(57)【要約】【課題】  機械的強度、耐熱性、耐湿気性の高い車載部品を成形できる木質樹脂、およびその製造方法を提供する。また、車載部品の成形に有用な木質樹脂材料を提供する。【解決手段】  車載部品成形用木質樹脂を、木質材料とフェノール類との共縮合反応により製造し、該共縮合反応による該木質材料の脱水率を２７％以上４２％以下とし、かつ、該木質材料１００重量部に対して結合された結合フェノール量を１５０重量部以上２４０重量部以下とする。また、そのような車載部品成形用木質樹脂に、硬化剤と充填材とを配合して車載部品成形用木質樹脂材料とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材料とフェノール類との共縮合反応により得られ、
該共縮合反応による該木質材料の脱水率は２７％以上４２％以下であり、
該木質材料１００重量部に対して結合された結合フェノール量は１５０重量部以上２４０重量部以下である車載部品成形用木質樹脂。
【請求項２】
軟化点は１１０℃以下である請求項１に記載の車載部品成形用木質樹脂。
【請求項３】
１００重量部の木質材料と、２００重量部以上１０００重量部以下のフェノール類と、０．５重量部以上１０重量部以下の酸触媒とを混合し、原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、
該原料混合物を１３５℃以上１７０℃以下の温度に加熱し、該木質材料の脱水率が２７％以上４２％以下、かつ、該木質材料１００重量部に対して結合される結合フェノール量が１５０重量部以上２４０重量部以下となるよう、該木質材料と該フェノール類とを共縮合反応させる共縮合反応工程と、
を含む車載部品成形用木質樹脂の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の車載部品成形用木質樹脂と、硬化剤と、充填材とを含む車載部品成形用木質樹脂材料。
【請求項５】
前記充填材は、天然有機繊維およびガラス繊維から選ばれる少なくとも一種以上を含む請求項４に記載の車載部品成形用木質樹脂材料。
【請求項６】
請求項４に記載の車載部品成形用木質樹脂材料から成形された車載部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載部品を成形するために用いられる木質樹脂、その製造方法、該木質樹脂を主成分とした車載部品成形用木質樹脂材料、およびそれから成形された車載部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェノール樹脂は、耐熱性、寸法安定性、機械的強度等に優れ、それら諸物性と価格とのバランスも良好であるため、成形材料、接着剤等に広く使用されている。通常、フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを、酸性または塩基性触媒の存在下で反応させることにより製造される。一方、化石資源の枯渇問題、および地球温暖化や大気汚染等の環境問題から、より環境への負荷の少ない材料の開発が望まれる。
【０００３】
資源問題、環境問題を考慮し、木材資源を有効に活用するという観点から、アルデヒド類に代え、木粉等のリグノセルロース類をフェノール類と反応させ、フェノール樹脂のような熱硬化性樹脂を製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、リグノセルロースのフェノール類への可溶化物を、ホルムアルデヒド源の存在下で樹脂化した後、該樹脂に充填材および硬化剤を配合して成形材料とする方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平４−６３８３４号公報
