JPH073119A - 耐熱絶縁性フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

耐熱絶縁性フェノール樹脂成形材料

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JPH073119A
JPH073119A JP16847193A JP16847193A JPH073119A JP H073119 A JPH073119 A JP H073119A JP 16847193 A JP16847193 A JP 16847193A JP 16847193 A JP16847193 A JP 16847193A JP H073119 A JPH073119 A JP H073119A
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JP
Japan
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parts
molding material
kaolin
phenolic resin
glass fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP16847193A
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English (en)
Inventor
Satoru Nagura
哲 名倉
Yoshiaki Hirai
良明 平井
Yoshiaki Kubota
義昭 久保田
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高耐熱性、高絶縁性であって、強度、熱伝導
性及び難燃性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供す
る。 【構成】 粉末状フェノール樹脂100重量部に対し
て、ガラス繊維30〜170重量部、未焼成カオリン3
0〜170重量部配合し、且つガラス繊維と未焼成カオ
リンとを合わせた重量が200重量部以下である。粉末
状フェノール樹脂が粒径0.1〜150ミクロンの球状
一次粒子及びその二次凝集物よりなり、且つフェノール
核1個当たりのメチロール基の数が0.05〜0.15
個である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフェノール樹脂成形材料
に係り、更に詳細には高耐熱性、高絶縁性であって、且
つ強度、熱伝導性及び難燃性に優れ、特にコンミテータ
絶縁材料用として好適なフェノール樹脂成形材料に関す
る。
【0002】
【従来の技術】優れた耐熱性、絶縁性を有するフェノー
ル樹脂成形材料は、従来より電気機器、部品用成形材料
として広く使用されているが、近年その要求性能はます
ます高まる傾向にある。とりわけモーターの小型化高速
化に伴い、コンミテータ用材料に対しては、耐熱性、絶
縁性はもとより、高レベルの強度、熱伝導性、難燃性が
要求されるようになりつつある。
【0003】従来、これらの性能を満足する材料として
は、アスベスト含有フェノール樹脂成形材料が主として
使用されてきたが、近年、健康に対する安全性の面から
アスベスト規制が厳しくなり、これに代わる成形材料が
求められている。
【0004】アスベスト含有フェノール樹脂成形材料の
代替品としては、特公平3−167248号公報に開示
されたフェノール樹脂成形材料が知られている。この成
形材料は、レゾール型フェノール樹脂にガラス繊維と特
定の無機フィラーとを特定量配合したものであり、ガラ
ス繊維で強度を付与し、無機フィラーで耐熱性、熱伝導
性等を付与し、両者を組み合わせて配合することにより
アスベストの場合と同等の性能を発揮させようとしたも
のである。
【0005】しかしながら、上記フェノール樹脂成形材
料は、アスベスト含有フェノール樹脂と同等の性能を発
揮させることが困難であった。すなわち、レゾールにガ
ラス繊維を配合した成形材料において、曲げ強さ、耐衝
撃性等の機械的強度に優れたものを得るには、ガラス繊
維の配合量を多くしなければならず、一方、熱伝導性等
他の性能を向上させるためには無機フィラーを多く配合
しなければならない。ところが、レゾールに配合するガ
ラス繊維と無機フィラーとを合わせた量を増やすと、成
形材料としての流動性が悪くなり、成形性の悪い材料と
なるため、両方の成分を多くすることは実用上できなか
った。したがって、必要な成形性を確保しつつ優れた機
械的強度のものを得るには無機フィラーの配合量を少な
くし、熱伝導性等の他の性能をある程度犠牲にしなけれ
ばならず、また逆に、熱伝導性、耐熱性、難燃性等の優
れたものを得るには、ガラス繊維の配合量を少なくし、
機械的強度をある程度犠牲にしなければならないといっ
た問題点があった。
【0006】更に、上記フェノール樹脂成形材料は、コ
ンミテータ用として用いるには若干絶縁性に劣るという
問題点も有している。
【0007】また、フェノール樹脂としてノボラックを
用いた場合は、ヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤を
添加する必要があるため、成形時にアンモニアガスが発
生し、この悪臭による作業環境の悪化や、成形品中に残
存したアンモニアガスが成形品に挿入した金属類、ある
いは使用時において隣接する金属類を腐食させるといっ
た虞があり、成形材料として最適のものとはいい難いも
のであった。
【0008】上述したように、従来公知のノンアスベス
ト、ノンアンモニア成形材料においては、耐熱性、絶縁
