JP2002370288A - 繊維強化プラスチック成形品、その製造方法及びそれを用いた成形用型 - Google Patents
繊維強化プラスチック成形品、その製造方法及びそれを用いた成形用型Info
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Abstract
ター性に優れる繊維強化プラスチック成形品及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 高分子材料からなる表層(A)、中間
層(B)、および繊維強化プラスチック層(C)を有す
る繊維強化プラスチック成形品において、(1)中間層
(B)が、重合性不飽和単量体と重合硬化性不飽和樹脂
とからなる硬化性樹脂組成物と充填材とチキソ付与材と
からなる中間層用組成物の硬化物からなり、(2)硬化
性樹脂組成物が、その硬化により、特定の物性値を有す
る注型板を形成可能であり、(3)充填材の含有量が、
硬化性樹脂組成物100重量部に対して30〜150重
量部であり、(4)チキソ付与材の含有量が、硬化性樹
脂組成物100重量部に対して1〜4重量部であること
を特徴とする繊維強化プラスチック成形品。
Description
定な表面平滑性を有し、耐ブリスター性に優れる繊維強
化プラスチック成形品とその製造方法およびそれを用い
た繊維強化プラスチック成形用成形型に関するものであ
る。
(着色、柄出し)、耐候性、耐熱水性、耐薬性、耐汚染
性を得る目的で、必要により ゲルコート樹脂の硬化物
層が設けられる。該硬化物層は、用途、性能に応じ、不
飽和ポリエステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウ
レタン(メタ)アクリレート等あるいはこれらの混合
物、重合性不飽和単量体、硬化促進剤、硬化剤、必要に
より顔料等からなる常温で硬化可能な樹脂組成物を型に
吹き付け、予め、0.3〜0.5mm厚程度の硬化皮膜
として形成され、通常、次工程で積層させる繊維強化プ
ラスチッック層の硬化とともに、一体化して成形品とさ
れる。
する場合、通常ハンドレイアップ成形やスプレーアップ
成形で行われ、前者の成形では、繊維長が約2インチの
チョップドストランドマット及びまたはロービングクロ
ス等に、後者の成形では、約1インチのチョップドスト
ランドに、脱泡ローラーを用いて常温硬化可能な重合硬
化性不飽和樹脂組成物を含浸させ、硬化後、脱型して成
形品を得る一般的な方法で実施される。
縮をミクロな視点から観察すると繊維強化材付近と樹脂
リッチ部では硬化収縮に差が生じ、その結果、ゲルコー
ト樹脂層を該繊維強化プラスチック層で被覆しても、ゲ
ルコート樹脂層面に繊維強化材の配向パターンが凹凸と
して浮き出すファイバーパターンのプリントスルーと呼
ばれる外観不良の問題が発生する。この様な成形品の表
面平滑性を損なう外観不良は、その程度により、研磨等
の修正が加えられる場合があり、その修正に多くの時間
と労力が費やされている。また、ゲルコート樹脂硬化物
層の表面が脱型直後に平滑であっても、成形品の表面平
滑性は、繊維強化プラスチック層の硬化の進行によっ
て、損なわれることがある。
量%以下含有するものであるため、前記ファイバーパタ
ーンのプリントスルーに因る外観不良の問題を解決する
ことができない。また、充填材を多量に含有すると、ゲ
ルコート層として要求される繊維強化プラスチック成形
品の最外層の美装が損なわれるという問題が生ずる。
酢酸ビニル等の熱可塑性プラスチックを低収縮化剤とし
て添加することにより、あるいは、特開平4−1982
09号公報に記載の低収縮性のジシクロペンタジエン系
不飽和樹脂組成物を用いることにより、成形品の表面平
滑性を向上させることを検討した。
して添加すると、重合硬化性不飽和樹脂組成物と熱可塑
性ポリマーとの相溶性が悪いため、熱可塑性ポリマーの
分離が生じ、その結果、均一な硬化物ができない。
飽和樹脂組成物を用いた場合、表面平滑性は、一度に積
層する厚み、成形温度、積層終了から脱型するまでの時
間等の成形条件により大きく影響を受ける。更に、脱型
時点の硬化が不十分な場合、従来の不飽和樹脂組成物と
同様、成形品の表面平滑性は経時的に悪化する。
した後、高意匠性、高耐候性の高外観品質を得るために
ゲルコート樹脂硬化物層の外装に着色されたアクリルウ
レタン塗料等の塗装材を塗布する場合があるが、この場
合に於いても、成形品のゲルコート樹脂硬化物層の平面
平滑性が劣ることに起因して、塗装後の製品の外観表面
平滑性が劣るという問題が生じていた。
形品は、ゲルコート樹脂硬化物層および繊維強化プラス
チック層からなる繊維強化プラスチック製の成形型を用
い、積層成形方法にて得られている。しかし、この繊維
強化プラスチック製の成形型もまた上述の問題と同様
に、ゲルコート樹脂硬化物層の裏面の繊維強化プラスチ
ック層の硬化収縮により、高い表面平滑性を有する繊維
強化プラスチック製の成形型を作成することは困難であ
った。成形される成形品の外観品質及び表面平滑性は、
成形型の表面状態に影響されることから、表面平滑性の
損なわれた成形型を用いて成形品を作成すると、その成
形型の表面が成形品の表面に転写されるため、表面平滑
性の損なわれた成形品が得られる。そのため得られた成
形型の表面を研磨して修正することにより、表面平滑性
の高い成形型を作製し使用している。しかしながら、繊
維強化プラスチック製の成形型は、加熱成形、または硬
化発熱を伴う成形に於いて、その温度変化に伴い、成形
型自体の表面状態が変形するため、その研磨により得ら
れた表面平滑性が損なわれ、結果的に、表面平滑性の損
なわれた成形品が得られることとなる。このため、表面
が温度変化の影響を受けない繊維強化プラスチック成形
型が望まれていた。
変化に対し安定な表面平滑性を有する繊維強化プラスチ
ック成形品を提供することにある。本発明の他の目的
は、温度変化に対して安定な表面平滑性有すると共に成
形条件の変動に対しても安定な表面平滑性を有する繊維
強化プラスチック成形品を提供することにある。本発明
の他の目的は、即ち表面が温度変化の影響を受けないで
平滑性に優れる成形品で、裏面の繊維強プラスチック層
のブリスターの発生がなく表面層のクラックの発生を防
止できる繊維強化プラスチック成形品を提供することに
ある。さらに、本発明の他の目的は、上記成形品の製造
方法を提供することにある。
課題について鋭意研究の結果、重合性不飽和単量体と重
合硬化性不飽和樹脂とからなる硬化性樹脂組成物と充填
剤とチキソ付与材とからなる特定の組成物を用いて、成
形品の表層と繊維強化プラスチック層との間に硬化した
中間層を設けることにより前記問題点を解決できること
を見出し、本発明を完成させた。
(A)、中間層(B)、および繊維強化プラスチック層
(C)を有する繊維強化プラスチック成形品において、
(1)前記中間層(B)が、重合性不飽和単量体と重合
硬化性不飽和樹脂とからなる硬化性樹脂組成物と充填材
とチキソ付与材とからなる中間層用組成物の硬化物から
なり、(2)前記硬化性樹脂組成物が、その硬化によ
り、2〜50%の引張り伸び率と50以上のバーコール
硬度(B値)を有する注型板を形成可能であり、(3)
前記充填材の含有量が、硬化性樹脂組成物100重量部
に対して30〜150重量部であり、(4)前記チキソ
付与材の含有量が、硬化性樹脂組成物100重量部に対
して1〜4重量部であることを特徴とする繊維強化プラ
スチック成形品及びそれを用いた繊維強化プラスチック
成形用型を提供する。
ート樹脂で表層(A)を形成し、(2)次いで前記表層
(A)の上に中間層用組成物を吹き付けた後に硬化させ
て中間層(B)を形成し、(3)次いで前記中間層
(B)の上に繊維強化材と重合性不飽和単量体と重合硬
化性不飽和樹脂を含有する硬化性樹脂組成物を硬化させ
て繊維強化プラスチック層(C)を形成することにより
繊維強化プラスチック成形品を製造する方法であって、
(4)前記中間層用組成物が重合性不飽和単量体と重合
硬化性不飽和樹脂とからなる硬化性樹脂組成物と充填材
とチキソ付与材とからなり、(5)前記硬化性樹脂組成
物が、その硬化により、2〜50%の引張り伸び率と5
0以上のバーコール硬度(B値)を有する注型板を形成
可能であり、(6)前記充填材の含有量が、硬化性樹脂
組成物100重量部に対して30〜150重量部であ
り、(7)前記チキソ付与材の含有量が、硬化性樹脂組
成物100重量部に対して1〜4重量部であることを特
徴とする繊維強化プラスチック成形品の製造方法を提供
する。
本発明で使用する技術用語の定義について、以下に説明
する。
下の「日本工業規格JIS-K-6919 5.2.3 試験片の作り
方」に準拠した下記の方法により作製される注型板を意
味する。 ワックス等離型剤で表面処理された平滑性の良い2枚
のガラス板を用意する。 該ガラス板の間に厚さ3.0±0.2mmのU字型スペーサー
をクランプで挟みスペーサーとガラス板とを隙間無く密
着させ注型型を作製する。 硬化促進剤および硬化剤が配合された重合性不飽和単
