(57)【要約】【課題】  自動車部品（各種モーターギアケース、モーターブラシホルダー、各種ブッシュ等モーター関連部品）、各種ギア部品、油圧バルブ部品等に用いられる成形材料であって、射出成形性に優れ、高強度で、寸法精度性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供する。【解決手段】成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計２０〜３５重量％、ガラス繊維３５〜６０重量％、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を１２〜２５重量％含有することを特徴とする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】
成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計２０〜３５重量％、ガラス繊維３５〜６０重量％、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を１２〜２５重量％含有することを特徴とする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】
自動車等に使用される機構部品は、その使用環境から耐熱性、高強度、成形性等が要求される。これらの特性を満たすため、従来は、主としてセラミックや金属製の部品が用いられていた。また、かかる要求特性からプラスチックを使用する場合、フェノール樹脂成形材料が多く用いられている。セラミックや金属製の機構部品は、個体の重量が重い、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題がある。これに対し、フェノール樹脂成形材料の成形品では重量が軽く、また耐熱性もあることからその使用メリットは大きい。このような特性を付与するため、従来は配合充填材としてガラス繊維やシリカ等を使用していた。
【０００３】
しかし、このようなフェノール樹脂成形材料を用いた成形品には寸法のバラツキが発生しており、寸法精度が要求される用途に対しては、寸法が公差内に入らず歩留まりの低下が問題となっている。それを補うために精密な後加工が施されているが、最近では製品コストを下げるために製品歩留まりの向上及び後加工工程の削減を求められており、そのために成形品の寸法精度を高めることが要求されてきている。このため精密成形による検討がなされてきたが、寸法のばらつきを抑えるには限界があり、製品歩留まりの向上及び後加工工程の削減には至っていなかった。さらに、精密機構部品は、高温域での寸法安定性も同時に要求されてきている。すなわち、成形品の寸法精度と高温領域での寸法安定性を両立する材料が求められている。
【０００４】
一方、フェノール樹脂成形材料にタルクやマイカを配合して寸法安定性を向上させる技術は、例えば、特許文献１に開示されているが、寸法精度を向上させるには更なる改良が必要とされていた。
【特許文献１】特開平０６−１９２５４４号公報
【０００５】
また、寸法変化を少なくする技術としては、フェノール樹脂成形材料中に無機基材を多く配合することにより達成している例は見られるが、これらは無機基材を多く配合していることにより、成形安定性に問題があり、寸法精度との両立はできていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、射出成形用として好適であり、成形品の寸法精度及び寸法安定性に優れたフェノール樹脂成形材料を提供することである。
【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）成形材料全体に対して、ノボラック型フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンとの合計２０〜３５重量％、ガラス繊維３５〜６０重量％、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を１２〜２５重量％含有することを特徴とするフェノール樹脂成形材料。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、ノボラック型フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミンに、ガラス繊維と、タルク及びマイカから選ばれた１種以上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、これらを適量配合することにより、射出成形性に優れ、成形品の寸法精度及び寸法安定性を有する成形品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、ノボラック型フェノール樹脂と、ヘキサメチレンテトラミンと、ガラス繊維と、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を、それぞれ所定量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る。
【００１０】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、ノボラック型フェノール樹脂を配合する。
ノボラック型フェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、カシュー変性フェノール樹脂や油変性フェノール等の変性ノボラックフェノール樹脂等が挙げられる。
【００１１】
また、これらの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）は、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、ノボラック樹脂１００重量部に対して１０〜２０重量部使用することが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量が、上記下限値未満では硬化に時間を要し、かつ硬化が不十分となることがある。また上記上限値を超えると成形品にフクレが生じることがある。
【００１２】
成形材料全体に対するノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの合計の含有量は、２０〜３５重量％である。前記下限値未満では材料化段階での作業性の低下や成形性を低下させることで、寸法精度を低下させることがある。前記上限値を超えると、樹脂の含有量が増加するため寸法安定性が低下するようになる。
【００１３】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、ガラス繊維を配合する。これにより、成形品に機械的強度を付与することができる。本発明の成形材料に用いるガラス繊維は、特に限定されないが、繊維径が１０〜１５μｍ、繊維長が１〜３ｍｍのものを使用することが望ましい。ガラス繊維の含有量は成形材料全体に対して３５〜６０重量％である。更に好ましくは４５〜５５重量％である。ガラス繊維の含有量が前記下限値未満では機械的強度向上への補強効果が小さく、前記上限値を超えると成形性が低下することがある。
【００１４】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を配合する。これにより、成形品の寸法精度を向上させることができる。
これらの充填材は形状が層状であることから、２次元的に成形収縮を抑えることが可能であり、寸法精度並びに寸法安定性を向上させる効果があると考えられる。
