(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂１００質量部に対し、充填剤として、粉砕綿を５０〜６０質量部、滑剤として、モンタン酸カルシウムを０．０５〜１．００質量部含有するフェノール樹脂成形材料を用いて成形加工して成ることを特徴とするねじ付き成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ（主として、雄ねじが切ってあるボルトに対する雌ねじ）やねじを備えた成形品を作製するためのフェノール樹脂成形材料を用いて成形加工したねじ付き成形品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気絶縁性を有するねじを入手する際には、雄ねじや雌ねじそのものを樹脂材料で形成する方法が行われていた。そしてこの方法においては、樹脂材料としては、滑剤を配合して量産性や成形性を高めたフェノール樹脂成形材料が主として用いられていた。
【０００３】
しかし、このような樹脂製のねじは、金属製のねじに比べて締め付けトルクの上限が低く、金属製のねじと同様に締め付けを行うと、ねじ山が破損してしまうという問題があった。また逆に、ねじ山が破損しない程度の締め付けでは、緩みが生じるという問題もあった。
【０００４】
そこで、ねじを形成する樹脂材料に充填剤を配合して、ねじの剪断強度を高め、これによって締め付けトルク、すなわちねじ山が破損するまでの最大トルクを引き上げることが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが実際には、樹脂材料に充填剤が単に配合されているというだけでは、ねじの剪断強度を十分に高く得ることができないものであった。例えば、充填剤の組み合わせやガラス繊維による補強を検討して得られる剪断応力は、概ね４９〜６９ＭＰａ程度である。このように充填剤の単なる組み合わせ等では、ねじの剪断強度を高める効果は小さく、そのため締め付けトルクの増加の割合も小さくなることが確認されている。従って、ねじの緩みの問題も依然として残っているのである。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、量産性や成形性を維持しつつ、従来の樹脂製のねじよりも締め付けトルクを高めることができると共に、ねじの緩みを防止することができるフェノール樹脂成形材料を用いて成形加工したねじ付き成形品を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るねじ付き成形品は、フェノール樹脂１００質量部に対し、充填剤として、粉砕綿を５０〜６０質量部、滑剤として、モンタン酸カルシウムを０．０５〜１．００質量部含有するフェノール樹脂成形材料を用いて成形加工して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
本発明においてフェノール樹脂としては、特に限定されるものではなく、一般に成形材料用として市販されている固体状又は液体（ワニス）状のものを用いることができる。またフェノール樹脂は、レゾール型とノボラック型とに大別されるが、特にノボラック型のフェノール樹脂を用いる場合には、このフェノール樹脂１００質量部に対し、ヘキサメチレンテトラミンを１５〜２５質量部添加するのが良い。このとき添加するヘキサメチレンテトラミンとしては、８０メッシュの篩に掛けたときの残留分が１質量％以下となるようなものを用い、好ましくは１５０メッシュの篩に掛けたときの通過分が９８質量％以上となるようなものを用いるのが良い。またフェノール樹脂として、液体（ワニス）状のものを使用する場合は、メタノール（ワニス全量に対して３０〜５０質量％）等の溶剤で希釈するのが好ましい。その理由は、フェノール樹脂成形材料を調製する際の各工程においてメタノールは揮発しやすく、成形品中に残留しにくいためである。
【００１１】
また充填剤としては、粉砕綿を用いるものであるが、この粉砕綿は、純綿を繊維長１〜３ｍｍ程度に粉砕することによって得ることができる。ここで、繊維がきつく縒り合わさった状態のものや、繊維径が３０μｍ以上であるものは、成形後の加工性に支障をきたすおそれがあるため、縒り合わせ加工が施されていないものであって、繊維径３０μｍ未満のものが好ましく、より好ましい繊維径は１０〜２０μｍ程度である。そして、フェノール樹脂成形材料を調製するにあたって粉砕綿は、フェノール樹脂１００質量部に対し、５０〜６０質量部含有されるものであり、このようなフェノール樹脂成形材料を用いると、従来よりも剪断強度が高められて締め付けトルクが著しく増加した樹脂製のねじを成形することができるものであり、また締め付けトルクの増加に伴って従来よりもねじをきつく締め付けることが可能となり、ねじの緩みも防止することができるものである。しかし、粉砕綿が５０質量部未満であると、フェノール樹脂成形材料を調製する際に原材料がミキサーに付着し易くなって量産性が低下する上に、成形品として得られたねじの剪断強度を高めることができないものであり、逆に６０質量部を超えると、フェノール樹脂成形材料を調製する際に溶融した樹脂が粉砕綿に吸収されてしまい、良好な玉形状の材料粒子を得ることができず、量産性が低下するものである。
【００１２】
