(57)【要約】【課題】  耐熱性、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、かつ金型表面の転写性に優れた成形品を得ることができるフェノール樹脂成形材料を提供するものである。【解決手段】  フェノール樹脂及び充填材を含有するフェノール樹脂成形材料であって、前記充填材の９０重量％以上が０．００１〜２０μｍの範囲にあり、且つ、充填材の４０〜８０重量％が０．００１〜５μｍの範囲にあり、好ましくは充填材の２０〜５０重量％が０．００１〜２μｍの範囲にあり、また、成形材料全体に対して、フェノール樹脂２０〜５０重量％、充填材４０〜７０重量％を含有することが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂及び充填材を含有するフェノール樹脂成形材料であって、前記充填材の９０重量％以上が粒径０．００１〜２０μｍの範囲内にあり、且つ、前記充填材の４０〜８０重量％が粒径０．００１〜５μｍの範囲内にあることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
更に、前記充填材の２０〜５０重量％が粒径０．００１〜２μｍの範囲内にある請求項１に記載のフェノール樹脂成形材料。
【請求項３】
成形材料全体に対して、フェノール樹脂２０〜５０重量％、充填材４０〜７０重量％を含有するものである請求項１又は２に記載のフェノール樹脂成形材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェノール樹脂成形材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高度に寸法精度や平滑性が要求される部品においては、セラミックや金属製の部品が用いられてきた。しかし、セラミックや金属を用いると部品個体の重量が重くなる、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題があるため、安価で軽量化が可能なプラスチック材料が注目されてきた。
【０００３】
このような要求特性を満たす材料のひとつとしてフェノール樹脂成形材料があり、セラミックや金属の代替材として注目されている。フェノール樹脂成形材料の成形品は、耐熱性があり、製品の加工も容易であることからその使用メリットは大きい。
しかしながら、従来のフェノール樹脂成形材料は成形収縮等の問題から成形品表面に充填材形状に起因した起伏が発生してしまい、高度に平滑性を要求される部品においては使用することができないとされてきた。
また、ポリカーボネート樹脂を用いた精密金型転写に関する技術（例えば、特許文献１参照。）が公開されているが、用途によっては耐熱性が低いことが問題となる場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０９１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐熱性、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、金型表面の転写性に優れた成形品を得ることができるフェノール樹脂成形材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、以下の本発明（１）〜（３）により達成される。
（１）
フェノール樹脂及び充填材を含有するフェノール樹脂成形材料であって、前記充填材の９０重量％以上が粒径０．００１〜２０μｍの範囲内にあり、且つ、前記充填材の４０〜８０重量％が粒径０．００１〜５μｍの範囲内にあることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
（２）更に、前記充填材の２０〜５０重量％が粒径０．００１〜２μｍの範囲内にある（１）に記載のフェノール樹脂成形材料。
（３）
成形材料全体に対して、フェノール樹脂２０〜５０重量％、充填材４０〜７０重量％を含有するものである（１）ないし（２）のいずれかに記載のフェノール樹脂成形材料。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、フェノール樹脂及び充填材を含有するフェノール樹脂成形材料であって、前記充填材の９０重量％以上が粒径０．００１〜２０μｍの範囲内にあり、且つ、前記充填材の４０〜８０重量％が粒径０．００１〜５μｍの範囲内にあり、耐熱性、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、金型表面の転写性に優れた成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のフェノール樹脂成形材料（以下、単に「成形材料」ということがある）について詳細に説明する。
本発明の成形材料は、フェノール樹脂及び充填材を含有し、上記充填材の９０重量％以上が０．００１〜２０μｍの範囲内にあり、且つ、前記充填材の４０〜８０重量％が粒径０．００１〜５μｍの範囲内にあることを特徴とする。
【０００９】
