JP2001152001A - バルクモールディングコンパウンド及びそれを用いた成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼却残分を少なくすることができ、したがっ
て、セメント燃原料としても熱効率が高く、また、廃棄
処理も容易であるリサイクル性に優れかつ軽量なバルク
モールディングコンパウンド及びこれを用いた成形品を
提供することを目的とする。 【解決手段】 不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量
体、低収縮材、硬化剤及び増粘剤を含有する不飽和ポリ
エステル組成物を有機繊維基材に含浸させてなるるバル
クモールディングコンパウンドにおいて有機繊維基材の
含有量を４〜５０質量％とすることを特徴とするバルク
モールディングコンパウンド並びにこれを加圧加熱成形
したバルクモールディングコンパウンド成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽、洗い場パン
等の浴室機器、キッチンカウンタ、洗面カウンタ等に用
いられる成形材料であるバルクモールディングコンパウ
ンド（以下，ＢＭＣと称する）、並びにそのＢＭＣを成
形した成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＭＣは、ビニル系単量体に希釈させた
不飽和ポリエステルに、添加剤として低収縮剤、硬化
剤、重合禁止剤、充填剤、増粘剤、雛型剤、さらには着
色剤等を混ぜたぺ一ストとガラス繊維をミキサで混練し
て均一に分散させて、ぺ一ストをガラス繊維に含浸させ
て塊状にして熟成して半固形化させた成形材料である。
この、ＢＭＣは、金型に載置して加圧加熱成形され、浴
槽、キッチンカウンタ、洗面カウンタ等として用いられ
る

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして加圧
加熱成形されたＢＭＣ成形品は、その優れた耐久性、耐
水性、機械強度、あるいは成形品表面の平滑性や光沢
等、及び形状の自由度が大きく意匠性に優れる点等から
浴槽等の浴室機器やキッチンカウンタ、洗面カウンタ
等、主に人造大理石調製品として広く用いられている。
しかしながら、前記のＢＭＣ成形品は、ジシクロペンタ
ジエンや熱可塑性樹脂成形品等と比べてリサイクル性や
産業廃棄物処理に難点がある。すなわち、ＢＭＣ成形品
には補強材としてガラス繊維が、一般的には５〜３０質
量％含まれており、そのためにセメント燃原料等で熱回
収リサイクルを行う時には、他の熱可塑性樹脂成形品に
比べて、発生熱量が低く熱回収効率が悪い、あるいはガ
ラス繊維が残るために燃焼後の廃棄処理量が多いなどの
問題がある。

【０００４】また、マテリアルリサイクルはガラス繊維
を含んでいるため、その分離が困難であり、現状不可能
であり、埋め立て処理せざるを得ず、環境問題になりつ
つあるのが現状である。また、ＢＭＣ成形品は高比重の
ガラス繊維を含むために、ジシクロペンタジエン樹脂や
熱可塑性樹脂に比べて比重が高く、製品の軽量化が難し
く施工性にも劣っている。このようなことから、ＢＭＣ
成形品から、ガラス繊維を含まないジシクロペンタジエ
ン樹脂や熱可塑性樹脂への材料、製法転換が進みつつあ
る。

【０００５】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
ので、リサイクル性に優れかつ軽量なＢＭＣ及び又はＢ
ＭＣ成形品を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のものに関
する。 （１） 不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、低収
縮材、硬化剤、増粘剤及び有機繊維基材を含有するバル
クモールディングコンパウンドにおいて有機繊維基材の
含有量を４〜５０質量％とすることを特徴とするバルク
モールディングコンパウンド。 （２） 有機繊維基材は繊維長が０．５〜１００ｍｍの
ものを主体とする不織布である項（１）に記載のバルク
モールディングコンパウンド。 （３） 有機繊維基材がポリエステル繊維を主体とした
ものである項（１）又は（２）に記載のバルクモールデ
ィングコンパウンド。 （４） 項（１）〜（３）のいずれかに記載のバルクモ
ールディングコンパウンドを、加圧加熱成形したバルク
モールディングコンパウンド成形品。