量体と重合硬化性不飽和樹脂とからなる硬化性樹脂組成
物を真空脱泡した後、該樹脂組成物を注型型の開口部よ
り注入し、常温で硬化発熱を終えるまで放置する。 該注型型は、その後120℃×2時間の後硬化(アフターキュア
-)処理を行った後、常温で注型型を外し、注型板を得
た。
用語は、以下の「日本工業規格JIS-K-7113 引張試験方
法」に準拠した下記の方法により、測定した引張伸び率
を意味する。 <試験片の作成>前記注型板より175mm×(20±0.5)
mm×3mmの短冊片を切り出し、中心部に幅10±0.5mmの平
行部分を長さ方向に60±0.5mm設けたダンベル形状の試
験片を作成する。その際、元の短冊幅20mmから10mmへの
減幅は半径60mmの曲率とする。前記形状に試験片を切削
加工した後、#400〜#800のサンドペーパーで該試験片端
部を処理する。
さ、幅をマイクロメータで計測する。前記試験片の平行
部分に標線間50mmの伸び計をセットし、試験片の両端か
ら30mmの位置を試験ジグで挟み、5mm/minで引張った。
この時の最大荷重を平行部断面積で除した値を「引張り
強さ」、破断時点での伸びを「引張り伸び率」とした。
る技術用語は、以下の「JIS-K-7060 バーコール硬さ」
に準拠した下記の方法により、測定したバーコール硬度
を意味する。 米国ハ゛ーハ゛ーコールマン社製のGYZJ-934-1型硬度計およ
びGYZJ-935型硬度計を用いて、前記注型板の表面硬度を
測定する。その時、GYZJ-934-1型硬度計により得られる
硬さをHBI-A値「バーコール硬度A値」とし、GYZJ-935
型硬度計により得られる硬さをHBI-B値「バーコール硬
度B値」とした。 測定は、前記注型板に対し10点以上を行った。それぞ
れの測定結果の平均値を「バーコール硬度(A値)、バ
ーコール硬度(B値)」とした。
語は、以下の「JIS-K-7207 荷重撓み温度」に準拠した
下記の方法により、測定した「荷重撓み温度」を意味す
る。 <試験片の作製>前記注型板から、長さ130mm以上、幅
12.7mm、厚さ3.0±0.2mmの短冊を切り出し試験片とし、
#400〜#800のサンドペーパーで試験片切削端部を処理す
る。 <測定準備>前記試験片は、高さ12.7mmとなるように
幅方向で立てて、スパン100mmの支持台に、油槽中に浸
漬した。前記試験片の中心部への荷重をPとした時、P
(kg)=2×18.5×[幅(0.3±0.02cm)]×{[高さ(1.27c
m)]2/[3×10cm]}−(荷重用ジグkg)となる。この荷重
を該試験片中心部にかけ、荷重ジグを通じて試験片の撓
みを検知するダイヤルゲージをセットする。
定するために、油槽の該試験片中心部のすぐ近くに温度
計をセットした。 <測定>油槽の油温度を+2℃/minで昇温し、ダイヤ
ルゲージが0.26mmの撓み値を示した時の油温度を「荷重
撓み温度」、即ち「熱変形温度」とした。 本発明の繊維強化プラスチック成形品を構成する表層
(A)、中間層(B)、繊維強化プラスチック層(C)
について、以下に説明する。
は、温度変化に対し安定な表面平滑性、即ち表面が温度
変化の影響を受けないで平滑性に優れる高分子材料が好
ましく使用される。好ましくは、塗膜、フィルム、ゲル
コート樹脂硬化物のいずれかで形成されるものである。
その塗膜は、例えば、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂
系、ウレタンアクリル樹脂系、ポリエステル樹脂系等の
塗料を中間層(B)の上にスプレー等の手段で塗布する
ことにより形成されるものである。また、フィルムは、
例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアクリル等のプラスチックフィルム、好ましく
は着色されたプラスチックフィルムである。ゲルコート
樹脂硬化物は、常温硬化可能な後記する重合硬化性樹脂
組成物からなるゲルコート材をスプレーにて離型処理し
た型面に吹き付け、好ましくは0.1〜1.0mm、よ
り好ましくは0.3〜0.5mmの厚み程度の硬化物層
として形成されるものであり、本発明の繊維強化プラス
チック成形品の高生産性や高性能の観点から好ましく使
用される。尚、表層(A)がフィルムの場合、中間層
(B)との間にプライマー層又は接着層を介して接合す
るようにするのが好ましい。
脂組成物は、後述する不飽和ポリエステル、エポキシ
(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレー
ト、不飽和ポリエステルアクリレートまたは、これらの
混合物等から性能、用途により選ばれる重合硬化性不飽
和樹脂と後述する重合性不飽和単量体とを主成分とする
常温で液状の硬化性不飽和樹脂組成物である。さらに、
この樹脂組成物には、チキソ付与材として、ヒュームド
シリカで代表されるシラノール基を有する酸化珪素(S
iO2)あるいは無機ベントナイト化合物等を混合使用し
てチキソ性を付与し、必要により顔料を添加することに
より着色されたものである。
ポリライトGC−130、GC−230、GC−25
1、GC−505、GC−560(いずれも大日本イン
キ化学工業(株)製品)等のゲルコート材が挙げられ
る。
分的に透明、部分的に半透明であっても、又、着色、デ
ザイン、柄等の加飾手段の有無については特に限定され
ない。
不飽和単量体と重合硬化性不飽和樹脂とからなる硬化性
樹脂組成物と充填材とチキソ付与材とからなる繊維強化
材を含まない中間層用組成物の硬化物からなる。該中間
層用組成物は、重合性不飽和単量体と重合硬化性不飽和
樹脂とからなる硬化性樹脂組成物100重量部に対し
て、充填材30〜150重量部及びチキソ付与材1〜4
重量部を含有する。前記硬化性樹脂組成物は、その硬化
により、2〜50%の引張り伸び率と50以上のバーコ
ール硬度(B値)を有する注型板を形成可能である。か
かるバーコール硬度(B値)は、比較的柔軟なものから
比較的硬いものの硬度を示すことができる。バーコール
硬度(B値)は、バーコール硬度(A値)で表示するこ
ともできる。本発明で使用される前記硬化性樹脂組成物
は、その硬化により、2〜50%の引張り伸び率と30
以上のバーコール硬度(A値)を有する注型板を形成可
能であることが好ましい。更に、硬化により熱変形温度
が60℃以上および引張強度が10MPa以上となる注
型板を形成可能な硬化性樹脂組成物が好ましい。
不飽和樹脂は、好ましくは不飽和ポリエステル、エポキ
シ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレー
ト、または、これらの混合物である。本発明で使用され
る硬化性樹脂組成物は、好ましくはこれら重合硬化性不
飽和樹脂45〜75重量%と重合性不飽和単量体65〜
25重量%とを含有する常温で液状のものである。硬化
性樹脂組成物に硬化促進剤と硬化剤とを添加して硬化さ
せた注型板は、引張り伸びが2〜50%、好ましくは3
〜20%、より好ましくは3〜10%である。また、そ
の注型板の引張強度が、10Mpa以上、好ましくは1
0MPa〜100MPaであり、バーコール硬度(A
値)が、30以上、好ましくは35〜55で、バーコー
ル硬度(B値)が、50以上、好ましくは50〜95で
ある。注型板の引張強度が、10MPa未満では型とし
て強度不足であり、100MPaより大きいと過剰設計
である。バーコール硬度(A値)が30未満では、成形
品の表面が温度変化の影響を受けるため表面平滑性が損
なわれることがある。該注型板は、熱変形温度が、好ま
しくは60℃以上、より好ましくは90℃以上である。
尚、前記重合硬化性不飽和樹脂は、好ましくはエポキシ
(メタ)アクリレートの単独又は他の重合硬化性不飽和
樹脂との混合物を選択するのが好ましい。この選択によ
り、本発明の成形品は、比較的高い強度と熱変形温度
(荷重撓み温度、HDT)とを維持しつつ伸び性に富む
ものが得られること、即ち、高靱性で高い耐熱強度で耐
水性が良好な成形品を得ることができる。
組成物を硬化して得られる注型板の引張り伸び率が2%
未満であると、成形品に撓みや変形が起きた場合、中間
層(B)を設けない場合に比べゲルコートのクラックが
容易に発生してしまう。また、前記の注型板の引張り伸
び率が50%を越えると、先のゲルコートクラック防止
については、中間層(B)を設けない場合に比べ良好と
なる。しかし、次の繊維強化プラスチック層(C)の形
成時にファイバーパターンがプリントスルーし易くな
り、本来の目的である表面平滑性が経時的に悪化する傾
向にある。
は、硬化性樹脂組成物100重量部に対し、30〜15
0重量部であり、好ましくは60〜100重量部であ
る。充填材の量が150重量部を越えると、増粘により
スプレーによる吹き付けが困難な他、ゲルコートクラッ
ク発生に対する成形品の撓み変形量の許容範囲が小さく
なる等の弊害を生ずる。又、充填材量が30重量部未満
である中間層(B)を設けても、繊維強化プラスチック