【特許文献２】特開平３−４３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載部品には、高い機械的強度に加え、高温高湿環境下で長期間使用してもその機械的強度を維持できること、すなわち、高い耐熱性および耐湿気性が要求される。しかしながら、上記特許文献１、２に記載された樹脂、成形材料から成形物を成形した場合、成形物の機械的強度等の諸物性は、従来のフェノール樹脂のそれと比べてかなり劣る。また、木粉等の木質材料は、親水性の炭水化物を主成分とする。よって、木質材料を含む樹脂の親水性は高い。つまり、木質材料を含む樹脂は吸湿し易い。そのため、木質材料を含む樹脂から成形された成形物では、耐湿気性が低い。したがって、従来の樹脂および成形材料では、高温高湿環境での長期使用に耐え得る車載部品を成形することはできない。
【０００５】
本発明は、このような実状を鑑みてなされたものであり、機械的強度、耐熱性、耐湿気性の高い車載部品を成形できる木質樹脂、およびその製造方法を提供することを課題とする。また、そのような木質樹脂を主成分として、車載部品の成形に有用な木質樹脂材料を提供することを課題とする。さらに、機械的強度、耐熱性、耐湿気性の高い車載部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の車載部品成形用木質樹脂は、木質材料とフェノール類との共縮合反応により得られ、該共縮合反応による該木質材料の脱水率は２７％以上４２％以下であり、該木質材料１００重量部に対して結合された結合フェノール量は１５０重量部以上２４０重量部以下であることを特徴とする。
【０００７】
木質材料とフェノール類との共縮合反応は、木質材料のフェノール化反応ともいう。共縮合反応では、木質材料の主成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンの分子内結合が種々の度合に開裂し、リグニン側鎖等へフェノールが導入される。これにより、熱可塑性の樹脂が生成されるとともに、木質材料の溶解が促進され、より反応が進行し易くなる。本発明の車載部品成形用木質樹脂（以下、適宜「本発明の木質樹脂」と称す。）は、上記共縮合反応により得られた樹脂であり、木質材料自体の分解物、および木質材料の成分とフェノール類との結合体等を含む。
【０００８】
本発明の木質樹脂では、共縮合反応による木質材料の脱水率が２７％以上４２％以下である。ここで、「木質材料の脱水率」は、原料の木質材料の分子から共縮合反応中にどの程度の水分が生成されるか（木質成分である炭水化物の脱水等）を示す指標であり、次式（ａ）で算出される。
木質材料の脱水率（％）＝（反応後生成物水分量−反応前原料混合物水分量）／（仕込木質材料乾燥重量−未反応木質材料重量）×１００・・・（ａ）
式（ａ）中、「反応後生成物水分量」および「反応前原料混合物水分量」は、反応前後の原料混合物および生成物の水分量を、それぞれカールフィッシャー水分計等により測定することにより得られる。また、「未反応木質材料重量」の測定は、共縮合反応後の生成物をメタノールに溶解し、不溶解分を濾別、乾燥して秤量する（以下式（ｂ）において同じ。）。
【０００９】
本発明の木質樹脂では、結合フェノール量が１５０重量部以上２４０重量部以下である。ここで、「結合フェノール量」は、木質材料１００重量部に対して結合されたフェノール量であり、次式（ｂ）で算出される。
結合フェノール量（重量部）＝（仕込フェノール重量−反応後残存フェノール重量）／（仕込木質材料乾燥重量−未反応木質材料重量）×１００・・・（ｂ）
式（ｂ）中、「反応後残存フェノール重量」は、共縮合反応後の生成物中に残存する遊離フェノール重量である。遊離フェノール重量は、ガスクロマトグラフィ、または高速液体クロマトグラフィ等により測定される。
【００１０】
上述したように、木質材料はフェノール類と反応する。同時に、木質材料自身に含まれる水酸基が、分子内および分子間の脱水、縮合反応により減少する。水酸基を少なくする、つまり、共縮合反応において、脱水率を大きくし、フェノール類との結合を多くすると、生成される木質樹脂の親水性を低くすることができる。一方、脱水率が大きくなり、フェノール類との結合が多くなると、木質樹脂の分子量は大きくなり、流動性は低下する。流動性が低いと成形性は悪くなる。
【００１１】
本発明の木質樹脂では、木質材料の脱水率および結合フェノール量が上記範囲に限定されることで、生成された木質樹脂の水分量、分子量が最適化される。よって、本発明の木質樹脂の親水性は低く、成形性は良い。また、木質樹脂の水分量が最適化されることで、成形時等、木質樹脂が高温下に曝された場合でも新たな脱水は生じ難い。よって、高温下での脱水による樹脂の分解が抑制されるため、木質樹脂の耐熱性は高くなる。