【０００７】本発明におけるシートモールディングコン
パウンド（ＢＭＣ）は、不飽和ポリエステル樹脂、重合
性単量体、低収縮剤、硬化剤、増粘剤及び繊維強化材を
配合してなる繊維強化成形材料であって、バルク状に形
成してなるものである。

【０００８】本発明における不飽和ポリエステル樹脂
は、α，β−不飽和多塩基酸又はその無水物を必須成分
として含む多塩基酸成分と多価アルコールを反応させて
得られる。本発明において、不飽和ポリエステル樹脂の
合成原料であるα，β−不飽和多塩基酸又はその無水物
としては、例えば、α，β−不飽和二塩基酸又はその無
水物、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シ
トラコン酸、無水マレイン酸、これらの無水物などが挙
げられる。これらは、２種以上併用してもよい。多塩基
酸成分としては、不飽和基の濃度を調節すること、可撓
性、耐熱性などの特性を付与するために、α，β−不飽
和多塩基酸又はその無水物のほか、飽和多塩基酸又はそ
の無水物を併用するのが好ましい。このとき、α，β−
不飽和多塩基酸又はその無水物としては、多塩基酸成分
のうち、４０モル％以上とするのが好ましい。α，β−
不飽和多塩基酸又はその無水物が４０モル％より少なく
なると得られる成形品の強度が漸次低下する傾向を示
す。このことから、α，β−不飽和多塩基酸又はその無
水物が、４５〜８０モル％であるのがより好ましく、５
０〜７０モル％であることが特に好ましい。

【０００９】併用される飽和多塩基酸又はその無水物と
しては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、３，６−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタ
ル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル
酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、トリメリッ
ト酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー
酸、こはく酸、アゼライン酸、ロジン−マレイン酸付加
物などが挙げられる。これらは、２種以上を併用しても
よい。

【００１０】不飽和ポリエステル樹脂のもう一つの合成
原料である多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，
４−シクロヘキサンジオール、水素添加ビスフェノール
Ａ等の二価アルコール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン等の三価アルコール、ペンタエリスリトール等の
四価アルコールなどが挙げられる。これらは、２種以上
を併用してもよい。

【００１１】多塩基酸成分と多価アルコールとは、当量
比で、多塩基酸成分を１とするとき、多価アルコールを
１〜１．３の範囲で使用することが好ましく、１．０３
〜１．０５の範囲で使用することがより好ましい。多価
アルコールが少なくなると、得られる不飽和ポリエステ
ル樹脂の分子量が小さくなる傾向にあり、多くなると酸
価が小さくなって増粘剤による増粘の進行が遅くなる傾
向がある。

【００１２】不飽和ポリエステル樹脂の製造方法として
は、従来から公知の方法によることができる。例えば、
多塩基酸成分、多価アルコール成分とを縮合反応させ、
両成分が反応するときに生じる縮合水を系外に除きなが
ら進められる。縮合水を系外に除去することは、好まし
くは不活性気体を通じることによる自然留出又は減圧留
出によって行われる。縮合水の留出を促進するため、ト
ルエン、キシレンなどの溶剤を共沸成分として系中に添
加することもできる。反応の進行は、一般に反応により
生成する留出分量の測定、末端の官能基の定量、反応系
の粘度の測定などにより知ることができる。反応の温度
は１５０℃以上とすることが好ましく、また酸化による
副反応を防止するためにチッ素、二酸化炭素などの不活
性気体を通気しながら反応させることが好ましい。この
ことから、反応装置としては、ガラス、ステンレス製等
のものが選ばれ、撹拌装置、水とアルコール成分の共沸
によるアルコール成分の留出を防ぐための分留装置、反
応系の温度を高める加熱装置、この加熱装置の温度制御
装置、チッ素など不活性気体の吹込み装置等を備えた反
応装置を用いるのが好ましい。

【００１３】不飽和ポリエステルの数平均分子量は２５
００〜４５００であることが好ましい。分子量が２５０
０よりも低いと増粘剤を適量添加しても増粘が上がらず
樹脂組成物とした場合に柔らかく作業性が悪化するなど
の問題が発生する。分子量が４５００よりも大きいと粘
度が高くガラス繊維の含浸不良をおこし成形した場合表
面光沢性が低下する。