層からのファイバーパターンのプリントスルーが防止で
きなくなる。
材の量は、硬化性樹脂組成物100重量部に対し、1〜
4重量部であり、好ましくは、2〜3重量部である。チ
キソ付与材の量が上記範囲外である1重量部未満あるい
は4重量部より多いと、スプレーによる吹きつけが困難
で、スプレーにて縦面に吹き付けた時たれの発生やレベ
リング不良があり、均一厚みの中間層が得られないの
で、ゲルコート面の表面平滑性が悪くなる。
硬化性樹脂組成物のゲル化時間および粘度は、塗布装置
の硬化剤の混合方式によって相違する。 1)予め硬化剤を配合した硬化性樹脂組成物を用いる場
合は、硬化性樹脂組成物を配合バッチ毎に供給し、空気
圧により霧化させるエア式スプレーガンを用いる場合、
かかる硬化性樹脂組成物のゲル化時間は好ましくは10
〜30分及び粘度は20〜40ポイズ及びチキソ性は4
〜9が好ましく、ゲル化時間が上記範囲であるとスプレ
ー中スプレーガン内部でのゲル化を抑制でき、粘度が上
記範囲であるとエア式スプレーガンでの霧化吹き付けも
容易となり好ましい。
(内部混合)または硬化剤を異なるノズルより同時に霧化
しスプレー混合(外部混合)するプランジャーポンプ式の
エアレススプレーガンを用いる場合は、硬化剤を配合し
た硬化性樹脂組成物のゲル化時間は3〜8分、粘度は、
40ポイズを越え70ポイズ以下、揺変性は、4〜9が
好ましい。内部混合、外部混合のプランジャーポンプ式
エアレススプレーガンを用いる場合スプレーガン内部で
のゲル化の問題がないため先述エアガンの場合の様なゲ
ル化時間の延長は必要なく、成形サイクルの点を考慮す
るとゲル化時間が短いことが好ましい。また、中間層用
組成物の粘度は、40を越え100ポイス以下が好まし
い。これは貯蔵の際の分離沈降防止、スチレン揮散抑制
の点から、高フィラー充填が好ましい。
和二塩基酸を含む二塩基酸と多価アルコ−ル、必要によ
りジシクロペンタジエン系化合物との反応で得られるも
のである。好ましくは分子量500〜5000の範囲の
ものである。
使用されるα,β−不飽和二塩基酸としては、例えば、
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
無水イタコン酸等を挙げることができる。飽和二塩基酸
としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、ハロゲン
化無水フタル酸、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、ヘキサヒ
ドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒド
ロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、コハク
酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、
1,12−ドデカン2酸,2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフ
タレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸
無水物、4,4'−ビフェニルジカルボン酸、またこれ
らのジアルキルエステル等を挙げることができる。
グリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリ
コ−ル、ポリエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−
ル、ジプロピレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−
ル、2−メチル−1,3−プロパンジオ−ル、1,3−
ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、水素化ビス
フェノ−ルA、1,4−ブタンジオ−ル、ビスフェノ−
ルAとプロピレンオキシドまたはエチレンオキシドの付
加物、1,2,3,4−テトラヒドロキシブタン、グリ
セリン、トリメチロ−ルプロパン、1,3−プロパンジ
オ−ル、1,2−シクロヘキサングリコ−ル、1,3−
シクロヘキサングリコ−ル、1,4−シクロヘキサング
リコ−ル、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、パラ
キシレングリコ−ル、ビシクロヘキシル−4,4'−ジ
オ−ル、2,6−デカリングリコ−ル、2,7−デカリ
ングリコ−ル等を挙げることができる。これらは、単独
でも2種類以上組み合わせて使用しても良い。
例えば、ビスフェノール・タイプのエポキシ樹脂のジ
(メタ)アクリレート、ノボラック・タイプのエポキシ
樹脂のジ(メタ)アクリレート、1,6−ナフタレン型
エポキシ樹脂のジ(メタ)アクリレート等があげられ、
その平均エポキシ当量が好ましくは150〜450なる
範囲内にあるようなエポキシ樹脂と不飽和一塩基酸と
を、エステル化触媒の存在下で、反応せしめて得られる
ものである。
樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールAエチレンオキシド付加型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールAプロピレンオキシド付加型エポキシ樹脂、ビス
フェノールF型エポキシ樹脂、1,6−ナフタレン型エ
ポキシ樹脂等を挙げることができる。
シ樹脂は、例えば、フェノール・ノボラックまたはクレ
ゾール・ノボラックとエピクロルヒドリンまたはメチル
エピクロルヒドリンとの反応によって得られるエポキシ
樹脂等が挙げられる。
ば、アクリル酸、メタクリル酸、桂皮酸、クロトン酸、
ソルビン酸、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、またはモノ(2−エチルヘキ
シル)マレートなどが挙げられる。
用でも2種以上の併用でもよい。前記したエポキシ樹脂
と不飽和一塩基酸との反応は、好ましくは、60〜14
0℃、特に好ましくは、80〜120℃なる範囲内の温
度において、エステル化触媒を用いて行われる。
が、そのまま使用できるが、例えば、トリエチルアミ
ン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチ
ルアニリンもしくはジアザビシクロオクタンの如き、各
種の3級アミン類;またはジエチルアミン塩酸塩などが
挙げられる。
平均分子量としては、好ましくは、450〜2,50
0、特に好ましくは500〜2,200なる範囲内が適
切である。分子量が450よりも小さい場合には、得ら
れる硬化物に粘着性が生じたり、強度物性が低下したり
するようになるし、一方、2,500よりも大きい場合
には、硬化時間が長くなり、生産性が劣って来るように
なる。
リオールとポリイソシアネートと水酸基含有(メタ)ア
クリル化合物との反応により得られる。使用されるポリ
オールとしては、例えば、ポリプロピレンオキシド、ポ
リエチレンオキシド、ポリテトラメチレングリコール、
ビスフェノールAエチレンオキシド付加物、ビスフェノ
ールAプロピレンオキシド付加物等のポリエーテルポリ
オール、ポリブタジエンジオール、ポリイソプレンジオ
ール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオール等が挙げられる。
ば、2,4−トリレンジイソシアネート及びその異性体
または異性体の混合物(以下TDIと略す)、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート、トリジンジイソ
シアネート、ナフタリンジイソシアネート、トリフェニ
ルメタントリイソシアネート、バーノックDー750、
クリスボンNX(大日本インキ化学工業(株)製品)、
デスモジュールL(住友バイエル(株)社製品)、コロ
ネートL(日本ポリウレタン社製品)、タケネートD1
02(武田薬品工業(株)社製品)、イソネート143
L(三菱化学(株)社製)等を挙げることができ、それ
らの単独または2種以上で使用することができる。前記
ポリイソシアネートのうちジイソシアネート、特にTD
Iが好ましく用いられる。
は、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルが好まし
く、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3
−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;ポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート等の様な水酸基
を2個有するアルコールのモノ(メタ)アクリレート
類;α−オレフィンエポキサイドと(メタ)アクリル酸
の付加物、カルボン酸グリシジルエステルと(メタ)ア
