WO2004081415A1 - プーリー用フェノール樹脂成形材料、樹脂プーリー、および樹脂成形材料の使用方法 - Google Patents

プーリー用フェノール樹脂成形材料、樹脂プーリー、および樹脂成形材料の使用方法 Download PDF

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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49453—Pulley making

Definitions

  • the present invention relates to a phenolic resin molding material for a pulley, a resin pulley, and Akira Akira
  • Resin pulleys are lighter than metal pulleys and can reduce noise and cost, so they are used for industrial machinery parts and automotive parts. Of these, pulleys made of phenolic resin are widely used because they have the advantage of being superior in dimensional accuracy and less deformable than thermoplastic resin buries represented by nylon and the like.
  • Pulleys made of phenolic resin require mechanical strength, dimensional stability, and thermal shock resistance.
  • the phenolic resin pulley is required to have characteristics according to the fixing method. In the case of adopting the fixing method using the port, it is necessary to have excellent stress relaxation characteristics from the viewpoint of suppressing the loosening of the port.
  • the insert is fixed by introducing the insert into the interior of the pulley, there is a possibility that a gap may occur around the insert due to a difference in thermal expansion between the insert and the resin. For this reason, excellent thermal shock resistance is required.
  • Patent Document 1 describes that an effect of improving thermal shock resistance is obtained by combining a phenol resin, an elastomer, an organic fiber, a glass fiber, and powdered silica.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2001-1897958 Disclosure of the Invention
  • thermal shock resistance can be improved by the above conventional technology.
  • stress relaxation there was room for improvement in stress relaxation. Therefore, mechanical strength, dimensional stability, stress relaxation, and thermal shock resistance of phenolic resin buries used for industrial machine parts and automobile parts, especially phenolic resin pulleys fixed by porto, are improved. The challenge is to balance the dimensions.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a phenolic resin molding material for a resin pulley excellent in mechanical strength, stress relaxation, and thermal shock resistance, and a resin pulley molded thereby. To provide.
  • the present invention it is obtained by combining components including (A) a nopolak phenolic resin, (B) glass fiber, (C) an inorganic base material (excluding glass fiber), and (D) an elastomer. (A) 25% by weight or more and 45% by weight or less, and (B) and 45% by weight of (B) and (C). 65% by weight or less, and (D) 0.5% by weight or more and 5% by weight or less. Since the resin molding material of the present invention contains a nopolak-type phenol resin, it is possible to sufficiently secure stress relaxation characteristics. In addition, since glass fibers are included, mechanical strength can be ensured.
  • the thermal shock resistance can be improved.
  • the inorganic base material may be configured to contain at least calcium carbonate.
  • the thermal shock resistance can be further improved by the synergistic effect of calcium carbonate and the elastomer.
  • the inorganic substrate other than the glass fiber may substantially consist of calcium carbonate.
  • that the inorganic base material substantially contains carbonated calcium means, for example, that the ratio of calcium carbonate to the entire inorganic base material is 90% by weight or more. By doing so, the thermal shock resistance can be further improved.
  • the elastomer may contain a gen-based rubber.
  • the gen-based rubber may be an acrylonitrile-butadiene rubber.
  • the elastomer may include a polyvinyl alcohol.
  • the polyvinyl acetal may be a polyvinyl butyral.
  • the inorganic base material is substantially composed of calcium carbonate
  • the elastomer is substantially composed of acrylonitrile butadiene rubber
  • the ratio of each component to the whole resin molding material is , (A) 25% to 33% by weight, (B) 25% to 35% by weight, (C) 25% to 35% by weight, (D) 0.5 It may be not less than 2% by weight and not more than 2% by weight. By doing so, it is possible to sufficiently secure the improvement of the stress relaxation property due to the addition of calcium carbonate. For this reason, it is suitably used as a resin molding material having a weight due to improvement in stress relaxation characteristics.
  • the inorganic base material is substantially composed of calcium carbonate
  • the elastomer is substantially composed of acrylonitrile-butadiene rubber, and the ratio of each component to the whole resin molding material.
  • a resin pulley characterized by being formed by molding a resin molding material.
  • the resin pulley of the present invention is excellent in mechanical strength, thermal shock resistance, and relaxation of stress.
  • a method for using a resin molding material characterized in that the resin molding material is used for molding a resin pulley.
  • the phenolic resin molding material for pulleys of the present invention is a molding material having better mechanical strength, thermal shock resistance and stress relaxation than conventional phenolic resin molding materials for pulleys. Therefore, it can be applied to various pulleys used for industrial machine parts, automobile parts, and the like.
  • FIG. 1 is a front view showing the configuration of the phenolic boogie according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the phenolic resin pulley of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the content of the components (A) to (D) can be, for example, as follows. (A): 25-45% by weight,
  • novolak type phenol resin is used as the phenolic resin (A).
  • the reason for using nopolak phenolic resin is that it has a high crosslinking density, is excellent in stress relaxation, and is low in cost.
