JP2006257114A - Phenolic resin molding material for commutator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンミテータ用フェノール樹脂成形材料に関するものである。 The present invention relates to a phenol resin molding material for a commutator.
広範囲の分野に利用されているフェノール樹脂成形材料の用途のひとつとしてコンミテータ（整流子）がある。コンミテータはモーターの一部品であり、一般的には、銅セグメントと絶縁体としてフェノール樹脂成形材料に代表される熱硬化性樹脂成形材料の成形品により構成されている。
コンミテータの絶縁体に使用される材料に要求される基本的な特性には、機械的強度、耐熱性（特に、熱時の強度・加熱寸法安定性）や寸法安定性などがあるため、ガラス繊維で強化されたフェノール樹脂成形材料が多く使用されている。
One of the uses of phenol resin molding materials used in a wide range of fields is a commutator. The commutator is a component of a motor, and is generally composed of a molded product of a thermosetting resin molding material represented by a phenol resin molding material as a copper segment and an insulator.
The basic properties required of materials used for insulators of commutators include mechanical strength, heat resistance (particularly strength during heating and dimensional stability during heating), and dimensional stability. Phenol resin molding materials reinforced with are often used.
しかしながら近年、コンミテータに対する要求レベルは益々高度化しており、このようなガラス繊維強化フェノール樹脂成形材料をもってしても、銅セグメント間段差（以下、片間段差）において満足する特性を得られない場合がある。特に、フェノール樹脂成形材料は通常、銅との密着性が低いため成形収縮等の寸法変化によって銅セグメントと成形品とが剥離（隙間発生）してしまい、それに伴い片間段差が大きくなることが問題となっている。片間段差を少なくする事に関して、粘土鉱物を添加する技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。 However, in recent years, the required level for commutators has become increasingly sophisticated, and even with such a glass fiber reinforced phenolic resin molding material, it may not be possible to obtain satisfactory characteristics in the step between copper segments (hereinafter referred to as the step between one piece). is there. In particular, phenol resin molding materials usually have low adhesion to copper, so the dimensional change such as molding shrinkage causes the copper segment and the molded product to peel off (gap generation), resulting in an increase in the step difference between the pieces. It is a problem. A technique for adding a clay mineral has been disclosed for reducing the level difference between the pieces (see, for example, Patent Document 1).
本発明の目的は、機械的強度を実用的レベルに維持しつつ、成形収縮を低減させたコンミテータ用フェノール樹脂成形材料を提供することである。 An object of the present invention is to provide a phenol resin molding material for a commutator in which molding shrinkage is reduced while maintaining mechanical strength at a practical level.
このような目的は、下記（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１）フェノール樹脂、シリコーンゲル、及び、無機充填材としてロックウールとを含有することを特徴とするコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（２）更に、前記ロックウール以外の無機充填材を含有するものである（１）に記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（３）前記ロックウール以外の無機充填材として、ガラス繊維を含むものである（２）に記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（４）前記ロックウール以外の無機充填材として、更にクレー、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、タルクの中から選ばれた１種以上を含むものである（２）又は（３）に記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（５）前記フェノール樹脂と、シリコーンゲルとが予め溶融混練されたものである（１）ないし（４）のいずれかに記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（６）前記シリコーンゲルの含有量は、フェノール樹脂と、シリコーンゲルとの合計量１００重量部に対し、０．０５〜１０重量部である（１）ないし（５）のいずれかに記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（７）前記フェノール樹脂と、シリコーンゲルとの合計量は、成形材料全体に対して１０〜４０重量％である（１）ないし（６）のいずれかに記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
（８）前記ロックウールの含有量は、成形材料全体に対し５〜２０重量％である（１）ないし（７）のいずれかに記載のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (8).
(1) A phenol resin molding material for a commutator, comprising phenol resin, silicone gel, and rock wool as an inorganic filler.
(2) The phenol resin molding material for a commutator according to (1), which further contains an inorganic filler other than the rock wool.
(3) The phenol resin molding material for a commutator according to (2), which contains glass fiber as an inorganic filler other than the rock wool.
(4) The phenol resin for a commutator according to (2) or (3), further comprising at least one selected from clay, calcium carbonate, wollastonite, and talc as an inorganic filler other than the rock wool. Molding material.
(5) The phenol resin molding material for a commutator according to any one of (1) to (4), wherein the phenol resin and silicone gel are previously melt-kneaded.
(6) The commutator according to any one of (1) to (5), wherein the content of the silicone gel is 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the phenol resin and the silicone gel. Phenolic resin molding material.
