JP4232759B2

JP4232759B2 - 樹脂成形品

Info

Publication number: JP4232759B2
Application number: JP2005154709A
Authority: JP
Inventors: 淳長岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: JP2006327054A

Description

本発明は、紙製のハニカム状シート材とシートモールディングコンパウンドとから形成され、特に建築物や自動車等の内装部材、接着シート材や芯材等に用いられる樹脂成形品に関するものである。

従来、建築物や自動車等の内装部材、接着シート材や芯材等に用いられる樹脂成形品として、紙製のハニカム状シート材（段ボールハニカム）にシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を積層硬化して形成されるものが提供されており、これにより樹脂成形品の軽量化と剛性の向上が図られている（特許文献１参照）。

また、化学物質が人体に与える影響や環境問題が大きく取りあげられるようになった現代社会において、住環境におけるホルムアルデヒドの存在によるシックハウス症候群が問題となっており、ＳＭＣにて形成される内装部材は、近年特に問題視されている。そこで、本出願人らは、ホルムアルデヒドを含まない架橋型アクリル樹脂系のＳＭＣを提供している（特許文献２参照）。
特開平７−２５６８０１号公報特開平９−３９１６３号公報

しかし、上記のようにＳＭＣとハニカム状シート材から成形される成形品では、ハニカム状シート材とＳＭＣとの積層成形時にＳＭＣ中の樹脂がハニカム状シート材の中空部分に浸透することによりＳＭＣ内の樹脂が不足し、成形品の特に表層などにボイドが生じて多孔質化してしまうおそれが高いものであった。このように成形品が多孔質化すると表層部分に通気が生じ空気中の粉塵等がボイドに漉しとられて付着する通気汚れが生じやすくなり、また吸湿性が増大して製品品質の信頼性が低下してしまうものであった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、ＳＭＣと紙製のハニカム状シート材から成形される樹脂成形品であって、ホルムアルデヒドを含有せず、且つ特に表層のボイドの発生が抑制された樹脂成形品を提供することを目的とするものである。

本発明に係る樹脂成形品は、紙製のハニカム状シート材１の両側に架橋型のアクリル樹脂を含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維マットに含浸させた内層用シートモールディングコンパウンド２を配置し、前記各内層用シートモールディングコンパウンド２の少なくとも一方の外側に架橋型のアクリル樹脂を含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維ペーパーに含浸させた外層用シートモールディングコンパウンド３を配置し、これらを加熱積層成形して成ることを特徴とするものである。これにより、樹脂成形品はホルムアルデヒドを含まないアクリル樹脂組成物にて形成することができ、また樹脂成形品の表層には緻密な構造を有する無機繊維ペーパーが配置されることとなって、成形時にはこの無機繊維ペーパーがアクリル樹脂組成物を保持することとなり、これにより樹脂成形品の表層が多孔質化することが防止される。

このような樹脂成形品を得るにあたっては、上記外層用シートモールディングコンパウンド３として、架橋型のアクリル樹脂を樹脂固形分換算で２５〜４５重量％含有すると共に離型剤を前記アクリル樹脂の樹脂固形分量に対して１〜３重量％含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維ペーパーに、乾燥重量による含有量が１１０〜１５０ｇ／ｍ²の範囲となるように含浸させて得られるものを用いることが好ましい。このようにすると、樹脂成形品の表層のボイドの発生を防止するための十分な樹脂含浸量を有する外層用シートモールディングコンパウンド３を無機繊維ペーパーにアクリル樹脂組成物を含浸、乾燥することで容易に形成することができて樹脂成形品の表層の多孔質化を更に抑制することができると共に金型成形時の離型後の樹脂成形品の外観を向上することができ、且つ外層用シートモールディングコンパウンド３のべたつきを防止して取扱性を向上することができる。

また、上記無機繊維ペーパーとして、坪量２５〜１００ｇ／ｍ²のガラス繊維ペーパーを用いることも好ましい。このようにすると、成形時に無機繊維ペーパーにてアクリル樹脂組成物を十分に保持することができて樹脂成形品の多孔質化を更に抑制することができると共に、樹脂成形品の軽量化をはかることができる。