  • the compounding amount of the nopolak phenol resin is from 25% by weight to 45% by weight, preferably from 27% by weight to 37% by weight, based on the whole molding material. If the amount is too small, the modulus of elasticity increases, the tensile elongation decreases, and the thermal shock resistance decreases. In addition, the resin content decreases, and the moldability also decreases. If the amount is too large, the stress relaxation decreases, the coefficient of thermal expansion increases, the thermal shock resistance decreases, and the dimensional change due to molding shrinkage increases. Tends to be difficult to obtain.
  • the phenolic resin molding material for one pulley according to the present invention may include (A) a curing agent for curing the novolac type phenolic resin.
  • a curing agent for curing the novolac type phenolic resin.
  • a general curing agent used for a nopolak type phenol resin can be used.
  • hexamethylenetetramine, resole-type phenol resin and the like can be used.
  • hexamethylenetetramine is used as a curing agent, it can be added in an amount of, for example, 14 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the nopolac-type phenol resin.
  • the phenolic resin molding material for pulleys according to the present invention contains a fibrous inorganic filler as an essential component.
  • This fibrous inorganic filler does not contain organic fibers.
  • (B) glass fiber is used as such a fibrous inorganic filler.
  • (B) Glass fiber is blended to impart mechanical strength to a molded article.
  • the properties of the glass fiber are not particularly limited.
  • the fiber diameter can be 10 m or more and 15 m or less, and the fiber length can be 1 mm or more and 3 mm or less. like this By doing so, it is possible to improve the workability at the stage of forming a molding material and the mechanical strength of the obtained molded product.
  • the amount of glass fiber added can be, for example, 20% by weight or more of the whole molding material. By doing so, sufficient mechanical strength can be ensured. For this reason, the strength of the pulley subjected to a high load can be improved. In addition, the pulley can be made thinner and lighter.
  • Examples of the (C) inorganic base material used in the present invention include calcined clay, unfired clay, wollastonite, talc, calcium carbonate, myriki, and potassium titanate whiskers. Absent. Among them, for example, calcium carbonate, wollastonite and the like, particularly calcium carbonate, are suitably used. Further, (C) substantially only calcium carbonate can be used as the inorganic base material. This makes it possible to more stably obtain a phenolic resin molding material for resin pulleys having excellent mechanical strength, stress relaxation, and thermal shock resistance. When calcium carbonate is used, the average particle diameter can be, for example, 0.5 / m or more and 20 or less, preferably 1 im or more and 10 m or less.
  • the addition amount of the inorganic base material can be, for example, 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more of the whole molding material. By doing so, the mechanical strength, stress relaxation, and thermal shock balance can be reliably improved.
  • the amount of addition can be, for example, 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less of the whole molding material. In this way, sufficient mechanical strength can be secured.
  • the combined amount of (B) the glass fiber and (C) the inorganic substrate can be, for example, 45% by weight or more, and preferably 50% by weight or more, based on the whole molding material. By doing so, sufficient stress relaxation can be ensured, and the loosening of the port for fixing the pulley can be suppressed. In addition, it is possible to suppress an increase in the coefficient of thermal expansion and improve the thermal shock resistance.
  • the blending amount of (B) glass fiber and (C) inorganic base material is It can be, for example, 65% by weight or less, preferably 62% by weight or less, based on the whole material. By doing so, the elastic modulus can be reduced and the tensile elongation can be increased. For this reason, sufficient toughness can be secured and the thermal shock resistance can be improved. Also, workability during molding material kneading can be improved.
  • the (D) elastomer used in the present invention is blended for improving thermal shock resistance.
  • gen-based rubbers such as acrylonitrile rubber (NBR), modified NBR, chloroprene rubber, and styrene-butadiene rubber;
  • Non-gen rubbers such as ethylene propylene rubber
  • Polyvinyl acetal such as polybierbutyral (hereinafter abbreviated as "PVB”); carboxylic acid bierester such as vinyl acetate;
  • Etc. and these can be used alone or in combination.
  • nitrile rubbers such as NBR and carboxylic acid-modified NBR can be suitably used.
  • These materials have excellent compatibility with phenolic resins. Therefore, by using these materials, the elastomer can be uniformly dispersed in the phenol resin. Therefore, it is possible to achieve even better toughness. Therefore, the thermal shock resistance of the resin molding material can be further improved.
  • nitrile rubber such as NBR and carboxylic acid-modified NBR or PVB together with a novolac phenol resin, the balance of mechanical strength, thermal shock resistance, and stress relaxation can be further improved.
  • the blending amount of the elastomer is important for obtaining a resin molding material having an excellent balance of mechanical strength, thermal shock resistance, and stress relaxation.
  • the amount of the elastomer can be 0.5% by weight or more, preferably 1% by weight or more of the whole molding material. By doing so, a sufficient tensile elongation can be ensured. For this reason, sufficient toughness can be secured and the thermal shock resistance can be improved.
  • the amount of the elastomer (D) can be 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less of the whole molding material. By doing so, stress relaxation and reduction in mechanical strength can be suppressed, and the coefficient of thermal expansion can be reduced. Therefore, the thermal shock resistance can be improved.
  • a filler other than the above may be blended if necessary.
