JP2011063764A - Reinforcing fiber for sheet molding compound, and manufacturing method for sheet molding compound using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、シートモールディングコンパウンド用補強繊維及びこれを用いたシートモールディングコンパウンドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a reinforcing fiber for sheet molding compound and a method for producing a sheet molding compound using the same.
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、ガラス繊維等の補強繊維を熱硬化性樹脂中で硬化させた材料であり、機械的強度、耐薬品性、耐熱性、電気的性質に優れた複合材料として様々な分野で利用されている。ＦＲＰの成形方法としては種々存在するが、なかでもシートモールディングコンパウンド法（ＳＭＣ法）は簡便なことから幅広く利用されている。 Fiber Reinforced Plastic (FRP) is a material in which reinforcing fibers such as glass fiber are cured in a thermosetting resin, and is a variety of composite materials with excellent mechanical strength, chemical resistance, heat resistance, and electrical properties. Used in the field. Although there are various FRP molding methods, the sheet molding compound method (SMC method) is widely used because of its simplicity.
ここで、ＳＭＣ法は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、充填剤、低収縮剤、硬化剤、増粘剤、着色剤等を配合して未硬化の不飽和ポリエステル樹脂を含む樹脂コンパウンドを調製し、この樹脂コンパウンドにガラス繊維などの補強繊維を配合してシート状成形材料、所謂シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）にプレ加工し、これを一定期間養生させて粘度を向上させたのち、成形に用いるものである。 Here, the SMC method is a resin compound containing an uncured unsaturated polyester resin by blending an unsaturated polyester resin, a polymerizable monomer, a filler, a low shrinkage agent, a curing agent, a thickener, a colorant, and the like. The resin compound is compounded with reinforcing fibers such as glass fiber and pre-processed into a sheet-shaped molding material, so-called sheet molding compound (SMC), which is cured for a certain period of time to improve the viscosity, and then molded. It is used for.
このようにＳＭＣを製造するにあたり、樹脂コンパウンドに充填剤等を分散して混合する段階や、樹脂コンパウンドに補強繊維を配合する初期段階では、樹脂コンパウンドは充填剤や補強繊維等への含浸性・分散性を良くするため、粘性が低い液状であるのが好ましい。一方、製造されるＳＭＣは、成形の際のハンドリングを良くするために半固形状であることが必要である。 In producing SMC in this way, at the stage of dispersing and mixing fillers in the resin compound, and at the initial stage of adding reinforcing fibers to the resin compound, the resin compound is impregnated into the filler and reinforcing fibers, etc. In order to improve dispersibility, it is preferably a liquid with low viscosity. On the other hand, the manufactured SMC needs to be semi-solid in order to improve handling during molding.
従来、増粘剤としては特許文献１、２等に記載されているように、酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物が一般的に使用され、各種の材料を混合して樹脂コンパウンドを調製する段階からその全量が樹脂コンパウンドに配合されている。 Conventionally, as described in Patent Documents 1 and 2, etc., as a thickener, an alkaline earth metal oxide such as magnesium oxide is generally used, and various materials are mixed to prepare a resin compound. The total amount is blended in the resin compound from the stage of the step.
しかしながら、上述したような樹脂コンパウンドに増粘剤を全量配合しておく方法では、養生に２４時間以上、数日程度という長期間を要し、養生に時間が掛かる問題がある。養生時間を短縮させる方法としては、樹脂コンパウンドに表面積の大きい増粘剤を配合することが考えられるが、補強繊維を樹脂コンパウンドに配合するまでに増粘が進行して粘度が上がってしまい、補強繊維に樹脂コンパウンドの未含浸部分が生じる問題があった。 However, the method of blending all the thickeners in the resin compound as described above has a problem that the curing takes a long time of 24 hours or more and several days, and the curing takes time. As a method of shortening the curing time, it is conceivable to add a thickener with a large surface area to the resin compound, but the viscosity increases as the reinforcing fiber is added to the resin compound, and the viscosity increases. There was a problem that unimpregnated portions of the resin compound were formed on the fibers.
本願発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＳＭＣ作製過程において、補強繊維への樹脂コンパウンドの含浸性を良好としながら、ＳＭＣがハンドリングできるまでの養生時間を短縮することである。 The present invention has been made in view of the above-described background art, and its problem is to shorten the curing time until the SMC can be handled while making the resin compound impregnated into the reinforcing fiber good in the SMC manufacturing process. That is.
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、補強繊維にＢＥＴ比表面積が４０〜２００ｍ2／ｇである増粘剤が付着してな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用補強繊維を提供している。 In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1 of the present application, a thickening agent having a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g is adhered to the reinforcing fiber. Provide fiber.