また、加熱積層成形時における加熱条件は、加熱温度１８０〜２２０℃、加熱時間６０〜９０秒とすることが好ましく、これによりアクリル樹脂を完全に硬化することができる。

本発明によれば、樹脂成形品からのホルムアルデヒドの発生をなくしてシックハウス症候群の問題を解消することができ、且つ樹脂成形品の表層にボイドが生じることを抑制して樹脂成形品の表層が多孔質化することを抑制し、これにより通気汚れや吸湿による製品品質の信頼性低下を防止することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を示して説明する。

紙製のハニカム状シート材１（段ボールハニカム）は、例えば図２（ａ）に示すようにボール紙等の紙からなる平板紙５（ライナ）をその表裏面がハニカム状シート材１の表裏面と平行となるように配置し、その両面に波形紙６（フルート）を積層した形状のものを挙げることができる。また、図２（ｂ）に示すように平板紙５をその表裏面がハニカム状シート材１の表裏面と交差するように複数段配置すると共に各平板紙５の間に波形紙６を介在させた形状のものを用いることもできる。

このハニカム状シート材１の厚みは適宜のものとすることができるが、３〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。

無機繊維マットは、ガラス繊維等の無機長繊維を乾式法にてシート状に分散積載したものを、シラン系等の適宜のバインダーにて結束、またはニードルパンチにて結束させて得られるものであり、好ましくは坪量（目付量）が２００ｇ／ｍ²以上、厚み１ｍｍ以上に形成される。

また無機繊維ペーパーは、ガラス繊維等の無機長繊維とシラン系等の適宜のバインダーとの混合物からなるスラリーを湿式法にて抄造し結束させて得られる緻密な構造を有する繊維基材であり、好ましくは坪量（目付量）が２００ｇ／ｍ²未満に形成される。このような無機繊維ペーパーとしては特にガラス長繊維からなるガラスペーパーを用いることが好ましく、また、その坪量（目付量）は、成形時にアクリル樹脂組成物を十分に保持すると共に樹脂成形品を軽量化するためには、２５〜１００ｇ／ｍ²の範囲であることが好ましい。この坪量が１００ｇ／ｍ²を超えると得られる樹脂成形品の重量が増大して特に樹脂成形品を自動車の内装用部品等として用いる場合の軽量化を図ることが困難となり、またこの坪量が２５ｇ／ｍ²に満たないと成形時にこの無機繊維ペーパーにてアクリル樹脂組成物を十分に保持することが困難となって樹脂成形品の表層の多孔質化を十分に抑制することが困難となるおそれがある。また、前記好適な坪量の範囲のガラスペーパーは汎用品から選択して用いることができ、低コストで入手することが可能となるものである。

アクリル樹脂としては、架橋型のものを用いるものであり、例えばヒドロキシ基を架橋成分として有するアクリル酸共重合体を用いることができる。このアクリル酸共重合体としては、アクリル酸とマレイン酸との共重合体を用いることができるものであり、アクリル酸とマレイン酸はランダムに配置して結合されていても、規則正しい繰り返しで結合されていても、ブロック状に結合されていても、いずれでも良い。このようにヒドロキシ基を架橋成分として有するアクリル酸共重合体は、ヒドロキシ基の架橋反応により強固な硬化物となるものである。

また、このアクリル樹脂としては水溶性アクリル樹脂であることが好ましく、アクリル樹脂を水に溶解してアクリル樹脂組成物中の含有量が樹脂固形分換算で２５〜４５重量％の範囲となるようにすることが好ましい。このようにすると、アクリル樹脂組成物を基材に含浸させる際、特に無機繊維ペーパーに含浸させて外層用シートモールディングコンパウンド３を得る際に良好な含浸性を発揮すると共に含浸後に乾燥して各シートモールディングコンパウンド２，３を得る際の乾燥性も良好なものとなる。このとき前記アクリル樹脂の含有量が２５重量％に満たないとアクリル樹脂組成物を含浸させた場合にシートモールディングコンパウンド２，３、特に外層用シートモールディングコンパウンド３における含有量（目付量）を所望の量に調整することが困難となると共に乾燥性も低下し、また前記含有量が４５重量％を超えるとアクリル樹脂組成物の粘度が増大して含浸性が低下してしまうおそれがある。