クリル酸の付加物;トリス(ヒドロキシエチル)イソシ
アヌル酸のジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ(メタ)アクリレート等の様な3個以上の水酸
基を有するアルコールの部分(メタ)アクリレート類が
挙げられる。
ートの製造において、水酸基含有(メタ)アクリル化合
物の一部を、本発明の効果を損なわない程度の水酸基含
有アリールエーテルや、高級アルコール等の化合物で置
換しても良い。
は、例えば、エチレングリコールモノアリールエーテ
ル、ジエチレングリコールモノアリールエーテル、トリ
エチレングリコールモノアリールエーテル、ポリエチレ
ングリコールモノアリールエーテル、プロピレングリコ
ールモノアリールエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノアリールエーテル、トリプロピレングリコールモノア
リールエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリー
ルエーテル、1,2−ブチレングリコールモノアリール
エーテル、1,3−ブチレングリコールモノアリールエ
ーテル、ヘキシレングリコールモノアリールエーテル、
オクチレングリコールモノアリールエーテル、トリメチ
ロールプロパンジアリールエーテル、グリセリンジアリ
ールエーテル、ペンタエリスリトールトリアリールエー
テル等の多価アルコール類のアリールエーテル化合物等
が挙げられ、水酸基を1個有するアリールエーテル化合
物が好ましい。
アルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコー
ル、トリデシルアルコール、ステアリルアルコール等が
挙げられる。
製造方法の一例を挙げれば、先ずポリエーテルポリオー
ルとポリイソシアネートとを、好ましくは数平均分子量
500〜30000、特に好ましくは700〜5000
になるようにNCO/OH=2〜1.5で反応させ、末
端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを生成
し、次いでそれに水酸基含有アクリル化合物を該プレポ
リマーのイソシアネート基に対して水酸基がほぼ当量と
なるように反応する。
ル化合物とポリイソシアネートとを反応させ、次いで得
られたイソシアネート基含有化合物とポリエーテルポリ
オールとを反応させて、好ましくは数平均分子量500
〜30000、より好ましくは700〜5000のウレ
タン(メタ)アクリレートを製造することができる。
合性不飽和単量体とは、本発明の効果を損なわない範囲
で通常不飽和ポリエステル樹脂組成物、ビニルエステル
樹脂、ビニルウレタン樹脂組成物に使用されるもので、
例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロルスチレ
ン、ジクロルスチレン、ジビニルベンゼン、t-ブチルス
チレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、ジアリールフタ
レ-ト、トリアリールシアヌレ-ト、さらにアクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステル等;(メタ)アクリル酸
メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル
酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メ
タ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エ
チルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジ
ル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル
酸トリデシル、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)
アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル
(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノエチル
エーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリ
コールモノヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、エ
チレングリコールモノ2ーエチルヘキシルエーテル(メ
タ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、ジ
エチレングリコールモノヘキシルエーテル(メタ)アク
リレート、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシ
ルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロ
ピレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレ
ート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(メ
タ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノヘキシ
ルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコ
ールモノ2ーエチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレ
ート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオ
ペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレ-ト、1,3−ブ
チレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シ1,3ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4
−(メタクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、
2,2−ビス〔4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フ
ェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキ
シ・ポリエトキシ)フェニル〕プロパン、テトラエチレ
ングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジ
アクリレートモノステアレート等の重合硬化性不飽和樹
脂と架橋可能な重合性不飽和単量体或いは不飽和オリゴ
マー等が挙げられる。これら重合性不飽和単量体は、単
独でも2種類以上組み合わせて使用しても良い。
平均粒径0.5〜200μmの粉末状もしくは中空状充
填材である。該粉末状充填材としては、例えば、炭酸カ
ルシウム、シリカ、ガラス、アルミナ、クレイ、水酸化
アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硅石等
の粉末であり、中空状充填材としては、有機系(ポリ塩
化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリメチルアクリレート、ポリアクリロニトリ
ル、またはこれら2種以上の共重合物等)、無機系(ガ
ラス、シリカ、セラミック等)の中空充填材等が挙げら
れる。その粒子径は中間層(B)形成時のスプレーによ
る吹き付け、繊維強化プラスチック層(C)形成時の積
層、含浸脱泡作業に支障をきたさないものであれば良
い。又、これらの2種以上を併用しても良い。充填材
は、好ましくは炭酸カルシウム粉と中空状充填材との混
合物である。粉末状充填剤の平均粒径は、好ましくは
0.5〜20μm、より好ましくは2〜8μmである。
中空充填剤の平均粒径は、好ましくは5〜200μmで
ある。また、中空状充填材の添加量は、硬化性樹脂組成
物100重量部に対して、好ましくは1〜10重量部、
より好ましくは1〜5重量部である。
は、炭酸カルシウムNSシリーズ(日東粉化(株)社
製)、水酸化アルミニウム ハイジライトHシリーズ
(昭和電工(株)社製)、アルミナ(住友化学工業
(株)社製)、硫酸カルシウムフランフリンファイバー
(UNITED STATES GYPSUM COM
PANY社製)である。中空状充填材としては、スコッ
チライトグラスバブル(住友スリーエム(株)社製)、
Dualite(PIERCE&STEVENS社
製)、GlassMicroballoon(EMER
