JP4275130B2 - Method for molding coal ash-containing resin composition - Google Patents

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本発明は、樹脂組成物、特にエネルギー線硬化型の石炭灰含有樹脂組成物の成形方法に関し、さらに詳しくは、エネルギー線硬化により火力発電プラント等の産業廃棄物である石炭灰(フライアッシュ等含む)の再利用(リサイクル)を可能にした石炭灰含有樹脂組成物の成形方法に関する。 The present invention relates to a resin composition, particularly a method for molding an energy ray curable coal ash-containing resin composition, and more particularly, coal ash (including fly ash and the like) that is an industrial waste of a thermal power plant by energy ray curing. This relates to a method for molding a coal ash-containing resin composition that enables reuse (recycling) of the resin .

石炭灰リサイクル製品には、例えば屋根瓦、植木鉢、建築材等があるが、マトリクス樹脂にはフェノール樹脂などの熱硬化樹脂や常温硬化樹脂を使用している。しかしながら、石炭灰リサイクル製品のマトリクス樹脂にはフェノール樹脂等の熱硬化樹脂や常温硬化樹脂を使用しているため、他の充填材含有硬化型樹脂製品同様、製作に時間と費用がかかり、製作費を始め製品単価が高いものとなっていた。そして、生産性が低い点も問題であった。   Coal ash recycling products include, for example, roof tiles, flower pots, building materials, and the like, and thermosetting resins such as phenol resins and room temperature curing resins are used as matrix resins. However, since the matrix resin of coal ash recycling products uses thermosetting resins such as phenol resin and room temperature curing resins, it takes time and money to manufacture, as with other filler-containing curable resin products. The product unit price was high. And the point that productivity was low was also a problem.

一方、近年、UV硬化樹脂に代表されるエネルギー線硬化樹脂は様々な分野・用途に使用されているが、かかる樹脂は一定量以上のエネルギー線が照射された部位のみを硬化する。そして、UVに代表されるエネルギー線は、樹脂を透過する過程で減衰するので樹脂の深部まで到達し難いか、あるいはエネルギー線と同等の波長を吸収する物質等によって減衰や吸収が大きい等の特性を有する。従って、光硬化樹脂は、エネルギー線の到達する表層数μm〜mmのみしか硬化せず、深部は未硬化のため厚肉材への適用が困難か又は不可能という問題、また、エネルギー線の透過障害となるフィラー等を含有する樹脂の場合、容易に硬化阻害が発生し硬化不能に陥るという問題等を有していた。これらのことから、利用範囲もフォトレジスト、コーティング、塗料、接着剤、ワニス等の分野に限定されていた。かかる問題点の解決策の代表的な例としては、高UV硬化性樹脂(三菱レイヨン株式会社、活性エネルギー線硬化性組成物、特許文献1)やUV・加熱併用硬化型樹脂(旭電化工業株式会社:オプトマーKSシリーズ、日立化成工業株式会社:ラデキュア、東洋紡績:UE樹脂、特許文献2等)等がある。   On the other hand, in recent years, energy ray curable resins represented by UV curable resins have been used in various fields and applications, but such resins cure only portions irradiated with a certain amount or more of energy rays. And energy rays represented by UV are attenuated in the process of passing through the resin, so it is difficult to reach the deep part of the resin, or properties such as attenuation or large absorption due to substances that absorb the same wavelength as the energy rays. Have Therefore, the photo-curing resin cures only the surface layer of several μm to mm where the energy rays reach, and the deep portion is uncured, so that it is difficult or impossible to apply to a thick material, and the transmission of energy rays In the case of a resin containing an obstacle filler or the like, there is a problem that curing inhibition easily occurs and the resin cannot be cured. For these reasons, the range of use has also been limited to fields such as photoresists, coatings, paints, adhesives, and varnishes. Representative examples of solutions to such problems include high UV curable resins (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., active energy ray curable composition, Patent Document 1) and UV / heat combination curable resins (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.). Company: Optmer KS series, Hitachi Chemical Co., Ltd .: Radicure, Toyobo: UE resin, Patent Document 2, etc.).

