JPH05287171A - 成形材料用マトリックス樹脂及びそれを含む成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対し、低
融点もしくは低軟化点の熱可塑性樹脂が溶融混練されて
なる成形材料用マトリックス樹脂は耐熱性に乏しいとい
う従来技術の問題点を解決し、靱性に優れていて、且
つ、耐熱性も優れている成形品を得ることができる成形
材料用マトリックス樹脂及びそれを含む成形材料を提供
する。 【構成】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対し、熱
可塑性樹脂が溶融混練されてなる成形材料用マトリック
ス樹脂において、熱可塑性樹脂１００重量部に対してフ
ェノール樹脂プレポリマーが５〜１００重量部の割合で
添加されていることを特徴とする成形材料用マトリック
ス樹脂及びこの成形材料用マトリックス樹脂を含む成形
材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気部品や機械部品等
を製造するための成形材料用マトリックス樹脂及びこの
マトリックス樹脂を含む成形材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気部品や機械部品等の成形品を
製造するための成形材料用マトリックス樹脂としてはメ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂や尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂等に代表される熱硬化性アミノ樹脂が用いられて
いる。これらの熱硬化性アミノ樹脂を用いて得られる成
形品は難燃性、耐熱性及び耐アーク性、耐トラッキング
性等の電気特性等が優れているという特長を有している
が、衝撃強度、耐インサートクラック性、スナップイン
性等の可撓性や靱性に乏しい欠点がある。そこで、本発
明者等はこの欠点を克服する手段として、熱硬化性アミ
ノ樹脂プレポリマーに対し、熱可塑性樹脂が溶融混練さ
れてなる成形材料用マトリックス樹脂を開発し、特願平
４−９５２８号として特許出願を行った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の特願
平４−９５２８号として特許出願を行った成形材料用マ
トリックス樹脂では、低融点もしくは低軟化点の熱可塑
性樹脂を用いており、そのために熱変形温度に代表され
る耐熱性が乏しいという欠点を有していた。この欠点の
改良のために、高融点もしくは高軟化点の熱可塑性樹脂
を用いるようにした場合、高温で溶融混練をせざるを得
ないので、共に溶融混練する熱硬化性アミノ樹脂プレポ
リマーがゲル化しやすく充分な溶融混練が行えず、得ら
れる成形材料用マトリックス樹脂に強靱性や均一性の点
で問題が生じるので、高融点もしくは高軟化点の熱可塑
性樹脂を用いることができなかった。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の課題は、熱硬化性アミノ樹脂プレポリ
マーに対し、低融点もしくは低軟化点の熱可塑性樹脂が
溶融混練されてなる成形材料用マトリックス樹脂は耐熱
性に乏しいという従来技術の問題点を解決することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は熱硬化性アミノ
樹脂プレポリマーに対し、熱可塑性樹脂が溶融混練され
てなる成形材料用マトリックス樹脂において、熱可塑性
樹脂１００重量部に対してフェノール樹脂プレポリマー
が５〜１００重量部の割合で添加されていることを特徴
とする成形材料用マトリックス樹脂及びこの成形材料用
マトリックス樹脂を含む成形材料である。

【０００６】本発明に到った経緯を以下に説明する。本
発明にかかる成形材料用マトリックス樹脂を有効に利用
するためには、溶融混練時および成型時に、マトリック
ス樹脂が流動性を有することが不可欠である。このため
には、このマトリックス樹脂中に存在する熱硬化性アミ
ノ樹脂プレポリマーが必要以上に迅速にゲル化（硬化）
しないことが好ましく、熱硬化性アミノ樹脂プレポリマ
ーと熱可塑性樹脂の溶融混練を低温で行えるようにする
ことが望ましい。そこで、高融点もしくは高軟化点の熱
可塑性樹脂を用い、しかも、溶融混練を低温で行える手
段について検討したところ、熱可塑性樹脂に対してフェ
ノール樹脂プレポリマーを添加すると、熱可塑性樹脂が
低温で流動可能となる作用が生じるため、高融点もしく
は高軟化点の熱可塑性樹脂を用いていても、溶融混練が
低温で行えるようになることを見出し、本発明に到達し
た。

【０００７】本発明で使用する熱硬化性アミノ樹脂プレ
ポリマーとしては、特に限定はされないが、例えば、メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂プレポリマーや尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂プレポリマー等が挙げられる。この
熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーは、固形状のものであ
ってもシラップ状のものであってもよく、また、１種の
みを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