SPON&CUMING社製)、Q−CEL,Micr
ocel(旭硝子(株)社製)、エクスパンセル、Mi
crocel(日本フィライト(株)社製),MFLシ
リーズ(松本油脂(株)社製)等の物が使用できる。特
に前記の中空状充填材を含有する中間層用組成物を使用
することにより、中間層(B)を高分子材料からなる表
層(A)の背面にスプレーアップ成形する時の泡抜け性
が向上し、また、該組成物の比重を下げることができる
ため用いることがより望ましい。
化性樹脂にチキソ性を与える形状のものであれば良い。
具体例としては、例えば、シリカ粉末、アスベスト、ス
メクタイト、硫酸カルシウムウィスカー等が挙げられ
る。必要に応じて前記の2種以上を併用しても良い。
レオロシールQSシリーズ((株)トクヤマ製)、アエ
ロジルシリーズ(日本アエロジル(株)社製)BENA
THIXシリーズ(ウィルバーエリス社製、CABOS
ILシリーズ(CABOT社製、HDKシリーズ(WA
CKER社製)、FRANKLIN FIBER(US
G社製)等が挙げられる。
は、先に硬化させた中間層(B)の上に、従来の繊維強
化プラスチック層同様にハンドレイアップ成形方法、ス
プレーアップ成形方法及びRTM(レジントランスファ
ーモールディング)成形方法のいずれかで、所望の設計
強度、弾性率が得られるよう設けられる。ハンドレイア
ップ成形方法は、繊維長が約2インチのチョップドスト
ランドマット及びまたはロービングクロス等の繊維強化
材に、スプレーアップ成形方法は、繊維長が約1インチ
のチョップドストランド等の繊維強化材に、硬化促進
剤、硬化剤を配合した重合性不飽和樹脂組成物の含浸脱
泡作業を繰り返し、常温あるいは加熱により硬化させる
ものである。また、RTM成形方法は、フォームガラス
マット、ロービングクロス等をあらかじめ型にチャージ
し、硬化促進剤、硬化剤を配合した重合性不飽和樹脂組
成物を注入成形するものである。
用いる重合性不飽和樹脂とは、好ましくは、不飽和ポリ
エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン
(メタ)アクリレートまたは、これらの混合物等であ
る。重合性不飽和樹脂は、重合性不飽和単量体に溶解さ
れ、硬化促進剤、硬化剤の添加により常温で硬化可能な
液状樹脂組成物である。また、通常のハンドレイアップ
成形方法、スプレーアップ成形方法同様に、垂れ止めと
作業性維持のため後述のチキソ付与材、またコスト面を
考慮し作業性、強度物性を損なわない範囲内で後述の充
填材を添加しても良く、更に必要により顔料を添加して
も良い。
重合性不飽和樹脂は、前記中間層(B)に使用される重
合硬化性不飽和樹脂の原料から得られるものである。
強化プラスチック層(C)に用いる樹脂組成物には、そ
の硬化速度を調整するために硬化剤、硬化促進剤、及び
遅延剤の種類、添加量を適宜選択して用いる。
アゾイソブチロニトリル等や、有機過酸化物、例えば、
ジアシルパーオキサイド系、パーオキシエステル系、ハ
イドロパーオキサイド系、ジアルキルパーオキサイド
系、ケトンパーオキサイド系、パーオキシケタール系、
アルキルパーエステル系、パーカーボネート系等の公知
の物が使用され、具体的には、メチルエチルケトンパー
オキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられ、
これらの2種以上を併用しても良い。その添加量は、硬
化性樹脂組成物100重量部に好ましくは0.5〜5重
量部である。
えばナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、オクテ
ン酸バナジル、ナフテン酸銅、ナフテン酸バリウムが挙
げられ、金属キレート化合物としては、バナジルアセチ
ルアセテート、コバルトアセチルアセテート、鉄アセチ
ルアセトネートがある。またアミン類にはN,N−ジメ
チルアミノ−p−ベンズアルデヒド、N,N−ジメチル
アニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチ
ル−p−トルイジン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)
−p−トルイジン、4-N,N-ジメチルアミノベンズアルデ
ヒド、4-N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノベンズ
アルデヒド、4-メチルヒドロキシエチルアミノベンズア
ルデヒド、N,N-ビス(2−ヒドロキシプロピル)−p−
トルイジン、N−エチル−m−トルイジン、トリエタノ
ールアミン、m−トルイジン、ジエチレントリアミン、
ピリジン、フェニルモルホリン、ピペリジン、ジエタノ
ールアニリン等がある。
100重量部に好ましくは0.001〜5重量部使用す
る。本発明においてはアミン系促進剤が好ましい。な
お、硬化促進剤は予め樹脂に添加しておいても良いし、
使用時に添加しても良い。
ベンゼン、トルハイドロキノン、1,4−ナフトキノ
ン、パラベンゾキノン、ハイドロキノン、ベンゾキノ
ン、トリメチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメ
チルエーテル、p−tert−ブチルカテコール、2,
6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、
2,6−ジ−tert−ブチル−4−ジメチルアミノ−
p−クレゾール、ナフテン酸銅等が挙げられる。
100重量部に好ましくは0.0001〜0.1重量部
使用する。なお、硬化遅延剤は予め樹脂に添加しておい
ても良いし、使用時に添加しても良い。
消泡剤、顔料、減粘剤、難燃剤、等を使用してもよい。
の染顔料がいずれも使用できるが、なかでも耐熱性、透
明性に優れ、かつ不飽和樹脂の硬化を著しく妨害するこ
とのないものが好ましい。
用いられる繊維強化材は、例えば、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊
維、カーボン繊維、金属繊維等あるいはそれらの組合せ
である。好ましいのはガラス繊維、カーボン繊維であ
る。また、繊維の形態は、クロス、ロービングクロス、
ロービングをカットしたストランド、ショップドストラ
ンドマット、ロービングクロスとチョップドストランド
を縫い合わしたペアマット等、繊維による補強硬化が得
られるものであれば特に限定するものではない。
和単量体と重合不飽和樹脂とからなる重合性不飽和樹脂
組成物100重量部に対し、20〜50重量部であり、
より好ましくは30〜40重量部である。
実施される。前記硬化性樹脂組成物100重量部に対
し、充填材30〜150重量部が配合され、チキソ付与
材1〜4重量部を含有してなる中間層用組成物に硬化促
進剤、硬化剤を配合し、型内に必要により離型剤を塗布
して、該中間層用組成物をスプレー装置で吹き付けし、
硬化して中間層(B)形成後、ついで、繊維強化プラス
チック層(C)を形成し、その後、成形品を型から取り
だし、(B)層上にフィルムあるいは塗膜によりなる表
層(A)を形成する。すなわち、中間層(B)には、塗
料の塗装、塗膜の形成、或いは、フィルムの貼り付けを
行い塗膜あるいはフィルムを表層(A)とするものであ
る。好ましくは、型内にゲルコート樹脂を塗布硬化させ
ゲルコート樹脂硬化物層(A)を形成した後、その上に
前記中間層用組成物をスプレーにて好ましくは0.4〜
2.0mmの厚さで吹き付け硬化し中間層(B)を形成し
た後に、その上に、前記重合性不飽和樹脂組成物を吹き
付け等により繊維強化プラスチック層(C)の形成を行
い、常温あるいは加熱硬化させることで成形品を得る。
その際、吹き付けは、硬化剤内部混合または、硬化剤外
部混合方式のスプレー装置を用いることができる。内部
混合方式のスプレー装置としては、ビーナスガスマー社
製品、外部混合方式のスプレー装置としてはビンクス社
製品、東技研社製品に代表されるスプレー装置が用いら
れる。又、予め該樹脂組成物に硬化剤を配合したもの
を、汎用塗装用スプレーガンを用いて吹き付けても良
い。スプレー装置は、通常ポンプ装置、圧力調整装置、
スプレーガン、ラインヒーター装置から構成される。
を製造した後、高意匠性、高耐候性付与等の理由から、
本発明の成形品のゲルコート樹脂硬化物表面に着色され
たアクリルウレタン塗料等を塗布される。
用の成形型について説明する。本発明の繊維強化プラス
チック成形用成形型としては、ゲルコート材からなる表
層(A)と繊維強化プラスチック層(C)の間に中間層
として上述記載の中間層(B)から構成されるものが好
ましい。一般の繊維強化プラスチック成形用型は、ゲル
コート樹脂硬化物層と繊維強化プラスチック層よりなる
が、本発明においては、中間層(B)を設けることによ
り、高い表面平滑性を有し、且つ成形温度の依存性の少
ないFRP成形型が得られる。次に、本発明の繊維強化
プラスチック成形用型を得るための具体例を記載する。
得る方法は、いわゆる母型は既存の方法によって得られ
