JPH07126485A - フェノール樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （ａ）フェノール樹脂、（ｂ）ヘキサメチレ
ンテトラミン、（ｃ）融点が６０〜１６０℃で１６０℃
の粘度が１００ポイズ以下である化合物の壁材を持つア
ルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物のマイクロカプセ
ル、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。 【効果】 可塑化溶融状態での熱安定性と高温時の硬化
性が極めて優れている。このため、特に射出成形機にお
いて、射出成形機のシリンダー内で可塑化溶融樹脂の硬
化反応の進行が著しく抑制され、かつ金型内では速やか
に硬化するため、幅広い成形条件に適応でき、極めて成
形加工性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱安定性、硬化性に優れ
たフェノール樹脂成形材料に関するものであり、射出成
形において射出成形機のシリンダー内では硬化反応がほ
とんど進行せず、金型内では速やかに硬化するような成
形加工性の著しく優れたフェノール樹脂成形材料を提供
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、機械特性などが優れているため、自動車部品、電
子電気部品、機械部品などの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賦形されるもので
あるが、射出成形機シリンダー内で９０〜１３０℃に可
塑化された溶融状態では、樹脂の硬化反応の促進によっ
て粘度が増大し、３〜１０分で流動性を失う性質を有し
ており、溶融樹脂の熱安定性が極めて低い。このため、
成形段階では射出成形機シリンダー内での溶融樹脂の滞
留を極力抑え、且つ繰り返し一定の溶融状態を得ること
が必須であり、適正な成形条件が極めて狭いという問題
がある。

【０００３】従来、この問題を解決する方法として成形
材料の流動性を増大させるなど各種の方法が知られてい
るが、可塑化溶融状態での熱安定性を向上させると金型
内での１６０〜２００℃における硬化反応が遅くなり、
一方、金型内での硬化性を向上させると熱安定性が低下
するようになり、可塑化溶融状態の熱安定性と金型内の
硬化性とを同時に兼ね備えたフェノール樹脂成形材料を
得ることは困難であった。

【０００４】

【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
可塑化溶融状態での熱安定性が著しく優れ、金型内での
硬化性も優れたフェノール樹脂成形材料を提供すること
であり、更には、スプルー・ランナーレス射出成形に適
したフェノール樹脂成形材料を提供することにある。

【０００５】

【課題が解決するための手段】本発明は、（ａ）フェノ
ール樹脂、（ｂ）ヘキサメチレンテトラミン、（ｃ）融
点が６０〜１６０℃で、１６０℃での粘度が１００ポイ
ズ以下である化合物の壁材を持つアルカリ土類金属の酸
化物又は水酸化物のマイクロカプセル、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
に関するものである。

【０００６】本発明において、フェノール樹脂（ａ）
は、フェノールとホルムアルデヒド類との反応で得られ
る通常のノボラック型フェノール樹脂が用いられる。該
フェノール樹脂のフェノール類としては、フェノール、
クレゾール、キシレノール、ナフトール、Ｐ−ｔ−ブチ
ルフェノール、ビスフェノールＡ、レゾルシン等の１価
又は多価のフェノール類、又はそれらの置換体の１種又
は２種以上を例示することができる。ホルムアルデヒド
類としては、ホルマリン、パラホルムアルデヒドなどを
あげることができる。また本発明のフェノール樹脂は、
芳香族炭化水素樹脂、ジメトキシパラキシレン、ジシク
ロペンタジエンなどで適宜変性したものを用いることが
できる。

【０００７】ヘキサメチレンテトラミン（ｂ）として
は、通常のフェノール樹脂の硬化剤として用いられる粉
末状のヘキサメチレンテトラミンが用いられ、フェノー
ル樹脂１００重量部に対して通常７〜３０重量部、好ま
しくは１２〜２０重量部配合して用いられる。

【０００８】次に、本発明の（ｃ）成分である、融点が
６０〜１６０℃であり、１６０℃での粘度が１００ポイ
ズ以下である化合物の壁材を持つアルカリ土類金属の酸
化物又は水酸化物のマイクロカプセルは、６０℃以下で
は強固であってフェノール樹脂にはほとんど溶解せず、
６０〜１６０℃の間で溶解し流動状態となる壁材でカプ
セル化されたアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物の
マイクロカプセルである。このマイクロカプセルは、通
常０．５〜３０μｍの粒径を有する球状ないしフロック
状のものであり、これらの１種又は２種以上用いること
ができる。

