JP2024048323A - Curable resin material and resin molded body - Google Patents
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Abstract
【課題】得られる樹脂成形体において、せん断強さを高めることができる硬化性樹脂材料を提供する。【解決手段】本発明に係る硬化性樹脂材料は、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む。【選択図】図１[Problem] To provide a curable resin material capable of increasing the shear strength of the resulting resin molded article. [Solution] The curable resin material according to the present invention contains a polyol compound, an isocyanate compound, a reinforcing long fiber, an inorganic filler, and a silane coupling agent. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを含む硬化性樹脂材料に関する。また、本発明は、ウレタン樹脂を含む樹脂成形体に関する。 The present invention relates to a curable resin material containing a polyol compound and an isocyanate compound. The present invention also relates to a resin molded body containing a urethane resin.
近年、建材等の構造材として、木材等に代えて樹脂成形体が用いられることがある。例えば、鉄道用枕木として、木枕木及びコンクリート枕木に代えて樹脂成形体の枕木が用いられることがある。上記樹脂成形体は、一般的に、軽量でありながら、機械的強度が高いという特性を有する。 In recent years, resin molded bodies are sometimes used instead of wood and other materials as structural materials such as building materials. For example, resin molded bodies are sometimes used as railway sleepers instead of wooden sleepers and concrete sleepers. The resin molded bodies generally have the characteristics of being lightweight yet having high mechanical strength.
上記樹脂成形体の一例として、下記の特許文献１には、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物と、強化長繊維と、充填材とを含む硬化性樹脂組成物を用いた樹脂成形体が開示されている。上記硬化性樹脂組成物では、上記充填材の比重が４未満であり、上記充填材の平均円形度が０．６５以上である。 As an example of the resin molded body, the following Patent Document 1 discloses a resin molded body using a curable resin composition containing a polyol compound, an isocyanate compound, reinforcing long fibers, and a filler. In the curable resin composition, the specific gravity of the filler is less than 4, and the average circularity of the filler is 0.65 or more.
樹脂成形体において、無機充填材を用いると、無機充填材の使用量の分、ウレタン樹脂（ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応物）と長繊維との合計の使用量が減少する。このため、上記樹脂成形体において、長繊維と平行なせん断面でのせん断強度である層間せん断強度が低下することがある。 When inorganic fillers are used in resin molded bodies, the total amount of urethane resin (a reaction product of a polyol compound and an isocyanate compound) and long fibers used is reduced by the amount of inorganic fillers used. This can result in a decrease in the interlaminar shear strength, which is the shear strength on the shear plane parallel to the long fibers, in the resin molded body.
本発明の目的は、得られる樹脂成形体において、せん断強さを高めることができる硬化性樹脂材料を提供することである。また、本発明は、せん断強さを高めることができる樹脂成形体を提供することも目的とする。 The object of the present invention is to provide a curable resin material capable of increasing the shear strength of the resulting resin molded product. Another object of the present invention is to provide a resin molded product capable of increasing the shear strength.
本明細書において、以下の硬化性樹脂材料及び樹脂成形体を開示する。 This specification discloses the following curable resin material and resin molded body.
項１．ポリオール化合物と、イソシアネート化合物と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む、硬化性樹脂材料。 Item 1. A curable resin material comprising a polyol compound, an isocyanate compound, reinforcing long fibers, an inorganic filler, and a silane coupling agent.
項２．前記無機充填材が、フライアッシュ又は珪砂を含む、項１に記載の硬化性樹脂材料。
項３．前記シランカップリング剤が、（メタ）アクリルシラン又はイソシアネートシランを含む、項１又は２に記載の硬化性樹脂材料。
項４．前記無機充填材１００重量部に対して、前記シランカップリング剤の含有量が１重量部以上２重量部以下である、項１～３のいずれか１項に記載の硬化性樹脂材料。
項５．ウレタン樹脂と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む、樹脂成形体。
項６．前記強化長繊維の平均繊維長が５０ｍｍ以上である、項５に記載の樹脂成形体。
Item 6. The resin molded body according to
項７．前記無機充填材が、フライアッシュ又は珪砂を含む、項５又は６に記載の樹脂成形体。
Item 7. The resin molded body according to
項８．前記シランカップリング剤が、（メタ）アクリルシラン又はイソシアネートシランを含む、項５～７のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
項９．前記無機充填材１００重量部に対して、前記シランカップリング剤の含有量が１重量部以上２重量部以下である、項５～８のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
Item 9. The resin molded body according to any one of
本発明に係る硬化性樹脂材料は、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む。本発明に係る硬化性樹脂材料では、上記の構成が備えられているので、得られる樹脂成形体において、せん断強さを高めることができる。 The curable resin material according to the present invention contains a polyol compound, an isocyanate compound, reinforcing long fibers, an inorganic filler, and a silane coupling agent. The curable resin material according to the present invention has the above-mentioned configuration, and therefore the shear strength of the resulting resin molded product can be increased.
本発明に係る樹脂成形体は、ウレタン樹脂と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む。本発明に係る樹脂成形体では、上記の構成が備えられているので、せん断強さを高めることができる。 The resin molded body according to the present invention contains a urethane resin, reinforcing long fibers, an inorganic filler, and a silane coupling agent. The resin molded body according to the present invention has the above-mentioned configuration, and therefore can increase the shear strength.
以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
（硬化性樹脂材料及び樹脂成形体）
本発明に係る硬化性樹脂材料（以下、「樹脂材料」と略記することがある）は、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む。
(Curable resin material and resin molded body)
The curable resin material (hereinafter sometimes abbreviated as "resin material") according to the present invention contains a polyol compound, an isocyanate compound, reinforcing long fibers, an inorganic filler, and a silane coupling agent.
本発明に係る樹脂材料では、上記の構成が備えられているので、得られる樹脂成形体において、せん断強さを高めることができる。本発明に係る樹脂材料では、得られる樹脂成形体において、強化長繊維及び無機充填材と、有機材料であるウレタン樹脂（ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応物）との接着性が向上する。本発明に係る樹脂材料では、得られる樹脂成形体において、上記強化長繊維と上記ウレタン樹脂との剥離による樹脂成形体の破損を低減させることができ、機械的強度を向上させることができる。 The resin material according to the present invention has the above-mentioned configuration, and therefore the shear strength of the resulting resin molded body can be increased. The resin material according to the present invention improves the adhesion between the reinforcing long fibers and inorganic filler and the organic material urethane resin (a reaction product of a polyol compound and an isocyanate compound) in the resulting resin molded body. The resin material according to the present invention can reduce damage to the resin molded body due to peeling between the reinforcing long fibers and the urethane resin, and can improve the mechanical strength of the resulting resin molded body.
本発明に係る樹脂成形体は、ウレタン樹脂と、強化長繊維と、無機充填材と、シランカップリング剤とを含む。 The resin molded body according to the present invention contains a urethane resin, reinforcing long fibers, an inorganic filler, and a silane coupling agent.
本発明に係る樹脂成形体では、上記の構成が備えられているので、せん断強さを高めることができる。本発明に係る樹脂成形体では、強化長繊維及び無機充填材と、有機材料であるウレタン樹脂との接着性が向上する。本発明に係る樹脂成形体では、上記強化長繊維と上記ウレタン樹脂との剥離による樹脂成形体の破損を低減させることができ、機械的強度を向上させることができる。 The resin molded body according to the present invention has the above-mentioned configuration, and therefore can increase the shear strength. In the resin molded body according to the present invention, the adhesion between the reinforcing long fibers and inorganic filler and the urethane resin, which is an organic material, is improved. In the resin molded body according to the present invention, damage to the resin molded body due to peeling between the reinforcing long fibers and the urethane resin can be reduced, and the mechanical strength can be improved.
図１は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂成形体を模式的に示す断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view showing a resin molded body according to a first embodiment of the present invention.
図１に示す樹脂成形体１０は、ウレタン樹脂１０１と、強化長繊維１０２と、無機充填材１０３とを含む。図示しないが、樹脂成形体１０は、シランカップリング剤をさらに含む。図１では、強化長繊維１０２の繊維径部分の断面が示されている。
The resin molded
以下、上記樹脂材料及び上記樹脂成形体に含まれる成分の詳細などを説明する。 The following provides details about the resin material and the components contained in the resin molded body.
＜ポリオール化合物＞
上記樹脂材料は、ポリオール化合物を含む。ポリオール化合物とは、２個以上の水酸基（－ＯＨ基）を有する化合物である。
<Polyol Compound>
The resin material includes a polyol compound, which is a compound having two or more hydroxyl groups (—OH groups).
上記ポリオール化合物における水酸基の個数は、２個であってもよく、２個以上であってもよく、３個であってもよく、３個以上であってもよく、４個であってもよく、４個以上であってもよい。上記ポリオール化合物における水酸基の個数は、６個以下であってもよく、５個以下であってもよく、４個以下であってもよい。 The number of hydroxyl groups in the polyol compound may be 2, 2 or more, 3, 3 or more, 4, or 4 or more. The number of hydroxyl groups in the polyol compound may be 6 or less, 5 or less, or 4 or less.
上記ポリオール化合物としては、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリエーテルポリオール等が挙げられる。上記ポリオール化合物は、ポリマーポリオールであってもよい。上記ポリオール化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 The polyol compound may be a polylactone polyol, a polycarbonate polyol, an aromatic polyol, an alicyclic polyol, an aliphatic polyol, a polyester polyol, or a polyether polyol. The polyol compound may be a polymer polyol. The polyol compound may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記ポリラクトンポリオールとしては、ポリプロピオラクトングリコール、ポリカプロラクトングリコール、及びポリバレロラクトングリコール等が挙げられる。 Examples of the polylactone polyols include polypropiolactone glycol, polycaprolactone glycol, and polyvalerolactone glycol.
上記ポリカーボネートポリオールとしては、水酸基含有化合物とカーボネート化合物との脱アルコール反応物等が挙げられる。上記水酸基含有化合物としては、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、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、及びノナンジオール等が挙げられる。上記カーボネート化合物としては、ジエチレンカーボネート、及びジプロピレンカーボネート等が挙げられる。 The polycarbonate polyol may be a dealcoholization reaction product of a hydroxyl group-containing compound and a carbonate compound. The hydroxyl group-containing compound may be ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, octanediol, nonanediol, etc. The carbonate compound may be diethylene carbonate, dipropylene carbonate, etc.
上記芳香族ポリオールとしては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、及びクレゾールノボラック等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyols include bisphenol A, bisphenol F, phenol novolac, and cresol novolac.