又、本願請求項２記載の発明では、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、低収縮剤を少なくとも含有する樹脂コンパウンドを作製した後に、該樹脂コンパウンドに請求項１に記載のシートモールディング用補強繊維を配合す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方法を提供している。 Further, in the invention according to claim 2 of the present application, after producing a resin compound containing at least an unsaturated polyester resin, a polymerizable monomer, and a low shrinkage agent, the resin compound is reinforced for sheet molding according to claim 1. A method for producing a sheet molding compound characterized by blending fibers is provided.
又、本願請求項３記載の発明では、上記請求項２記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法において、補強繊維を配合する前の樹脂コンパウンドにも増粘剤を含有することを特徴としている。 The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in the method for producing a sheet molding compound according to claim 2, the resin compound before blending the reinforcing fibers also contains a thickener.
又、本願請求項４記載の発明では、上記請求項２又は３記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法において、配合する増粘剤の総量がシートモールディングコンパウンド１００質量部中０．２〜０．４質量部であることを特徴としている。 In the invention according to claim 4 of the present application, in the method for producing a sheet molding compound according to claim 2 or 3, the total amount of the thickener to be blended is 0.2 to 0.4 mass in 100 parts by mass of the sheet molding compound. It is characterized by being a part.
本願請求項１記載のシートモールディングコンパウンド用補強繊維およびこれを用いた本願請求項２記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法によれば、増粘剤を予め補強繊維側に付着させているので、補強繊維を樹脂コンパウンドへ配合する際に樹脂コンパウンドに増粘剤が配合される。そのため、増粘のコントロールがし易く、ハンドリング性にも優れる。さらに、増粘剤のＢＥＴ比表面積を４０〜２００ｍ2／ｇとし、高めの増粘活性を有するものとすることで、補強繊維への樹脂コンパウンドの含浸性を保ちながら、その後の養生工程で増粘が充分に進行し、粘度上昇が平行に達するまでの時間（養生時間）を大幅に短縮することができる。 According to the reinforcing fiber for sheet molding compound according to claim 1 of the present application and the method for producing the sheet molding compound according to claim 2 using the same, the thickener is attached to the reinforcing fiber side in advance. When blending into a resin compound, a thickener is blended into the resin compound. Therefore, it is easy to control the thickening and the handling property is excellent. Furthermore, by setting the BET specific surface area of the thickener to 40 to 200 m 2 / g and having a higher thickening activity, it is increased in the subsequent curing process while maintaining the impregnating property of the resin compound to the reinforcing fiber. The time (curing time) until the viscosity proceeds sufficiently and the increase in viscosity reaches parallel can be greatly shortened.
又、本願請求項３記載の発明のシートモールディングコンパウンドの製造方法においては、特に、補強繊維を配合する前のコンパウンドにも増粘剤を含有させ、補強繊維の配合前にもある程度は増粘を進行させておき、補強繊維の配合後にさらに増粘を進行させるようにしているのでハンドリング性に優れ、均一かつ確実に増粘でき、増粘のコントロールもしやすい利点がある。 Further, in the method for producing a sheet molding compound according to the third aspect of the present invention, in particular, a thickener is also contained in the compound before blending the reinforcing fiber, and the thickening is performed to some extent before blending the reinforcing fiber. Since it is allowed to proceed and the thickening is further advanced after blending the reinforcing fibers, there is an advantage that it is excellent in handling properties, can be thickened uniformly and reliably, and can be easily controlled.
又、本願請求項４記載の発明のシートモールディングコンパウンドの製造方法においては、特に、配合する増粘剤の総量をシートモールディングコンパウンド１００質量部中０．２〜０．４質量部とすると、補強繊維への樹脂コンパウンドの含浸性を良好にしながら、確実に増粘することができる。 Further, in the method for producing a sheet molding compound according to claim 4 of the present application, in particular, when the total amount of the thickener to be blended is 0.2 to 0.4 parts by mass in 100 parts by mass of the sheet molding compound, the reinforcing fiber It is possible to reliably increase the viscosity while improving the impregnation property of the resin compound.
以下、本願発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本願発明のＳＭＣ用補強繊維は、ＢＥＴ比表面積が４０〜２００ｍ2／ｇである増粘剤が付着してなるものとしている。これを用いるＳＭＣの製造方法は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、低収縮剤を少なくとも含有する樹脂コンパウンドを作製した後に、該樹脂コンパウンドに上記ＳＭＣ用補強繊維を配合し、補強繊維に樹脂コンパウンドを含浸させるものとしている。 The SMC reinforcing fiber of the present invention is formed by attaching a thickener having a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g. The manufacturing method of SMC using this is to prepare a resin compound containing at least an unsaturated polyester resin, a polymerizable monomer, and a low shrinkage agent, and then blend the SMC reinforcing fiber into the resin compound, The resin compound is impregnated.
次にＳＭＣ用補強繊維について詳細を説明する。 Next, details of the reinforcing fiber for SMC will be described.