【００１２】
このように、本発明の木質樹脂を用いれば、機械的強度、耐熱性、耐湿気性の高い車載部品を成形することができる。また、本発明の木質樹脂では、従来使用していたアルデヒド類を使用しないため、環境への負荷も小さい。
【００１３】
（２）本発明の木質樹脂の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、以下の本発明の製造方法により、上記本発明の木質樹脂を簡便に高収率で製造することができる。すなわち、本発明の車載部品成形用木質樹脂の製造方法は、１００重量部の木質材料と、２００重量部以上１０００重量部以下のフェノール類と、０．５重量部以上１０重量部以下の酸触媒とを混合し、原料混合物を調製する原料混合物調製工程と、該原料混合物を１３５℃以上１７０℃以下の温度に加熱し、該木質材料の脱水率が２７％以上４２％以下、かつ、該木質材料１００重量部に対して結合される結合フェノール量が１５０重量部以上２４０重量部以下となるよう、該木質材料と該フェノール類とを共縮合反応させる共縮合反応工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の製造方法では、木質材料の仕込量に対するフェノール類の仕込量、および酸触媒の仕込量を調整し、さらに反応温度を調整することで、木質材料の脱水率および結合フェノール量が所定の範囲内となるよう共縮合反応を進行させる。フェノールおよび酸触媒の仕込量等を調整することで、木質材料とフェノール類との反応を促進することができ、生成される木質樹脂の親水性を低くすることができる。また同時に、木質樹脂の高分子化を抑制し流動性の低下をも抑制することができる。
【００１５】
（３）本発明の車載部品成形用木質樹脂材料（以下、適宜「本発明の木質樹脂材料」と称す。）は、上記本発明の木質樹脂と、硬化剤と、充填材とを含むことを特徴とする。本発明の木質樹脂材料は、上記本発明の木質樹脂を主成分とする。上記本発明の木質樹脂は、熱可塑性樹脂である。そのため、本発明の木質樹脂材料では、硬化剤を配合して熱硬化性樹脂材料とする。また、本発明の木質樹脂材料には充填材が配合される。充填材を配合することにより、成形された車載部品の寸法安定性、機械的強度等をより高くすることができる。このように、本発明の木質樹脂材料によれば、より機械的強度が高く、耐熱性および耐湿気性に優れた車載部品を成形することができる。
【００１６】
（４）本発明の車載部品は、上記本発明の木質樹脂材料から成形されたことを特徴とする。上述したように、上記本発明の木質樹脂材料から成形された車載部品は、高い機械的強度、耐熱性、耐湿気性を有する。よって、本発明の車載部品は、高温高湿環境での長期使用にも充分耐え得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車載部品成形用木質樹脂、および車載部品成形用木質樹脂材料によれば、機械的強度、耐熱性、耐湿気性に優れた車載部品を成形することができる。また、本発明の製造方法によれば、上記本発明の木質樹脂を簡便に高収率で製造することができる。さらに、本発明の車載部品は、高い機械的強度、耐熱性、耐湿気性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の車載部品成形用木質樹脂、その製造方法、車載部品成形用木質樹脂材料、および車載部品について詳細に説明する。なお、本発明の車載部品成形用木質樹脂等は、下記の実施形態に限定されるものではない。本発明の車載部品成形用木質樹脂等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【００１９】
〈車載部品成形用木質樹脂〉
本発明の車載部品成形用木質樹脂は、木質材料とフェノール類との共縮合反応により得られ、該共縮合反応による該木質材料の脱水率は２７％以上４２％以下であり、該木質材料１００重量部に対して結合された結合フェノール量は１５０重量部以上２４０重量部以下である。
