JPH115906A - 熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法 - Google Patents

熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法

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JPH115906A
JPH115906A JP6182498A JP6182498A JPH115906A JP H115906 A JPH115906 A JP H115906A JP 6182498 A JP6182498 A JP 6182498A JP 6182498 A JP6182498 A JP 6182498A JP H115906 A JPH115906 A JP H115906A
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JP
Japan
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thermosetting resin
molding material
glass
nonwoven fabric
resin molding
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JP6182498A
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Shinichi Nakao
伸一 中尾
Satoyuki Saito
智行 斎藤
Wataru Kosaka
弥 小坂
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス繊維を充填材とする熱硬化性樹脂成形
材料の特長である機械的強度・寸法安定性・耐熱性等を
損ねることなく、生産性及び品質の優れた熱硬化性樹脂
成形材料及びその製造方法を提供することにある。 【解決手段】 成形材料全体に対して、熱硬化性樹脂を
20〜70重量%、及び充填材としてガラス不織布の単
独、或いはこれとガラス繊維のチョップドストランドと
併用して、20〜60重量%配合するしてなる熱硬化性
樹脂成形材料及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス不織布を配
合することにより機械的強度・寸法安定性・耐熱性等が
優れた熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より自動車、電機部品をはじめとす
る構造・機構部品の小型化、軽量化及び高性能化要求に
従い強度、耐熱性、寸法安定性、応力緩和特性等に優れ
るガラス充填熱硬化性樹脂成形材料が金属代替材として
注目を集めている。通常充填材として用いられるガラス
繊維の原料形態は、繊維径が5〜15μm程度のモノフ
ィラメントに表面処理剤を塗布後数百本ずつ集束させ所
定の長さに切断し得られた、いわゆるチョップドストラ
ンドと呼ばれるタイプのガラス繊維を使用しておるのが
一般的であり、他の形態のガラス繊維を用いることは希
であった。従って、おのずと成形材料価格も高配合する
ガラス繊維の価格に左右され、ガラス繊維が高価である
ため、大幅なコストダウンにはつながらないのが実情で
あった。
【0003】しかしながら、熱硬化性樹脂成形材料の製
造工程初期の原料投入及び混合段階に、本来集束したま
まであるべきガラス繊維の一部が解繊して毛玉状にな
り、配管詰まりやホッパーブリッジを引き起こすした
り、これが成形材料中に混入し、成形した際の外観不良
の原因となることがあり、生産性や品質を著しく悪化さ
せる可能性があった。これを防ぐには集束力を向上する
のが有効であるが、チョップドストランドは成形材料化
して熱硬化性樹脂成形材料の構成単位となった際には、
再びモノフィラメントとして材料中に均一に分散するこ
とによりはじめて各種特性を発揮するため、集束力の向
上には自ずと限界があった。一方発明者は経験上、成形
材料化の際のガラス繊維の剪断を抑え、材料中の残存繊
維長を長く残せば衝撃強度が向上する事を認識している
が、その反面ガラス繊維と樹脂の界面の密着性が低下
し、毛玉が発生し易くなることは必至であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のガラ
ス充填熱硬化性樹脂成形材料の製造工程で起きうるこの
様な問題点を解消するため種々の検討の結果なされたも
ので、その目的とするところは、ガラス繊維を充填材と
する熱硬化性樹脂成形材料の特長である機械的強度・寸
法安定性・耐熱性等を損ねることなく、生産性及び品質
の優れた熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法を提供
するにある。
【0005】本発明は、種々検討した結果、熱硬化性樹
脂成形材料にガラス不織布を配合しても、従来からの技
術であるチョップドストランドを配合した場合とほぼ同
等の機械的特性が得られることを見いだし、本発明を完