しかしながら、高UV硬化性樹脂は、フィラー等によりエネルギー線がブロックされた場合、硬化不能に陥るという問題点は依然として残っていた。また、UV照射後加熱するUV・加熱併用型樹脂は、エネルギー線による硬化能力は従来の光硬化樹脂レベルであり、厚肉硬化やフィラー含有硬化の問題点は何等解決されておらず、かかる問題点には光硬化後(表層のみ)に行う加熱による熱硬化で対応しており、かかる問題点を解決できていないのが現状であった。仮に、上述のエネルギー線遮蔽性物質を含有したり、エネルギー線の減衰、吸収が大きい厚肉の樹脂を迅速に硬化出来る技術が確立できた場合、従来利用分野だけでなく、かかる光硬化樹脂の問題点によりこれまで適用不可能だった様々な他分野への適用が可能であるが、その1つとして熱硬化性あるいは熱可塑性樹脂が大部分を占めるFRP、特にCFRP用マトリクス樹脂が挙げられる。FRP特にCFRPを成形する場合の問題点としては、温度制御が複雑で硬化に長時間を要するため加工コストが高いこと、大型FRPを硬化させる際には大型の加熱炉を必要とすること、常温下で短時間に硬化可能な樹脂の場合は成形に長時間を要する大型FRPに使用できないこと、樹脂粘度の温度変化により樹脂含浸状態が変化し、成形が困難であること、残留溶剤により樹脂硬化時にボイドが発生し成形晶の品質が低下すること等がある。   However, the high UV curable resin still has a problem that it cannot be cured when the energy beam is blocked by a filler or the like. In addition, the UV / heat combination type resin that is heated after UV irradiation has the same level of curing ability with energy rays as the conventional photo-curing resin, and the problems of thick-wall curing and filler-containing curing are not solved at all. The point corresponds to the thermal curing by heating performed after photocuring (only the surface layer), and the present situation is that this problem cannot be solved. If a technology capable of rapidly curing a thick resin that contains the above-mentioned energy ray shielding substance or has a large attenuation or absorption of energy rays can be established, not only in the conventional application field, but also in such photo-curing resin. Although it can be applied to various other fields that have been impossible to apply due to problems, one of them is FRP, which is mainly composed of thermosetting or thermoplastic resin, and particularly a matrix resin for CFRP. Problems in molding FRP, especially CFRP, include that the temperature control is complicated and requires a long time for curing, so that the processing cost is high, a large heating furnace is required when curing large FRP, In the case of a resin that can be cured in a short period of time, it cannot be used for a large FRP that requires a long time for molding, the resin impregnation state changes due to a change in temperature of the resin viscosity, and molding is difficult, and the resin is cured by the residual solvent Occasionally, voids are generated and the quality of the formed crystal is lowered.

最近、かかる問題点の解決策としてマトリクス樹脂への光硬化樹脂の利用が注目されている。かかるマトリクス樹脂硬化方法の代表的な例としては、特にロックタイトコーポレイションのUV硬化と加熱硬化を併用したフィラメントワインディング成形法(ロックタイトコーポレイション、繊維/樹脂組成物及びその調製法、特許文献3)を挙げることができる。しかしながら、かかる組成物を用いたFRPの成形法は、樹脂を含浸した未硬化のFRPにUVを照射して表面を硬化並びに内部を極度に増粘(ゲル化)させ、形状並びに含浸状態の保持をある程度可能とさせた後、加熱により完全に硬化させるものである。従って、従来の勲可塑性あるいは熱硬化性樹脂による製造方法と比較して樹脂粘度の温度変化が極めて微小で且つ含浸後のハンドリングが容易であるが、完全硬化には加熱硬化過程が必要であるため、加熱硬化に要する光熱費や作業時間等による加工コストの問題や硬化完了に長時間を要する問題、更に大型FRPの成形には大型の加熱炉が必要な点などは未解決である。   Recently, the use of a photocurable resin as a matrix resin has attracted attention as a solution to this problem. As a typical example of such a matrix resin curing method, a filament winding molding method (Loctite Corporation, a fiber / resin composition and a method for preparing the same, Patent Document 3) that uses both UV curing and heat curing of Loctite Corporation in particular Can do. However, the FRP molding method using such a composition is that the uncured FRP impregnated with resin is irradiated with UV to cure the surface and extremely thicken the inside (gelation) to maintain the shape and impregnation state. Is made possible to some extent, and is then completely cured by heating. Therefore, the temperature change of the resin viscosity is extremely small compared with the conventional manufacturing method using plastic or thermosetting resin, and handling after impregnation is easy, but heat curing process is necessary for complete curing. Further, there are unsolved problems such as a problem of processing cost due to the light and heat cost required for heat curing, work time, and the like, a problem that a long time is required for completion of curing, and a large heating furnace is required for forming a large FRP.