【００２０】
本発明の木質樹脂の製造に用いられる木質材料としては、例えば、樹木、竹、ケナフ、木材繊維、木材チップ、おがくず、パルプ、古紙等のリグノセルロース物質が挙げられる。作業性やフェノール類との反応速度等を考慮して、これらの物質を粉砕し、砕片や粉末の状態で用いることが望ましい。
【００２１】
また、フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール等が挙げられる。これらを単独で用いてもよく、また、二種以上を混合して用いてもよい。コストおよび反応性を考慮すれば、フェノールを用いることが望ましい。また、上記フェノール等に変性剤が共存していてもよい。変性剤としては、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素、桐油、亜麻仁油等の乾性油、ジシクロペンタジエン等が挙げられる。
【００２２】
本発明の木質樹脂では、共縮合反応による木質材料の脱水率を２７％以上４２％以下とする。木質材料の脱水率が２７％未満の場合には、木質樹脂の耐湿気性および耐熱性が充分とはいえない。木質材料の脱水率が３０％以上であるとより好適である。一方、木質材料の脱水率が４２％を超える場合には、木質樹脂の流動性が低下し、成形性が悪くなる。木質材料の脱水率が３８％以下であるとより好適である。
【００２３】
本発明の木質樹脂では、木質材料１００重量部に対して結合された結合フェノール量を１５０重量部以上２４０重量部以下とする。結合フェノール量が１５０重量部未満の場合には、木質樹脂の耐湿気性および耐熱性が充分とはいえない。結合フェノール量が１７０重量部以上であるとより好適である。一方、結合フェノール量が２４０重量部を超える場合には、木質樹脂の流動性が低下し、成形性が悪くなる。結合フェノール量が２１０重量部以下であるとより好適である。
【００２４】
本発明の木質樹脂の軟化点は、特に限定されるものではない。例えば、軟化点を１１０℃以下とすることにより、成形性をより向上させることができる。なお、本明細書における軟化点は、ＪＩＳＫ６９１０−１９９９により測定される。
【００２５】
〈車載部品成形用木質樹脂の製造方法〉
本発明の車載部品成形用木質樹脂の製造方法は、原料混合物調製工程と、共縮合反応工程とを含む。以下、各工程について順に説明する。
【００２６】
（１）原料混合物調製工程
本工程は、１００重量部の木質材料と、２００重量部以上１０００重量部以下のフェノール類と、０．５重量部以上１０重量部以下の酸触媒とを混合し、原料混合物を調製する工程である。
【００２７】
原料となる木質材料およびフェノール類としては、上記本発明の木質樹脂において列挙した材料を用いればよい。ここで、フェノール類の仕込量は、木質材料の１００重量部に対して２００重量部以上１０００重量部以下とする。フェノール類の仕込量が２００重量部未満の場合には、木質材料が充分にフェノール化されないため、得られる木質樹脂の耐湿気性および耐熱性が低くなる。フェノール類の仕込量を３００重量部以上とするとより好適である。一方、フェノール類の仕込量が１０００重量部を超える場合には、未反応のフェノール類が増えるため木質樹脂の収率が低下する。フェノール類の仕込量を７００重量部以下とするとより好適である。
【００２８】
酸触媒の種類は、特に限定されるものではない。例えば、硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸、トルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸等の有機酸、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素等のルイス酸が挙げられる。なかでも、触媒活性が高いと共に安価であるという理由から、硫酸を用いることが望ましい。酸触媒の仕込量は、木質材料の１００重量部に対して、０．５重量部以上１０重量部以下とする。酸触媒の仕込量が０．５重量部未満の場合には、木質材料のフェノール化が進行し難く、得られる木質樹脂の耐湿気性および耐熱性が低くなる。酸触媒の仕込量を１重量部以上とするとより好適である。一方、酸触媒の仕込量が１０重量部を超える場合には、得られる木質樹脂が高分子化するとともに、架橋反応も起こり易くなる。その結果、木質樹脂の流動性が低下して成形性が悪くなる。酸触媒の仕込量を５重量部以下とするとより好適である。