(7) The total amount of the phenol resin and the silicone gel is 10 to 40% by weight with respect to the entire molding material, and the phenol resin molding material for a commutator according to any one of (1) to (6).
(8) The phenol resin molding material for a commutator according to any one of (1) to (7), wherein the content of the rock wool is 5 to 20% by weight with respect to the entire molding material.
本発明のコンミテータ用フェノール樹脂成形材料は、フェノール樹脂、シリコーンゲル、及び、無機充填材としてロックウールを含有することを特徴とするものであり、機械的強度を実用的なレベルに維持しつつ、成形収縮を低減したコンミテータ用成形品を得ることができるものである。 The phenol resin molding material for the commutator of the present invention is characterized by containing phenol resin, silicone gel, and rock wool as an inorganic filler, while maintaining mechanical strength at a practical level, A molded product for a commutator with reduced molding shrinkage can be obtained.
以下、本発明のコンミテータ用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）について詳細に説明する。
本発明の成形材料は、フェノール樹脂、シリコーンゲル、及び、無機充填材としてロックウールを含有することを特徴とするものである。
Hereinafter, the phenol resin molding material for commutator of the present invention (hereinafter, simply referred to as “molding material”) will be described in detail.
The molding material of the present invention is characterized by containing a phenol resin, a silicone gel, and rock wool as an inorganic filler.
本発明の成形材料に用いられるフェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂が挙げられ、これらを単独、あるいは両者を併用することができる。ノボラック型フェノール樹脂を使用する場合、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を用いる場合、その含有量は特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対して、１０〜３０重量部配合することが好ましく、特に１５〜２５重量部配合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上限値を越えると、成形品の機械的強度が低下する場合があり、上記下限値未満では、成形収縮を充分低減することができず、成形品の機械的強度が低下する場合がある。 Examples of the phenolic resin used in the molding material of the present invention include novolac type phenolic resins and resol type phenolic resins, which can be used alone or in combination. When a novolac type phenol resin is used, hexamethylenetetramine is usually used as a curing agent. When hexamethylenetetramine is used, its content is not particularly limited, but it is preferably 10 to 30 parts by weight, particularly preferably 15 to 25 parts by weight, per 100 parts by weight of the novolak type phenol resin. If the content of hexamethylenetetramine exceeds the above upper limit, the mechanical strength of the molded product may decrease. If the content is less than the lower limit, molding shrinkage cannot be sufficiently reduced, and the mechanical strength of the molded product may be reduced. May decrease.
本発明の成形材料においては、シリコーンゲルを使用する。これにより、成形品の機械的強度を実質的に低下させることなく成形時の成形収縮を低減することができる。その理由は明確ではないが、シリコーンゲルは緩やかな３次元構造であり、適度な柔軟性を有していることから、成形時、冷却にともなう収縮を吸収することにより緩和することができ、このことにより成形収縮を低減することができると推測される。更に、成形後においては、靭性や熱時の機械的強度や加熱寸法安定性を向上させることができる。 Silicone gel is used in the molding material of the present invention. Thereby, molding shrinkage at the time of molding can be reduced without substantially reducing the mechanical strength of the molded product. The reason for this is not clear, but the silicone gel has a moderate three-dimensional structure and has an appropriate flexibility, so it can be relaxed by absorbing the shrinkage caused by cooling during molding. Therefore, it is estimated that molding shrinkage can be reduced. Further, after molding, toughness, mechanical strength during heating, and heated dimensional stability can be improved.
本発明の成形材料において使用するシリコーンゲルは、特に限定されないが、付加反応型ポリオルガノシロキサン組成物をベースとしたゲル状物質が好ましい。かかるシリコーンゲルは適度な柔軟性を有していて、フェノール樹脂とともに使用されると、耐衝撃性、機械的強度、耐水性等に優れている上に、常温域からコンミテータとして使用される際の高温域に至るまでの広い温度範囲において、これらの特性を維持することができる。かかるシリコーンゲルは、針入度（ＪＩＳ Ｋ ２５３０−１９７６−５０ｇ加重）が１０〜３００であることが好ましい。針入度が上記範囲のシリコーンゲルは、特に適度な柔軟性を持ち、耐衝撃性、振動吸収性に優れている。 The silicone gel used in the molding material of the present invention is not particularly limited, but a gel material based on an addition reaction type polyorganosiloxane composition is preferable. Such silicone gel has moderate flexibility, and when used with a phenolic resin, it has excellent impact resistance, mechanical strength, water resistance, etc., and when used as a commutator from a normal temperature range. These characteristics can be maintained in a wide temperature range up to a high temperature range. The silicone gel preferably has a penetration (JIS K 2530-1976-50 g load) of 10 to 300. Silicone gels with a penetration of the above range have a particularly appropriate flexibility and are excellent in impact resistance and vibration absorption.