  • the composition of the phenolic resin molding material of the present invention can be adjusted according to the application. For example, the following resin molding materials are weighted by improving stress relaxation characteristics.
  • the mixing ratio of each component is based on the entire phenol resin molding material.
  • Nopolak type phenolic resin 25 wt% or more and 33 wt% or less
  • Hexamethylenetetramine 3% by weight or more and 7% by weight or less
  • Glass fiber 25 wt% or more and 35 wt% or less
  • Calcium carbonate 25 wt% or more and 35 wt% or less
  • NBR 0.5% by weight or more and 2% by weight or less
  • the mixing ratio of each component is based on the entire phenolic resin molding material.
  • Nopolak type phenolic resin 33% or more and 42% or less by weight
  • Hexamethylenetetramine 3% by weight or more and 7% by weight or less
  • Glass fiber 45 wt% or more and 55 wt% or less
  • NBR 1% by weight or more and 3% by weight or less
  • the heat cycle can be further improved by the synergistic effect of the glass fiber and the acrylonitrile butadiene rubber.
  • the phenolic resin molding material of the present invention is produced by a usual method. For example, in addition to the above raw materials, if necessary, curing aids, release agents, pigments, After mixing and mixing uniformly, the mixture is heated and melted and kneaded using a kneader such as a roll, a kneader, or a twin-screw extruder alone or in combination with a roll and another mixer, and then granulated or pulverized. Obtained.
  • a kneader such as a roll, a kneader, or a twin-screw extruder alone or in combination with a roll and another mixer
  • the resin pulley of the present invention is obtained by molding the molding material.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are views showing an example of the configuration made of the phenolic resin of the present invention.
  • FIG. 1 is a front view of a phenolic resin pulley.
  • FIG. 2 is a diagram showing a side cross section of the phenolic resin pulley of FIG.
  • the phenolic resin pulley shown in FIGS. 1 and 2 has the pulley fitted to the insert fitting 2.
  • the pulley 11 is formed with a fitting portion that fits with the insert fitting 2, an outer cylindrical portion having a V groove, and a rib that connects the fitting portion and the outer cylindrical portion.
  • the phenolic resin pulley of the present invention can be usually obtained by compression molding, transfer molding, injection molding or injection compression molding using a molding material having the above-mentioned composition with a metal insert disposed at the center.
  • the molding conditions for example when using a compression molding, the mold temperature 1 7 0-1 9 0, formed form a pressure 1 0 0 ⁇ 1 5 0 kg Z c rn 2 curing time 1-5 min Molding can be carried out.
  • the phenolic resin pulley of the present invention is produced using the above-mentioned phenolic resin molding material, it has an excellent balance of mechanical strength, thermal shock resistance and stress relaxation.
  • Resol type phenol resin manufactured according to the following formulation.
  • Novolak type phenolic resin Number average molecular weight 700 (A-1082 manufactured by Sumitomo Beikurait Co., Ltd.)
  • NBR PSR—38 manufactured by JSR Corporation
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Nopolak type phenolic resin 31 30 29 31 31 35 Hexamethylenetetramine 5 5 5 5 5 5
  • the molding method and evaluation method of the test piece used for the property evaluation are as follows.c
  • Each of Examples 1 to 6 is a molding material in which a predetermined amount of nopolak-type phenol resin, glass fiber, an inorganic base material, and an elastomer are blended. Based on the results in Tables 1 and 2, the molded products obtained by molding these molding materials have a high-dimensional and excellent balance in mechanical strength, thermal shock resistance, and stress relaxation required for resin pulleys. It was taken.
  • Comparative Example 1 was excellent in thermal shock resistance because of the use of a resol-type phenol resin, but had low stress relaxation. Comparative Example 2 was inferior in thermal shock resistance because it did not contain one elastomer component. Also, a comparative example
  • the stress relaxation was low due to the large amount of the elastomer component.
  • the amount of the elastomer is important to obtain a resin molding material having excellent mechanical strength, thermal shock resistance, and balance of stress relaxation, and it is not preferable that the amount is too large.
  • the amount of the elastomer is preferably 5% by weight or less, and by setting it to 2% by weight or less as shown in the above example, the performance of the resin molding material can be more stably exhibited. In Comparative Example 4, since the amount of the resin component was large, the stress relaxation was low.

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Abstract

プーリー用樹脂成形材料において、ノボラック型フェノール樹脂、ガラス繊維、ガラス繊維以外の無機基材、およびエラストマーを必須成分とする。成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂２５重量％以上４５重量％以下、ガラス繊維およびガラス繊維以外の無機基材をあわせて４５重量％以上６５重量％以下、エラストマー０．５重量％以上５重量％以下の割合で配合する。ガラス繊維以外の無機基材としては、たとえば炭酸カルシウムを用いる。エラストマーとしては、たとえばＮＢＲを用いる。また、プーリー用フェノール樹脂成形材料を成形して樹脂プーリーとする。

Description

プーリー用フエノール樹脂成形材料、 樹脂プーリ
および樹脂成形材料の使用方法
技術分野 .
