フェノール樹脂（ベークライト）とは？

フェノール樹脂、通称「ベークライト（商標名）」は、1907年に誕生した世界初の完全合成プラスチックです。熱を加えることで硬化し、いったん硬化すると再び軟化しない「熱硬化性樹脂」に分類されます。主成分はフェノールとホルムアルデヒドで、酸または塩基触媒と硬化剤を用いて加熱反応を起こし、強固な三次元網目構造を形成します。この構造こそが、ベークライトに優れた耐熱性・絶縁性・機械的強度を与えている要因です。

その性能と量産性の高さから、かつては電話機・ラジオ・電球ソケットといった電気部品や、キッチン用品、服飾品などにも幅広く用いられてきました。金属代替材料としても注目され、自動車部品や産業機械の構造部材にも採用されるなど、工業用途でも大きな役割を果たしてきた素材です。

近年では高性能な熱可塑性樹脂（PEEK、PPSなど）の普及により、ベークライトの用途は限定的になってきていますが、その絶縁性・耐熱性・寸法安定性・機械的強度のバランスに優れた性質は今もなお高く評価されています。現在は「紙ベークライト」や「布ベークライト」といった積層材としての使用が主流です。

これらの積層フェノール樹脂は、電子機器における絶縁スペーサー、配線基板、冶具部品などに用いられ、自動車や産業機器などの構造体・機構部品としても採用されています。高精度な切削加工にも適しており、治工具や専用装置の部品製作においても実用性の高い素材です。

フェノール樹脂（ベークライト）の特長

1. 高い耐熱性──150〜180℃の環境でも安定した性能を発揮

ベークライトは連続使用温度130℃以上、短時間では150〜180℃に耐える優れた耐熱性能を持ちます。熱可塑性樹脂と異なり、加熱によって一度硬化すると再度軟化しない熱硬化性樹脂のため、高温下でも物性が安定しており、熱による劣化が少ないのが特長です。

そのため、加熱工程を含む製造装置部品や、電装品の発熱対策を必要とする部材に最適で、高温環境下でも形状・寸法・機能を維持できます。

2. 優れた電気絶縁性──高電圧下でも安心の絶縁性能

ベークライトは10¹²〜10¹⁵Ωの電気抵抗率を持つ高い絶縁性を備えています。これにより、電気機器の絶縁材、スイッチ基板、トランスの端子台、ヒューズホルダーなどの構造体として広く使用されています。

特に紙ベークライトは、軽量かつ安価でありながら十分な絶縁性を有しているため、コスト重視の絶縁用途に非常に適した材料です。

3. 機械的強度と耐衝撃性──布ベークライトなら構造材としても活躍

ベークライトは硬度が高く、摩耗や衝撃にも強い機械的強度を持っています。中でも布ベークライトは綿布を基材としており、紙ベークライトよりもさらに高い耐久性・耐衝撃性を発揮します。

そのため、治具、冶工具、搬送部品、摺動部品、構造材など、機械的負荷がかかる現場でも信頼性の高い素材として選ばれています。

なお、積層構造であるため、積層方向と並行に力が加わると強度が低下する点には留意が必要です。設計段階での方向性の考慮が重要です。

4. 高い加工性──切削・成形に対応し、複雑形状にも対応可能

フェノール樹脂は切削加工に適しており、精密部品への対応も可能です。また、熱硬化性樹脂としては珍しく、射出成形にも対応可能なため、大量生産における部品製造にも向いています。ただし、硬度が高いため、加工時は刃物の摩耗に注意が必要です。

5. 優れたコストパフォーマンス──低価格で安定供給が可能

フェノール樹脂は他のエンジニアリングプラスチックに比べて価格が安価で、材料コストを抑えつつも高性能を維持できます。大量生産や試作、汎用的な絶縁部材の調達など、コスト制約のある開発現場でも採用しやすい素材です。

例えば、紙ベークライトは布ベークライトよりもさらに低価格で、絶縁性能が必要な用途においては最もコスト効率の高い選択肢のひとつといえます。

紙ベークライトと布ベークライトの違い

ベークライトの代表的なものに紙ベークライトと布ベークライトの2種類があります。

紙ベークライト──軽量・加工性・コストメリットに優れた絶縁材

紙ベークライトは、フェノール樹脂を紙に含浸させて積層・成形した熱硬化性樹脂材料です。最大の特長は、軽量で加工性に優れ、コストパフォーマンスが高い点です。切削・穴あけ・タップ加工などがしやすく、寸法精度も確保しやすいため、電子機器や電気部品の構造材・絶縁材として多用されています。

また、プリント基板のベース材や配電盤内の支持材などにも用いられ、電気絶縁性を求める場面での量産用途に非常に適しています。コスト重視で材料選定を行いたい場合、紙ベークライトは有力な選択肢となります。

ただし、機械的強度や耐衝撃性は布ベークライトに比べて劣るため、応力がかかる部品や摩耗部位には不向きです。使用環境に応じた材料選定が重要になります。

布ベークライト──高い機械的強度と耐衝撃性を誇る構造用素材

布ベークライトは、フェノール樹脂を綿布などの繊維に含浸し、積層して成形した樹脂材料です。布を基材としているため、紙ベークライトに比べて機械的強度や耐衝撃性に優れ、過酷な使用環境でも信頼性の高い性能を発揮します。

そのため、摩耗や衝撃が加わる機構部品、冶具、金属代替の構造材など、強度が要求される現場での使用に適しています。具体的には、摺動部品やクランプ、搬送設備のガイド部などにも採用されることがあります。

一方で、布ベークライトは材料費が高め（紙ベークの約2倍）であり、積層構造が外観に現れることもあるため、コストや意匠性が求められる製品には注意が必要です。

フェノール樹脂（ベークライト）の切削加工のことなら、当社にお任せください！

フェノール樹脂は、絶縁性・耐熱性・寸法安定性・機械的強度といった複数の性能バランスに優れた素材です。特に、紙ベークライトはコスト重視の絶縁材として、布ベークライトは強度が求められる構造材として、それぞれ適材適所での活用が可能です。

当社では、フェノール樹脂を始めとする、樹脂の精密切削加工を行っております。また、材料選定段階からのご相談も承っております。

フェノール樹脂の切削加工をご検討中の方は、ぜひお気軽にご相談ください。