本願発明のＳＭＣ用補強繊維に用いる補強繊維の種類は、特に制限されるものではなく、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維など、ＳＭＣの製造に用いられるあらゆるものが使用可能である。なかでも、ガラス繊維を好適に用いることができる。これらの補強繊維の形態も特に限定されるものではなく、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、織物などを例示することができる。 The type of the reinforcing fiber used for the SMC reinforcing fiber of the present invention is not particularly limited, and for manufacturing SMC such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, phenol resin, polyvinyl alcohol fiber, aramid fiber, nylon fiber, etc. Anything used can be used. Especially, glass fiber can be used conveniently. The form of these reinforcing fibers is not particularly limited, and examples thereof include chopped strands, chopped strand mats, rovings, and woven fabrics.
ガラス繊維や炭素繊維等の補強繊維においては、単繊維を集束剤で集束した市販品が多く提供されている。本願発明においても、繊維表面の保護や樹脂コンパウンドとの付着の確保および取扱い易さ等を考慮して、集束剤が使用されているものを使用することが好ましい。集束剤としては、後述する重合性単量体に可溶なものであればよく、一般に繊維集束剤として使用されるシラン系カップリング剤、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシ系重合体、ポリウレタン系重合体等の有機成分からなるものが挙げられる。これら集束剤には必要に応じて、帯電防止剤、乳化剤、レベリング剤、架橋剤などが配合されていてもよい。 In the case of reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers, many commercially available products obtained by bundling single fibers with a bundling agent are provided. Also in this invention, it is preferable to use what uses the bundling agent in consideration of the protection of the fiber surface, the securing of adhesion to the resin compound and the ease of handling. The sizing agent is not particularly limited as long as it is soluble in the polymerizable monomer described later, and is generally a silane coupling agent, polyvinyl acetate, polyester, epoxy polymer, polyurethane polymer used as a fiber sizing agent. What consists of organic components, such as coalescence, is mentioned. These sizing agents may contain an antistatic agent, an emulsifier, a leveling agent, a cross-linking agent and the like, if necessary.
上記補強繊維に付着させておく増粘剤としては、特に制限されるものではないが、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムなどの無機増粘剤を好ましく用いることができる。これらのなかでも、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムを好適に用いることができる。 The thickener to be attached to the reinforcing fiber is not particularly limited, but inorganic thickeners such as magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium oxide, and calcium hydroxide can be preferably used. Among these, magnesium oxide and magnesium hydroxide can be preferably used.
前述したように、補強繊維に付着させている増粘剤のＢＥＴ比表面積の範囲を４０〜２００ｍ2／ｇとし、比較的増粘活性が高い範囲としているので、増粘剤が補強繊維を樹脂コンパウンドに配合するタイミングで配合されても、短時間で高粘度に増粘することができる。上記範囲未満であると比表面積が小さいために増粘剤の増粘作用が低く、増粘速度が遅くなって養生時間を短くする効果が弱くなる。逆にＢＥＴ比表面積が上記の範囲を超えて大きくなると、増粘剤の増粘作用が大きくなり過ぎ、増粘が不均一となり、補強繊維近傍で未含浸部分が発生するおそれがある。ＢＥＴ比表面積は６０〜１５０ｍ2／ｇとするのがさらに好ましい。増粘剤のＢＥＴ比表面積の範囲を４０〜２００ｍ2／ｇとするためには、所定の粒径の増粘剤を用いてもよいし、多孔質構造の増粘剤を用いるようにしてもよい。尚、このＢＥＴ比表面積は窒素ガス吸着法により求めたものである。 As described above, since the range of the BET specific surface area of the thickener adhered to the reinforcing fiber is 40 to 200 m 2 / g and the thickening activity is relatively high, the thickener is used as a resin for the reinforcing fiber. Even if compounded at the timing of compounding, it can be thickened to a high viscosity in a short time. If it is less than the above range, the thickening action of the thickener is low because the specific surface area is small, the speed of thickening becomes slow, and the effect of shortening the curing time becomes weak. On the contrary, if the BET specific surface area is larger than the above range, the thickening action of the thickener becomes too large, the thickening becomes uneven, and an unimpregnated portion may be generated near the reinforcing fiber. The BET specific surface area is more preferably 60 to 150 m 2 / g. In order to set the range of the BET specific surface area of the thickener to 40 to 200 m 2 / g, a thickener having a predetermined particle diameter may be used, or a thickener having a porous structure may be used. Good. The BET specific surface area is obtained by a nitrogen gas adsorption method.