本発明は、 プーリ一用フエノ 'ル樹脂成形材料、 樹脂プーリー、 およぴ樹 明
脂成形材料の使用方法に関する
細 背景技術
樹脂プーリーは、 金属製のプーリーに比べ、 軽量であり、 低騒音化、 低コ スト化も可能であるため、 産業機械部品や自動車部品等に用いられている。 この中で、 フエノール樹脂製プーリーは、 ナイロンなどに代表される熱可塑 性樹脂製ブーリ一に比べて寸法精度が優れ、 変形しにくいという特長を有す るため、 多く利用されている。
フエノール樹脂製プーリーには、 機械的強度、 寸法安定性、 冷熱衝撃性が 要求される。 また、 フエノール樹脂製プーリ一には、 その固定方法に応じた 特性が要求される。 ポルトによる固定方式を採用する場合には、 ポルトの緩 みを抑制する観点から、 応力緩和特性に優れることが必要となる。 一方、 プ 一リー内部にインサートを導入することにより固定する場合には、 インサー トと樹脂との熱膨張の違いからインサート周辺にヮレが生じる恐れがある。 このため、 優れた冷熱衝撃性が要求される。 このように、 フエノール樹脂製 プーリーにおいては、 種々の要求特性を高次元のレベルでバランスさせる必 要があった。
従来、 フエノール樹脂製プーリーの内部にインサートを導入することによ る固定方法が多く採用されている。 この場合、 上述のように優れた冷熱衝撃 性が必要とされる。そこで、 プーリー用のフエノール樹脂成形材料において、 フエノール樹脂にガラス繊維を配合することにより、 冷熱衝撃性、 機械的強 度、 および寸法安定性の向上が図られている。 また、 特許文献 1には、 フエ ノール樹脂、 エラストマ一、 有機繊維、 ガラス繊維、 および粉末シリカを配 合することにより、 耐熱衝撃性改善の効果を得ることが記載されている。
特許文献 1 特開 2 0 0 1 _ 1 8 7 9 5 8号公報 発明の開示
上記の従来技術により、 耐熱衝撃性の向上が可能であるとされている。 一 方、 応力緩和の向上については改善の余地があった。 このため、 産業機械部 品や自動車部品等に用いられるフエノール樹脂製ブーリ一、 特にポルトによ り固定されるフエノール樹脂プーリーにおいて、 機械的強度、 寸法安定性、 応力緩和、 冷熱衝撃性をより高次元でバランスさせることが課題となってい る。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 機械的強 度、 応力緩和、 冷熱衝撃性に優れた樹脂プーリ一用フエノール樹脂成形材料 およびそれにより成形された樹脂プーリーを提供することにある。
本発明によれば、（A)ノポラック型フエノール樹脂、（B )ガラス繊維、（C ) 無機基材 （ガラス繊維を除く）、 および （D ) エラストマ一、 を含む成分を配 合して得られる樹脂成形材料であって、 当該樹脂成形材料全体に対する各成 分の割合が、 （A ) 2 5重量％以上 4 5重量％以下、 （B ) と （C ) とをあわ せて 4 5重量％以上 6 5重量％以下、 （D ) 0 . 5重量％以上 5重量％以下、 であることを特徴とするプーリー用フエノール樹脂成形材料が提供される。 本発明の樹脂成形材料は、 ノポラック型フエノール樹脂を含むため、 応力 緩和特性を充分に確保することができる。 また、 ガラス繊維を含むため、 機 械的強度を確保することができる。 また、 エラストマ一およびガラス繊維以 外の無機基材を必須成分とするため、 冷熱衝撃性を向上させることができる。 これらの材钭を組み合わせて上記の割合で含有させることにより、 機械的強 度、 冷熱衝撃性、 および応力緩和のバランスに優れた樹脂成形材料をとする ことができる。 本発明の樹脂成形材料において、 （C ) 無機基材が少なくとも炭酸カルシゥ ムを含有する構成とすることができる。 （C ) 無機基材として炭酸カルシウム を用いることにより、 炭酸カルシウムとエラストマ一の相乗効果によって、 冷熱衝撃性をさらに向上させることができる。
本発明の樹脂成形材料において、 （C ) ガラス繊維以外の無機基材が実質的 に炭酸カルシウムからなってもよい。 本明細書において、 無機基材が炭酸力 ルシゥムを実質的に含むとは、 たとえば、 無機基材全体に対する炭酸カルシ ゥムの割合が 9 0重量％以上であることを指す。 こうすることにより、 冷熱 衝撃性をより一層向上させることができる。
本発明の樹脂成形材料において、 （D ) エラストマ一がジェン系ゴムを含ん でもよい。 本発明において、 ジェン系ゴムが、 アクリロニトリルブタジエン ゴムである構成とすることができる。
本発明の樹脂成形材料において、 （D ) エラストマ一がポリビエルァセ夕一 ルを含んでもよい。 本発明において、 ポリビニルァセタールがポリビニルブ チラ一ルである構成とすることができる。
本発明の樹脂成形材料において、 （C ) 無機基材が実質的に炭酸カルシウム からなり、 （D ) エラストマ一が実質的にアクリロニトリルブタジエンゴムか らなり、 当該樹脂成形材料全体に対する各成分の割合が、 （A) 2 5重量％以 上 3 3重量％以下、 （B ) 2 5重量％以上 3 5重量％以下、 （C ) 2 5重量％ 以上 3 5重量％以下、 （D ) 0 . 5重量％以上 2重量％以下、であってもよい。 こうすることにより、 炭酸カルシウムの添加による応力緩和特性の向上を充 分に確保することができる。 このため、 応力緩和特性の向上によりウェイト をおいた樹脂成形材料として好適に用いられる。