上記脂環族ポリオールとしては、シクロヘキサンジオール、メチルシクロヘキサンジオール、イソホロンジオール、ジシクロヘキシルメタンジオール、及びジメチルジシクロヘキシルメタンジオール等が挙げられる。 Examples of the alicyclic polyols include cyclohexanediol, methylcyclohexanediol, isophoronediol, dicyclohexylmethanediol, and dimethyldicyclohexylmethanediol.
上記脂肪族ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、及びヘキサンジオール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, and hexanediol.
上記ポリエステルポリオールとしては、多塩基酸と多価アルコールとの脱水縮合物、ラクトンの開環重合物、及びヒドロキシカルボン酸と多価アルコールとの縮合物等が挙げられる。上記多塩基酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、及びコハク酸等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、ビスフェノールＡ、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，６－ヘキサングリコール、及びネオペンチルグリコール等が挙げられる。上記ラクトンとしては、ε－カプロラクトン、及びα－メチル－ε－カプロラクトン等が挙げられる。上記ヒドロキシカルボン酸としては、ひまし油、及びひまし油とエチレングリコールとの反応生成物等が挙げられる。 The polyester polyols include dehydration condensates of polybasic acids and polyhydric alcohols, ring-opening polymerization products of lactones, and condensates of hydroxycarboxylic acids and polyhydric alcohols. The polybasic acids include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and succinic acid. The polyhydric alcohols include bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, 1,6-hexane glycol, and neopentyl glycol. The lactones include ε-caprolactone and α-methyl-ε-caprolactone. The hydroxycarboxylic acids include castor oil and reaction products of castor oil and ethylene glycol.
上記ポリエーテルポリオールとしては、活性水素原子を２個以上有する活性水素化合物とアルキレンオキサイドとの開環重合体等が挙げられる。上記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。上記活性水素化合物の分子量は小さいことが好ましい。上記活性水素化合物としては、ビスフェノールＡ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、及び１，６－ヘキサンジオール等のジオール化合物；グリセリン、及びトリメチロールプロパン等のトリオール化合物；エチレンジアミン、及びブチレンジアミン等のアミン化合物等が挙げられる。 The polyether polyol may be a ring-opening polymer of an active hydrogen compound having two or more active hydrogen atoms and an alkylene oxide. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran. The molecular weight of the active hydrogen compound is preferably small. Examples of the active hydrogen compound include diol compounds such as bisphenol A, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and 1,6-hexanediol; triol compounds such as glycerin and trimethylolpropane; and amine compounds such as ethylenediamine and butylenediamine.
上記ポリマーポリオールとしては、ポリオール化合物に不飽和有機化合物がグラフト重合されたグラフト重合体、ポリブタジエンポリオール、多価アルコールの変性ポリオール、及びこれらの水素添加物等が挙げられる。 The above-mentioned polymer polyols include graft polymers in which an unsaturated organic compound is graft polymerized onto a polyol compound, polybutadiene polyols, modified polyols of polyhydric alcohols, and hydrogenated products thereof.
上記グラフト重合体における上記ポリオール化合物としては、芳香族ポリオール、脂環族ポリオール、脂肪族ポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリエーテルポリオール等が挙げられる。上記グラフト重合体における上記不飽和有機化合物としては、（メタ）アクリロニトリル、スチレン、及びメチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。 The polyol compounds in the graft polymer include aromatic polyols, alicyclic polyols, aliphatic polyols, polyester polyols, and polyether polyols. The unsaturated organic compounds in the graft polymer include (meth)acrylonitrile, styrene, and methyl (meth)acrylate.
上記多価アルコールの変性ポリオールとしては、多価アルコールとアルキレンオキサイドとの反応変性物等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、グリセリン及びトリメチロールプロパン等の３価アルコール；ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール、ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシド及びこれらの誘導体等の４価以上８価以下のアルコール；フェノール、フロログルシン、クレゾール、ピロガロール、カテコール、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、１－ヒドロキシナフタレン、１，３，６，８－テトラヒドロキシナフタレン、アントロール、１，４，５，８－テトラヒドロキシアントラセン、及び１－ヒドロキシピレン等のフェノール化合物；ポリブタジエンポリオール；ひまし油ポリオール；ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの（共）重合体；ポリビニルアルコール等の多官能（例えば官能基数２以上１００以下）ポリオール；フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物（ノボラック）等が挙げられる。上記アルキレンオキサイドとしては、炭素数が２以上６以下のアルキレンオキサイドが挙げられる。上記アルキレンオキサイドの具体例としては、エチレンオキサイド、１，２－プロピレンオキサイド、１，３－プロピレンオキサイド、１，２－ブチレンオキサイド、及び１，４－ブチレンオキサイド等が挙げられる。性状や反応性を良好にする観点からは、上記アルキレンオキサイドは、１，２－プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド又は１，２－ブチレンオキサイドであることが好ましく、１，２－プロピレンオキサイド又はエチレンオキサイドであることがより好ましい。上記アルキレンオキサイドは、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 Examples of modified polyols of the above polyhydric alcohols include reaction modified products of polyhydric alcohols and alkylene oxides. Examples of the polyhydric alcohol include trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; tetrahydric to octahydric alcohols such as pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, dipentaerythritol, sucrose, glucose, mannose, fructose, methyl glucoside, and derivatives thereof; phenolic compounds such as phenol, phloroglucine, cresol, pyrogallol, catechol, hydroquinone, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 1-hydroxynaphthalene, 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene, anthrol, 1,4,5,8-tetrahydroxyanthracene, and 1-hydroxypyrene; polybutadiene polyols; castor oil polyols; (co)polymers of hydroxyalkyl (meth)acrylates; polyfunctional (for example, having 2 to 100 functional groups) polyols such as polyvinyl alcohol; and condensates (novolaks) of phenol and formaldehyde. The alkylene oxide may be an alkylene oxide having 2 or more and 6 or less carbon atoms. Specific examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, 1,3-propylene oxide, 1,2-butylene oxide, and 1,4-butylene oxide. From the viewpoint of improving properties and reactivity, the alkylene oxide is preferably 1,2-propylene oxide, ethylene oxide, or 1,2-butylene oxide, and more preferably 1,2-propylene oxide or ethylene oxide. Only one type of the alkylene oxide may be used, or two or more types may be used in combination.
上記アルキレンオキサイドを２種以上用いる場合の付加の形態は、ブロック付加であってもよく、ランダム付加であってもよく、ブロック付加とランダム付加との双方であってもよい。 When two or more of the above alkylene oxides are used, the addition form may be block addition, random addition, or both block addition and random addition.
無機充填材の分散性を高める観点からは、上記ポリオール化合物は、ポリエステルポリオール、又はポリエーテルポリオールであることが好ましい。 From the viewpoint of improving the dispersibility of the inorganic filler, the polyol compound is preferably a polyester polyol or a polyether polyol.
＜イソシアネート化合物＞
上記樹脂材料は、イソシアネート化合物を含む。イソシアネート化合物とは、イソシアネート基（－ＮＣＯ基）を有する化合物である。
<Isocyanate Compound>
The resin material includes an isocyanate compound, which is a compound having an isocyanate group (-NCO group).
上記イソシアネート化合物におけるイソシアネート基の個数は、１個であってもよく、２個であってもよく、２個以上であってもよく、３個であってもよく、３個以上であってもよく、４個であってもよく、４個以上であってもよい。上記イソシアネート化合物におけるイソシアネート基の個数は、６個以下であってもよく、５個以下であってもよく、４個以下であってもよい。 The number of isocyanate groups in the isocyanate compound may be 1, 2, 2 or more, 3, 3 or more, 4, or 4 or more. The number of isocyanate groups in the isocyanate compound may be 6 or less, 5 or less, or 4 or less.
硬化反応性を高める観点からは、上記イソシアネート化合物におけるイソシアネート基の個数は、２個以上であることが好ましい。すなわち、上記イソシアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物（イソシアネート基を２個以上有するイソシアネート化合物）であることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the curing reactivity, the number of isocyanate groups in the isocyanate compound is preferably 2 or more. In other words, the isocyanate compound is preferably a polyisocyanate compound (an isocyanate compound having 2 or more isocyanate groups).
上記イソシアネート化合物としては、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及び脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。上記イソシアネート化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 The above-mentioned isocyanate compounds include aromatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, and aliphatic polyisocyanates. The above-mentioned isocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記芳香族ポリイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタ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、ナフタレンジイソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyisocyanates include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, dimethyldiphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, naphthalene diisocyanate, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
上記脂環族ポリイソシアネートとしては、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロ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、及びジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the alicyclic polyisocyanates include cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and dimethyldicyclohexylmethane diisocyanate.
上記脂肪族ポリイソシアネートとしては、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyisocyanates include methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate.
入手が容易であり、利便性に優れることから、上記イソシアネート化合物は、ジフェニルメタンジイソシアネート又は変性ジフェニルメタンジイソシアネートであることが好ましく、ジフェニルメタンジイソシアネートであることがより好ましい。 Because they are easily available and convenient, the above isocyanate compound is preferably diphenylmethane diisocyanate or modified diphenylmethane diisocyanate, and more preferably diphenylmethane diisocyanate.
上記ポリオール化合物と上記イソシアネート化合物とは、ウレタン結合を効率的に形成するように、適宜の配合量で用いることができる。上記ポリオール化合物１００重量部に対して、上記イソシアネート化合物の含有量は、好ましくは１００重量部以上、より好ましくは１２０重量部以上、更に好ましくは１３０重量部以上であり、好ましくは１８０重量部以下、より好ましくは１６０重量部以下、更に好ましくは１５０重量部以下である。上記イソシアネート化合物の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記ポリオール化合物と上記イソシアネート化合物との反応効率を高めることができ、未反応の上記ポリオール化合物又は未反応の上記イソシアネート化合物をより一層少なくすることができる。結果として、良好な曲げ弾性率を有する樹脂成形体を形成することができる。 The polyol compound and the isocyanate compound can be used in an appropriate amount so as to efficiently form urethane bonds. The content of the isocyanate compound is preferably 100 parts by weight or more, more preferably 120 parts by weight or more, even more preferably 130 parts by weight or more, and preferably 180 parts by weight or less, more preferably 160 parts by weight or less, and even more preferably 150 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the polyol compound. When the content of the isocyanate compound is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the reaction efficiency between the polyol compound and the isocyanate compound can be increased, and the amount of unreacted polyol compound or unreacted isocyanate compound can be further reduced. As a result, a resin molded product having a good bending elastic modulus can be formed.