【０００９】マイクロカプセルの壁材は、融点が６０〜
１６０℃、好ましくは９０〜１５０℃、さらに、成形材
料として好ましくは、１１０〜１３０℃であり、１６０
℃の溶融粘度が１００ポイズ以下、好ましくは１０ポイ
ズ以下である化合物であり、たとえば、低分子量ポリエ
チレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリアミ
ド、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、金属石鹸、パラフ
ィン、高級脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸などを例示するこ
とができる。マイクロカプセルの壁材の融点が６０〜１
６０℃であっても、１６０℃での溶融粘度が１００ポイ
ズ以上であると、壁材が溶けてもその溶融液が高粘度の
ため、バリヤーの機能を果たし、１６０〜２００℃にお
ける硬化反応促進の作用が発揮されない。

【００１０】このような本発明の、融点が６０〜１６０
℃であり、１６０℃での粘度が１００ポイズ以下である
化合物の壁材を持つアルカリ土類金属の酸化物又は水酸
化物のマイクロカプセルは次のようにして作製すること
ができる。上記に例示したような、加熱すると融解し冷
却すると固化する性質を持つ化合物を壁材として使用
し、この壁材と常温では溶解ないしエマルジョン化しが
たい溶剤中に分散させ、その壁材を加熱して溶液又はエ
マルジョンを作製する。そこに、微粉末状の前記芯物質
を分散させ、次いで、冷却して壁材を芯物質の周りに沈
積させることにより調製される。

【００１１】具体的には、例えば、水酸化カルシウムを
芯物質とし低分子ポリエチレンを壁材とするマイクロカ
プセルは、低分子ポリエチレンを加熱したベンゼンに溶
解し、これに微粉末状の水酸化カルシウムを分散させ、
冷却させることによって水酸化カルシウムの粉末表面に
低分子ポリエチレンを析出させ、次いで、ろ過、洗浄、
乾燥することによって得ることができる。

【００１２】なお、このようにして得られたマイクロカ
プセルは、芯物質が壁材により完全にコートされていな
くても、フェノール樹脂成形材料としたときに、９０〜
１２５℃程度の可塑化溶融状態で熱安定性が優れてお
り、１６０〜２００℃での硬化性が優れていれば使用可
能であり、本発明の範囲に含まれるものである。

【００１３】本発明において、アルカリ土類金属の酸化
物又は水酸化物のマイクロカプセルは、フェノール樹脂
１００重量部に対して、１〜２０重量部配合して用いら
れる。この配合量が１重量部以下では樹脂の硬化が不十
分となり、２０重量部以上では硬化物の電気特性などが
低下する。また、場合によっては、アルカリ土類金属の
酸化物又は水酸化物を５重量部以下で併用して用いるこ
ともできる。

【００１４】次に、本発明の（ｄ）成分である充填材と
しては、木粉、パルプ粉、各種織物粉砕物、熱硬化性樹
脂積層板・成形品の粉砕物等の有機質のもの、シリカ、
アルミナ、ガラス、タルク、クレー、炭酸カルシウム、
カーボン等の粉末、ガラス繊維、カーボン繊維、マイカ
などの無機質のものを用いることができる。

【００１５】また、本発明において、必要によりレゾー
ル型フェノール樹脂、レゾルシン、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、ビフェノールなどのフェノール化合
物をフェノール樹脂１００重量部に対して１００重量部
以内で適宜配合して用いることができる。

【００１６】

【作用】本発明のフェノール樹脂成形材料は、たとえ
ば、９０〜１２５℃の溶融状態で著しく熱安定性が優れ
ており、１６０〜２００℃程度において硬化性が優れて
いる。この理由は十分には明かでないが、９０〜１２５
℃の溶融状態では、アルカリ土類金属の酸化物又は水酸
化物のマイクロカプセルの壁材がフェノール樹脂及びヘ
キサメチレンテトラミンとアルカリ土類金属の酸化物又
は水酸化物との接触を遮断して硬化反応に対する促進作
用を示さないが、１６０℃以上では壁材が溶融崩壊し、
そして極めて低粘度になるためアルカリ土類金属の酸化
物又は水酸化物への物理的遮蔽性がなくなり、フェノー
ル樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの反応に作用し、
その硬化反応を促進するためと考えられる。従って、本
発明のフェノール樹脂成形材料では、射出成形機のシリ
ンダー内での硬化反応が促進せず粘度上昇がなく、熱安
定性に優れるため容易に射出成形ができ、一方、金型で
の硬化性が優れたものとなる。

