(57)【要約】【課題】  自己反応型でないため冷蔵保管の必要がないノボラック型フェノール樹脂からなり、しかも、レゾール型フェノール樹脂からなるものと同様に、充てん不良やガス焼け等の成形不良を生じにくい上、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた樹脂製プーリを提供する。【解決手段】  ベース樹脂として、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超える第２のノボラック型フェノール樹脂とを含む樹脂組成物によって形成した。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂としてフェノール樹脂を含む樹脂組成物からなる樹脂製プーリであって、フェノール樹脂として、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超える第２のノボラック型フェノール樹脂とを併用することを特徴とする樹脂製プーリ。
【請求項２】
第１のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ1が７５０〜８５０である請求項１記載の樹脂製プーリ。
【請求項３】
第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2が１０５０〜１１５０である請求項１記載の樹脂製プーリ。
【請求項４】
数平均分子量Ｍｎ1が７５０〜８５０である第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、数平均分子量Ｍｎ2が１０５０〜１１５０である第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2とを、重量比Ｐ1／Ｐ2＝４０／６０〜７０／３０の割合で用いる請求項１記載の樹脂製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジン部品等に用いる樹脂製プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン部品等に用いるプーリとしては、近年の小型化、軽量化、低コスト化の要求に伴って、従来の金属製プーリから、ガラス繊維などの補強繊維で補強した樹脂製プーリへの置き換えが検討されている。樹脂製プーリのもとになるベース樹脂としては、樹脂製プーリの寸法安定性や強度等を考慮して、フェノール樹脂が用いられる。そして、ガラス繊維等の補強繊維で補強したフェノール樹脂製のプーリは、上記寸法安定性や強度等の点で、金属製プーリの代替品として十分な特性を有するまでに至っている。
【０００３】
また、フェノール樹脂としては、近年、塩基性触媒の存在下や、ホルムアルデヒド過剰の条件下で、フェノールとホルムアルデヒドとを反応させて合成されるレゾール型のフェノール樹脂が多用されている（例えば、特許文献１、２参照）。レゾール型フェノール樹脂は、ノボラック型のものに比べて、加熱によって溶融したり流動したりしやすく、射出成形に適するため、充てん不良やガス焼け等の成形不良を生じにくくすることができる。また、成形後の硬化によって、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた硬化物を形成することができるため、特に、樹脂製プーリが金属等のインサート部材を有する場合に、当該樹脂製プーリの耐熱衝撃性を向上して、クラック等が発生するのを防止することもできる。
【特許文献１】特開２００２−２１２３８８号公報（請求項１、第０００２欄〜第０００４欄、第０００５欄〜第０００７欄）
【特許文献２】特開２００４−９２６８８号公報（第００１３欄〜第００１５欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、レゾール型フェノール樹脂は自己反応型であって、自己反応による硬化を防止するためには、およそ５℃以下という低温での冷蔵保管が必要である上、冷蔵保管したとしても硬化反応は徐々に進行し、使用可能な期間が限られてしまうことから、
・  樹脂製プーリの製造工場内等に、レゾール型フェノール樹脂を保管するための冷蔵設備を設ける必要があり、その分のスペースや資材が必要となる上、製造工場を操業するために要する電力等のエネルギーの消費量が増加する、
・  樹脂製プーリのもとになる、ベース樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を含む樹脂組成物を、樹脂製プーリの製造工場とは別の場所で製造して、それを製造工場まで搬送する際にも、冷蔵保管し続けなければならないことから、輸送に要するエネルギーが増加する、
・  前記のように、レゾール型フェノール樹脂は、冷蔵保管したとしても使用可能な期間が短いため、樹脂組成物を搬送できる距離が限られてしまい、例えば、国内で製造した樹脂組成物を、海外の製造工場まで搬送して樹脂製プーリの製造に使用すること等が難しい、