＜ウレタン樹脂＞
上記樹脂成形体は、ウレタン樹脂を含む。上記ウレタン樹脂は、上記ポリオール化合物と上記イソシアネート化合物との反応により得ることができる。上記ウレタン樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
<Urethane resin>
The resin molded body contains a urethane resin. The urethane resin can be obtained by reacting the polyol compound with the isocyanate compound. The urethane resin may be used alone or in combination of two or more kinds.
＜強化長繊維＞
上記樹脂材料は、強化長繊維を含む。上記樹脂成形体は、強化長繊維を含む。強化長繊維は、強化繊維であり、長繊維である。強化繊維は、一定の強度を持った繊維状物である。強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、及びアラミド繊維等が知られている。長繊維の繊維長は、例えば、平均繊維長が５０ｍｍ以上である。上記強化長繊維は、強化長繊維シートであってもよい。
<Reinforced long fibers>
The resin material includes reinforcing long fibers. The resin molded body includes reinforcing long fibers. The reinforcing long fibers are reinforcing fibers and long fibers. The reinforcing fibers are fibrous materials having a certain strength. Examples of reinforcing fibers include carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers. The fiber length of the long fibers is, for example, an average fiber length of 50 mm or more. The reinforcing long fibers may be a reinforcing long fiber sheet.
上記強化長繊維は、モノフィラメントであってもよく、フィブリル化繊維（髭状に繊維が突き出た物質）であってもよい。 The reinforcing long fibers may be monofilaments or fibrillated fibers (materials with whisker-like protruding fibers).
上記強化長繊維としては、炭素長繊維、ガラス長繊維、アラミド長繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、及び長尺強化繊維等が挙げられる。上記強化長繊維は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 The reinforcing long fibers include long carbon fibers, long glass fibers, long aramid fibers, polyester fibers, polyamide fibers, and long reinforcing fibers. Only one type of the reinforcing long fibers may be used, or two or more types may be used in combination.
樹脂成形体の機械的強度及び曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記強化長繊維は、ガラス長繊維であることが好ましい。上記ガラス長繊維とは、ガラスを融解、牽引して繊維状にした繊維状物である。 From the viewpoint of further increasing the mechanical strength and flexural modulus of the resin molded body, it is preferable that the reinforcing long fibers are long glass fibers. The long glass fibers are fibrous materials made by melting and drawing glass into fibers.
樹脂成形体の機械的強度及び曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記強化長繊維の繊維長は、５０ｍｍ以上であることが好ましく、７０ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、強化長繊維は、引抜成形後に所望の大きさで裁断することができ、裁断する長さによって強化長繊維の繊維長を適宜変えることができるため、強化長繊維の繊維長の上限は特に限定されない。寸法精度を高める観点からは、上記強化長繊維の繊維長は、１０ｍ以下であってもよい。また、強化長繊維の繊維長が長くても、強化長繊維以外の成分を含む組成物を強化長繊維に含浸させることにより、強化長繊維が切断されたり、絡み合ったりしにくくすることができる。また、上記樹脂成形体は、引抜成形することにより、強化長繊維の配合割合を多くしても成形可能である。 From the viewpoint of further increasing the mechanical strength and flexural modulus of the resin molded body, the fiber length of the reinforcing long fiber is preferably 50 mm or more, and more preferably 70 mm or more. The reinforcing long fiber can be cut to a desired size after pultrusion molding, and the fiber length of the reinforcing long fiber can be appropriately changed depending on the cutting length, so there is no particular limit to the upper limit of the fiber length of the reinforcing long fiber. From the viewpoint of improving dimensional accuracy, the fiber length of the reinforcing long fiber may be 10 m or less. Even if the fiber length of the reinforcing long fiber is long, the reinforcing long fiber can be made less likely to be cut or entangled by impregnating the reinforcing long fiber with a composition containing components other than the reinforcing long fiber. The resin molded body can also be molded by pultrusion molding, even if the blending ratio of the reinforcing long fiber is increased.
上記強化長繊維の繊維長は、強化長繊維自体又は樹脂成形体に含まれている強化長繊維を、マイクロスコープ写真などの画像解析を用いたり、直尺又はノギスなどの寸法測定器具を用いたりして測定することができる。 The fiber length of the reinforcing long fibers can be measured by using image analysis such as microscope photography of the reinforcing long fibers themselves or the reinforcing long fibers contained in the resin molding, or by using a dimensional measuring tool such as a ruler or vernier calipers.
上記強化長繊維の繊維長は、任意に選択した１００個以上の強化長繊維の繊維長の平均値である。なお、得られるマイクロスコープ写真に１００個以上の強化長繊維が存在しない場合には、強化長繊維の数が１００個以上となるまで、新たな領域をマイクロスコープで撮影する。 The fiber length of the reinforcing long fibers is the average fiber length of 100 or more arbitrarily selected reinforcing long fibers. If there are not 100 or more reinforcing long fibers in the obtained microscope photograph, a new area is photographed under the microscope until the number of reinforcing long fibers is 100 or more.
上記強化長繊維として、例えば、ロービング及びヤーン等のストランドをバインダーに軽く付着させて紐状とした繊維が好適に用いられる。 As the reinforcing long fibers, for example, fibers formed into strings by lightly attaching strands of roving, yarn, etc. to a binder are preferably used.
上記強化長繊維は、モノフィラメントを引き揃えてロービングにされた繊維であることが好ましい。上記モノフィラメントの繊維径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下である。 The reinforcing long fibers are preferably monofilaments spun together to form a roving. The fiber diameter of the monofilaments is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and even more preferably 10 μm or more, and is preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and even more preferably 20 μm or less.
上記繊維径は、平均径であることが好ましい。上記平均径とは、数平均径であり、ランダムに選択した１００個の繊維の繊維径の相加平均値である。また、上記繊維径とは、繊維の長さ方向に直交する方向に沿った断面において、該断面の円相当径の直径を意味する。 The fiber diameter is preferably an average diameter. The average diameter is a number average diameter, which is the arithmetic mean value of the fiber diameters of 100 randomly selected fibers. The fiber diameter means the diameter of a circle equivalent to a cross section taken along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber.
上記ポリオール化合物と上記イソシアネート化合物との合計１００重量部に対して、上記強化長繊維の含有量は、好ましくは４０重量部以上、より好ましくは５０重量部以上であり、好ましくは３８０重量部以下、より好ましくは３００重量部以下、更に好ましくは２００重量部以下である。上記強化長繊維の含有量が上記下限以上であると、強化長繊維の含有量に起因して得られる樹脂成形体の曲げ弾性率をより一層高めることができる。上記強化長繊維の含有量が上記上限以下であると、強化長繊維間部分に強化長繊維以外の成分を含む組成物を含浸させやすくなり、得られる樹脂成形体の比重のばらつきを小さくすることができ、また、耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高めることができる。 The content of the reinforcing long fibers is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 50 parts by weight or more, and preferably 380 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, and even more preferably 200 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total of the polyol compound and the isocyanate compound. When the content of the reinforcing long fibers is equal to or more than the lower limit, the bending modulus of the resin molded product obtained due to the content of the reinforcing long fibers can be further increased. When the content of the reinforcing long fibers is equal to or less than the upper limit, it becomes easier to impregnate the portion between the reinforcing long fibers with a composition containing components other than the reinforcing long fibers, and the variation in the specific gravity of the obtained resin molded product can be reduced, and the abrasion resistance and bending modulus can be further increased.
上記ウレタン樹脂１００重量部に対して、上記強化長繊維の含有量は、好ましくは４０重量部以上、より好ましくは５０重量部以上であり、好ましくは３８０重量部以下、より好ましくは３００重量部以下、更に好ましくは２００重量部以下である。上記強化長繊維の含有量が上記下限以上であると、強化長繊維の含有量に起因して得られる樹脂成形体の曲げ弾性率をより一層高めることができる。上記強化長繊維の含有量が上記上限以下であると、強化長繊維間部分に強化長繊維以外の成分を含む組成物を含浸させやすくなり、得られる樹脂成形体の比重のばらつきを小さくすることができ、また、耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高めることができる。 The content of the reinforcing long fibers is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 50 parts by weight or more, and preferably 380 parts by weight or less, more preferably 300 parts by weight or less, and even more preferably 200 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the urethane resin. When the content of the reinforcing long fibers is equal to or more than the lower limit, the bending modulus of the resin molded body obtained due to the content of the reinforcing long fibers can be further increased. When the content of the reinforcing long fibers is equal to or less than the upper limit, it becomes easier to impregnate the portion between the reinforcing long fibers with a composition containing components other than the reinforcing long fibers, and the variation in the specific gravity of the obtained resin molded body can be reduced, and the abrasion resistance and bending modulus can be further increased.
＜無機充填材＞
充填材とは、樹脂成形体の樹脂部に分散、充填される不活性な物質である。上記樹脂材料及び上記樹脂成形体は、充填材として、無機充填材を含む。
<Inorganic filler>
The filler is an inactive substance that is dispersed and filled into the resin portion of the resin molded body. The resin material and the resin molded body contain an inorganic filler as the filler.
上記樹脂材料及び上記樹脂成形体に含まれる無機充填材としては、粉末状の無機充填材等が挙げられる。樹脂成形体の耐摩耗性をより一層良好にする観点からは、上記無機充填材は、粉末状の無機充填材であることが好ましい。上記無機充填材は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 The inorganic filler contained in the resin material and the resin molded body may be a powdered inorganic filler. From the viewpoint of further improving the abrasion resistance of the resin molded body, the inorganic filler is preferably a powdered inorganic filler. Only one type of the inorganic filler may be used, or two or more types may be used in combination.
樹脂成形体の耐摩耗性をより一層良好にする観点からは、上記無機充填材は、無機粉末であることが好ましい。上記無機粉末は、１種のみが用いられてもよく、２種が用いられてもよい。 From the viewpoint of further improving the abrasion resistance of the resin molded body, it is preferable that the inorganic filler is an inorganic powder. Only one type of the inorganic powder may be used, or two types may be used.
上記無機粉末の無機充填材としては、炭酸塩化合物、鉱物、硫酸塩化合物、ケイ酸塩化合物（珪砂）、粘土、窒化物、炭素化合物、チタン化合物、金属ホウ酸塩化合物、硫化物、炭化物、灰、砂、及び火山砕屑物等が挙げられる。上記無機粉末の無機充填材として、炭酸塩化合物、鉱物、硫酸塩化合物、ケイ酸塩化合物、粘土、窒化物、炭素化合物、チタン化合物、金属ホウ酸塩化合物、硫化物、炭化物、灰、砂、及び火山砕屑物の内の１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 Examples of inorganic fillers for the inorganic powder include carbonate compounds, minerals, sulfate compounds, silicate compounds (quartz sand), clay, nitrides, carbon compounds, titanium compounds, metal borate compounds, sulfides, carbides, ash, sand, and pyroclastic materials. As inorganic fillers for the inorganic powder, only one of carbonate compounds, minerals, sulfate compounds, silicate compounds, clay, nitrides, carbon compounds, titanium compounds, metal borate compounds, sulfides, carbides, ash, sand, and pyroclastic materials may be used, or two or more of them may be used in combination.