同様に、単純に熱硬化樹脂をエネルギー線硬化ポリマーに置き換えた場合、混合される石炭灰やセラミック等が、紫外線(UV)、電子線(EB)、赤外線、熱線、レーザー光線(エキシマ、アルゴン、CO2等)可視光線、太陽光線、X線等に代表されるエネルギー線を通さないため、硬化させて成形することが不可能であった。そして、仮に、光ファイバー等を有する金型を用いても、光が内部まで透過しないので、液状のまま硬化せず、石炭灰等が高充填した組成物を製造することはできなかった。また、従来の光硬化型の樹脂を用いたのでは、単に硬化しただけで圧力を加えられず、強度等に優れた製品を提供するのは困難であった。すなわち、圧力を加えるためには金属型を使う必要が生じるが、従来の方法を用いたのでは、光そのものが照射できず、通常、成形加工は困難である。
特開平8−283388号公報 特公昭61−38023号公報 特表平7−507836号公報
Similarly, when the thermosetting resin is simply replaced with an energy ray curable polymer, the coal ash, ceramic, etc. to be mixed are ultraviolet (UV), electron beam (EB), infrared ray, heat ray, laser beam (excimer, argon, CO2). 2 ) Since it does not pass energy rays represented by visible rays, sunlight rays, X-rays, etc., it cannot be cured and molded. And even if it uses the metal mold | die which has an optical fiber etc., since light does not permeate | transmit to the inside, the composition which did not harden | cure in liquid form and was highly filled with coal ash etc. could not be manufactured. In addition, when a conventional photo-curing resin is used, it is difficult to provide a product excellent in strength and the like because it is simply cured and pressure is not applied. That is, in order to apply pressure, it is necessary to use a metal mold. However, using the conventional method , light itself cannot be irradiated, and it is usually difficult to form.
JP-A-8-283388 Japanese Examined Patent Publication No. 61-38023 Japanese National Patent Publication No. 7-507836

本発明者らは、上記問題点に鑑み、石炭灰のような光を通さないものを高充填した組成物であっても、完全に光硬化させることができる組成物、さらにはその光硬化に用いることができる方法を開発すべく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、特定のエネルギー線硬化型の樹脂混合物を用いて石炭灰含有樹脂組成物を調製し、これを用いることによって、かかる問題点が解決されることを見い出した。本発明は、かかる見地より完成されたものである。 In view of the above problems, the present inventors have been able to completely cure even a highly-filled composition such as coal ash that does not transmit light, and further to photocuring the composition. We have intensively studied to develop a method that can be used. As a result, the present inventors have found that this problem can be solved by preparing a coal ash-containing resin composition using a specific energy ray-curable resin mixture and using this . The present invention has been completed from such a viewpoint.

すなわち、上記目的を達成するため、本発明は、石炭灰含有樹脂組成物の成形方法であって、光重合性樹脂および光重合開始剤系を含有するエネルギー線硬化型樹脂混合物と、石炭灰とを混合し、該エネルギー線硬化型樹脂混合物が、脂環式エポキシ、グリシジルエーテル型エポキシ、エポキシ化ポリオレフィンからなる光重合性エポキシポリマーの群、およびビニルエーテル化合物からなる群から選ばれた光重合性樹脂100重量部に対し、少なくとも2成分からなる光重合開始剤系成分を0.5〜6.0重量部含み、該光重合開始剤系成分を構成するカチオン系光・熱重合開始剤系成分と、カチオン系光重合開始剤との重量比が、カチオン系光・熱重合開始剤系成分/カチオン系光重合開始剤として、1〜4であり、注入機構によって、上記エネルギー線硬化型樹脂混合物と、上記石炭灰とを含む石炭灰含有樹脂組成物を、光透過型の金型であって、光ファイバーを内部に通した金型へ送り込み、該金型への光の導入部から光を導入することによって上記石炭灰含有樹脂組成物を硬化させるようにすることを特徴とする。 That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a method for molding a coal ash-containing resin composition, which comprises an energy ray curable resin mixture containing a photopolymerizable resin and a photopolymerization initiator system, coal ash, And the energy ray curable resin mixture is selected from the group consisting of photopolymerizable epoxy polymers consisting of alicyclic epoxy, glycidyl ether type epoxy, epoxidized polyolefin, and vinyl ether compounds. A cationic photo / thermal polymerization initiator system component comprising 0.5 to 6.0 parts by weight of a photopolymerization initiator system component comprising at least two components with respect to 100 parts by weight, and constituting the photopolymerization initiator system component; The weight ratio with the cationic photopolymerization initiator is 1 to 4 as the cationic light / thermal polymerization initiator system component / cationic photopolymerization initiator, and depending on the injection mechanism, A serial-energy-ray-curable resin mixture, the coal ash containing resin composition containing the above coal ash, a mold of the light transmission type, fed into a mold through an optical fiber inside, light to mold The coal ash-containing resin composition is cured by introducing light from the introduction part.

