JP2001192456A - 相溶化剤、ラジカル共重合性樹脂組成物、成形材料及び成形品 - Google Patents

相溶化剤、ラジカル共重合性樹脂組成物、成形材料及び成形品

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JP2001192456A JP2000335848A JP2000335848A JP2001192456A JP 2001192456 A JP2001192456 A JP 2001192456A JP 2000335848 A JP2000335848 A JP 2000335848A JP 2000335848 A JP2000335848 A JP 2000335848A JP 2001192456 A JP2001192456 A JP 2001192456A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジカル共重合性不飽和樹脂と低収縮化剤と
の相溶性を改善し、樹脂混合液状態で長期に亘り安定な
分散状態を示すような相溶化剤を提供する。 【解決手段】該相溶化剤が、スチレンを主成分とし、そ
の分子内に官能基を1つ以上有する高分子化合物(A)
とその分子内に官能基を1つ以上有するポリエステル、
ポリエーテル及びポリカーボネートから選ばれる1種以
上の高分子化合物(B)とから得られ、且つ(A)及び
(B)のそれぞれの官能基が反応して得られる化合物
(D)又は(A)及び(B)の官能基と反応する官能基
を有する化合物(C)を介して得られる化合物(D)を
主成分とすることを特徴とする相溶化剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジカル共重合性
不飽和樹脂とスチレンを主成分とする重合体とを相溶さ
せる為の新規相溶化剤、ラジカル共重合性樹脂組成物、
成形材料、および成形品に関する。より詳しくは、ラジ
カル共重合性不飽和樹脂と、スチレンを主成分とする重
合体との相溶性を改善し、相溶性の悪さに起因した、保
存上、成形上の問題を解決する手段を提供するものであ
る。さらには、これら樹脂混合物の1液化を可能にし、
製品の高付加価値を図ることの可能な相溶化剤を提供す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ラジカル共重合性不飽和樹脂は、成形材
料の原料樹脂として好適に用いられている。しかし、ラ
ジカル共重合性不飽和樹脂を用いた成形材料は硬化時に
起こる体積収縮が、成形品の反り、クラック等を引き起
こすと言った大きな問題があった。この問題を改良する
目的で、種々の熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ス
チレン−ブタジエンゴム等の低収縮化剤が用いられてい
る。しかし、これら低収縮化剤は、ラジカル共重合性不
飽和樹脂との相溶性が低く、混合後の分離が避けられな
いため、樹脂混合物の分離安定性に乏しく、樹脂混合物
の一液化が困難であり、混合したスチレン系低収縮化剤
の分離が、スカミング、色ムラなどの各種成形上の欠陥
の原因となっていた。
【0003】そこで、第三成分として安定剤を添加する
方法が取られており、例えば、米国特許3836600
号にはリビングアニオン重合法によるスチレン−エチレ
ンオキシドブロック共重合体を相溶化剤とした例が示さ
れている。この相溶化剤は、高い相溶化効果を示し、長
期に亘り安定な分散状態を継続することができるもの
の、合成方法の特殊性から、工業的な製造が困難であっ
た。
【0004】一方、低収縮化剤に酢酸ビニルブロックを
導入したり、官能基を導入するなどして、相溶性を改善
する方法が、例えば、特開平3−174424号公報、
特開平11−92646号公報に示されている。これら
改良型の低収縮化剤は、分離までの時間を遅延する効果
はあるものの、本質的に相溶性を改善し安定な分散状態
を得るには至っていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ラジ
カル共重合性不飽和樹脂とスチレンを主成分とする重合
体からなる低収縮化剤との相溶性を本質的に改善し、分
離に伴う成形時の成形欠陥を改善し、あるいは樹脂混合
液状態で長期に亘り安定な分散状態を示すような相溶化
剤にある。即ち、従来技術では成しえなかったラジカル
共重合性不飽和樹脂と低収縮化剤の分離を防止すること
で、樹脂混合物の1液化を可能とし、分離に伴う成形時
の欠陥をなくすことを可能とする、実用的な相溶化剤を
提供することにある。
【0006】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題について鋭意研究の結果、本発明を完成するに至っ
たものである。
【0007】即ち、本発明は、ラジカル共重合性不飽和
樹脂とスチレンを主成分とする重合体とを相溶させる相
溶化剤であって、該相溶化剤が、スチレンを主成分と
し、その分子内に官能基を1つ以上有する高分子化合物
(A)とその分子内に官能基を1つ以上有するポリエス
テル、ポリエーテル、及びポリカーボネートから選ばれ
る1種以上の高分子化合物(B)とから得られ、且つ
(A)および(B)のそれぞれの官能基が反応して得ら
れる化合物(D)又は(A)及び(B)の官能基と反応
する官能基を有する化合物(C)を介して得られる化合
物(D)を主成分とするものである。
【0008】本発明は、化合物(C)が、分子内に高分
子化合物(A)の官能基と反応しうる官能基を1つ以上
有し、かつ高分子化合物(B)の官能基と反応しうる官
能基を1つ以上有する化合物であることからなる上記相
溶化剤でもある。
【0009】本発明は、高分子化合物(A)の官能基
が、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、
及びメルカプト基から選ばれる1種以上の官能基である
ことからなる上記相溶化剤でもある。
【0010】本発明は、高分子化合物(B)の官能基
が、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、
及びメルカプト基から選ばれる1種以上の官能基であ
る。好ましくは化合物(C)の官能基が、イソシアネー
ト基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ
基、クロロホルメート基及び炭酸エステル基から選ばれ
る1種以上の官能基であることからなる上記相溶化剤で
もある。
【0011】本発明は、化合物(C)が有機ポリイソシ