本発明の樹脂成形材料において、 （C ) 無機基材が実質的に炭酸カルシウム からなり、 （D ) エラストマ一が実質的にアクリロニトリルブタジエンゴムか らなり、 当該澍脂成形材料全体に対する各成分の割合が、 （A) 3 3重量％以 上 4 2重量％以下、 （B ) 4 5重量％以上 5 5重量％以下、 （C ) 2重量％以 上 1 2重量％以下、 （D ) 1重量％以上 3重量％以下、 であってもよい。 こう することにより、 ヒートサイクル特性の向上によりウェイトをおいた樹脂成 形材料として好適に用いられる。
本発明によれば、 樹脂成形材料を成形してなることを特徵とする樹脂プ一 リーが提供される。 本発明の樹脂プーリーは、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 応 力緩和に優れている。
本発明によれば、 樹脂成形材料を樹脂プーリーの成形に使用することを特 徵とする樹脂成形材料の使用方法が提供される。 本発明のプーリー用フエノ ール樹脂成形材料は、 従来のプーリー用フエノール樹脂成形材料に比べて機 械的強度、 冷熱衝撃性、 応力緩和に優れた成形材料である。 このため、 産業 機械部品や自動車部品等に用いられる各種プーリ一への適用が可能となる。 図面の簡単な説明
上述した目的、 およびその他の目的、 特徴および利点は、 以下に述べる好 適な実施の形態、 およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかに なる。
図 1は、 本実施形態に係るフェノール樹脂製ブーリーの構成を示す正面図 である。
図 2は、 図 1のフエノール樹脂製プ一リーの側断面を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明のブーリー用フエノール樹脂成形材料は、
( A) ノポラック型フエノール樹脂、
( B ) ガラス繊維、
( C ) 無機基材 （ガラス繊維を除く）、 および
( D ) エラス卜マー、
を必須成分とする。
プーリー用フエノール樹脂成形材料全体を基準として、 （A) 〜 （D ) 成分 の含有量は、 たとえば以下のようにすることができる。 (A) ： 2 5〜4 5重量％、
( B ) と （C ) の和： 4 5〜6 5重量％、
( D ) ： 0 . 5〜 5重量％¾
以下.， 本発明に係るブーリ一用フエノ一ル澍脂成形材料を構成する各成分 について説明する。
本発明においては., (A ) フエノール樹脂として、 ノボラック型フエノール 樹脂を使用する。 ノポラック型フエノール樹脂を用いる理由は、 架橋密度が 高く応力緩和に優れること、 および低コストであるためである。 ノポラック 型フエノール樹脂の配合量は、 成形材料全体に対して 2 5重量％以上 4 5重 量％以下、 好ましくは 2 7重量％以上 3 7重量％以下である。 配合量が少な すぎると、 弾性率が高くなり、 引張り伸び率も低下するため冷熱衝撃性が低 下し、 また樹脂分が少なくなるため成形性も低下するようになる。 また、 配 合量が多すぎると、 応力緩和が低下し、 熱膨張率が大きくなり、 冷熱衝撃性 が低下し、 成形収縮による寸法変化が大きくなることから、 樹脂プーリーと して満足し得る特性が得られにくくなる傾向がある。
本発明に係るプーリ一用フエノール樹脂成形材料において、 （A) ノボラッ ク型フエノール樹脂を硬化させる硬化剤を含むことができる。 硬化剤として は、 ノポラック型フエノール樹脂に使用される一般的な硬化剤を用いること ができる。 たとえば、 へキサメチレンテトラミン、 レゾール型フエノール樹 脂等を使用することができる。 へキサメチレンテトラミンを硬化剤として使 用する場合は、 ノポラック型フエノール樹脂 1 0 0重量部に対して、 たとえ ば 1 4重量部以上 2 0重量部以下添加することができる。
本発明に係るプーリー用フエノール樹脂成形材料は、 繊維性無機充填材を 必須成分とする。 この繊維性無機充填材は、 有機繊維を含まない。 このよう な繊維性無機充填材として、 たとえば （B ) ガラス繊維が用いられる。 （B ) ガラス繊維は、 成形品に機械的強度を付与するために配合される。 （B ) ガラ ス繊維の性状については特に限定されないが、 たとえば繊維径を 1 0 m以 上 1 5 m以下、 繊維長を l mm以上 3 mm以下とすることができる。 こう することにより、 成形材料化段階での作業性、 得られた成形品の機械的強度 を良好なものにすることができる。
また、 （B ) ガラス繊維の添加量は、 たとえば成形材料全体の 2 0重量％以 上とすることができる。 こうすることにより、 充分な機械的強度を確保する ことができる。 このため、 高負荷のかかるプーリーの強度を向上させること ができる。 また、 プーリ一の薄型化、 軽量化が可能となる。