本発明に係る成形方法によれば、石炭灰リサイクル製品のマトリクス樹脂に、エネルギー線により樹脂組成物中のエネルギー線遮蔽物質の有無に関わらず硬化可能で板厚の厚いものでも硬化可能な樹脂組成物を使用し、エネルギー線によりかかる製品を硬化させることができる。従って、本発明は、石炭灰リサイクルの際、紫外線(UV)、電子線(EB)、赤外線、熱線、レーザー光線(エキシマ、アルゴン、CO2等)可視光線、太陽光線、X線等に代表されるエネルギー線により、樹脂組成物中のエネルギー線を遮蔽する遮蔽物質(エネルギー線遮蔽物質)の有無に関わらず、板厚の厚いものでも硬化可能な樹脂組成物を石炭灰製品のマトリクス樹脂として用いることで、強化繊維の種類や板厚に関係なく石炭灰含有樹脂製品の易成形性、短時間成形、生産性向上、低加工コスト化、低設備費、低ランニングコスト化等を可能にする。 According to the molding method of the present invention, the matrix resin of the recycled coal ash product can be cured with energy rays regardless of the presence or absence of an energy ray shielding substance in the resin composition, and can be cured even with a thick plate. Products can be used to cure such products with energy rays. Therefore, in the present invention, when coal ash is recycled, energy represented by ultraviolet rays (UV), electron beams (EB), infrared rays, heat rays, laser beams (excimer, argon, CO2, etc.), visible rays, solar rays, X-rays, etc. By using a resin composition that can be cured even with a thick plate as a matrix resin for coal ash products, regardless of the presence or absence of a shielding substance (energy ray shielding substance) that shields energy rays in the resin composition by using wires. Regardless of the type and thickness of the reinforcing fiber, it enables easy molding of coal ash-containing resin products, short-time molding, improved productivity, low processing costs, low equipment costs, and low running costs.

そして、これらを可能にするための本発明で用いられる樹脂組成物としては、エネルギーを付与又はエネルギー線を照射した際、これらとは別に硬化に有効なエネルギーを樹脂内部に自己発生させる樹脂組成物、更に硬化に有効なエネルギーを樹脂内部に連続的に自己発生させる樹脂組成物、これら硬化に有効なエネルギーとして熱エネルギーを樹脂内部に自己発生或いは連続的に自己発生させる樹脂組成物、これら熱エネルギーとして硬化反応熱を積極的に発生或いは連鎖反応的に硬化反応させて連続的に自己発生させる樹脂組成物、これら一連の硬化反応に、カチオン、ラジカル、アニオンを利用する樹脂組成物、樹脂内部にカチオンと硬化反応熱を積極的に発生或いは連続的に自己発生させる樹脂組成物等が挙げられる。 And as a resin composition used in the present invention for enabling these, a resin composition that self-generates energy effective for curing inside the resin when energy is applied or energy rays are irradiated. Further, a resin composition that continuously self-generates energy effective for curing inside the resin, a resin composition that self-generates or continuously self-generates heat energy inside the resin as energy effective for these curing, these thermal energy Resin composition that actively generates curing reaction heat or continuously reacts by chain reaction to generate self-generated resin, resin composition using cations, radicals, anions in the series of curing reactions, resin inside Examples thereof include a resin composition that positively generates cations and heat of curing reaction or continuously self-generates.