【０００８】本発明で使用する熱可塑性樹脂は、高融点
もしくは高軟化点のものが望ましく、具体的には、融点
もしくは軟化点が１２０〜２７０℃であるポリアミド又
はポリエステルであることが望ましい。この理由として
は、融点もしくは軟化点が１２０℃未満の熱可塑性樹脂
では耐熱性に優れる成形材料用マトリックス樹脂を得る
ことが困難であり、融点もしくは軟化点が２７０℃を越
える熱可塑性樹脂ではフェノール樹脂プレポリマーを添
加しても熱可塑性樹脂の流動可能温度の低温化に限界が
あり、１５０℃以下の低温での溶融混練が困難であるか
らである。なお、本発明における融点は樹脂が結晶性で
ある場合の溶融開始温度を示し、軟化点は樹脂が非晶性
である場合の溶融開始温度を示している。このような高
融点もしくは高軟化点の熱可塑性樹脂としては、例え
ば、６−ナイロン、６−６ナイロン、６１０ナイロン、
１２ナイロン、１１ナイロン、もしくは共重合ナイロン
等のポリアミド、または、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフ
タレート）、もしくは共重合ポリエステル等のポリエス
テルが挙げられる。そして、熱可塑性樹脂は１種のみを
用いてもよいし、複数種を併用してもよい。そして、本
発明における熱可塑性樹脂と熱硬化性アミノ樹脂プレポ
リマーとの配合比率については、特に限定するものでは
ないが、熱硬化性アミノ樹脂プレポリマー１００重量部
に対して熱可塑性樹脂が５〜１００重量部の割合で配合
されていることが、強靱な成形品を得るためには好まし
い。

【０００９】本発明で使用するフェノール樹脂プレポリ
マーとしては、例えば、酸性触媒の存在下にフェノー
ル、Ｐ−クレゾール等のフェノール類とホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド等のアルデ
ヒド類との縮合によって得られるノボラック樹脂、また
は、アルカリ性触媒の存在下にフェノール、Ｐ−クレゾ
ール等のフェノール類とホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、クロトンアルデヒド等のアルデヒド類との縮合
によって得られるレゾール樹脂がある。このフェノール
樹脂プレポリマーは、固形状のものであってもシラップ
状のものであってもよく、また、１種のみを用いてもよ
いし、複数種を併用してもよい。そして、フェノール樹
脂プレポリマーの熱可塑性樹脂１００重量部に対する添
加量については５〜１００重量部の割合で添加されてい
ることが重要である。この添加量が５重量部未満では熱
可塑性樹脂の流動する温度を低温化する効果が少ないの
で溶融混練が充分にできず、衝撃強度等が弱い成形材料
用マトリックス樹脂しか得られず、また、１００重量部
を越えると、熱可塑性樹脂に由来する成形材料用マトリ
ックス樹脂の可撓性が失われ、従って、熱可塑性樹脂を
溶融混練することの目的である成形材料用マトリックス
樹脂の強靱化ができず、また、耐トラッキング性等の電
気特性の低下を招くという問題が生じる。

【００１０】本発明の熱硬化性アミノ樹脂プレポリマー
と熱可塑性樹脂とを溶融混練する方法としては、特に限
定はされず、例えばロールやニーダー等の装置を用いて
行えばよい。また、溶融混練の温度範囲については熱硬
化性アミノ樹脂プレポリマーがゲル化（硬化）しないこ
とが好ましく具体的には、１５０℃以下であることが好
ましく、最適には１２０℃以下であることが好ましい。

【００１１】本発明に係る成形材料は、以上に述べたマ
トリックス樹脂を含むものであることが重要である。こ
の成形材料は前記のマトリックス樹脂に加えて、従来の
成形材料に含まれているようなガラス繊維、パルプ等の
充填材を含んでいてもよく、必要に応じ、ステアリン酸
亜鉛等の離型剤や顔料等をさらに含んでいてもよい。ま
た、充填材としてガラス繊維を含む場合は、アミノシラ
ン系等のカップリング剤を含んでいてもよい。また、本
発明に係る成形材料を用いて成形する時の成形方法とし
ては、特に限定はなく、例えば直圧成形、トランスファ
ー成形等の方法で行えばよい。

