(57)【要約】【課題】機械的強度及び耐摩耗性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供すること。【解決手段】本発明は、フェノール樹脂、ガラス繊維、および重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレンを含有してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料であり、また、本発明は、フェノール樹脂１００重量部に対して、ガラス繊維１００〜２００重量部、および重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレン５〜４０重量部を配合してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂、ガラス繊維及び重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレンを含有してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
フェノール樹脂１００重量部に対して、ガラス繊維１００〜２００重量部及び重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレン５〜４０重量部を配合してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェノール樹脂成形材料に関するものである。本発明の成形材料は、例えば機械的強度及び耐摩耗性に優れた成形品を得るのに好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
自動車で使用される機構部品などは、その使用環境から機械的強度、耐熱性、耐摩耗性等が要求される。これらの特性を満たすため、従来はセラミックや金属製の部品が用いられていた。また、かかる要求特性からプラスチックを使用する場合、フェノール樹脂成形材料が多く用いられている。セラミックや金属製の機構部品は、個体の重量が重い、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題がある。これに対し、フェノール樹脂成形材料の成形品では耐熱性、機械的強度もあり、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、このような特性を付与するため、従来は配合充填材としてガラス繊維やシリカ等を配合していた。この場合、機械的強度は向上するもののコストが高くなる上に、耐摩耗性が悪くなるという問題があった。さらには、フェノール樹脂成形材料にポリエチレンを配合して摩耗特性を向上させる技術は、例えば、特許文献１に開示されている。これには、分子量２万〜１０万で繊維長１ｍｍ以下のフラッフ状ポリエチレンを配合して摩耗特性を向上させることが記載されている。これは、成形材料化する段階で溶融させることによっても摩耗特性を向上させることができるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０８−１０８１３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、機械的強度及び耐摩耗性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２）に記載の本発明により達成される。
（１）  フェノール樹脂、ガラス繊維及び重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレンを含有してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
（２）  フェノール樹脂１００重量部に対して、ガラス繊維１００〜２００重量部及び重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレン５〜４０重量部を配合してなることを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【０００６】
本発明の成形材料に配合するフェノール樹脂は特に限定されず、ノボラック型フェノール樹脂（以下、ノボラック樹脂という）、またはレゾール型フェノール樹脂（以下、レゾール樹脂という）のいずれをも使用することができ、これら２種類を併用することもできる。また、レゾール樹脂としてはジメチレンエーテルレゾール樹脂またはメチロールレゾール樹脂のいずれも用いることができる。また、ノボラック樹脂を使用する場合は、通常ノボラック樹脂１００重量部に対して硬化剤としてヘキサメチレンテトラミン１０〜２０重量部を配合する。
【０００７】
本発明では、成形品の機械的強度の向上のため、充填材としてガラス繊維を配合する。ガラス繊維の配合量はフェノール樹脂（ヘキサメチレンテトラミンを使用する場合はそれを含めて）１００重量部に対し１００〜２００重量部配合するのが好ましく、さらに好ましくは１１０〜１６０重量部である。かかる量のガラス繊維を配合することにより、特に機械的強度に優れた成形材料を得ることができる。ガラス繊維の配合量が前記下限値未満では機械的強度の向上効果が不十分となることがあり、また、前記上限値を越えるとガラス繊維の配向により機械的強度の異方差が生じたり、コストが高くなるといった問題が生じることがある。配合するガラス繊維の繊維長は５００μｍ〜５ｍｍが好ましく、さらに好ましくは１〜３ｍｍである。繊維長が前記下限値未満では、ガラス繊維の配合による高強度化の効果が不十分となる傾向がある。また、前記上限値を越えると成形材料の生産性が低下したり、成形品中での配向が強くなり機械的強度に異方差が生じたり、さらには寸法精度が悪くなることがある。