性、強度、熱伝導性、難燃性等の性能をバランス良く兼
ね備えたものは、未だ満足すべきものが提案されていな
いのが現状である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上述の
事情に鑑み鋭意研究した結果、特定の熱硬化性粉末状フ
ェノール樹脂にガラス繊維と特定のカオリンとを特定量
混合することによって、上記問題点が解消されることを
見出し本発明を完成したものであって、本発明の目的
は、高耐熱性、高絶縁性であって、強度、熱伝導性及び
難燃性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供するにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のフェノール樹脂
成形材料は、粉末状フェノール樹脂100重量部に対し
て、ガラス繊維30〜170重量部、未焼成カオリン3
0〜170重量部配合し、且つガラス繊維と未焼成カオ
リンとを合わせた重量が200重量部以下であって、前
記粉末状フェノール樹脂が粒径0.1〜150ミクロン
の球状一次粒子及びその二次凝集物よりなり、且つフェ
ノール核1個当たりのメチロール基の数が0.05〜
0.15個であることを特徴とするものである。尚、以
後特に断りのない限り、「部」とは「重量部」のことを
意味するものとする。
【0011】本発明においてフェノール核1個当たりの
メチロール基の数は、フェノール樹脂をアセチル化した
ものの 1H NMRスペクトルから下記の式によって求
めたものである。即ち、
【式1】 ここで、S1 は、δ値が、1.80〜2.50ppmの
ピーク面積(COC3 に帰属) S2 は、δ値が、4.65〜5.07ppmのピーク面
積(PhC2 OAc,PhC2 OCH2 OAcに帰
属) S3 は、δ値が、5.07〜5.40ppmのピーク面
積(PhCH2 OC2 OAcに帰属) である。
【0012】本発明に用いる粉末状フェノール樹脂は、
上記方法によって求められるフェノール核1個当たりの
メチロール基の数が、0.05〜0.15個であり、こ
れは通常のレゾールのメチロール基の数が2個程度であ
ることに比べ、極めて少ないものである。このようなも
のとしては、具体的には商品名「ベルパールS」(鐘紡
製)として市販されているものが知られており、本発明
に使用するに適したものである。
【0013】本発明で用いられるガラス繊維は、成形材
料用に一般的に用いられているものであれば特に限定さ
れるものでなく、例えば直径3〜17ミクロンのチョッ
プドストランドあるいはガラスパウダー等を挙げること
ができる。
【0014】未焼成カオリンはAl2 3 成分が一般的
には37%以上と高いため熱伝導性付与効果に優れてお
り、また、高温において脱水吸熱反応を起こすことか
ら、難燃性及び切削加工性を高める効果がある。しかも
吸熱反応開始温度が約400℃と高いため、耐熱性の面
からも好ましい効果を奏する。同じカオリンであっても
焼成カオリンを用いた場合は、難燃性、切削加工性に劣
る上、熱伝導性付与効果も低いため本発明の目的を達成
することができない。
【0015】本発明の特徴は、フェノール樹脂として上
記特定の粉末状フェノール樹脂を用い、これにガラス繊
維及び未焼成カオリンを特定の配合比率で混合すること
にある。
【0016】本発明に用いられるガラス繊維の量は、樹
脂100部に対して30〜170部、好ましくは40〜
90部である。30部未満の場合は十分な強度が得られ
ない。また、本発明に用いられる未焼成カオリンの量
は、樹脂100部に対して30〜170部、好ましくは
40〜120部である。30部未満の場合は十分な熱伝
導性が得られない。
【0017】本発明において、上記ガラス繊維と未焼成
カオリンとを合わせた重量は、樹脂100部に対して2
00部を越えないことが肝要である。200部を越えた
場合には溶融時の流動性に乏しくなり、成形性に支障を
きたすことになる。
【0018】従来のレゾールを用いた成形材料において
は、耐熱性、絶縁性、強度、熱伝導性、難燃性等の諸性
能を十分に発揮させようとすると、樹脂100部に対し
て少なくとも250部以上の無機材料を配合する必要が
あった。このような成形材料は溶融時の流動性に乏しい
ため、成形性の悪いものであった。
【0019】しかしながら、上記粉末状フェノール樹脂
を用いれば、一般のレゾールよりも少量のガラス繊維を
添加することで、高強度の成形体を得ることが可能とな
る。したがって、ガラス繊維の添加量を少なくした分、
他の無機材料の配合量を多くすることが可能となる。こ
のため、本発明によれば、高強度を維持したままで、耐
熱性、熱伝導性等の性能を付与する無機材料としての未
焼成カオリンを、高比率で配合することができ、その結
果、樹脂100部に対して200部以下の無機材料で上
記の諸性能を十分に発揮させることが可能となり、物
性、成形性ともに優れた成形材料を得ることができる。
【0020】さらに、驚くべきことには、上記のような
組成をもつ本発明のフェノール樹脂成形材料は、一般の
レゾールを用いた成形材料に比べ、より高い絶縁性を有
するという、予期せぬ効果をも併せて奏するものであ
る。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。尚、
曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、絶縁抵抗の測定はJI
S−K−6911に従って、難燃性はUL94規格に従
って評価した。また、熱伝導率は昭和電工製QTM形迅
速熱伝導率計使用し、非定常法により測定した。成形性