【００１４】本発明に用いられる重合性単量体として
は、例えば、スチレン、クロルスチレン、ジビニルベン
ゼン、ターシャリブチルスチレン、臭化スチレン等のス
チレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のメタクリ
ル酸又はアクリル酸のアルキルエステル、β−ヒドロキ
シメタクリル酸エチル、β−ヒドロキシアクリル酸エチ
ル等のメタクリル酸又はアクリル酸のヒドロキシアルキ
ルエステル、ジアリルフタレート、アクリルアミド、フ
ェニルマレイミドなどがあげられる。また、エチレング
リコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジ
メタクリレート、トリメチールプロパントリメタクリレ
ートなどの多官能のメタクリル酸又はアクリル酸のエス
テル類を用いることもできる。

【００１５】通常、不飽和ポリエステル樹脂と重合性単
量体とを配合し、必要により重合禁止剤などを加えて不
飽和ポリエステル樹脂組成物とされる。不飽和ポリエス
テル樹脂と重合性単量体との配合割合は、両者の合計量
を１００重量部とするとき、不飽和ポリエステル樹脂が
２５〜８０重量部、重合性単量体が７５〜２０重量部と
するのが好ましい。２５重量部未満であると不飽和ポリ
エステル樹脂組成物の粘度が低すぎてシート状に塗布し
にくく、また、沈降等のため他の成分と均一に混合しに
くくなり、さらに、得られる繊維強化成形材料を成形し
ても硬化収縮率が大きく、成形品に割れ、クラック等が
生じる場合がある。不飽和ポリエステル樹脂が８０重量
部を超えると、粘度が高すぎて塗布したり、他の成分と
混合しにくくなる場合がある。このことから、不飽和ポ
リエステル樹脂が４０〜６５重量部、重合性単量体が６
０〜３５重量部とするのがより好ましい。重合禁止剤と
しては、ｐ−ベンゾキノン、ナフトキノン、トルキノ
ン、ハイドロキノン、モノ−ｔ−ブチルハイドロキノ
ン、ジブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。重合
禁止剤は、前記不飽和ポリエステル樹脂と重合性単量体
との総量に対して０．５重量％以下で使用されることが
好ましい。硬化剤を配合したときは、貯蔵安定性のた
め、０．０５重量％以上含有させることが好ましい。

【００１６】本発明で用いられる低収縮剤としては、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカプロラク
トン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ブタジエンゴム
などの熱可塑性樹脂が用いられる。使用量は、成形品の
収縮率や表面平滑性、表面光沢を考慮して決定され、特
に制限はない。低収縮剤は、前記不飽和ポリエステル樹
脂と重合性単量体との総量に対して２０〜５０重量％の
範囲で使用されることが好ましい。

【００１７】本発明で用いられる硬化剤としては、ケト
ンパーオキサイド類、パーオキシジカーボネート類、ハ
イドロパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、
パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、
パーオキシエステル類、アルキルパーエステル類などが
挙げられる。硬化剤の量は、成形サイクルのみではなく
材料の保存性、色ムラ等の面に影響があるため、それぞ
れに応じて決定される。材料の保存性、成形サイクルの
面から前記不飽和ポリエステル樹脂及び重合性単量体の
総量に対して０．５〜５重量％が好ましく、より好まし
くは１〜３重量％である。

【００１８】増粘剤としては、酸化マグネシウム、水酸
化マグネシウム、酸化カリウム、水酸化カリウム等が用
いられるが、一般的には酸化マグネシウムが用いられ
る。増粘剤の量は、成形材の作業性に応じて決定される
が、前記不飽和ポリエステル樹脂及び重合性単量体の総
量に対して、０．５〜５重量％が好ましく、より好まし
くは０．７〜２重量％である。増粘剤が少なすぎると樹
脂組成物の粘度が上昇しない場合がある。また増粘剤が
多すぎると粘度が上昇し過ぎて制御できなくなる場合が
ある。

