JPS6053555A - 射出成形用フェノ−ル樹脂成形材料 - 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】 介１件堤肛化■ 本発明は衝撃強度の優れた射出成形用フェノール樹脂成
形月利に関し、更にｉ：１’Ｉ　シ＜は射出成形により
シャルピー衝撃強度が向上した成形品が得らＪｌ、る射
出成形用フェノール樹脂成形飼料に関する。

弁明の利ｊＱ　３）芳一 本発明の射出成形用フェノール樹脂成形月利は、フェノ
ール４ｊｌ脂の特性である画然性、１ｌｉｉＩだ）クリ
ープ性、電気ｑＩｌ性に加え−（、優れた衝撃強度を有
するので、多くのエンジニアリング・プフスチノクより
も広い分野において射出成形品として利用することがで
きる。例えば、ブレーカ−、マイク１′Ｊスイツチ、ボ
ビンなどの電気電子部品、ギヤ、カム、軸受、ワソシー
１−−、シールリングなどの機械部品、或いはコネクタ
ー、プーリーなとの自動車部品などに利用することがで
きる。

従来技術原刃シζｐ］７隻１刈−刈 従来、フェノール樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂を使
用しノこ成形何科は、通１１９の熱硬化性樹脂成形１７
目１と比較して、ｉ！ｉ撃強度か低いという問題を有し
ており、この問題を解決する方策止して、一般には、パ
ルプ、綿布チップ、ポリアミドｔｊＪｉＩＩＬ、ポリビ
ニルアルコール繊維、アスベスト繊維又はガラス繊維な
どの有機質繊維や無機質繊維を補強材として使用して、
ｆｉｉ　ｍ強度の向上が計られている。

しかしながら、熱硬化性樹脂成形材料の中でも、フェノ
ール樹脂成形材料においては、圧縮成形やトランスファ
ー成形では高い衝撃強度を示すものが得られているが、
射出成形では高い錘ｉ撃強度を示すものは得られておら
ず、シャ・ルビー衝撃強度３〜５　ｋｇ−ｃｍ／　ｃＩ
１１程度が現行材料で４Ｊ最高とされているのが実情で
ある。

この原因は、パルプ、綿布チップ、マスへスト繊維など
では、各繊維自体の引張強度が低いためであり、ガラス
繊維では、繊維自体の引張強度は高いものの、フェノー
ル樹脂成形材料の盟造口、シ或いは射出成形時にシェア
ーを受のることにより、簡単に切断されてしまうためで
ある。

また、ポリアミド繊維やポリビニルアルニ２−ル繊維の
中には高強力のものもあるが、これらの繊維はフェノー
ル樹脂中で加熱されると繊維がフェノール樹脂に溶＆Ｊ
るという問題があった。

特に、射出成形のように、成形時に数分間以上加熱され
ると繊維自体が溶りてそれ自体の引張強度が低下するた
めに、得られた成形品のシャルピー衝撃強度はほとんど
向上しないか、向上してもわずかに向上するに過ぎない
ことを見出した。

発明の目的 本発明の目的は前記した従来のフェノール樹脂成形材料
の問題点を解決し、射出成形においてシャルピー衝撃強
度が向上した成形品を得ることができるフェノール樹脂
成形材料を提供することにある。

発明の構Ｊ杖 本発明に係る射出成形用フェノール樹脂は、溶）！ｌ？
度パラメーター（以下ｓｐ値と称す）が９．０〜ｉｔ、
ｏのフェノール樹脂又は変性フェノール樹脂１００重量
部に対し、引張強度が６ｇ’／ｄ（デニール）以上のポ
リビニルアルコール繊維（以下ビニロン繊維と称す）５
〜１００重量部含有させてなる。

発明の構成及び作用効果の具体的説明一本発明者らの研
究によれば、ビニロン繊維自体の強度とこれを使用して
得られるフェノール樹脂成形材料のシャルピー衝撃強度
とは一義的であり、高強度のビニロン繊維を使用すると
極めて高い衝撃強度の成形品を与えるフェノール樹脂成
形材料が１！７られることを見出した。また、ビニロン
繊維を少量使用した場合でも強度の改良りＪ果が大きい
。

