JPH0359060A - フェノール系樹脂成形材料 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械的強度に優れ、射出成形可能なフェノール
系樹脂成形材料に関するものであり、さらに詳しくは自
動車部品や電気部品などの構造部品成形用として好適に
使用されるフェノール系樹脂成形材料に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来から前記構造部品としては、主として鋼、アルミニ
ウム等の金属が使用されているが、近年、自動車等の燃
費向上の為、該部品の軽量化を目的として金属からプラ
スチックへの代替が盛んに行なわれるようになってきた
。該プラスチックとしては各種エンジニアリング・プラ
スチックが主として検討されているが、自動車エンジン
回り部品のように熱間クリープ性、耐熱老化性等の長期
信頼性を要求される部品に関しては熱硬化性樹脂成形材
料（特にガラス繊維強化フェノール樹脂底形材料）が適
用されつつある。

ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形材料は射出成形、トラ
ンスファー底形、圧縮成形により各種部品に供されてお
り、その−船釣製法は以下のとおりである。

ガラス繊維、熱硬化性樹脂、硬化剤、離型剤、染顔料、
溶剤等をミキサーで混合し、得られた混合物を加熱され
たロールで充分混練し、シート状になった材料を取り出
し、冷却後、粉砕して粒状の成形材料を得る。この方法
における射出成形用材料が特開昭６０−１０１１４０号
公報に開示されている。

また、別の方法として含浸法により成形材料が得られる
が、その圧縮成形用材料については特公昭５１−３３９
４５号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、射出成形用のガラス繊維強化熱硬化性性
樹脂成形材料のほとんどが、特開昭６０−１０１１４０
号公報に開示されているように、ロールおよびニーダ−
等で加熱混練されている為に、材料中のガラス繊維の平
均繊維長はほとんど０．５　ｍｍ以下となり、従ってシ
ャルピー衝撃強さも６〜７ｋｇｆ−ａｍ／ｃｎｆが限度
であった。また、圧縮成形用の材料としては特公昭５１
＝　３３９４５号公報に見られるように、例えば１イン
チ（２５，４ｍｍ）長に切断した材料を圧縮成形した成
形品において４０〜５０　ｋｇｆ・ｃｍ　／　ｃｎｆの
シャルピー衝撃強さが得られてはいるものの、射出成形
に適用した場合、ホッパー落ちが悪く、スクリューでか
みこみにくく、また充填不良を起こすなど連続成形がで
きないという大きな課題を抱えており、実用に適してい
なかった。

本発明は上記従来技術に鑑みなされたもので、その目的
は機械的強度、特に衝撃強さに優れた成形品を与える１
〜ＩＯＭ長の射出成形可能なフェノール系樹脂成形材料
を提供することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記のごとくガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形材料をロ
ールやニーダ−等で加熱混練した場合、ガラス繊維長は
ほとんど０．５印以下となる為、本発明者らは成形材料
中に１〜１０ｍｍ長の繊維を保持させるという観点から
ひも状体を樹脂を主成分とする液体に含浸、乾燥、切断
するという工程に着目した。更に、従来の含浸法による
成形材料は１インチ（２５，４ｍａ＋）長程度に切断さ
れていた為、成形性が圧縮成形に限定されていたものを
１〜１０ｍｍに切断すると驚くべきことに射出成形が可
能となり、更に驚くべきことに射出成形品において１５
〜２５　ｋｇｆ−ｃｍ／ｃｕｔのシャルピー衝撃強さが
得られることを見い出し、本発明を完成するにいたった
。

即ち、本発明は短繊維及び又は長繊維より構成されるひ
も状体を７ボラフク型フエノール系樹脂を主成分とする
液体に含浸し、加熱乾燥後、１〜１０　ｍｍ長に切断し
て成る射出成形可能なフェノール系樹脂成形材料に関す
るものである。

本発明により得られるフェノール系樹脂成形材料の特徴
は以下のとおりである。

１）射出成形において、ホッパー落ち及びスクリューの
かみこみが良好で、かつ、充填性が良好である。

２〉射出成形で得られた成形品の耐熱性、機械的強度、
寸法安定性が優れている。

３）同成形品の熱間クリープ性、耐熱老化性等の長期信
頼性に優れている。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられるノボラック型フェノール系樹脂（以
下ノボラック樹脂と略す）はフェノール類とアルデヒド
類を酸性触媒の存在下に反応させて得られるものであり
、無変性タイプ、又はノボラック樹脂の製造時に必要に
応じて任意の変性剤を添加し、反応又は混合して得られ
る変性タイプノボラック樹脂等が例示される。このよう
な変性剤としては、カシュー油、トール油等の油類やメ
ラミン樹脂、キシレン樹脂、イミド樹脂等の樹脂類が好
適なものとして挙げられる。これらのノボラック樹脂は
単独又は混合して使用できる。