【００１９】低収縮剤、硬化剤及び増粘剤は、通常、前
記した不飽和ポリエステル樹脂組成物に配合される。前
記の不飽和ポリエステル樹脂組成物又はＢＭＣには、さ
らに、適宜、無機充填材、離型剤、安定剤、着色剤等が
配合される。

【００２０】無機充填材としては、珪砂、炭酸カルシウ
ム、タルク、クレー等が挙げられる。無機充填材の配合
量は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体及び低収
縮剤との混合物１００質量部に対して、１００〜２００
質量部であることが好ましい。

【００２１】離型剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸カルシウム等が使用される。離型剤の量は、前
記不飽和ポリエステル樹脂及び重合性単量体の総量に対
して、１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは２〜
４重量％である。離型剤の量が少なすぎると１重量部未
満では成形品が型に付き、脱型しづらく、また成形品に
クラック等が入る場合がある。また、離型剤が多すぎる
と成形品強度が低下する傾向にある。

【００２２】繊維補強材として、有機繊維が用いられ
る。この有機繊維のＢＭＣ中の含有率は４〜５０質量％
が好適である。４質量％未満では、その補強効果が十分
でなく、得られたＢＭＣ成形品の強度が不足するためで
ある。また、５０質量％以上になると、不飽和ポリエス
テル樹脂組成物の含浸性が低下し、成形品に繊維目、ふ
くれ、クラック、ピンホール等の欠陥が発生し、製品外
観を損ねるとともに強度も低下してしまうためである。
有機繊維基材を構成する有機繊維の長は、０．５〜１０
０ｍｍが好適である。繊維長が０．５ｍｍ未満では補強
効果が不十分で成形品の強度が不足し、１００ｍｍを超
えると成形時の樹脂の流動性が悪く、成形品外観が損な
われ、又、リブやボスヘの充填性も悪く、成形品の用
途、形状が制限されるためである。上記の有機繊維とし
ては、ポリエステル繊維、セルロース繊維、ナイロン繊
維、アラミド繊維等を用いることができるが、ポリエス
テル繊維が、不飽和ポリエステル樹脂との密着性に優れ
ることから、好適である。

【００２３】ＢＭＣは、通常のＢＭＣ製造装置を用いて
製造することができる。通常、前記した不飽和ポリエス
テル樹脂組成物に繊維材が混合されるが、ＢＭＣに含ま
れる成分の混合順序については特に制限はない。

【００２４】ＢＭＣの粘度は、４０℃において１〜１４
０ｋＰａ・ｓとなるように調整されるのが好ましい。粘
度が低すぎると、成形品表面にスカミングが発生し易
く、また粘度が高すぎると型締め時間が長くなって成形
サイクルが長くなる傾向を示す。繊維強化成形材料の粘
度は、４０℃において５〜１００ｋＰａ・ｓとなるよう
に調整されるのがより好ましく、１０〜８０ｋＰａ・ｓ
となるように調整されるのが特に好ましい。ただし、繊
維強化成形材料の最適の粘度は、成形品によって決定さ
れる。また、繊維強化成形材料の粘度は増粘剤の配合量
や熟成条件によって調整することができる。

【００２５】ＢＭＣは、圧縮成形、トランスファー成形
等により成形され、広範囲なＦＲＰ成形品を得ることが
できる。成形温度は７０〜１５０℃、成形圧力は０．１
〜１０ＭＰａであることが好ましい。

【００２６】上記のようにして作製したＢＭＣを用いる
と、運搬時等に衝撃を受けた時にクラックが発生しにく
くなり、パネル組立式貯水槽、浄化槽等の大型容器、大
型成形品等に優れた特性を持たせることができる。

【００２７】

【実施例】以下において、スチレンで希釈された不飽和
ポリエステル樹脂として、ポリセツトＰＳ−９４１５
（不飽和ポリエステル樹脂４０質量％のスチレン溶液、
日立化成工業株式会社製、商品名）、低収縮剤としてポ
リスチレン（デンカスチロール、電気化学工業株式会社
商品名）を用いた。

