JP3389020B2 - 繊維強化プラスチック成形品 - Google Patents

繊維強化プラスチック成形品

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シートモールディ
ングコンパウンドやバルクモールディングコンパウンド
等の成形材料を用い、プレス成形で加熱加圧成形して形
成した繊維強化プラスチック成形品及び浴槽に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の繊維強化プラスチッ
ク成形品として、SMC(シートモールディングコンパ
ウンド)又はBMC(バルクモールディングコンパウン
ド)の成形材料を用いたプレス成形により人造大理石の
質感を出した浴槽や洗面器等の製品が知られている。
【0003】従来、成形材料としてのSMCに用いられ
ているガラス繊維は、スチレン溶解性が約30〜50重
量%の表面処理剤で処理して200〜300本の集束本
数としたものを繊維長1インチに切断して成形材料に配
合しており、成形品に人造大理石の質感を出すべく成形
材料に透明感を付与させた場合、成形品としての浴槽や
洗面器の成形時にガラス模様が激しく表出して表面側に
凹凸やガラス繊維による模様に濃淡が生じ、人造大理石
の模様とはなるものの成形品の表面平滑性が悪く、波打
ち状態となって商品としての価値がなくなるため、一般
的には、このガラス繊維の浮き・模様を消すために多量
の着色剤を添加して透明感を無くす方法が採られてい
る。
【0004】また、BMCを用いて成形品を成形する場
合においては、補強材であるガラス繊維にシェアをかけ
ることにより集束したガラス繊維をモノフィラメント化
することにより、ガラス繊維の浮き・模様を消す方法が
採られている。
【0005】さらには、成形品表面側の模様付けとし
て、印刷等による模様を施したシート・マットなどを積
層して一体成形する方法も採られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
ののうち、SMCを用いた成形品のように多量の着色剤
を添加して透明感を無くす方法では、人造大理石と呼べ
る質感を失った成形品となる問題点を有していた。
【0007】一方、BMCを用いた成形品のようにガラ
ス繊維をモノフィラメント化すると、成形品としての強
度が弱くなるため、例えば、成形品が浴槽の場合、SM
Cを用いて成形する場合においては4〜5mmの肉厚で
済んでいたものが、BMCを用いて成形する場合は8〜
12mm程度の肉厚にする必要があるというように、設
計上から成形品自体の厚肉化を余儀なくされて、成形品
軽量化の隘路となる問題点を有していた。
【0008】さりとて、印刷等の模様を施したシート・
マットなどを一体成形して成形品を加飾する方法では、
コストアップの要因となる問題点を有していたのであ
る。
【0009】そこで、本発明は従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑み、人造大理石としての質感を損なう
ことなく、且つSMC程度の強度が保持され安価に製造
できる繊維強化プラスチック成形品及び浴槽を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明者らは種々検討した結果、特定の充填材を含
有させるとともに、特定範囲のスチレン溶解性とした表
面処理剤(集束剤)で処理して特定範囲の集束本数に集
束し、特定の繊維長にカットしたガラス繊維を特定範囲
重量に配合させた成形材料を用いて成形することによ
り、人造大理石としての質感を損なうことなく表面平滑
性及び光沢が良く、厚肉にすることなく成形品としての
強度も保持できることを知見した。
【0011】すなわち、請求項1記載の発明は、不飽和
ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂に、水酸化ア
ルミニウム及び又はガラスパウダーと、スチレン溶解性
が30〜80重量%の表面処理剤で処理され集束本数5
0〜270本のガラス繊維の繊維長を1/4〜1インチ
となるように切断したガラス繊維を5〜25重量%配合
した成形材料を加熱加圧成形して、表面側にガラス繊維
の模様を表出させたことを特徴とする繊維強化プラスチ
ック成形品に関する。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステ
ル樹脂の光屈折率が1.54〜1.58、水酸化アルミ
ニウム又はガラスパウダーの光屈折率が1.56〜1.
