(57)【要約】【課題】  従来のコンミテーター用成形材料に比べ、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】  本発明は、フェノール樹脂、緑泥石、ガラス繊維を含有し、好ましくは更に、タルク、クレー、炭酸カルシウム及びウォラストナイトの中から選ばれた無機充填材１種以上を含有し、更に好ましくは成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、緑泥石を５〜２５重量％、ガラス繊維を３０〜５５重量％、およびタルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトの中から選ばれた１種以上を３〜２０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。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂、緑泥石、およびガラス繊維を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】
更に、タルク、クレー、炭酸カルシウム及びウォラストナイトの中から選ばれた無機充填材１種以上を含有する請求項１に記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
【請求項３】
成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、緑泥石を５〜２５重量％、ガラス繊維を３０〜５５重量％、およびタルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトの中から選ばれた１種以上を３〜２０重量％含有する請求項１又は２に記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
【請求項４】
前記緑泥石の平均粒径が１０〜１００μｍのものである請求項１ないし３のいずれかに記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
【請求項５】
前記タルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトから選ばれた１種以上の平均粒径が１０〜１００μｍのものである請求項１ないし４のいずれか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起因する線膨張係数の差（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する文献としては、例えば、特許文献１が開示されている。しかしながら、線膨張係数の異方差の低減及び寸法変化の低減についての検討はなされていない。
【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つつ、線膨張係数の異方差を低減することにより、寸法変化が小さく真円度に優れたフェノール樹脂製コンミテーターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（５）に記載の本発明により達成される。
（１）フェノール樹脂、緑泥石、およびガラス繊維を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）更に、タルク、クレー、炭酸カルシウム及びウォラストナイトの中から選ばれた無機充填材１種以上を含有する上記（１）に記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
（３）成形材料全体に対して、フェノール樹脂を２５〜５０重量％、緑泥石を５〜２５重量％、ガラス繊維を３０〜５５重量％、およびタルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトの中から選ばれた１種以上を３〜２０重量％含有する上記（１）又は（２）に記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
（４）前記緑泥石の平均粒径が１０〜１００μｍのものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のコンミテーター用フェノール樹脂成形材料。
（５）前記タルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトから選ばれた１種以上の平均粒径が１０〜１００μｍのものである上記（１）ないし（４）のいずれか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、従来のコンミテーター用成形材料に比べて、機械的特性は維持しつつ、線膨張係数の異方差が小さく真円度に優れたコンミテーターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、フェノール樹脂、緑泥石、ガラス繊維を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。
【００１１】
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類、ハイオルソノボラック類が挙げられる。これらの中でも、数平均分子量が５００〜１５００でオルソ結合対パラ結合の比（Ｏ／Ｐ比）が１以下のものを用いるのが好ましい。数平均分子量が前記下限値未満では作業時の粘度が低下し作業性が悪化することがあり、前記上限値を超えると流動性の維持が難しくなることがある。また、Ｏ／Ｐ比が１を超えると硬化性が速くなることがある。
【００１２】
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、例えば、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取れ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。
【００１３】
ノボラック型フェノール樹脂は、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを併用する。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、前記フェノール樹脂１００重量部に対し１５〜２０重量部と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、前記上限値を超えると分解ガス等により成形不良の原因となることがある。
【００１４】
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％とすることが好ましい。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耐熱性や寸法安定性などが低減し、コンミテーターの特性を満足しなくなることがある。
【００１５】
本発明の成形材料は、緑泥石を含有することを特徴とする。緑泥石とは珪酸塩鉱物の一つであり層状の構造を有する。構造式は一例を挙げると、（Ｍｇ,Ｆｅ,Ａｌ）6（Ｓｉ,Ａｌ）4Ｏ10（ＯＨ）8で表される（理想的にはＭｇ3（Ｓｉ〇5）2（ＯＨ）2・３Ｍｇ（ＯＨ）2）。
緑泥石を含有する成形材料を用いることにより、成形品の線膨張係数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、緑泥石は形状が板状で層状の構造を有しており、面方向の滑性が大きいので、ガラス繊維による異方性を小さくする作用があるものと考えられる。
同じ層状の構造を有する無機充填材として、例えば、雲母、カオリナイトなどが挙げられる。これらの無機充填材の配合は異方差の低減には有効であるが、本発明で用いている緑泥石と比較すると、配合量や粒径が同じ水準である場合、機械的強度の低下が生じるようになる。
