(57)【要約】【課題】鉛等の有害物質を用いることなく、鉛と同等以上の高比重を有し、かつ柔軟性、加工性および耐溶剤性に優れたものを得ることにある。【解決手段】ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステル（熱可塑性樹脂）を０．３〜５．５重量％含有し、フェノール樹脂（熱硬化性樹脂）を０．１〜１．０重量％含有し、残部がタングステン粉末またはタングステン合金粉末および不可避不純物からなる組成を有し、比重が８〜１６に調製されたもので構成している。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂を０．３〜５．５重量％含有し、熱硬化性樹脂を０．１〜１．０重量％含有し、残部がタングステン粉末またはタングステン合金粉末および不可避不純物からなる組成を有し、比重が８〜１６に調製されていることを特徴とする高比重樹脂複合材料。
【請求項２】
上記熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルであり、上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の高比重樹脂複合材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯通信機器等の振動子、釣具錘、スポーツ用品等の調整ウエート、玩具、楽器等のバランスウェート、医療機器用エックス線等の遮蔽材、散弾等々の高比重と、柔軟性および加工性とを要する用途に用いて好適な高比重樹脂複合材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛は、高比重、柔軟性および加工性を要する場合に好適な材料として、一般に用いられてきた。
しかし、近年は、環境汚染への配慮から、有毒な鉛に代えて、ステンレス鋼や真鍮等の無害な材料を使用することが要求されてきている。
ただし、これらの材料は、鉛に比べて比重が小さいため、当該鉛と同等の重量を得ようとすると、その体積が相当に大きなものになるとともに、鉛のような柔軟性および加工性を有していないという欠点がある。
また、熱可塑性樹脂と無機物とからなる複合材料も提案されてきているが、鉛に匹敵するような高比重と、柔軟性および加工性とを兼ね備えた材料はいまだに得られていないというのが実状である（例えば、特許文献１、２参照。）。また、上記複合材料に置き換えた場合、有機溶剤に対する耐性も兼ね備えているかも考慮しなければならない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５４２５６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５４３２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鉛等の有害物質を用いることなく、鉛と同等以上の高比重を有し、かつ柔軟性、加工性および耐溶剤性に優れた高比重樹脂複合材料を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂を０．３〜５．５重量％含有し、熱硬化性樹脂を０．１〜１．０重量％含有し、残部がタングステン粉末またはタングステン合金粉末および不可避不純物からなる組成を有し、比重が８〜１６に調製されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、上記熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルであり、上記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂であることを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された請求項１ないし２に記載の発明においては、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、タングステン粉末またはタングステン合金粉末とを原材料として、この原材料を混練して高温雰囲気下に維持し、これにより熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を溶融させるとともに、熱硬化性樹脂に硬化反応を起こさせ、その後熱可塑性樹脂の硬化温度以下に冷却することによって高比重樹脂複合材料が得られる。なお、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、樹脂バインダーとして機能することになる。
したがって、射出成形や圧縮成形等の成形方法を用いて、高比重樹脂複合材料を所望の形状に成形することができる。
【０００８】
例えば、上記射出成形方法の実施に直接使用する射出成形機を用いて例えば釣具錘を成形する場合には、次のようになる。
予め、加圧式ニーダーにて混練、粉砕した原材料をホッパに投入すると、この原材料がスクリュによって当該スクリュの先端に送り出される。この過程で、原材料が加熱され熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が溶融するとともに再混練されるため、タングステン粉末またはタングステン合金粉末と均一に混合した状態になる。
【０００９】
そして、スクリュの先端側に送り出された原材料を、当該スクリュの先端方向への移動によって、金型内に射出し、当該金型を高温に維持することによって上記熱硬化性樹脂の硬化反応を起こさせ、その後、熱可塑性樹脂の硬化温度まで金型を冷却してから、当該金型を開くことにより、成形品としての釣具錘を得ることができる。
【００１０】
一方、圧縮成形方法を用いた場合は、上記原材料を混練した後、粒状としこの原材料を金型に入れて加圧成形してから、当該金型から取り出す。取り出した成形品を炉内に投入して加熱する。加熱後、高温状態に維持して熱硬化性樹脂の硬化反応を起こさせ、それから熱可塑性樹脂の硬化温度まで温度を下げた後、取り出し製品としての釣具錘を得ることができる。