増粘剤の粒子の大きさは、特に限定されるものではないが、平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲であることが好ましく、２〜８μｍの平均粒子径がより好ましい。増粘剤の平均粒子径がこの範囲の下限未満であると、ＢＥＴ比表面積が大きくなり過ぎ、増粘が速くなりすぎるおそれがある。また増粘剤の平均粒子径がこの範囲を超えて大きいと、樹脂コンパウンドへの不飽和ポリエステル樹脂組成物に増粘剤を配合して混合する際の分散性が悪くなり、増粘効果が低下するおそれがある。増粘剤としては、なかでも、２〜８μｍの平均粒子径を有する、ＢＥＴ比表面積４０〜２００ｍ2／ｇの多孔質構造のものが特に好ましく用いられる。 The particle size of the thickener is not particularly limited, but the average particle size is preferably in the range of 0.1 to 10 μm, more preferably 2 to 8 μm. If the average particle size of the thickener is less than the lower limit of this range, the BET specific surface area may be too large, and the thickening may be too fast. Also, if the average particle size of the thickener is larger than this range, the dispersibility when blending and mixing the thickener with the unsaturated polyester resin composition into the resin compound becomes worse, and the thickening effect is reduced. There is a risk. As the thickener, a porous structure having an average particle diameter of 2 to 8 μm and a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g is particularly preferably used.
集束剤の有機成分と補強繊維に付着している増粘剤は固形分比（質量比）で１：０．８〜１．６の範囲にあることが好ましい。これは、補強繊維に増粘剤を過度に付着させると、樹脂コンパウンドにおいて補強繊維が分散しにくくなったり、補強繊維に未含浸部分が生じやすくなったりするおそれがあるからであり、増粘剤が少なすぎると十分な増粘効果が得られないからである。 The organic component of the sizing agent and the thickener adhering to the reinforcing fiber are preferably in the range of 1: 0.8 to 1.6 in terms of solid content ratio (mass ratio). This is because if the thickening agent is excessively attached to the reinforcing fiber, the reinforcing fiber may be difficult to disperse in the resin compound, or an unimpregnated portion may be easily formed in the reinforcing fiber. This is because if the amount is too small, a sufficient thickening effect cannot be obtained.
補強繊維に増粘剤を付着させる方法として、特に限定されるものではないが、例えば、下記（１）〜（３）の方法が考えられる。
（１）予め集束剤で集束された補強繊維の表面に増粘剤を含む溶液を噴霧又は含浸等して増粘剤を付着させる。この場合、集束剤で集束された市販の補強繊維を用いて、本願の製造方法を適用することができる利点がある。
（２）予め集束剤で集束された補強繊維の表面に増粘剤粒子を付着させる。その後、増粘剤粒子をまぶした後で集束剤の溶液もしくは重合性単量体（スチレン）を噴霧し、補強繊維に増粘剤を固定化していることが好ましい。
（３）補強繊維の集束剤中に増粘剤を含有させる。この場合、補強繊維の繊維間に確実に樹脂コンパウンドを含浸させることが出来る利点がある。
Although it does not specifically limit as a method of attaching a thickener to a reinforcement fiber, For example, the method of following (1)-(3) can be considered.
(1) A solution containing a thickener is sprayed or impregnated on the surface of the reinforcing fiber previously bundled with a sizing agent to adhere the thickener. In this case, there exists an advantage which can apply the manufacturing method of this application using the commercially available reinforcing fiber bundled with the bundling agent.
(2) The thickener particles are attached to the surface of the reinforcing fiber that has been previously focused with a sizing agent. Then, after thickener particles are coated, it is preferable to spray a solution of a sizing agent or a polymerizable monomer (styrene) to fix the thickener to the reinforcing fiber.
(3) A thickener is contained in the reinforcing fiber sizing agent. In this case, there is an advantage that the resin compound can be reliably impregnated between the fibers of the reinforcing fiber.
次に、図１を参照して上記ＳＭＣ用補強繊維を用いた本願発明のＳＭＣの製造方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 1, the manufacturing method of SMC of this invention using the said SMC reinforcing fiber is demonstrated.
本願発明のＳＭＣの製造工程は、材料混合工程（樹脂コンパウンドの作製）、ＳＭＣをシート化する工程を含む。 The SMC manufacturing process of the present invention includes a material mixing process (preparation of a resin compound) and a process of forming SMC into a sheet.
材料混合工程は不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、低収縮剤を少なくとも含有する樹脂コンパウンド１を作製する工程である。本願発明において樹脂コンパウンド１は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、その他低収縮剤、硬化剤、充填剤などを含有して調製したものを用いることができる。配合は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体等の主原料を混合したのち、充填剤を混合し、さらに副原料である低収縮剤、増粘剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、離型剤、顔料、希釈剤等を混合する順とするのが好ましい。 The material mixing step is a step of producing a resin compound 1 containing at least an unsaturated polyester resin, a polymerizable monomer, and a low shrinkage agent. In the present invention, the resin compound 1 may be prepared using an unsaturated polyester resin, a polymerizable monomer, other low shrinkage agents, a curing agent, a filler, and the like. For blending, the main raw materials such as unsaturated polyester resin and polymerizable monomer are mixed, then the filler is mixed, and the auxiliary raw materials such as a low shrinkage agent, thickener, curing accelerator, curing retarder, release agent are mixed. The order of mixing the mold agent, pigment, diluent and the like is preferable.
