JP2005138300A

JP2005138300A - シートモールディングコンパウンドの製造装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005138300A
Application number: JP2003374247A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nakano; 秀憲中野; Katsuhiko Shimizu; 勝彦清水
Original assignee: Housetec Inc
Current assignee: Housetec Inc
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】１インチ（２５．４ｍｍ）以下にガラスロービングを裁断し、チョッパーにガラス繊維基材が挟まらず且つ均一に散布させる。
【解決手段】不飽和ポリエステル組成物をセパレータフィルムに塗布する塗布装置と、ガラスロービング切断用ロール、ガラス繊維が供給された不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムともう一枚の不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムとを２枚重ね、ガラス繊維基材に不飽和ポリエステル組成物を含浸させる含浸装置、ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムの巻き取り装置とを含むシートモールディングコンパウンドの製造装置において、上記ガラスロービング切断用ロールは１インチ以下のガラス繊維基材を供給するためのものであって、カッター刃間の角度が１５度以上の開きを有するものである
【選択図】図２

Description

本発明は、シートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣと称する）、及びその製造方法に関する。

ＳＭＣ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、離型剤、さらには着色剤等を混ぜた不飽和ポリエステル組成物にガラス繊維基材を含浸させてシート状にして両側をキャリアフィルムで覆い、熟成して半固形化させた複合プラスチック成形材料である。このＳＭＣは、金型に載置して加圧加熱成形することにより、機械的強度に優れた性質を有する強化プラスチック（ＦＲＰ）が得られ、浴槽、パネル組立式貯水槽、浄化槽等のＳＭＣ成形品として製造される。

図１にＳＭＣ製造装置の概略模式図を示す。ＳＭＣの製造は図１のような装置により、一般に次のように行われる。２枚のセパレートフィルム１、１’のそれぞれ片面に図示しない供給装置により液状の不飽和ポリエステル組成物２、２’を供給し、塗布装置であるドクターブレード６、６’を用いて粘性のある液状不飽和ポリエステル組成物１、１’をほぼ均一厚に伸展させて塗布する。次に強化材であるガラスロービング３をチョッパー４で裁断したものを一方のセパレートフィルム１’の塗布面に散布して均一に配置する。この均一な配置を乱さないようにしながらガラスロービング３の上から更に残りのセパレートフィルム１を重ね、圧縮用ロール等の含浸装置５によりガラスロービング３に液状不飽和ポリエステル組成物２、２’を十分含浸させる。これを巻き取り装置７でロール状に巻き取り、図示しない加熱装置により４０℃前後で十数時間加熱する。加熱により液状不飽和ポリエステル組成物にべたつきがなくなるまで粘度を増加させて製造を完了する。
ガラス繊維基材は、上記のようにガラスロービングをチョッパーで裁断するため、このときにチョッパーのカッター間に裁断したガラス繊維基材が挟まり、これが堆積した場合には部分的にガラスロービングが裁断されずにＳＭＣ中に散布される場合がある。ＳＭＣの製造装置における裁断したガラス繊維基材のチョッパーでの挟まり除去には、回転中のチョッパーに圧縮空気を吹付けたり、カッター間にφ１ｍｍ程度の穴を設けてチョッパー内に圧縮空気を送り込み、カッター間の穴より外側に圧縮空気を噴出す方法が用いられてきた。

しかしながら、従来のＳＭＣ製造装置では、圧縮空気を用いるためチョッパーに挟まったガラス繊維基材が飛散し均一に散布されない。また、従来のＳＭＣが含有するガラス繊維基材の長さは１インチ（２５．４ｍｍ）程度であるが、リブやボスを有する平板等比較的凹凸が多い複雑な形状の成形品を製造する場合の加飾材含有ＳＭＣ等において均一且つ綺麗な模様を有する成形品を得るために、ガラス繊維長を３〜１３ｍｍのガラス繊維基材を含有してなる加飾材含有ＳＭＣの請求がある（特許文献１参照）。このＳＭＣを製造するために、従来のＳＭＣ製造装置を用いてチョッパーのカッター間に新たにカッターを取付けてガラス繊維長１３ｍｍの加飾材含有ＳＭＣを製造する場合には、ガラス繊維基材分布のばらつきが従来ＳＭＣの２倍以上になるという問題があった。
特願平０８−０９４３７７号

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、１インチ（２５．４ｍｍ）以下にガラスロービングを裁断し、チョッパーにガラス繊維基材が挟まらず且つ均一に散布させることを目的とする。