本発明に用いられるひも状体は、例えば短繊維及び又は
長繊維より構成されるロービング状やヤーン状等のもの
であり、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、レ
ーヨン繊維、ポリビニルアルコールｌｌ！維、ポリアク
リロニトリルｗｌ維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊
維、ポリ塩化ビニリデン繊維および綿糸から成るものが
好適であり、更に好ましくは、ガラス繊維、カーボン繊
維、アラミド繊維、レーヨン繊維および綿糸などから戒
るものが好適である。これらは単独で使用しても良いし
、２種以上組み合わせて使用しても良い。

該ひも状体は必要に応じてシランカップリング剤、エポ
キシ樹脂およびフェノール樹脂などであらかじめ表面処
理されたものも用いられる。ひも状体の断面形状、断面
寸法は特に限定されるわけではないが、断面積を円に換
算した直径が１〜５ｍｍ程度の断面寸法のものが好まし
い。

本発明のフェノール系樹脂成形材料は、例えばノボラッ
ク樹脂、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、染顔料、溶剤及
び必要に応じて加えられる各種添加剤をそれぞれ所定の
割合で加熱混合し、得られた液体にひも状体を含浸し、
８０〜１２０℃にて加熱乾燥後、１〜１０帥長、好まし
くは２〜６Ｉ！ｌＩ！ｌ長に切断して得られる。該成形
材料のカット長を１〜１０ｍｍ長に限定した理由は、１
閣未満では射出成形可能であるが衝撃強さの低い成形品
しか得られず、また１０ｍｍを越えると衝撃強さは高い
ものの射出成形時の充填性、連続成形性が困難となるた
め好ましくないからである。

本発明で使用される液体としては、メタノール、アセト
ン、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を使用する均一
溶液あるいは氷、界面活性剤等を使用するエマルジョン
液等が挙げられる。

成形材料中のひも状体の体積含有率は、特に限定されな
いが、２０〜６０％、好ましくは３０〜５０％の範囲に
設定するのが望ましい。

このようにして得られたフェノール系樹脂成形材料は射
出成形可能であるが、圧縮成形やトランスファー底形に
も利用できることは言うまでもない。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらになんら限定されるものではない。

なお、フェノール系樹脂成形材料の性能は次に示す方法
に従って測定した。

（１〉射出成形性 成形機−ＲＪ−１４０Ｃ（名機製作所■製）金型−イン
ジェクションファミリー 成形条件−金型温度＝１７５±５℃ シリンダー温度（前／後）： ８５±５℃／３０±５℃ 射出圧：　１０００〜１２００　ｋｇｆ／ｃｄ射出時間
：６±２秒 硬化時間：６０秒 上記の条件で各材料について射出成形を行ない、５０シ
ヨツトの連続射出成形が可能か否かで射出成形性を判定
した。

○：連続射出成形可能 ×：連続射出成形不能 （２）シャルピー衝撃強さ及び曲げ強さ前記射出成形に
より得られた試験片を用いてＪＩＳ−Ｋ　６９１１に準
じて測定した。

（３）　　２００℃ｘ　ｔｏｏｏ時間加熱処理後の曲げ
強さ保持率 前記射出成形により得られた曲げ強さ試験片を２００℃
Ｘ１００Ｏ時間加熱処理後、ＪＩＳ−Ｋ　６９１１Ｌ：
準じ曲げ強さを測定し、初期値を基準にして保持率を求
めた。

また実施例及び比較例で使用したひも状体の種類は以下
に示すとおりである。

（１）ガラス繊維ロービング 日本硝子繊維■製、ＲＥＲ２３１Ｘ−ＦＷ２８９７、繊
維径：１３ｊ−、番手：２３１０　ｔｅｘ（２）炭素繊
維ロービング 東邦レーヨン■製、）ＩＴ＾−７−１２０００繊維径ニ
アＪｌｌ、番手：ａｉｏ　ｔａｘ（３〉アラミド繊維 奇人■製、テクノーラ）ＩＦＹ　Ｔ−２４１Ｊ繊維径＝
１２μ、番手：８３Ｑｔｅｘ 実施例１ ノボラック型フェノール樹脂 （数平均分子量：　５５０）　　　　　　　１００重量
部へキサメチレンテトラミン　　　　　１５〃酸化マグ
ネシウム　　　　　　　　　３　〃ステアリン酸カルシ
ウム　　　　　　３　〃シランカップリング剤 （日本ユニカー■製、Ａ−１１００）　　　　１　　〃
グリセリン　　　　　　　　　　　５　〃スピリットブ
ラック　　　　　　　　２　〃メタノール　　　　　　
　　　　　　７０重量部上記各原料を温度計、コンデン
サー及び撹拌機を備えた溶解釜に仕込み、よく撹拌し均
一混合液にした後、含浸槽に移した。

つぎにあらかじめフェノール樹脂用に表面処理されたガ
ラス繊維ロービングを上記混合液に含浸し、１００〜１
２０℃の加熱炉で乾燥後、４ｍｍ長に切断し、ガラス繊
維の体積含有率が４０％であるフェノール樹脂成形材料
を得た。該成形材料のスパイラルフローは３４０ｆｆｌ
Ｉ！ｌであった。