【００１１】
また、高比重樹脂複合材料によって形成されたものは、熱可塑性樹脂を０．３〜５．５重量％含有し、熱硬化性樹脂を０．１〜１．０重量％を含有していることから、タングステン粉末またはタングステン合金粉末の含有量がほぼ９３．５〜９９．６重量％になる。
【００１２】
この場合、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の比重として、それぞれほぼ最も低い値といえる１および１．７を用い、タングステン粉末の比重として１９．３を用い、タングステン合金粉末の比重として１８を用いて全体の比重を計算すると、タングステン粉末を用いた場合には、９．２〜１８．１になり、タングステン合金粉末を用いた場合には、８．９〜１７．０になる。
したがって、不可避不純物や成形時の空孔等の存在を考慮に入れても、高比重樹脂複合材料の比重を８〜１６にすることができる。
【００１３】
また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂が０．３〜５．５重量％含有されていることから、柔軟性が得られるとともに、切断や切削等の機械的な加工性を得ることができる。
さらに、熱硬化性樹脂が０．１〜１．０重量％含有されていることから、射出成形や圧縮成形などの成形性の向上を図ることができるとともに、耐溶剤性の向上を図ることができる。
【００１４】
したがって、鉛等の有害物質を用いることなく、鉛と同等以上の高比重を有し、かつ柔軟性、加工性および耐溶剤性に優れたものを得ることができる。
【００１５】
なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂としたのは、実用上の使用温度範囲内で十分な柔軟性を確保するためである。すなわち、０℃を超える温度では実用上の使用温度範囲において十分な柔軟性を得るのが困難になるおそれがあるからである。また、上記熱可塑性樹脂の含有量を０．３〜５．５重量％としたのは、０．３重量％未満であると、上述した柔軟性と加工性を得ることが困難になり、５．５重量％を超えると高比重樹脂複合材料の比重が８未満になるおそれがあるからである。
また、熱硬化性樹脂の含有量を０．１〜１．０重量％としたのは、０．１重量％未満であると、上述した成形性および耐溶剤性の向上を図ることが困難になり、１．０重量％を超えると、上述した柔軟性と加工性が著しく低下したものとなるからである。
【００１６】
請求項２に記載の発明においては、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルを用いているので、このガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルの含有量を上記０．３〜５．５重量％に設定することによって、上述した柔軟性と加工性とを確実に得ることができる。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いているので、このフェノール樹脂の含有量を上記０．１〜１．０重量％に設定することによって、上述した成形性の向上と、耐溶剤性の向上を確実に図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
この実施の形態で示す高比重樹脂複合材料は、熱可塑性樹脂としてのガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステル（以下、この発明の実施の形態において「共重合ポリエステル」という）を０．３〜５．５重量％含有し、熱硬化性樹脂としてのフェノール樹脂を０．１〜１．０重量％含有し、残部がタングステン粉末および不可避不純物からなる組成を有している。
【００１８】
また、上記タングステン粉末に代えて、タングステン合金粉末を用いてもよい。タングステン合金粉末としては、例えばタングステン・ニッケル合金粉末、タングステン・クロム合金粉末等がある。
さらに、上記タングステン粉末に代えて、タングステン化合物粉末を用いてもよい。タングステン化合物粉末としては、例えば一炭化一タングステン（ＷＣ）、一炭化二タングステン（Ｗ２　Ｃ）等がある。
【００１９】
タングステン粉末、タングステン合金粉末およびタングステン化合物粉末は、いずれも粒径が０．４〜５０μｍの粒度分布のものとなっている。
【００２０】
次に、上記成分からなる高比重樹脂複合材料の作用効果について説明する。この高比重樹脂複合材料は、０．３〜５．５重量％の共重合ポリエステルと、０．１〜１．０重量％のフェノール樹脂と、残部のタングステン粉末および不可避不純物とからなる原材料を混練して高温雰囲気下に維持し、これにより共重合ポリエステルおよびフェノール樹脂を溶融させるとともに、フェノール樹脂に硬化反応を起こさせ、その後共重合ポリエステルの硬化温度以下に冷却することによって得られる。
【００２１】
このため、射出成形や圧縮成形等の成形方法を用いて、上記高比重樹脂複合材料からなる所望の形状の製品を得ることができる。
【００２２】
例えば、射出成形方法の実施に直接使用する射出成形機を用いて例えば釣具錘を成形する場合には、次のようになる。
予め、加圧式ニーダーにて混練、粉砕した原材料をホッパに投入すると、この原材料がスクリュによって当該スクリュの先端に送り出される。この過程で、原材料が加熱され、共重合ポリエステルおよびフェノール樹脂が溶融するとともに再混練されるため、タングステン粉末またはタングステン合金粉末と均一に混合した状態になる。
【００２３】
そして、スクリュの先端側に送り出された原材料を、当該スクリュの先端方向への直線移動によって、金型内に射出し、当該金型を所定の高温状態に保持することによってフェノール樹脂の硬化反応を起こさせた後、共重合ポリエステルの硬化温度まで金型を冷却してから当該金型開くことにより、成形品としての釣具錘を得ることができる。
【００２４】