【００２９】
（２）共縮合反応工程
本工程は、原料混合物調製工程で調製された原料混合物を、１３５℃以上１７０℃以下の温度に加熱し、該木質材料の脱水率が２７％以上４２％以下、かつ、該木質材料１００重量部に対して結合される結合フェノール量が１５０重量部以上２４０重量部以下となるよう、該木質材料と該フェノール類とを共縮合反応させる工程である。
【００３０】
本工程では、原料混合物が１３５℃以上１７０℃以下の温度に加熱される。温度が１３５℃未満の場合には、共縮合反応が進行し難いため、所望の木質樹脂を得るために長時間を要し実用的ではない。一方、温度が１７０℃を超える場合には、木質材料が熱分解し易くなり、反応性および収率が低下する。
【００３１】
また、本工程は、共縮合反応を促進するため、加熱の際、原料混合物を攪拌、還流することが望ましい。反応時間は、木質材料の脱水率および結合フェノール量が所定の範囲内になるよう、適宜調整すればよい。例えば、酸触媒に硫酸を用いた場合には、３０分〜３時間程度とすればよい。
【００３２】
以上説明したように、本発明の製造方法は、原料混合物調製工程と共縮合反応工程との２工程を含む。しかし、上記原料混合物の調製と共縮合反応とを並行して行い、本発明の車載部品成形用木質樹脂を製造することもできる。この場合、例えば、予備加熱したフェノール類および酸触媒の混合物に、木質材料を投入しながら共縮合反応を進行させればよい。
【００３３】
共縮合反応後の生成物には、通常、未反応のフェノール類（遊離フェノール類）が存在する。多量の遊離フェノール類は、樹脂の成形性や物性を低下させる。そのため、生成物から遊離フェノール類を除去することが望ましい。遊離フェノール類の除去は、例えば、水洗、溶剤抽出、水蒸気蒸留、減圧蒸留等により行えばよい。作業性およびコストの点から、減圧蒸留が好適である。減圧蒸留は、例えば、温度１２０〜２００℃、圧力２．６７〜１３．３ｋＰａの条件下で行えばよい。なお、木質樹脂中の遊離フェノール類は、木質樹脂を１００ｗｔ％とした場合の５ｗｔ％以下であることが望ましい。２ｗｔ％以下とするとより好適である。
【００３４】
〈車載部品成形用木質樹脂材料〉
本発明の車載部品成形用木質樹脂材料は、上記本発明の木質樹脂と、硬化剤と、充填材とを含む。硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、一般のフェノール樹脂に用いられるものを使用すればよい。硬化剤の配合量は、特に限定されるものではない。硬化作用を充分に発揮させるためには、木質樹脂１００重量部に対して、硬化剤を５重量部以上配合することが望ましい。８重量部以上とするとより好適である。また、硬化反応中のガスの発生を抑制し、成形物の欠陥を生じ難くするという観点から、硬化剤の配合量を、木質樹脂１００重量部に対して２５重量部以下とすることが望ましい。２０重量部以下とするとより好適である。
【００３５】
充填材としては、麻繊維、ケナフ繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ホスファー繊維、ホウ素繊維等の補強性繊維、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水和金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩、ホウ酸マグネシウム等の金属ホウ酸塩、シリカ、雲母、溶融シリカ、木粉、セルロース、木材パルプ等が挙げられる。なかでも、強度が高く、かつ吸湿性が低いという理由から、ガラス繊維を用いることが望ましい。また、環境への負荷が小さいという理由から、麻繊維、ケナフ繊維等の天然有機繊維を用いることが望ましい。天然有機繊維を用いる場合には、予め、繊維の表面に、吸湿性を低くするための表面処理を施しておくとよい。
【００３６】
