(57)【要約】【課題】  従来のフェノール樹脂成形材料では達しえなかった耐トラッキング性を向上させ、２５０Ｖ以上の高い耐トラッキング性が要求される電気部品、電子部品用のフェノール樹脂成形材料を提供すること。【解決手段】  成形材料全体に対し、フェノール樹脂２５〜３５重量％、及び、結晶水解離温度が３５０℃以上の含水無機粉末基材３０〜６５重量％を含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料であり、好ましくはさらに、成形材料全体に対し、ポリビニルブチラール０．３〜２重量％を含有する。また、含水無機粉末基材の平均粒径が、０．５〜５０μｍであることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料全体に対し、フェノール樹脂２５〜３５重量％、及び、結晶水解離温度が３５０℃以上である含水無機粉末基材３０〜６５重量％を含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【請求項２】
さらに、成形材料全体に対し、ポリビニルブチラール０．３〜２重量％を含有する請求項１に記載のフェノール樹脂成形材料。
【請求項３】
前記含水無機粉末基材の平均粒径が、０．５〜５０μｍである請求項１又は２に記載の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、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】
フェノール樹脂成形材料は元来、電気的特性、耐熱性、機械的強度特性に優れており、様々な分野において長年にわたり使用されている。また、各分野において規格の世界標準化が進みつつある。これは本発明材料の属する電気・電子分野でも同様であり、それらの分野の中でも用途によっては特性の向上が必要とされる。例えば、電気的特性の中の耐トラッキング性が挙げられる。耐トラッキング性の向上の為には、無機基材を高充填化し、樹脂成分の含有量を少なくする手法が一般的であった。
【０００３】
また、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、結晶水を有する無機基材と、高度の耐トラッキング性を有するメラミン樹脂とを併用する方法が試みられているが、メラミン樹脂はフェノール樹脂に比べコストが高く、フェノール樹脂成形材料の有するコストパフォーマンスを損なうという問題があった。
【０００４】
また、特許文献３に開示されているように、２００℃以上で結晶水を放出する無機基材を高充填する方法もあるが、解離温度が低い無機基材では、理由は明確ではないが、ＩＥＣ  Ｐｕｂ．１１２法に準拠した耐トラッキング性試験において、特性の向上は得られておらず、耐トラッキング性の更なる向上が求められていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３０５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８４０８号公報
【特許文献３】特開平１１−１７２０７２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、高度の耐トラッキング性と機械的強度を併せ持つ成形品を得ることができる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】
このような課題は、下記の本発明（１）〜（３）によって達成される。
（１）成形材料全体に対し、フェノール樹脂２５〜３５重量％、及び、結晶水解離温度が３５０℃以上である含水無機粉末基材３０〜６５重量％を含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
（２）さらに、成形材料全体に対し、ポリビニルブチラール０．３〜２重量％を含有する上記（１）に記載のフェノール樹脂成形材料。
（３）上記含水無機粉末基材の平均粒径が、０．５〜５０μｍである上記（１）又は（２）に記載のフェノール樹脂成形材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、成形材料全体に対しフェノール樹脂２５〜３５重量％、及び、結晶水解離温度が３５０℃以上である含水無機粉末基材３０〜６５重量％を含有するフェノール樹脂成形材料であり、成形品の機械的特性を実質的に低下させることなく、トラッキング時に形成される炭化導電層が減少し、且つ炭化導電層の形成が遅延することにより耐トラッキング性が向上するため、高度の耐トラッキング性を必要とする電気部品ならびに電子部品用のフェノール樹脂成形材料として用いることができる。
【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成形材料について説明する。
本発明のフェノール樹脂成形材料（以下、単に「成形材料」ということがある）は、成形材料全体に対しフェノール樹脂２５〜３５重量％、及び、結晶水解離温度が３５０℃以上である含水無機粉末基材３０〜６５重量％を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の成形材料で用いるフェノール樹脂は、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）、及びレゾール型フェノール樹脂（以下、レゾール樹脂という）であるが、特に限定されるものではない。
【００１１】