一方、圧縮成形方法を用いた場合は、上記原材料を混練した後、粒状としこの原材料を金型に入れて加圧成形してから、当該金型から取り出す。取り出した成形品を炉内に投入して加熱する。加熱後、高温状態に維持してフェノール樹脂の硬化反応を起こさせ、それから共重合ポリエステルの硬化温度まで温度を下げた後、取り出し製品としての釣具錘を得ることができる。
【００２５】
また、高比重樹脂複合材料は、共重合ポリエステルを０．３〜５．５重量％含有し、フェノール樹脂を０．１〜１．０重量％を含有していることから、タングステン粉末またはタングステン合金粉末の含有量がほぼ９３．５〜９９．６重量％になる。
なお、上記タングステン粉末に代えて、タングステン合金粉末あるいはタングステン化合物粉末を用いた場合には、これらのタングステン合金粉末あるいはタングステン化合物粉末の含有量がほぼ９３．５〜９９．６重量％になることはいうまでもない。
【００２６】
そして、共重合ポリエステルおよびフェノール樹脂の比重として、それぞれ一般に公知となっている比重のうち最も低い値といえる１．３４および１．７を用い、タングステン粉末の比重として１９．３を用いて全体の比重を計算すると、１０．５〜１８．４になる。
【００２７】
また、上記タングステン粉末に代えてタングステン・ニッケル合金粉末（比重：１８）を用いた場合の全体の比重は、１０．１〜１７．２になる。
さらに、タングステン粉末に代えて一炭化二タングステン（比重：１７．２）を用いた場合の全体の比重は、９．９〜１６．５になる。
したがって、不可避不純物や成形後の空孔等の存在を考慮に入れても、高比重樹脂複合材料の比重を８〜１６にすることができる。
【００２８】
また、共重合ポリエステルが０．３〜５．５重量％含有されていることから、柔軟性が得られるとともに、切断や切削等の機械的な加工性を得ることができる。
さらに、フェノール樹脂が０．１〜１．０重量％含有されていることから、射出成形や圧縮成形などの成形性の向上を図ることができるとともに、耐溶剤性の向上を図ることができる。
【００２９】
したがって、鉛等の有害物質を用いることなく、鉛と同等以上の高比重を有し、かつ柔軟性、加工性および耐溶剤性に優れたものを得ることができる。
【００３０】
なお、共重合ポリエステルの含有量を０．３〜５．５重量％としたのは、０．３重量％未満であると、上述した柔軟性と加工性を得ることが困難になり、５．５重量％を超えると高比重樹脂複合材料の比重が８未満になるおそれがあるからである。
また、フェノール樹脂の含有量を０．１〜１．０重量％としたのは、０．１重量％未満であると、上述した成形性および耐溶剤性の向上を図ることが困難になり、１．０重量％を超えると、上述した柔軟性と加工性が著しく低下することになるからである。
【００３１】
なお、上記実施の形態においては、熱可塑性樹脂として共重合ポリエステルを用いた例を示したが、この熱可塑性樹脂としては、例えば全芳香族ポリエステル、変性ポリエステルを用いることも可能である。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いた例を示したが、この熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることも可能である。
さらに、タングステン合金粉末やタングステン化合物粉末としては、炭化タングステン等を含むような超硬合金スクラップを粒径０．４〜５０μｍとなるように粉砕して得たものであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし２記載の発明によれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂を０．３〜５．５重量％含有し、熱硬化性樹脂を０．１〜１．０重量％を含有していることから、タングステン粉末またはタングステン合金粉末の含有量がほぼ９３．５〜９９．６重量％になる。
【００３３】
この場合、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の比重として、それぞれほぼ最も低い値といえる１および１．７を用い、タングステン粉末の比重として１９．３を用い、タングステン合金粉末の比重として１８を用いて全体の比重を計算すると、タングステン粉末を用いた場合には、９．２〜１８．１になり、タングステン合金粉末を用いた場合には、８．９〜１７．０になる。
したがって、不可避不純物や成形時の空孔等の存在を考慮に入れても、高比重樹脂複合材料の比重を８〜１６にすることができる。
【００３４】
また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の熱可塑性樹脂が０．３〜５．５重量％含有されていることから、柔軟性が得られるとともに、切断や切削等の機械的な加工性を得ることができる。
さらに、熱硬化性樹脂が０．１〜１．０重量％含有されていることから、射出成形や圧縮成形などの成形性の向上を図ることができるとともに、耐溶剤性の向上を図ることができる。
【００３５】
したがって、鉛等の有害物質を用いることなく、鉛と同等以上の高比重を有し、かつ柔軟性、加工性および耐溶剤性に優れたものを得ることができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂としてガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルを用いているので、このガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の共重合ポリエステルの含有量を上記０．３〜５．５重量％に設定することによって、上述した柔軟性と加工性とを確実に得ることができる。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いているので、このフェノール樹脂の含有量を上記０．１〜１．０重量％に設定することによって、上述した成形性の向上と、耐溶剤性の向上を確実に図ることができる。