充填材の配合量は、特に限定されるものではない。成形物の機械的強度の向上等、充填材配合の効果を充分に発揮させるためには、木質樹脂と硬化剤とを併せた成分１００重量部に対して、充填材を５０重量部以上配合することが望ましい。７０重量部以上とするとより好適である。また、成形性および成形物の物性を考慮すれば、充填材の配合量を、木質樹脂と硬化剤とを併せた成分１００重量部に対して５００重量部以下とすることが望ましい。４００重量部以下とするとより好適である。
【００３７】
また、本発明の木質樹脂材料は、上記硬化剤および充填材に加えて、各種添加剤を配合してもよい。添加剤の一例として、木質樹脂の硬化を促進させる硬化促進剤が挙げられる。硬化促進剤としては、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物または水酸化物等が挙げられる。また、他の例として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の滑剤、シリコーン、ワックス等の内部離型剤、カップリング剤、難燃剤、光安定剤、酸化防止剤、顔料、増量剤等が挙げられる。これらの添加剤を、必要に応じて適宜配合すればよい。
【００３８】
本発明の木質樹脂材料は、例えば、本発明の木質樹脂と硬化剤とを混合した後、充填材、必要に応じて添加剤を加えて混合することにより製造することができる。以下、具体的な製造例を説明する。まず、本発明の木質樹脂と硬化剤とをミキサー等により室温で粉砕混合する。次いで、充填材、硬化促進剤等の添加剤を加えて混合する。その後、混合物を８０〜１００℃の熱ロール機、二軸混練機等で加熱混練する。混練物を室温に戻した後、粉砕し、顆粒状または粉末状の木質樹脂材料を得る。このようにして得られた本発明の木質樹脂材料から、既に公知の各種成形法により、成形物を成形することができる。成形法としては、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、押出し成形等が挙げられる。
【００３９】
〈車載部品〉
本発明の車載部品は、上記本発明の木質樹脂材料から成形される。車載部品としては、例えば、各種プーリ、各種ギア、ブレーキピストン、ブレーキライニング、オイルキャップ、フューエルポンプインペラー、ヒートインシュレータ、各種内装部品等が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
上記実施形態に基づいて、本発明の木質樹脂を製造した。また、製造条件を変更し、比較例の木質樹脂を製造した。製造した各木質樹脂に、硬化剤、充填材等を配合して種々の木質樹脂材料を製造した。それらの木質樹脂材料から、所定の試験片をそれぞれ成形し、それらの曲げ特性を測定した。さらに、製造した本発明の木質樹脂材料から車載部品であるプーリを製造し、その耐摩耗性を評価した。以下、順に説明する。
【００４１】
（１）木質樹脂の製造
（ａ）まず、１００重量部の乾燥米マツ木粉を、攪拌機、温度計、還流コンデンサー、仕込口を備えたセパラブルフラスコに仕込んだ後、５重量部の硫酸を含むフェノールを５００重量部加えて攪拌し、原料混合物を調製した。次いで、調製した原料混合物を、攪拌しながら１４５〜１５０℃の温度で２時間還流し、米マツ木粉とフェノールとの共縮合反応を行った。反応終了後、酸化マグネシウムを添加して、反応後の生成物を中和した。その後、最高１６０℃の温度下で減圧蒸留することにより、未反応のフェノールを除去し、２４７重量部の木質樹脂を得た。得られた木質樹脂の結合フェノール量は１８３重量部、遊離フェノールは１．２％、軟化点は１０６．３℃、共縮合反応による木質樹脂の脱水率は３３％であった。得られた木質樹脂は、本発明の木質樹脂となる。本木質樹脂を、実施例１の木質樹脂とした。
【００４２】
（ｂ）反応温度を１３０℃に変更した以外は、上記実施例１の木質樹脂と同様に製造し、１９９重量部の木質樹脂を得た。得られた木質樹脂の結合フェノール量は１２５重量部、遊離フェノールは１．５％、軟化点は１０２．７℃、共縮合反応による木質樹脂の脱水率は２６％であった。本木質樹脂を、比較例１の木質樹脂とした。