上記炭化塩化合物としては、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、及び炭酸バリウム等が挙げられる。上記鉱物しては、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、マイカ、イモゴライト、セリサイト、及び石膏繊維等が挙げられる。上記硫酸塩化合物としては、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、及び硫酸マグネシウム等が挙げられる。上記ケイ酸塩化合物としては、ケイ酸カルシウム等が挙げられる。上記粘土としては、タルク、クレー、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、及びセピオライト等が挙げられる。上記窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、及び窒化ケイ素等が挙げられる。上記炭素化合物としては、カーボンブラック、グラファイト、炭素バルーン、及び木炭粉末等が挙げられる。上記チタン化合物としては、チタン酸カリウム、及びチタン酸ジルコン酸鉛等が挙げられる。上記金属ホウ酸塩化合物としては、アルミニウムボレート等が挙げられる。上記硫化物としては、硫化モリブデン等が挙げられる。上記炭化物としては、炭化ケイ素等が挙げられる。上記灰としては、フライアッシュ、石炭灰、及びシラスバルーン等が挙げられる。上記砂としては、珪砂等が挙げられる。上記火山砕屑物としては、軽石等が挙げられる。 Examples of the carbide compounds include magnesium carbonate, zinc carbonate, and barium carbonate. Examples of the minerals include dawsonite, hydrotalcite, mica, imogolite, sericite, and gypsum fiber. Examples of the sulfate compounds include calcium sulfate, barium sulfate, and magnesium sulfate. Examples of the silicate compounds include calcium silicate. Examples of the clay compounds include talc, clay, montmorillonite, bentonite, activated clay, and sepiolite. Examples of the nitride compounds include aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride. Examples of the carbon compounds include carbon black, graphite, carbon balloons, and charcoal powder. Examples of the titanium compounds include potassium titanate and lead zirconate titanate. Examples of the metal borate compounds include aluminum borate. Examples of the sulfides include molybdenum sulfide. Examples of the carbides include silicon carbide. Examples of the ash include fly ash, coal ash, and shirasu balloons. Examples of the sand include silica sand. Examples of the above-mentioned pyroclastic materials include pumice.
上記無機充填材は、炭酸塩化合物、鉱物、硫酸塩化合物、ケイ酸塩化合物、粘土、窒化物、炭素化合物、チタン化合物、金属ホウ酸塩化合物、硫化物、炭化物、灰、砂、又は火山砕屑物であることが好ましい。上記無機充填材は、炭酸塩化合物、鉱物、硫酸塩化合物、ケイ酸塩化合物、粘土、窒化物、炭素化合物、チタン化合物、金属ホウ酸塩化合物、硫化物、炭化物、灰、砂、及び火山砕屑物から選ばれる１種以上の無機粉末を含むことが好ましい。これらの場合には、樹脂成形体の曲げ弾性率がより一層良好になる。 The inorganic filler is preferably a carbonate compound, a mineral, a sulfate compound, a silicate compound, a clay, a nitride, a carbon compound, a titanium compound, a metal borate compound, a sulfide, a carbide, an ash, a sand, or a pyroclastic material. The inorganic filler preferably contains one or more inorganic powders selected from a carbonate compound, a mineral, a sulfate compound, a silicate compound, a clay, a nitride, a carbon compound, a titanium compound, a metal borate compound, a sulfide, a carbide, an ash, a sand, and a pyroclastic material. In these cases, the flexural modulus of the resin molded body becomes even better.
上記無機充填材は、フライアッシュ、珪砂、マイカ、タルク又はガラスビーズを含むことが好ましく、フライアッシュ、又は珪砂を含むことがより好ましく、フライアッシュを含むことが更に好ましい。これらの好ましい無機充填材の使用により、樹脂成形体の曲げ弾性率及びせん断強さをより一層高めることができる。また、これらの好ましい無機充填材は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。樹脂成形体の曲げ弾性率及びせん断強さを更に一層高める観点からは、上記無機充填材は、フライアッシュＩ種、又はフライアッシュＩＩ種を含むことが好ましい。 The inorganic filler preferably contains fly ash, silica sand, mica, talc or glass beads, more preferably contains fly ash or silica sand, and even more preferably contains fly ash. By using these preferred inorganic fillers, the flexural modulus and shear strength of the resin molded body can be further increased. Furthermore, these preferred inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more types. From the viewpoint of further increasing the flexural modulus and shear strength of the resin molded body, it is preferable that the inorganic filler contains fly ash type I or fly ash type II.
上記フライアッシュＩ種及び上記フライアッシュＩＩ種は、ＪＩＳ Ａ６２０１の品質規格に準拠したフライアッシュであることが好ましい。上記品質規格に準拠したフライアッシュは、平均円形度が大きいため、樹脂成形体の曲げ弾性率及び耐摩耗性をより一層良好にすることができ、また、成形性を高めることができる。 The above-mentioned type I fly ash and type II fly ash are preferably fly ash conforming to the quality standard of JIS A6201. Fly ash conforming to the above-mentioned quality standard has a large average circularity, which can further improve the bending modulus and abrasion resistance of the resin molded body, and can also improve moldability.
上記フライアッシュＩ種とは、二酸化ケイ素の含有量が４５％以上、４５μｍふるい残分が１０％以下、比表面積が５０００ｃｍ２／ｇ以上である灰である。 The above-mentioned Type I fly ash is ash having a silicon dioxide content of 45% or more, a 45 μm sieve residue of 10% or less, and a specific surface area of 5000 cm 2 /g or more.
上記フライアッシュＩＩ種とは、二酸化ケイ素の含有量が４５％以上、４５μｍふるい残分が４０％以下、比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上である灰である。 The above-mentioned type II fly ash is ash having a silicon dioxide content of 45% or more, a 45 μm sieve residue of 40% or less, and a specific surface area of 2500 cm 2 /g or more.
フライアッシュＩＶ種とは、二酸化ケイ素の含有量が４５％以上、４５μｍふるい残分が７０％以下、比表面積が１５００ｃｍ２／ｇ以上である灰である。 Type IV fly ash is ash having a silicon dioxide content of 45% or more, a 45 μm sieve residue of 70% or less, and a specific surface area of 1500 cm 2 /g or more.
上記フライアッシュＩＶ種は、平均円形度が小さいことがある。このため、本発明では、フライアッシュＩＶ種よりもフライアッシュＩ種又はフライアッシュＩＩ種を用いることが好ましい。 The above-mentioned fly ash type IV may have a small average circularity. For this reason, in the present invention, it is preferable to use fly ash type I or fly ash type II rather than fly ash type IV.
樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記無機充填材の比重は４未満であることが好ましい。樹脂成形体の耐摩耗性をより一層良好にする観点からは、上記無機充填材の比重は、好ましくは２以上であり、好ましくは３以下である。上記無機充填材の比重が上記下限以上及び上記上限以下であると、無機充填材が沈降しにくく、樹脂材料中で無機充填材が均一に分散しやすい。その結果、無機充填材が均一に分散した樹脂成形体を良好に得ることができる。 From the viewpoint of further improving the abrasion resistance and flexural modulus of the resin molded body, it is preferable that the specific gravity of the inorganic filler is less than 4. From the viewpoint of further improving the abrasion resistance of the resin molded body, the specific gravity of the inorganic filler is preferably 2 or more and preferably 3 or less. When the specific gravity of the inorganic filler is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the inorganic filler is less likely to settle and is easily dispersed uniformly in the resin material. As a result, a resin molded body in which the inorganic filler is uniformly dispersed can be obtained satisfactorily.
樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記無機充填材の平均円形度は０．６５以上であることが好ましい。上記無機充填材の平均円形度が０．６５以上であると、該無機充填材を含む液を混合する際に、撹拌抵抗の上昇が生じにくく、無機充填材を含む液の粘度が上昇しにくい。その結果、例えば、該無機充填材を含む液を強化長繊維等に含浸した場合でも、無機充填材が強化長繊維間に均一に分散しやすい。なお、強化長繊維量を減らすと、強化長繊維の隙間が増えるため、無機充填材が強化長繊維間に入り込みやすくなるものの、樹脂成形体の曲げ弾性率が低下することがある。 From the viewpoint of further increasing the abrasion resistance and flexural modulus of the resin molded body, it is preferable that the average circularity of the inorganic filler is 0.65 or more. When the average circularity of the inorganic filler is 0.65 or more, when mixing a liquid containing the inorganic filler, the stirring resistance is unlikely to increase and the viscosity of the liquid containing the inorganic filler is unlikely to increase. As a result, for example, even when the liquid containing the inorganic filler is impregnated into reinforcing long fibers, the inorganic filler is likely to be uniformly dispersed between the reinforcing long fibers. Note that if the amount of reinforcing long fibers is reduced, the gaps between the reinforcing long fibers increase, making it easier for the inorganic filler to penetrate between the reinforcing long fibers, but the flexural modulus of the resin molded body may decrease.
平均円形度の大きい無機充填材は、ふるいにかけることにより得ることができる。例えば、上記無機粉末をふるいにかけることにより、平均円形度が０．６５以上である無機充填材を得ることができる。 Inorganic fillers with a high average circularity can be obtained by sieving. For example, by sieving the above inorganic powder, an inorganic filler with an average circularity of 0.65 or more can be obtained.
樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記無機充填材の平均円形度は、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上であり、好ましくは１以下である。上記無機充填材の平均円形度は１に近いほど好ましい。 From the viewpoint of further increasing the abrasion resistance and flexural modulus of the resin molded body, the average circularity of the inorganic filler is preferably 0.7 or more, more preferably 0.8 or more, and preferably 1 or less. The closer to 1 the average circularity of the inorganic filler is, the more preferable it is.