本発明の成形材料においては、フェノール樹脂とシリコーンゲルとが予め溶融混練されたものであることが好ましい。これにより、フェノール樹脂とシリコーンゲルとを無機充填材など他の配合剤とともに同時に溶融混練した場合に比べて、シリコーンゲルがフェノール樹脂中によりミクロに分散することから、上記の特長を高度に発現させることができる。この場合、フェノール樹脂中に分散したシリコーンゲルの平均粒径は、１０μｍ〜５０μｍが好ましい。シリコーンゲルの平均粒径が上記下限値未満では却ってシリコーンゲルの特長が現れにくくなる。また、上記上限値を越えると、均一分散が損なわれやすくなる。溶融混練する場合、フェノール樹脂としてはノボラック型フェノール樹脂を使用することが好ましい。これは溶融混練の際にフェノール樹脂がゲル化するおそれがないからである。なお、フェノール樹脂とシリコーンゲルとの溶融混練に使用するフェノール樹脂は、成形材料中のフェノール樹脂の全部でもよく、あるいは一部でもよい。 In the molding material of the present invention, it is preferable that a phenol resin and a silicone gel are previously melt-kneaded. As a result, compared with the case where the phenol resin and the silicone gel are simultaneously melt-kneaded together with other compounding agents such as inorganic fillers, the silicone gel is dispersed more microscopically in the phenol resin, so that the above features are highly expressed. be able to. In this case, the average particle size of the silicone gel dispersed in the phenol resin is preferably 10 μm to 50 μm. If the average particle size of the silicone gel is less than the above lower limit value, the characteristics of the silicone gel hardly appear. On the other hand, when the upper limit is exceeded, uniform dispersion tends to be impaired. In the case of melt kneading, it is preferable to use a novolac type phenol resin as the phenol resin. This is because there is no possibility that the phenol resin gels during melt kneading. The phenol resin used for melt-kneading the phenol resin and the silicone gel may be all or a part of the phenol resin in the molding material.
上記シリコーンゲルの配合割合は、特に限定されないが、フェノール樹脂（ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合はそれも含めて）と、シリコーンゲルとの合計１００重量部に対して０．０５〜１０重量部が好ましく、特に０．５〜８重量部が好ましい。シリコーンゲルの割合が上記上限値より多いと、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。シリコーンゲルの割合が上記下限値より少ないと、充分な成形収縮の低減および熱時強度や靭性の向上をすることが難しい場合がある The blending ratio of the silicone gel is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight in total of the phenol resin (including hexamethylenetetramine when used) and the silicone gel. In particular, 0.5 to 8 parts by weight is preferable. When the ratio of the silicone gel is larger than the above upper limit value, workability at the time of manufacturing the molding material and mechanical strength of the molded product may be lowered. If the ratio of silicone gel is less than the above lower limit, it may be difficult to sufficiently reduce molding shrinkage and improve hot strength and toughness.
前記フェノール樹脂（ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合はそれも含めて）とシリコーンゲルとの合計含有量は、特に限定されないが、成形材料全体に対して１０〜４０重量％が好ましく、特に１５〜２５重量％が好ましい。上記含有量が上記下限値より少ないと、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り、上記上限値より多いと、成形品の耐熱性、寸法安定性などが充分でない場合がある。 The total content of the phenolic resin (including hexamethylenetetramine when it is used) and the silicone gel is not particularly limited, but is preferably 10 to 40% by weight, particularly 15 to 25% by weight based on the entire molding material. % Is preferred. When the content is less than the lower limit, workability during molding material production and the mechanical strength of the molded product may be reduced. When the content is higher than the upper limit, the heat resistance, dimensional stability, etc. of the molded product may be reduced. It may not be enough.
