(57)【要約】【課題】  従来のフェノール樹脂製コンミテーターに比べて、機械的特性を維持しながら、異方差が小さく長期の寸法変化が均等であることから真円度に優れるとともに、靭性が大きく向上し圧入性にも優れたフェノール樹脂製コンミテーターを得ることができるコンミテーター用フェノール樹脂成形材料を提供する。【解決手段】  コンミテーター用フェノール樹脂成形材料であって、成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、タルクを５〜１５重量％、炭酸カルシウムを５〜１５重量％、ガラス繊維を２０〜５５重量％、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上を５〜３０重量％含有することを特徴とするコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンミテーター用フェノール樹脂成形材料であって、成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、タルクを５〜１５重量％、炭酸カルシウムを５〜１５重量％、ガラス繊維を２０〜５５重量％、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上を５〜３０重量％含有することを特徴とするコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
前記タルク、炭酸カルシウム、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上の平均粒径が、いずれも３０〜１００μｍのものである請求項１に記載のコンミテーター用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、コンミテーター用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】
ガラス繊維入りフェノール樹脂成形材料は耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れ、自動車分野、電気分野、電子分野等の基幹産業分野で長期にわたり使用されている実績を有する。近年は、ガラス繊維入りフェノール樹脂成形材料に対して更なる特性の向上が求められているが、特に、自動車部品などの基幹部品の分野では常温での機械的強度だけでなく熱時での機械的強度向上や、熱による劣化の抑制及び寸法変化の低減が必要となってきている。
【０００３】
その中でもコンミテーターに使用される材料に要求される基本的な特性として、熱時での機械的強度や熱時寸法安定性などの耐熱性、耐湿寸法安定性がある。特にその寸法安定性については、材料の流動時にガラス繊維などの配向により生じる線膨張係数の差（異方差）で生じる寸法変化の違いでコンミテーターの真円度がずれて生じるひずみなどが挙げられる。また小型モーターに使用されるコンミテーターは、フェノール樹脂成形材料で成形したコンミテーターの内径に、その内径寸法よりやや太いシャフトを直接圧入する場合が多いため、圧入時にコンミテーターが割れないよう靭性に優れることが要求される。
【０００４】
コンミテーター用フェノール樹脂成形材料の充填材に関しては、例えば、特許文献１が開示されている。しかしながら、強度（靭性）と寸法安定性をバランスよく発現させることに関しての記載は見当らない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９５５９５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、従来のフェノール樹脂製コンミテーターに比べて、機械的特性を維持しながら、異方差が小さく長期の寸法変化が均等であることから真円度に優れるとともに、靭性が大きく向上し圧入性にも優れたフェノール樹脂製コンミテーターを得ることができるコンミテーター用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】
【０００７】
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）コンミテーター用フェノール樹脂成形材料であって、成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、タルクを５〜１５重量％、炭酸カルシウムを５〜１５重量％、ガラス繊維を２０〜５５重量％、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上を５〜３０重量％含有することを特徴とするコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
（２）上記タルク、炭酸カルシウム、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上の平均粒径が、いずれも３０〜１００μｍのものである上記（１）に記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料は、成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２〜５０重量％、タルクを５〜１５重量％、炭酸カルシウムを５〜１５重量％、ガラス繊維を２０〜５５重量％、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた１種以上を５〜３０重量％含有することを特徴とするものであり、従来のコンミテーター用成形材料に比べて、機械的特性は同等ないしそれ以上で、線膨張係数の異方差が小さく、更に靭性の向上が得られるので、真円度に優れるとともに、圧入性にも優れたフェノール樹脂製コンミテーターを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、タルクを５〜１５重量％、炭酸カルシウムを５〜１５重量％、ガラス繊維を２０〜５５重量％、及び、クレー若しくはウォラストナイトから選ばれた1種以上を５〜３０重量％含有することを特徴とするコンミテーター用フェノール樹脂成形材料である。
【００１０】