これらは、単独或いは併用することができるが、ノボラック樹脂の場合、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンの含有量は、特に限定されないがフェノール樹脂１００重量部に対し、１０〜３０重量部が好ましい。更に好ましくは１４重量部〜２０重量部である。前記下限値未満では硬化剤量が少ない為に硬化性の低下、あるいは、最終的な硬化度が低下する可能性があり、前記上限値を超えると残存するヘキサメチレンテトラミンが多くなるため、機械的特性の低下を引き起こす可能性がある。一方、レゾール樹脂は、自硬化性の樹脂であるため、ノボラック樹脂と異なりヘキサメチレンテトラミンを用いることなく硬化させることができる。
【００１２】
本発明の成形材料におけ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使用する場合はこれを含めて、成形材料全体に対して２５〜３５重量％であり、好ましくは２８〜３３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あると、成形材料の製造が困難となることがあり、また成形材料の流動性が低下するため成形が困難になる場合がある。またフェノール樹脂が前記上限値を超えると、十分な耐トラッキング性が得られないことがある。
【００１３】
また、本発明の成形材料で使用するフェノール樹脂は特に限定されないが、溶融粘度が低いタイプ、あるいは、遅硬化タイプのフェノール樹脂を単独もしくは併用することが好ましい。これにより、成形材料化の際の作業性を良好なものとすることができるとともに、成形時の溶融粘度の上昇を緩やかなものとし、良好な流動性、成形性を有する成形材料することができる。
【００１４】
ここで、溶融粘度が低いタイプのフェノール樹脂としては特に限定されないが、ノボラック樹脂として、例えば、数平均分子量が５００〜９００であるものを好ましく用いることができる。
また、遅硬化タイプのフェノール樹脂としては特に限定されないが、ノボラック樹脂としては例えば、
フェノール樹脂のフェノール環に対するメチレン基の結合位置の比（オルソ／パラ結合比）が１．５以下であるものを好ましく用いることができる。また、レゾール樹脂としては例えば、メチロール型レゾールに比べ遅硬化性であるジメチレンエーテル型レゾール樹脂を好ましく用いることができる。
【００１５】
このような、溶融粘度が低いタイプ、あるいは、遅硬化タイプのフェノール樹脂を用いる場合、その配合量としては特に限定されないが、フェノール樹脂全体に対し、５０重量％以上用いることが好ましい。これにより、これらのフェノール樹脂が有する特性を効果的に発現させることができる。
【００１６】
本発明の成形材料においては、成形品に耐トラッキング性を付与するため、通常のフェノール樹脂成形材料と比較して無機基材の含有量が多い。このような成形材料は、無機基材の有する吸油性により、成形材料の製造段階では粘度が上昇しやすく、また、成形時においても成形に適した粘度を所定時間維持することが難しくなることがある。
このような場合、上記のフェノール樹脂を用いると、成形材料化の際の作業性を良好なものにすることができるとともに、成形時の溶融粘度の上昇を緩やかなものとし、良好な流動性、成形性を有する成形材料することができる。
【００１７】
本発明の成形材料は、結晶水解離温度が３５０℃以上である含水無機粉末基材を含有する。これにより、トラッキング時に形成される炭化導電層の形成を遅延させる効果を付与することができる。結晶水乖離温度が３５０℃未満の含水無機粉末基材では、十分な耐トラッキング性が得られないことがある。かかる無機粉末基材としては、特に限定されないが、例えば、未焼成クレー、タルク等が用いられる。
【００１８】
含水無機粉末基材の含有量は、成形材料全体に対し、３０〜６５重量％である。前記下限値未満では十分な耐トラッキング性が得られない場合がある。また、前記上限値を超えると成形材料中の樹脂量が少なくなる為、得られる成形材料の流動性が低下し、成形が困難になる場合がある。
【００１９】
無機含水粉末基材の平均粒径は特に限定されないが、０．５〜５０μｍであることが好ましい。更に好ましくは２〜２０μｍである。平均粒径が前記上限値を超えると、本発明の含水無機粉末基材の含有量が多いことから機械的強度特性が低下する可能性がある。また前記下限値未満では、基材の表面積が大きくなるため吸油量が増大し、流動性が低下する可能性がある。
【００２０】
本発明の成形材料においては、上記含水無機粉末基材のほか、これ以外の無機基材を含有することができる。このとき、無機基材全体に対する上記含水無機粉末基材の含有量は特に限定されないが、成形材料全体に対して、含水無機粉末基材の含有量が上記範囲内となるようにすればよい。
【００２１】
本発明の成形材料では特に限定されないが、さらに、ポリビニルブチラールを成形材料全体に対して０．３〜２重量％含有することができる。これにより、成形品の機械的強度をさらに向上させることができる。ポリビニルブチラールの含有量が前記下限値未満では、機械的強度の向上効果が充分でない場合がある。また、前記上限値を越えて配合しても、更なる機械的強度の向上効果は得られず、成形材料中の有機成分量が増える為、耐トラッキング性が低下する場合がある。
【００２２】
本発明の成形材料には、このほかにも、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、必要に応じて硬化触媒、離型剤、着色剤等の原料を配合することができる。