といった問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、自己反応型でないため冷蔵保管の必要がないノボラック型フェノール樹脂からなり、しかも、レゾール型フェノール樹脂からなるものと同様に、充てん不良やガス焼け等の成形不良を生じにくい上、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた樹脂製プーリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ベース樹脂としてフェノール樹脂を含む樹脂組成物からなる樹脂製プーリであって、フェノール樹脂として、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超える第２のノボラック型フェノール樹脂とを併用することを特徴とするものである。
第１のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ1は、７５０〜８５０であるのが好ましい。また、第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2は、１０５０〜１１５０であるのが好ましい。さらに、数平均分子量Ｍｎ1が７５０〜８５０である第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、数平均分子量Ｍｎ2が１０５０〜１１５０である第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2とは、重量比Ｐ1／Ｐ2＝４０／６０〜６７／３３の割合で用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ベース樹脂として、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下と小さく、加熱によって溶融したり流動したりしやすい第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超えるため、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた硬化物を形成できる第２のノボラック型フェノール樹脂とを併用していることから、レゾール型フェノール樹脂からなるものと同様に、充てん不良やガス焼け等の成形不良を生じにくい上、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた樹脂製プーリを提供することができる。しかも、第１および第２のノボラック型フェノール樹脂は、共に、自己反応型でないため、冷蔵保管に伴う種々の問題を全て解消することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の樹脂製プーリは、ベース樹脂として、いずれも、酸触媒の存在下や、フェノール過剰の条件下で、フェノールとホルムアルデヒドとを反応させて合成される、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超える第２のノボラック型フェノール樹脂とを併用することを特徴とするものである。
【０００９】
このうち、第１のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下の範囲に限定されるのは、数平均分子量Ｍｎ1が８５０を超える場合には、当該第１のノボラック型フェノール樹脂による、樹脂組成物の流動性を向上する効果が得られず、充てん不良やガス焼け等の成形不良が発生するためである。ただし、第１のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ1が７５０未満では、当該第１のノボラック型フェノール樹脂と組み合わせる第２のノボラック型フェノール樹脂による、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた硬化物を形成する効果が阻害されて、形成した樹脂製プーリが、熱衝撃に弱く寸法安定性の低いものとなるおそれがある。そのため、第１のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ1は、７５０以上であるのが好ましい。なお、第１のノボラック型フェノール樹脂としては、数平均分子量Ｍｎ1が８５０以下である２種以上のノボラック型フェノール樹脂を併用することもできる。
【００１０】