本発明の成形材料には、無機充填材としてロックウールを使用する。これにより、成形品に低成形収縮性、高い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られるロックウールは天然の岩石（火成岩）を溶融し、加工精製した鉱物繊維であり、融点が１０００℃以上であることから充填材として用いると、成形品の耐熱性・耐磨耗性・耐久性・機械的強度が向上することが期待できる。また、ガラス繊維に比べ柔軟性に優れる特徴を有する。上記特性を発現するメカニズムは明確ではないが、ロックウールは柔軟性に優れる繊維状の無機充填材であり、これが相互に絡み合う事で成形収縮率を抑えると共に機械的強度の向上を発現していると推測される。
The molding material of the present invention uses rock wool as an inorganic filler. Thereby, low molding shrinkage and high mechanical strength can be imparted to the molded product.
Rock wool used in the molding material of the present invention is a mineral fiber obtained by melting and processing natural rock (igneous rock) and has a melting point of 1000 ° C. or higher. It can be expected that the wear resistance, durability and mechanical strength will be improved. Moreover, it has the characteristic which is excellent in a softness | flexibility compared with glass fiber. Although the mechanism that expresses the above characteristics is not clear, rock wool is a fibrous inorganic filler with excellent flexibility, and it is intertwined with each other to suppress molding shrinkage and improve mechanical strength. It is guessed.
上記ロックウールは、表面処理を施すことが好ましい。これにより、フェノール樹脂との親和性、濡れ性を向上させ、成形品に高い機械的強度を付与することができる。この表面処理の方法としては特に限定されないが、アミノシラン、カチオニック・アンモニウム塩を表面処理剤として用いることが好ましい。また、アミノシラン、カチオニック・アンモニウム塩を単独で用いることもできるが、併用すると例えばアミノシラン単独で表面処理されたロックウールと比較して、成形材料中における分散性にきわめて優れるという特徴を有する。これにより、上記効果をさらに高めることができる。さらに、ガラス繊維など配向性を有する無機充填材を併用する場合においては、例えばガラス繊維の一部を置換して上記ロックウールを配合することにより、機械的強度を実質的に低下させることなく、ガラス繊維の配向性による影響を大きく低減させることができる。 The rock wool is preferably subjected to a surface treatment. Thereby, affinity with a phenol resin and wettability can be improved, and high mechanical strength can be provided to a molded article. The surface treatment method is not particularly limited, but aminosilane and cationic ammonium salt are preferably used as the surface treatment agent. In addition, aminosilane and cationic ammonium salt can be used alone, but when used in combination, for example, compared with rock wool surface-treated with aminosilane alone, the dispersibility in the molding material is extremely excellent. Thereby, the effect can be further enhanced. Furthermore, in the case of using an inorganic filler having orientation such as glass fiber, for example, by substituting part of the glass fiber and blending the rock wool, without substantially reducing the mechanical strength, The influence by the orientation of the glass fiber can be greatly reduced.
上記ロックウールの繊維長は特に限定されないが、１００〜４００μｍが好ましい。更に好ましくは２００〜３５０μｍである。繊維長が上記下限値より短いと成形品の機械的強度が不十分となる場合があり、上記上限値より長いと成形材料製造時の作業性が低下する場合がある。 Although the fiber length of the said rock wool is not specifically limited, 100-400 micrometers is preferable. More preferably, it is 200-350 micrometers. When the fiber length is shorter than the above lower limit value, the mechanical strength of the molded product may be insufficient, and when the fiber length is longer than the upper limit value, workability during the production of the molding material may be deteriorated.
上記ロックウールの含有量は特に限定されないが、成形材料全体に対して５〜２０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは５〜１５重量％である。上記下限値未満では低成形収縮性が充分に発現しない場合があり、上記上限値を超えると成形材料製造時の作業性が低下する場合がある。 Although content of the said rock wool is not specifically limited, It is preferable that it is 5 to 20 weight% with respect to the whole molding material, More preferably, it is 5 to 15 weight%. If it is less than the above lower limit, the low mold shrinkage may not be sufficiently exhibited, and if it exceeds the above upper limit, the workability during the production of the molding material may be lowered.
本発明の成形材料は、ロックウール以外の無機充填材を含有することができる。
ロックウール以外の無機充填材としては、ガラス繊維を含有することが好ましい。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。これにより、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。これにより、成形材料化時の作業性、成形性及び成形物の強度を向上させることができる。
The molding material of the present invention can contain an inorganic filler other than rock wool.
The inorganic filler other than rock wool preferably contains glass fiber. By containing crow fibers, the mechanical strength of the obtained molded product is improved. Although the fiber diameter of glass fiber is not specifically limited, 10-15 micrometers is preferable. Thereby, workability | operativity in the molding material formation stage can be improved. The fiber length of the glass fiber is not particularly limited, but it is preferable to use a chopped strand type of 1 to 3 mm. Thereby, the workability | operativity at the time of forming a molding material, a moldability, and the intensity | strength of a molded object can be improved.