重合性単量体としては、不飽和ポリエステル樹脂の重合に使用されるものであれば、特に制限されることなく用いることができるものであり、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、α−クロロスチレン、ジクロロスチレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。これらのなかでも、スチレンが最も好適に用いることができる。 The polymerizable monomer can be used without particular limitation as long as it is used for polymerization of unsaturated polyester resin. For example, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, t -Butyl styrene, (alpha) -chloro styrene, dichloro styrene, divinyl benzene, etc. can be mentioned. Of these, styrene can be most preferably used.
増粘剤は、前述したように補強繊維に付着させることによって樹脂コンパウンド１に導入するため、樹脂コンパウンド１の作製段階では必ずしも配合する必要はない。しかし、均一に増粘させる観点及びハンドリング性を良くする観点から、樹脂コンパウンド１の作製段階でも配合されていることが好ましい。この場合、ＳＭＣに配合される増粘剤の全量の２０質量％〜６０質量％が配合されていることが好ましい。即ち、増粘剤の全量の４０質量％〜８０質量％が補強繊維によって樹脂コンパウンド１に導入されることが好ましい。 Since the thickener is introduced into the resin compound 1 by adhering to the reinforcing fiber as described above, it is not always necessary to add the thickener at the production stage of the resin compound 1. However, from the viewpoint of increasing the viscosity uniformly and improving the handleability, it is preferable that the resin compound 1 is also blended at the production stage. In this case, it is preferable that 20% by mass to 60% by mass of the total amount of the thickener added to the SMC is added. That is, it is preferable that 40% by mass to 80% by mass of the total amount of the thickener is introduced into the resin compound 1 by the reinforcing fibers.
そして、不飽和ポリエステル樹脂に、上記の重合性単量体、上記の増粘剤、さらにポリスチレン等の低収縮剤、硬化剤、炭酸カルシウム等の充填剤などを配合し、これらを攪拌して良く混合することによって、樹脂コンパウンド１を得ることができるものである。 Then, the above polymerizable monomer, the above thickener, a low shrinkage agent such as polystyrene, a curing agent, a filler such as calcium carbonate, etc. may be blended in the unsaturated polyester resin, and these may be stirred. By mixing, the resin compound 1 can be obtained.
各成分の配合量は特に制限されるものではないが、例えば、不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して、重合性単量体を５〜２０質量部、増粘剤を０．２〜０．６質量部、さらに低収縮剤を５〜２５質量部、硬化剤を０．５〜２．５質量部、充填剤を１００〜２５０質量部の範囲に設定するのが好ましい。なお、不飽和ポリエステル樹脂、低収縮剤にはあらかじめ重合性単量体が３０〜７０質量％含有されている。 The blending amount of each component is not particularly limited. For example, 5 to 20 parts by mass of a polymerizable monomer and 0.2 to 0. It is preferable to set 6 parts by mass, 5 to 25 parts by mass of the low shrinkage agent, 0.5 to 2.5 parts by mass of the curing agent, and 100 to 250 parts by mass of the filler. The unsaturated polyester resin and the low shrinkage agent contain 30 to 70% by mass of a polymerizable monomer in advance.
次にこのようにして得られた樹脂コンパウンド１とＳＭＣ用補強繊維２を原料として用い、ＳＭＣ製造装置を用いてＳＭＣシート４を製造する。製造方法の一例を次に述べる。 Next, using the resin compound 1 and the SMC reinforcing fibers 2 obtained as described above as raw materials, an SMC sheet 4 is manufactured using an SMC manufacturing apparatus. An example of the manufacturing method will be described next.
はじめに、樹脂コンパウンド１をドクターブレード等でフィルム５に塗布する。フィルム５はローラー８で順次搬送され、樹脂コンパウンド１はフィルム５の上面に連続的に塗布される。次に、その上に前述した増粘剤を付着させた補強繊維（ＳＭＣ用補強繊維２）を配合する。この際、ロービング状のＳＭＣ用補強繊維２を切断し、散布して含浸させることが好ましい。
First, the resin compound 1 is applied to the film 5 with a doctor blade or the like. The film 5 is sequentially conveyed by the
次いで、補強繊維を散布した樹脂コンパウンド１の上にさらに補強繊維を含まない前記樹脂コンパウンドの未硬化樹脂シート６を積載し、ロール９で含浸、脱泡し、シート３へ成型する。加工されたシート３は通常３５〜５０℃で養生させることによって、ＳＭＣ４を製造することができるものである。本願発明では養生時間を短縮することができるので、１２時間から２４時間程度で充分に増粘させることができる。 Next, an uncured resin sheet 6 of the resin compound not containing the reinforcing fiber is further loaded on the resin compound 1 on which the reinforcing fiber is dispersed, impregnated with a roll 9, defoamed, and molded into the sheet 3. The processed sheet 3 is usually capable of producing SMC4 by curing at 35 to 50 ° C. Since the curing time can be shortened in the present invention, the viscosity can be sufficiently increased in about 12 to 24 hours.