円形度は、円らしさの度合いを示す値であり、上記円形度が１に近くなるにつれて、円に近くなることを意味する。上記円形度は、例えば、無機充填材又は樹脂成形体に含まれている無機充填材を電子顕微鏡で撮影し、得られた電子顕微鏡写真から市販の画像解析ソフトを用いて無機充填材の投影面積（Ｓ）及び周囲長（Ｌ）を測定し、下記の式により算出することができる。上記平均円形度は、任意に選択した１００個以上の無機充填材の円形度の平均値である。なお、得られる電子顕微鏡写真に１００個以上の無機充填材が存在しない場合には、無機充填材の数が１００個以上となるまで、新たな領域を電子顕微鏡で撮影する。 Circularity is a value indicating the degree of circularity, and the closer the circularity is to 1, the closer it is to a circle. The circularity can be calculated, for example, by photographing the inorganic filler or the inorganic filler contained in the resin molding with an electron microscope, measuring the projected area (S) and perimeter (L) of the inorganic filler from the obtained electron microscope photograph using commercially available image analysis software, and using the following formula. The average circularity is the average value of the circularities of 100 or more arbitrarily selected inorganic fillers. If there are not 100 or more inorganic fillers in the obtained electron microscope photograph, a new area is photographed with the electron microscope until the number of inorganic fillers reaches 100 or more.
円形度＝［４πＳ／Ｌ２］ Circularity = [4πS/L2]
上記無機充填材の平均円相当径は、好ましくは１μｍ以上であり、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１２μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下である。上記無機充填材の平均円相当径が上記下限以上及び上記上限以下であると、無機充填材が沈降しにくく、樹脂材料中で無機充填材が均一に分散しやすい。その結果、無機充填材が均一に分散した樹脂成形体を良好に得ることができ、樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高めることができる。 The average circle equivalent diameter of the inorganic filler is preferably 1 μm or more, preferably 15 μm or less, more preferably 12 μm or less, and even more preferably 10 μm or less. When the average circle equivalent diameter of the inorganic filler is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the inorganic filler is less likely to settle and is easily uniformly dispersed in the resin material. As a result, a resin molded body in which the inorganic filler is uniformly dispersed can be obtained well, and the wear resistance and flexural modulus of the resin molded body can be further improved.
円相当径は、無機充填材の投影面積と、同じ面積をもつ円の直径を意味する。上記円相当径は下記式により算出することができる。上記円相当径及び上記無機充填材の投影面積は、例えば、無機充填材又は樹脂成形体に含まれている無機充填材を電子顕微鏡で撮影し、電子顕微鏡写真を市販の画像解析ソフトを用いて解析することで算出することができる。平均円相当径は、任意に選択した１００個以上の無機充填材の円相当径の平均値である。１００個以上の無機充填材の円相当径の平均値を求める。なお、得られる電子顕微鏡写真に１００個以上の無機充填材が存在しない場合には、無機充填材の数が１００個以上となるまで、新たな領域を電子顕微鏡で撮影する。 The equivalent circle diameter means the diameter of a circle having the same area as the projected area of the inorganic filler. The equivalent circle diameter can be calculated by the following formula. The equivalent circle diameter and the projected area of the inorganic filler can be calculated, for example, by photographing the inorganic filler or the inorganic filler contained in the resin molded body with an electron microscope and analyzing the electron microscope photograph using commercially available image analysis software. The average equivalent circle diameter is the average value of the equivalent circle diameters of 100 or more arbitrarily selected inorganic fillers. The average value of the equivalent circle diameters of 100 or more inorganic fillers is calculated. If there are not 100 or more inorganic fillers in the obtained electron microscope photograph, a new area is photographed with the electron microscope until the number of inorganic fillers reaches 100 or more.
Ｓ：無機充填材の投影面積 S: Projected area of inorganic filler
図２は、無機充填材と、無機充填材の投影面積と同じ面積をもつ円と、円相当径とを示す図である。図２において、符号２０１は、無機充填材を表し、符号２０２は、無機充填材の投影面積と同じ面積をもつ円を表し、符号２０３は、円相当径を表す。図２に示すように、円相当径は、無機充填材の投影面積と、同じ面積をもつ円の直径として算出される。
Figure 2 is a diagram showing an inorganic filler, a circle having the same area as the projected area of the inorganic filler, and the equivalent circle diameter. In Figure 2,
上記ポリオール化合物と上記イソシアネート化合物との合計１００重量部に対して、上記無機充填材の含有量は、好ましくは４０重量部以上、より好ましくは６０重量部以上であり、好ましくは２４０重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記無機充填材の含有量が上記下限以上であると、樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高めることができる。 The content of the inorganic filler is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and preferably 240 parts by weight or less, more preferably 200 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total of the polyol compound and the isocyanate compound. When the content of the inorganic filler is equal to or more than the lower limit, the abrasion resistance and flexural modulus of the resin molded body can be further improved.
上記ウレタン樹脂１００重量部に対して、上記無機充填材の含有量は、好ましくは４０重量部以上、より好ましくは６０重量部以上であり、好ましくは２４０重量部以下、より好ましくは２００重量部以下である。上記無機充填材の含有量が上記下限以上であると、樹脂成形体の耐摩耗性及び曲げ弾性率をより一層高めることができる。 The content of the inorganic filler is preferably 40 parts by weight or more, more preferably 60 parts by weight or more, and preferably 240 parts by weight or less, more preferably 200 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the urethane resin. When the content of the inorganic filler is equal to or more than the lower limit, the abrasion resistance and flexural modulus of the resin molded body can be further improved.
（シランカップリング剤）
上記樹脂材料及び上記樹脂成形体は、シランカップリング剤を含む。上記シランカップリング剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
(Silane coupling agent)
The resin material and the resin molded body contain a silane coupling agent. The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記樹脂材料及び上記樹脂成形体は、上記無機充填材の表面処理剤とは異なる成分として、上記シランカップリング剤を含んでいてもよい。上記樹脂材料及び上記樹脂成形体は、シランカップリング剤により表面処理された無機充填材として、上記シランカップリング剤及び上記無機充填材を含むことが好ましい。この場合には、上記樹脂成形体に含まれる上記ウレタン樹脂と上記強化長繊維を、シランカップ剤により表面処理された無機充填材により結合させることができ、その結果、上記ウレタン樹脂と上記強化長繊維との接着性をより一層高めることができる。特に、上記無機充填材がフライアッシュ、珪砂、マイカ、タルク又はガラスビーズを含む場合には、シランカップリング剤による処理効果を高めることができるので、接着性を更により一層高めることができる。さらに、上記シランカップリング剤により表面処理された無機充填材を用いる場合には、層間せん断強さ及び曲げ強度をより一層良好にすることができ、また、コストを低くすることができる。 The resin material and the resin molded body may contain the silane coupling agent as a component different from the surface treatment agent of the inorganic filler. The resin material and the resin molded body preferably contain the silane coupling agent and the inorganic filler as an inorganic filler surface-treated with a silane coupling agent. In this case, the urethane resin and the reinforcing long fibers contained in the resin molded body can be bonded by the inorganic filler surface-treated with a silane coupling agent, and as a result, the adhesion between the urethane resin and the reinforcing long fibers can be further improved. In particular, when the inorganic filler contains fly ash, silica sand, mica, talc, or glass beads, the treatment effect of the silane coupling agent can be enhanced, so that the adhesion can be further improved. Furthermore, when the inorganic filler surface-treated with the silane coupling agent is used, the interlaminar shear strength and bending strength can be further improved, and the cost can be reduced.
シランカップリング剤による処理効果がより一層効果的に発揮されるので、上記シランカップリング剤は、（メタ）アクリルシラン又はイソシアネートシランを含むことが好ましく、イソシアネートシランを含むことがより好ましい。これらの好ましいシランカップリング剤の使用により、樹脂成形体の曲げ弾性率及びせん断強さをより一層高めることができる。これらの好ましいシランカップリング剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。上記シランカップリング剤は、（メタ）アクリロイル基又はイソシアネート基を有するシランカップリング剤であることが好ましく、イソシアネート基を有するシランカップリング剤であることがより好ましい。 The treatment effect of the silane coupling agent is more effectively exhibited, so the silane coupling agent preferably contains (meth)acrylsilane or isocyanate silane, and more preferably contains isocyanate silane. By using these preferred silane coupling agents, the bending modulus and shear strength of the resin molded body can be further increased. These preferred silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. The silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having a (meth)acryloyl group or an isocyanate group, and more preferably a silane coupling agent having an isocyanate group.
上記無機充填材１００重量部に対して、上記シランカップリング剤の含有量は好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上、更に好ましくは１重量部以上であり、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは５重量部以下、更に好ましくは２重量部以下である。上記シランカップリング剤の含有量が上記下限以上であると、本発明の効果がより一層効果的に発揮され、また無機充填材の表面に十分な量のシランカップリング剤を存在させることができる。さらに、樹脂成形体の曲げ弾性率及びせん断強さをより一層高めることができる。上記シランカップリング剤の含有量が上記上限以下であると、ウレタン樹脂の硬化反応が阻害され難く、樹脂成形体の機械的強度をより一層高めることができる。 The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, even more preferably 1 part by weight or more, and preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, and even more preferably 2 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the inorganic filler. When the content of the silane coupling agent is equal to or more than the lower limit, the effect of the present invention is more effectively exerted, and a sufficient amount of the silane coupling agent can be present on the surface of the inorganic filler. Furthermore, the bending modulus and shear strength of the resin molded body can be further increased. When the content of the silane coupling agent is equal to or less than the upper limit, the curing reaction of the urethane resin is less likely to be inhibited, and the mechanical strength of the resin molded body can be further increased.
上記シランカップリング剤は、発泡剤や整泡剤、触媒と同様に、ポリオール化合物中に混合されてもよい。また、充填材、水及びシランカップリング剤を混合した後、加熱処理して、シランカップリング剤により表面処理された無機充填材を得てもよい。 The silane coupling agent may be mixed into the polyol compound in the same manner as the foaming agent, foam stabilizer, and catalyst. In addition, the filler, water, and silane coupling agent may be mixed and then heated to obtain an inorganic filler surface-treated with the silane coupling agent.
＜発泡剤＞
発泡剤とは、分解により気体を生じる物質又はそれ自体気体となる物質である。
<Foaming Agent>
A blowing agent is a substance that produces a gas upon decomposition or that is itself a gas.
上記樹脂材料は、発泡剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。軽量である樹脂成形体（発泡樹脂成形体）を得る観点からは、上記樹脂材料は、発泡剤を含むことが好ましい。上記樹脂材料が発泡剤を含む場合には、発泡樹脂成形体を得ることができる。発泡樹脂成形体は、軽量であるという利点を有する。 The resin material may or may not contain a foaming agent. From the viewpoint of obtaining a lightweight resin molded body (foamed resin molded body), it is preferable that the resin material contains a foaming agent. When the resin material contains a foaming agent, a foamed resin molded body can be obtained. The foamed resin molded body has the advantage of being lightweight.