本発明に用いられるフェノール樹脂は、ノボラック型又はレゾール型を単独で使用してもよく、また両者を併用してもよい。ノボラック型フェノール樹脂については特に限定されないが、例えば、ランダムノボラック樹脂、ハイオルソノボラック樹脂が挙げられる。これらの中でも数平均分子量が８００〜１０００ものを用いるのが、成形材料化する段階での作業性、成形性（特に射出成形）が良好なこと、及び得られた成形品の機械的特性が良好である点で好ましい。
レゾール型フェノール樹脂については特に限定されないが、メチロール型、ジメチレンエーテル型が挙げられるが、これらの中でも硬化性と熱安定性のバランスが良好であるという理由でジメチレンエーテル型を用いるのが好ましい。
【００１１】
ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合は、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを前記フェノール樹脂に対し１５〜２５重量％配合することが好ましい。前記下限値未満では、硬化が不十分となることがあり、前記上限値を超えて配合しても硬化性はこれ以上よくなることはなく、逆に分解ガス等により成形不良の原因となることがある。
【００１２】
本発明に用いられるフェノール樹脂の含有量は、ヘキサメチレンテトラミンを配合する場合はそれを含めて、成形材料全体に対して、２５〜５０重量％である。フェノール樹脂の含有量が前記下限値未満では、成形材料としての流動が十分でないことがあり、前記上限値を越えるとガラス繊維などの無機基材の含有量が少なくなることにより、耐熱性や寸法安定性などのコンミテーターの特性を満足しなくなることがある。
【００１３】
本発明の成形材料は、無機基材であるタルクを含有する。タルクを含有することにより、得られるコンミテーター等の成形品の異方差を低減することが可能になる。この理由は明確ではないが、タルクは形状が板状であり面方向の滑性が大きいので、ガラス繊維により発現する異方性を小さくする作用があるものと考えられる。
【００１４】
このタルクは、平均粒径３０〜１００μｍのものを使用することが好ましい。更に３５〜５５μｍが好ましい。平均粒径が前記下限値未満では、異方差低減の効果が現れにくく、前記上限値を超えると機械的強度の低下を招くことがあり、また成形材料化段階での作業性を低下させることがある。
【００１５】
このタルクの含有量は、成形材料全体に対して５〜１５重量％である。タルクの含有量が前記下限値未満では、コンミテーター成形品の異方差低減の効果が不十分となる場合があり、前記上限値を越すと、成形材料製造時の作業性の低下と成形品の機械的強度の低下が起こる場合がある。
【００１６】
本発明の成形材料は、無機基材である炭酸カルシウムを含有する。炭酸カルシウムを含有することにより、得られるコンミテーター等の成形品の靭性（圧入性）を向上することが可能になる。
【００１７】
この炭酸カルシウムの含有量は成形材料全体に対して５〜１５％重量％である。かかる炭酸カルシウムの含有量が下限値未満では、コンミテーター成形体の靭性発現の効果が不十分となる場合があり、前記上限値を越すと、コンミテーター成形体の強度の低下が起こる場合がある。
この炭酸カルシウムの平均粒径は、特に限定されないが、３０〜１００μｍが好ましく、更に３５〜５５μｍが好ましい。かかる平均粒径が、前記下限値未満では、弾性率が向上してしまい靭性の効果が低減することがあり、前記上限値を超えると強度の低下により靭性の効果が低減することがある。
【００１８】
本発明の成形材料は、ガラス繊維を含有する。ガラス繊維を含有することにより、得られる成形品の機械的強度が向上する。ガラス繊維の繊維径は、特に限定されないが、１０〜１５μｍが好ましい。前記繊維径の範囲のガラス繊維を用いることにより、成形材料化段階での作業性を向上させることができる。また、ガラス繊維の繊維長は、特に限定されないが、１〜３ｍｍのチョップドストランドタイプのものを使用することが好ましい。前記繊維長の範囲のガラス繊維を用いることにより、成形材料化時の作業性、成形性及び成形体の強度を向上させることができる。
【００１９】
このガラス繊維の含有量は、成形材料全体に対して２０〜５５重量％であり、更に２５〜５０重量％が好ましい。かかるガラス繊維の含有量が前記下限値未満であると、成形品の機械的強度が不十分となる場合があり、前記上限値を越すと、成形材料製造時の作業性が低下する場合がある。
【００２０】
本発明の成形材料は、炭酸カルシウム及びガラス繊維以外の無機充填材を含有する。これにより、得られる成形品の機械的強度を向上させるとともに寸法安定性を向上させることができる。
この無機充填材としては、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等の水酸化物、ウォラストナイト、アルミナ、シリカ、クレー（未焼成クレー、焼成クレー）、硫酸バリウム等を挙げることができる。
これらの中でもクレー、ウォラストナイトが好ましく、これらの中から１種以上を選択し使用することができる。これにより成形品の寸法安定性をさらに向上させることができる。
【００２１】
この無機充填材は特に限定されないが、平均粒径３０〜１００μｍのものを使用することが好ましい。更に３５〜５５μｍが好ましい。平均粒径が前記下限値未満では、機械的強度および寸法安定性向上の効果が現れにくく、一方で前記上限値を超えると機械的強度の低下を招くことがあり、また成形材料化段階での作業性を低下させることがある。
【００２２】
ガラス繊維以外の無機充填材の含有量は、特に限定されないが、成形材料全体の５〜３０重量％が好ましく、更に９〜２５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満では、成形品の耐熱性、寸法安定性などが充分でない場合があり、前記上限値を超えると成形材料製造時の作業性や、成形品の機械的強度が低下する場合がある。
【００２３】
本発明のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料には、以上に説明した成分のほか、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤、硬化助剤、顔料、エラストマー等の添加剤を添加することができる。
