂成形材料において、フェノール樹脂の
    数平均分子量が350〜500で、かつオルソ/パラ結
    合比が1.5〜2.5のハイオルソノボラック型フェノ
    ール樹脂であることを特徴とするフェノール樹脂成形材
    料。
  2. 【請求項2】 前記配合物に(g)ベンゼン環に水酸基
    を2個以上有する化合物を混練してなることを特徴とす
    る請求項1記載のフェノール樹脂成形材料。
  3. 【請求項3】 (c)1価の脂肪族アルコール類がC5
    までの脂肪族アルコール類である請求項1のフェノール
    樹脂成形材料。
  4. 【請求項4】 (e)低分子ポリオレフィン化合物が分
    子量500〜1500のポリエチレンである請求項1の
    フェノール樹脂成形材料。
JP33654395A 1995-07-12 1995-12-25 フェノール樹脂成形材料 Pending JPH09176447A (ja)

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JP33654395A JPH09176447A (ja) 1995-12-25 1995-12-25 フェノール樹脂成形材料
KR1019960026852A KR970042803A (ko) 1995-07-12 1996-07-03 페놀수지 성형 재료
US08/680,543 US5691409A (en) 1995-07-12 1996-07-09 Phenolic resin molding material
CN96110646A CN1066473C (zh) 1995-07-12 1996-07-11 酚醛树脂模塑料

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8901226B2 (en) 2010-09-24 2014-12-02 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Phenol resin based molding material

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