上記発泡剤としては、水、及び有機ハロゲン化合物等が挙げられる。入手が容易であり、利便性に優れることから、上記発泡剤は水であることが好ましい。水は上記イソシアネート化合物と反応してＣＯ２を発生させることにより発泡剤として作用する。上記発泡剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 Examples of the foaming agent include water and organic halogen compounds. The foaming agent is preferably water because it is easily available and has excellent convenience. Water acts as a foaming agent by reacting with the isocyanate compound to generate CO2 . The foaming agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記有機ハロゲン化合物としては、有機塩素化合物、有機フッ素化合物、有機臭素化合物、及び有機ヨウ素化合物等が挙げられる。上記有機ハロゲン化合物は、水素原子の全てがハロゲン原子で置換された有機ハロゲン化合物であってもよく、水素原子の一部がハロゲン原子で置換された有機ハロゲン化合物であってもよい。樹脂成形体の形成時の発泡性を良好にし、樹脂成形体の熱伝導率をより一層長期にわたり低く維持する観点からは、上記有機ハロゲン化合物は、有機塩素化合物、又は有機フッ素化合物であることが好ましい。 The organic halogen compound may be an organic chlorine compound, an organic fluorine compound, an organic bromine compound, an organic iodine compound, or the like. The organic halogen compound may be an organic halogen compound in which all of the hydrogen atoms are replaced with halogen atoms, or an organic halogen compound in which some of the hydrogen atoms are replaced with halogen atoms. From the viewpoint of improving the foaming property during the formation of the resin molded body and maintaining the thermal conductivity of the resin molded body low for an even longer period of time, the organic halogen compound is preferably an organic chlorine compound or an organic fluorine compound.
上記有機塩素化合物としては、飽和有機塩素化合物、及び不飽和有機塩素化合物等が挙げられる。上記飽和有機塩素化合物としては、ジクロロエタン、プロピルクロライド、イソプロピルクロライド、ブチルクロライド、イソブチルクロライド、ペンチルクロライド、及びイソペンチルクロライド等が挙げられる。樹脂成形体の形成時の発泡性を良好にし、樹脂成形体の熱伝導率をより一層長期にわたり低く維持する観点からは、上記有機塩素化合物は、飽和有機塩素化合物であることが好ましく、炭素数が２～５の飽和有機塩素化合物であることがより好ましい。 The above organic chlorine compounds include saturated organic chlorine compounds and unsaturated organic chlorine compounds. The above saturated organic chlorine compounds include dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, and isopentyl chloride. From the viewpoint of improving the foaming properties during the formation of the resin molded body and maintaining the thermal conductivity of the resin molded body low for an even longer period of time, the above organic chlorine compounds are preferably saturated organic chlorine compounds, and more preferably saturated organic chlorine compounds having 2 to 5 carbon atoms.
上記有機フッ素化合物としては、飽和有機フッ素化合物、及び不飽和有機フッ素化合物等が挙げられる。 The above organic fluorine compounds include saturated organic fluorine compounds and unsaturated organic fluorine compounds.
上記飽和有機フッ素化合物としては、ハイドロフルオロカーボン等が挙げられる。上記ハイドロフルオロカーボンとしては、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）、１，１，１，２，２－ペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、１，１，１－トリフルオロエタン（ＨＦＣ１４３ａ）、１，１，２，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４）、１，１，１，２－テトラフルオロエタン（ＨＦＣ１３４ａ）、１，１－ジフルオロエタン（ＨＦＣ１５２ａ）、１，１，１，２，３，３，３－ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ２２７ｅａ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ２４５ｆａ）、１，１，１，３，３－ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ３６５ｍｆｃ）及び１，１，１，２，２，３，４，５，５，５－デカフルオロペンタン（ＨＦＣ４３１０ｍｅｅ）等が挙げられる。 Examples of the above-mentioned saturated organic fluorine compounds include hydrofluorocarbons. Examples of the hydrofluorocarbon include difluoromethane (HFC32), 1,1,1,2,2-pentafluoroethane (HFC125), 1,1,1-trifluoroethane (HFC143a), 1,1,2,2-tetrafluoroethane (HFC134), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC134a), 1,1-difluoroethane (HFC152a), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (HFC227ea), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC245fa), 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (HFC365mfc), and 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoropentane (HFC4310mee).
上記不飽和有機フッ素化合物としては、ハイドロフルオロオレフィン等が挙げられる。上記ハイドロフルオロオレフィンとしては、２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、１，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）（Ｅ及びＺ異性体）、及び１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（ＨＦＯ１３３６ｍｚｚ）（Ｅ及びＺ異性体）等が挙げられる。 The unsaturated organic fluorine compounds include hydrofluoroolefins. Examples of the hydrofluoroolefins include 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze) (E and Z isomers), and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene (HFO1336mzz) (E and Z isomers).
さらに、上記有機フッ素化合物としては、塩素原子とフッ素原子と２重結合とを有する化合物も挙げられる。上記塩素原子とフッ素原子と２重結合とを有する化合物としては、１，２－ジクロロ－１，２－ジフルオロエテン（Ｅ及びＺ異性体）、及びヒドロクロロフルオロオレフィン等が挙げられる。上記ヒドロクロロフルオロオレフィンとしては、１－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ）（Ｅ及びＺ異性体）、１－クロロ－２，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｙｄ）（Ｅ及びＺ異性体）、１－（４）クロロ－１，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｂ）（Ｅ及びＺ異性体）、２－クロロ－１，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｘｅ）（Ｅ及びＺ異性体）、２－クロロ－２，２，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｘｃ）、２－クロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｘｆ）、３－クロロ－１，２，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｙｅ）（Ｅ及びＺ異性体）、３－クロロ－１，１，２－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２３３ｙｃ）、３，３－ジクロロ－３－フルオロプロペン、１，２－ジクロロ－３，３，３－トリフルオロプロペン（ＨＣＦＯ－１２２３ｘｄ）（Ｅ及びＺ異性体）、２－クロロ－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン（Ｅ及びＺ異性体）、及び２－クロロ－１，１，１，３，４，４，４－ヘプタフルオロ－２－ブテン（Ｅ及びＺ異性体）等が挙げられる。 Furthermore, the organic fluorine compounds include compounds having a chlorine atom, a fluorine atom, and a double bond. Examples of the compounds having a chlorine atom, a fluorine atom, and a double bond include 1,2-dichloro-1,2-difluoroethene (E and Z isomers) and hydrochlorofluoroolefins. Examples of the hydrochlorofluoroolefin include 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd) (E and Z isomers), 1-chloro-2,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233yd) (E and Z isomers), 1-(4)chloro-1,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zb) (E and Z isomers), 2-chloro-1,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xe) (E and Z isomers), 2-chloro-2,2,3-trifluoropropene (HCFO-1233xc), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xf) (E and Z isomers), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xg) (E and Z isomers), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xh) (E and Z isomers), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xi) (E and Z isomers), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xj ... 3-chloro-1,2,3-trifluoropropene (HCFO-1233xf), 3-chloro-1,2,3-trifluoropropene (HCFO-1233ye) (E and Z isomers), 3-chloro-1,1,2-trifluoropropene (HCFO-1233yc), 3,3-dichloro-3-fluoropropene, 1,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1223xd) (E and Z isomers), 2-chloro-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene (E and Z isomers), and 2-chloro-1,1,1,3,4,4,4-heptafluoro-2-butene (E and Z isomers).
樹脂成形体の形成時の発泡性を良好にし、樹脂成形体の熱伝導率をより一層長期にわたり低く維持する観点からは、上記有機ハロゲン化合物は、ヒドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロオレフィンであることが好ましい。 From the viewpoint of improving the foaming property during the formation of the resin molded body and maintaining the thermal conductivity of the resin molded body at a low level for an even longer period of time, the organic halogen compound is preferably a hydrochlorofluoroolefin, a hydrofluorocarbon, or a hydrofluoroolefin.
発泡性を考慮して、上記発泡剤は、適宜の含有量で用いることができる。上記ポリオール化合物１００重量部に対して、上記発泡剤の含有量（複数の発泡剤を用いる場合には合計の含有量）は、好ましくは０．０５重量部以上、より好ましくは０．１重量部以上であり、好ましくは１．０重量部以下、より好ましくは０．８重量部以下である。上記発泡剤の含有量が上記下限以上であると、発泡が促進され、樹脂成形体が良好に形成され、樹脂成形体の寸法不良が発生しにくくなる。上記発泡剤の含有量が上記上限以下であると、過度の発泡により金型から樹脂材料が溢れ出ることを抑えることができる。 Considering the foaming property, the foaming agent can be used at an appropriate content. The content of the foaming agent (total content when multiple foaming agents are used) is preferably 0.05 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, and preferably 1.0 parts by weight or less, more preferably 0.8 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the polyol compound. When the content of the foaming agent is equal to or more than the lower limit, foaming is promoted, the resin molded body is well formed, and dimensional defects of the resin molded body are less likely to occur. When the content of the foaming agent is equal to or less than the upper limit, it is possible to prevent the resin material from overflowing from the mold due to excessive foaming.
上記樹脂成形体中のウレタン樹脂の発泡倍率は、好ましくは１．１倍以上、より好ましくは１．５倍以上であり、好ましくは５倍以下、より好ましくは３倍以下である。上記発泡倍率が上記下限以上であると、軽量な発泡樹脂成形体が得られやすい。上記発泡倍率が上記上限以下であると、良好な曲げ弾性率を有する発泡樹脂成形体が得られやすい。 The expansion ratio of the urethane resin in the resin molded product is preferably 1.1 times or more, more preferably 1.5 times or more, and is preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less. When the expansion ratio is equal to or greater than the lower limit, a lightweight foamed resin molded product is easily obtained. When the expansion ratio is equal to or less than the upper limit, a foamed resin molded product having a good flexural modulus is easily obtained.
＜他の成分＞
上記樹脂材料は、上述した成分以外の他の成分（ポリオール化合物、イソシアネート化合物、強化長繊維、無機充填材、シランカップリング剤及び発泡剤のこれら６種とは異なる成分）を含んでいてもよい。上記樹脂成形体は、上述した成分以外の他の成分（ウレタン樹脂、強化長繊維、無機充填材及びシランカップリング剤のこれら４種とは異なる成分）を含んでいてもよい。
<Other Ingredients>
The resin material may contain other components (components other than the six components of the polyol compound, the isocyanate compound, the reinforcing long fiber, the inorganic filler, the silane coupling agent, and the foaming agent) than the above-mentioned components. The resin molded body may contain other components (components other than the four components of the urethane resin, the reinforcing long fiber, the inorganic filler, and the silane coupling agent) than the above-mentioned components.