本発明の成形材料で用いられるフェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを、酸性触媒下で反応させて得られたノボラック型フェノール樹脂や、同様に塩基性触媒下で反応させて得られたレゾール型フェノール樹脂などが挙げられる。これらを単独で使用、あるいは併用することもできる。
【００１０】
ノボラック型フェノール樹脂を使用する場合、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合、その含有量は特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対して、１０〜３０重量部を含有することが好ましく、更に１５〜２０重量部含有することが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量が上記上限値を超えると、成形品の機械的強度が低下する場合があり、上記下限値未満では、成形収縮量を十分低減することができず、また、成形品の機械的強度が低下する場合がある。
【００１１】
フェノール樹脂（ノボラック型フェノール樹脂を使用した場合は、ヘキサメチレンテトラミンも含む）の含有量は、特に限定されないが、成形材料全体に対して２０〜５０重量％が好ましく、更に２５〜４５重量％が好ましい。フェノール樹脂の含有量が上記下限値未満では、成形材料製造時の生産性や成形品の機械的強度が低下する場合があり、上記上限値を超えると、成形収縮や後収縮が大きくなる場合がある。
【００１２】
また、本発明の成形材料に使用されるノボラック樹脂の数平均分子量は、特に限定されないが、数平均分子量が７００〜４０００のものが好ましく、更に８００〜３０００のものが好ましい。数平均分子量が上記下限値未満では、成形材料製造時の生産性や作業性が低下する場合があり、上記上限値を超えると成形材料が十分に溶融せず生産が困難となることがある。
【００１３】
本発明の成形材料は、充填材の９０重量％以上が粒径０．００１〜２０μｍの範囲内にあり、かつ、充填材の４０〜８０重量％が粒径０．００１〜５μｍの範囲内にあることを特徴とする。更に好ましくは０．００１〜２μｍの粒径範囲に充填材の２０〜５０重量％が分布していることである。これによって、充填材粒子の密な構造がより高度に達成され、金型表面の転写性を更に向上させることができる。
【００１４】
また充填材は、１種類でもよく、多種類を組み合わせ、上記の粒度に調整して使用することも可能である。このことによって成形時に優れた金型表面の転写性を発現することができる。
上記粒径範囲の充填材を、上記範囲内の配合量とすることで金型表面の転写性が向上する理由は明確ではないが、成形時に金型との接触面で充填材が密に充填され、いわゆる石垣のような構造をとることができるためと考えられる。この石垣構造になることで、粒径の大きい充填材の間に粒径の小さい充填材が入り込むことになり、成形品表面の充填材形状に起因する凹凸を緩和することができるものと推測される。
【００１５】
上記充填材の含有量は、特に限定されないが、成形材料全体に対して、４０〜７０重量％であることが好ましく、５０〜７０重量％が更に好ましい。含有量が上記下限値未満では、機械的強度の向上効果が充分でないことがあり、上記上限値を越えると成形材料段階での作業性が低下することがある。
【００１６】
本発明の成形材料に用いられる上記充填材としては、通常、フェノール樹脂成形材料に適用されるものを用いることができ、特に限定されないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、焼成クレー、未焼成クレー、ウォラストナイト、タルク、シリカ、ケイソウ土、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸バリウム等の無機充填材や、木粉、合板粉、成形品の粉砕物等の有機充填材を挙げることができる。
これらの中でも、焼成クレー、炭酸カルシウム、タルク、シリカから選ばれた１種以上を含むことが好ましい。これにより上記効果をさらに向上させることができる。
【００１７】
本発明の成形材料には、以上に説明した成分の他にも、実質的に本発明の目的を損なわない範囲で離型剤、硬化助剤、顔料等の添加剤を添加することができる。
【００１８】
本発明の成形材料を製造する方法は、通常の混練方法が適用できる。
例えば、フェノール樹脂、充填材、硬化助剤、顔料、離型剤等を加えて混合した後、溶融混練し、冷却後粉砕して得ることができる。溶融混練は、混練ロール、コニーダ、二軸押出し機等の混練装置単独あるいは混練ロールと他の混合装置との組み合わせにより行うことができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
実施例及び比較例の配合と特性を表１に示す。表１に示す含有量は全て重量％を表す。  
【００２１】
【表１】
2006225594.tif 000002
【００２２】
（表１の注）
１．原材料
ノボラック型フェノール樹脂：住友ベークライト社製・「Ａ-１０８２」（数平均分子量８５０）