更に、ＳＰ値９．０〜１１．０のフェノール樹脂、例え
ばヘンシリツクエーテル型フェノール樹脂にビニロン繊
維を組み合わせて製造したフェノール樹脂成形材料にお
いては、ヘンシリツクエーテル型フェノールＪｊｌ脂は
、材料製造時又は射出成形時に、ビニロン繊維を熔解し
ないか或いは僅かに溶解させる程度の作用しか−Ｕず、
従ってビニｌ」ン繊維はそれ自体の強度を維持でき、か
つ、ビニロン（哉維とベンジリックエーテル型フェノー
ル樹脂間の１４（着性を増す。更にビニロン繊維はそれ
自体の引張強度が６ｇ／ｄ以上であり、適度の柔軟性を
有するため、材料製造時又は射出成形時にシェアーを受
けても切断されることが少なく、繊維形状のビニロンが
できるだけ多く成形品中に残ることになる。

前記技術的手段及びその作用により、本発明のフェノー
ル樹脂成形材ｆ−１を使用すれば、射出成形により、シ
ャルピー衝撃強度の非富に高い、例えば１０１＜ｇ・Ｊ
ｍ／　ｃｎ１前後の成形品が得られる。また、ビニロン
繊維の添加量が少量の場合でも、衝撃強度の向上した成
形品を与えるフェノール樹脂成形（Ａ料が得られる。本
発明に従えば、更には、摺動特性や耐摩耗性が良好でか
つ、飼料自体の比重が小さいため、軽量化された成形品
を得ることができる。

本発明者等は前記したごとく、圧縮成形又はトランスフ
ァー成形でシャルピー衝撃強度１０〜２０　ｋｇ−ｃｎ
＋／　ｃｎｌの成形品が得られるフェノール樹脂成形材
料は得られ°ζいるが、射出成形では、シャルピー衝撃
強度３〜５　ｋｇ−ｃｍ／　Ｃ１１１程度の成形品しか
得られないフェノール樹脂材料が知られているに過ぎな
い現状や、成形方法による成耽童（２）−生産性などに
鑑み、１１１出成形によりシャルピー衝撃強度の向上し
た成形品が得られるフェノール樹脂成形材料の研究開発
に着手した。

ガラス繊維を補強）Ａとしノこ材料では、射出成形にて
ｆｉｊ　ｆ！強度の高い成形品が１１Ｊられないことか
わかっていたので、種々の合成繊維についてコンプレッ
ション法、１−ランスファー法で検５・１を行なった。

その結果、コンプレッション法では繊維強度と成形品の
ｉＩｉ　Ｔ’ｒＮ強度が一箕的に対応することがわかっ
た。ところが、トランスファー法でばナイロン６ら繊維
及びビニロン繊維が良好な強度を示すことを見出した。

これらを使用したフェノール樹脂成形４Ａ料の圧縮成形
におりるシャルピーｆＪｊ撃強度は１８に８・ａｍ／ｃ
＋ａ以上の値が得られたが、この材料をトランスファー
成形又は射出成形した時のシャルピー衝撃強度は、それ
ぞれ、６〜８ｋｇ・ａｍ／ｃｄ又は３〜５　ｋｇ−Ｃｍ
／　ｃｕｔとなり、シャルピーｉ１１撃強度の値が順次
低下することがわかった。これらの成形法の違いによる
衝撃強度低下の原因を研究した結果、ナイロン６６繊維
及びビニロン繊維が熱履歴を受りることにより、フェノ
ール樹脂に溶解することが原因であることを解明した。

このことは、シャルピー（！１１撃強度の低かった試験
片の破断面をみるとナイロン６６繊維又はビニロン繊維
がフェノール樹脂に熔解しているということから明らか
である。

そこで、種々のフェノール樹脂と、ナイロン６６繊維又
はビニロン繊維との組め合わせについて、熱時の熔解性
を研究した結果、ビニロン繊維について（！ｊ撃強度の
高い成形月利を与えるいくつかのフェノール樹脂を見出
した。また、ナイロン６Ｇ繊維はインジェクション成形
においては、大半のフェノール樹脂に溶解され、ツヤル
ビー衝撃強度を発現しないことがわかった。