また、特に外層用シートモールディングコンパウンド３の形成のためのアクリル樹脂組成物中には離型剤を含有させることが好ましく、このような離型剤としては特に限定されるものではないが例えばステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウム等を含有させることができる。この離型剤の含有量は特に制限されないが、成形金型４による樹脂成形品の成形時に良好な離型性を得るためにはアクリル樹脂組成物中の上記アクリル樹脂の樹脂固形分量に対して１〜３重量％の範囲で含有させることが好ましく、この含有量が１重量％に満たないと十分な離型性が得られないおそれがあり、また前記含有量が３重量％を超えるとそれ以上の離型性の向上は期待できなくなると共に成形品から離型剤がブリードアウトして外観が低下するおそれがある。

このようなアクリル樹脂組成物は、アクリル樹脂の原料にホルムアルデヒドが含まれず、このアクリル樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品からホルムアルデヒドが発生することがなくなるものである。

内層用シートモールディングコンパウンド２（以下、内層用ＳＭＣ２という）は無機繊維マットに上記のようなアクリル樹脂組成物を含浸させ、必要に応じて加熱乾燥することで得ることができ、また外層用ＳＭＣ３は無機繊維ペーパーに上記のようなアクリル樹脂を含浸させ、必要に応じて加熱乾燥することで得ることができる。これらの加熱乾燥条件は適宜調整されるが、８０〜１００℃で１０〜３０分間加熱することが好ましい。

ここで、内層用ＳＭＣ２におけるアクリル樹脂組成物の含有量は、樹脂固形分換算で２５〜４５重量％の範囲となるようにすることが好ましい。

また、外層用シートモールディングコンパウンド（以下、外層用ＳＭＣ３という）におけるアクリル樹脂組成物の含有量は、外層用ＳＭＣ３の単位面積のアクリル樹脂組成物の乾燥重量（目付量）が、１１０〜１５０ｇ／ｍ²の範囲となるようにすることが好ましい。この含有量が１１０ｇ／ｍ²に満たないと外層用ＳＭＣ３における樹脂分が不足して成形時に空隙やボイドが発生するおそれがある。また無機繊維ペーパーの空隙をアクリル樹脂組成物にて埋めるためには前記含有量が１５０ｇ／ｍ²以下であれば十分である。またこの範囲を超えて含有させると自動車の内装部品等としては好ましくなく、また樹脂分が過剰となって乾燥効率が大幅に低下しべたつき発生の原因となって取扱性が低下するおそれがある。

上記のような紙製のハニカム状シート材１、内層用ＳＭＣ２、外層用ＳＭＣ３を用いて樹脂成形品を得るにあたっては、まず紙製のハニカム状シート材１の両側に内層用ＳＭＣ２を配置し、更にこの内層用ＳＭＣ２の外側に外層用ＳＭＣ３を配置して、これらを積層する。このとき外層用ＳＭＣ３は、得られる樹脂成形品の少なくとも外部に露出する側に配置することが好ましく、樹脂成形品の形状や用途等に応じて一方の内層用SMC２の外側のみに配置しても良く、また両方の内層用SMC２の外側にそれぞれ配置しても良い。

次いで、上記の紙製のハニカム状シート材１、内層用ＳＭＣ２及び外層用ＳＭＣ３からなる積層物を、上型４ａと下型４ｂとからなる成形金型４等にて必要に応じて加圧しながら加熱することにより、内層用ＳＭＣ２と外層用ＳＭＣ３の内部のアクリル樹脂組成物を溶融させた後に硬化させて成形一体化し、これにより板状等の樹脂成形品を得る。また、種々の形状の成形金型４を用いることにより所望の適宜の形状の樹脂成形品を得ることもできる。このときの加熱条件は適宜調整されるものであるが、好ましくは加熱温度１８０〜２２０℃、加熱時間６０〜９０秒の条件で加熱を行う。

このようにして得られる樹脂成形品は、片側又は両側の表層が、緻密な構造を有する繊維基材である無機繊維ペーパーを基材とする外層用ＳＭＣ３を成形して形成されているため、成形時に紙製のハニカム状シート材１にアクリル樹脂が浸透しても表層のアクリル樹脂組成物は無機繊維ペーパーにしっかりと保持されることとなり、樹脂成形品の表層にボイドが生じることが抑制されることとなる。このため樹脂成形品の表層が多孔質化することが抑制され、通気汚れや吸湿による製品品質の信頼性低下を防止することができるものである。