成するに至った。本発明において、ガラス不織布とし
て、たとえばガラスペーパーの端材を使用すれば、通常
廃棄処理または費用をかけ再生していたこの端材の有効
利用が可能となり、また原料費の大幅な低減が図れるこ
とから材料のコストダウンにもつながる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱硬化性樹脂
成形材料において、熱硬化性樹脂に、充填材の必須成分
としてガラス不織布を単独、或いはこれとガラス繊維の
チョップドストランドと併用して配合し、混練してなる
ことを特徴とする熱硬化性樹脂成形材料であり、好まし
くは熱硬化性樹脂成形材料全体に対して、熱硬化性樹脂
を20〜70重量%、好ましくは30〜50重量%、及
び充填材としてガラス不織布を単独、或いはこれとガラ
ス繊維のチョップドストランドと併用して、20〜60
重量%、好ましくは40〜60重量%、配合し混練して
なる熱硬化性樹脂成形材料であり、そして混練された後
のガラス不織布の形態が単繊維であり、その繊維長が1
0〜500μmである前記記載の熱硬化性樹脂成形材料
である。更に本発明は、充填材としてガラス繊維を含有
する熱硬化性樹脂成形材料の製造方法において、ガラス
繊維をガラス不織布の形態で配合し、混練することを特
徴とする熱硬化性樹脂成形材料の製造方法であり、更に
好ましくは成形材料全体に対して、熱硬化性樹脂を20
〜70重量%、好ましくは30〜50重量%、及び充填
材としてガラス不織布の単独、或いはこれとガラス繊維
のチョップドストランドと併用して、20〜60重量
%、好ましくは40〜60重量%配合してなる前記の熱
硬化性樹脂成形材料の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、充填材としてガラス繊
維を含有する熱硬化性樹脂成形材料において、配合する
ガラス繊維の原料形態がガラス不織布であることを特徴
とする熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法に関する
ものであり、本発明に従えば、ガラス繊維充填熱硬化性
樹脂成形材料の特長である、機械的強度・寸法安定性・
耐熱性等を維持したまま、生産性及び品質を向上でき
る。
【0008】本発明の熱硬化性樹脂成形材料を得る場
合、通常、ガラス不織布をロータリーカッター等で所定
の大きさに切断し、原料の一つとして使用する。切断さ
れた前記不織布は、他の原材料、即ち、樹脂、硬化剤、
硬化助剤、充填材、離型剤、顔料等、必要により通常用
いるチョップドストランドと共に均一に混合後、混練機
で混練するか、あるいは、他の原材料を混合し、混練機
で混練する際に混練機に投入し、加熱混練する。その
後、冷却し粉砕することにより成形材料が得られる。混
練機はロール、コニーダ、二軸押出機等を単独で、ある
いはコニーダ、二軸押出機等とロールと組合せて使用さ
れる。更に2軸押出機、単軸押出機等でペレット状に造
粒しても良い。ガラス不織布を配合した原材料を加熱混
練し粉砕すると、この不織布はほぐされ、ヤーンを構成
するガラス繊維は混練中に切断分離し、成形材料中に短
繊維となって均一に分散する。従って、ガラス繊維のチ
ョップドストランドを配合した場合と同等の特性を有す
る成形材料が得られる。ガラス不織布は、場合によって
は、ガラス繊維チョップドストランドの場合に比較し
て、成形材料中により長い繊維長で存在するため、機械
的特性の点で優れたものとすることができる。
【0009】ガラス不織布は混練中にヤーンの縒りが解
け単繊維となり、成形材料中に均一に分散し、チョップ
ドストランドの場合と同様の特性が得られるが、混練工
程以前には縒りは解けないので、混練中や成形材料中に
毛玉を発生しないという特長を持つ。ここで用いるガラ
ス不織布として、エポキシ樹脂積層板の製造工程等で発
生するガラスペーパーの端材を用いれば原料コストを下
げられ、且つリサイクルにもなる。ガラス不織布又はそ
の端材の供給方法にとしては、これを事前に所定の大き
さ(例えば、1〜10×1〜10cm)に切断し、成形
材料化の際の混練工程の前に予め他の原材料と混合する
方法が望ましいが、特にこの方法に限定されるものでは
なく、混練直前あるいは混練中に添加することもでき
る。
【0010】本発明に用いられるガラス不織布を構成す
る繊維径は、補強効果のバランスから、5〜15μmで
あることが望ましい。又ガラス不織布単独或いはチョッ
プドストランドとの併用物は成形材料全体に対して20
〜60重量%、好ましくは40〜60重量%配合するこ
とが望ましい。20重量%未満では十分な補強効果が得
られず、60重量%を越えると、成形材料化時の作業性
が悪化し、成形材料の流動性が低下するため成形性が低
下し、成形物の強度低下につながることからである。
【0011】ここで用いられる熱硬化性樹脂は、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等どれを用いても
良く、特に限定するものでは無い。樹脂の配合量は、例
えばフェノール樹脂の場合成形材料化する段階での作業
性、成形性、得られる成形物の特性から、成形材料全体