また、第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2が８５０を超える範囲に限定されるのは、数平均分子量Ｍｎ2が８５０以下では、当該第２のノボラック型フェノール樹脂による、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた硬化物を形成する効果が得られないためである。また、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2は、９５０以上であるのが好ましく、１０５０以上であるのがさらに好ましい。ただし、第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2が１１５０を超える場合には、当該第２のノボラック型フェノール樹脂と組み合わせる第１のノボラック型フェノール樹脂による、樹脂組成物の流動性を向上する効果が阻害されて、充てん不良やガス焼け等の成形不良が発生するおそれがある。そのため、第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量Ｍｎ2は、１１５０以下であるのが好ましい。なお、第２のノボラック型フェノール樹脂としては、数平均分子量Ｍｎ1が８５０を超える２種以上のノボラック型フェノール樹脂を併用することもできる。
【００１１】
第１のノボラック型フェノール樹脂と、第２のノボラック型フェノール樹脂とは、任意の割合で配合してもよいが、例えば、数平均分子量Ｍｎ2が、前記の好適な範囲内でも小さめである第２のノボラック型フェノール樹脂を使用する場合には、当該第２のノボラック型フェノール樹脂による、熱衝撃に強く寸法安定性に優れた硬化物を形成する効果を十分に発揮させるために、その割合を多めに設定し、逆に、数平均分子量Ｍｎ2が、前記の好適な範囲内でも大きめである第２のノボラック型フェノール樹脂を使用する場合には、組み合わせる第１のノボラック型フェノール樹脂による、樹脂組成物の流動性を好適な範囲に調整する効果を十分に発揮させるために、その割合を少なめに設定するのが好ましい。
【００１２】
具体的には、例えば、数平均分子量Ｍｎ1が７５０以上、８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、数平均分子量Ｍｎ2が９５０以上、１０５０未満である第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2とを組み合わせる場合、両者の重量比Ｐ1／Ｐ2を、Ｐ1／Ｐ2＝３５／６５〜６５／３５の範囲とするのが好ましく、４５／５５〜５５／４５の範囲とするのがさらに好ましい。また、数平均分子量Ｍｎ1が７５０以上、８５０以下である第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、数平均分子量Ｍｎ2が１０５０以上、１１５０以下である第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2とを組み合わせる場合には、両者の重量比Ｐ1／Ｐ2を、Ｐ1／Ｐ2＝４０／６０〜７０／３０の範囲とするのが好ましく、５０／５０〜６０／４０の範囲とするのがさらに好ましい。
【００１３】
ノボラック型フェノール樹脂は、前記のように、自己反応型ではないため、射出成形後に硬化反応させるためには、樹脂組成物に、硬化剤を含有させるのが好ましい。硬化剤としては、ノボラック型フェノール樹脂を硬化反応させることができる種々の硬化剤が使用可能であり、特に、ヘキサメチレンテトラミンが好ましい。硬化剤の割合は、第１および第２のノボラック型フェノール樹脂の総量１００重量部に対して１２〜２０重量部であるのが好ましい。
【００１４】
樹脂組成物には、補強繊維、無機充てん材、滑剤等を含有させることもできる。このうち、補強繊維としては、無機または有機の、種々の補強繊維を用いることができ、特に、無機繊維が好ましい。無機繊維としては、ガラス繊維、ボロン繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、無機系ウィスカー等を挙げることができ、特に、ガラス繊維が、製造および入手が容易で安価である上、補強効果に優れるため好ましい。また、ガラス繊維としては、その平均繊維径が６〜２０μｍ程度、平均繊維長が１〜６ｍｍ程度で、フェノール樹脂の補強に多用されているチョップドストランド等が好ましい。
【００１５】
補強繊維の、樹脂組成物の総量中に占める割合は、２０〜４０重量％であるのが好ましい。補強繊維の割合が２０重量％未満では、当該補強繊維を添加したことによる補強効果、すなわち、樹脂製プーリの寸法安定性や強度を向上する効果が得られないおそれがある。また、補強繊維の割合が４０重量％を超える場合には、樹脂製プーリの相手部材であるベルト等を傷つける、いわゆるベルト攻撃性が強くなるおそれがある。なお、補強繊維の割合は、これらの問題点を併せ考慮して、より良好な特性を有する樹脂製プーリを製造することを考えると、上記の範囲内でも特に２０〜３０重量％であるのが好ましい。
【００１６】
無機充てん材としては、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、カオリナイト、クレー、シリカ、マイカ、アルミナ、ジルコニア、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪藻土等を挙げることができる。また、無機充てん材としては、ベース樹脂に対する分散性を向上することや、樹脂組成物の、成形時の流動性を向上すること等を考慮すると、平均粒径が３０μｍ以下である球状のものを用いるのが好ましい。
【００１７】