上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３０〜６０重量％が好ましく、特に４０〜５０重量％が好ましい。ガラス繊維の含有量が上記下限値よりも少ないと、成形品の機械的強度が不十分となる場合があり、上記上限値よりも多いと、成形材料製造時の作業性が低下する場合がある。 Although content of the said glass fiber is not specifically limited, 30 to 60 weight% is preferable with respect to the whole molding material, and 40 to 50 weight% is especially preferable. If the glass fiber content is less than the lower limit, the mechanical strength of the molded product may be insufficient, and if it is higher than the upper limit, the workability during the production of the molding material may be reduced. .
なお、ガラス繊維とロックウールとの合計含有量は特に限定されないが、成形材料全体に対して４０〜８０重量％である事が望ましく、さらに好ましくは５０〜６５重量％である。上記下限値未満では機械的特性が充分に発現しない可能性があり、上記上限値を超えると成形材料製造時の作業性が低下する場合がある。 The total content of glass fiber and rock wool is not particularly limited, but is preferably 40 to 80% by weight, more preferably 50 to 65% by weight, based on the entire molding material. If it is less than the above lower limit value, the mechanical properties may not be sufficiently exhibited, and if it exceeds the above upper limit value, workability during the production of the molding material may be lowered.
本発明の成形材料は、上記ガラス繊維およびロックウール以外の無機充填材を含有することができる。このような無機充填材としては、粉末状のものであることが好ましい。これにより、得られる成形物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。
上記粉末状の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、炭酸カルシウム、タルク、ウォラストナイト、アルミナ、シリカ、未焼成クレー、焼成クレー、硫酸バリウム等を挙げることができる。これらの中でもクレー、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、タルクが好ましく、これらの中から１種以上を選択し使用することができる。これにより成形品の寸法安定性をさらに向上させることができる。
The molding material of this invention can contain inorganic fillers other than the said glass fiber and rock wool. Such an inorganic filler is preferably in the form of powder. Thereby, it is possible to improve the mechanical strength of the obtained molded product and improve the dimensional stability.
The powdery inorganic filler is not particularly limited. For example, hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, calcium carbonate, talc, wollastonite, alumina, silica, unfired clay, fired clay, sulfuric acid Barium etc. can be mentioned. Among these, clay, calcium carbonate, wollastonite, and talc are preferable, and one or more of them can be selected and used. Thereby, the dimensional stability of the molded product can be further improved.
前記粉末状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５〜２０重量％が好ましく、特に５〜１５重量％が好ましい。かかる含有量が上記下限値未満であると成形品の耐熱性、寸法安定性などが充分でない場合があり、上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。 Although content of the said powdery inorganic filler is not specifically limited, 5 to 20 weight% of the whole molding material is preferable, and 5 to 15 weight% is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the heat resistance and dimensional stability of the molded product may not be sufficient.If the content exceeds the upper limit, the workability during the production of the molding material and the mechanical strength of the molded product may be insufficient. May decrease.
本発明の成形材料には、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤、硬化助剤、顔料、エラストマ等の添加剤を添加することができる。
エラストマとしては例えば、アクリルニトリルブタジエンゴム、ポリビニルブチラールなどを用いることができる。
Additives such as mold release agents, curing aids, pigments, and elastomers can be added to the molding material of the present invention as long as the object of the present invention is not impaired.
As the elastomer, for example, acrylonitrile butadiene rubber, polyvinyl butyral, and the like can be used.
以上に説明したように、本発明の成形材料は、フェノール樹脂、シリコーンゲル、及び、無機充填材としてロックウールとを含有することを特徴とするものである。
本発明の成形材料は、シリコーンゲルの有する柔軟性により、成形時、冷却に伴う収縮を吸収することができ、これにより、成形時の成形収縮率を低減することができると考えられる。特に、好ましくはフェノール樹脂とシリコーンゲルとが予め溶融混練されたものであると、上記効果を高く発現させることができる。
また、ロックウールは、柔軟性に優れる繊維状基材が相互に絡み合った形態を有するものであり、成形収縮率を抑えるとともに、成形品の機械的強度を向上させていると考えられる。
本発明の成形材料は、このような成分を含有することにより、成形品成形時の収縮率を低減させることができる。特に、コンミテータ用として用いた場合には、銅セグメントと成形品との剥離を防止し、片間段差を低減することができるという特徴を有するものである。
そして、本発明の成形材料は、上記成分以外にも、ガラス繊維、粉末状の無機充填材などを含有することができる。これにより、上記効果に加えて、コンミテータ用成形品としての基本的特性を付与することができるものである。
As described above, the molding material of the present invention is characterized by containing a phenol resin, a silicone gel, and rock wool as an inorganic filler.
