(57)【要約】【課題】  フェノール樹脂製プーリーのサイドゲート方式の射出成形方法において、冷熱衝撃強度や機械的強度、特にウェルド強度、および寸法精度に優れるフェノール樹脂製プーリーの成形方法を提供すること。【解決手段】  サイドゲート構造の金型を用いて射出圧縮成形により、フェノール樹脂製プーリーを成形する方法であって、フェノール樹脂成形材料として、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．５ｋｇ・ｍ以上１．０ｋｇ・ｍ以下の低粘度のフェノール樹脂成形材料を用いることを特徴とするフェノール樹脂製プーリーの成形方法。【選択図】  図１
2005153251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドゲート構造の金型を用いて射出圧縮成形により、フェノール樹脂製プーリーを成形する方法であって、フェノール樹脂成形材料として、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．５ｋｇ・ｍ以上１．０ｋｇ・ｍ以下の低粘度のフェノール樹脂成形材料を用いることを特徴とするフェノール樹脂製プーリーの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェノール樹脂製プーリーを射出圧縮成形により成形する方法に関するものである.
【背景技術】
【０００２】
フェノール樹脂製プーリーは金属製プーリーに比べて軽量かつ低騒音になるという利点から、自動車部品、汎用機械用部品、家庭電化製品用部品、ＯＡ機器、及びその周辺用部品に用いられてきた。これらに使用されるフェノール樹脂製プーリーにはその必要特性からガラス繊維を配合し、機械的強度を増大させた材料が使用されてきた。
従来、フェノール樹脂製プーリーは圧縮成形又は射出成形により成形されるのが一般的である。圧縮成形により成形する場合は強度、寸法精度など実用上問題のないものが得られるが、成形に時間がかかり、多数個取りも困難であるので生産性が低いという大きな欠点がある。
【０００３】
一方、射出成形は生産性の良い成形方法であるが、この場合、ウェルドによる強度低下を最小限に食い止めたり、寸法精度を維持したりするためにプーリーのディスク部より数点のゲートを有するピンポイントゲートにて成形するのが通常である。しかし、この場合、成形サイクルは短縮できるが、多数個取りができないという問題は解決できていない。
【０００４】
生産性を向上させるために多数個取りが容易なサイドゲート方式で成形することも提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。しかし、この方式ではゲートから注入された樹脂がインサート金具周り、またはプーリーの円周方向に沿って流れるためにガラス繊維がその方向に配向し易い。一方、ゲート近傍では注入方向に配向したり、ウェルド部では流動先端部の流れの特徴により、流れと直角方向に配向する。このようにプーリーの各場所で繊維の配向が異なる場合、成形体の収縮率の異方差により反りが発生し易い。この反りはプーリー回転時にＶ溝の振れとなり、実用上の重大な問題となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３２９１０３号公報
【特許文献２】特開平０８−２７６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、フェノール樹脂製プーリーのサイドゲート方式の射出成形方法において、耐熱衝撃性や機械的強度、特にウェルド強度、および寸法精度に優れるフェノール樹脂製プーリーの成形方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、以下の本発明（１）により達成される。
（１）サイドゲート構造の金型を用いて射出圧縮成形により、フェノール樹脂製プーリーを成形する方法であって、フェノール樹脂成形材料として、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．５ｋｇ・ｍ以上１．０ｋｇ・ｍ以下の低粘度のフェノール樹脂成形材料を用いることを特徴とするフェノール樹脂製プーリーの成形方法。
【発明の効果】
【０００８】
フェノール樹脂製プーリーの成形において、上記のようにサイドゲート構造の金型による射出圧縮成形と低粘度のフェノール樹脂成形材料を組み合わせることで、通常のサイドゲート構造の金型を使用して、耐熱衝撃性や機械的強度に優れ、反りの小さなフェノール
樹脂プーリーを効率よく成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のフェノール樹脂製プーリーの射出圧縮成形方法について詳細に説明する。
図１は本発明のプーリー射出圧縮成形用金型の一例を示す。予め、インサート金具（１）は固定側キャビティ（２）の金具セットピン（３）にセットされ、金具押さえピン（４）により固定されている。図１（ａ）は可動側キャビティ（５）が所定位置から後退していて、成形材料を充填した状態である。図１（ｂ）はゲートシールピン（６）を前進させてゲートをシールし、次いで可動側キャビティ（５）を所定位置まで前進させた状態である。金型にゲートシールピンが取り付けられない場合はスクリュー保圧を印加することでゲートからの逆流は防止できる。その後、型を開いて成形されたプーリーを取り出すが、図１（ｃ）は型開きした状態である。