【００１２】

【作用】本発明において、熱可塑性樹脂に対してフェノ
ール樹脂プレポリマーを添加することは、熱可塑性樹脂
が低温域でも流動可能となるようにする作用をする。こ
の作用により、高融点もしくは高軟化点の熱可塑性樹脂
を用いても、熱可塑性樹脂と熱硬化性アミノ樹脂プレポ
リマーとの溶融混練が低温で行え、均一な組成の成形材
料用マトリックス樹脂が得られるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。勿
論、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 （実施例１〜８及び比較例１〜３）後記表１、表２に示
す種類及び量の熱硬化性アミノ樹脂プレポリマー、熱可
塑性樹脂、フェノール樹脂プレポリマー、充填材、アミ
ノシラン系カップリング剤、離型剤及び酸触媒を粉体ミ
キサーに入れ、１０分間プレミキシングを行って、配合
物を得た。なお、各熱可塑性樹脂はペレット状のものを
液体窒素中で粉砕し５００μｍ以下の粒径の粉末にして
使用した。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】なお、前記表１、表２に示した各原材料と
しては、次のものを使用した。熱硬化性アミノ樹脂プレ
ポリマーとしては松下電工社製の固形メラミン樹脂（品
番ＣＰ９０１２）を、６ナイロンとしては東レ社製の品
番ＣＭ１０１７（融点 225℃）を、１２ナイロンとして
は宇部興産社製の品番３０２４Ｕ（融点 178℃）を、6/
66共重合ナイロンとしては宇部興産社製の品番５０１３
Ｂ（融点 200℃）を、6/12共重合ナイロンとしては宇部
興産社製の品番７１２５Ｕ（融点 148℃）を、低融点共
重合ナイロンとしては東レ社製の品番８４３Ｐ（融点 1
15℃）を、ＰＢＴとしては東レ社製の品番ＢＴ１０００
（融点 225℃）を、フェノールノボラック樹脂としては
荒川化学社製の商品名タマノル７５２を、固形レゾール
樹脂としては松下電工社製の品番ＰＺＲを、充填材とし
てはＬ＝１ｍｍ、Ｄ＝１０μｍのガラス単繊維を、カッ
プリング剤としてはアミノシラン系のシランカップリン
グ剤を、離型剤としてはステアリン酸亜鉛を、酸触媒と
してはクエン酸をそれぞれ使用した。

【００１７】得られた配合物を２軸ロール（３０ｃｍ
φ）により、１１０℃で１０分間溶融混練した後、得ら
れたシート状の混練物を粉砕して成形材料を得た。得ら
れた成形材料を直圧３７ｔプレス成型機により金型温度
１６０℃、圧力６０ｋｇ／ｃｍ ³ 、成形時間４分の条件
で成形品（テストピース）を得た。

【００１８】以上の実施例１〜８及び比較例１〜３で得
られた成形品（テストピース）について、可撓性及び靱
性（引張伸び率、曲げ弾性率、曲げ強度、シャルピー衝
撃値）、電気特性（耐アーク性、耐トラッキング性）、
耐熱性（熱変形温度）について評価試験を行った。その
結果を表３、表４に示す。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】なお、前記表３、表４中の曲げ弾性率、曲
げ強度、シャルピー衝撃値、耐アーク性、熱変形温度
（荷重たわみ温度）についての試験方法はＪＩＳ−Ｋ６
９１１に準拠した方法で行った。

【００２２】表３、表４で明らかなように、実施例１〜
８で得られた成形品（テストピース）の熱変形温度はフ
ェノ−ル樹脂プレポリマーを添加せずに、メラミン樹脂
と低融点の熱可塑性樹脂を混練して製造された成形材料
を用いて得られた比較例３の成形品の熱変形温度よりも
高い熱変形温度となっている。

【００２３】また、フェノ−ル樹脂プレポリマーの添加
量が熱可塑性樹脂１００重量部に対して１００重量部を
越える割合となっている比較例１では、シャルピー衝撃
値及び耐トラッキング性が低く、フェノ−ル樹脂プレポ
リマーの添加量が多過ぎる場合にはフェノ−ル樹脂プレ
ポリマーの添加による性能改善の効果が損なわれること
がわかる。

【００２４】また、フェノ−ル樹脂プレポリマーの添加
量が熱可塑性樹脂１００重量部に対して５重量部未満の
割合となっている比較例２では、引張伸び率及びシャル
ピー衝撃値が低く、フェノ−ル樹脂プレポリマーの添加
量が少ない場合にはフェノ−ル樹脂プレポリマーの添加
による性能改善の効果が達成されないことがわかる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る成形材料用マトリックス樹
脂は熱可塑性樹脂１００重量部に対してフェノール樹脂
プレポリマーが５〜１００重量部の割合で添加されてい
る構成となっているので、この成形材料用マトリックス
樹脂を用いて得られる成形品はシャルピー衝撃値に代表
される靱性に優れ、且つ、熱変形温度の高いものとな
る。そのため、この成形材料用マトリックス樹脂を含
む、本発明に係る成形材料は、電気部品や機械部品を製
造するための材料として非常に有用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性アミノ樹脂プレポリマーに対
   し、熱可塑性樹脂が溶融混練されてなる成形材料用マト
   リックス樹脂において、熱可塑性樹脂１００重量部に対
   してフェノール樹脂プレポリマーが５〜１００重量部の
   割合で添加されていることを特徴とする成形材料用マト
   リックス樹脂。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂が、融点もしくは軟化点が
   １２０〜２７０℃であるポリアミド又はポリエステルで
   あることを特徴とする請求項１記載の成形材料用マトリ
   ックス樹脂。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の成形材料用マトリ
   ックス樹脂を含む成形材料。