たものを使用できる。例えば、型材としては、水分、樹
脂分が少なく、寸法変化の少ない素材であることが望ま
しく、例えば耐水合板、杉、ラワン、檜、チーク材等の
単材等用いることができる。その後、通常のパテ埋め、
ヤニ止め等を施し、その表面仕上げ塗装用樹脂として硬
化促進剤含有型の塗料用ポリエステル樹脂等にチキソ付
与材(アエロジル等)、充填材(炭酸カルシウム、タル
ク等)を混合したパテ(肌パテ)をスチレン、アセト
ン、硬化剤等を添加した樹脂組成物をスプレー塗装ある
いは刷毛塗りし硬化させる。続いて耐水ペーパーにて2
00番、400番、600番等を用い順次、水研ぎし、
表面を平滑にし、母型として用いることができるが、本
発明に用いられる母型は上述の手法により作成されたも
のに限定されるものではない。
クス系あるいはポリビニルアルコール系の離型剤を塗布
し、続いて、いわゆる型用ゲルコートとして、前記ゲル
コート樹脂を用い、所望の着色、チキソ性を付与し、刷
毛あるいはスプレーガンを用いて圧力3〜6kg/cm
2、厚み 0.5〜0.8mm程度に吹き付けゲルコー
ト樹脂硬化物層を形成させる。型用ゲルコートとして
は、成形時のスチレン等の希釈モノマーの曝露にも十分
耐えられ、更に耐久性を有する、すなわち耐溶剤性に優
れ、更には製品脱型時の剥離、衝撃にも十分耐えうる、
耐クラック性に優れるゲルコート樹脂を選択することが
必要である。
記同様な操作により成形し、更に、裏打ちとして、前記
の繊維強化プラスチック層(C)を積層成形し該成形型
を補強する。この際、型の大きさ、形状等により最適な
樹脂組成物および繊維強化材を選択用いることが望まし
い。更に必要に応じ、型の補強として、ベニヤ材、角
棒、パイプ等を用い補強することができる。
を有する繊維強化プラスチック成形用型は、高い平面平
滑性を有し、更には成形温度の違いにより型表面の平滑
性の変化が極めて少なく非常に有用である。必要に応じ
て#400番、600番、800番、1000番の耐水
ペーパー等を用い、順次研磨を行い、ポリッシュコンパ
ウンドを用い極細目バフでより高度な平面に仕上げるこ
ともできる。また複雑な形状、凹凸を有する成形型の場
合は、割型がとして用いることができる。また一般に型
の抜き勾配を付け用いることができる。
型は、ハンドレイアップ、スプレーアップ成形方法、R
IM(レジンインジェクションモールディング)成形方
法、VARI(バキュームアシストレジンインジェクシ
ョン)成形方法、バキュームバック成形方法等、一般の
FRP成形に用いられる成形型として用いることがで
き、使用される用途は特に制限されるものではない。
例えば、ボート、水上バイク、自動車部品、自動2輪車
部品、屋外部材、バスタブ、防水パン等であり、成形品
表面の平滑性を要する、主にハンドレイアップ成型法、
スプレーアップ成形法、RTM成形法により得られるF
RP成形品であり、特に製品、用途、を限定するもので
はない。また本発明の特徴である外観の表面平滑性が必
要な用途のみならず、耐ブリスター性、耐クラック性が
必要なFRP成形品の用途にも幅広く使用できる。
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。
成) ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応により
得られたエポキシ当量189のエピクロン850(大日
本インキ化学工業(株)製エポキシ樹脂)458部、メ
タクリル酸215部、ハイドロキノン0.35部及びト
リエチルアミン2.1部を加えて、110℃間で昇温
し、6時間反応後、スチレンモノマー40.0重量%、
トルハイドロキノン0.06部を加えエポキシアクリレ
ート分60.0%、粘度4.3dPa・sの樹脂組成物
を得た。更に、得られた樹脂組成物100部に対し、ス
チレンモノマー20 部を加え、エポキシアクリレート
樹脂組成物を得た。
成) 温度計、撹拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を
備えた5リットルの四つ口フラスコに、トリエチレングリコ
ール 1509部、ジプロピレングリコール664部、
無水フタル酸 1887部、無水マレイン酸 221部
を仕込み、窒素雰囲気中205℃まで昇温し、ソリッド
酸価18.6になったところで、トルハイドロキノン
0.10部、スチレンモノマ−27重量%を加え不飽和
ポリエステル分73.0重量%、酸価13.5、粘度1
2.0dPa・sの樹脂組成物を得た。更に、得られた
樹脂組成物100部に対し、スチレンモノマ−30部を
加え、不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。
成) 温度計、撹拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を
備えた5リットルの四つ口フラスコに、プロピレングリコー
ル 760.8部、エチレングリコール 620.7
部、無水フタル酸 1480部、無水マレイン酸 98
1部を仕込み、窒素雰囲気中205℃まで昇温し、ソリ
ッド酸価40.5になったところで、トルハイドロキノ
ン0.10部、スチレンモノマ−34重量%を加え不飽
和ポリエステル分66.0重量%、酸価26.7、粘度
10.2dPa・sの樹脂組成物を得た。更に、得られ
た樹脂組成物100部に対し、スチレンモノマ−25部
を加え、不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。
成) 温度計、撹拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を
備えた5リットルの四つ口フラスコに、プロピレングリコー
ル 837部、エチレングリコール 523部、無水フ
タル酸 814部、無水マレイン酸 1618部を仕込
み、窒素雰囲気中205℃まで昇温し、ソリッド酸価3
6.9になったところで、トルハイドロキノン0.10
部、スチレンモノマ−34重量%を加え不飽和ポリエス
テル分66.0重量%、酸価24.1、粘度9.7dP
a・sの樹脂組成物を得た。更に、得られた樹脂組成物
100部に対し、スチレンモノマ−22部を加え、不飽
和ポリエステル樹脂組成物を得た。
成) 温度計、撹拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を
備えた1リットルの四つ口フラスコにトリレンジイソシアネ
ート(TDI)174部と数平均分子量700のPPG
350部を仕込み、窒素雰囲気下80℃で5時間反応さ
せた。NCO当量が530となり理論値とほぼ同じ値に
なって安定したので40℃まで冷却し、次に2−ヒドロ
キシエチルメタクリレートを130部加え、空気雰囲気
下80℃で4時間反応させた。イソシアネート基含有量
(%)が0.1%以下になったことを確認した後、トリ
ハイドロキノン0.05部とターシャリブチルカテコー
ル0.025部添加し、50℃迄下げた後、スチレン4
40部を添加し、不揮発樹脂成分60%、ガードナー粘
度I−Jのポリウレタンアクリレート樹脂組成物を得
た。
成) 温度計、撹拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を
備えた5リットルの四つ口フラスコに、ネオペンチルグリコ
ール312部、ジエチレングリコール159部、プロピ
レングリコール50部、イソフタル酸 382部を仕込
み210℃まで昇温し、酸価2まで反応させた後、無水
マレイン酸 255部を仕込み、窒素雰囲気中205℃
まで昇温し、ソリッド酸価4.0になったところで、ト
ルハイドロキノン0.10部、スチレンモノマ−585
部を加え不飽和ポリエステル分61.5重量%、酸価
4.0、粘度14.0dPa・sの不飽和ポリエステル
樹脂組成物を得た。
0重量%及び、不飽和ポリエステル樹脂組成物60重
量%を配合した硬化性樹脂組成物100部に対し、硬化
促進剤として6%ナフテン酸コバルト0.5部、硬化剤
として55%−メチルエチルケトンパーオキサイド(M
EKPO)1.0部を加え、JIS−K−6919
5.2.3に従い、注型板を作成した。
撓み温度(HDT)の測定>前記の技術用語の定義に基づ
き、注型板よりJIS−K−7113の1号試験片を切
り出し、n=5で引張り伸び率、引張強さの測定を行っ
た。また、該注型板を用い、JIS−K−7207に準
じた荷重撓み温度(熱変形温度)の測定を行った。室温
程度であったものは、「RT」と表記した。
定義に基づき、軟質用硬度計GYZ−J−935型を用
い測定した値をHBI−B値として表記した。また硬質
硬度計GYZ−J−934−1型を用いて測定した値を
HBI−A値として表記した。 <中間層用樹脂組成物の作成>注型板作製の樹脂組成物
と同じく、合成例1のエポキシアクリレート樹脂組成物
45重量%及び合成例2の不飽和ポリエステル樹脂組
成物55重量%を配合した硬化性樹脂組成物100部
に対し、硬化促進剤(6%ナフテン酸コバルト) 0.
