JPH10120868A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可塑化溶融状態の流動性と熱安定性に富み、
高温時の硬化性に優れていて、射出成形において成形機
シリンダー内で可塑化溶融樹脂の粘度上昇を抑え、かつ
金型内では急速に硬化し、低い圧力での射出成形により
バリの発生も少ないフェノール樹脂成形材料を得る。 【解決手段】 （ａ）オルソ・パラ比が１．０〜２．５
の範囲にあり、溶液粘度（５０％エタノール溶液、オス
トワルド法（２５℃））が（８０〜１２０）×１０^-6ｍ
^2/ｓｅｃであるノボラック型フェノール樹脂、（ｂ）１
価の脂肪族アルコール類、（ｃ）ヘキサメチレンテトラ
ミン及び（ｄ）充填材を含有することを特徴とするフェ
ノール樹脂成形材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱安定性及び硬化
性に優れ、かつ低圧成形ができバリの発生が少ない成形
品を得ることが出来るフェノール樹脂成形材料に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂成形材料は耐熱性、電気
特性、機械的特性、寸法安定性などのバランスに優れ、
電気部品を始めとして広範囲の分野に利用されている。
一般にこれらは射出成形により成形されるものである
が、射出成形機のシリンダー内で９０〜１２０℃に可塑
化された溶融状態では、樹脂の硬化反応の進行によって
粘度が増大し流動性を失う性質を有している。このよう
にフェノール樹脂は溶融樹脂の熱安定性が低いため、従
来のフェノール樹脂成形材料を射出成形する場合、射出
成形機シリンダー内で溶融された成形材料の熱安定性が
劣り、成形の適正な条件幅が極めて狭いという問題があ
る。

【０００３】また、一般のフェノール樹脂成形材料はシ
リンダ内で９０〜１２０℃に可塑化された状態でも比較
的粘度が高く、硬化させるため１６０〜１８０℃程度の
金型に射出される段階では、一度低粘度化するが、硬化
に伴い粘度が急激に上昇するため、良好な流動性が維持
される時間が短い。従って、良好な成形物を得るために
は短時間に高い圧力で射出し金型に注入しなければなら
ず、金型内で賦形された成形品中に残留応力が発生し、
金型から取り出された後、冷却過程において応力が拡散
する時に成形品に反りや変形が生じることや、金型に高
圧で樹脂を射出注入する際に金型間に隙間が生じ易く、
バリの発生が避けられない。

【０００４】従来これらの問題を解決するために、成形
材料の溶融粘度の低下、即ち流動性を高くして、射出圧
力を低くして成形することが行われることがあるが、バ
リの発生は低減できるものの、硬化が遅くなるので成形
サイクルが長くなり、実用に供することは困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらを解
決するため種々の検討の結果なされたものであり、その
目的とするところは、射出成形の時にシリンダー内での
溶融状態での熱安定性が優れ、且つ可塑化された状態で
の溶融粘度が低く、更に硬化性に優れたフェノール樹脂
成形材料を提供するところにある。

【０００６】

【課題が解決するための手段】本発明は（ａ）オルソ・
パラ比が１．０〜２．５の範囲にあり、溶液粘度（５０
％エタノール溶液、オストワルド法（２５℃））が（８
０〜１２０）×１０^-6ｍ^2/ｓｅｃであるノボラック型フ
ェノール樹脂、（ｂ）１価の脂肪族アルコール類、
（ｃ）ヘキサメチレンテトラミン及び（ｄ）充填材を含
有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料、であ
る。

【０００７】本発明において、（ａ）オルソ・パラ比が
１．０〜２．５の範囲にあり、溶液粘度（５０％エタノ
ール溶液、オストワルド法（２５℃））が（８０〜１２
０）×１０^-6ｍ^2/ｓｅｃであるノボラック型フェノール
樹脂、（ｂ）１価の脂肪族アルコール類は射出成形時の
過疎化において速やかに溶融して低粘度となり、かつ溶
融状態の熱安定性の向上を付与するために用いられ、更
に高温では速硬化であるため成形サイクルを短縮するこ
とを可能とする。従来のノボラック樹脂の溶液粘度は
（８０〜３００）×１０^-6ｍ^2/ｓｅｃである。溶液粘度
が（１２１〜３００）×１０^-6ｍ^2/ｓｅｃのノボラック
樹脂では（ｂ）１価の脂肪族アルコール類を加えても低
粘度とならず、また、溶液粘度が（８０〜１２０）×１
０^-6ｍ^2/ｓｅｃのノボラック樹脂では、（ｂ）１価の脂
肪族アルコール類と併用されなければ低粘度にならな
い。

【０００８】本発明において、（ｂ）１価の脂肪族アル
コール類とは、メタノール、エタノール、プロピルアル
コール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシ
ルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコー
ルなどの第１級アルコール類及びこれらの異性体である
イソプロピルアルコール、イソブチルアルコールなどの
第２級アルコール及び第３級アルコールなどがあり、こ
れらの１種又は２種以上を用いることができる。これら
のアルコール類は射出成形機シリンダー内で成形材料を
可塑化計量する際に、８０〜１２０℃の溶融状態におけ
る粘度を低減する作用をもつ。さらに、これらのアルコ
ール類の沸点が上記温度範囲に近い場合、蒸発潜熱によ
り、成形材料がスクリューとシリンダー壁から受ける剪
断による発熱を低減する効果を持ち、成形材料の硬化促
進を抑えて熱安定性を向上する。これらのアルコール類
は好ましくは炭素数５以下で沸点が８０〜１４０℃のア
ルコール類である。本発明において、さらに好ましくは
アミルアルコールである。これらはフェノール樹脂１０
０重量部に対して１〜２０重量部配合して用いられる。
１重量部より少ないと上述の効果が小さく、２０重量部
より多いと射出成形機での可塑化計量化が困難となる。