【００２３】
本発明の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、上記の配合物を所定の配合割合で混合し、加熱ロール等により溶融混練し、冷却後シート状にしたものを顆粒状に粉砕して得られる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例等により本発明を具体的に説明する。
実施例及び比較例に用いた各配合物は以下のとおりである。結晶水解離温度が３５０℃以上の含水無機粉末基材には未焼成クレーを使用した。また、比較のために、結晶水解離温度が３５０℃未満の無機粉末基材には、焼成クレー、水酸化アルミニウムを使用した。
【００２５】
（１）レゾール樹脂：ジメチレンエーテル型レゾール樹脂
フェノール（Ｐ）１００ｋｇ、８７％パラホルムアルデヒド（Ｆ）６２ｋｇ（Ｆ／Ｐモル比１．７０）、酢酸亜鉛０．５ｋｇを還流コンデンサー撹拌機、加熱装置、真空脱水装置、スタティックミキサー付きレジン循環装置を備えた３００リッター反応釜内に入れ、還流反応を３時間行った。
この時点のフェノール反応率は９２％であった。
その後、脱水を行いながら１１５℃迄加熱し、更に１１５℃、真空度１００Ｔｏｒｒを１時間維持して反応を進めた後、冷却バット上に取り出し、フェノール換算での数平均分子量が７００のレゾール型フェノール樹脂Ａ（固形）１０５ｋｇを得た。
（２）ノボラック樹脂：住友ベークライト社製・ＰＲ−５０７１６  オルソ／パラ結合比０．８
（３）未焼成クレー：ＥＣＣ社・ＥＣＫＡＬＩＴＥ、結晶水解離温度４２０℃、平均粒径５μｍ
（４）焼成クレー：水澤化学社製・インシュライト、平均粒径５μｍ
（５）水酸化アルミニウム：住友化学工業社製・水酸化アルミニウム、結晶水解離温度２２０℃、平均粒径１０μｍ
（６）ポリビニルブチラール：積水化学株式会社製・エスレック
（７）着色剤：カーボンブラック
（８）硬化触媒：水酸化カルシウム
（９）離型剤：ステアリン酸
【００２６】
<実施例１>
レゾール樹脂３２重量％、未焼成クレー５５重量％、焼成クレー８重量％、硬化触媒２重量％、着色剤１重量％、離型剤２重量％を配合し、予備混合した。この混合物を、約８０℃の加熱ロール間で溶融混練し、次いで、シート状にし、冷却したものを粉砕して顆粒状の成形材料を得た。
【００２７】
<実施例２>
実施例１のレゾール樹脂３２重量％をノボラック樹脂２７重量％及びヘキサメチレンテトラミン５重量％に置き換えた以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００２８】
<実施例３>
実施例１の無機基材６３重量％（未焼成クレー５５重量％＋焼成クレー８重量％）を、未焼成クレー３５重量％及び水酸化アルミニウム２８重量％に置き換えた以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００２９】
<実施例４>
焼成クレーを７重量％に減量し、ポリビニルブチラール１重量％を追加配合した以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００３０】
<比較例１>
レゾール樹脂を４０重量％に増量し、焼成クレーを配合しなかった以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００３１】
<比較例２>
実施例１の無機基材６３重量％（未焼成クレー５５重量％＋焼成クレー８重量％）を、未焼成クレー２０重量％及び焼成クレー４３重量％に置き換えた以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００３２】
<比較例３>
未焼成クレーに代えて水酸化アルミニウムを用いた以外は、実施例１と同様の方法により成形材料を得た。
【００３３】
実施例及び比較例の成形材料の配合量を表１に示す。
【表１】
2005263947.tif 000002
【００３４】
実施例及び比較例で得られた成形材料を用いて、特性を測定するための試験片をトランスファー成形により作製した。成形条件は、金型温度１７５℃、硬化時間３分間とした。成形後、各特性の評価を実施した。
特性評価は、耐トラッキング性をＩＥＣ  Ｐｕｂ．１１２、機械的強度として曲げ強さをＪＩＳ  Ｋ  ６９１１「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠し、測定した。
成形体特性の評価結果を表２に示した。
【００３５】
【表２】
2005263947.tif 000003
【００３６】
表２の実施例１、実施例２と比較例１の結果より、フェノール樹脂のタイプに関わらず、フェノール樹脂量の低減によって優れた耐トラッキング性を有することを確認した。また、実施例1と比較例２の結果より，含水無機粉末基材量の耐トラッキング性に対する効果を確認した。
さらに、実施例１と比較例３の結果より、結晶水乖離温度の異なった含水無機基材を配合することによって耐トラッキング性が大きく異なることを確認した。
そして、実施例１と実施例４の比較により、ポリビニルブチラールを配合することによって、耐トラッキング性を損なうことなく曲げ強度が向上することを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のフェノール成形材料は、機械的特性を維持しつつ、耐トラッキング性に優れた成形品を得ることができ、２５０Ｖ以上の高い耐トラッキング性を求められている電気部品や電子部品分野において好適に使用できるものである。