It is considered that the molding material of the present invention can absorb shrinkage caused by cooling during molding due to the flexibility of the silicone gel, thereby reducing the molding shrinkage rate during molding. In particular, when the phenol resin and the silicone gel are melt-kneaded in advance, the above effect can be exhibited highly.
In addition, rock wool has a form in which fibrous base materials having excellent flexibility are entangled with each other, and it is considered that the mechanical strength of the molded product is improved while the molding shrinkage rate is suppressed.
The molding material of this invention can reduce the shrinkage rate at the time of shaping | molding a molded article by containing such a component. In particular, when used as a commutator, the copper segment and the molded product can be prevented from being peeled, and the step difference between the pieces can be reduced.
And the molding material of this invention can contain glass fiber, a powdery inorganic filler, etc. besides the said component. Thereby, in addition to the above effect, basic characteristics as a commutator molded product can be imparted.
本発明の成形材料を生産する方法は、例えば、フェノール樹脂の一部又は全部とシリコーンゲルとをニーダー、ロール等で予め溶融混練し、次いで他の原料と均一に混合した後、あるいは、配合する全原料をロール、コニーダ、二軸押出し機等の混錬装置単独またはロールと他の混合装置との組み合わせで溶融混練した後、粉砕して得られる。 The method of producing the molding material of the present invention is, for example, by melt-kneading part or all of a phenol resin and a silicone gel in advance with a kneader, a roll, etc., and then uniformly mixing with other raw materials, or blending It is obtained by melt-kneading all raw materials in a kneading apparatus such as a roll, a kneader, a twin screw extruder alone or a combination of a roll and another mixing apparatus, and then pulverizing.
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.
（実施例１）
レゾール型フェノール樹脂を３重量％、ノボラック型フェノール樹脂を８重量％、シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂６重量％、ヘキサメチレンテトラミン３重量％、硬化助剤として消石灰１重量％、エラストマとしてアクリルニトリルブタジエンゴム０．５重量％とポリビニルブチラール０．５重量％、無機充填材としてロックウール１０重量％、ガラス繊維４２重量％、未焼成クレー２４重量％、および離型剤１重量％、顔料１重量％を配合し、約９０℃の加熱ロールで約５分間混練し、冷却後粉砕して成形材料を得た。
Example 1
3% by weight of resol type phenolic resin, 8% by weight of novolac type phenolic resin, 6% by weight of novolac type phenolic resin containing silicone gel, 3% by weight of hexamethylenetetramine, 1% by weight of slaked lime as a curing aid, acrylonitrile butadiene as an elastomer 0.5% rubber, 0.5% polyvinyl butyral, 10% rock wool as inorganic filler, 42% glass fiber, 24% unfired clay, 1% release agent, 1% pigment Was kneaded with a heating roll at about 90 ° C. for about 5 minutes, cooled and pulverized to obtain a molding material.
（実施例２）
ノボラック型フェノール樹脂を１１重量％に増量、シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂を３重量％に減量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
(Example 2)
A molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of novolac type phenol resin was increased to 11% by weight and the amount of the silicone gel-containing novolac type phenol resin was decreased to 3% by weight.
（実施例３）
ロックウールを１５重量％に増量、未焼成クレーを１９重量％に減量した以外は、実施例１と同様にして成形材料を得た。
(Example 3)
A molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of rock wool was increased to 15% by weight and the amount of unfired clay was decreased to 19% by weight.
（実施例４）
ガラス繊維を４０重量％に減量、ロックウールを２０重量％に増量、未焼成クレーを１６重量％に減量した以外は実施例２と同様にして成形材料を得た。
Example 4
A molding material was obtained in the same manner as in Example 2 except that the glass fiber was reduced to 40% by weight, the rock wool was increased to 20% by weight, and the unfired clay was reduced to 16% by weight.