5部、促進剤(ジメチルアニリン) 0.1部、チキソ
付与材(アエロジル#200(日本アエロジル(株)社
製) 2.3部、充填材として炭酸カルシウム(SS−
80、比表面積より算出される平均粒径2.61ミクロ
ン) 77部、及び中空充填材(Dualite−M6
017AE、PIERCE&STEVENS社製、体積
50%径90ミクロン) 3部を配合し、粘度 45.
0dPa・s、揺変度6.7に調整し、中間層用組成物
(1)を得た。得られた中間層用組成物(1)100部
に対し、55%−MEKPO 1.0部を加え、常温ゲ
ル化時間の測定をJIS−K−6901 4.8に準じ
て行った。中間層用組成物(1)の常温ゲル化時間は、
7.5分であった。
理したガラス板(350×350mm)に、クリアーゲ
ルコート樹脂組成物(POLYLITE GC−560
大日本インキ化学工業(株)製) 100部に対し、
顔料(POLYTON WHITE107J大日本イン
キ化学工業(株)製) 10部、6%ナフテン酸コバル
ト0.5部、硬化剤(パーメックN 日本油脂(株)
製) 1.0部を配合したゲルコート樹脂組成物を、岩
田塗装機(株)製スプレーガンW−77(φ2.5m
m)にて、0.4mm厚に吹きつけ、常温でタックフリ
ーとなるまで硬化させた。
成)次に東技研社製スプレーガンHLL−9000型を
用い、中間層用樹脂組成物(1) 100部に対し、硬
化剤(パーメックN 日本油脂(株)製) 1.0部の
配合で、前記ゲルコート上に1.5mmの厚さに中間層
を吹きつけ、常温でタックフリーとなるまで硬化させ
た。
化プラスチック板の作成)前記中間層の上に、ハンドレ
イアップ用FRP積層用樹脂(POLYLITEFH−
123−NM 大日本インキ化学工業(株)製) 10
0部に対し、硬化剤(パーメックN 日本油脂(株)
製) 1.0部を配合し、MM’RMRのガラス繊維構
成でFRPの積層成形を行った。
ット(日東紡(株)製) ガラス含有率33重量% M’:600g/m2チョップドストランドマット(日東
紡(株)製) ガラス含有率33重量% R:600g/m2ロービングクロス(日東紡(株)製) ガラス含有率50重量% 常温で72時間硬化後、脱型を行い、ゲルコート樹脂硬
化物層(A)、中間層(B)、繊維強化プラスチック層(C)か
らなる繊維強化プラスチック成形品Aを得た。
価) <表面平滑性の評価>得られた繊維強化プラスチッック
成形品Aについて、BYK−Gardner社製Wav
eScanPlusを用い、脱型直後と1週間後の表面
平滑性の測定を行った。評価結果は、BYK−Gard
ner社性WaveScanPlusにより表面平滑性
の指標として算出されるGM−Tension値*を用
いた。*GM−Tension(max21)が大きい
程、表面平滑性に優れる。評価結果については、表1に
示した。
の評価>繊維強化プラスチッック成形品Aを25mm幅
に切り出し、スパンを厚みの16倍(mm)として、曲
げ試験を行った。積層面より荷重をかけ、ゲルコート樹
脂層にクラックが発生した時の撓み量が大きい程、耐ク
ラック性に優れるものとして評価を行った。評価結果に
ついては、表面平滑性と同じく表1に示した。
チック成形品Aを10cm正方形大に切り出し、92℃
の熱水にて片面煮沸試験を行い、目視によりゲルコート
表面のブリスター(ふくれ)の有無を観察した。結果に
ついては、本発明による中間層を設けた繊維強化プラス
チック成形品Aは、参考例の成形品に比較し高い耐ブリ
スター性が観察された。参考例で得られた成形品は片面
煮沸試験50時間後でブリスターが発生したが、実施例
1で得られた繊維強化プラスチック成形品Aは、片面煮
沸試験200時間以上に於いてもブリスターの発生は観
察されなかった。尚、実施例1の測定結果は表1に示し
たが、HDT(熱変形温度)値については室温程度であ
ったのでRTとした。
施例1で使用されたエポキシアクリレート樹脂組成物
80重量%及び不飽和ポリエステル樹脂組成物 2
0重量%を用い、充填材として、炭酸カルシウム(NS
−100、比表面積より算出される平均粒径2.12ミ
クロン) 51部、及び中空充填材(Dualite−
M6017AE PIERCE&STEVENS社製、
体積50%径90ミクロン) 4部、炭酸カルシウム
(R重炭、丸尾カルシウム(株)社製、比表面積より算
出される平均粒径7.4ミクロン) 30部、チキソ付
与材としてレオロシールQS−20L((株)トクヤマ
製) 2.3部を用い、中間層用樹脂組成物の粘度を4
7.0、揺変性を6.5に調整した以外は実施例1と同
じくして評価を行い、結果は表1に示した。
ポキシアクリレート樹脂組成物 :100部を用い、
中間層用樹脂組成物の粘度を47.0、揺変性を6.9
に調整した以外は実施例1と同じくして評価を行い、結
果は表1に示した。
ム(SS−80 日東粉化社製、比表面積より算出され
る平均粒径2.6ミクロン) 57部、及び中空充填材
(Dualite−M6017AE PIERCE&S
TEVENS社製、体積50%径90ミクロン) 3部
を用い、中間層用樹脂組成物の粘度を30.0、揺変性
を6.5、ゲル化時間を25.5分に調整した以外は実
施例3と同じくして評価を行い、結果は表1に示した。
ポキシアクリレート樹脂組成物:80部及びポリウレ
タンアクリレート樹脂組成物:20部を用い中間層用
樹脂組成物の粘度を45.0、揺変性を6.8に調整し
た以外は、実施例1と同じくして評価を行い、結果は表
2に示した。
ポキシアクリレート樹脂組成物 :80部及び不飽和
ポリエステル樹脂組成物:20部を用い、中間層用樹
脂組成物の粘度を50.0、揺変性を6.9に調整した
以外は実施例1と同じくして評価を行い、結果は表2に
示した。
飽和ポリエステル樹脂組成物:100部を用い、中間
層用樹脂組成物の粘度を49.0、揺変性を7.1に調
整した以外は実施例1と同じくして評価を行い、結果は
表2に示した。
ポキシアクリレート樹脂組成物 :100部を用い、
中間層用樹脂組成物の粘度を70.2、揺変性を6.5
に調整した以外は実施例1と同じくして評価を行い、結
果は表2に示した。
ト樹脂層を設けることなく(ゲルコートレス)、中間層
用樹脂組成物として用いた樹脂組成物を表層として用い
た以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック
成形品を得た。更に、塗装材として、アクリル樹脂(ア
クリディックA−801−P)100部に対し、硬化剤
(バーノックDN−980) 23部を配合し、スプレ
ーにて塗装後、60℃で30分間、常温にて24時間硬
化させ、1週間後その成形品表面の平滑性を前記と同様
にして測定した。その結果、表面平滑性は、GM−Te
nsion値は20.2で脱型72時間後のGM−Te