得られたＳＭＣ４は、例えば図１に示すように、２枚重ねにして成型用金型１０，１１で加熱プレスすることにより、所望の形状に成型することができる。 For example, as shown in FIG. 1, the obtained SMC 4 can be molded into a desired shape by stacking two sheets and heating and pressing them with the molding dies 10 and 11.
増粘剤の総量（予め樹脂コンパウンドに配合する量＋補強繊維によって樹脂コンパウンドに導入される量）がシートモールディングコンパウンド１００質量部中０．２〜０．４質量部となるように配合されることが好ましい。増粘剤の総量を上記範囲内とすることで、樹脂コンパウンド１の補強繊維への含浸性を良好にしながら、シート３の養生時間の短縮を図ることができる。即ち、上記範囲未満では増粘効果が充分ではないおそれがあり、上記範囲より大きいと補強繊維に樹脂コンパウンド１の未含浸部分が生じるおそれがあるからである。 It is blended so that the total amount of thickener (amount previously blended in the resin compound + amount introduced into the resin compound by the reinforcing fiber) is 0.2 to 0.4 parts by mass in 100 parts by mass of the sheet molding compound. Is preferred. By setting the total amount of the thickener within the above range, the curing time of the sheet 3 can be shortened while improving the impregnation property of the resin compound 1 into the reinforcing fibers. That is, if it is less than the above range, the thickening effect may not be sufficient, and if it is greater than the above range, an unimpregnated portion of the resin compound 1 may be generated in the reinforcing fiber.
このように樹脂コンパウンド１を調製し、さらに樹脂コンパウンド１に補強繊維を配合するＳＭＣ４の製造方法において、補強繊維に予め増粘剤を付着させておき、補強繊維への配合時にも樹脂コンパウンド１に増粘剤が添加されるようにするので、補強繊維に樹脂コンパウンド１を含浸させた後で速やかに粘度を上昇させることができる。従って、補強繊維への樹脂コンパウンド１の含浸を容易に且つ均一に行なうことができるものであり、含浸不良の発生を防ぐことができるものである。 Thus, in the manufacturing method of SMC4 which prepares the resin compound 1 and mix | blends a reinforced fiber further with the resin compound 1, a thickener is previously attached to a reinforced fiber and it is made to the resin compound 1 also at the time of mix | blending with a reinforced fiber. Since the thickener is added, the viscosity can be quickly increased after the reinforcing fiber is impregnated with the resin compound 1. Therefore, impregnation of the resin compound 1 into the reinforcing fiber can be performed easily and uniformly, and the occurrence of poor impregnation can be prevented.
樹脂コンパウンド１に増粘剤を付着させた補強繊維（ＳＭＣ用補強繊維２）が含浸されると、補強繊維に付着した増粘剤が樹脂コンパウンド１に溶解して拡散し、樹脂コンパウンド１の粘度が上昇する。このとき、増粘剤は上記のようにＢＥＴ比表面積が４０〜２００ｍ2／ｇであって、増粘効果が高いものであり、短時間で樹脂コンパウンド１を高粘度に増粘することができ、かつ、補強繊維への含浸性も良好に保つことができる。 When the reinforcing fiber (SMC reinforcing fiber 2) having the thickener attached to the resin compound 1 is impregnated, the thickener attached to the reinforcing fiber dissolves and diffuses in the resin compound 1, and the viscosity of the resin compound 1 is increased. Rises. At this time, the thickener has a BET specific surface area of 40 to 200 m 2 / g as described above, and has a high thickening effect, and can thicken the resin compound 1 to a high viscosity in a short time. And the impregnation property to a reinforcing fiber can also be kept favorable.
このようにして得られたＳＭＣ４は、２４時間養生後の押し込み硬さ変位量（底面が球状のおもり（３ｋｇ）により３分間荷重をかけた後の変位）が２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは２．２〜２．７ｍｍである。シート化後のＳＭＣは粘度測定が不可能であるため、押し込み硬さ測定器によりその押し込み変位を測定するものとしている。この範囲の押し込み硬さ変位量であると成形時にハンドリングしやすい。 The SMC4 thus obtained has a range of indentation hardness displacement (displacement after applying a load for 3 minutes with a spherical weight (3 kg) for 3 minutes) after curing for 24 hours in a range of 2.0 mm to 3.0 mm. It is preferable to be within. More preferably, it is 2.2-2.7 mm. Since it is impossible to measure the viscosity of the SMC after forming into a sheet, the indentation displacement is measured by an indentation hardness measuring instrument. When the indentation hardness displacement is in this range, it is easy to handle during molding.