次に、このビニロン繊維を熱時溶解する樹脂と溶解しな
い樹脂との、その本質的な差について鋭意研究を重ねた
結果、フェノール樹脂のＳＰ値とビニロン繊維の？８解
度が一衣的に関係していることを見出し、具体的にもビ
ニロン繊維を熱時熔解しない多くのフェノール樹脂を見
出し、本発明をなずに至っ〕このである。

即し、本発明に従えば、前記したように、Ｓ　Ｐ値９．
０〜１１．０のフェノール樹脂又は、変性フェノール樹
脂１００重■部に対し、引張強度が６ｇ／ｄ以上である
ビニロン繊維５〜１００重量部を合宿させることによっ
て、目的とする射出成形用フェノール樹脂成形材料を得
ることができる。

本発明でいうｓｐ値は、接着百科（上）（芝崎一部著、
高分子刊行会発行　５１年版、３３頁）に基づくもので
あり、その測定法は以下の通りである。

即し、１〜２ｇのポリマーを試験管にとり、実際に用い
られる最終溶液におりる割合の溶剤量を加え、ガラス棒
でかきまぜながら、加温して溶解する。熔Ｉ！１１度は
溶液を冷却して室温で観察する。

溶液が透明で曇りがなく、ゲル粒子がなりれば、ポリマ
ーばその溶剤に溶解すると判定する。ポリマーを／８解
する２つの溶剤のＳＰ値がそれぞれ端の値を示し、ポリ
マーのＳＰ値範囲がめられる。

本発明で使用されるＳ　Ｐ　（＜（ｊ　９．０〜１１．
０のフェノール樹脂とは、例えばヘンシリツクエーテル
型フェノール楯１脂（Ｓ　Ｐ（直９．６〜１０．０）、
アンモニアレゾール型フェノール樹脂（Ｓ　Ｐ値９．９
〜１０．０）などであり、変性フェノール樹脂とは例え
ばビスフェノール八変性フェノール４Ａｉｌ１Ｍ　（ｓ
　ｐ値９．９〜１０．７）、アニリン変性フェノール樹
脂Ｊ脂（ＳＰ値９．９〜１０．７）、アミン変性フェノ
ール樹脂（Ｓｌ）値９．６〜１０．７）などである。

本発明で使用されるビニロン繊維はその引張強度が６　
ｇ　／　ｄ以上のものが良（、更に好ましくは、７．５
ｇ、／ｄ以上のものが良い。６ｇ／ｄに満たないものは
人ｐＨに使用しζも高いｉ＃ｉ　撃強度のものが（４７
られず、また、少量使用して場合は、強度の改良効果は
極めて小さい。又、ビニロン繊維は前記フェノール樹Ｉ
ＩＩ　１００１１Ｊ量部にり・ｊし５〜１００重量部の
量で使用するのが良く、更に好ましくは１５〜７０重量
部の量で使用するのが良い。ビニロン繊維の使用量が５
重量部より少ないとシャルピー衝撃強度の向上が実質的
に著しく小さく、逆に１００重量部より多くなると、シ
ャルピーｆｉｊ撃強度はより高くなるが、射出成形が不
可能な拐れ１になってしまう。本発明では、ビニロン繊
維ｌ維の長さは別に規定してないか、一般に使用されて
いる１〜５關のものが好適である。尚、本発明にＪ６い
ては、ビニロン繊維だｂ）でな（、耐熱性、曲げ強度、
引張強度などを考處して、通常フェノール樹脂成形材料
に使用されるセルロース類や、ガラス繊維、その他の無
機質フィラーの併用は有効である。

本発明の成形材料は一般に行われている製造方法で製造
されるが、その中の好適な一方法を例示すれば以下に説
明する通りである。

ｓｐ値９．ｏ　〜１１．０の７ｘ／−／Ｌｚ樹１１ｔｉ
　又ｕ：変性フェノール樹脂１００重量部、引張強度が
６　ｇ／　ｄ以上であるビニ１コン繊ＭＬ５〜１０１ｆ
量部、必要に応し、セルロース類や、ガラス繊維、無機
質フィラーなどを併用し、更に硬化剤、硬化助剤、ｊｉ
ｊｌｉ型剤、着色剤などの適当量を・＼ンシェルミキー
リ・−にて均一分散混合し、次にこの混合配合物を二軸
連続式ニーグーにて６０〜８０°Ｃで加熱混練後、２〜
４１１＋１φのスクリーンを装着したダブルベレノター
にて押し出し造粒する。この造粒物を冷却後、粉砕する
ことにより、射出成形可能なベレット４にの成形材料を
得ることができる。