ヘキサメチレンテトラミン：ヘキサメチレンテトラミン：ＣＨＮＧ  ＣＨＵＮ  ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ社製  「ヘキサミン」
（３）充填材＜Ａ＞：白石カルシウム社製・「白艶華Ｏ」（炭酸カルシウム）
（４）充填材＜Ｂ＞：日本タルク社製・「ＳＧ−２００」（タルク）
（５）充填材＜Ｃ＞：イメリス社製・「ポールスター５０１」（焼成クレー）
（６）充填材＜Ｄ＞：ユニオン社製・「ＵＢ−４７ＬＡ」（ガラスビーズ）
（７）硬化助剤：秩父石灰工業社製・「消石灰」
（８）離型剤：日本油脂社製・「ステアリン酸」
（９）顔料：三菱化学社製・「カーボンブラック＃７５０Ｂ」
【００２３】
２．充填材＜Ａ＞〜＜Ｄ＞の粒径の範囲と充填材中に占める割合について表２に示す。
【００２４】
【表２】
2006225594.tif 000003
【００２５】
１．実施例１
成形材料全体に対して、ノボラック樹脂２７重量％、ヘキサメチレンテトラミン５重量％、充填材＜Ａ＞１８重量％、充填材＜Ｂ＞２０重量％、充填材＜Ｃ＞２５重量％、硬化助剤２重量％、離型剤２重量％、顔料１重量％の割合で混合して組成物を調製した。上記組成物を８０〜９０℃の混練ロールで約１５分間溶融混練し、冷却後に粉砕して成形材料を得た。
【００２６】
２．実施例２
充填材＜Ａ＞を１２重量％に減量、充填材＜Ｂ＞を２６重量％に増量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
【００２７】
３．実施例３
充填材＜Ｂ＞を１０重量％に減量、充填材＜Ｃ＞を４１重量％に増量した以外は、実施例２と同様にして成形材料を得た。
【００２８】
４．実施例４
充填材＜Ｃ＞を３５重量％に減量、充填材＜Ｄ＞を６重量％追加配合した以外は、実施例３と同様にして成形材料を得た。
【００２９】
５．実施例５
充填材＜Ａ＞を２０重量％に増量し、充填材＜Ｂ＞を１重量％に減量し、充填材＜Ｃ＞を４２重量％に増量した以外は、実施例３と同様にして成形材料を得た。
【００３０】
６．実施例６
充填材＜Ａ＞を２０重量％に増量し、充填材＜Ｂ＞を２重量％に減量した以外は、実施例４と同様にして成形材料を得た。
【００３１】
７．実施例７
充填材＜Ｂ＞を２０重量％に増量し、充填材＜Ｃ＞を１７重量％に減量した以外は、実施例６と同様にして成形材料を得た。
【００３２】
８．比較例１
成形材料全体に対して、ノボラック樹脂２７重量％、ヘキサメチレンテトラミン５重量％、充填材＜Ｃ＞３３重量％、充填材＜Ｄ＞３０重量％、硬化助剤２重量％、離型剤２重量％、顔料１重量％の割合で混合して組成物を調製した。上記組成物を８０〜９０℃の混練ロールで約１５分間溶融混練し、冷却後に粉砕して成形材料を得た。
【００３３】
９．比較例２
充填材＜Ａ＞を６重量％と充填材＜Ｂ＞を４重量％それぞれ追加配合し、充填材＜Ｃ＞を３８重量％に増量し、充填材＜Ｄ＞を１５重量％に減量した以外は、比較例１と同様にして成形材料を得た。
【００３４】
１０．比較例３
充填材＜Ａ＞を１５重量％追加配合し、充填材＜Ｄ＞を１５重量％に減量した以外は、比較例１と同様にして成形材料を得た。
【００３５】
１１．比較例４
充填材＜Ｂ＞を１５重量％追加配合し、充填材＜Ｃ＞を１８重量％に減量した以外は、比較例３と同様にして成形材料を得た。
【００３６】
１２．比較例５
充填材＜Ａ＞を５重量％に減量し、充填材＜Ｂ＞を５重量％に減量し、充填材＜Ｃ＞を４８重量％に増量し、充填材＜Ｄ＞を５重量％に減量した以外は、比較例４と同様にして成形材料を得た。
【００３７】
３．試料の作製及び評価方法
【００３８】
（１）曲げ強さ、曲げ弾性率
トランスファー成形（金型温度１７５℃、硬化時間３分間）により試料を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。
【００３９】
（２）ガラス転移温度
トランスファー成形（金型温度１７５℃、硬化時間３分間）により試料を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。
【００４０】
（３）表面粗さ（Ｒａ）
トランスファー成形（金型温度１７５℃、硬化時間３分間）によりφ５０ｍｍ×３ｍｍの円板を作製し、表面粗さ計により測定した。表面粗さが小さいほど金型表面の転写性が優れている。
【００４１】
実施例１〜７は、充填材の９０重量％以上が０．００１〜２０μｍの範囲にあり、且つ、０．００１〜５μｍの充填材が４０〜８０重量％の範囲にある本発明の成形材料であり、これらから得られた成形品は、０．００１〜２０μｍの充填材が９０重量％未満、及び／又は、０．００１〜５μｍの充填材が４０重量％未満である比較例１〜５から得られた成形品と比較して、表面粗さが小さいことから優れた金型表面の転写性を証明することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、耐熱性、機械的強度を実用レベルに維持しつつ、かつ金型表面の転写性に優れた成形品を得ることができるフェノール樹脂成形材料を提供するものであり、金型表面の状態を精密転写する必要がある成形品の分野へ好適に用いることができる。