ベークライトCNC加工

ベークライトは工業生産に投入された最初のプラスチック品種であり、化学名はフェノール樹脂である。高い機械的強度、優れた絶縁性、耐熱性、耐食性を備えるため、スイッチ、ランプヘッド、ヘッドホン、電話ケース、計器ケースなどの電気材料製造に広く用いられ、「ベークライト」と命名された。ベークライトの導入は産業発展に多大な意義を持つ。

機械的特性

フェノール樹脂は硬く脆い熱硬化性材料である。

ベークライトの特徴は吸水性・導電性がなく、耐熱性・高強度を備え、電気機器に使用される。木材のように高い絶縁性と可塑性を有することから「ベークライト」と呼ばれる。ベークライトは粉末状のフェノール樹脂に木屑、アスベスト、粘土を混合し、高温で型に圧入して成形される。

フェノール樹脂プラスチック（ベークライト）：表面は硬く脆く、叩くと板材のような音を立てる。大半が不透明な暗色（褐色または黒色）で、熱湯でも軟化しない。絶縁体であり、主成分はフェノール樹脂である。

成形性能

1. 成形性は良好であるが、収縮率と方向性はアミノ樹脂より一般的に大きく、水分揮発分を含む。成形前には予熱し、成形工程中に排気を行う必要がある。予熱なしの場合は金型温度と成形圧力を上げる必要がある。

2. 金型温度は流動性に大きく影響し、一般的に160℃を超えると流動性が急激に低下する。

3. 硬化速度はアミノ樹脂より一般的に遅く、硬化時に放出される熱量が多い。大型厚肉プラスチック部品では内部温度が高くなりやすく、硬化ムラや過熱が発生しやすい。

ホルムアルデヒド／フェノール（モル比）が1未満の場合、熱可塑性フェノール樹脂と呼ばれる熱可塑性製品が得られる。これは、さらなる縮合基を含まない直鎖状フェノール樹脂に硬化剤を添加し、加熱して硬化させるものである。硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンなどを用い、硬化温度150℃で、充填剤を混合した成形粉末は一般にベークライト粉末として知られる。ホルムアルデヒド/フェノール（モル比）が1を超える場合、アルカリ触媒下でまずA段階樹脂を得る。これは有機溶媒に可溶な熱硬化性フェノール樹脂であり、 A段階樹脂に含まれるヒドロキシメチル基はさらに縮合可能であるため、硬化剤を添加せずとも硬化が可能：加熱下での反応によりB段階樹脂を得る。これは半可溶性フェノール樹脂とも呼ばれ、不溶性・非融解性であるが膨潤・軟化が可能。さらに反応を進めると不溶性・非融解性のバルク構造を持つC段階樹脂を得る。これは不溶性フェノール樹脂とも呼ばれる。A段階樹脂は長期保存中に自然硬化することもある。

熱硬化性フェノール樹脂の硬化形態は、常温硬化と熱硬化の二種類に分けられる。常温硬化には無毒の常温硬化剤NLが使用可能で、塩化ベンゼンスルホニルや石油スルホン酸も使用できるが、後者二種は毒性が強く刺激性がある。