アネート化合物であり、且つ高分子化合物(A)及び
(B)の官能基が有機ポリイソシアネート化合物(C)
のイソシアネート基と反応するものであることからなる
上記相溶化剤でもある。
【0012】本発明は、高分子化合物(A)の官能基の
うち少なくとも1つが、化合物の分子末端に位置する。
好ましくは相溶化剤の主成分である化合物(D)1分子
中に含まれる高分子化合物(A)と高分子化合物(B)
の重量の比が、(B)/(A)=0.2〜5であること
からなる上記相溶化剤でもある。
【0013】本発明は、相溶化剤の主成分である化合物
(D)1分子中に含有される高分子化合物(A)の分子
数と高分子化合物(B)の分子数の合計が、3以下であ
る。好ましくは相溶化剤の主成分である化合物(D)の
数平均分子量が、1000〜60000であることから
なる上記相溶化剤でもある。
【0014】本発明は、上記相溶化剤、ラジカル共重合
性不飽和樹脂及び重合性不飽和単量体を含有してなるラ
ジカル共重合性樹脂組成物、及び該組成物とポリスチレ
ンを主成分とする重合体とを含有してなるラジカル共重
合性樹脂組成物である。
【0015】本発明は、また、上記相溶化剤、ラジカル
共重合性不飽和樹脂、ポリスチレンを主成分とする重合
体、重合性不飽和単量体及び充填材を含有してなる成形
材料、及びその成形品である。
【0016】次に本発明を詳細に説明する。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明のスチレンを主成分とする
重合体で、その分子内に官能基を1つ以上有する高分子
化合物(A)とは、官能基を1つ以上有し、スチレンを
主成分とした重合体であれば、合成方法、構造等、特に
限定されるものではない。例えば、官能基を末端に有す
るポリスチレン化合物は、アゾ系開始剤を用いたラジカ
ル重合や、リビングアニオン重合等の方法で合成できる
し、分子内に官能基を有するポリスチレン化合物はスチ
レンと官能基含有不飽和単量体との共重合により合成で
きる。また、スチレン−共役ジエンブロック共重合体中
の不飽和結合部分をエポキシ化した化合物も挙げられ
る。
【0018】高分子化合物(A)中のスチレンの構成割
合は、50重量%以上であることが好ましく、より好ま
しくは70重量%以上である。スチレンの割合が少ない
場合、相溶化剤としての性能に劣る。
【0019】高分子化合物(A)の官能基は、好ましく
は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、
及びメルカプト基から選ばれる1種以上の官能基であ
る。また、これらの官能基は、重合体の分子末端に位置
することが好ましい。化合物(A)1分子当たりの平均
官能基数は、特に限定されるものではないが、この数に
より反応方法および化合物(B)の官能基数を適切に選
択する必要がある。好ましい官能基数は、1〜4、より
好ましくは1〜2である。
【0020】高分子化合物(A)の数平均分子量は、好
ましくは500以上であり、より好ましくは1000〜
50000である。分子量が小さすぎても、大きすぎて
も、相溶化剤として充分な効果を得ることができない。
【0021】高分子化合物(B)は、分子内に官能基を
1つ以上有するポリエステル、ポリエーテル、及びポリ
カーボネートから選ばれる1種以上の高分子化合物であ
れば、合成方法、構造等、特に限定されるものではな
い。
【0022】ポリエーテルとしては、例えば、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、プルロニ
ック型などのポリエーテル類、ポリエステルとしては、
後述の、α,β−不飽和カルボン酸または飽和カルボン
酸とアルコールとから得られる飽和および不飽和ポリエ
ステル、あるいはカプロラクトンを開環重合したポリエ
ステル、ポリカプロラクトンとしては、後述のアルコー
ルとジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の
カーボネートを反応させたポリカーボネートを用いるこ
とができる。これらは、単独もしくは、2種以上を併せ
て用いられる。
【0023】高分子化合物(B)の官能基は、好ましく
は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、
及びメルカプト基から選ばれる1種以上の官能基であ
る。また、これらの官能基は、高分子化合物(B)の分
子末端に位置することが好ましい。高分子化合物(B)
1分子当たりの平均官能基数は、好ましくは1〜4であ
る。より好ましくは1〜2である。
【0024】高分子化合物(B)の数平均分子量は、好
ましくは300以上であり、より好ましくは500から
10000である。分子量が小さすぎても、大きすぎて
も、相溶化剤として充分な効果を得ることができない。
【0025】高分子化合物(A)と高分子化合物(B)
を直接反応させる場合の官能基の組み合わせとしては、
高分子化合物(A)の官能基それぞれに対して、高分子
化合物(B)の官能基を次に挙げる様に選択することが
好ましい。 化合物(A) 化合物(B) 水酸基 → カルボキシル基、エポキシ基 カルボキシル基 → 水酸基、エポキシ基、アミノ基 エポキシ基 → 水酸基、カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基 アミノ基 → カルボキシル基、エポキシ基 メルカプト基 → エポキシ基
【0026】分子内に高分子化合物(A)の官能基と反
応しうる官能基を1つ以上有し、かつ高分子化合物
(B)の官能基と反応しうる官能基を1つ以上有する化
合物(C)とは、好ましくはイソシアネート基、水酸
基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、クロロホ
ルメート基及び炭酸エステル基から選ばれる1種以上の
官能基を有する化合物である。特に化合物が限定される
ものではないが、例えば、有機ポリイソシアネート化合
物、ポリオール化合物(具体的には後述の2官能アルコ
ール)、ジカルボン酸クロリド化合物(アジピン酸ジク
ロリド)、ジカルボン酸活性エステル(アジピン酸ジス
クシンイミドエステル)、ポリアミン化合物(ヘキサメ
チレンジアミン)、炭酸エステル化合物(ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート)、2官能エポキシ化
合物(ビスフェノールAジグリシジルエーテル)、ホス
ゲン、チオホスゲン、ビスクロロホルメート化合物(エ
チレングリコールビスクロロホルメート)等が挙げられ