実施例２ シランカップリング剤を除いた以外は実施例１と同じ配
合及び方法で混合液を製造し、あらかじめフェノール樹
脂用に表面処理されたカーボン繊維ロービングを上記混
合液に含浸し、１００〜１２０℃の加熱炉で乾燥後、４
帥長に切断し、カーボン繊維の体積含有率が４５％であ
るフェノール樹脂成形材料を得た。該成形材料のスパイ
ラルフローは４００ｍｍであった。

実施例３ あらかじめフェノール樹脂用に表面処理されたアラミド
繊維ロービングを使用した以外は実施例２と同じ方法で
、カット長が４１Ｘｌｆｌ＋でかつアラミド繊維の体積
含有率が３５％であるフェノール樹脂成形材料を得た。

該成形材料のスパイラルフローは２８０ｍｎ＋であった
。

実施例４ 実施例１と同様の方法で、カット長が２ｍｍでかつガラ
ス繊維の体積含有率が４０％であるフェノール樹脂成形
材料を得た。該成形材料のスパイラルフローは３７０ｕ
であった。

実施例５ 実施例１と同様の方法で、カット長が６印でかつガラス
繊維の体積含有率が４０％であるフェノール樹脂成形材
料を得た。該成形材料のスパイラルフローは３００ｍｍ
であった。

比較例１ ノボラック型フェノール樹脂　　　１００重量部ガラス
繊維 〈チョツプドストランド、３關長）　　１５０　　〃ヘ
キサメチレンテトラミン　　　　　１５〃酸化マグネシ
ウム　　　　　　　　　　３　〃ステアリン酸カルシウ
ム　　　　　　３　〃シランカップリング剤 （日本ユニカー鞠製、Ａ−１１００）　　　　１〃グリ
セリン　　　　　　　　　　　５　〃スピリットブラッ
ク　　　　　　　　２　〃メタノール　　　　　　　　
　　　　１０〃上記各原料をヘンセルミキサーで混合し
、８０〜９０℃でロール混練後、粉砕してフェノール樹
脂成形材料を得た。この材料のガラス繊維の平均繊維長
は０．２ｕであり、その体積含有率は４０％であった。

該成形材料のスパイラルフローは４００ｒｍｓであった
。

比較例２ 実施例１と同様の方法でカット長が０．５　ｍｍでかつ
ガラス繊維の体積含有率が４０％であるフェノール樹脂
成形材料を得た。該成形材料のスパイラルフローは３８
０叩であった。

比較例３ 実施例１と同様の方法で、カット長が２５ｍｍでかつガ
ラス繊維の体積含有率が４０％であるフェノール樹脂成
形材料を得た。該成形材刺のスパイラルフローは１００
關であった。

実施例１〜５及び比較例１〜３の結果を第１表に示す。

表かられかるごとく、比較例１及び２により得られた成
形材料は射出成形性はともに良好であったが、シャルピ
ー衝撃強さはそれぞれ５ｋｇｆ−ｃｍ／ｃｎｆ及び？　
ｋｇｆ−ｃｍ／ｃ＋＋ｆであり、実施例１〜５の１５〜
２５ｋｇｆ−ＣＩ！ｌ／ｃｄに比べかなり低ＩＪ４であ
った。また、比較例３により得られた成形材料は、射出
成形においてホッパー落ちが悪く、スクリューでかみこ
みが悪く、また充電不良を起こし、連続成形が不可能で
あった。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明のフェノール系樹脂成形
材料によれば以下のような効果が得られる。

１）従来のフェノール樹脂成形材料を使用して射出成形
にて得られる成形品のシャルピー衝撃強さがせいぜい６
〜７ｋｇｆ−ｃｍ／ｃＩＩ！が限度であるのに対し、本
発明品によれば開底形で１５〜２５ｋｇｆ−ＣＩ１１／
ｃｒｌのシャルピー衝撃強さが得られる。すなわち、２
〜４倍の衝撃強さが得られる。

２）射出成形において、ホッパー落ち、スクリューでの
かみこみ、充填性が良好であり、連続成形性に優れてい
る。

３〉射出成形にて得られる成形品の熱間クリープ性、耐
熱老化性及び耐ヒートサイクル性等の長期信頼性に優れ
ている。

上記効果が得られることから、本発明のフェノール系樹
脂成形材料はヒートインシュレーター、インテークマニ
ホールド、コンミテータ−、シリンダーヘッドカバー、
オイルパン等の自動車部品や大型ブレーカ−等の電気部
品など構造部品の成形に好適に使用される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）短繊維及び又は長繊維より構成されるひも状体をノ
   ボラック型フェノール系樹脂を主成分とする液体に含浸
   し、加熱乾燥後、１〜１０ｍｍ長に切断して成る射出成
   形可能なフェノール系樹脂成形材料。 ２）ひも状体が、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド
   繊維、レーヨン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ
   アクリロニトリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル
   繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維および綿糸から選ばれた
   少くとも一種からなる請求項１記載のフェノール系樹脂
   成形材料。