本発明に使用する ( C ) 無機基材としては、 焼成クレー、 未焼成クレー、 ウォラストナイト、 タルク、 炭酸カルシウム、 マイ力、 チタン酸カリウムの ゥイスカーなどが挙げられるが、 特に限定されるものではない。 このうち、 たとえば炭酸カルシウムやウォラストナイト等、 特に炭酸カルシウムが好適 に用いられる。 また、 （C ) 無機基材として、 実質的に炭酸カルシウムのみを 用いることができる。 こうすることにより、 機械的強度、 応力緩和、 冷熱衝 撃性に優れた樹脂プーリー用フエノール樹脂成形材料をより一層安定的に得 ることができる。 なお、 炭酸カルシウムを用いる場合、 その平均粒子径は、 たとえば 0 . 5 / m以上 2 0 以下、 好ましくは 1 i m以上 1 0 m以下 とすることができる。
( C ) 無機基材の添加量は、 たとえば成形材料全体の 1重量％以上、 好ま しくは 3重量％以上とすることができる。 こうすることにより、機械的強度、 応力緩和、 および冷熱衝撃性のパランスを確実に向上させることができる。 また、 添加量は、 たとえば成形材料全体の 5 0重量％以下、 好ましくは 4 0 重量％以下とすることができる。 こうすることにより、 充分な機械的強度を 確保することができる。
また、 （B ) ガラス繊維および （C ) 無機基材をあわせた配合量は、 成形材 料全体に対してたとえば 4 5重量％以上、 好ましくは 5 0重量％以上とする ことができる。 こうすることにより、 充分な応力緩和を確保し、 プーリーを 固定するポルトの緩みを抑制することができる。 また、 熱膨張係数の増大を 抑制し、 冷熱衝撃性を向上させることができる。
また、 （B ) ガラス繊維および （C ) 無機基材をあわせた配合量は、 成形材 料全体に対してたとえば 6 5重量％以下、 好ましくは 6 2重量％以下とする ことができる。 こうすることにより、 弾性率を小さくし、 引張伸び率を大き くすることができる。 このため、 充分な靭性を確保し、 冷熱衝撃性を向上さ せることができる。 また 成形材钭混練中での作業性を向上させることがで きる。
本発明に使用する （D) エラストマ一は、 冷熱衝撃性の向上のために配合 する。エラストマ一の種類としては特に限定するものではないが、たとえば、 ァクリロ二トリルブ夕ジェンゴム (NBR)、変性 NBR、クロロプレンゴム、 スチレンブタジエンゴム等のジェン系ゴム；
エチレンプロピレンゴム等の非ジェン系ゴム；
ポリビエルプチラール （以下 「P VB」 と略す） 等のポリビニルァセタール； 酢酸ビニル等のカルボン酸ビエルエステル；
等であり、 これらを単独または組み合わせて配合することができる。 これら のうち、 たとえば NBR、 カルボン酸変性 NB R等の二トリルゴムを好適に 用いることができる。 これらの材料はフエノール樹脂との相溶性に優れてい る。 このため、 これらの材料を用いることにより、 フエノール樹脂中にエラ ストマーを均一に分散することができる。 よって、 より一層優れた靭性を発 現することが可能となる。 このため、 樹脂成形材料の冷熱衝撃性をより一層 向上させることができる。
また、 NBR、 カルボン酸変性 NBR等の二トリルゴムや PVBをノボラ ック型フエノール樹脂と併用することにより、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 お よび応力緩和のバランスをより一層向上させることができる。
(D) エラストマ一の配合量は、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 および応力緩 和のバランスに優れた樹脂成形材料を得るために重要である。 （D) エラスト マーの配合量は、 成形材料全体の 0. 5重量％以上、 好ましくは 1重量％以 上とすることができる。 こうすることにより、 引張伸び率を充分に確保する ことができる。 このため、 充分な靭性を確保し、 冷熱衝撃性を向上させるこ とができる。 また、 （D ) エラストマ一の配合量は、 成形材料全体の 5重量％以下、 好ま しくは 3重量％以下とすることができる。 こうすることにより、 応力緩和お よび機械的強度の低下を抑制し、 また 熱膨張係数を小さくすることができ る。 このため、 冷熱衝撃性を向上させることができる。
なお、本発明においては、必要により上記以外の充填材を配合してもよい。 本発明のフエノール榭脂成形材料の組成は、 用途に応じて調節することが できる。 たとえば、 応力緩和特性向上によりウェイトをおいた樹脂成形材料 として、 以下のものが挙げられる。 ここで、 各成分の配合比は、 フエノール 樹脂成形材料全体を基準として、
ノポラック型フエノール樹脂： 2 5重量％以上 3 3重量％以下、
へキサメチレンテトラミン： 3重量％以上 7重量％以下、
ガラス繊維： 2 5重量％以上 3 5重量％以下、
炭酸カルシウム： 2 5重量％以上 3 5重量％以下、
N B R ： 0 . 5重量％以上 2重量％以下、
である。
また、 ヒートサイクル特性向上にウェイトをおいた樹脂成形材料として、 以下のものが挙げられる。 ここで、 各成分の配合比は、 フエノール樹脂成形 材料全体を基準として、