【００１０】
図２により、可動側キャビティ（５）を所定位置から後退或いは前進させるための金型構造及び作動機構の一例を説明する。図２（ａ）及び（ｂ）において、可動側キャビティ（５）の外側に一体的に取り付けられた可動側型板（７）の背面に、下面（図２では左側の面）が傾斜したロッキングブロック（８）を配し、可動側型板（７）とその下方（図２では左側）に設けられた受け板（９）の間には外力によって前進後退するカムスライド（１０）を配置する。カムスライド（１０）はロッキングブロック（８）の傾斜した背面と摺動し、可動側型板（７）と受け板（９）との間のクリアランス（１４）を調整する。なお、図２において、（１１）はスライドコア、（１２）は固定側型板であり、（１３）は固定側型板に固定されたスライドコア移動用アンギュラピンである。
【００１１】
フェノール樹脂プーリーの成形方法としては、カムスライド（１０）を外力により前進挿入し、可動側型板（７）と受け板（９）の間に１ないし数ミリメートルのクリアランス（１４）を生じさせ、可動側キャビティが後退した状態で金型を閉じ、キャビティ内に成形材料を充填する（図２(ａ)）。その後、カムスライド（１０）を外力によって後退させ、この状態で再加圧することにより可動側型板（７）と受け板（９）が密着し、受け板（９）に固定された可動側キャビティ（５）がプーリーの最終形状の所定位置まで上昇してキャビティ内に充填されているフェノール樹脂成形材料を圧縮する（図２(ｂ））。この
方法により、成形体全体に円周方向の流れが生じ、繊維が円周と直角方向に配向していたゲート部やウェルド部でも円周方向への再配向が行われる。この結果、成形体内でのガラス繊維の配向度の差が小さくなり、収縮の異方性による反りが低減されることとなる。
【００１２】
このように反りが発生し易いサイドゲート構造の金型でも射出圧縮成形を行うことにより反りが低減できるが、ガラス繊維などの基材の配向に依存しない反りの原因である内部残留応力による影響は排除しきれない。内部残留応力は、成形材料の粘性により生じるものであり、溶融粘度が高いほど大きいので、低粘度の材料を用いて成形することにより、更に反りが低減できる。粘度の低い材料を成形する場合には、通常の射出成形で成形すると、バリが大量に発生するという懸念があるが、射出圧縮成形では可動側キャビティがプーリーの最終成形体形状を構成するための所定位置より一定距離だけ後退した状態にあるときに金型を閉じ、成形材料を射出充填するため、キャビティ内で樹脂の内圧はほとんど発生せずバリは生じない。その後、可動キャビティを前記所定位置まで前進させたときに充填が完了し形状が付与される。そのとき樹脂内圧が発生するが圧縮前に保持時間を設定することで硬化反応を進行させ、成形体表面の樹脂粘度を上昇させて、バリを抑制することができる。
【００１３】
本発明に用いられるフェノール樹脂成形材料の粘度は、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．５ｋｇ・ｍ以上、１．０ｋｇ・ｍ以下が望ましい。反りが発生し易いサ
イドゲート構造の金型を採用しても、この範囲のブラベンダー溶融トルクを有する成形材料を用いた射出圧縮成形では、ガラス繊維等の基材による配向差が小さく、かつ内部残留応力が緩和されることにより、反りを効果的に防止することができ、かつバリの発生が実質的に防止される。１．０ｋｇ・ｍより大きな粘度の場合、内部残留応力の緩和が行われず、反りが低減できない。０．５ｋｇ・ｍを下回ると過剰なバリが発生し、樹脂内圧がキャビティ内に十分行き渡らず、完全な成形体とはならない。
【００１４】
フェノール樹脂成形材料の低粘度化の手法としては強度や寸法など実用上問題がない範囲で、樹脂の分子量を下げる方法が一般的である。一般に成形材料に用いるフェノール樹脂の分子量は数平均分子量で５００〜９００であるが、分子量を３５０〜５００と比較的小さくすることで金型内での溶融時の粘度を低下させることができる。分子量３５０未満では樹脂が固形になりにくく成形材料における作業性が悪化する。また、分子量５００を越えると成形材料の粘度が高くなり、寸法精度が不十分である。その他にも成形材料の低粘度化の手法としては材料の混練過程で熱履歴を短くして反応の進行度を低くするなどの手法が挙げられ、特に限定されるものではない。
【００１５】
本発明に用いられる成形材料には、通常、充填材としてガラス繊維等の繊維基材を含有し、シリカ粉、炭酸カルシウム、クレー、マイカ、タルクなどの無機基材の１種類以上を組み合わせて使用しても良い。このような無機基材を配合する効果としては、無機基材の熱膨張係数は一般に小さいために、成形体の温度に対する寸法安定性が良好になることが挙げられる。また、本発明のフェノール樹脂成形材料には必要に応じてエラストマーや滑材、着色剤、硬化促進剤、難燃剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。
【００１６】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、樹脂成分と充填材、その他添加剤を配合し、ロールミル、２軸押し出し機、コニーダなどの混練機単独又はロールと他の混練機との組み合わせで混練し、冷却、粉砕して製造することができる。
【００１７】
