JP2003292757A - バルクモールディングコンパウンド - Google Patents

バルクモールディングコンパウンド

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JP2003292757A
JP2003292757A JP2002101509A JP2002101509A JP2003292757A JP 2003292757 A JP2003292757 A JP 2003292757A JP 2002101509 A JP2002101509 A JP 2002101509A JP 2002101509 A JP2002101509 A JP 2002101509A JP 2003292757 A JP2003292757 A JP 2003292757A
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molding
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JP2002101509A
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Shinji Watanabe
信二 渡辺
Rei Matsubara
玲 松原
Hirohisa Yamashita
宏央 山下
Satomi Nonaka
里美 野中
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Showa Highpolymer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 RDFの原料として好適な燃焼熱が得られる
BMCを提供すること。 【解決手段】 不飽和ポリエステルおよび/またはビニ
ルエステル、重合性単量体、硬化剤、低収縮剤、充填
材、内部離型剤および補強材を構成成分としてなるBM
Cにおいて、前記補強材が天然繊維を含有するととも
に、BMCの燃焼熱が3000〜5000kcal/kgであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業機械部品
分野、家電分野、OA機器、自動車分野、重電分野に用
いられてい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という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】BMCは、双碗型ニーダにて不飽和ポリ
エステルおよび/またはビニルエステル、重合性単量
体、硬化剤、低収縮剤、充填材、内部離型剤を混練後、
繊維質の補強材をさらに混練・含浸させることにより得
ることができる。また、BMCは、各種の成形手段に供
することができる。例えば、圧縮成形、トランスファー
成形もしくは射出成形によって成形を行うことができ
る。BMC成形品はその優れた寸法精度、機械的特性に
より、上記産業分野において広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のBMCに含まれ
る不飽和ポリエステルおよび/またはビニルエステル、
重合性単量体、硬化剤、低収縮剤からなる樹脂量は、1
5から多くとも35重量%程度であり、また例えば充填
材として無機充填材、補強材としてガラス繊維を用いて
いることからその成形品はリサイクル性や産業廃棄物処
理が難しく、環境負荷の点で問題がある。具体的には、
燃焼に際しては燃焼熱が3000kcal/kg未満と低く、
燃焼残渣が塊状となる等の欠点が挙げられる。
【0004】我が国の廃棄物処理は、焼却処理を中心に
行われてきたが、焼却に伴う環境汚染の拡大、廃棄物発
生量の増大への対策として着目されているものにRDF
(Refused Derived Fuel:廃棄物由来燃料)がある。こ
れは、可燃ゴミや廃プラスチックを圧縮・成型したもの
で、低品位石炭に匹敵する3000〜5000kcal/kg
の発熱量を有し、容量の削減と性状の安定化により長距
離の運搬を可能とし、分散的に廃棄物をRDF化して広
域的に集めて石油の代替エネルギーとするRDF発電が
具体化している。さらにRDF化に際しては、成型後の
腐敗防止および強度向上と燃焼時における排ガス中の酸
性ガス(SO、NO)の中和を目的として1〜5%
の生石灰、消石灰、炭酸カルシウム等が添加される。従
って、燃焼熱を3000〜5000kcal/kgに調整した
BMCが得られれば、RDFの原料として最適であるだ
けではなく、さらに、大半のBMCが充填材に炭酸カル
シウムを用いていることから中和剤としての新規の用途
が期待できる。本発明の目的は、前記課題を解決し、R
DFの原料として好適な燃焼熱が得られるBMCを提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成せんがため、鋭意研究を重ねた結果、下記特定
樹脂組成物が所望の性能を備えていることを見い出し、
ここに本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、
不飽和ポリエステルおよび/またはビニルエステル、重
合性単量体、硬化剤、低収縮剤、充填材、離型剤および
補強材を構成成分としてなるBMCにおいて、前記補強
材が天然繊維を含有するとともに、前記BMCの燃焼熱
が3000〜5000kcal/kgであることを特徴とする
BMCを提供するものである。また本発明は、天然繊維
がケナフ繊維である前記のBMCを提供するものであ
る。また本発明は、天然繊維がBMC全重量に対し2.