本発明者らは、上記問題点を解決するために、チョッパーにおけるカッターがロール面に対し垂直に取付けられていることからカッター間の角度大きい場合に裁断したガラス繊維基材が挟まらないことに着目し、本発明に至った。
即ち、本発明は、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルに、熱可塑性樹脂、充填剤等を混合した不飽和ポリエステル組成物をセパレータフィルムに塗布する塗布装置と、ガラスロービングを切断すると共にセパレータフィルムに塗布された不飽和ポリエステル組成物に切断されたガラス繊維を供給するガラスロービング切断用ロール、ガラス繊維が供給された不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムともう一枚の不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムとを塗布面が対向するように２枚重ね、ガラス繊維基材に不飽和ポリエステル組成物を含浸させる含浸装置、ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムの巻き取り装置とを含むシートモールディングコンパウンドの製造装置において、上記ガラスロービング切断用ロール（以下、チョッパーという）は１インチ（２５．４ｍｍ）以下のガラス繊維基材を供給するためのものであって、カッター刃間の角度が１５度以上の開きを有するものであることを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造装置に関する。

ＳＭＣの製造方法において、カッター間が１５度以上の角度を有しているチョッパーを用いて１インチ（２５．４ｍｍ）以下にガラスロービングを裁断する時に、ガラス繊維基材のカッター間での挟まりをなくし均一に散布し配置させることにより、設備のトラブル防止が図れ且つガラス繊維含有率のバラツキを大幅に低減できる。

次に本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明のＳＭＣ製造装置（基本的にはチョッパー以外は図１によって説明したものがある）によれば、ＳＭＣは以下のような方法で製造される。
本発明の製造装置におけるチョッパーとは、強化材であるガラスロービングを１インチ（２５．４ｍｍ）以下に裁断したものを均一厚に伸展させて塗布した粘性のある液状不飽和ポリエステル組成物の塗布面に散布して均一に配置する。
本発明におけるチョッパーは、少なくともカッター間の角度が１５度以上の開きを有することにより、裁断したガラス繊維基材がカッター間に挟まることなく均一に散布、配置させることができる。

図２に本発明のＳＭＣ製造装置の一例におけるチョッパー周辺の縦断面模式図を示す。
図２はチョッパーの縦断面模式図であり、カッター刃８がカッターロール９に取付けられており、カッター刃９間が１５度の角度を有することによりチョッパーに取付けるカッターの数は２４枚となり、１インチ（２５．４ｍｍ）に裁断する場合のロール直径は７＋５／８インチ（１９３．６７５ｍｍ）となり、同様に１／２インチ（１２．７ｍｍ）に裁断する場合のロール直径は、３＋１３／１６インチ（７７．０１２５ｍｍ）となる。

本発明の液状不飽和ポリエステル組成物は、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルを主成分とし、これに熱可塑性樹脂、有機物充填剤を含有させ、均一に混合させたものである。液状不飽和ポリエステル樹脂組成物には、以上の成分の他にさらに添加剤として硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、離カ型剤、さらには必要に応じて着色剤等が配合される。なお、上記した添加剤の添加順序は、特に制限されるものでない。

上記の液状不飽和ポリエステル組成物のうち、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、飽和二塩基酸を重縮合させて得られるものであり、多価アルコールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４ーブタンジオール、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、１，６ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、グリセリン等が用いられる。不飽和多塩基酸には、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が用いられ、飽和二塩基酸には、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、セバシン酸、コハク酸、テトラクロロ無水フタル酸、アゼライン酸等が用いられる。
重縮合で得られた不飽和ポリエステルを希釈させるビニル系単量体は、重合性の二重結合を有しているものであり、重合性のビニル系単量体には、スチレン、クロロスチレン、ｔ−ブチルスチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン等が用いられる。

上記のようにして得られるビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルには、必須成分として熱可塑性樹脂が加えられる。熱可塑性樹脂は、成形品の収縮を防止する低収縮剤の役目を果たすものであり、この熱可塑性樹脂として、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ブタジエンゴム、スチレン／酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート等を用いることができる。そしてこれら熱可塑性樹脂は、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエスエルとの相溶性をよくするために、ビニル系単量体で溶解させて溶液として用いられる。
また、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルには、充填剤が加えられる。充填剤としては、通常ＳＭＣに広く用いられる炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、シリカ等を用いることができる。

上記の液状不飽和ポリエステル組成物には、補強材であるガラス繊維基材が含浸され、増粘剤により熟成工程を経て、増粘させＳＭＣとなる。
液状不飽和ポリエステル組成物には、さらに硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、離型剤、さらには着色剤等の添加剤が配合される。そして、硬化剤には、ターシャリー（ｔと略す）ーブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボーネート、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルカーボーネート、ｔ−アミルパーオキシベンゾエート、またはｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物が用いられる。