（比較例１）
ロックウールを用いずに、レゾール型フェノール樹脂３重量％、ノボラック型フェノール樹脂８重量％、シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂６重量％、ヘキサメチレンテトラミン３重量％、硬化助剤として消石灰１重量％、エラストマとしてアクリルニトリルブタジエンゴム０．５重量％とポリビニルブチラール０．５重量％、無機充填材としてガラス繊維４２重量％、未焼成クレーを３４重量％、および離型剤１重量％、顔料１重量％配合し、約９０℃の加熱ロールで約５分間混練し、冷却後粉砕して成形材料を得た。
(Comparative Example 1)
Without using rock wool, resol
（比較例２）
ノボラック型フェノール樹脂を１１重量％に増量、シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂を３重量％に減量した以外は、比較例１と同様にして成形材料を得た。
(Comparative Example 2)
A molding material was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the novolac type phenol resin was increased to 11% by weight and the silicone gel-containing novolac type phenol resin was decreased to 3% by weight.
（比較例３）
シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂を用いず、ノボラック型フェノール樹脂を１４重量％に増量、ロックウールを１０重量％追加配合した以外は、比較例１と同様にして成形材料を得た。
(Comparative Example 3)
A molding material was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the silicone gel-containing novolac type phenol resin was not used, the novolac type phenol resin was increased to 14% by weight, and 10% by weight of rock wool was added.
（比較例４）
ロックウールを用いず、未焼成クレーを３４重量％に増量した以外は、比較例３と同様にして成形材料を得た。
(Comparative Example 4)
A molding material was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that rock wool was not used and the amount of unfired clay was increased to 34% by weight.
実施例及び比較例の原材料配合を、表１に示す。表中の数字は重量％を示す。 Table 1 shows the raw material composition of Examples and Comparative Examples. The numbers in the table indicate% by weight.
（使用した原料）
（１）レゾール型フェノール樹脂：以下の方法にて製造した。
還流コンデンサー、撹拌装置、加熱装置、真空脱水装置を備えた反応釜内に、フェノール（Ｐ）とホルムアルデヒド（Ｆ）とをモル比（Ｆ／Ｐ）＝１．７で仕込み、これに酢酸亜鉛をフェノール１００重量部に対して０．５重量部添加した。この反応系のｐＨを５．５に調整し、還流反応を３時間行った。その後、真空度１００Ｔｏｒｒ、温度１００℃で２時間水蒸気蒸留を行って未反応フェノールを除去し、さらに、真空度１００Ｔｏｒｒ、温度１１５℃で１時間反応させ、数平均分子量８００のレゾール型フェノール樹脂（固形）を得た。
（２）シリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂：住友ベークライト社製 ＲＴ−５４５２９
シリコーンゲルはα−ゲル（ジェルテック社製 針入度：ＪＩＳ Ｋ ２５３０−１９７６−５０ｇ加重）を使用し、ノボラック型フェノール樹脂と溶融混練した。シリコーンゲル含有率はノボラック型フェノール樹脂との合計量に対して２０重量％である。
（３）ノボラック型フェノール樹脂：住友ベークライト社製 ＰＲ−ＨＦ−３（重量平均分子量１０００）
（４）ヘキサメチレンテトラミン：住友精化社製 ウロトロピン
（５）硬化助剤：秩父石灰工業社製 消石灰
（６）アクリロニトリルブタジエンゴム：ＪＳＲ社製 ＰＮＣ−３８
（７）ポリビニルブチラール：積水化学工業社製 エスレックＢＬ−１
（８）ガラス繊維：日本板硝子社製 ＲＥＳ０３−ＢＭ３８（平均繊維径１１μｍ、平均繊維長３ｍｍのチョップドストランド）
（９）ロックウール：ラピナス社製 ＲＦ８４０（平均繊維径５．５μｍ、平均繊維長３００μｍ）
（１０）未焼成クレー：ＥＣＣ社製 ＥＣＫＡＬＩＴＥＩ
（１１）離型剤：日本油脂社製 ステアリン酸
（１２）顔料：三菱化学社製 カーボンブラック＃７５０Ｂ
(Raw materials used)
(1) Resol type phenol resin: produced by the following method.
In a reaction kettle equipped with a reflux condenser, a stirring device, a heating device, and a vacuum dehydration device, phenol (P) and formaldehyde (F) are charged at a molar ratio (F / P) = 1.7, and zinc acetate is added thereto. 0.5 part by weight was added to 100 parts by weight of phenol. The pH of this reaction system was adjusted to 5.5, and a reflux reaction was performed for 3 hours. After that, steam distillation is performed for 2 hours at a vacuum degree of 100 Torr and a temperature of 100 ° C. to remove unreacted phenol, and further, a reaction is carried out at a vacuum degree of 100 Torr and a temperature of 115 ° C. for 1 hour. )
(2) Silicone gel-containing novolac type phenolic resin: RT-54529 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
As the silicone gel, α-gel (manufactured by Geltech Co., Ltd., penetration: JIS K 2530-1976-50 g load) was used and melt kneaded with a novolac type phenol resin. A silicone gel content rate is 20 weight% with respect to the total amount with a novolak-type phenol resin.