nsion値は19.8であり、実施例1の結果と同様
に高い表面平滑性が保持されていることが確認された。
用ゲルコート樹脂 (NC−72370 日本フェロー
社製)を用いた以外は、実施例3と同様にして得られた
繊維強化プラスチック成形品を繊維強化プラスチック成
形用成形型として評価し、この得られた成形型を温度2
0℃、40℃、60℃、80℃と温度を変化させ、各温
度時の型表面平滑性を上述の表面平滑評価法を用い測定
した。その結果を表3に示す。本発明により作成された
成形型は、温度変化による表面平滑性変化が殆どないこ
とが確認された。
て、不飽和ポリエステル樹脂組成物:80重量%及び
不飽和ポリエステル樹脂組成物:20重量%を用い中
間層用樹脂組成物の粘度を38.7、揺変性を6.8に
調整した以外は実施例1と同じくして評価を行い、結果
は表3に示した。
て、不飽和ポリエステル樹脂組成物:100部を用い
中間層用樹脂組成物の粘度を41.2、揺変性を7.1
に調整した以外は、実施例1と同じくして評価を行い、
結果は表3に示した。
ム(SS−30 日東粉化(株)社製、比表面積より算
出される平均粒径7.41ミクロン) 25部、チキソ
材(アエロジル#200)1.3部を用い、中間層用樹
脂組成物の粘度を19.3、揺変性を5.6に調整した
以外は実施例1と同じくして評価を行い、結果は表3に
示した。
(R重炭 丸尾カルシウム(株)製、比表面積より算出
される平均粒径7.4ミクロン) 170部を用い中間
層用樹脂組成物の粘度を140.0、揺変性を6.1に
調整した以外は、実施例1と同じくして評価を行い、結
果は表3に示した。
用いないこと以外は、実施例10と同様にして得られた
繊維強化プラスチック成形品を従来の繊維強化プラスチ
ック成形型として評価に用いた。その成形型の表面平滑
性は、繊維強化プラスチック層からのファイバーパター
ンのプリントスルーが観察され、表面平滑性は低いもの
であった。その結果を表3に示した。また、400番、
600番、800番、1000番の耐水ペーパーにより
順次表面を研磨し、更にポリッシュコンパウンドを用い
バフ表面研磨を行い、上述の表面平滑性評価によるGM
−Tension値19.0の型面を有する成形型を作
成した。続いて、温度変化による型表面の影響を観察す
るため、実施例10と同様に成形型の温度を20℃、4
0℃、60℃および80℃にて、各温度に於ける表面平
滑性を上述の表面平滑性評価法を用いて測定した。その
結果を表4に示す。成形型表面の平滑性は温度変化に伴
い、変化し損なわれることが観察された。
滑性、即ち表面が温度変化の影響を受けないで平滑性に
優れ、耐熱水性における表面ブリスター(ふくれ)の発
生を抑制し、更には、表面層のクラック防止が可能な、
撓み、変形量の許容範囲が大きい繊維強化プラスチック
成形品、その製造方法および成形型を提供する。
Claims (11)
- 【請求項1】 高分子材料からなる表層(A)、中間層
(B)、および繊維強化プラスチック層(C)を有する
繊維強化プラスチック成形品において、(1)前記中間
層(B)が、重合性不飽和単量体と重合硬化性不飽和樹
脂とからなる硬化性樹脂組成物と充填材とチキソ付与材
とからなる中間層用組成物の硬化物からなり、(2)前
記硬化性樹脂組成物が、その硬化により、2〜50%の
引張り伸び率と50以上のバーコール硬度(B値)を有
する注型板を形成可能であり、(3)前記充填材の含有
量が、硬化性樹脂組成物100重量部に対して30〜1
50重量部であり、(4)前記チキソ付与材の含有量
が、硬化性樹脂組成物100重量部に対して1〜4重量
部であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形
品。 - 【請求項2】 前記充填材が、5〜200μmの平均粒
径を有する中空状充填材を含有する請求項1記載の繊維
強化プラスチック成形品。 - 【請求項3】 前記硬化性樹脂組成物が、10〜30分
のゲル化時間と20〜40ポイズの粘度を有する請求項
1又は2に記載の繊維強化プラスチック成形品。 - 【請求項4】 前記硬化性樹脂組成物が、3〜8分のゲ
ル化時間と、40を越え100ポイズ以下の粘度を有す
る請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック成形
品。 - 【請求項5】 前記重合硬化性不飽和樹脂が、エポキシ
(メタ)アクリレート樹脂、ウレタン(メタ)アクリレ
ート樹脂、および不飽和ポリエステルから選択される少
なくとも1種である請求項1に記載の繊維強化プラスチ
ック成形品。 - 【請求項6】 前記硬化性樹脂組成物が、その硬化によ
り、3〜10%の引張り伸び率と50〜95のバーコー
ル硬度(B値)を有する注型板を形成可能である請求項
1、2および5のいずれかに記載の繊維強化プラスチッ
ク成形品。 - 【請求項7】 前記硬化性樹脂組成物が、60℃以上の
熱変形温度と、10MPa以上の引張強度と、30以上
のバーコール硬度(A値)を有する注型板を形成可能で
ある請求項1、2および5のいずれかに記載の繊維強化
プラスチック成形品。 - 【請求項8】 前記充填材が、炭酸カルシウム粉である
請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック成形品。 - 【請求項9】 前記表層(A)が、ゲルコート樹脂の硬
化物からなる請求項1、2および5のいずれかに記載の
繊維強化プラスチック成形品。 - 【請求項10】 成型用型として使用される請求項1に
記載の繊維強化プラスチック成形品。 - 【請求項11】 (1)型内面にゲルコート樹脂で表層
(A)を形成し、(2)次いで前記表層(A)の上に中
間層用組成物を吹き付けた後に硬化させて中間層(B)
を形成し、(3)次いで前記中間層(B)の上に繊維強
化材と重合性不飽和単量体と重合硬化性不飽和樹脂を含
有する硬化性樹脂組成物を硬化させて繊維強化プラスチ
ック層(C)を形成することにより繊維強化プラスチッ
ク成形品を製造する方法であって、(4)前記中間層用
組成物が重合性不飽和単量体と重合硬化性不飽和樹脂と
からなる硬化性樹脂組成物と充填材とチキソ付与材とか
らなり、(5)前記硬化性樹脂組成物が、その硬化によ
り、2〜50%の引張り伸び率と50以上のバーコール
硬度(B値)を有する注型板を形成可能であり、(6)
前記充填材の含有量が、硬化性樹脂組成物100重量部
に対して30〜150重量部であり、(7)前記チキソ
付与材の含有量が、硬化性樹脂組成物100重量部に対
して1〜4重量部であることを特徴とする繊維強化プラ
スチック成形品の製造方法。
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