る。官能基の数は、好ましくは2である。この中でも、
反応操作、コストを考慮すると、有機ポリイソシアネー
ト化合物が好ましく用いられる。化合物(C)の有する
官能基に対して高分子化合物(A)(B)の有すべき官
能基は、以下に挙げるいずれかの官能基である。 化合物(C) 高分子化合物(A)(B) イソシアネート基→ 水酸基、カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基 水酸基 → カルボキシル基、エポキシ基、 カルボキシル基 → 水酸基、エポキシ基、アミノ基 エポキシ基 → 水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基 アミノ基 → エポキシ基、カルボキシル基 クロロホルメート基 →水酸基、アミノ基 炭酸エステル基 → 水酸基、アミノ基
【0027】有機ポリイソシアネート化合物とは、例え
ば1,2−エチレンジイソシアネート、1,3−プロピ
レンジイソシアネート、1,4−ブタンジイソシアネー
ト、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリジ
ンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、
1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート等
が用いられる。反応の制御等を考慮した場合、好ましく
はジイソシアネート化合物、例えばトリレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネートが好ましく用いら
れる。
【0028】化合物(D)1分子中に含まれる高分子化
合物(A)と高分子化合物(B)との重量の比は、相溶
化剤の性能を決定する重要な因子である。化合物(D)
1分子中に含まれる高分子化合物(A)の重量に対する
高分子化合物(B)の重量の比(B)/(A)は、好ま
しくは0.1〜10、より好ましくは0.2〜5であ
る。
【0029】また、化合物(D)の数平均分子量は、5
00〜300000であることが好ましく、より好まし
くは1000〜60000である。分子量が小さすぎて
も、大きすぎても、相溶化剤としての効果が低くなる。
本発明の数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィで測定したものである。
【0030】化合物(D)1分子中に含有される(A)
の分子数と(B)の分子数の合計は、平均3以下である
ことが好ましい。3より多くしても、相溶化剤の添加量
を一定にしたときの相溶化効果は同等あるいは低くな
る。
【0031】化合物(A)と(B)を反応させる際の手
順、反応方法、触媒、活性化試薬の使用は特に限定され
るものではない。
【0032】化合物(A)、(B)を(C)を介して反
応させる際の手順、反応方法、触媒、活性化試薬の使用
は特に限定されるものではないが、相溶化剤の主成分で
ある化合物(D)1分子中に含有される高分子化合物
(A)の分子数と高分子化合物(B)の分子数との合計
を3以下にするために適切な方法をとる必要がある。相
溶化剤としての主成分の化合物(D)は、好ましくは
(A)−(C)−(B)、(B)−(C)−(A)−
(C)−(B)、(A)−(C)−(B)−(C)−
(A)の構造のものである。(これら構造式は、官能基
を有する(A)、(B)、及び(C)夫々の化合物が反
応した結果を模式的に示すもので、式中[−]は、
(A)、(B)、及び(C)化合物の夫々の官能基が反
応した結果生じる結合基を示すもので、例えば、化合物
(C)のイソシアネート基と高分子化合物(A)の水酸
基との反応でウレタン結合が生じていることを示すもの
である。)化合物(A)、(B)を(C)を介して反応
させる際には、本発明の相溶化剤組成物、または相溶化
剤とは、(A)−(C)−(A)、(B)−(C)−
(B)等の構造の副生成物が少量存在している溶媒の溶
液である。
【0033】相溶化剤の合成反応は、溶媒中で行っても
良いし、溶媒を用いなくても良いが、通常は作業性の観
点から溶媒中で行われる。溶媒としては、該相溶化剤が
溶解するものであり、各成分中の官能基と反応しないも
のであれば何を用いても構わない。ただし、後にラジカ
ル共重合性不飽和樹脂と混合することを考えた場合、ラ
ジカル共重合性不飽和樹脂に含まれる重合性不飽和単量
体と同一のものを用いることが好ましい。
【0034】ラジカル共重合性不飽和樹脂とスチレンを
主成分とする重合体とを相溶させるのに必要な化合物
(D)の添加量は、ラジカル共重合性不飽和樹脂とスチ
レンを主成分とする重合体の合計100重量部当たり、
好ましくは0.02〜20重量部であり、より好ましく
は0.05〜5重量部である。量が少ない場合には分離
が起こってしまうし、量が多い場合には物性が低下す
る。
【0035】本発明の相溶化剤を含むラジカル共重合性
不飽和樹脂組成物とは、例えば、不飽和ポリエステル樹
脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂あるいは
アクリル樹脂等のラジカル共重合性不飽和樹脂と重合性
不飽和単量体とからなるものである。ここに必要に応じ
て、重合禁止剤、硬化触媒、充填材、強化材、内部離型
剤、顔料等の添加剤を加えるができる。
【0036】本発明に使用されうる不飽和ポリエステル
の組成は、特に制限されるものではなく、α,β−不飽
和カルボン酸または場合により飽和カルボン酸を含む
α,β−不飽和カルボン酸と多価アルコールとの反応か
ら得られる不飽和ポリエステルである。
【0037】α,β−不飽和カルボン酸としては、例え
ばフマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン
酸、シトラコン酸、メサコン酸、クロロマレイン酸、あ
るいはこれらのジメチルエステル類などが挙げられる。
これらのα,β−不飽和カルボン酸はそれぞれ単独で用
いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、飽和カルボン酸としては、例えばフタル酸、無水
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸(O
ccidental Chemical Corpor
ation製)、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒ
ドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライ
ン酸などが挙げられる。これらの飽和カルボン酸はそれ
ぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせても
よい。
【0038】一方、多価アルコールとしては、例えば、
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、トリメチレン
グリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、シクロヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタン
ジオール、グリセリンモノアリルエーテル、水素化ビス
フェノールA、水素化ビスフェノールAのエチレンオキ
サイドおよびプロピレンオキサイドの付加物、2,2−
ビス(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシフェニル)プロ
パン、2−メチルプロパンジオールなどのジオール類、
トリメチロールプロパンなどのトリオール類、ペンタエ
リスリトールなどのテトラオール類などが挙げられる。
これらのアルコールはそれぞれ単独で用いてもよいし、
2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0039】さらに、ジシクロペンタジエンを添加し、
上記α,β−不飽和カルボン酸、飽和カルボン酸および
多価アルコールと共に反応し得られるジシクロペンタジ
エン系変性不飽和ポリエステルも使用できる。
【0040】また、上記不飽和ポリエステルにグリシジ
ルメタクリレート等のグリシジル化合物を反応させて得
られる、変性不飽和ポリエステルも使用できる。
【0041】本発明に用いられるビニルエステル樹脂
は、エポキシ樹脂と不飽和一塩基酸との反応によって得
られる反応生成物である。エポキシ樹脂としては、例え
ばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポ
キシ樹脂などの多価フェノール類のグリシジルエーテル
類、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ト
リメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ビスフ
ェノールAのアルキレンオキシド付加物のジグリシジル
エーテルなどの多価アルコール類のグリシジルエーテル
類、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチ
ル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカル
ボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル
−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
1−エポキシエチル−3,4−エポキシシクロヘキサン
などの脂環式エポキシ樹脂、フタル酸ジグリシジルエス
テル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジ
グリシジルp−オキシ安息香酸、ダイマー酸グリシジル
エステルなどのグリシジルエステル類、テトラグリシジ
ルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルm−キ
シリレンジアミン、トリグリシジルP−アミノフェノー
ル、N,N−ジグリシジルアニリンなどのグリシジルア
ミン類、1,3−ジグリシジル−5,5−ジメチルヒダ
ントイン、トリグリシジルイソシアヌレートなどの複素
環式エポキシ樹脂、2,2´,4,4´−テトラグリシ
ドキシビフェニル、ジメチルビスフェノールCジグリシ
ジルエーテル、ビスベータートリフルオロメチルジグリ
シジルビスフェノールAなどがあげられる。これらのエ
ポキシ樹脂は単独もしくは2種以上を併用してもよい。
【0042】不飽和一塩基酸としては、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダ
イマー、モノメチルマレート、モノプロピルマレート、
モノブチルマレート、モノ(2−エチルヘキシル)マレ
ート、あるいはソルビン酸などがあげられる。これら酸
は単独もしくは2種以上を併せて用いられる。
【0043】グリシジル化合物とは、好ましくはグリシ
ジル(メタ)アクリレートである。
【0044】ビニルウレタン樹脂とは、ポリオール化合
物、有機ポリイソシアネート化合物、水酸基含有(メ
タ)アクリレートエステルから得られるオリゴマーであ
る。ポリオール化合物とは、分子内に複数の水酸基を有
する化合物の総称であるが、水酸基の代わりにイソシア
ネート基と反応しうる活性水素を有する官能基、例えば
カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基を有する化合
物でも構わない。かかるポリオール化合物としては、例
えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル、ポリオレフィンポリオール、ひまし油ポリオール、
カプロラクトン系ポリオールなどが挙げられ、それぞれ
単独もしくは2種以上を併せて用いられる。有機ポリイ
ソシアネート化合物としては前述のものを用いることが
できる。
【0045】アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル酸エ
ステルおよび(メタ)アクリル酸エステルを主たる成分
とする重合性不飽和単量体から導かれる熱可塑性アクリ
ル重合体と重合性不飽和単量体とから構成されるもので
ある。(メタ)アクリル酸エステルを必須成分とし、必
要により上記(メタ)アクリル酸エステル類と共重合可
能な他の重合性不飽和単量体を併用し、該単量体混合液
を重合して得られるものである。
【0046】該アクリル重合体は、該重合性単量体に溶
解させたシラップの形で用いられるため、分子量10万
以下のものが好ましく、懸濁重合、溶液重合等、一般的
重合方法で得ることができる。また、該単量体を10〜
40%予備重合したシラップをそのまま用いることもで
きる。
【0047】重合性不飽和単量体としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン
等の芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル
類が用いられる。また、官能性単量体である、ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート等のヒドロキシル基含有モノマーや、(メタ)
アクリル酸等、カルボキシル基を有するモノマーも使用
できる。更にその他の、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル等の不飽和エステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン
等のハロゲン化ビニル単量体、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル等の不飽和ニトリル類等を併用すること
ができる。
【0048】(変性)不飽和ポリエステル、ビニルエス
テル樹脂、ビニルウレタン樹脂あるいはアクリル樹脂等
のラジカル共重合性不飽和樹脂に対する重合性不飽和単
量体の配合量は、特に限定されるものではないが、10
重量%〜70重量%の範囲内が好ましく、20重量%〜
50重量%の範囲内がさらに好ましい。よって、好まし
くはラジカル共重合性不飽和樹脂:重合性不飽和単量体
=30〜90重量%:10〜70重量%、より好ましく
は50〜80重量%:20〜50重量%からなる樹脂組
成物である。
【0049】重合禁止剤は、製造の際、あるいは反応
後、重合によるゲル化の防止や、得られる不飽和ポリエ
ステルの保存安定性または硬化性を調整するために、添
加される。重合禁止剤としては特に限定されるものでは
なく、従来公知の重合禁止剤を用いることができる。具
体的には、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキ
ノン、p−t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロ
キノン、トルハイドロキノン、p−ベンゾキノン、ナフ
トキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノ
チアジン、ナフテン酸銅、塩化銅等が挙げられる。これ
らの重合禁止剤は、一種のみを用いても良く、また、二
種以上を適時混合して用いても良い。尚、上記重合禁止
剤の添加量は、特に限定されるものではない。
【0050】硬化触媒としては、公知の高温硬化型、あ
るいは常温硬化型の触媒を使用することができる。高温
硬化型の触媒としては、例えば、メチルエチルケトンパ
ーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキ
サノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチ
ルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパー
オキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどの
有機過酸化物を用いることができる。これら硬化触媒
は、単独もしくは2種以上を併せて用いられる。
【0051】また、常温硬化型の触媒としては、ナフテ
ン酸コバルトやオクテン酸コバルト等の金属塩類と、メ
チルエチルケトンパ−オキシドやメチルイソブチルケト
ンパ−オキシドなどのケトンパーオキシド類との併用に
よる硬化系、N,N−ジメチルアニリンなどの芳香族3
級アミン類とベンゾイルパ−オキシドなどのアシルパー
オキシド類との併用などによる酸化還元触媒系を用いる
ことができる。
【0052】充填材としては、例えば、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、タル
ク、カオリン、クレー、セライト、アスベスト、パーラ
イト、バライタ、シリカ、ケイ砂、ドロマイト、石灰
石、セッコウ、アルミニウム微粉、中空バルーン、アル
ミナ、ガラス粉、水酸化アルミニウム、寒水石、酸化ジ
ルコニウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、二酸化モ
リブデンなどが挙げられる。これらの充填材は、作業性
や得られる成形品の強度、外観、経済性などを考慮して
選ばれるが、通常炭酸カルシウムや水酸化アルミニウ
ム、シリカ、タルクなどがよく用いられる。
【0053】強化材としては、通常繊維強化材として用
いられるものでよく、例えば、ガラス繊維、ポリエステ
ル繊維、フェノール繊維、ポリビニルアルコール繊維、
芳香族ポリアミド繊維、ナイロン繊維、炭素繊維があ
る。これらの形態としては、例えば、チョップドストラ
ンド、チョップドストランドマット、ロービング、織物
状などが挙げられる。これらの繊維強化材は組成物の粘
度や得られる成形品の強度などを考慮して選ばれる。
【0054】内部離型剤としては、例えば、ステアリン
酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸亜鉛などの高級脂肪
酸塩、あるいはアルキルリン酸エステルなどが挙げられ
る。
【0055】また、シート・モールディング・コンパウ
ンド(以降SMC)、バルク・モールディング・コンパ
ウンド(以降BMC)などの成形材料を作成する場合に
は、増粘剤として酸化マグネシウム、水酸化カルシウム
などの金属酸化物や水酸化物を添加することができる。
【0056】減粘剤としては、粘度を低減し、作業性の
改善を図る目的などで添加するものであり、樹脂組成物
の粘度を低減するものであれば、特に限定されるもので
はない。
【0057】本発明において、ラジカル共重合性不飽和
樹脂と混合されるスチレンを主成分とする重合体として
は、スチレンを主成分とした重合体であれば、反応方
法、構造等、特に限定されるものではないが、例えば、
ポリスチレン、スチレンと重合性不飽和単量体との共重
合体、スチレン−共役ジエンブロック共重合体、スチレ
ン−水添共役ジエンブロック共重合体などを用いること
ができる。また、これら重合体中の二重結合に、他の化
合物を反応させたものも用いることができる。具体的に
は、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン
−イソプレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・
ブチレンブロック共重合体、スチレンーエチレン・プロ
ピレンブロック共重合体等が挙げられる。
【0058】スチレンと重合性不飽和単量体との共重合
体としては、スチレンと、前述の重合性不飽和単量体か