【００２８】実施例１〜５及び比較例１〜５ （ＢＭＣの作製）スチレンに溶解された不飽和ポリエス
テル樹脂８０質量部（スチレン６０質量％）及びスチレ
ンに溶解したポリスチレン２０質量部（スチレン７０質
量％）、そして、この重合性単量体のスチレンで希釈さ
れた不飽和ポリエステルとスチレンで溶解したポリスチ
レンの混合物１００質量部に対して、硬化剤のｔ−ブチ
ルパーオキシベンゾエート１質量部、重合禁止剤のパラ
ベンゾキノン０．０７質量部、離型剤のステアリン酸亜
鉛３質量部、充填材の炭酸カルシウム１８０質量部及び
増粘剤の酸化マグネシウム０．８質量部を配合した。こ
のように配合して得られた不飽和ポリエステル樹脂組成
物を、表１又は表２に示すように所定の繊維を所定含有
量にて配合し、ダブルプラネタリーミキサーを用いて混
練し、ＢＭＣを作製した。

【００２９】成型品の製造 上記で得られたＢＭＣを用いて、５０トンプレス成形機
により加圧加熱成形し、２００ｍｍ角の平板を得た。な
お、成形条件は、ＢＭＣ投入重量０．４ｋｇ、成形圧力
７ＭＰａ、保圧時間４分に成形した。

【００３０】試験方法 （１）繊維基材の含浸性 ０．４ｇのＢＭＣを手でほぐしながら、未含浸ガラスの
発生箇所を目視観察し、発生箇所数を調べた。樹脂が含
浸されていない繊維基材の箇所がない場合を〇として、
その箇所が有る場合を×として評価した。 （２）成型品の外観 得られた成型品を目視観察し、ＳＭＣの充填度合い、ふ
くれ、巣、ピンホール等の欠陥の有無を調べた。欠陥の
ないものを〇として、欠陥のあるものを×として評価し
た。 （３）成型品比重 電子天秤式の比重計により測定した。 （４）曲げ強さ ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じ、オリエンテック（株）製
引張試験機により測定した。 （５）灼熱時の発熱量及び残分 ＢＭＣ成形品を示差熱熱重量同時測定装置にて６００℃
で２時間灼熱して燃やした時の発熱量及び残分を測定し
た。比較例１のＢＭＣ成形品では残分が７５質量％で、
ガラス繊維がその中に含まれていたのに対して、実施例
１〜５のＢＭＣ成形品は残分が５０質量％で、ガラス繊
維が存在しないために完全な微粉状であった。また、発
熱量も同重量当たりの燃焼可能分が多いために高かっ
た。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】本発明におけるＢＭＣ及びその成形品
は、焼却不可能なガラス繊維を含む必要がないため焼却
残分が少なくすることができ、したがって、セメント燃
原料としても熱効率が高く、又、残査も粉状であるた
め、廃棄処理も容易である。また、ガラス繊維に代えて
比重の低い有機繊維を用いるために成形品の低比重化が
図れ、製品の軽量化にも有用である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA07 AB02 AB05 AB14 AD38 AE01 AE02 AE12 AE13 AL01 AL06 4J002 AB013 AC032 BB032 BF022 BG062 CF003 CF192 CF211 CL003 CL063 DE058 DE078 EA046 EH076 EH136 EK017 EK037 EK047 EK057 EK067 EK087 EP016 FD010 FD147 FD202 FD338 GL00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量
   体、低収縮材、硬化剤、増粘剤及び有機繊維基材を含有
   するバルクモールディングコンパウンドにおいて有機繊
   維基材の含有量を４〜５０質量％とすることを特徴とす
   るバルクモールディングコンパウンド。
2. 【請求項２】 有機繊維基材は繊維長が０．５〜１００
   ｍｍのものを主体とする不織布である請求項１に記載の
   バルクモールディングコンパウンド。
3. 【請求項３】 有機繊維基材がポリエステル繊維を主体
   としたものである請求項１又は２に記載のバルクモール
   ディングコンパウンド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のバルク
   モールディングコンパウンドを、加圧加熱成形したバル
   クモールディングコンパウンド成形品。