JPH07113035A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ビスフェノールＦ及びオルソ・パラ比が１．
２のノボラック型フェノール樹脂からなる樹脂成分とヘ
キサメチレンテトラミンとを予め溶融混合して組成物を
得、これにレゾルシン及び充填材を配合し、混練してな
ることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。 【効果】 溶融時低粘度であり硬化性に優れているの
で、低圧成形が可能であり、成形時の金型への充填性と
バリ発生の抑制を両立することができる。従って、成形
性の優れたフェノール成形材料として幅広い利用が可能
であり、成形サイクルの短縮、金型寿命の向上が達成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧成形性及び硬化性
に優れ、かつ成形時のバリの発生が極めて少ないフェノ
ール樹脂成形材料及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂成形材料は、耐熱性、電
気性能及び機械性能などが優れているため自動車部品、
電子、電機部品、機械部品などの広範囲の用途に利用さ
れている。しかしながら、フェノール樹脂成形材料は、
成形加工の際、高温の金型に注入し、硬化反応を促進
し、固化させるため、冷却により賦形させる一般の熱可
塑性樹脂成形材料に比較して、成形固化（硬化）に時間
が掛り、成形サイクルが長い欠点がある。また、フェノ
ール樹脂成形材料は一般に射出成形が行われており、金
型キャビティに高圧で樹脂を注入し、一定時間圧力をか
けながら硬化賦形を行っている。従って金型内で賦形さ
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、この残留応力が拡散するときに
成形品に反りや変形を生ずることがある。また、金型キ
ャビティに高圧で樹脂を注入するため、金型間にすきま
ができ、それに伴い、バリも多く発生している。従来、
これらの問題点を解決する方法として成形材料の溶融粘
度の低下、即ち流動性を高くして射出圧力を低く成形す
ることが行われるが、バリの発生は少ないものの成形材
料の硬化が遅くなるので、成形サイクルがかなり長くな
り、実用に供することは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低圧成形し
て、且つ硬化の速いフェノール樹脂成形材料を得るた
め、種々検討した結果完成されたものであり、その目的
とするところは低圧の成形において金型への充填性及び
硬化性に著しく優れ、成形時のバリの発生が極めて少な
いフェノール樹脂成形材料を提供するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ビスフェノー
ルＦ化合物又はビスフェノールＡ化合物及びオルソ・パ
ラ比が１．０〜２．５の範囲にあるノボラック型フェノ
ール樹脂からなる樹脂成分とヘキサメチレンテトラミン
と充填材とを必須成分とすることを特徴とするフェノー
ル樹脂成形材料である。本発明において、フェノール樹
脂としては、フェノール類とホルムアルデヒド類との反
応で得られるオルソ・パラ比が１．０〜２．５のノボラ
ック型フェノール樹脂が用いられる。かかるフェノール
樹脂は溶融時の粘度が比較的低く、速硬化性である。

【０００５】本発明においてビスフェノールＦ化合物又
はビスフェノールＡ化合物は、フェノール樹脂成形材料
が常温で固体であり、射出成形時の可塑化でより速やか
に溶融して低粘度となり、低圧で成形できる特性を付与
するために用いられる。そして、上記成分に加えて硬化
速度を高めるために、ベンゼン環に水酸基を２個以上含
有する化合物を含有させることができる。かかるベンゼ
ン環に水酸基を２個以上有する化合物としてはレゾルシ
ン、ハイドロキシン、テーテル、フロログルシノール、
ピロガロール及びこれらの誘導体などの１種又は２種以
上を用いることができる。ベンゼン環に水酸基を２個以
上有する化合物は、２核体以上の結晶性フェノール化合
物の上記特性を損なうことなく低粘度を維持したままで
硬化速度を向上させる特性を付与するために用いられ
る。

【０００６】本発明において、ビスフェノールＦ化合物
又はビスフェノールＡ化合物（Ａ）と前記フェノール樹
脂（Ｂ）の配合割合は任意に選択することができるが、
好ましくはＡ／Ｂ＝８０／２０〜３０／７０である。Ａ
成分が少ないと前述のごとき結晶性の特徴が十分発揮で
きず、多いと硬化が遅くなる。また、Ｂ成分の配合割合
が増大するに従い溶融樹脂の粘度は増大し硬化性は向上
するので、上記範囲内で目的により適宜配合することが
できる。更に、ベンゼン環に水酸基を２個以上有する化
合物（Ｃ）は硬化促進のために用いられるものである
が、好ましい配合割合は上記のＡ成分とＢ成分の合計量
／Ｃ成分＝９７／３〜９０／１０である。Ｃ成分が少な
いと硬化促進の効果が小さく、多いと硬化性が劣るよう
になる。

【０００７】本発明のフェノール樹脂成形材料の硬化剤
であるヘキサメチレンテトラミン（以下、ヘキサミンと
いう）は、予め樹脂成分と溶融混合される。ヘキサミン
の配合割合はフェノール樹脂成分（Ａ成分とＢ成分の合
計）に対して７〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重
量％である。７重量％より少ないと硬化が十分に行われ
ず、３０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、機械強度）が低下する。本発明に
おいて、樹脂成分とヘキサミンとが溶融混練された組成
物は、ニーダー、加圧ニーダー、ヘンシェルミキサーな
どの混合機で３０〜６０℃の温度に加熱溶融された樹脂
成分にヘキサミンを混合する方法により得ることができ
る。また、フェノール樹脂をメタノールなどの溶剤に溶
解し、ヘキサミンを混合溶解した後、溶剤を除去して溶
融一体化する方法等により得ることができる。