の良否は180℃、200kg f/cm2 で圧縮成形し、得
られた成形品の外観を目視観察して、樹脂と無機材料と
の分散性が良好か否かを判定し評価した。
【0022】実施例1 フェノール核1個当たりのメチロール基の数が0.10
個である、粉末状フェノール樹脂100部、ガラス繊維
(9μ×140μ)50部、未焼成カオリン100部を
混合後、熱ロールにて混練し成形材料を得た。この成形
材料をトランスファー成形機にて成形し、得られた成形
品について曲げ強さ、シャルピー衝撃強さ、熱伝導率、
絶縁抵抗、難燃性をそれぞれ測定した。その結果は、表
1に示す通りであった。
【0023】実施例2 実施例1において混合したガラス繊維の割合を50部に
代えて150部とし、未焼成カオリンの割合を100部
に代えて40部とした以外は、実施例1と同様にして成
形材料を得た。引き続き、得られた成形材料を実施例1
と同様にして成形品となした。得られた成形品の結果
は、表1に示す通りであった。
【0024】実施例3 実施例1において混合した、ガラス繊維の割合を50部
に代えて40部とし、未焼成カオリンの割合を100部
に代えて150部とした以外は、実施例1と同様にして
成形材料を得た。引き続き、得られた成形材料を実施例
1と同様にして成形品となした。得られた成形品の結果
は、表1に示す通りであった。
【0025】比較例1 実施例1において混合した、ガラス繊維の割合を50部
に代えて80部とし、未焼成カオリンの割合を100部
に代えて20部とした以外は、実施例1と同様にして成
形材料を得た。引き続き、得られた成形材料を実施例1
と同様にして成形品となした。得られた成形品の結果
は、表1に示す通りであった。
【0026】比較例2 実施例1において混合した、ガラス繊維の割合を50部
に代えて150部とし、未焼成カオリンの割合を100
部に代えて70部とした以外は、実施例1と同様にして
成形材料を得た。得られた成形材料を実施例1と同様に
して成形しようとしたが、この成形材料は溶融時の流動
性に乏しく、分散性の良好な成形板を得ることができな
かった。
【0027】比較例3 実施例1において用いた粉末状フェノール樹脂に代え
て、フェノール核1個当たりのメチロール基の数が2.
0個であるレゾールを用いた以外は、実施例1と同様に
して成形材料を得た。引き続き、得られた成形材料を実
施例1と同様にして成形品となした。得られた成形品の
結果は、表1に示す通りであった。
【0028】比較例4 実施例1において用いた未焼成カオリンに代えて焼成カ
オリンを用いた以外は、実施例1と同様にして成形材料
を得た。引き続き、得られた成形材料を実施例1と同様
にして成形品となした。得られた成形品は、熱伝導率が
15.3に低下し、難燃性がUL94規格V−1に低下
した。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の樹脂成形材料は、特定の粉末状
フェノール樹脂にガラス繊維と未焼成カオリンとを組み
合わせたため、従来のレゾールを用いた成形材料では得
られなかった、優れた耐熱性、絶縁性、強度、熱伝導
性、難燃性等の諸性能を兼ね備えている。このため成形
材料用、特にコンミテータ絶縁材用として極めて好適な
ものである。
【0031】本発明の樹脂成形材料は、従来のノンアス
ベスト、ノンアンモニア成形材料では達成できなかった
バランスのとれた上記諸性能を備えている上、作業性及
び安全性の極めて高いものである。
【0032】以上のように本発明のフェノール樹脂成形
材料は、従来品にないバランスのとれた諸性能と、作業
性、安全性の高さを得ることができ、従来品の有する問
題点を解消すると共に、極めて優れた成形上、使用上の
効果を奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉末状フェノール樹脂100重量部に対
    して、ガラス繊維30〜170重量部、未焼成カオリン
    30〜170重量部配合し、且つガラス繊維と未焼成カ
    オリンとを合わせた重量が200重量部以下であって、
    前記粉末状フェノール樹脂が粒径0.1〜150ミクロ
    ンの球状一次粒子及びその二次凝集物よりなり、且つフ
    ェノール核1個当たりのメチロール基の数が0.05〜
    0.15個であることを特徴とするフェノール樹脂成形
    材料。
JP16847193A 1993-06-14 1993-06-14 耐熱絶縁性フェノール樹脂成形材料 Pending JPH073119A (ja)

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JP16847193A JPH073119A (ja) 1993-06-14 1993-06-14 耐熱絶縁性フェノール樹脂成形材料

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JP16847193A Pending JPH073119A (ja) 1993-06-14 1993-06-14 耐熱絶縁性フェノール樹脂成形材料

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023002957A (ja) * 2021-06-23 2023-01-11 群栄化学工業株式会社 ポリエーテルポリオール、その製造方法、硬質ポリウレタンフォーム用組成物、硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法

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