前記タルク及びマイカから選ばれた１種以上の含有量は、成形材料全体に対して、１２〜２５重量％である。含有量が前記下限値未満では必然的に樹脂とガラス繊維の含有量が増し、寸法精度と寸法安定性のバランスが低下することがあり、また、前記上限値を越えると機械的強度が低下するようになるうえ、吸油量が多い性質を有するため材料化段階での作業性が低下することがある。
【００１５】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、前記ノボラック樹脂およびヘキサメチレンテトラミンに、ガラス繊維、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を配合するが、タルクまたはマイカによる高寸法精度性の向上効果は、それぞれを単独で使用した場合でも２種併用した場合でも優れており、機械的強度を実用上問題のない範囲内に維持して寸法精度並びに寸法安定性を優れたものとすることができる。
【００１６】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、ノボラック樹脂、ヘキサメチレンテトラミン、ガラス繊維、タルク及びマイカから選ばれた１種以上を配合し、必要に応じて着色剤、滑剤などを添加した材料を予備混合した後、加熱ロールまたは二軸混練機等を用いて溶融混練し、冷却後に粉砕または造粒化して成形材料を得ることができる。
【００１７】
また、この成形材料を用いて成形する場合は射出成形に適しているが、特に限定されず、その他の方法、例えば移送成形、圧縮成形等いずれの方法を用いることもできる。射出成形の成形条件の一例を挙げると、金型温度１６０〜１８０℃、圧力５０〜２００ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間３０秒間から２分間で、成形品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。
実施例１
ノボラック樹脂２９重量％、ヘキサメチレンテトラミン５重量％、ガラス繊維５０重量％、タルク１３重量％、硬化触媒、滑剤、着色剤各１重量％を配合した原料混合物を、９０℃の加熱ロールにより３分間溶融混練した後取り出し、冷却後顆粒状に粉砕して成形材料を得た。
【００１９】
実施例２
ノボラック樹脂を２７重量％に減量、タルクを５重量％に減量、マイカ１０重量％を追加配合した以外は実施例１と同様にし、成形材料を得た。
【００２０】
実施例３
ノボラック樹脂を２３重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを４重量％に減量、タルクを１０重量％に減量、マイカ１０重量％を追加配合した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
【００２１】
実施例４
実施例２のタルクとマイカの配合比率を逆にした以外は実施例２と同様にして成形材料を得た。
【００２２】
実施例５
実施例２のガラス繊維を５重量％減量して４５重量％にし、その分タルクを５重量％増量して１０重量％とした以外は、実施例２と同様にしてフェノール樹脂成形材料を得た。
【００２３】
比較例１
ノボラック樹脂を３１重量％、ヘキサメチレンテトラミンを６重量％、ガラス繊維を５０重量％、タルクを５重量％、マイカを５重量％、硬化触媒、滑材、着色剤を各１重量％配合した原料混合物を、９０℃の加熱ロールにより３分間溶融混練した後取り出し、冷却後顆粒状に粉砕して成形材料を得た。
【００２４】
比較例２
ガラス繊維を６５重量％に増量、タルク及びマイカを配合しない以外は実施例２と同様にし、成形材料を得た。
【００２５】
比較例３
ノボラック樹脂を１５重量％に減量、ヘキサメチレンテトラミンを２重量％に減量、ガラス繊維を５４重量％に増量、タルクを１３重量％に増量、マイカを１３重量％に増量した以外は実施例２と同様にし、成形材料を得た。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
〔表の注〕
（１）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８５０）
（２）ヘキサメチレンテトラミン：三菱瓦斯化学社製  ヘキサミン
（３）ガラス繊維：日東紡績社製  ＣＳ３Ｅ４７９（繊維長３ｍｍ、繊維径１１μｍ）
（４）タルク：富士タルク工業社製  タルクＤＳ−３４（平均粒径１１μｍ）
（５）マイカ：クラレ社製  マイカ２００ＨＫ（平均粒径８０μｍ）
（６）硬化触媒：酸化マグネシウム
（７）滑剤：ステアリン酸
（８）着色剤：カーボンブラック
【００２８】
各実施例及び比較例で得られた成形材料について、曲げ強度、成形収縮率並びに１５０℃の寸法変化率測定に使用した試験片は以下に示す条件でトランスファー成形を行い、評価用試験片を得た。評価結果を表２に示す。また、寸法精度については、以下に示す条件で射出成形にて成形を行い、評価用試験片を得た。
〔トランスファー成形の成形条件〕
（１）温度  １７５℃
（２）硬化時間  ３分間
〔射出成形の成形条件〕
（１）温度  １７５℃
（２）圧力  １００ｋｇ／ｃｍ2
（３）硬化時間  ４０秒間
〔測定項目および方法〕
（１）曲げ強度、成形収縮率：ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠して測定した。
（２）寸法精度：外径４０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み３ｍｍの円筒形を有する寸法評価用成形品の内径を測定し（ｎ＝１８）、ばらつき標準偏差σから８σを求めた。
（３）１５０℃の寸法変化率：φ＝５０×３ｍｍｔの円盤の直径方向の変化率（１０００時間後）を測定した。
（４）射出成形性：上記成形条件で、１時間連続成形できた場合を○とし、できなかった場合を×とした。
【表２】
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【００２９】
表２に各評価項目の結果を示す。
実施例２〜５は、いずれもノボラック樹脂、ガラス繊維、ガラス繊維以外の無機充填材としてタルク、マイカの２種を適切な量に配合しており、曲げ強度、寸法精度、寸法安定性、射出成形性の良好な成形品を得ることができた。
実施例１は、ガラス繊維以外の無機充填材としてタルクのみを配合したものであるが、適切な含有量により実施例２〜５同様良好な結果を得ることができた。
一方、比較例１は、ガラス繊維、タルク、マイカを配合しており寸法精度は良好であるが、ノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの含有量が多く、タルク、マイカの含有量が少ないため、寸法変化率が大であった。
比較例２ガラス繊維の含有量が多いので曲げ強度は良好であるが、タルク、マイカのいずれも配合されていないため、寸法精度が不十分であった。
比較例３は、ノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの含有量が少なく、射出成形性に劣るばかりか寸法精度も不十分なものとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のフェノール樹脂成形材料は、射出成形性に優れ、高強度で優れた寸法精度性を有する成形品を得ることができる。従って、このような特性を要求される成形品、例えば自動車用部品（各種モーターギアケース、モーターブラシホルダー、各種ブッシュ等モーター関連部品）、各種ギア部品、油圧バルブ部品等に用いられる成形材料として好適である。