5〜30重量%使用される前記のBMCを提供するもの
である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに説明する。
本発明に用いる不飽和ポリエステルは、多価アルコール
と不飽和多塩基酸および飽和多塩基酸を重縮合させたも
ので、通常成形材料として使用されている不飽和ポリエ
ステルであれば、その種類は特に限定されるものではな
く、適宜なものを用いることができる。また不飽和ポリ
エステルの一部、または、全部を下記で説明するビニル
エステルとしてもよい。
【0007】不飽和ポリエステルを形成する多価アルコ
ールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオ
ール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA、グ
リセリン等が例示される。不飽和多塩基酸としては、無
水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等
が、また飽和多塩基酸としては無水フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン
酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が例示
される。
【0008】ビニルエステル(エポキシアクリレート)
は、公知の方法により製造されるものであり、エポキシ
樹脂に不飽和一塩基酸、例えばアクリル酸またはメタク
リル酸を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレ
ート、あるいは飽和ジカルボン酸および/または不飽和
ジカルボン酸と多価アルコールから得られる末端カルボ
キシル基の飽和ポリエステルまたは不飽和ポリエステル
にエポキシ基を有するα、β−不飽和カルボン酸エステ
ル基を反応させて得られる飽和ポリエステルまたは不飽
和ポリエステルのポリエステル(メタ)アクリレートで
あることができる。原料としてのエポキシ樹脂として
は、ビスフェノールAジグリシジルエーテルおよびその
高分子量同族体、ノボラック型ポリグリシジルエーテル
類等が例示される。末端カルボキシル基のポリエステル
(ビニルエステル原料)を形成する飽和多塩基酸として
は、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、アジピン酸、セバチン酸等が挙げられ
る。不飽和多塩基酸としては、フマル酸、マレイン酸、
無水マレイン酸、イタコン酸等が例示される。多価アル
コールとしては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2
−ジメチル−1,3−プロパンジオール、シクロヘキサ
ン−1,4−ジメタノール、ビスフェノールAのエチレ
ンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオ
キサイド付加物等の多価アルコールが例示される。
【0009】本発明で用いる重合性単量体は、上記の樹
脂と重合可能な重合性二重結合を有しているものであれ
ば適宜なものを採用することができる。このようなもの
としては、例えばスチレンモノマー、ジアリルフタレー
トモノマー、ジアリルフタレートプレポリマー、メタク
リル酸メチル、トリアリルイソシアヌレート等が例示さ
れる。その使用量は、BMCに含有される樹脂量100
重量部中25〜70重量部、好ましくは35〜65重量
部である。
【0010】本発明に使用される硬化剤は、例えば過酸
化物であることができる。例えば、t−ブチルパーオキ
シオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−
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−ブチルパーオキシイソプロピルカー
ボネート、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、ジ−t−ブチルパーオキサイド等を
例示することができる。
【0011】本発明に使用される低収縮剤としては、ポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニ
ル、飽和ポリエステル、スチレン−ブタジエン系ゴム
等、低収縮剤として一般に使用されている熱可塑性ポリ
マーを一種または二種以上使用することができる。
【0012】本発明に使用される離型剤としては、例え
ばステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カル
シウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグ
ネシウム、カルナバワックス等を適宜な割合で使用する
ことができる。
【0013】本発明に使用される充填材は、例えば無機
充填材が挙げられ、具体的にはシリカ、アルミナ、マイ
カ、炭酸カルシウム、石こう、硫酸バリウム、クレー、
タルク等の無機粉末を使用することができる。
【0014】本発明に使用される天然繊維としては、ケ
ナフ繊維、ジュート繊維、サイザル繊維、亜麻繊維、竹
繊維、木繊維、ヤシガラ繊維等およびそれらのパルプが
例示される。繊維としては、繊維長が1〜150mm、
好ましくは6〜70mmであり、繊維長が6〜70mm
の場合はとくに補強材としての効果が高まるとともに成
形時の型内流動性が良好となり、好ましい。なお、BM
Cに対し、有機繊維としてビニロン繊維をはじめとする
合成繊維を使用することは、公知であるが、合成繊維は
吸樹脂量が大きく、補強材として使用するには、充填材
量、補強材量に対して樹脂量の大幅な増加を要し、BM
Cの特徴である寸法精度、高剛性、耐熱性等が著しく低
下し、その用途は、軟質化による耐衝撃性の向上等、特
殊な用途に限定される。対して、天然繊維は、繊維自体
が組織構造を有するためか、吸樹脂量が比較的小さく、
特にケナフ繊維においては樹脂成分、充填材の構成比を
崩すことなく、ガラス繊維とほぼ同量の置換が可能であ
り、BMCの特徴である寸法精度、高剛性、耐熱性等が
維持される。
【0015】また、天然繊維以外の有機、無機繊維を使
用してもよい。このような有機、無機繊維としては、ガ
ラス繊維、テトロン繊維、ビニロン繊維、カーボン繊
維、アラミド繊維、ワラストナイト等が例示され、有
機、無機繊維を一種または二種以上を天然繊維と併用し
て使用してもよい。
【0016】天然繊維の使用量は、BMC全重量に対し
て2.5〜30重量%、好ましくは3.5〜20重量%
とするのがよい。配合量が2.5重量%より少ないと燃
焼熱が3000kcal/kg未満となることがあり、20重
量%を越えると成形時の型内流動性、成形品外観が著し
く悪化するため、いずれも好ましくない。
【0017】本発明におけるBMCには、上記の各成分
に加えて、増粘剤、顔料等を必要に応じて用いることが
できる。