（実施例１〜６、比較例１，２）
紙製のハニカム状シート材１として５ｍｍの厚みのものを、無機繊維マットとしてＮＳＧＶ社製のガラスマット（坪量３００ｇ/m²）を、無機繊維ペーパーとしてオリベスト社製のガラスペーパー（坪量１００ｇ/m²）を、それぞれ用いた。

また、架橋型のアクリル樹脂としてＢＡＳＦディスパージョン株式会社製の「Ａｃｒｏｄｕｒ９５０Ｌ」（ヒドロキシ基を架橋成分として有するアクリル酸共重合体）を、離型剤としてステアリン酸亜鉛を用い、これを水と混合して４０℃で３０分間以上ディスパーにて混合して、下記表１に示す組成のアクリル樹脂組成物を調製した。

そして、上記無機繊維マット及び無機繊維ペーパーにそれぞれアクリル樹脂組成物を含浸させ、乾燥機にて９０℃にて２０分間乾燥することで、内層用ＳＭＣ２と外層用ＳＭＣ３とをそれぞれ得た。このとき内層用ＳＭＣ２及び外層用ＳＭＣ３の樹脂含浸量は表１に示すものとなるようにした。

そして、比較例１，２については紙製のハニカム状シート材１の両側に内層用ＳＭＣ２のみを配置し、実施例１〜６については各内層用ＳＭＣ２の外側に更にそれぞれ外層用ＳＭＣ３を配置してこれらを積層し、上型４ａと下型４ｂとからなる成形金型４にて挟持した状態で１８５℃で９０秒間加熱成形することにより、板状の樹脂成形品を得た。

（樹脂含浸性評価）
各実施例及び比較例における樹脂成形品の作製過程において、実施例１〜６における外層用ＳＭＣ３並びに比較例１，２における内層用ＳＭＣ２の表面外観を目視にて観察し、その表面に基材である無機繊維ペーパー又は無機繊維マットが露出しているか否かを判定した。そして露出が認められるものを「○」、露出が認められないものを「×」として評価した。

（離型性評価）
各実施例及び比較例において、成形金型４による成形後、型開き時において、樹脂成形品の表面を観察し、離型によるフクレ及び剥離の発生の有無を観察し、フクレ及び剥離が認められないものを「○」、フクレ又は剥離が認められたものを「×」として評価した。

（気密性評価）
内径８０ｍｍの円筒の下側の開口端部を各実施例及び比較例にて得られた樹脂成形品の表面に接着剤にてシーリングすると共に固定し、この円筒の上側の開口端部から１００ｃｍ³の水を入れて１時間保持した後の、樹脂成形品の表面を観察し、表面に水の浸透が認められないものを「○」、水の浸透が認められたものを「×」として評価した。

以上の結果を下記表１に併せて示す。

本発明の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は同上の実施の形態における紙製のハニカム状シート材の形態の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ハニカム状シート材
２内層用シートモールディングコンパウンド
３外層用シートモールディングコンパウンド

Claims

紙製のハニカム状シート材の両側に架橋型のアクリル樹脂を含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維マットに含浸させた内層用シートモールディングコンパウンドを配置し、前記各内層用シートモールディングコンパウンドの少なくとも一方の外側に架橋型のアクリル樹脂を含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維ペーパーに含浸させた外層用シートモールディングコンパウンドを配置し、これらを加熱積層成形して成ることを特徴とする樹脂成形品。
上記外層用シートモールディングコンパウンドが、架橋型のアクリル樹脂を樹脂固形分換算で２５〜４５重量％含有すると共に離型剤を前記アクリル樹脂の樹脂固形分量に対して１〜３重量％含有するアクリル樹脂組成物を無機繊維ペーパーに、乾燥重量による含有量が１１０〜１５０ｇ／ｍ²の範囲となるように含浸させて得られるものであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。
上記無機繊維ペーパーが、坪量２５〜１００ｇ／ｍ²のガラス繊維ペーパーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品。
上記加熱積層成形時に加熱温度１８０〜２２０℃、加熱時間６０〜９０秒の条件で加熱を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂成形品。