【００４３】
（ｃ）フェノールの仕込量を１８０重量部に変更した以外は、上記実施例１の木質樹脂と同様に製造し、１７９重量部の木質樹脂を得た。得られた木質樹脂の結合フェノール量は１１０重量部、遊離フェノールは２．３％、軟化点は１２６．０℃、共縮合反応による木質樹脂の脱水率は３２％であった。本木質樹脂を、比較例２の木質樹脂とした。
【００４４】
（２）木質樹脂材料の製造
製造した実施例１、比較例１、２の各木質樹脂に、硬化剤、硬化促進剤、滑剤、充填材を配合し、木質樹脂材料を製造した。充填材として、ガラス繊維と木粉との二種類を使用して、各木質樹脂につき二種類の木質樹脂材料を製造した。
【００４５】
（ａ）まず、各木質樹脂の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を１５重量部、硬化促進剤として水酸化カルシウムを５重量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛を２．５重量部添加し混合した。さらに、充填材としてガラス繊維を２２０重量部添加し混合した。得られた混合物を、Ｌ／Ｄ＝２４の二軸混練機（東芝機械株式会社製、Ｌ／Ｄ：ロータの直径に対する長さの比）を用いて、９０℃、６０ｒｐｍで混練した。その後、室温まで冷却し、パワーミルで粉砕して粉末状の木質樹脂材料を得た。得られた木質樹脂材料を、使用した木質樹脂に対応させて、それぞれ、実施例１ａの木質樹脂材料、比較例１ａの木質樹脂材料、比較例２ａの木質樹脂材料と番号付けした。
【００４６】
（ｂ）充填材の種類をガラス繊維から木粉に変更し、その添加量を１２２重量部とした以外は、上記同様に木質樹脂材料を製造した。得られた木質樹脂材料を、使用した木質樹脂に対応させて、それぞれ、実施例１ｂの木質樹脂材料、比較例１ｂの木質樹脂材料、比較例２ｂの木質樹脂材料と番号付けした。
【００４７】
（３）曲げ特性の測定
製造した各木質樹脂材料から、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＫ−６９１１（１９９５年））に準拠した曲げ試験用試験片（４×１０×１００ｍｍ）を成形した。試験片は、各木質樹脂材料を、圧縮成形用金型およびホットプレスを用いて、１７５℃、約２９．４ＭＰａで５分間加熱加圧して成形した。成形した試験片を、使用した木質樹脂材料に対応させて、実施例１ａの試験片等と番号付けした。
【００４８】
各試験片に対して曲げ試験を行い、それらの曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。曲げ試験の方法は、上記ＪＩＳ規格に準拠した。また、耐熱性を評価するため、各試験片を１５０℃の高温下で１０００時間放置した後に、上記同様にして曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。さらに、高温での耐湿気性を評価するため、各試験片を５０℃、相対湿度９５％の高温高湿下で１０００時間放置した後に、上記同様にして曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。各測定結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2005042048.tif 000002
【００５０】
まず、充填材としてガラス繊維を含む実施例１ａ、比較例１ａ、２ａの各試験片について述べる。実施例１ａの試験片では、初期の曲げ強度および曲げ弾性率はいずれも高い値となった。また、高温あるいは高温高湿下で放置された後も、曲げ強度等の低下は小さい。一方、比較例１ａ、２ａの試験片では、初期の曲げ強度等は、比較的高い値となった。しかし、高温あるいは高温高湿下で放置された後は、曲げ強度等の低下が大きい。特に、高温高湿下で放置された後は、曲げ強度等は大幅に低下した。これより、本発明の木質樹脂材料から成形された実施例１ａの試験片では、比較例１ａ、２ａの試験片と比較して、耐熱性および耐湿気性が向上していることがわかる。
【００５１】