また、重合禁止剤には、パラベンゾキノン、ヒドロキノン、メタジニトロベンゼン、パラフェニルジアミン、または２，６ジｔーブチル４ーメチルフェノール等が用いられ、増粘剤には、アルカリ土類金属の酸化物または水酸化物として、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、または水酸化カルシウム等、離型剤には、ステアリン酸、オレイン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウム等、着色剤には、顔料または染料等が用いられる。

以上のような成分の液状不飽和ポリエステル組成物を、２枚のセパレートフィルムのそれぞれ片面に塗布装置を用いて塗布し、次いで１枚のセパレートフィルムの該液状不飽和ポリエステル組成物塗布面にガラス繊維基材を配置し、該ガラス繊維基材の上からもう一方のセパレートフィルムを塗布面が対向するように重ねてガラス繊維基材を挟み、ガラス繊維基材に該液状不飽和ポリエステル組成物を含浸させた後、該ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムを巻き取り、巻き取ったセパレートフィルムを加熱し、本発明のＳＭＣが得られる。

（ＳＭＣの作製）
表１に示す組成の液状不飽和ポリエステル樹脂組成物をベースに、図１に示されるようなＳＭＣ製造装置（米国フィンアンドフラム社製）を用い、ただしチョッパーとしては図２に示されるような本発明に係わるカッター間が１５度の角度を有するように、１インチ（２５．４ｍｍ）裁断用としてロール直径が７＋５／８インチ（１９３．６７５ｍｍ）のものと、１／２インチ（１２．７ｍｍ）裁断用としてロール直径が、３＋１３／１６インチ（７７．０１２５ｍｍ）の２種類のチョッパーを用いてＳＭＣを作製した。

なお、各成分の材料には次のものを使用した。ビニル系単量体のうちスチレンで希釈された不飽和ポリエステル（ポリセットＰＳー９４１５、日立化成工業株式会社製、商品名）、熱可塑性樹脂にポリスチレン（デンカスチロール、電気化学工業株式会社製、商品名）、硬化剤にｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（パーブチルＺ、日本油脂株式会社製、商品名）、重合禁止剤にパラベンゾキノン（ＰＢＱ、精工化学株式会社製、商品名）、離型剤にステアリン酸亜鉛（ジンクステアレート、日本油脂株式会社製、商品名）、充填材として水酸化アルミニウム（ＣＷ３０８、住友化学株式会社製、商品名）、増粘剤に酸化マグネシウム（キョウワマグ＃２０、協和化学工業株式会社製、商品名）及び浴槽用ガラスロービング（ＲＳ４８０ＰＧ−５８０ＪＨ、日東紡績株式会社製、商品名）を用いた。

このようにして作製したときのカッター間でのガラス繊維の詰りを評価し、得られたＳＭＣのガラス繊維含有率を測定するために、ＳＭＣ製造装置のキャリアフィルム上に３０ｃｍ^２のトレイを置いてガラス繊維基材の散布量を秤量し、その秤量値を３０ｃｍ^２に切断したＳＭＣ重量で割ることにより、ガラス繊維含有率を求めた。

得られたＳＭＣは、ガラス繊維長が１インチ（２５．４ｍｍ）１／２インチ（１２．７ｍｍ）の場合とも、チョッパーにガラス繊維基材が挟まらず且つガラス繊維含有率のバラツキが少なく、均一に散布された。

（比較例）
前記の実施例と同様にして表２に示すように、カッター間の角度を変えてＳＭＣを作製し評価した。

その結果、表２に示すようにガラス繊維基材が発生し、ガラス繊維含有率も２倍以上に変化した。

ＳＭＣ製造装置の概略図チョッパーの縦断面模式図

符号の説明

１、１’：キャリアフィルム
２、２’：不飽和ポリエステル組成物
３：ガラスロービング
４：チョッパー
５：含浸装置
６、６’：ドクターブレード
７：カッター刃
８：カッターロール

Claims

ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルに、熱可塑性樹脂、充填剤等を混合した不飽和ポリエステル組成物をセパレータフィルムに塗布する塗布装置と、ガラスロービングを切断すると共にセパレータフィルムに塗布された不飽和ポリエステル組成物に切断されたガラス繊維を供給するガラスロービング切断用ロール、ガラス繊維が供給された不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムともう一枚の不飽和ポリエステル組成物が塗布されているセパレートフィルムとを塗布面が対向するように２枚重ね、ガラス繊維基材に不飽和ポリエステル組成物を含浸させる含浸装置、ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムの巻き取り装置とを含むシートモールディングコンパウンドの製造装置において、上記ガラスロービング切断用ロールは１インチ（２５．４ｍｍ）以下のガラス繊維基材を供給するためのものであって、カッター刃間の角度が１５度以上の開きを有するものであることを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造装置。