JP2008037900A - 蓄光材を含むプレス成形用材料及びそのプレス成形品 - Google Patents
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】蓄光成形品をプレス成形により得るための成形材料であって、上記成形材料は、全量を100質量部とすると、熱硬化性樹脂(A)5〜20質量部、重合性不飽和単量体(B)5〜20質量部、充填材(C)10〜70質量部、繊維長が2〜50mmのガラス繊維(D)5〜50質量部、最長径が0.05〜10mmの蓄光材(E)0.1〜20質量部を必須成分として含むものである成形材料。
【選択図】なし
Description
上述したようなモールディングコンパウンドの特性を保ちつつ、更に優れた外観、夜間視認性、残光輝度、残光時間を付与することにより、このような特性が必要とされる乗り物用途、標識用途、建築物の内部用途及び外部用途等において好適に用いることが可能となる。すなわち、上述したような特性を保ちつつ、更に外観、夜間視認性、残光輝度、残光時間を高めることが強く要請されている。
以下に本発明を詳述する。
先ず、これらの原料を特定量含むことについて説明する。なお、これらの数値範囲を特定する技術的意義については、本発明の成形材料の技術的分野における技術常識や後述する実施例による実施結果から明らかである。
10質量部未満とすると、成形時にクラックが生じやすくなる。70質量部を超えると、樹脂組成物の粘度が高くなり効率的に作業することができなくなる。
上記ガラス繊維(D)は、成形材料中、5〜50質量部含まれるものである。上記範囲とすることにより、残光輝度を向上させることができる。5質量部未満であれば、その反射による残光輝度の向上が充分でない。50質量部を超えると、ガラスの濡れ性が低下し、フィラメント単位に開繊せず、その反射光が低下する。上記ガラス繊維(D)は、成形材料100質量部に対して10〜30重量%含まれるものであることが好ましい。
上記不飽和ポリエステルは、α,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸又はその無水物とグリコールの付加反応又は脱水縮合反応によって合成されるものである。また飽和ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸又はその無水物あるいはカルボン酸と反応するジシクロペンタジエンなども併用することができる。ジシクロペンタジエンを併用することは、耐水性、透明性、着色性の点で好ましい。α,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸およびこれらジカルボン酸の無水物が挙げられる。これらの中でマレイン酸、フマル酸が反応性の点で好ましい。これらα,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸と併用されるジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、フタル酸無水物、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラクロロフタル酸などが挙げられる。これらの中で、イソフタル酸及び/又はテレフタル酸が耐水性、耐食性の点で好ましい。
上記エポキシ樹脂としては、一分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有する化合物が使用でき、具体的には、多価フェノールや多価アルコールのポリグリシジルエーテル、エポキシノボラック、エポキシ化ジオレフィン、脂肪酸のエポキシ化物、乾性油のエポキシ化物等が使用できる。
上記アクリル樹脂は、重合体に酸やエポキシ基の官能基を導入するために、アクリル酸やグリシジルメタクリル酸を共重合させたものや、更にその官能基に反応させて重合性官能基を持たせた重合体やアクリル系以外のスチレン等の単量体を共重合したものを使用することも可能である。
本発明の成形材料における上記充填材(C)は、水酸化アルミニウム及び/又はガラスフリットを含むものであることが好ましい。
本発明の成形材料における上記充填材(C)は、水酸化アルミニウム及び/又はガラスフリットが透明性を向上させ、輝度向上をもたらすので好ましい。
上記水酸化アルミニウム及び/又はガラスフリットは、熱硬化性樹脂(A)、重合性不飽和単量体(B)、ガラス繊維(D)及びその他添加物を含む材料を硬化させた硬化物の全光線透過率が10%以上になるよう充填材(C)の添加量、マトリックスの屈折率を調節することが好ましい。
繊維長が2mmより短いと、残光が乱反射の影響などで光がぼやけてしまい、視認性が低下する。50mmより長いと、分散が悪く、光が斑になる。
繊維長は、好ましくは6〜26mmである。
上記ガラス繊維(D)の直径は、約8〜20μmが好ましい。
上記ガラス繊維(D)の直径が8μm未満であると、成形材料をプレス成形した場合、型内の流動性が低下し、好ましくないおそれがある。20μmを超えると、硬化物表面にガラスフィラメントが露出し、平滑性が損なわれるおそれがある。