に対し30〜50重量%であることが望ましい。次にガ
ラス繊維以外の充填材について説明するが、本発明では
成形物の寸法安定性・耐熱性等を向上させるために他の
無機充填材を配合してもよい。かかる無機充填材として
は水酸化アルミニウム、タルク、炭酸カルシウム、クレ
ー、マイカ等が挙げらる。また、必要に応じて、パル
プ、織物粉砕物等の有機充填材を配合することもでき
る。本発明の熱硬化性樹脂成形材料は、機械的強度に優
れることから自動車、電気、電子部品等の金属代替を大
幅に促進するためには有効な手段となり得る。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。ガラス不織布
はプリント回路基板用のガラスペーパーの端材を所定の
大きさに切断して使用した。このガラス不織布以外の原
材料は、予めブレンダーにて混合し、2軸混練機にて予
備混練し、次いで加熱ロールにより混練し、冷却後粉砕
し、フェノール樹脂成形材料を得た。ガラス不織布は、
実施例1では加熱ロールによる混練の段階で添加し、実
施例2,3及び4では2軸混練機による予備混練の段階
で添加した。原材料の配合は表1のとおりであるが、ガ
ラス不織布及びガラス繊維については、次のものを使用
した。 ・ガラス不織布A:ガラスペーパー端材(繊維径9μ
m)を100mm×100mmに切断したもの。 ・ガラス不織布B:ガラスペーパー端材(繊維径7μ
m)を10mm×10mmに切断したもの。 ・ガラス繊維:繊維径10μm、カット長3mmのチョッ
プドストランド。 得られた成形材料をトランスファー成形(175℃/3
分硬化)により特性評価用試験片を成形し、その特性評
価をJIS K 6911に基づいて行った。その結果を
表1に示す。
【0013】
【発明の効果】実施例及び比較例より明らかなように、
本発明の熱硬化性樹脂成形材料は、機械的強度に優れて
おり、自動車、電気、電子分野における金属代替を大幅
に促進するものである。本発明の熱硬化性樹脂成形材料
及びその製造方法は、従来不要物として廃棄されていた
ガラス不織布の端材を有効利用するものであり、生産性
及び品質を向上するのに極めて有用である。このよう
に、ガラス繊維充填フェノール樹脂成形材料等の熱硬化
性樹脂成形材料の特長である強度、寸法安定性・耐熱性
等の特性を保持しながら、生産性及び品質を向上するこ
とができる。
【0014】 表 1 実 施 例 比較例 1 2 3 4 1 《組成(重量部)》 ノボラック樹脂 35 35 35 35 35 ヘキサメチレンテトラミン 5 5 5 5 5 ガラス繊維 0 0 0 25 50 ガラス不織布A 50 50 0 0 0 ガラス不織布B 0 0 50 25 0 離型剤・顔料等 10 10 10 10 10 《特 性》 成形品外観 良好 良好 良好 良好 良好 比重 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 曲げ強度(MPa) 220 240 240 220 200 引張強度(MPa) 120 120 120 120 120 シャルヒ゜ー衝撃強度(KJ/m2) 5.2 4.8 4.8 4.5 4.0 成形収縮率(%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 残存繊維長(μm) 160 130 130 120 100

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化性樹脂成形材料において、熱硬化
    性樹脂に、充填材の必須成分としてガラス不織布を単
    独、或いはこれとガラス繊維のチョップドストランドと
    併用して配合し、混練してなることを特徴とする熱硬化
    性樹脂成形材料。
  2. 【請求項2】 熱硬化性樹脂成形材料全体に対して、熱
    硬化性樹脂を20〜70重量%、及び充填材としてガラ
    ス不織布を単独、或いはこれとガラス繊維のチョップド
    ストランドと併用して、20〜60重量%配合してなる
    請求項1記載の熱硬化性樹脂成形材料。
  3. 【請求項3】 混練後のガラス不織布の形態が単繊維で
    あり、その繊維長が10〜500μmである請求項1又
    は2記載の熱硬化性樹脂成形材料
  4. 【請求項4】 充填材としてガラス繊維を含有する熱硬
    化性樹脂成形材料の製造方法において、該ガラス繊維を
    ガラス不織布の形態で配合し、混練することを特徴とす
    る熱硬化性樹脂成形材料の製造方法。
  5. 【請求項5】 熱硬化性樹脂成形材料全体に対して、熱
    硬化性樹脂を20〜70重量%、及び充填材としてガラ
    ス不織布を単独、或いはこれとガラス繊維のチョップド
    ストランドと併用して、20〜60重量%配合してなる
    請求項4記載の熱硬化性樹脂成形材料の製造方法。
JP6182498A 1997-04-24 1998-03-13 熱硬化性樹脂成形材料及びその製造方法 Pending JPH115906A (ja)

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