ノポラック型フエノール樹脂： 3 3重量％以上 4 2重量％以下、
へキサメチレンテトラミン： 3重量％以上 7重量％以下、
ガラス繊維： 4 5重量％以上 5 5重量％以下、
炭酸カルシウム： 2重量％以上 1 2重量％以下、
N B R ： 1重量％以上 3重量％以下、
である。 このような配合比とすることにより、 ガラス繊維とァクリロ二トリ ルブタジエンゴムとの相乗効果によって、 ヒートサイクルをさらに向上させ ることができる。
本発明のフエノール樹脂成形材料は、 通常の方法により製造される。 たと えば、 上記原材料の他、 必要に応じて硬化助剤、 離型剤、 顔料、 カップリン グ剤などを配合して均一に混合後、 ロール、 コニ一ダ、 二軸押出し機等の混 練機単独またはロールと他の混合機との組合せで加熱溶融混練した後、 造粒 または粉砕して得られる。
次に、 本発明のフエノール樹脂製プーリーについて説明する。 本発明の樹 脂製プーリーは、 前記成形材料を成形してなるものである。
図 1および図 2は、 本発明のフエノール樹脂製の構成の一例を示す図であ る。 図 1は、 フエノール樹脂製プーリ一の正面図である。 また、 図 2は、 図 1のフエノール樹脂製プーリーの側断面を示す図である。 図 1および図 2に 示したフエノール樹脂製プーリーは、 ィンサート金具 2にプーリーが嵌合し てなる。 プーリ一 1には、 インサート金具 2と嵌合する嵌合部と、 V溝部を 有する外筒部と、 嵌合部と外筒部を連結するリブが形成されている。
本発明のフエノール樹脂製プーリーは、 通常、 金属製インサートを中央に 配して、 前記配合の成形材料を用いて、 圧縮成形、 移送成形、 射出成形ある いは射出圧縮成形により得ることができる。 成形条件としては特に限定され ないが、 たとえば圧縮成形を用いる場合は、 金型温度 1 7 0〜 1 9 0 、 成 形圧力 1 0 0〜 1 5 0 k g Z c rn2 硬化時間 1〜 5分間で成形を行うことが できる。
本発明のフエノール樹脂製プ一リーは、 上記フエノ一ル樹脂成形材料を用 いて製造されるため、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 応力緩和のバランスに優れ たものである。
(実施例）
以下、 実施例および比較例により本発明を説明する。 表 1および表 2に示 す組成の割合で配合した混合物を回転速度の異なった加熱ロールで混練し、 シート状に冷却したものを粉碎して顆粒状のフエノール樹脂成形材料を得た c 実施例および比較例に用いた各配合成分は以下の通りである。
( 1 ) レゾール型フエノール樹脂：以下の処方により製造した。
還流コンデンサー撹拌機、 加熱装置、 真空脱水装置を備えた反応釜内に、 フエノール （P ) とホルムアルデヒド （F ) とをモル比 （F Z P ) = 1 . 7 で仕込み、 これに酢酸亜鉛をフヱノ一ル 1 00重量部に対して 0. 部 添加した。 この反応系の pHを 5. 5に調整し、 還流反応を 3時間行った。 その後、 真空度 1 0 O To r r 温度 1 0 0 °Cで 2時間水蒸気蒸留を行って 未反応フエノールを除去し、 さらに、 真空度 1 0 0 T o r r、 温度 1 1 5 で 1時間反応させ、 数平均分子量 8 00のジメチレンェ一テル型レゾールフ エノ一ル澍脂の固形物を得た。
(2) ノボラック型フエノール樹脂：数平均分子量 7 00 (住友べ一クラ ィト社製 A— 1 082)
(3) へキサメチレンテトラミン：三菱瓦斯化学社製へキサミン
(4) ガラス繊維： 日本板硝子社製チヨップドストランド、 繊維長 3mm、 繊維径 1 1 m
(5) 炭酸カルシウム： 日東粉化社製 S S 80、 平均粒径 2. 6 urn
(6) クレー：水澤化学社製インシュライト
(7) 硬化助剤：酸化マグネシウム
(8) 離型剤：ステアリン酸カルシウム
(9) 着色剤：カーボンブラック
(10) P VB ：積水化学（株）製ェレックス BX- 5
(1 1) NBR ： (株） J SR製 PNC— 38
実施例 1 実施例 2実施例 3実施例 4実施例 5実施例 6 ノポラック型フヱノール樹脂 31 30 29 31 31 35 配 へキサメチレンテトラミン 5 5 5 5 5 5
□ ガラス繊維 30 27 31 50 30 50 炭酸カルシウム 30 33 31 10 - 5 クレー - - - - 30 -
NBR 1 2 1 1 2 里 PVB 1
% 硬化助剤 1 1 1 1 1 1 着色剤 1 1 1 1 1 1 離型剤 1 1 1 1 1 1 曲げ強度 (MPa) 145 1 0 140 160 135 180 特 線膨張係数 (ppm) 24 25 24 22 24 24 性 応力緩和 (％) 85.0 82.0 85.0 84.0 87.0 82.0 冷熱衝擎 150 175 150 200 50 200
Figure imgf000014_0001
特性評価に使用した試験片の成形方法および評価方法は以下の通りである c
( i ) 曲げ強さ ： J I S K6 9 1 1による。