上記他の成分としては、触媒、難燃剤及び整泡剤等が挙げられる。上記他の成分はそれぞれ、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 The other components include catalysts, flame retardants, foam stabilizers, etc. Each of the other components may be used alone or in combination of two or more.
整泡剤：
上記整泡剤とは、気泡の粗大化、不均一化を防ぎ、気泡を安定かつ良好に形成させることができる物質である。
Foam stabilizer:
The foam stabilizer is a substance that prevents the bubbles from becoming coarse and uneven, and enables the bubbles to be formed stably and satisfactorily.
上記整泡剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等ポリオキシアルキレン整泡剤、及びオルガノポリシロキサン等のシリコーン整泡剤等が挙げられる。 Examples of the foam stabilizer include polyoxyalkylene foam stabilizers such as polyoxyalkylene alkyl ethers, and silicone foam stabilizers such as organopolysiloxanes.
上記整泡剤は、気泡が安定かつ良好に形成するように、適宜の含有量で用いることができる。気泡を安定かつ良好に形成する観点からは、上記ポリオール化合物１００重量部に対して、上記整泡剤の含有量は、好ましくは０．０１重量部以上、より好ましくは０．１重量部以上、更に好ましくは０．２重量部以上であり、好ましくは５重量部以下、より好ましくは３重量部以下、更に好ましくは１重量部以下である。 The foam stabilizer can be used in an appropriate content so that the bubbles are formed stably and satisfactorily. From the viewpoint of forming bubbles stably and satisfactorily, the content of the foam stabilizer is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, even more preferably 0.2 parts by weight or more, and is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or less, and even more preferably 1 part by weight or less, relative to 100 parts by weight of the polyol compound.
＜硬化性樹脂材料の他の詳細＞
上記樹脂材料は、上記ポリオール化合物と、上記イソシアネート化合物と、上記強化長繊維と、上記無機充填材と、上記シランカップリング剤と、必要に応じて配合されるこれら以外の成分とを混合することで調製できる。各成分の混合方法は、特に限定されない。１又は複数の成分を含む複数の液を調製し、複数の液を混合して、樹脂材料を得てもよい。複数の液の混合は、樹脂成形体の形成時に行われてもよい。上記ポリオール化合物を含む液に、上記イソシアネート化合物と上記無機充填材とを混合した後、この液を上記強化長繊維に含浸させてもよい。上記ポリオール化合物を含む液に上記無機充填材を混合し、次いで、上記イソシアネート化合物を混合した後、この液を強化長繊維に含浸させてもよい。
<Other details of the curable resin material>
The resin material can be prepared by mixing the polyol compound, the isocyanate compound, the reinforcing long fiber, the inorganic filler, the silane coupling agent, and other components that are blended as necessary. The method of mixing each component is not particularly limited. A resin material may be obtained by preparing a plurality of liquids containing one or a plurality of components and mixing the plurality of liquids. The mixing of the plurality of liquids may be performed when forming a resin molded body. The isocyanate compound and the inorganic filler may be mixed into the liquid containing the polyol compound, and then the reinforcing long fiber may be impregnated with this liquid. The inorganic filler may be mixed into the liquid containing the polyol compound, and then the isocyanate compound may be mixed, and then the reinforcing long fiber may be impregnated with this liquid.
＜樹脂成形体の他の詳細＞
本発明に係る樹脂成形体は、上述した樹脂材料を成形することにより得てもよい。上記樹脂材料を成形することにより、樹脂成形体を得ることができる。例えば、上記樹脂材料を加熱して、成形及び硬化させることにより、樹脂成形体を得ることができる。このとき、例えば、４０℃～１００℃に加熱する。上記樹脂成形体は、発泡樹脂成形体であってもよい。上記樹脂成形体が発泡樹脂成形体である場合には、該樹脂成形体を軽量にすることができる。
<Other details of resin molded body>
The resin molded body according to the present invention may be obtained by molding the above-mentioned resin material. The resin molded body can be obtained by molding the above-mentioned resin material. For example, the resin molded body can be obtained by heating the above-mentioned resin material to mold and harden it. At this time, the resin molded body is heated to, for example, 40°C to 100°C. The resin molded body may be a foamed resin molded body. When the resin molded body is a foamed resin molded body, the weight of the resin molded body can be reduced.
上記樹脂成形体は、建築物、車両・船舶、鉄道施設、水処理施設、工場施設、水産・養殖施設、電気設備、スポーツ・公園施設、及び土木現場等の用途に使用できる。 The above resin molded products can be used for applications such as buildings, vehicles and ships, railway facilities, water treatment facilities, factory facilities, fisheries and aquaculture facilities, electrical equipment, sports and park facilities, and civil engineering sites.
上記樹脂成形体は、建築物において、バルコニー、フロアー材、土台、梁、根太、束、屋根、及び桟木等に好適に用いられる。 The resin molded body is suitable for use in buildings for balconies, flooring, foundations, beams, joists, beams, roofs, and crosspieces.
上記樹脂成形体は、車両又は船舶において、根太、ＦＦＵ船、デッキ、バルクヘッド、トラック荷台材、及びブリッジ等に好適に用いられる。 The resin molded articles are suitable for use in vehicles or ships as joists, FFU ships, decks, bulkheads, truck bed materials, bridges, etc.
上記樹脂成形体は、鉄道施設において、歩道板、大三帆条保護板、プラットホーム、及び枕木（橋、分岐、並、短）等に好適に用いられる。 The resin molded article is suitable for use in railway facilities for sidewalk boards, large three-sail protection boards, platforms, and sleepers (bridge, branch, parallel, short), etc.
上記樹脂成形体は、水処理施設において、覆蓋、角落し、セキ板、フロキューター羽根、ドア、ガラリ、整流板、迂流板、仕切り板、及び傾斜板等に好適に用いられる。 The resin molded articles are suitable for use in water treatment facilities as covers, corner stops, separators, flocculator blades, doors, louvers, straightening plates, diversion plates, partition plates, and inclined plates.
上記樹脂成形体は、工場施設において、床板、歩廊、ピット蓋、薬液槽、水槽、作業台、架台、根太材、パレット、及び冷凍庫等に好適に用いられる。 The resin molded articles are suitable for use in factory facilities for flooring, walkways, pit covers, chemical tanks, water tanks, workbenches, racks, joists, pallets, freezers, etc.
上記樹脂成形体は、水産・養殖施設において、孵化槽、養殖槽、活魚槽、及び歩廊等に好適に用いられる。 The resin molded body is suitable for use in hatchery tanks, aquaculture tanks, live fish tanks, walkways, etc. in aquaculture and aquaculture facilities.
上記樹脂成形体は、電気設備において、クリート、及び管枕等に好適に用いられる。 The above resin molded body is suitable for use in electrical equipment, such as cleats and pipe pillows.
上記樹脂成形体は、スポーツ・公園施設において、パーゴラ、橋、案内板、あずま屋、バックスクリーン、テニス練習板、スコアボード、浮桟橋、吊り橋、遊歩道、スキー板芯材、水車、及びプール部材等に好適に用いられる。 The resin molded body is suitable for use in sports and park facilities for pergolas, bridges, guide boards, gazebos, back screens, tennis practice boards, scoreboards, floating piers, suspension bridges, promenades, ski board core materials, water wheels, and pool components.
上記樹脂成形体は、土木現場において、受圧板、及びＳＥＷ土留め壁等に好適に用いられる。 The resin molded body is suitable for use in pressure plates and SEW retaining walls at civil engineering sites.
上記樹脂成形体は、枕木として特に好適に用いられる。上記枕木の形状は特に限定されてない。上記枕木は、例えば、直方体状の枕木であってもよく、直方体状の本体部と、該本体部から外側に突出している突出部とを備える枕木であってもよい。 The resin molded body is particularly suitable for use as a sleeper. The shape of the sleeper is not particularly limited. The sleeper may be, for example, a rectangular parallelepiped sleeper, or may be a sleeper having a rectangular parallelepiped main body and a protrusion protruding outward from the main body.
枕木（樹脂成形体）は、長さ方向と幅方向とを有していてもよい。枕木の曲げ弾性率をより一層高める観点からは、上記強化長繊維は、枕木（樹脂成形体）の長さ方向に沿って配置されていることが好ましい。 The sleeper (resin molded body) may have a length direction and a width direction. From the viewpoint of further increasing the bending modulus of the sleeper, it is preferable that the reinforcing long fibers are arranged along the length direction of the sleeper (resin molded body).
（樹脂成形体の製造方法）
樹脂成形体の製造方法は、ポリオール化合物とイソシアネート化合物と無機充填材とシランカップリング剤とを混合して、第１の組成物を得る混合工程と、強化長繊維間に上記第１の組成物を含浸させて硬化性樹脂材料を得る含浸工程と、金型内で上記硬化性樹脂材料を硬化させる硬化工程とを備えることが好ましい。
(Method for producing resin molded body)
The method for producing a resin molded body preferably includes a mixing step of mixing a polyol compound, an isocyanate compound, an inorganic filler, and a silane coupling agent to obtain a first composition, an impregnation step of impregnating the first composition between reinforcing long fibers to obtain a curable resin material, and a curing step of curing the curable resin material in a mold.
図３は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂成形体を製造する方法を説明するための図である。 Figure 3 is a diagram for explaining a method for manufacturing a resin molded body according to the first embodiment of the present invention.