【００１７】

【実施例】以下実施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］フェノールとホルムアルデヒドとの反応で
得たノボラック樹脂（平均分子量８００）４５部、ヘキ
サメチレンテトラミン７部、壁材に低分子ポリエチレン
（分子量１０００）を用いた水酸化カルシウムのマイク
ロカプセル（壁材の割合は水酸化カルシウム１００部に
対して４０部である）４部、木粉３０部、炭酸カルシウ
ム１０部、離型剤・顔料４部を混合し、２本ロールミル
にて溶融混合し、冷却後粉砕してフェノール樹脂成形材
料を得た。

【００１８】［実施例２］実施例１の低分子ポリエチレ
ンを壁材とした水酸化カルシウムのマイクロカプセルの
代わりに、低分子ポリエチレンを壁材とした酸化マグネ
シウムのマイクロカプセル（壁材の割合は酸化マグネシ
ウム１００部に対して４０部である）４部を用い、実施
例１と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。 ［実施例３］実施例１のノボラック樹脂３５部、ヘキサ
メチレンテトラミン７部、実施例２の低分子ポリエチレ
ンを壁材とした酸化マグネシウムのマイクロカプセル４
部、ガラス繊維５０部、離形剤・顔料４部を混合し、実
施例１と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。

【００１９】［比較例１］フェノールとホルムアルデヒ
ドとの反応で得たノボラック樹脂（平均分子量８００）
４５部、ヘキサメチレンテトラミン７部、水酸化カルシ
ウム３部、木粉３０部、炭酸カルシウム１０部、離型剤
・顔料４部を混合し、２本ロールミルにて溶融混合し、
冷却後粉砕してフェノール樹脂成形材料を得た。 ［比較例２］比較例１のノボラック樹脂３５部、ヘキサ
メチレンテトラミン７部、酸化マグネシウム３部、ガラ
ス繊維５０部、離形剤・顔料４部を混合し、比較例１と
同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。

【００２０】実施例及び比較例で得たフェノール樹脂成
形材料の特性を表１に示す。

【表１】

【００２１】表１において、絶縁抵抗、曲げ強さ、シャ
ルピー衝撃強さ、成形収縮率、熱変形温度は ＪＩＳ Ｋ
６９１１ に準じて測定した。シリンダー内安定性はＪ
ＩＳ試験片を成形する金型（成形品重量：１７０ｇ）に
より射出成形を行う時に、シリンダー内に成形材料を計
量後から射出開始するまでの時間をシリンダー内滞留時
間とし、これを３０秒、６０秒、９０秒と順次長くし
て、射出可能なシリンダー内滞留時間をシリンダー内安
定性とした。充填性はＪＩＳ試験片を成形する金型（絶
縁抵抗、曲げ強さなど試験片７個取り）による射出成形
において全ての試験片成形物への充填状態を外観により
評価した。

【００２２】表１から、実施例１〜３に示した本発明の
フェノール樹脂成形材料は、比較例１〜２の従来のフェ
ノール樹脂成形材料に比較して、極めて熱安定性に優れ
且つ硬化性にも優れていることがわかる。さらに、電気
絶縁性、機械的強度などの性能も従来の材料と同等であ
る。また、熱安定性に優れることから、射出時の樹脂の
流動性が良く、金型内への充填性も極めて良好である。

【００２３】

【発明の効果】上記の実施例からも分かるように、本発
明のフェノール樹脂成形材料は可塑化溶融状態での熱安
定性と高温時の硬化性が極めて優れているので、特に射
出成形機において、射出成形機のシリンダー内で可塑化
溶融樹脂の硬化反応の進行が著しく抑制され、かつ金型
内では速やかに硬化するため、幅広い成形条件に適応で
き、極めて成形加工性に優れており、更に成形物の性能
は従来のフェノール樹脂成形材料と同等である。また、
このフェノール樹脂成形材料は可塑化溶融状態での熱安
定性が極めて優れているため、スプルー・ランナーレス
成形にも極めて適している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）フェノール樹脂、（ｂ）ヘキサメ
   チレンテトラミン、（ｃ）融点が６０〜１６０℃で、１
   ６０℃での粘度が１００ポイズ以下である化合物の壁材
   を持つアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物のマイク
   ロカプセル、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。