【００１６】
前記緑泥石の平均粒径は特に限定されないが、１０〜１００μｍのものを使用することが好ましい。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いことがあり、一方、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。
【００１７】
前記緑泥石の含有量は特に限定されないが、成形材料全体に対して５〜２５重量％であることが好ましい。緑泥石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、前記上限値を越えると、成形材料製造時の作業性の低下と機械的強度の低下が起こる場合がある。
【００１８】
本発明の成形材料は、ガラス繊維を含有する。カ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、成形性及び成形品の機械的強度を向上させることができる。
【００１９】
前記ガラス繊維の含有量は特に限定されないが、成形材料全体に対して３０〜５５重量％が好ましく、更に４０〜５０重量％が好ましい。ガラス繊維の含有量が前記下限値未満では、成形品の機械的強度が不十分となる場合があり、前記上限値を越えると、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、前記ガラス繊維以外の無機充填材を含有することが好ましい。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。
前記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、タルク、クレー（未焼成クレー、焼成クレー）、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等を挙げることができる。
これらの中でも、タルク、クレー、炭酸カルシウムおよびウォラストナイトの中から選ばれた１種以上を用いることが好ましい。これにより成形品の寸法安定性を更に向上させることができる。
【００２１】
前記無機充填材の平均粒径は特に限定されないが、１０〜１００μｍのものを使用することが好ましい。更に１５〜５０μｍ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いことがあり、一方、前記上限値を超えると機械的強度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】
前記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３〜２０重量％が好ましく、更に５〜１５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、フェノール樹脂、緑泥石、ガラス繊維を含む無機充填材以外に、本発明の目的や効果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、緑泥石、ガラス繊維、無機充填材、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装置を、単独で、又は加熱ロールと他の混練装置との組合せで使用して加熱混練し、冷却後粉砕して得られる。
【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、成形品の特性を表１に示す。
【００２６】
実施例１
フェノール樹脂を２５重量％、ヘキサメチレンテトラミンを４重量％、緑泥石Ａを５重量％、ガラス繊維を５０重量％、クレーを１３重量％、顔料、硬化助剤、離型剤を各１重量％配合し、樹脂混合物を得た。得られた樹脂混合物を９０〜１００℃の加熱ロールで約１５分間溶融混練、冷却後粉砕して成形材料を得た。
【００２７】
実施例２
緑泥石Ａを１５重量％に増量、ガラス繊維を４５重量％に減量、クレーを８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
緑泥石Ａを２５重量％に増量、ガラス繊維を３５重量％に減量、クレーを８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
緑泥石Ａの代わりに緑泥石Ｂを用いた以外は、実施例２と同様にし、成形材料を得た。
【００３０】
実施例５
緑泥石Ａの代わりに緑泥石Ｃを用いた以外は、実施例２と同様にして、成形材料を得た。
【００３１】
比較例１
緑泥石を配合せず、フェノール樹脂を２５重量％、ヘキサメチレンテトラミンを４重量％、ガラス繊維を５０重量％、クレーを１８重量％、顔料、硬化助剤、離型剤を各１重量％配合し、樹脂混合物を得た。得られた樹脂混合物を９０〜１００℃の加熱ロールで約１５分間溶融混練、冷却後粉砕して成形材料を得た。
【００３２】
比較例２
緑泥石Ａの代わりにカオリナイトを用いた以外は、実施例２と同様にして、成形材料を得た。
【００３３】
比較例３
緑泥石Ａの代わりに雲母を用いた以外は、実施例２と同様にして、成形材料を得た。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
（使用した材料）
（１）フェノール樹脂：ノボラック型フェノール樹脂・住友ベークライト社製「Ａ−１０８２」（数平均分子量８００）
（２）緑泥石Ａ：アムスナイトＭ（富士タルク工業社製  平均粒子径５０μｍ）
（３）緑泥石Ｂ：アムスナイトＳＧ（富士タルク工業社製  平均粒子径１０μｍ）
（４）緑泥石Ｃ：アムスナイトＬＧ（富士タルク工業社製  平均粒子径１００μｍ）
（５）カオリナイト：カオブライト（シールカオリン社製  平均粒子径４０μｍ）
（６）雲母：マイカパウダーＡ−６１（山口雲母工業所社製  平均粒子径５１μｍ）
（７）ガラス繊維：ＣＳ−３Ｅ４７９ＦＢ（日東紡績社製  繊維径１１μｍ、繊維長３ｍｍ）
（８）未焼成クレー：ＥＣＫＡＬＩＴＥＩ（シール・カオリン社製  平均粒子径５０μｍ）
（９）硬化助剤：秩父石灰工業社製  消石灰
（１０）離型剤：日本油脂社製  ステアリン酸
（１１）顔料：三菱化学社製  カーボンブラック＃７５０Ｂ
【００３６】
（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）
【００３７】
（評価方法）
（１）曲げ強さ、曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して行った。
（２）線膨張係数：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した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、線膨張係数を測定した。また、成形時成形材料の流れ方向と直行方向の２方向について測定し、線膨張係数の異方差を計算した。
【００３８】
実施例１〜５は、フェノール樹脂、緑泥石、ガラス繊維、無機充填材を含有する本発明の成形材料であり、緑泥石を配合しなかった比較例１と比べて、機械的特性を実質的に維持しながら、線膨張係数の異方差を低減させることができた。
比較例２、３は、緑泥石の代わりにカオリナイト、雲母を配合したが、異方差を低減させることはできたものの、実施例２と比較して、機械的強度の低下がみられた。
以上のことから、実施例で得られた本発明のフェノール樹脂成形材料は、緑泥石による異方差低減効果とガラス繊維による機械的強度を併せ持っており、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】
【００３９】
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、機械的特性は維持しつつ、線膨張係数の異方差が小さいことから真円度に優れたコンミテーターに好適に利用できる。