【０００８】
本発明では充填材として重量平均分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレン配合する。これにより耐摩耗性に優れた成形材料を得ることができる。この理由は、本発明で使用するポリエチレンは重量平均分子量が大きいために通常の分子量（例えば、分子量１０万以下）のポリエチレンに対して硬度が向上することと摺動摩擦における高温時でも溶融しにくいために潤滑性を保持することが考えられる。  配合量はフェノール樹脂（ヘキサメチレンテトラミンを使用する場合はそれを含めて）１００重量部に対し５〜４０重量部が好ましく、さらに好ましくは１０〜２５重量部である。かかる量の高分子量ポリエチレンを配合することにより、特に耐摩耗性に優れた成形材料を得ることができる。高分子量ポリエチレンの配合量が前記下限値未満では耐摩耗性の発現が不十分であることがあり、また、前記上限値を越えると強度が低下したり生産性が低下する問題が生じることがある。
このポリエチレンの平均粒子径は１０〜４０μｍが好ましい。４０μｍを超えると分散性が低下し耐摩耗性が十分に発現しない場合が有り、一方１０μｍ未満のものは現状生産が困難である。
【０００９】
本発明におけるフェノール樹脂成形材料を成形するには、 通常の方法を用いることができる。すなわち、前記フェノール樹脂（ノボラック樹脂の場合は、ノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミン）、ガラス繊維、高分子量ポリエチレンを所定量配合し、必要に応じて硬化剤、着色剤、滑剤などを添加した材料を予備混合した後、加熱ロールまたは二軸混練機等を用いて混練し、冷却後に粉砕または造粒化して成形材料を得ることができる。また、この成形材料を用いて成形する場合は、射出成形、移送成形、圧縮成形等いずれの方法を用いることもできるが、通常は射出成形及び圧縮成形が多く用いられる。圧縮成形の成形条件の一例を挙げると、温度１５０〜１８０℃、圧力５０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、時間２〜５分間で、成形品を成形することができる。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。表１に示す原材料および配合量で原材料を予備混練後、９０℃の加熱ロールにより３分間混練し、粉砕して、フェノール樹脂成形材料を得た。なお、表１における配合量は「重量部」を表す。
【００１１】
【表１】
2004210837.tif 000002
【００１２】
〔表の注〕
（１）フェノール樹脂：住友ベークライト(株)製  レゾール樹脂  ＰＲ−５１７２３
（２）ガラス繊維：日本板硝子(株)製  ＲＥＳ０３−ＢＭ３８（繊維径１１μｍ、繊維長３ｍｍ）
（３）高分子量ポリエチレン：三井化学(株)製  ＸＭ−２２０（重量平均分子量２００万、平均粒径３０μｍ）
（４）フラップ状ポリエチレン：三井化学(株)製  「ケミベスト」ＦＤ（重量平均分子量５万、繊維長１ｍｍ以下）
（５）硬化触媒：水酸化カルシウム
（６）滑剤：ステアリン酸
（７）着色剤：カーボンブラック
【００１３】
各実施例及び比較例で得られた成形材料について、以下に示す条件で圧縮成形を行い評価用試験片を成形した。評価結果を表２に示す。
〔試験片の成形条件〕
（１）温度  １７５℃
（２）圧力  １００ｋｇ／ｃｍ２
（３）時間  ３分間
〔測定項目および方法〕
（１）曲げ強さ：ＪＩＳ Ｋ ６９１１による。
（２）耐摩耗性：滑り摩耗試験（鈴木式摩耗試験機）による（相手材：Ｓ５５Ｃ）
【００１４】
【表２】
2004210837.tif 000003
【００１５】
表１の結果より、実施例１〜４は、いずれもフェノール樹脂にガラス繊維と高分子量ポリエチレンを使用しており、機械的強度、耐摩耗性の良好な成形品を得ることができた。特に、実施例１，２は、これらの特性において優れた成形品を得ることができた。一方、比較例１は、充填材としてガラス繊維のみを使用した場合であり、機械的強度は良好であるが、耐摩耗性は劣るものとなった。比較例２は、ガラス繊維とともに、耐摩耗性が良好なポリエチレンとしてフラップ状ポリエチレンを使用した場合であるが、機械的強度は良好であったものの耐摩耗性は未だ不十分であった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、フェノール樹脂に、充填材としてガラス繊維及び分子量１００万〜３００万の高分子量ポリエチレンを配合することを特徴とするフェノール樹脂成形材料であり、従来用いられているガラス繊維と高分子量ポリエチレンを用いることにより、機械的強度に影響を与えることなく、優れた耐摩耗性を有する成形品を得ることができる。従って本発明は、このような特性を要求される成形品に用いられる成形材料を提供する方法として有用である。