2〜100μの蓄光顔料を直接投入する方法は顔料が均一に分散され、多く投入しないとほのかに光るだけで夜間視認性の点で充分でない。本発明は基材に顔料を局在させることにより光を集中させ少量添加でも夜間視認性を向上させることにある。0.05mm未満であると顔料の付着量が安定せず、結果として直接投入と同様多くの顔料を必要とし好ましくない。10mmを超えると、(E)を均一に分散しずらく、材料の製造が困難になる。
本発明の成形材料における上記蓄光材(E)は、最長径が0.5〜5mmであることが好ましい。
上記蓄光材(E)とは蓄光性顔料(蓄光顔料)を含む材料をいう。蓄光顔料は光や熱、放射線等の外部刺激によって、かなり高い収率でルミネセンスを発光し、外部刺激を取り除いた後も発光するといった残光性を有する蛍光体である。代表的な蓄光性顔料としてアルミン酸塩系、硫化物系が挙げられ、残光輝度、残光時間の点からアルミン酸塩系がより好ましい。アルミン酸塩系の化合物の一例としては、MAl2O2でMがCa、Sr、Baのいずれかであるものを主成分とし、付活剤としてユーロピウムやデスプロニウムを少量含有されたものが代表的である。
本発明の成形材料における上記蓄光材(E)は、蓄光顔料を含む樹脂硬化物を粉砕して得られるものであることが好ましい。
本発明の成形材料における上記蓄光材(E)は、板状基材及び/又は粒子状基材に蓄光顔料をコーティングしたものであることが好ましい。
蓄光材(E)をこのようなものとすることにより、本発明の作用効果を充分に発揮することが可能となる。
蓄光顔料の基材への付着量は2〜30g/m2が好ましい。2g/m2未満であれば、残光輝度が十分でなくなるおそれがあり、30g/m2を超えると顔料が重なり合って、残光輝度が飽和状態になるおそれがある。
また、蓄光材100質量部に対する蓄光顔料含有率(付着率)は、3〜70質量部であることが好ましい。
基材への蓄光顔料付着方法は、以下の通りである。
(1)基材にバインダー(アクリル樹脂又はウレタン樹脂)のみをコーティングし、乾燥する。
(2)次に蓄光顔料30%を含む上記バインダーをコーティングし乾燥する。
(3)(2)を数回繰り返す。
(4)最後にバインダーのみをコーティングし、乾燥、整粒する。
上記増粘剤としては公知のものを使用することができる。例えば、マグネシウム、カルシウム等の酸化物又は水酸化物、トリレンイソシアネート(TDI)等のイソシアネート類が挙げられる。中でも、酸化マグネシウムが好ましい。
上記プレス成形は、例えば、圧縮成形機等の成形機にて、所定の温度、所定の圧力で加温、加圧することによって成形される。例えば、圧力1〜12MPa、温度80〜160℃で硬化させることにより本発明の成形品を製造することができる。
(合成例1)
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器及び攪拌機を備えたフラスコを反応器とした。この反応器に、イソフタル酸30モル、プロピレングリコール30モル、ネオペンチルグリコール70モルを仕込んだ。次に上記の内容物を窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら、200〜210℃の温度範囲で反応させると共に、反応物の酸価を所定の方法によって、随時測定した。そして該酸価が10mgKOH/gとなった時点で、内容物を100℃まで冷却し、上記の反応物に、フマル酸70モルを仕込み、210℃まで昇温し、10時間反応させた。この不飽和ポリエステルの酸価は25mgKOH/g、数平均分子量は5500であった。
次いで、上記不飽和ポリエステルに単量体としてスチレンを所定量加えた後、重合禁止剤としてヒドロキノンを100ppmとなるように添加し、均一に混合した。これにより固型分(不飽和ポリエステル)67%、スチレン33%の不飽和ポリエステル樹脂(UP−A)を得た。
JIS K6911−1995 4.3に記載の方法に準拠して測定した。
合成例1と同じ装置に、ジシクロペンタジエン20モル、無水マレイン酸100モルを仕込み、125℃まで昇温し、水100モルを2時間かけて滴下し、120〜130℃の温度で酸価220mgKOH/gとなるまで反応した。次にプロピレングリコール100モルを仕込み、205℃まで昇温し、6時間反応させた。この不飽和ポリエステルの酸価は25mgKOH/g、数平均分子量は1600であった。
次いで、上記不飽和ポリエステルに単量体としてスチレンを所定量加えた後、重合禁止剤としてヒドロキノンを100ppmとなるように添加し、均一に混合した。これにより固型分(不飽和ポリエステル)67%、スチレン33%の不飽和ポリエステル樹脂(UP−B)を得た。
合成例1と同じ装置に、イソフタル酸40モル、水素添加ビスフェノールA30モル、ネオペンチルグリコール50モル、1,6−ヘキサンジオール20モルを仕込んだ。次に上記の内容物を窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら、200〜210℃の温度範囲で反応させると共に、反応物の酸価を所定の方法によって、随時測定した。そして該酸価が10mgKOH/gとなった時点で、冷却し、上記の反応物に、フマル酸60モルを添加し、再び210〜220℃の温度範囲で反応させた。これにより、不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの酸価は33mgKOH/g、数平均分子量は2500であった。