製造装置１００は、ホッパー１１と、ベルトフィーダー１２と、スクリュー内蔵の押出機４と、ポンプ４３と、第１原料タンク２１と、ポンプ２２と、第２原料タンク３１と、ポンプ５１と、混合散布装置５と、揉み板６１と、含浸板６２と、加熱部を有する金型６３とを備える。
The
＜混合工程＞
無機充填材１がホッパー１１に投入され、次いで、無機充填材１がベルトフィーダー１２によって運搬されて押出機４に供給される。また、第１原料２が第１原料タンク２１に投入され、混合される。第１原料２は、ポリオール化合物とシランカップリング剤と発泡剤とを含む液である。第１原料２は、ポンプ２２によって押出機４に供給される。押出機４では、無機充填材１と第１原料２とが、押出機４のスクリューの回転により混合され、無機充填材１と第１原料２との混合液（以降、無機充填材、シランカップリング剤及びポリオール化合物を含む混合液を「混合液（Ａ）」と記載することがある）が得られる。なお、第１原料は、発泡剤を含んでいなくてもよい。また、第１原料は、触媒及び整泡剤を含んでいてもよい。
<Mixing step>
The inorganic filler 1 is put into the
第２原料３が第２原料タンク３１に投入される。第２原料３は、イソシアネート化合物である。
The second
混合液（Ａ）が、ポンプ４３によって混合散布装置５へ供給される。第２原料３が、ポンプ５１によって混合散布装置５へ供給される。混合散布装置５では、混合液（Ａ）と第２原料３とが均一に混合されて、第１の組成物７（ポリオール化合物とイソシアネート化合物と無機充填材とシランカップリング剤と発泡剤との混合液）が得られる。
The mixed liquid (A) is supplied to the mixing and spraying
＜含浸工程＞
第１の組成物７は、混合散布装置５の吐出口から強化長繊維の繊維束である強化長繊維束８の上に振りかけられる。強化長繊維はガラス長繊維であり、強化長繊維束８は、ガラス長繊維束である。
<Impregnation process>
The first composition 7 is sprinkled onto the reinforcing
第１の組成物７と強化長繊維束８とは、揉み板６１と含浸板６２との間で揉まれ、強化長繊維束８を構成する各強化長繊維の間に第１の組成物７が均一に含浸される。このようにして、硬化性樹脂材料８１が得られる。
The first composition 7 and the reinforcing
＜硬化工程（発泡硬化工程）＞
硬化性樹脂材料８１を金型６３に移送し、金型６３内で硬化性樹脂材料８１を硬化（発泡硬化）させて、金型６３の形状に対応する樹脂成形体（発泡樹脂成形体）を製造することができる。なお、硬化性樹脂材料８１を金型６３に順次移送することで、樹脂成形体を連続的に製造することができる。
<Curing step (foaming and curing step)>
The
以下、実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。 The present invention will be specifically explained below by giving examples and comparative examples. The present invention is not limited to the following examples.
以下の材料を用意した。 The following materials were prepared:
（ポリオール化合物）
プロピレンオキサイドが付加されたポリエーテルポリオール（住化コベストロウレタン社製「ＳＢＵ ポリオール Ｋ６６０」）
(Polyol Compound)
Polyether polyol with propylene oxide added (Sumika Covestro Urethane Co., Ltd. "SBU Polyol K660")
（イソシアネート化合物）
ジフェニルメタンジイソシアネート（住化コベストロウレタン社製「スミジュール４４Ｖ２０Ｌ」）
(Isocyanate Compounds)
Diphenylmethane diisocyanate ("Sumidur 44V20L" manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd.)
（無機充填材）
フライアッシュ（四国電力社製「フライアッシュＩＩ種」、比重２．１、平均円相当径２．７μｍ、平均円形度０．８２）
珪砂（山川産業社製「珪砂７号」）
(Inorganic filler)
Fly ash ("Type II fly ash" manufactured by Shikoku Electric Power Co., Inc., specific gravity 2.1, average circle equivalent diameter 2.7 μm, average circularity 0.82)
Silica sand (Yamakawa Sangyo Co., Ltd. "Silica sand No. 7")
（シランカップリング剤）
アクリルシラン（信越シリコーン社製「ＫＢＭ－５１０３」）
イソシアネートシラン（信越シリコーン社製「ＫＢＥ－９００７Ｎ」）
(Silane coupling agent)
Acrylic silane ("KBM-5103" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
Isocyanate silane ("KBE-9007N" manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
（発泡剤）
水
(Foaming Agent)
water
（整泡剤）
シリコンオイル（東レダウシリコン社製「ＳＺ－１７２９」）
(Foam stabilizer)
Silicone oil (Toray Dow Silicone "SZ-1729")
（強化長繊維）
ガラス長繊維（繊維径１０μｍ～２０μｍのモノフィラメントが多数引き揃えられてロービングにされたガラス長繊維）
(reinforced long fiber)
Long glass fiber (long glass fiber made by arranging many monofilaments with a fiber diameter of 10 μm to 20 μm into a roving)
（実施例１）
図３に示す方法で、樹脂成形体を作製した。また、図３に示す第１原料として、ポリオール化合物とシランカップリング剤と発泡剤と整泡剤とを含む液を用いた。また、図３に示す第２原料として、イソシアネート化合物を用いた。
Example 1
A resin molded body was produced by the method shown in Fig. 3. A liquid containing a polyol compound, a silane coupling agent, a foaming agent, and a foam stabilizer was used as the first raw material shown in Fig. 3. An isocyanate compound was used as the second raw material shown in Fig. 3.
＜第１の組成物を得る工程＞
ホッパーに投入された無機充填材をベルトフィーダーによって押出機に供給した。また、第１原料タンクに投入された第１原料をポンプによって押出機に供給した。押出機にて、無機充填材と第１原料とを混合し、無機充填材と第１原料との混合液（Ａ）を得た。次いで、混合液（Ａ）をポンプによって混合散布装置へ供給した。また、第２原料タンクに投入された第２原料をポンプによって混合散布装置へ供給した。混合散布装置にて、混合液（Ａ）と第２原料とを均一に混合し、第１の組成物を得た。なお、第１の組成物中の各成分の含有量を表１に示す。
<Step of Obtaining First Composition>
The inorganic filler put into the hopper was fed to the extruder by the belt feeder. The first raw material put into the first raw material tank was fed to the extruder by the pump. The inorganic filler and the first raw material were mixed in the extruder to obtain a mixed liquid (A) of the inorganic filler and the first raw material. The mixed liquid (A) was then fed to the mixing and spraying device by the pump. The second raw material put into the second raw material tank was fed to the mixing and spraying device by the pump. The mixed liquid (A) and the second raw material were uniformly mixed in the mixing and spraying device to obtain a first composition. The contents of each component in the first composition are shown in Table 1.
＜散布工程＞
第１の組成物を、混合散布装置の吐出口から、強化長繊維が一方向に引き揃えられた強化長繊維束（強化長繊維の繊維束）に散布した。なお、強化長繊維束を一方向に進行させながら、第１の組成物を強化長繊維束に散布した。
<Spraying process>
The first composition was sprayed from the discharge port of the mixing and spraying device onto a reinforcing long fiber bundle (a fiber bundle of reinforcing long fibers) in which the reinforcing long fibers were aligned in one direction. The first composition was sprayed onto the reinforcing long fiber bundle while the reinforcing long fiber bundle was moving in one direction.
＜含浸工程＞
第１の組成物と強化長繊維束とを、１５℃～２５℃の条件で、揉み板と含浸板との間で揉みこみ、強化長繊維束を構成する各強化長繊維の間に第１の組成物を含浸させて、第１の組成物が強化長繊維束に含浸された第２の組成物を得た。なお、表１の「第２の組成物」の欄では、ポリオール化合物１００重量部に対する強化長繊維の含有量を記載した。また、表１の「ポリオール化合物とイソシアネート化合物との合計１００重量部に対する強化長繊維の含有量」の欄にて、その含有量も記載した。
<Impregnation process>
The first composition and the reinforcing long fiber bundle were kneaded between a kneading plate and an impregnation plate under conditions of 15°C to 25°C, and the first composition was impregnated between each of the reinforcing long fibers constituting the reinforcing long fiber bundle, thereby obtaining a second composition in which the reinforcing long fiber bundle was impregnated with the first composition. In the column "Second composition" in Table 1, the content of the reinforcing long fiber per 100 parts by weight of the polyol compound is shown. In addition, in the column "Content of reinforcing long fiber per 100 parts by weight of the total of the polyol compound and the isocyanate compound" in Table 1, the content is also shown.
＜硬化工程（発泡硬化工程）＞
第２の組成物を金型に移送し、金型内で第２の組成物を硬化（発泡硬化）させて、樹脂成形体（発泡樹脂成形体）を得た。
<Curing step (foaming and curing step)>
The second composition was transferred to a mold and cured (foam curing) in the mold to obtain a resin molded article (foamed resin molded article).
（実施例２～６及び比較例１）
第１の組成物及び第２の組成物中の各成分の含有量を表１に示すように設定したこと以外は、実施例１と同様にして、樹脂成形体を得た。
(Examples 2 to 6 and Comparative Example 1)
A resin molded article was obtained in the same manner as in Example 1, except that the contents of the respective components in the first composition and the second composition were set as shown in Table 1.
（せん断強さの評価）
得られた樹脂成形体のせん断強さを、ＪＩＳ Ｅ１２０３のせん断強さ試験に記載の方法に従って測定した。せん断強さを下記の基準で判定した。
(Shear strength evaluation)
The shear strength of the obtained resin molded product was measured according to the method described in the shear strength test of JIS E 1203. The shear strength was judged according to the following criteria.
［せん断強さの判定基準］
○○：せん断強さが、７．５０ＭＰａ以上
○：せん断強さが、７．１０ＭＰａ以上７．５０ＭＰａ未満
×：せん断強さが７．１０ＭＰａ未満
[Shear strength criteria]
○○: Shear strength is 7.50 MPa or more. ○: Shear strength is 7.10 MPa or more and less than 7.50 MPa. ×: Shear strength is less than 7.10 MPa.
組成及び結果を下記の表１に示す。 The composition and results are shown in Table 1 below.
１…無機充填材
２…第１原料
３…第２原料
４…押出機
５…混合散布装置
６…分級機
７…第１の組成物
８…強化長繊維束
１０…樹脂成形体
１１…ホッパー
１２…ベルトフィーダー
２１…第１原料タンク
２２…ポンプ
３１…第２原料タンク
４３…ポンプ
５１…ポンプ
６１…揉み板
６２…含浸板
６３…金型
８１…硬化性樹脂材料
１００…製造装置
１０１…ウレタン樹脂
１０２…強化長繊維
１０３…無機充填材
Reference Signs List 1: inorganic filler 2: first raw material 3: second raw material 4: extruder 5: mixing and spreading device 6: classifier 7: first composition 8: reinforcing long fiber bundle 10: resin molded body 11: hopper 12: belt feeder 21: first raw material tank 22: pump 31: second raw material tank 43: pump 51: pump 61: kneading plate 62: impregnation plate 63: mold 81: curable resin material 100: manufacturing device 101: urethane resin 102: reinforcing long fiber 103: inorganic filler
Claims (9)
イソシアネート化合物と、
強化長繊維と、
無機充填材と、
シランカップリング剤とを含む、硬化性樹脂材料。 A polyol compound;
An isocyanate compound;
Reinforced long fibers,
An inorganic filler;
A curable resin material comprising a silane coupling agent.
強化長繊維と、
無機充填材と、
シランカップリング剤とを含む、樹脂成形体。 Urethane resin,
Reinforced long fibers,
An inorganic filler;
and a silane coupling agent.
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