無機充てん材の、樹脂組成物の総量中に占める割合は、１５〜５０重量％であるのが好ましい。無機充てん材の割合が１５重量％未満では、当該無機充てん材を添加したことによる、樹脂製プーリの線膨張係数を小さくして寸法安定性を向上したり、樹脂製プーリの耐摩耗性を向上したりする効果が得られないおそれがある。また、無機充てん材の割合が５０重量％を超える場合には、他の成分の割合にもよるが、第１および第２のノボラック型フェノール樹脂の割合が少なくなりすぎるため、射出成形等によって、樹脂製プーリを製造するのが難しくなるおそれがある。なお、無機充てん材の割合は、これらの問題点を併せ考慮して、より良好な特性を有する樹脂製プーリを製造することを考えると、上記の範囲内でも、特に、２５〜４５重量％であるのが好ましい。
【００１８】
滑剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末等の、潤滑性に優れたフッ素樹脂の粉末が好ましい。また、滑剤としてのフッ素樹脂の粉末は、その平均粒径が、１０μｍ以下であるのが好ましい。平均粒径が１０μｍ以下の微細なフッ素樹脂粉末は、樹脂製プーリの表面に、より均一に分散させることができる。そのため、フッ素樹脂粉末を少量添加するだけで、樹脂製プーリの表面に良好な滑り性を付与することができる。なお、フッ素樹脂粉末の平均粒径は、小さいほど好ましいが、あまりに小さすぎると、却って、分散性が低下して、凝集等を生じやすくなり、樹脂製プーリの表面に均一に分散できないおそれがある。このため、樹脂製プーリの表面に良好な滑り性を付与できないおそれがある。したがって、フッ素樹脂粉末の平均粒径は、１μｍ以上であるのが好ましい。
【００１９】
フッ素樹脂粉末等の滑剤の、樹脂組成物の総量に対する割合は、０．５〜５重量％であるのが好ましい。滑剤の含有割合が０．５重量％未満では、当該滑剤を添加したことによる、樹脂製プーリの表面に良好な滑り性を付与する効果が得られないおそれがある。また、滑剤の含有割合が５重量％を超える場合には、当該滑剤の多くが、上記フッ素樹脂粉末等の、フェノール樹脂の硬化物よりも耐熱性の低い成分であるため、樹脂製プーリの耐熱性が低下するおそれがある。なお、滑剤の含有割合は、これらの問題点を併せ考慮して、より良好な特性を有する樹脂製プーリを製造することを考えると、上記の範囲内でも、特に、０．５〜３重量％であるのが好ましい。
【００２０】
樹脂組成物には、上記各成分に加えて、例えば、顔料等の着色剤や、成形後の樹脂製プーリの、型からの離型を容易にするための離型剤等の各種添加剤を、周知の含有割合の範囲で添加することもできる。
本発明の樹脂製プーリは、上述した各成分を含む樹脂組成物を、射出成形機のシリンダ内で加熱、溶融した後、あらかじめ、フェノール樹脂の硬化温度以上に加熱した金型の、プーリの形状に対応した型窩内に注入して、フェノール樹脂を硬化反応させる等して製造することができる。また、前述したように、樹脂製プーリが、金属等のインサート部材を有する場合は、金型の型窩内に設けたインサート部材の保持部に、当該インサート部材を保持した状態で、上記と同様にして、フェノール樹脂を型窩内に注入して硬化反応させることによって、インサート部材と一体化した樹脂製プーリを製造することができる。
【実施例】
【００２１】
実施例１：
下記の各成分を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、８５℃に加熱した熱ロールによって混練してシート化した後、粉砕して樹脂組成物を作製した。第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2との重量比Ｐ1／Ｐ2は、Ｐ1／Ｐ2＝５５／４５とした。また、両ノボラック型フェノール樹脂の総量は、３０重量部とした。
【００２２】
（成分）                              （重量部）
・  第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1      １６．５
（数平均分子量Ｍｎ1＝８００）
・  第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2      １３．５
（数平均分子量Ｍｎ2＝１１００）
・  球状シリカ粉末                           ３９
（平均粒径２０μｍ）
・  ガラス繊維                               ２０
（平均繊維径１３μｍ、平均繊維長２５０μｍ）
・  フッ素樹脂粉末                             ２
〔平均粒径１０μｍダイキン工業（株）製のルブロン（登録商標）Ｌ−２〕
・  ヘキサメチレンテトラミン                   ４
・  顔料、離型剤その他                         ５
なお、第１および第２のノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量は、高速液体クロマトグラフ〔東ソー（株）製のＨＬＣ−８０２Ａ〕に、カラムとして東ソー（株）製のＴＳＫ−ＧｅｌカラムＧ３０００Ｈ８（×１本）、Ｇ２０００Ｈ８（×２本）およびＧ１０００Ｈ８（×１本）を装てんして測定した。