ら選ばれる1種以上の重合性不飽和単量体とを重合させ
て得られる共重合体であれば、その重合方法、共重合体
の構造は特に限定されるものではない。スチレン−共役
ジエン系ブロック共重合体とは、スチレンと共役ジエン
を重合させて得られるスチレン成分と共役ジエン成分か
らなるブロック共重合体であり、共役ジエン成分として
ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエンなどが
用いられる。さらに、これらスチレン−共役ジエンブロ
ック共重合体を水素添加して得られるスチレン−水添共
役ジエンブロック共重合体であっても良い。ブロック共
重合体の構成単位は特に限定されるものではなく、スチ
レン−共役ジエン、スチレン−共役ジエン−スチレン、
共役ジエン−スチレン−共役ジエンなどのスチレンと共
役ジエンの繰り返し単位のものも含まれる。
【0059】本発明のラジカル共重合性不飽和樹脂組成
物は、従来ラジカル共重合性不飽和樹脂組成物が用いら
れていた全ての用途に適用することができる。例えば、
成形材料(SMC、BMCとしてのプレス成形および射
出成形、スプレー成形、ハンドレイアップ成形、注型、
引き抜き成形、レジントランスファーモールディング、
メタルマッチドダイ成形等)、被覆材料(塗料、パテ、
化粧板、シーリング材、ライニング材)として用いるこ
とができる。成形材料とは、ラジカル共重合性不飽和樹
脂組成物、硬化触媒、繊維強化材からなり、必要により
充填剤、、内部離型剤、顔料等の添加剤を加えたもので
ある。
【0060】本発明の成形品とは、浴槽、キッチンカウ
ンター、洗面化粧台、防水パン等の住設機器;、レジン
コンクリート、タンク、浄化槽、人造大理石、パネル、
波板、パイプ等の土木建築材料;、シリンダーヘッドカ
バー、ヘッドランプリフレクター等の自動車部品;、モ
ーター封止材、ブレーカー等の電気部品;、ボート、船
等の船舶;、ボタン、雑貨などが挙げられる。
【0061】
【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。また、文中「部」とあるのは、重量部を示すもの
である。
【0062】実施例1(相溶化剤合成) 窒素導入管を設けた1リットルの4つ口フラスコに、ス
チレン300g、高分子化合物(A)として片末端に水
酸基を2つ有する数平均分子量6000のポリスチレン
(マクロモノマーHS−6:東亞合成(株)製)200
g、ハイドロキノンを0.2g仕込み、窒素気流中で7
0℃まで昇温した。次にジブチル錫ラウレート0.2
g、化合物(C)としてトリレンジイソシアネート12
gを入れ、70℃で2時間反応した。ここに高分子化合
物(B)として数平均分子量2000のポリエチレング
リコール136gを加え、70℃で3時間反応させた。
その後、トルハイドロキノン0.1gを加え90℃で2
時間反応させ化合物(D)を得た。ここにスチレン40
8gを加え、冷却し、固形分33%の相溶化剤溶液を得
た。これを相溶化剤溶液Aとする。このようにして得ら
れた化合物(D)のゲルパーミエーションクロマトグラ
フィで測定した数平均分子量は、11000であった。
【0063】実施例2(相溶化剤合成) 数平均分子量2000のポリエチレングリコール(B)
の代わりに、数平均分子量1800の不飽和ポリエステ
ル樹脂(ポリライトPS−367、大日本インキ化学工
業(株)製)122gを用いる以外は実施例1同様に反
応を行い化合物(D)を得た。ここにスチレン378g
を加え、冷却し、固形分33%の相溶化剤溶液を得た。
これを相溶化剤溶液Bとする。このようにして得られた
化合物(D)の数平均分子量は10000であった。
【0064】実施例3(相溶化剤合成) 数平均分子量2000のポリエチレングリコール(B)
の代わりに、数平均分子量2000のポリカーボネート
ジオール(CX−5520、日精化学工業(株)製)を
用いる以外は実施例1同様に反応を行い化合物(D)を
得た。ここにスチレン408gを加え、冷却し、固形分
33%の相溶化剤溶液を得た。これを相溶化剤溶液Cと
する。このようにして得られた化合物(D)の数平均分
子量は10000であった。
【0065】実施例4(相溶化剤合成) 窒素導入管を設けた1リットルの4つ口フラスコに、ス
チレン300g、高分子量化合物(A)としてアゾ系開
始剤を用いて合成した片末端に水酸基を1つ有する数平
均分子量9600のポリスチレン250g、ハイドロキ
ノンを0.2gを仕込み、窒素気流中で70℃まで昇温
した。次にジブチル錫ラウレート0.2g、化合物
(C)としてトリレンジイソシアネート4.6gを入
れ、70℃で2時間反応した。さらに高分子化合物
(B)として数平均分子量4000のポリエチレングリ
コール104gを加え、70℃で3時間、その後90℃
で2時間反応し化合物(D)を得た。ここにスチレン4
29gを加え、冷却し、固形分33%の相溶化剤溶液を
得た。これを相溶化剤溶液Dとする。このようにして得
られた化合物(D)の数平均分子量は14000であっ
た。
【0066】比較例1(相溶化剤合成) 数平均分子量2000のポリエチレングリコール(B)
136gの代わりに、数平均分子量200のポリエチレ
ングリコール14gを用いる以外は実施例1同様に反応
を行い化合物(D)を得た。ここにスチレン159gを
加え、冷却し、固形分33%の相溶化剤溶液を得た。こ
れを相溶化剤溶液Eとする。このようにして得られた化
合物(D)の数平均分子量は7000であった。
【0067】比較例2(相溶化剤合成) 数平均分子量4000のポリエチレングリコール(B)
104gの代わりに、数平均分子量200のポリエチレ
ングリコール5.5gを用いる以外は実施例4同様に反
応を行い化合物(D)を得た。ここにスチレン229g
を加え、冷却し、固形分33%の相溶化剤溶液を得た。
これを相溶化剤溶液Fとする。このようにして得られた
化合物(D)の数平均分子量は11000であった。
【0068】このようにして得られた相溶化剤溶液Aか
らFを一覧にまとめ、表1に示した。また、化合物
(D)1分子中に含まれる高分子量化合物(A)と高分
子量化合物(B)の重量の比、(B)/(A)を示し
た。さらに化合物(D)中に含まれる高分子化合物
(A)と高分子量化合物(B)の分子数の合計を示し
た。
【0069】
【表1】
【0070】実施例5〜8および比較例3、4 不飽和ポリエステル樹脂(ポリライトPS−367、大
日本インキ化学工業(株)製)160gに対し、重量平
均分子量28万のポリスチレンの50%スチレンモノマ
ー溶液40g、相溶化剤溶液をそれぞれ6g加え、充分
攪拌混合した。そのときの低収縮化剤の分離までの時間