次いで、上記不飽和ポリエステルに単量体としてスチレンを所定量加えた後、重合禁止剤としてヒドロキノンを100ppmとなるように添加し、均一に混合した。これにより固型分(不飽和ポリエステル)67%、スチレン33%の不飽和ポリエステル樹脂(UP−C)を得た。
蓄光顔料、蓄光材の顔料最長径、蓄光材最長径、顔料の付着量、蓄光材(E)100質量部に対する蓄光顔料含有率(付着率)は、以下の表1に示す通りである。
不飽和ポリエステル樹脂ポリホープN33PT(ジャパンコンポジット社製)90部中に蓄光顔料10部(N夜光ルミノーバ:根元特殊化学社製)を分散させMEKPOを1%添加し、常温で硬化させ、次いで100℃で2時間アフターキュアした後、粒径が3mm以下になるまでミルにて粉砕して得た。
「蓄光材B」及び「蓄光材C」は、基材に蓄光顔料をコーティングしたものである。「蓄光材B(マイカ)」は、最長径3mmであり、基材にマイカ(山口雲母社製「B−112」(商品名))を使用したものである。「蓄光材B(フィルム)」は、最長径3mmであり、基材としてプラスチック基材(PET)を使用したものである。「蓄光材C(GB)」は、最長径0.3mmであり、基材としてガラスビーズを使用したものである。
不飽和ポリエステル樹脂UP−A25.1質量部(不飽和ポリエステルの濃度が67%)、重合禁止剤としてのパラベンゾキノンを0.005質量部、硬化剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(化薬アクゾ製:カヤカルボンBIC−75)を0.3質量部、充填材としてガラスフリット(東罐マテリアル社製:M−910S)を62.0質量部及び内部離型剤としてステアリン酸亜鉛を1.3質量部、蓄光材A1.3質量部を双腕型ニーダに投入し、よく混練した後、その樹脂ペーストにガラス繊維として3mm長に切断したガラス繊維10.0質量部を添加して更によく混練した。このBMC(バルクモールディングコンパウンド)を30cm角平板金型を用いて、金型温度は、製品面が130℃、裏面が120℃(表中、成形温度130/120と表す)で、面圧10MPaで加熱圧縮成形した。6分間キープし、板厚8mmのBMC成形平板を得た。これを用いて、各種物性を測定した。結果を表2に示す。
表2に示す配合(ガラス繊維除く)をディスパーにてよく混練し、常法に従いSMC含浸機にて蓄光成形品(SMC)を製造した。40℃で24時間熟成後、100トンプレスにて30×30×0.5cmの平板をプレス成形した。成形条件:温度(表2に示す)圧力10MPa、キープ時間(表2に示す)。得られた成形品の夜間視認性、曲げ強度、残留スチレン量、成形収縮率を測定、及び外観評価を行った。結果を表2に示す。
SV10B:ポリ酢酸ビニル/ポリスチレン共重合体のスチレン溶液でスチレン含有量70%。
9965:ポリスチレンのスチレン溶液でスチレン含有量70%。
表3に示す各配合とした他は実施例1と同様にして、蓄光成形品(SMC)を製造した。夜間視認性、曲げ強度、残留スチレン量、成形収縮率を測定し、外観評価を行った。結果を表3に示す。
(比較例3、4)
表3に示す各配合とした他は、実施例2〜7と同様にして蓄光成形品(SMC)を製造した。
成形品(30cm角平板)を15時間暗室に保管後、光源(200ルックスの明るさ)で1時間刺激、その後暗室で残光の輝度を定性評価した。
◎ 輪郭まで全面がはっきりと光る
○ 輪郭含め全面が認識できるぐらいに光る
△ ぼんやり光るが輪郭が見えにくい
× 認識できない
平滑性、光沢、色むらなどで総合評価した。
○ 平滑性良好、光沢あり、色むら無し
△ 平滑性、光沢やや劣る、色むら少しあり
× 平滑性、光沢とも悪い、色むらあり
<曲げ強度>
JISK6911に基づいて測定を行った。
<残留スチレン量>
測定は、成形品を塩化メチレンに16時間浸漬し、塩化メチレンに溶出したスチレンをガスクロマトグラフィー(カラム充填材:BX−10、カラム長さ3m、キャリアガス:窒素、島津GC−2014、C−R8A)にて定量して測定した。
<成形収縮率>
室温の成形品と金型の寸法の比より収縮率を測定した。
Claims (5)
- 蓄光成形品をプレス成形により得るための成形材料であって、
該成形材料は、全量を100質量部とすると、熱硬化性樹脂(A)5〜20質量部、重合性不飽和単量体(B)5〜20質量部、充填材(C)10〜70質量部、繊維長が2〜50mmのガラス繊維(D)5〜50質量部、最長径が0.05〜10mmの蓄光材(E)0.1〜20質量部を必須成分として含むものである
ことを特徴とする成形材料。 - 前記蓄光材(E)は、蓄光顔料を含む樹脂硬化物を粉砕して得られるものである
ことを特徴とする請求項1記載の成形材料。 - 前記蓄光材(E)は、板状基材及び/又は粒子状基材に蓄光顔料をコーティングしたものである
ことを特徴とする請求項1又は2記載の成形材料。 - 前記充填材(C)は、水酸化アルミニウム及び/又はガラスフリットを含むものである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成形材料。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の成形材料をプレス成形することにより得られるものであることを特徴とする成形品。
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