【００２４】
本発明のフェノール樹脂成形材料を製造する方法は、通常の方法が採用される。すなわち、フェノール樹脂、硬化剤、無機基材、離型剤、硬化助剤、顔料等を加えて、均一に混合後、加熱ロール、コニーダ、二軸押出し機等の混練機単独又はロールと他の混合機との組合せで加熱混練し、粉砕して得られる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により本発明を更に説明する。
実施例及び比較例の材料組成と特性を表１および表２に示す。
【００２６】
実施例１
ノボラック樹脂を２５重量％、ヘキサメチレンテトラミンを５重量％、タルクを５重量％、炭酸カルシウムを１５重量％、ガラス繊維を３７重量％、クレーを１０重量％、顔料、硬化助剤、離型剤を各々１重量％配合した。
上記混合材料を９０〜１００℃の加熱ロールで約１５分間溶融混練し、冷却後粉砕して成形材料を得た。
【００２７】
実施例２
タルクを１０重量％に増量、炭酸カルシウムを１０重量％に減量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００２８】
実施例３
タルクを１５重量％に増量、炭酸カルシウムを５重量％に減量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００２９】
実施例４
ノボラック樹脂を４０重量％に増量、ヘキサメチレンテトラミンを７重量％に増量、タルクを７．５重量％に増量、炭酸カルシウムを７．５重量％に減量、ガラス繊維を２５重量％に減量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３０】
実施例５
タルクを１５重量％に増量、炭酸カルシウムを５重量％に減量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３１】
実施例６
ノボラック樹脂を４０重量％に増量、ヘキサメチレンテトラミンを７重量％に増量、タルクを７．５重量％に増量、炭酸カルシウムを７．５重量％に減量、ガラス繊維を２５重量％に減量、クレーの代わりにウォラストナイトを用いた以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３２】
比較例１
タルク及び炭酸カルシウムを配合せず、ガラス繊維を５２重量％に増量、クレーを１５重量％に増量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３３】
比較例２
炭酸カルシウムを配合せず、タルクを３重量％に減量、ガラス繊維を５０重量％に増量、クレーを１２重量％に増量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３４】
比較例３
タルクを２５重量％に増量、炭酸カルシウムを配合せず、ガラス繊維を３２重量％に減量、クレーを１０重量％に増量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３５】
比較例４
タルクを配合せず、炭酸カルシウムを５重量％に減量、ガラス繊維を５２重量％に増量、クレーを１０重量％に増量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３６】
比較例５
タルクを配合せず、炭酸カルシウムを２５重量％に増量、ガラス繊維を３２重量％に減量、クレーを１０重量％に増量した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００３７】
【表１】
2005272654.tif 000002
【００３８】
【表２】
2005272654.tif 000003
【００３９】
（使用した材料）
ノボラック樹脂：住友ベークライト社製「Ａ−１０８２」（数平均分子量８００）
タルク：ＳＰ−３８（富士タルク工業社製、平均粒子径５０μｍ）
炭酸カルシウム：日東粉化工業社製、平均粒子径５０μｍ
ガラス繊維：ＣＳ−３Ｅ４７９ＦＢ（日東紡績社製、繊維径１１μｍ、繊維長３ｍｍ）
未焼成クレー：ＥＣＫＡＬＩＴＥＩ（シール・カオリン社製、平均粒子径５０μｍ）
ウォラストナイト：キンセイマテック社製、平均粒子径５０μｍ
顔料：カーボンブラック
硬化助剤：水酸化カルシウム
離型剤：ステアリン酸カルシウム
【００４０】
（試験片の作製）
特性評価用試験片はトランスファー成形により下記条件で成形し、評価方法は下記のとおりである。
予熱温度：９５〜１００℃
金型温度：１７０〜１７５℃
注入圧力：５０ＭＰａ
硬化時間：３分間
アニール条件：１８０℃、８時間（曲げ強さ試験片について実施）
【００４１】
（評価方法）
曲げ強さ、曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。
線膨張係数：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠する曲げ試験片を用いた。その試験片を４×５×高さ１０ｍｍに切り出し４０〜１２０℃における線膨張係数を測定した。また、成形時成形材料の流れ方向（平行方向）と直行方向の２方向について測定し、異方差を計算した。
【００４２】
以上の結果から明らかなように、各実施例は強度と弾性率のバランスが取れ、異方差が少ないことが判ります。
比較例１は、タルクを配合せず、比較例２は、タルクの含有量が少ないために線膨張の異方差が大きく、比較例３は、タルクの量が多いために線膨張の異方差は小さいものの曲げ強さが小さいものであった。
また比較例４、５は、強度や弾性率は満足するもののタルクを配合してないことにより線膨張の異方差が大きくなるものであった。
このことから、実施例で得られたフェノール樹脂成形材料は、機械的特性と寸法安定性がともに優れていてバランスしていることから、コンミテーター用として好適であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料は、従来のコンミテーター用成形材料に比べて、機械的特性は同等ないしそれ以上で、線膨張係数の異方差が小さく、更に靭性の向上が得られるので、真円度に優れるとともに、圧入性にも優れたフェノール樹脂製コンミテーターを得るのに好適に用いることができるものである。