を目視にて観察した結果を表2に示した。
【0071】
【表2】
【0072】(評価方法)分離までの時間;樹脂組成物
を攪拌混合後、容積240ccのガラス瓶に入れて、2
3℃に保たれた室内にて放置した。混合直後はいずれの
例においても均一に白濁した樹脂組成物が得られた。液
の上部に低収縮化剤の分離が観察できるようになった時
間を分離までの時間とした。1ヶ月経過後も分離のない
ものは、「分離無」と記した。
【0073】実施例9〜12および比較例5、6 窒素および空気導入管を設けた2リットルの4つ口フラ
スコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当
量410)1000g、メタクリル酸210g、ハイド
ロキノン0.5gを仕込み、窒素と空気とを1対1で混
合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−
メチルイミダゾール2.5gを入れ、105℃に昇温し
て10時間反応させた。90℃まで冷却後、スチレン2
20g、トルハイドロキノン0.8g、無水マレイン酸
100gを入れ、さらに3時間反応させた。ここにスチ
レン340gを入れて、冷却して、固形分70%のビニ
ルエステル樹脂を得た。これをビニルエステル樹脂Aと
する。ビニルエステル樹脂Aを不飽和ポリエステル樹脂
の代わりに使用する以外は、実施例5と同様に分離まで
の時間を評価した。結果を表3に示した。
【0074】
【表3】
【0075】実施例13〜16および比較例7、8 窒素および空気導入管を設けた2リットルの4つ口フラ
スコに、ノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量18
2)1000g、メタクリル酸470g、ハイドロキノ
ン0.6gを仕込み、窒素と空気とを1対1で混合した
ガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2−メチル
イミダゾール3gを入れ、105℃に昇温して10時間
反応させた。90℃まで冷却後、スチレン260g、ト
ルハイドロキノン1g、無水マレイン酸215gを入
れ、さらに3時間反応させた。ここにスチレン460g
を入れて、冷却して、固形分70%のビニルエステル樹
脂を得た。これをビニルエステル樹脂Bとする。ビニル
エステル樹脂Bを不飽和ポリエステル樹脂の代わりに使
用する以外は、実施例5と同様に分離までの時間を評価
した。結果を表4に示した。
【0076】
【表4】
【0077】実施例17〜20および比較例9、10 塊状重合によってメチルメタクリレートを30%重合し
て得られたアクリルシラップを不飽和ポリエステルの代
わりに使用する以外は、実施例5と同様にして分離まで
の時間を評価した。結果を表5に示した。
【0078】
【表5】
【0079】実施例21〜24および比較例11、12 ポリプロピレングリコール(分子量600)、イソホロ
ンジイソシアネートおよび2−ヒドロキシエチルメタク
リレートから得られたビニルウレタンを60部とメチル
メタクリレート40部を混合溶解したビニルウレタン樹
脂を不飽和ポリエステルの代わりに使用する以外は、実
施例51と同様にして分離までの時間を評価した。結果
を表6に示した。
【0080】
【表6】
【0081】実施例25 不飽和ポリエステル樹脂(ポリライトPS−180、大
日本インキ化学工業(株)製品)80部、パラベンゾキ
ノン0.06部、重量平均分子量28万のポリスチレン
の50%スチレンモノマー溶液20部、相溶化剤溶液A
を3部、ステアリン酸亜鉛4部、炭酸カルシウム140
部、顔料(ポリトングレーPT−8809、大日本イン
キ化学工業(株)製)、硬化触媒としてt−ブチルパー
ベンゾエート1部を混合し、均一に分散するまで充分攪
拌した。その後、該混合物に、さらに増粘剤として酸化
マグネシウム1.3部を添加した後、得られた不飽和ポ
リエステル樹脂組成物中の含有量が25重量%となるよ
うに、補強材としての繊維長1インチのガラス繊維を分
散させ、常用のSMC製造装置によってSMCを作成し
た。得られたSMCはアルミ蒸着フィルムに包み、40
℃で約24時間熟成した。その後、該SMCを上型14
5℃、下型135℃に調整した金型に供給し、圧力70
kgf/cm2(面圧)で4分間加圧保持することによ
って30×30cm、厚さ3mmの平板に成形した。得
られた成形品のスカミング、均一着色性、表面平滑性、
光沢の評価は、下記に示す方法で行った。結果を表7に
示した。
【0082】実施例26 不飽和ポリエステル樹脂の代わりにビニルエステル樹脂
Aを用いる以外は実施例25同様の評価を行った。結果
を表7に示した。
【0083】実施例27 不飽和ポリエステル樹脂の代わりにビニルエステル樹脂
Bを用いる以外は実施例25同様の評価を行った。結果
を表7に示した。
【0084】比較例13 相溶化剤溶液Aの代わりに相溶化剤溶液Eを用いる以外
は実施例25同様の評価を行った。結果を表7に示し
た。
【0085】比較例14 相溶化剤溶液を用いない以外は実施例25同様の評価を
行った。
【0086】
【表7】
【0087】(評価方法) スカミングの評価:目視によって、スカミングの有無を
判定。 均一着色性の評価:目視での評価とともに色差計(日本
電色工業製カラーマシンΣ80)を使用し、成形品の任
意の直線上で1cm間隔で12点以上のL値を測定す
る。該L値の平均値を算出し、それを標準としてL値の
ばらつき(標準偏差)を算出し指標とする。 表面平滑性の評価:目視評価と、面歪測定機SURFMATIC
(東京貿易(株))を使用し、表面凹凸の2次微係数を
測定する。 表面光沢:目視および光沢計(村上色彩技術研究所:G
M26D)を使用し、60°光沢により評価。
【0088】 (評価基準) :良 ◎>○>△>× 不良 均一着色性:◎=目視でまったく色ムラが見られず、L値のば らつき(標準偏差)が0.5以下。 ○=目視ではほとんど色ムラが確認できないが、L値の ばらつき(標準偏差)が0.7以下。 △=目視で色ムラが確認でき、L値のばらつき(標準偏 差)が0.7より大きく1.0未満。 ×=目視で明らかな色ムラが確認でき、L値のばらつき (標準偏差)が1.0以上。
【0089】 表面平滑性:◎=2次微係数が500以下。 同上 ○=2次微係数が700以下。 同上 △=2次微係数が700より大きく1000未満。 同上 ×=2次微係数が1000以上。
【0090】
【0091】表1〜表6に記載の結果から明らかなよう
に、本発明の条件を満たした相溶化剤溶液AからDを用