次に、充填材として木粉を含む実施例１ｂ、比較例１ｂ、２ｂの各試験片について述べる。これらの試験片では、ガラス繊維を含む上記試験片に比べて、いずれも初期の曲げ強度等は低い値となった。これは、ガラス繊維による補強効果が木粉のそれより大きいことによる。また、高温高湿下で放置された後の、実施例１ｂの試験片における曲げ強度等の低下も、木粉による影響が大きいと考えられる。これは、木粉の吸湿性がガラス繊維のそれよりも高いことによると考えられる。しかし、実施例１ｂの試験片では、比較例１ｂ、２ｂの試験片に比べて、高温あるいは高温高湿下で放置された後の曲げ強度等の低下は小さい。特に、高温高湿下で放置された後の曲げ強度等の低下の違いは顕著である。比較例１ｂ、２ｂの試験片では、高温高湿下で放置された後、曲げ強度等が極端に低下した。これより、本発明の木質樹脂材料から成形された実施例１ｂの試験片では、比較例１ｂ、２ｂの試験片と比較して、耐熱性および耐湿気性が向上していることがわかる。
【００５２】
また、高温高湿下で放置した後の各試験片の外観を、目視観察した。その結果、実施例１ａ、１ｂの試験片では、亀裂等は観察されなかった。これに対して、比較例１ａ、２ａ、１ｂ、２ｂの試験片の表面には、ざらつきが生じており、亀裂が観察された。一例として、実施例１ａの試験片、および比較例１ａの試験片の写真を図１に示す。図１より、実施例１ａの試験片と比較して、比較例１ａの試験片の表面のざらつきや、亀裂の発生が確認できる。これより、本発明の木質樹脂材料から成形された実施例１ａ、１ｂの試験片は、充分な耐湿気性を有することがわかる。
【００５３】
（４）プーリの成形およびその耐摩耗性評価
実施例１ａの木質樹脂材料から、車載部品の一つであるプーリを成形した。プーリの成形には、圧縮成形機を用い、実施例１ａの木質樹脂材料を、金型温度１６０℃、成形圧力３０ＭＰａの条件で１０分間加熱加圧した。得られたプーリは、外径１２５ｍｍφ、厚さ３０ｍｍであり、ベルト接触面に深さ３．１ｍｍの溝を有する。得られたプーリを、以下、木質樹脂製プーリと称す。
【００５４】
木質樹脂製プーリの耐摩耗性を、以下の試験装置を用いて評価した。図２に、プーリの耐摩耗性試験装置の要部概略を示す。図２に示すように、プーリの耐摩耗性試験装置１は、駆動側プーリ２と、従動側プーリ３と、ベルト４とから構成される。
【００５５】
駆動側プーリ２は、金属製であり、駆動軸（図略）を介してモータ（図略）に取り付けられる。従動側プーリ３は、上記木質樹脂製プーリである。ベルト４は、ゴム製であり、駆動側プーリ２と従動側プーリ３とに巻き付けられる。動力は、ベルト４を介して、駆動側プーリ２から従動側プーリ３へ伝達される。
【００５６】
プーリの耐摩耗性装置１を、ベルト４のテンションを６００Ｎ、駆動側プーリ２の回転速度を５０００ｒｐｍとして２００時間運転した。その後、従動側プーリ３の摩耗状態を目視で観察することにより、木質樹脂製プーリの耐摩耗性を評価した。
【００５７】
また、比較のため、車載部品成形用のフェノール樹脂成形材料「スミコン（登録商標）ＰＭ、住友ベークライト株式会社製）からプーリを成形した。このフェノール樹脂製プーリを、上記プーリの耐摩耗性試験装置１の従動側プーリ３として用い、上記同様に運転して、その耐摩耗性を評価した。
【００５８】
その結果、木質樹脂製プーリおよびフェノール樹脂製プーリのいずれにも、摩耗は見られなかった。これより、木質樹脂製プーリは、従来のフェノール樹脂製プーリと同様の耐摩耗性を有することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】相対湿度９５％、５０℃下で１０００時間放置した後の実施例１ａ、比較例１ａの試験片の写真を示す。
【図２】プーリの耐摩耗性試験装置の要部概略を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１：プーリの耐摩耗性試験装置  ２：駆動側プーリ  ３：従動側プーリ
４：ベルト
【図１】
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【図２】
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