(3) Novolac-type phenolic resin: PR-HF-3 (weight average molecular weight 1000) manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
(4) Hexamethylenetetramine: Sumitomo Seika Co., Ltd. Urotropin (5) Curing aid: Chichibu Lime Industry Co., Ltd. Slaked Lime (6) Acrylonitrile Butadiene Rubber: JSR PNC-38
(7) Polyvinyl butyral: SRECK BL-1 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
(8) Glass fiber: RES03-BM38 manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (chopped strand having an average fiber diameter of 11 μm and an average fiber length of 3 mm)
(9) Rock wool: RF840 manufactured by Lapinus (average fiber diameter 5.5 μm, average fiber length 300 μm)
(10) Unfired clay: ECC KALITEI manufactured by ECC
(11) Mold release agent: manufactured by NOF Corporation Stearic acid (12) Pigment: Mitsubishi Chemical Corporation carbon black # 750B
実施例および比較例により得られた成形材料を用いて、次の評価を行った。得られた結果を表２に示す。 The following evaluation was performed using the molding material obtained by the Example and the comparative example. The obtained results are shown in Table 2.
（測定方法）
・ シャルピー衝撃強さ、曲げ強さ、曲げ弾性率、成形収縮率：試験片は、トランスファ成形（１７５℃，硬化時間３分間）により作製し、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。
(Measuring method)
Charpy impact strength, flexural strength, flexural modulus, molding shrinkage rate: Test specimens were prepared by transfer molding (175 ° C., curing
・ ガラス転移温度：上記で得られた成形材料を用い、＜１＞の方法にて試料を成形した。この試料を用いてＴＭＡ法よりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。 Glass transition temperature: A sample was molded by the method <1> using the molding material obtained above. The glass transition temperature (Tg) was measured by TMA method using this sample.
＜３＞成形後外径収縮率：トランスファ成形（１７５℃、硬化時間３分間）にて図１に示す円筒型試験片（外径：２０ｍｍ、内径：１４ｍｍ、高さ：１５ｍｍ）を作製し、試験片の外径を測定することで、金型寸法からの変化率を求めた。試験片の形状をコンミテータの形状により近づけたことから、外径収縮率について前記成形収縮率よりも精度の高い評価となったと考えられる。 <3> Outer diameter shrinkage ratio after molding: Cylindrical test pieces (outer diameter: 20 mm, inner diameter: 14 mm, height: 15 mm) shown in FIG. 1 are prepared by transfer molding (175 ° C., curing time: 3 minutes), By measuring the outer diameter of the test piece, the rate of change from the mold size was determined. Since the shape of the test piece was made closer to the shape of the commutator, it was considered that the outer diameter shrinkage rate was evaluated with higher accuracy than the molding shrinkage rate.
表２の結果から、ロックウール及びシリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂を併用する本発明の成形材料で成形された成形品の実施例１ないし４は、ロックウールとシリコーンゲル含有ノボラック型フェノール樹脂を併用しない比較例１ないし３及び両者を共に含有しない比較例４に比較し、機械的強度を実用的なレベルに維持しつつ、成形収縮率、特に成形後外径収縮率が大幅に低減された。 From the results shown in Table 2, Examples 1 to 4 of molded articles molded with the molding material of the present invention using rock wool and a silicone gel-containing novolak type phenol resin together use rock wool and a silicone gel-containing novolak type phenol resin. Compared to Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Example 4 that do not contain both, the molding shrinkage rate, particularly the outer diameter shrinkage rate after molding, was greatly reduced while maintaining the mechanical strength at a practical level.
本発明によれば、機械的強度を実用的なレベルに維持しつつ、得られた成形品の成形収縮率を低減できるコンミテータ用フェノール樹脂成形材料として好適に適応できる。 The present invention can be suitably applied as a phenol resin molding material for a commutator that can reduce the molding shrinkage of the obtained molded product while maintaining the mechanical strength at a practical level.
１：外径
２：内径
３：高さ
1: Outer diameter 2: Inner diameter 3: Height
Claims (8)
The phenol resin molding material for a commutator according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the rock wool is 5 to 20% by weight with respect to the entire molding material.
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