また滑剤としては、金属石けんの１種であるモンタン酸カルシウムを用いるものであり、これを用いることによって、原材料を溶融する際に高分子重合物相互間の摩擦を低下させ成形加工性を向上させることができ、また、成形加工時に金型の金属面に対するフェノール樹脂成形材料の摩擦係数を低下させることによって、離型性を向上させることができるものである。その結果、成形品の表面外観がよく品質も均質になるのである。かかる効果を確実に得るためには、フェノール樹脂成形材料を調製するにあたってモンタン酸カルシウムは、フェノール樹脂１００質量部に対し、０．０５〜１．００質量部含有されるものである。モンタン酸カルシウムが０．０５質量部未満であると、フェノール樹脂成形材料の量産性及び成形加工性や離型性に支障をきたすおそれがあり、逆に１．００質量部を超えると、従来に比べて締め付けトルクが格段に向上した樹脂製のねじを形成することは不可能であって、ねじの緩みを防止することも不可能となる。
【００１３】
そして、上記のフェノール樹脂、充填剤、滑剤、必要に応じてヘキサメチレンテトラミン、メタノールを高速混合機に投入し、加熱しながら高速回転させ、混合・造粒して反応させることによって、フェノール樹脂成形材料を調製することができる。
【００１４】
その後、上記のようにして調製したフェノール樹脂成形材料を用いて、成形加工することにより、樹脂製のボルトやナット、あるいはこのようなねじを備えたねじ付き成形品を作製することができる。例えば、所定のボルト径を有する雌ねじ形状のキャビティを備えた金型に、上記のフェノール樹脂成形材料を圧縮成形することによって、樹脂製のボルト受け口を作製することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００１６】
（実施例１〜７及び比較例１〜９）
フェノール樹脂として、レゾール型フェノール樹脂である松下電工（株）製「ジメチレンエーテル型」（軟化点７０℃）、軟化点９０〜１００℃で分子量２８００〜３４００のノボラック型フェノール樹脂を用いた。
【００１７】
また充填剤として、粉砕綿である谷口製綿製「Ｋ−２」を用いた。
【００１８】
また滑剤として、モンタン酸カルシウムであるクラリアントジャパン（株）製「リコワックスＯＰ」、ステアリン酸亜鉛である大日化学工業（株）製「Ｄｉｗａｘ  ＺＸ」、ステアリン酸である日本油脂（株）製「粉末ステアリン酸」を用いた。
【００１９】
さらに、ヘキサメチレンテトラミンである三井東圧（株）製「Ｓ−４」、ガラス繊維である日本板硝子（株）製「ＲＥＳ０１５  ＢＭ３８」、可塑剤としてメタノールを用いた。
【００２０】
そして、これらの原材料を用いて以下のようにしてフェノール樹脂成形材料を調製すると共に、その性能を評価した。
【００２１】
（１）フェノール樹脂成形材料の調製
高速混合機に表１及び表２に示す配合量で上記の原材料を投入し、１００℃となるまで加熱しながら高速回転させ、混合・造粒して反応させることによって、実施例１〜７及び比較例１〜９のフェノール樹脂成形材料を調製した。
【００２２】
（２）試験片の作製
試験片作製用の金型を用い、これに上記のようにして調製したフェノール樹脂成形材料を圧縮成形することにより、ウィットねじのボルト径Ｗ５／８を有する雌ねじであって、座面を支える部位がφ３０ｍｍの平面となるような試験片、すなわち雌ねじを備えた成形品を作製した。このときの成形条件は、金型温度を１７５〜１８５℃とし、硬化時間を試験片の最大肉厚×２０秒／ｍｍとした。
【００２３】
（３）量産性
フェノール樹脂成形材料の粒子は、成形加工に適した大きさ（φ６ｍｍ以下）に揃える必要がある。そこで、フェノール樹脂成形材料を目開きφ６ｍｍの篩に掛けたとき、この篩を通過できずに残った残留分が４０質量％を超えるものは、量産性に劣ると判断した。また、フェノール樹脂成形材料の調製時において、ミキサーへの付着量を目視により観察し、比較的多いものを量産性に劣ると判断した。これらの結果を表１及び表２に示す。
【００２４】
（４）成形性
試験片を目視により観察し、その外観の良否を判断した。また離型性の良否は、脱型時の抵抗感やキャビティへの成形付着物の有無によって判断した。そして、外観と離型性から成形性を総合的に評価した。その結果を表１及び表２に示す。
【００２５】
（５）締め付け最大トルク
ボルト径Ｗ５／８のウィットねじ（ボルト）をφ２８−１７のワッシャーに通し、これを試験片の雌ねじに締め付けていき、試験片に形成した雌ねじのねじ山が破壊されるまでの最大トルクをトルクレンチで測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００２６】
【表１】
0004019667.tif 000002
【００２７】
【表２】
0004019667.tif 000003
【００２８】
表１にみられるように、各実施例のものはいずれも、量産性及び成形性に優れており、締め付けトルクが高いことが確認される。
【００２９】
これに対し、表２にみられるように、粉砕綿の含有量が多すぎる比較例３のものは、締め付けトルクは高いものの、量産性に劣っていることが確認される。また、モンタン酸カルシウムが含有されていない比較例５〜７のものや、モンタン酸カルシウムの含有量が少なすぎる比較例１及び８のものは、量産性や成形性に劣っていることが確認される。さらに、モンタン酸カルシウムの含有量が多すぎる比較例２，４及び９のものは、量産性及び成形性には優れているものの、締め付けトルクが低いことが確認される。
【００３１】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係るねじ付き成形品は、フェノール樹脂１００質量部に対し、充填剤として、粉砕綿を５０〜６０質量部、滑剤として、モンタン酸カルシウムを０．０５〜１．００質量部含有するフェノール樹脂成形材料を用いて成形加工しているので、締め付けトルクが高く、従来の樹脂製のねじよりもきつく締め付けを行うことができ、ねじの緩みを防止することができるものである。