実施例 以下、本発明の好適な実施例を説明するが、本発明の技
術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことば
いうまでもない。尚、以下の例においとも１部」は「重
量部」を示す。

〔実施例１〕 ＳＰ値９．６〜１０．０のへンジリソクエーテル型フェ
ノール樹脂１００部、引張強度１．８ｇ／ｄを有するビ
ニｌ」ン繊維（１１カッ１−晶）５００１〜、木粉（Ｉ
２０メソシュ品）２０部、酸化マグネシウム１０部、ス
テアリン酸１０部及びスピリットブランク５部をヘンシ
ェルミキザーにて均−分１１＆混合しノこ。次にこの配
合物を二軸連続式ニーグーに０６０〜８０°Ｃで加熱混
練後、３龍φのスクリーンを装着したダブルペレソター
にて押し山して造粒した。この造粒物を冷却後、１５〕
砕してベレット状成形材料を得た。この成形材料を使用
して、一般に行われている成形条件（ｔＪＪ出成形成形
圧力１２００１５００　ｋｇ／　ｃｕｔ、金型温度１６
０〜１７０°Ｃ１成形時間ＧＯ〜９０秒）で射出成形を
行ない（Ｍｇｚ＜＋ｇ　ＲＪ−１４ｏｃ射出成形機）、
シャルピー衝撃強度測定用ＪＩＳ試験片をＩＭた。テス
トの結果、この試験片のシャルピー強度は９．７　ｋｇ
・ｃｍ／　ｃｎＸであった。その他の射出成形による材
料の物性は第１表に示す通りであった。尚、物性はＪＩ
ｓ−に−６９１１に基づいてより定しノこ。

〔実施例２〕 引張強度７．８　ｇ　／　ｄのヒニ１」ン繊維３０　ｒ
＋＋＋及び木粉４０部を使用した以外は実施例１と同様
にして成形材料を得ノこ。

この＋Ａお１から実施例１と同様にして成形した試験片
のシャルピーｆｆｆｉｉ　撃強度は５．５　ｋｇ−ｃｍ
／　ｏ＋ｔてあり、その他の物性は第１表に示す通りで
あった。

〔実施例３〕 ビニロン繊維５０部及び木わ）２０部の代りに引張強度
７．８　ｇ　／　ｄのビニロン繊維７０部を使用した以
外は、実施例Ｉと同様にして成形材料を得た。

この成形材料から実施例１と同様にして成形した試験片
のシャルピー（！ｊ撃強度は１０．５　ｋｇ・しｍ／　
ｃｌＮであり、その他の物性は第１表に示す通りであっ
）こ。

〔実施例４〕 ヘンシリツクエーテル型フェノール樹脂のかわりにｓｐ
値９．９〜１０．０のメタギシレンジアミン変性フェノ
ール樹脂を使用し、更にヘキサメチレンテトラミン１５
部を追加した以外は実施例１と同様にして成形材料を得
た。

この材料から実施例１と同様にして成形した試験片のシ
ャルピーｆ＆ｊ　’Ｐ：強度は９．０　ｋｇ−ｃｍ／　
ｏｌであり、その他の物性は第１表に示す通りであった
。

〔比較例１〕 ＳＰ値１２．７〜１４．５のノボラック型フェノール樹
脂１００部、引張強度７．８ｇ／ｄのビニロン繊維（１
１１ｆｆｌ力ツト品）５０部、木わ）　（１２０メソシ
ュ品）２０部、ヘキサメチレンテトラミン１５部、酸化
マグネシウム１０部、ステアリン酸１０部及びスピリッ
トブランク５部を−ンシェルミキザーにて均一分散混合
した。この混合配合物を二軸３＆続式ニーダ−にてＧＯ
〜ａｏ’ｃで加熱’／Ｗ練後、３關φのスクリーンを有
するダブルペし・ツタ−にて押し出し、造粒した。この
造粒物を冷却後、粉砕してベレット状の成形（Ａ料を得
た。