本願発明で得られたＳＭＣは、種々の成形品に用いることができるが、浴槽、浄化槽、浴室の洗い場、防水パン、パネル、キッチンのカウンター等に好ましく用いることができる。 The SMC obtained in the present invention can be used for various molded products, but can be preferably used for bathtubs, septic tanks, bathroom washing places, waterproof pans, panels, kitchen counters, and the like.
次に、本願発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
（実施例１）
［ＳＭＣ用補強繊維の作製］
補強繊維としてガラス繊維（日東紡績（株）製「ＲＳ４８０ＰＢ−５４９」；シラン系カップリング剤とポリ酢酸ビニルの混合物からなる集束剤で集束されたもの）を用意し、これに増粘剤である酸化マグネシウムの粉末（ＢＥＴ表面積１５０ｍ2／ｇ、平均粒子径６．４μｍ）をまぶし、さらに少量のスチレンモノマーを噴霧して増粘剤を補強繊維に固定化してＳＭＣ用補強繊維を作製した。補強繊維には集束剤が４質量％付着しているものとし、集束剤と増粘剤の固形分の質量比率は１：１になるように調整した。
［ＳＭＣの作製］
不飽和ポリエステル８０質量部と、ポリスチレン／スチレン溶液（低収縮剤としてのポリスチレンと重合性単量体としてのスチレンを質量比１：２で混合した溶液）１５質量部に、充填剤である炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）１５０質量部を配合し、よく攪拌したものをＡ液とした。別に、増粘剤である酸化マグネシウム（ＢＥＴ表面積４０ｍ2／ｇ、平均粒子径６．４μｍ）をポリスチレン／スチレン溶液（低収縮剤としてのポリスチレンと重合性単量体としてのスチレンを質量比１：２で混合した溶液）５質量部に対して０．３質量部配合して攪拌したものをＢ液とした。これらＡ液とＢ液を速やかに混合し、樹脂コンパウンドを得た。
Example 1
[Production of SMC reinforcing fiber]
Glass fiber ("RS480PB-549" manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd .; bundled with a sizing agent consisting of a mixture of a silane coupling agent and polyvinyl acetate) is prepared as a reinforcing fiber, and this is a thickener. Magnesium oxide powder (BET surface area 150 m 2 / g, average particle size 6.4 μm) was applied, and a small amount of styrene monomer was sprayed to fix the thickener to the reinforcing fibers to prepare SMC reinforcing fibers. It was assumed that 4% by mass of the sizing agent was attached to the reinforcing fiber, and the mass ratio of the sizing agent to the thickener was adjusted to be 1: 1.
[Production of SMC]
80 parts by mass of unsaturated polyester and 15 parts by mass of a polystyrene / styrene solution (a solution in which polystyrene as a low shrinkage agent and styrene as a polymerizable monomer are mixed at a mass ratio of 1: 2) and calcium carbonate as a filler Liquid A was prepared by blending 150 parts by weight of (CaCO 3 ) and stirring well. Separately, magnesium oxide (BET surface area 40 m 2 / g, average particle diameter 6.4 μm) as a thickener is polystyrene / styrene solution (polystyrene as a low shrinkage agent and styrene as a polymerizable monomer in a mass ratio of 1: Solution B mixed in 2) 0.3 parts by mass with respect to 5 parts by mass and stirred was designated as B solution. These liquid A and liquid B were quickly mixed to obtain a resin compound.
次に、このように調整した樹脂コンパウンドをドクターブレードでフィルムに塗布し、予め作製したＳＭＣ用補強繊維６０質量部を切断しながら散布した。別に前述したものと同一の樹脂コンパウンドを塗布した未硬化樹脂付きフィルムを用意し、該未硬化樹脂付きフィルムの樹脂コンパウンド塗布面とＳＭＣ用補強繊維を散布した面とを張り合わせて、ロールで押さえることにより、ガラス繊維に樹脂コンパウンドを含浸させ、ＳＭＣを得た。 Next, the resin compound adjusted in this way was applied to the film with a doctor blade, and sprayed while cutting 60 parts by mass of the SMC reinforcing fibers prepared in advance. Separately, prepare a film with an uncured resin coated with the same resin compound as described above, and bond the surface of the film with the uncured resin with the surface sprayed with SMC reinforcing fibers and press with a roll. The glass fiber was impregnated with a resin compound to obtain SMC.