【００２３】
次に、図１に示す樹脂製プーリ１の、プーリ本体１１の形状に対応した型窩を有するとともに、当該型窩の、プーリ本体１１の中心部に対応する位置に、ボールベアリング２の外輪２１を保持する保持部を設けた、フィルムゲート式の金型を用意し、この金型を射出成形機にセットして１７０℃に加熱するとともに、上記の樹脂組成物を射出成形機のホッパに供給した。
【００２４】
そして、金型の保持部に外輪２１、ボール２２、内輪２３、保持器２４、およびシール２５、２６からなるボールベアリング２をセットして型締めした状態で、シリンダ内で軟化させた樹脂組成物を型窩内に注入、充てんするとともに硬化させてプーリ本体１１を成形し、樹脂製プーリ１を製造した。
実施例２〜５：
第１のノボラック型フェノール樹脂Ｐ1と、第２のノボラック型フェノール樹脂Ｐ2との重量比Ｐ1／Ｐ2を、Ｐ1／Ｐ2＝３５／６５（実施例２）、Ｐ1／Ｐ2＝４５／５５（実施例３）、Ｐ1／Ｐ2＝６５／３５（実施例４）、Ｐ1／Ｐ2＝７５／２５（実施例５）としたこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂製プーリを製造した。なお、いずれの実施例においても、両ノボラック型フェノール樹脂の総量は、前記と同じ３０重量部とした。
【００２５】
比較例１：
第１および第２の２種のノボラック型フェノール樹脂に代えて、数平均分子量Ｍｎが５００である１種のノボラック型フェノール樹脂３０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂製プーリを製造した。
比較例２：
第１および第２の２種のノボラック型フェノール樹脂に代えて、数平均分子量Ｍｎが８００である１種のノボラック型フェノール樹脂３０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂製プーリを製造した。
【００２６】
比較例３：
第１および第２の２種のノボラック型フェノール樹脂に代えて、数平均分子量Ｍｎが１０００である１種のノボラック型フェノール樹脂３０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂製プーリを製造した。
比較例４：
第１および第２の２種のノボラック型フェノール樹脂に代えて、数平均分子量Ｍｎが１１００である１種のノボラック型フェノール樹脂３０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂製プーリを製造した。
【００２７】
耐熱衝撃性試験：
実施例、比較例で製造した樹脂製プーリ１を−４０℃で３０分間、冷却し、次いで１２０℃で３０分間、加熱する処理を１サイクルとして、それを２０００サイクル繰り返した後、プーリ本体１１にクラックが発生したか否かを観察した。そして、クラックが全く発生しなかったものを耐熱衝撃性きわめて良好（◎）、クラックがわずかに発生したものの、実用上、差し支えなかったものを耐熱性衝撃良好（○）、クラックが多発したものを耐熱衝撃性不良（×）として評価した。
【００２８】
成形性試験：
実施例、比較例において成形直後のプーリ本体１１に、充てん不良やガス焼け等の成形不良が発生したか否かを観察した。そして、これらの成形不良が全く発生しなかったものを成形性きわめて良好（◎）、成形不良がわずかに見られたものの、実用上、差し支えなかったものを成形性良好（○）、成形不良によって使用できなかったものを成形性不良（×）として評価した。
【００２９】
結果を、表１に示す。
【００３０】
【表１】
2006226404.tif 000002
【００３１】
表より、数平均分子量Ｍｎが小さいノボラック型フェノール樹脂を単独で使用して製造した比較例１、２のプーリ１は、耐熱衝撃性が不良で、プーリ本体１１にクラックが発生することが判った。また、数平均分子量Ｍｎが大きいノボラック型フェノール樹脂を単独で使用して製造した比較例３、４のプーリ１は、成形性が不良で、プーリ１に、充てん不良やガス焼け等の成形不良が発生して使用不能であることが判った。これに対し、数平均分子量Ｍｎ1が８００である第１のノボラック型フェノール樹脂と、数平均分子量Ｍｎ2が１１００を超える第２のノボラック型フェノール樹脂とを併用して製造した実施例１〜５のプーリ１は、いずれも、耐熱衝撃性、および成形性が良好（○）ないしは、きわめて良好（◎）であることが判った。また、各実施例を比較すると、上記２種のノボラック型フェノール樹脂を、重量比Ｐ1／Ｐ2＝４０／６０〜７０／３０の範囲で配合するのが好ましいことも判った。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の、実施例で製造した樹脂製プーリの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  樹脂製プーリ
１１  プーリ本体
【図１】
2006226404.tif 000003