ごの＋、＋料を実施例１と同様に射出成形した試験片の
ンヤルピー衝撃強度は５．３　ｋｇ−ｃｍ／　ａＩＸで
あり、その他の物性は第１表に示す通りであっ）こ。

〔比較例２〕 ＳＰＰＯ２６〜１０．０のヘンシリツクエーテル型フェ
ノール樹脂１００部、引張強度３．０　ｇ　／　ｄを有
するビニロン繊維（３＋ａｍカット品）５０部、木粉（
１２０メソシュ品）２０部、酸化マグネシウム１０部、
ステアリンＭＩＯ部及びスピリットブラック５部をヘン
シェルミキザーにて均−分ｔｉ＆　？ｌｉ：合しノこ。

この配合物を二軸連続式ニーダ−にて６０〜８０℃にて
押し出し、造粒した。これを冷却後４′Ｊ）砕してペレ
ソ１−状の成形４，１料を得た。

この材料を実施例１と同様にして成形した試験片のシャ
ルピー衝撃強度は４．０　ｋｇ・ａｍ／ｃ♂であり、そ
の他の物性は’ｆＳＪ表に示す通りであっノこ。

〔比較例３〕 ビニロン繊維及び木わ）の代りに引張強度１５．３ｇ／
ｄのガラス繊維（３ｍ１１力ツト品）を使用した以外は
、比較例１と同様にして成形月料を得た。

この材料を実施例■と同様にして成形した試験片のシャ
ルピーｆ（ｊ　撃強度は５．０　ｋｇ−ｃｍ／　ｃ＋＋
ｌであり、その他の物性番よ第１表に示す通りであった
。

以下余白 手続補正書（自発） 昭和５９年５月１７日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１６０４０７号 ２、発明の名称 射出成形用フェノール樹脂成形材料 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　旭有機材工業株式会社 ４、代理人 住　所　〒１０５東京輻港区虎ノ門−丁目８番１０号５
、補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第１１行「更には、」と「摺動」と
の間に「ガラス繊維使用のフェノール樹脂成形材料よシ
も」なる表現を挿入する。

（２）同第６頁第１５行〜第８頁第１行［本発明者等は
前記したごとく・・・・・・原因を研究した結果、」を
削除し、その後に以下の文を加入する。

「本発明者等は、前記従来技術の問題点に鑑み、従来の
射出成形用フェノール樹脂成形材料よりシャルピー衝撃
強度が高く、か′）摺動性、耐摩耗性の優れた射出成形
用フェノール樹脂成形材料の研究開発に着手した。

当初、ガラス繊維以外の合成繊維について）種種検討し
た結果、ナイロン６６、およびビニロン繊維が好適なも
のとして選択され、さらに該繊維の引張強度を変えたも
のについて種々検討したが、射出成形で、高いシャルピ
ー衝撃強度を示す成形材料は得られなかった。その原因
を究明したところ、」 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．７容＋ｉ＝度／”’ｙＪ　９−カ（９，０〜ｌ　１
   ．ＯノフェノールＩＮＪ脂または変性フェノール樹脂１
   ００重量部に、引張強度がＧ　ｇ／ｄ以上のポリビニル
   アルコール繊に、ＩＩ５〜ｌＯＯ重毘部を含白さ・Ｕて
   なることを重機とするＩ・１出成形用フエノールｌｂｌ
   　ＩＩＩ成形トＩ料。 ２、溶解度パラメーターが９．０〜１１．０のフェノー
   ル樹脂または変性フェノール樹脂がヘンシリツクエーテ
   ル型フェノール樹脂、アンモニアレヅール型フェノール
   樹脂、ヒスフェノールΔ変性フェノール樹脂、アニリン
   変性フェノール１ｋｌ脂又はアミン変性フェノール樹脂
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の射
   出成形用フェノール樹脂成形４Ａ料。