【０００８】本発明のフェノール樹脂成形材料に用いら
れる充填材としては、木粉、パルプ粉、各種織物粉砕
物、あるいはフェノール樹脂積層板・成形品等の粉砕粉
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、アスベスト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、ヘキサミンを含むフェノー
ル樹脂が２０〜７０重量％、充填剤が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、難燃剤などの各種の添
加剤を適宜配合することができる。

【０００９】本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂
成分とヘキサミンとが溶融混合された組成物、充填剤、
その他の添加剤を配合し、ロールミル、２軸混練機など
混練し、粉砕して製造することができる。なお、ベンゼ
ン環に２個以上の水酸基を有する化合物を配合する場
合、樹脂成分及びヘキサミンとともに予め溶融混合して
もよく、その次の工程で充填材などとともに混練しても
よい。かかる化合物の配合は良好な速硬化性、低圧成形
性を維持向上し、また、成形時のバリの発生を極めて少
なくするために好ましいものである。

【００１０】

【作用】本発明は、ビスフェノールＦ化合物又はビスフ
ェノールＡ化合物及びオルソ・パラ比が１．０〜２．５
の範囲にあるノボラック型フェノール樹脂からなる樹脂
成分は熔融時低粘度であり、かかる樹脂成分とヘキサミ
ンとを予め溶融混合されていることにより樹脂成分にヘ
キサミンが溶解ないしは均一に分散しているので硬化性
に優れている。即ち、本発明のフェノール樹脂成形材料
が成形時の可塑化工程で極めて速やかに溶融して低粘度
となり、良好な流動性を有することにより、余分の圧力
を加えることなく低圧で金型のキャビティ内に充填する
ことができ、速やかに硬化することにより成形時のバリ
の発生を極めて少なくすることができ、また良好な特性
を有する成形品を得ることができる。更に、成形サイク
ルの短縮、金型寿命の向上、金型軽量化等を達成するこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例と比較例により本発明を説明す
る。ここにおいて「部」は重量部を表す。 《実施例１》オルソ・パラ比が１．２のノボラック型フ
ェノール樹脂（数平均分子量８００）２４部、ビスフェ
ノールＦ１６部、ヘキサミン８部を２本ロールミルにて
５０℃３０分間溶融混合した後、取り出して粉砕した。
これにレゾルシン３部、水酸化カルシウム４部、木粉３
２部、炭酸カルシウム１０部、離型剤を２部混合し、２
本ロールミルにて溶融混練し、冷却後粉砕してフェノー
ル樹脂成形材料を得た。

【００１２】《実施例２》オルソ・パラ比が２．１のノ
ボラック型フェノール樹脂（数平均分子量９８０）２０
部、ビスフェノールＦ２０部、ヘキサミンを１０部を２
本ロールミルにて５０℃３０分間溶融混合した後、取り
出して粉砕した。この他は実施例１と同様にしてフェノ
ール樹脂成形材料を得た。 《比較例》ノボラック型フェノール樹脂（数平均分子量
８００）４４部、ヘキサミン７部、水酸化カルシウム３
部、木粉３０部、炭酸カルシウム１１部、離型剤３部を
混合し、２本ロールミルにて溶融混練し、冷却粉砕して
フェノール樹脂成形材料を得た。実施例及び比較例で用
いたフェノール樹脂の粘度及び得られたフェノール樹脂
成形材料の特性を表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】なお、比較例において、比較例１は実施例
と同じゲージ圧２０kg／cm² で成形した場合であり、比
較例２はゲージ圧を５０kg／cm² に高くして成形した場
合である。表１において、成形材料の流動性は、高化式
フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ−５００Ｃ）に
よって測定した溶融粘度を示したものである。硬化性
は、トランスファー成形機で１０５℃に予熱された成形
材料を１７５℃の金型に充填し、４０秒後に成形品を取
り出して測定したバコール硬度を示したものである。

【００１５】成形性は、以下の条件にてトランスファー
成形機で成形し、角型キャビティへの充填性及びエアベ
ントにおけるバリ発生を目視により判定したものであ
る。 （トランスファー成形機による成形条件）タブレット化
した２０ｇのフェノール樹脂成形材料を約１００℃に予
熱し、図１に示す形状のトランスファー成形金型を用い
て１７５℃で３分間成形した。表１から、各実施例で得
られたフェノール成形材料は、比較例の従来のフェノー
ル樹脂成形材料に比べて、低粘度であり硬化性が優れて
いる。そして充填性が良好で成形時のバリの発生が極め
て少ない。

【００１６】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明のフェノール樹脂成形材料は、溶融時低粘度であり
硬化性に優れているので、低圧成形が可能であり、成形
時の金型への充填性とバリ発生の抑制を両立することが
できる。従って、成形性の優れたフェノール成形材料と
して幅広い利用が可能であり、成形サイクルの短縮、金
型寿命の向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用するトランスファー成形金型の概
略断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 円形キャビティ ２ 角形キャビティ ３，４，５ エアベント ６ ポット ７ プランジャ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビスフェノールＦ化合物又はビスフェノ
   ールＡ化合物及びオルソ・パラ比が１．０〜２．５の範
   囲にあるノボラック型フェノール樹脂からなる樹脂成分
   とヘキサメチレンテトラミンと充填材とを必須成分とす
   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】 ビスフェノールＦ化合物又はビスフェノ
   ールＡ化合物及びオルソ・パラ比が１．０〜２．５の範
   囲にあるノボラック型フェノール樹脂からなる樹脂成分
   とヘキサメチレンテトラミンとを予め溶融混合して組成
   物を得、これに充填材を配合し、混練してなることを特
   徴とするフェノール樹脂成形材料の製造方法。