59であることを特徴とする。
【0013】請求項3記載の発明は、不飽和ポリエステ
ル樹脂又はビニルエステル樹脂に、水酸化アルミニウム
及び又はガラスパウダーと、スチレン溶解性が30〜8
0重量%の表面処理剤で処理され集束本数50〜270
本のガラス繊維の繊維長を1/4〜1インチとなるよう
に切断したガラス繊維を5〜25重量%配合した成形材
料を加熱加圧成形して、表面側にガラス繊維の模様を表
出させたことを特徴とする浴槽に関する。
【0014】本発明で用いられる不飽和ポリエステル樹
脂は、α,β−不飽和酸、芳香族ジカルボン酸、飽和脂
肪族ジカルボン酸と多価アルコールを縮合反応させ、架
橋剤を混合して得られる樹脂であり、その種類及びビニ
ルエステル樹脂との併用を制限しない。
【0015】本発明で用いられる充填材としての水酸化
アルミニウム又はガラスパウダーは、成形品表面のうね
り低減と平滑性向上、透明感の維持及びコスト低減に効
果があり、いずれか単独又は両方を含有させてもよい。
【0016】また、本発明における成形材料には、樹
脂、充填材及びガラス繊維以外にも、硬化剤、内部離型
剤、重合禁止剤、低収縮剤、増粘剤、着色剤等が含まれ
る。成形品としての透明度は、低収縮剤及び着色剤の影
響を大きく受けるため、その量はその要求する質感に合
わせて調整される。
【0017】本発明で用いられるガラス繊維の表面処理
剤のスチレン溶解性は、試料15gをスチレンモノマー
200mI中に浸漬した後、スチレン臭がなくなるまで
風乾し、残存している有機物の量を強熱減量(a%)と
して求め、別途求めたスチレンモノマー浸漬前の強熱減
量(b%)とから、次式により求められる。 スチレン溶解性=((b−a)/b)×100
【0018】ガラス繊維表面処理剤のスチレン溶解性が
30重量%未満の場合は、ガラス繊維部分の白化が強く
なって樹脂とガラス繊維による模様との濃淡が強く模様
自体が強くなりすぎて質感を損なう。また、スチレン溶
解性が80重量%を越えるとストランドの集束が弱く作
業性が悪くなる。より好ましくは、60〜80重量%の
範囲である。
【0019】また、ガラス繊維の集束本数が50本未満
の場合は集束ガラス繊維の製造自体が困難となり、27
0本を越えたあたりから成形品にガラス繊維模様が強く
でて表面側の凹凸が大きくなる。ガラス繊維の集束本数
のより好ましい範囲は100〜200本である。
【0020】さらに、ガラス繊維の繊維長については、
1/4インチ未満ではカットが困難であるともに成形品
の強度も弱くなる。また、1インチを越えると成形品に
ガラス繊維模様が強くでて表面側の凹凸が大きくなるた
め、ガラス繊維の繊維長は1/4〜1インチとされる。
より好ましくは1/2〜1インチの範囲である。
【0021】次ぎに、ガラス繊維の成形材料に対する重
量含有率が5重量%未満では成形品としての強度が不足
し、25重量%を越えると成形品にガラス繊維模様が強
くでて表面側の凹凸が大きくなるので5〜25重量%と
する。より好ましくは10〜20重量%である。
【0022】通常SMCは、不飽和ポリエステル樹脂又
はビニルエステル樹脂の樹脂と充填材の光屈折率はわず
かに異なっており、充填剤に炭酸カルシウムを用いた場
合はほとんど透明感が無く、さらにその上に低収縮剤及
び着色剤を多く含有させると人造大理石としての質感が
失われる。そこで、樹脂と充填材との光屈折率を請求項
2に記載のように比較的近いものに選定し、着色剤の添
加量はその質感に合わせて調整することにより、大理石
調の質感の保持が可能となる。なお、ガラス繊維は、光
屈折率が1.54〜1.56の値を示すEガラス等その
組成に応じた光屈折率を選び、その質感に合わせて選定
する。この場合、使用する樹脂の光屈折率1.53〜
1.55に対し、1.54〜1.56の値をもつガラス
を選定する。
【0023】本発明における成形材料を用いての成形に
際しては、SMC成形の場合、成形圧力70kgf/c
2程度、成形型温度は成形品の表面側145℃、裏面
側135℃程度の成形条件で行われる。なお、成形材料
を成形型に投入して成形する際、成形型内で流動してい
る材料がぶつかる箇所にはっきりとした摸様が発生する
ことから、必要とする模様の強弱・大きさにあわせてチ
ャージパタンを設定する。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る繊維強化プラ
スチック成形体及び浴槽の実施形態について具体的に説
明する。
【0025】実施例1 表1に示す材料成分を配合して成形材料を得た。なお、
表1のガラス繊維の欄の数値15は成形材料に占める重
量%である。また表1に示す実施例及び比較例で使用し
た材料の詳細は以下に示す通りである。 ・不飽和ポリエステル樹脂:日立化成工業(株)製品
PS−9126−1(光屈折率1.53) ・低収縮剤:日立化成工業(株)製品 PS−9146B :総研化学(株)製品 スチレンゲルビーズSGP−70C ・硬化剤:日本油脂(株)製品 パーブチルZ ・内部離型剤:日本油脂(株)製品 ステアリン酸亜鉛 ・重合禁止剤:精工化学(株)製品 パラベンゾキノン ・充填材:住友化学工業(株)製品 水酸化アルミニウ
ムCW−308(光屈折率1.57) ・増粘剤:日立化成工業(株)製品 酸化マグネシウム
15重量%溶液 ・ガラス繊維:日東紡績(株)製品 ガラスロービング
N−572(光屈折率1.55) ・着色剤:大日精化工業(株)製品 CR−134
【0026】上記の不飽和ポリエステル樹脂、低収縮
剤、硬化剤、内部離型剤、重合禁止剤及び充填材と着色
剤とを表1に示す重量部数で混合・撹拌し、増粘剤を投
入して成形材料としてのSMCを得た。なお、SMC製
造の際含浸させたガラス繊維は、スチレン溶解性30重
量%の表面処理剤で処理した繊維長1インチのものであ
り、製造されたSMCに対して15重量%になるよう混
合した。以上のようにして製造されたSMCを樹脂組成
