JPH0940843A

JPH0940843A - フェノール樹脂成形材料

Info

Publication number: JPH0940843A
Application number: JP18960395A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Ishida; 保石田; Masatoshi Yamoto; 正俊矢元
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【構成】（ａ）フェノール樹脂、（ｂ）１価の脂肪族
アルコール類、（ｃ）ヘキサメチレンテトラミン、
（ｄ）低分子ポリオレフィン化合物、及び（ｅ）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フェノール樹脂成形材料。【効果】本発明の方法に従って得られるフェノール樹
脂成形材料は可塑化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における溶融樹脂の粘度上
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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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に関するもの
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、機械的特性、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）１価の脂肪族アルコール類、（ｃ）ヘ
キサメチレンテトラミン、（ｄ）低分子ポリオレフィン
化合物、及び（ｅ）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３５
０〜５００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
く成形材料製造時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）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
料の硬化反応の進行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炭素数５以下で沸点が８
０〜１４０℃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効果が小
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。

【００１０】本発明の（ｃ）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
る粉末状のもので、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。

【００１１】本発明の（ｄ）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℃の溶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５０
０〜１５００のポリエチレンである。これらの化合物は
フェノール樹脂１００重量部に対して、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
述の効果が小さく、１０重量部より多いと可塑化計量が
困難となる。

【００１２】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れる（ｅ）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。

【００１３】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。

【００１４】

【作用】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１価の脂肪族アルコール類を配合してい
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、８０〜１２
０℃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、低分子ポリオレフィン化合物を配合している
ため、さらに溶融粘度が小さくなり、流動性及び熱安定
性が向上する。従って、上記樹脂と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の割合によっては１０²Ｐａ・
ｓ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極めて低い。

【００１５】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。従って、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条件の幅が広
く、連続成形性が優れている。

【００１６】

【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。これらの成形材料の溶融粘度を測定するとと
もに、射出成形を行いシリンダー内安定性、硬化性を評
価した。これらの結果を表１に併せて示す。

【００１７】（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：テストピース（６０φ×４ｍ
ｍ、以下同じ）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。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、本
発明の方法によ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材料の粘度上昇を抑え、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、本発明のフェノール樹脂成形材
料は、１００℃での溶融粘度が１０² 〜１０³ Ｐａ・ｓ
以下と、通常のフェノール樹脂成形材料（１０⁴ 〜１０
⁵ Ｐａ・ｓ）に比較して極めて低粘度であるので、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あるいは逆流防止リン
グを設けたスクリューを備えた射出成形機を使用して良
好な射出成形を行うことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）フェノール樹脂、（ｂ）１価の脂
肪族アルコール類、（ｃ）ヘキサメチレンテトラミン、
（ｄ）低分子ポリオレフィン化合物、及び（ｅ）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。
【請求項２】（ｂ）１価の脂肪族アルコール類が炭素
数５以下で沸点８０〜１４０℃のものである請求項１記
載のフェノール樹脂成形材料。
【請求項３】（ｄ）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記
載のフェノール樹脂成形材料。