( i i )冷熱衝撃：径 5 OmmX厚さ 5 mmの円板に 2箇所のノッチを付けた 金属製のィンサートに澍脂の厚さ 2 mmで包むように成形した。 この試験片 を 30分間で— 40 から 140°Cまで交互に暴露するヒートサイクル試験 を 200回繰り返し、 25回ごとにクラックの発生の有無を確認した。 クラ ックの発生した回数を表 1に記載した。
( i i i ) 応力緩和： ASTE F 3 8 Bに基づき実施した。 試験温度 1 0 O 、 締付応力 1 1 - 8MP aで試験を行い、 試験時間 1 00時間後の保持 率を測定した。
( i V) 熱膨張係数： TMAにより、 80°C〜1 20°Cにおける線膨張係数 を測定した。
実施例 1〜6はいずれも、 ノポラック型フエノール樹脂、 ガラス繊維、 無 機基材、 エラストマ一を所定量配合した成形材料である。 表 1および表 2の 結果より、 これらの成形材料を成形してなる成形品は、 樹脂製プーリーに要 求される、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 応力緩和において高次元で優れたバラ ンスがとれたものとなった。
一方、 比較例 1は、 レゾ一ル型フエノール樹脂を使用しているため、 冷熱 衝撃性には非常に優れているが、 応力緩和が低かった。 また、 比較例 2は、 エラストマ一成分を含まないため、 冷熱衝撃性に劣っていた。 また、 比較例
3は、 エラストマ一成分の配合量が多いため、 応力緩和が低かった。 エラス トマ一の配合量は、 機械的強度、 冷熱衝撃性、 および応力緩和のパランスに 優れた樹脂成形材料を得るために重要であり、 配合量が多すぎるのは好まし くない。 エラストマ一の配合量は 5重量％以下とするのがよく、 上記実施例 に示したように 2重量％以下とすることにより樹脂成形材料の性能をさらに 安定的に発揮させることができる。 また、 比較例 4は、 樹脂成分の配合量が 多いため、 応力緩和が低かった。

Claims

請 求 の 範 囲
1. (A) ノポラック型フエノール榭脂、
(B) ガラス繊維、
(C) 無機基材 （ガラス繊維を除く）、 および
(D) エラストマ一、
を含む成分を配合して得られる樹脂成形材料であって、 当該樹脂成形材料 全体に対する各成分の割合が、
(A) 2 5重量％以上 45重量％以下、
(B) と （C) とをあわせて 45重量％以上 6 5重量％以下、
(D) 0. 5重量％以上 5重量％以下、
であることを特徴とするプーリー用フエノール樹脂成形材料。
2. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、 （C) 無機基材が少 なくとも炭酸カルシウムを含有することを特徴とするプーリー用フエノール 樹脂成形材料。
3. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、 （C) 無機基材が実 質的に炭酸カルシウムからなることを特徴とするプ一リー用フエノール樹脂 成形材料。
4. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、 （D) エラストマ一 がジェン系ゴムを含むことを特徴とするプ一リー用フエノール樹脂成形材料 (
5. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、 （D) エラストマ一 がポリビエルァセタールを含むことを特徴とするプーリー用フエノール樹脂 成形材料。
6. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、
(C) 無機基材が実質的に炭酸カルシウムからなり、
(D)エラストマ一が実質的にァクリロニトリルブタジエンゴムからなり、 当該樹脂成形材料全体に対する各成分の割合が、
(A) 2 5重量％以上 3 3重量％以下、 (B) 25重量％以上 3 5重量％以下、
(C) 25重量％以上 3 5重量％以下、
(D) 0. 5重量％以上 2重量％以下、
であることを特徴とするブーリ一用フエノール樹脂成形材料。
7. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料において、
前記 （C) 無機基材が実質的に炭酸カルシウムからなり、
前記 （D) エラストマ一が実質的にアクリロニトリルブタジエンゴムから なり、
当該樹脂成形材料全体に対する各成分の割合が、
(A) 33重量％以上 42重量％以下、
(B) 45重量％以上 5 5重量％以下、
(C) 2重量％以上 12重量％以下、
(D) 1重量％以上 3重量％以下、
であることを特徴とするプーリー用フエノール樹脂成形材料。
8. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料を成形してなることを特徴と する樹脂プーリー。
9. 請求の範囲第 1項に記載の樹脂成形材料を樹脂ブーリーの成形に使用 することを特徴とする樹脂成形材料の使用方法。
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