物の粘度が40℃において70万ポイズになるまで熟成
した後、このSMCを使用して、成形圧力70kgf/
cm2、成形型温度は成形品の製品面側が145℃、成
形品の裏面側が135℃で成形品として、槽壁部分の肉
厚が4.5mm、底板部分の肉厚が6mmの浴槽を成形
した。
【0027】実施例2 SMC製造の際に含浸させるガラス繊維の繊維長を1/
2インチとした以外は実施例1と同様にして成形材料と
してのSMCを得て、実施例1と同様の成形条件で成形
品としての浴槽を成形した。
【0028】比較例1 ガラス繊維の集束本数を200本、繊維長を1/8イン
チとした以外は実施例1と同様にし、材料形態がBMC
の成形材料を得て、実施例1と同様の成形条件で成形品
としての浴槽を成形した。
【0029】比較例2 成形材料に混合する充填剤を炭酸カルシウム(光屈折率
1.68)とし、ガラス繊維の集束本数を200本とし
た以外は実施例1と同様にしてSMCを得て、実施例1
と同様の成形条件で成形品としての浴槽を成形した。
【0030】比較例3 成形材料に混合する充填剤をガラスパウダー(光屈折率
1.55)とし、ガラス繊維の集束本数を200本、繊
維長を112とした以外は実施例1と同様にしてSMC
を得て、実施例1と同様の成形条件で成形品としての浴
槽を成形した。
【0031】比較例4 SMC製造の際に含浸させるガラス繊維の集束本数を2
00本、繊維長を112とした以外は実施例1と同様に
して成形材料としてのSMCを得て、実施例1と同様の
成形条件で成形品としての浴槽を成形した。
【0032】比較例5 SMC製造の際に含浸させるガラス繊維の集束本数を2
70本とした以外は実施例1と同様にして成形材料とし
てのSMCを得て、実施例1と同様の成形条件で成形品
としての浴槽を成形した。
【0033】着色剤については、実施例及び比較例とも
ホワイト品は大日精化工業(株)製CR−134を5重
量部添加することで色と透明感を調整した。なお実施例
としての記載は省略したが、グレー品についても大日精
化工業(株)CR−HTK−301を1.5重量部を添
加して色と透明感を調整したもので行った。
【0034】
【表1】
【0035】上記成形材料を用いて成形した実施例、比
較例の浴槽について、目視により質感、平滑性及び光沢
性を評価した。衝撃強度は、JIS K6911により
アイゾット衝撃強度を測定し、この衝撃強度が30〜5
0kgfcm/cm2の範囲、20〜30kgfcm/
cmの範囲、10〜20kgfcm/cm2の範囲と
の3段階で評価した。評価の結果を表2に示す。表2か
ら明らかなように、実施例の成形材料を用いて成形した
繊維強化プラスチック成形品としての浴槽は比較例のそ
れに比べて、特に大理石模様としての質感及び平滑性に
優れていることが示される。
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】本発明の繊維強化プラスチック成形品又
は浴槽は、成形品としての強度をそれ程低下させること
がなく成形品の薄肉化及び軽量化が図れるとともに、通
常の成形で安価に、オニックス調人造大理石としての質
的外観を有する成形品を得ることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 14:22 C04B 14:42 C 14:42) B29K 31:00 B29K 31:00 67:00 67:00 105:08 105:08 B29L 31:44 B29L 31:44 C04B 111:54 C04B 111:54 (56)参考文献 特開 平2−153966(JP,A) 特開 昭55−37307(JP,A) 特開 平6−40757(JP,A) 特開 平1−69311(JP,A) 特開 平8−34651(JP,A) 特開 昭52−110777(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 43/02 - 43/20 B29C 70/00 - 70/64 B32B 33/00 A47K 3/02 C04B 26/00 - 26/18 C04B 111:54 C08K 9/00 - 9/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエス
    テル樹脂に、水酸化アルミニウム及び又はガラスパウダ
    ーと、スチレン溶解性が30〜80重量%の表面処理剤
    で処理され集束本数50〜270本のガラス繊維の繊維
    長を1/4〜1インチとなるように切断したガラス繊維
    を5〜25重量%配合した成形材料を加熱加圧成形し
    て、表面側にガラス繊維の模様を表出させたことを特徴
    とする繊維強化プラスチック成形品。
  2. 【請求項2】 不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエス
    テル樹脂の光屈折率が1.54〜1.58、水酸化アル
    ミニウム又はガラスパウダーの光屈折率が1.56〜
    1.59であることを特徴とする請求項1記載の繊維強
    化プラスチック成形品。
  3. 【請求項3】 不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエス
    テル樹脂に、水酸化アルミニウム及び又はガラスパウダ
    ーと、スチレン溶解性が30〜80重量%の表面処理剤
    で処理され集束本数50〜270本のガラス繊維の繊維
    長を1/4〜1インチとなるように切断したガラス繊維
    を5〜25重量%配合した成形材料を加熱加圧成形し
    て、表面側にガラス繊維の模様を表出させたことを特徴
    とする浴槽。
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