得られたＳＭＣは４０℃環境下に保管したのち、以下の手法により押し込み硬さと含浸性の評価を行った。
［押し込み硬さ］
押し込み硬さ測定器（東海精機（株）製）により測定した。具体的には、底面が球状のおもり（３ｋｇ）により３分間荷重をかけた後の変位を測定した。
４０℃環境下での保管を開始した後、１２、２４、４８時間後のＳＭＣの硬さを押し込み硬さ測定器により測定した。２４時間後における押し込み硬さが２．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。
［補強繊維への含浸性］
以下の基準で外観によって補強繊維への含浸性を評価した。
The obtained SMC was stored in an environment of 40 ° C., and the indentation hardness and impregnation were evaluated by the following method.
[Indentation hardness]
It measured with the indentation hardness measuring device (made by Tokai Seiki Co., Ltd.). Specifically, the displacement after applying a load for 3 minutes with a weight with a spherical bottom (3 kg) was measured.
After starting storage in a 40 ° C. environment, the hardness of SMC after 12, 24, and 48 hours was measured with an indentation hardness meter. The indentation hardness after 24 hours is preferably 2.0 to 3.0 mm.
[Impregnation into reinforcing fibers]
The impregnation property of the reinforcing fiber was evaluated according to the appearance according to the following criteria.
○：含浸性良好のもの
×：一部でも未含浸部分が見られたもの
（実施例２〜１０、比較例１、２）
表１に示すように、ＳＭＣ用補強繊維の作製条件と、Ｂ液に含まれる酸化マグネシウムの部数を変えて、実施例１と同様にＳＭＣを作製した。得られたＳＭＣは４０℃環境下に保管し、実施例１と同様に評価を行い、その結果を表１に示した。
（比較例３）
実施例１と同様に作製したＡ液と、増粘剤を０．９質量部とした以外は実施例１と同様に作製したＢ液を速やかに混合し、樹脂コンパウンドを得た。次いで、増粘剤である酸化マグネシウムを付着させていないガラス繊維を用いた以外は実施例１と同様にしてＳＭＣを得た。
○: Good impregnation property ×: Unimpregnated portion was observed even in part (Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 and 2)
As shown in Table 1, SMCs were produced in the same manner as in Example 1 by changing the production conditions of the SMC reinforcing fibers and the number of parts of magnesium oxide contained in the B liquid. The obtained SMC was stored in a 40 ° C. environment and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(Comparative Example 3)
The liquid A prepared in the same manner as in Example 1 and the liquid B prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickener was changed to 0.9 parts by mass were quickly mixed to obtain a resin compound. Subsequently, SMC was obtained in the same manner as in Example 1 except that glass fibers not attached with magnesium oxide as a thickener were used.
得られたＳＭＣは４０℃環境下に保管したのち、実施例１と同様に評価を行い、その結果を表１に示した。 The obtained SMC was evaluated in the same manner as in Example 1 after being stored in a 40 ° C. environment, and the results are shown in Table 1.
表１にみられるように、実施例１〜１０は、ガラス繊維に増粘剤を付着させておくことで、初期粘度を抑えてガラス繊維への含浸性が良好でありながら、養生工程では増粘を十分に進行させることができ、養生時間の短縮を図ることができた。 As can be seen from Table 1, Examples 1 to 10 have a thickener attached to the glass fiber, so that the initial viscosity is suppressed and the glass fiber has good impregnation property, while the curing process increases. The viscosity could be sufficiently advanced, and the curing time could be shortened.
一方、ガラス繊維に増粘剤を付着していない比較例３では、２４時間後の押し込み硬さが３．０ｍｍを超え、２４時間後では粘度が不十分であった。 On the other hand, in Comparative Example 3 in which the thickener was not attached to the glass fiber, the indentation hardness after 24 hours exceeded 3.0 mm, and the viscosity was insufficient after 24 hours.
また、ガラス繊維に付着させる増粘剤のＢＥＴ比表面積が大きい比較例１では、ガラス繊維が樹脂コンパウンドに含浸された際に急激に増粘が進むため、ガラス繊維への未含浸が発生した。 Further, in Comparative Example 1 in which the BET specific surface area of the thickener attached to the glass fiber is large, the thickening rapidly proceeds when the glass fiber is impregnated in the resin compound, and thus the glass fiber is not impregnated.
また、ガラス繊維に付着させる増粘剤のＢＥＴ比表面積が小さい比較例２では、４８時間後の押し込み硬さは３．０ｍｍを下回ったものの、増粘速度が遅く、２４時間後の押し込み硬さが３．０ｍｍを超え、２４時間を経過しても目標値の粘度に到達しないものであり、養生に長時間を要するものであった。 Further, in Comparative Example 2 in which the BET specific surface area of the thickener adhered to the glass fiber is small, the indentation hardness after 48 hours was less than 3.0 mm, but the intensification rate was slow and the indentation hardness after 24 hours. However, the viscosity of the target value was not reached even after 24 hours, and the curing took a long time.
Claims (4)
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| JP2012020885A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Kyowa Chem Ind Co Ltd | Thickener |
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