【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、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等
の金属酸化物およびイソシアネート化合物が例示され
る。
【0019】以上の様な成分によって構成される、本発
明のBMCは、通常の製造方法にて製造することができ
る。すなわち、双碗型ニーダにて不飽和ポリエステルお
よび/またはビニルエステル、重合性単量体、硬化剤、
低収縮剤、充填材、内部離型剤を混練後、補強材をさら
に混練・含浸させることにより得ることができる。その
製造方法には格別の限定はない。また、これらのBMC
は、各種の成形手段に供することができる。例えば、圧
縮成形、トランスファー成形もしくは射出成形によって
成形を行うことができる。
【0020】
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
詳細に説明する。勿論、本発明は以下の例によって限定
されるものではない。
【0021】(実施例1〜18)実施例1〜18は、表
1〜3に示す配合組成でそれぞれの配合成分を、双碗型
ニーダで混練し、BMCを作製した。樹脂として、不飽
和ポリエステルは、フマル酸/プロピレングリコール/
水素化ビスフェノールA=100モル/80モル/20
モルの配合比のもの、ビニルエステルはビスフェノール
系またはフェノールノボラック系ビニルエステルを使用
した。また、重合性単量体としてスチレンモノマーを使
用し、これが不飽和ポリエステルまたはビニルエステル
樹脂としてそれぞれ40重量%含まれるように調整し
た。なお本発明では、説明のために重合性単量体を含ま
ないものを単に不飽和ポリエステルまたはビニルエステ
ルと呼び、重合性単量体を含むものを不飽和ポリエステ
ル樹脂またはビニルエステル樹脂と呼ぶことにする。天
然繊維は、ケナフ繊維および/またはケナフ繊維パルプ
を使用した。
【0022】得られたBMCについて成形収縮率、比
重、外観評価、燃焼カロリーの測定、燃焼残査の評価を
行った。試験、評価の方法は、次の通りである。
【0023】(1)成形収縮率 JIS K6911に規定される収縮円盤を、成形温度
140℃、成形圧力10MPa、成形時間3分で圧縮成
形を行い、JIS K6911に基づいて成形収縮率を
算出した。
【0024】(2)比重 成形温度140℃、成形圧力10MPa、成形時間3分
で圧縮成形によりJIS K6911に規定される収縮
円盤を成形、試験片を切り出し、JIS K6911に
基づいて比重を測定した。
【0025】(3)外観評価 成形温度140℃、成形圧力10MPa、成形時間3分
で圧縮成形によりJIS K6911に規定される収縮
円盤を成形、成形品の外観を目視により確認、外観評価
を行った。
【0026】(4)燃焼カロリー 成形温度140℃、成形圧力10MPa、成形時間3分
で圧縮成形により成形された成形品を、数mm程度に粉
砕し、JIS M8814に基づき、気乾ベースでの燃
焼カロリーの測定を行った。
【0027】(5)燃焼残査 成形温度140℃、成形圧力10MPa、成形時間3分
で圧縮成形により成形された成形品を燃焼させ、燃焼残
査を目視にて確認、評価を行った。
【0028】(比較例1〜6)比較例1〜6は、実施例
1〜18と同様にして、表3に示す配合組成でそれぞれ
の配合成分を、双碗型ニーダで混練してBMCを作製し
た。得られたBMCについて、同様に、成形収縮率、比
重、外観の評価、燃焼カロリーの測定、燃焼残査の評価
を行った。上記実施例および比較例の結果を表1〜3に
併せて示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】なお、表には示さなかったが、天然繊維長
が150mmを超えると流動性が悪化し、1mm未満で
はBMCの補強効果に悪影響を及ぼすことが分かった。
また、天然繊維の使用量がBMC全重量に対し2.5重
量%未満であると、BMCの補強効果に悪影響を及ぼ
し、30重量%を超えると流動性が悪化することが分か
った。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、RDFの原料として好
適な燃焼熱が得られるBMCを提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成14年5月17日(2002.5.1
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08K 3/00 C08K 3/00 5/00 5/00 C08L 63/10 C08L 63/10 97/02 97/02 (72)発明者 野中 里美 埼玉県児玉郡上里町七本木3501−5 Fターム(参考) 4F072 AA02 AA05 AA07 AB03 AD33 AD38 AE01 AE13 AF03 AF04 AF06 AG04 AL02 AL11 4J002 AB013 AC082 AH003 BC032 BF022 BG062 CD201 CF021 CF032 CF211 DE148 DE238 DG048 DG058 DJ018 DJ038 DJ048 DJ058 EA046 EF059 EG019 EH076 EH146 EK037 EK047 EK057 EK087 EU196 FA043 FD018 FD147 FD169 GN00 GQ00 4J027 AB02 AB06 AB07 AB08 AB15 AB16 AB17 AB18 AB23 AB24 AB25 AB33 AE01 AE02 AE03 BA02 BA05 BA07 BA22 BA29 CA02 CA03 CA05 CA06 CA08 CA14 CA18 CA19 CB03 CD01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和ポリエステルおよび/またはビニ
    ルエステル、重合性単量体、硬化剤、低収縮剤、充填
    材、離型剤および補強材を構成成分としてなるバルクモ
    ールディングコンパウンドにおいて、前記補強材が天然
    繊維を含有するとともに、前記バルクモールディングコ
    ンパウンドの燃焼熱が3000〜5000kcal/kgであ
    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】 天然繊維がケナフ繊維である請求項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】 天然繊維がバルクモールディングコンパ
    ウンド全重量に対し2.5〜30重量%使用される請求
    項1または2に記載のバルクモールディングコンパウン
    ド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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