【０００９】本発明において、（ｃ）ヘキサメチレンテ
トラミンの配合割合はフェノール樹脂成分に対して７〜
２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。７重
量％より少ないと硬化が十分に行われず、２５重量％よ
り多くても硬化性は改善されず、逆に成形品特性（例え
ば、機械的強度）が低下する。

【００１０】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れる（ｄ）充填材としては、木粉、パルプ粉、各種織物
粉砕物、フェノール樹脂積層板、成形品の粉砕物などの
有機質のもの、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、ガラス、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウ
ム、カーボンなどの無機質の粉末のもの、ガラス繊維、
カーボン繊維などの無機質繊維などの１種以上を用いる
ことができる。本発明のフェノール樹脂成形材料中の配
合割合は、樹脂成分が２０〜７０重量％、充填材が８０
〜３０重量％である。また、本発明のフェノール樹脂成
形材料には、更に滑剤、着色剤、硬化促進剤、難燃剤な
どの各種添加剤を適宜配合することができる。

【００１１】本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂
成分、充填材、その他の添加剤を配合し、ロールミル、
２軸混練機などで混練し、粉砕して製造することができ
る。

【００１２】本発明のフェノール樹脂成形材料は、フェ
ノール樹脂としてオルソ・パラ比が１．０〜２．５の範
囲にあり、溶液粘度（５０％エタノール溶液、オストワ
ルド法（２５℃））が（８０〜１８０）×１０^-6ｍ^2/ｓ
ｅｃであるノボラック型フェノール樹脂を使用し、さら
に１価の脂肪族アルコール類を配合している。かかるフ
ェノール樹脂成形材料は、１００℃における溶融粘度が
１０³ Ｐａ・ｓ以下であり、射出成形機のシリンダ内で
溶融状態が低く、熱安定に優れており、かつ射出時には
余分な圧力を加えることなく、低い圧力で金型キャビテ
ィに充填できるため、バリの発生を著しく抑制できる。
さらには射出成形機シリンダにおいて７０〜８０℃の温
度で可塑化が可能であるため、剪断による発熱も小さ
く、より硬化反応の促進を抑制でき、熱安定性が飛躍的
に向上する。また、１６０〜２００℃の金型内では流動
性及び硬化性が優れている。従って、本発明のフェノー
ル樹脂成形材料では、射出成形において成形の条件幅が
広く、連続成形性が良い。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。配合
において「部」は重量部である。表１に示す樹脂及び配
合にて、加熱ロールにより混練してフェノール樹脂成形
材料を得た。これらを用いて溶融粘度の測定及び射出成
形を行い、シリンダー内安定性、硬化性を評価した結果
を表１に併せて示す。

【００１４】（測定方法） １．溶融粘度：島津フローテスター（島津製作所ＣＦＴ
−５００Ｃ）によって測定したものを示した。 ２．熱安定性：ラボプラストミル（東洋精機製作所製Ｃ
型）によって溶融から硬化までの時間を測定したもので
ある。 ３．シリンダー内安定性：６０φ×４ｍｍのテストピー
ス（以下、テストピースという）を２０ショット連続成
形（シリンダー温度９０℃、金型温度１７５℃、以下、
成形は同条件）した後、計量した状態で放置し、所定の
時間経過後に射出を行う。この放置時間を変えて成形し
た時、溶融した成形材料が流動して金型内に十分充填す
ることができる最長の放置時間を求めた。 ４．硬化性：射出成形後金型に保持する時間を変えて、
テストピース表面のふくれの有無を観察した。 ５．射出圧力：テストピースに充填不足などの不良が生
じないで連続して成形できる、最低の射出圧力を射出成
形機の油圧ゲージ値で示した。 ６．バリ発生：テストピースに発生するバリを目視によ
り判定した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、本
発明の方法に従って得られるフェノール樹脂成形材料は
溶融状態の流動性と熱安定性に富み、高温時の硬化性に
優れている。このため、射出成形において成形機シリン
ダー内で可塑化溶融樹脂の粘度上昇を抑え、かつ金型内
では急速に硬化するため成形性に優れている。さらには
低い圧力で射出成形が可能であるためバリの発生も抑え
ることができる。また、本発明で得られるような１００
℃での溶融粘度が１０³ Ｐａ・ｓ以下のフェノール樹脂
成形材料は、一般に熱可塑性樹脂成形材料の射出成形に
用いられる、１．５以上の圧縮比を有するスクリュー、
または逆流防止リングを設けたスクリューを備えた射出
成形機でも同様に射出成形ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 3:00 5:05 5:3495）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）オルソ・パラ比が１．０〜２．５
   の範囲にあり、溶液粘度（５０％エタノール溶液、オス
   トワルド法（２５℃））が（８０〜１２０）×１０^-6ｍ
   ^2/ｓｅｃであるノボラック型フェノール樹脂、（ｂ）１
   価の脂肪族アルコール類、（ｃ）ヘキサメチレンテトラ
   ミン及び（ｄ）充填材を含有することを特徴とするフェ
   ノール樹脂成形材料。
2. 【請求項２】 （ｂ）１価の脂肪族アルコール類が炭
   素数５以下で沸点８０〜１４０℃のものである請求項１
   のフェノール樹脂成形材料。