フェノール樹脂製プーリーの成形において、上記のように射出圧縮成形と低粘度のフェノール樹脂成形材料を組み合わせることで、通常のサイドゲート構造の金型を使用して反りの小さなフェノール樹脂プーリーを成形することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例および比較例により本発明を説明する。
フェノール樹脂（レゾール型フェノール樹脂）４５重量部、ガラス繊維（繊維径１１μｍ、繊維長３ｍｍ）４０重量部、無機基材（炭酸カルシウム、平均粒径１０μｍ）１０重量部、離型剤（ステアリン酸）１．５重量部、顔料（カーボンブラック）１．５重量部、硬化助剤（水酸化カルシウム）２重量部からなる配合組成をミキシングロールにて９０℃３分間（比較例１は２分間）加熱混練し、粉砕してフェノール樹脂成形材料を得た。
【００１９】
この成形材料を用い、１７５℃に加熱されたサイドゲート構造の金型（図２）を用い、カムスライドを前進させることで可動側キャビティを所定位置から１ｍｍだけ後退させて（クリアランス１４＝１ｍｍ）、射出時間８秒間で射出を行った。射出終了直後にカムスライドの抜き出しを開始し、５秒後に型締め力１００トンで圧縮し、硬化時間６０秒間で図３に示す形状のプーリー成形体を得た。
【００２０】
＜実施例１＞
数平均分子量４００のフェノール樹脂を用い、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．６ｋｇ・ｍの成形材料を得た。この成形材料でプーリー成形体を射出圧縮成形した。
耐熱衝撃性として冷熱衝撃試験を実施したところ１０００サイクルまでクラック等の変
化は見られなかった。反りも実用上問題のない低いレベルであることを確認した。
【００２１】
＜実施例２＞
数平均分子量５００のフェノール樹脂を用い、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．８ｋｇ・ｍの成形材料を得た。この成形材料でプーリー成形体を射出圧縮成形した。
冷熱衝撃試験を実施したところ１０００サイクルまでクラック等の変化は見られなかった。反りも実用上問題のない低いレベルであることを確認した。
【００２２】
＜比較例１＞
数平均分子量４００のフェノール樹脂を用い、ミキシングロールによる混練を２分間に短縮し、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが０．３ｋｇ・ｍの成形材料を得た。この成形材料でプーリー成形体を射出圧縮成形した。
冷熱衝撃試験を実施したところ１０００サイクルまでクラック等の変化は見られず、反りも実用上問題のない低いレベルであることを確認したが、バリが大量に発生し連続成形が不可能であった。
【００２３】
＜比較例２＞
数平均分子量９００のフェノール樹脂を用い、１５０℃におけるブラベンダー溶融トルクが１．２ｋｇ・ｍの成形材料を得た。この成形材料でプーリー成形体を射出圧縮成形で成形した。
冷熱衝撃試験を実施したところ６５０サイクルにおいてウェルド位置でクラックが発生した。
【００２４】
表１に成形材料のブラベンダー溶融トルクの測定値とともに、成形体の特性を示す。
【表１】
2005153251.tif 000003
【００２５】
（測定方法）
１．ブラベンダー溶融トルク：株式会社東洋精機製製作所製ラボプラストミルを用いて、１５０℃における成形材料の最低溶融トルクを測定した。
２．冷熱衝撃試験：プーリー成形体を−４０℃中及び１５０℃中に各３０分間交互に曝す冷熱サイクルを繰り返し、５０サイクルごとにクラックの発生を確認した。
３．反り：プーリー成形体のフランジ部の厚みを３次元測定器で同心円状に１２ヶ所測定し、その最大値と最小値との差を反りとした。
４．バリ：プーリー成形体を２０個成形し、金型のパーティングライン面やスライドの合わせ面に生じるバリを目視により観察し、バリの発生状態を評価した。
○：バリ発生は少ない、バリは製品側に残り、金型には実質的に残らない。
×：バリが大量に発生し、型開き時に金型上にも付着する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、フェノール樹脂製プーリーを射出圧縮成形により成形する方法に関するものであり、上記のように多数個取りが容易なサイドゲート構造の金型による射出圧縮成形と低粘度のフェノール樹脂成形材料を組み合わせることで、耐熱衝撃性や機械的強度に優れ、反りの小さなフェノール樹脂プーリーを効率よくことができる。従って、本発明は高生産性と高品質を求められる自動車用に使用されるプーリーに特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のプーリー射出圧縮成形用金型の一例を示す概略断面図
【図２】可動側キャビティを移動させるための金型構造及び作動機構の一例（図１とは直角方向の断面図）
【図３】実施例および比較例で得られたプーリー成形体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  インサート金具
２  固定側キャビティ
３  金具セットピン
４  金具押さえピン
５  可動側キャビティ
６  ゲートシールピン
７  可動側型板
８  ロッキングブロック
９  受け板
１０  カムスライド
１１  スライドコア
１２  固定側型板
１３  アンギュラピン
１４  クリアランス
【図１】
2005153251.tif 000004
【図２】
2005153251.tif 000005
【図３】
2005153251.tif 000006