いた実施例5〜24はいずれも高い相溶化効果が得られ
1ヶ月経過後にも全く分離が起こらなかった。一方、本
発明の条件を満たしていない相溶化剤溶液EおよびFを
用いた比較例3〜12は充分な相溶化効果が得られず、
いずれの場合にも数時間後に分離した。
【0092】また、表7に記載の結果から明らかなよう
に、実施例25〜27はいずれも本発明の条件を満たし
ているので、相溶化剤により低収縮化剤の分離に伴う成
形欠陥が改善されたスカミンク゛のない、均一着色性、表面平
滑性、表面光沢に優れた成形品を得ることが出来た。比
較例13および14は本発明の用件を満たしていないた
め、低収縮化剤分離に伴う成形欠陥が起きた成形品であ
った。
【0093】
【発明の効果】本発明により、従来技術では成しえなか
ったラジカル共重合性不飽和樹脂とスチレン系低収縮化
剤の分離を防止することで、樹脂混合物の1液化を可能
とし、分離に伴う成形時の欠陥をなくすことを可能とす
る実用的な相溶化剤を提供できるので、スカミンク゛がなく、
均一着色性、表面平滑性、表面光沢に優れた成形品を得
ることができる成形材料を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 101:00 C08L 101:00 Fターム(参考) 4F071 AA22 AA43 AA49 AA50 AA51 AB01 AH03 AH12 AH17 BA01 BB01 BB03 BB05 BB12 BC07 4J011 PA52 PA65 PA88 PB40 PC02 4J026 AA17 AA55 AA76 AC16 AC17 AC23 AC24 AC26 BA05 BA08 BA09 BA10 BA19 BA20 BA37 BB01 DB02 DB15 DB17 4J031 AA13 AA16 AA18 AA20 AB02 AC03 AC04 AC05 AC07 AC15 AD01 AF30

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラジカル共重合性不飽和樹脂と、スチレ
    ンを主成分とする重合体とを相溶させる相溶化剤に於い
    て、該相溶化剤が、スチレンを主成分とし、その分子内
    に官能基を1つ以上有する高分子化合物(A)とその分
    子内に官能基を1つ以上有するポリエステル、ポリエー
    テル及びポリカーボネートから選ばれる1種以上の高分
    子化合物(B)とから得られ、且つ(A)及び(B)の
    それぞれの官能基が反応して得られる化合物(D)又は
    (A)及び(B)の官能基と反応する官能基を有する化
    合物(C)を介して得られる化合物(D)を主成分とす
    ることを特徴とする相溶化剤。
  2. 【請求項2】 化合物(C)が分子内に高分子化合物
    (A)の官能基と反応する官能基を1つ以上有し、かつ
    高分子化合物(B)の官能基と反応する官能基を1つ以
    上有する化合物であることを特徴とする請求項1記載の
    相溶化剤。
  3. 【請求項3】 高分子化合物(A)の官能基が、水酸
    基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、及びメル
    カプト基から選ばれる1種以上の官能基であることを特
    徴とする請求項1または2記載の相溶化剤。
  4. 【請求項4】 高分子化合物(B)の 官能基が、水酸
    基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、及びメル
    カプト基から選ばれる1種以上の官能基であることを特
    徴とする請求項1〜3いずれか記載の相溶化剤。
  5. 【請求項5】 化合物(C)の官能基が、イソシアネー
    ト基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ
    基、クロロホルメート基及び炭酸エステル基から選ばれ
    る1種以上の官能基を有することを特徴とする請求項1
    〜4いずれか記載の相溶化剤。
  6. 【請求項6】 化合物(C)が有機ポリイソシアネート
    化合物であり、且つ高分子化合物(A)及び(B)の官
    能基が有機ポリイソシアネート化合物(C)のイソシア
    ネート基と反応するものであることを特徴とする請求項
    1〜4いずれか記載の相溶化剤。
  7. 【請求項7】 高分子化合物(A)の官能基のうち少な
    くとも1つが、化合物の分子末端に位置することを特徴
    とする請求項1〜6いずれか記載の相溶化剤。
  8. 【請求項8】 相溶化剤の主成分である化合物(D)の
    1分子中に含まれる高分子化合物(A)と高分子化合物
    (B)の重量の比が、(B)/(A)=0.2〜5であ
    ることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の相溶化
    剤。
  9. 【請求項9】 相溶化剤の主成分である化合物(D)の
    1分子中に含有される高分子化合物(A)の分子数と高
    分子化合物(B)の分子数との合計が、3以下であるこ
    とを特徴とする請求項1〜8いずれか記載の相溶化剤。
  10. 【請求項10】 相溶化剤の主成分である化合物(D)
    の数平均分子量が、1000〜60000であることを
    特徴とする請求項1〜9いずれか記載の相溶化剤。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10いずれかに記載の相溶
    化剤、ラジカル共重合性不飽和樹脂及び重合性不飽和単
    量体を含有してなることを特徴とするラジカル共重合性
    樹脂組成物。
  12. 【請求項12】 請求項1〜10いずれかに記載の相溶
    化剤、ラジカル共重合性不飽和樹脂、ポリスチレンを主
    成分とする重合体及び重合性不飽和単量体を含有してな
    ることを特徴とするラジカル共重合性樹脂組成物。
  13. 【請求項13】 請求項1〜10いずれかに記載の相溶
    化剤、ラジカル共重合性不飽和樹脂、ポリスチレンを主
    成分とする重合体、重合性不飽和単量体及び充填剤を含
    有してなることを特徴とする成形材料。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の成形材料を用いた
    ことを特徴とする成形品。
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