本発明に係る成形方法によれば、石炭灰リサイクル製品のマトリクス樹脂中のエネルギー線遮蔽物質の有無に関わらず硬化させることが可能であり、板厚の厚いものでも、エネルギー線によりかかる製品を硬化させることができる。また、本発明はかかる製品に限らず、他のフィラー高充填製品にも応用可能である。これにより、本発明に係る成形方法を用いれば、エネルギー線硬化により短時間(数分レベル)で樹脂組成物を硬化させることが可能である。この為生産性向上や低コスト化が期待できる。さらに、エネルギー効率が良く、ランニングコストが安い。UVランプ等設備が小型で費用及び場所を必要としない、等の優れた利点を有する。 According to the molding method of the present invention, it is possible to cure regardless of the presence or absence of the energy ray shielding substance in the matrix resin of the coal ash recycled product, and even if the plate thickness is thick, the product is cured by the energy ray. Can be made. Moreover, this invention is applicable not only to this product but other filler high filling products. Thereby, if the shaping | molding method which concerns on this invention is used, it is possible to harden a resin composition in a short time (several minutes level) by energy ray hardening. For this reason, productivity improvement and cost reduction can be expected. In addition, energy efficiency is good and running costs are low. It has excellent advantages such as a small size of equipment such as a UV lamp and no need for cost and space.

添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
実施の形態(その1)
本発明で用いられる石炭灰含有樹脂組成物は、カチオン系光重合開始剤および光重合性ポリマーを含むエネルギー線硬化型樹脂混合物(連鎖硬化樹脂)と、石炭灰とから構成される。
本発明で用いられる石炭灰含有樹脂組成物の組成比は、エネルギー線硬化型樹脂混合物が15重量%以上の割合で含まれることが好ましい。具体的には、例えばフライアッシュ400g(80重量%)に対して、上記エネルギー線硬化型樹脂混合物100g(20重量%)の割合、あるいは、フライアッシュ425g(85重量%)に対して、エネルギー線硬化型樹脂混合物75g(15重量%)の割合において、エネルギー線照射により容易に硬化する。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment (Part 1)
The coal ash-containing resin composition used in the present invention is composed of an energy beam curable resin mixture (chain curable resin) containing a cationic photopolymerization initiator and a photopolymerizable polymer, and coal ash.
The composition ratio of the coal ash-containing resin composition used in the present invention is preferably such that the energy beam curable resin mixture is contained in a proportion of 15% by weight or more. Specifically, for example, 100 g (20 wt%) of the energy ray curable resin mixture with respect to 400 g (80 wt%) of fly ash, or energy rays with respect to 425 g (85 wt%) of fly ash. In a proportion of 75 g (15% by weight) of the curable resin mixture, it is easily cured by irradiation with energy rays.

これに対し、エネルギー線硬化型樹脂混合物が15重量%未満、石炭灰が85重量%を越える組成比では、迅速かつ確実な硬化は困難であり好ましくない。そして、エネルギー線硬化型樹脂混合物5重量%、石炭灰95重量%程度では硬化自体が行われない。逆に、硬化した成型物としてはその用途によって、配合する樹脂の量が大きく異なっていても良く、その組成比は特に限定されるものではない。よって、エネルギー線硬化型樹脂混合物が15重量%以上であれば、該樹脂の量比をどの程度にするかはケースバイケースであり、用途によって好ましい組成比が決定される。一般に、上記組成比の範囲内においては、石炭灰を多く配合した場合、得られる成型物は硬く強度高くなり、一方、樹脂を多く配合した場合、軟らかくなる。ここでは先ず、上記エネルギー線硬化型樹脂混合物について説明する。   On the other hand, if the composition ratio is less than 15% by weight of the energy beam curable resin mixture and more than 85% by weight of coal ash, it is not preferable because rapid and reliable curing is difficult. Further, the curing itself is not performed when the energy ray curable resin mixture is about 5% by weight and the coal ash is about 95% by weight. On the other hand, the amount of the resin to be blended may vary greatly depending on the use of the cured molded product, and the composition ratio is not particularly limited. Therefore, if the energy ray curable resin mixture is 15% by weight or more, the amount ratio of the resin is determined on a case-by-case basis, and a preferable composition ratio is determined depending on the application. Generally, within the above composition ratio range, when a large amount of coal ash is blended, the resulting molded product is hard and high in strength, while when a large amount of resin is blended, it becomes soft. First, the energy beam curable resin mixture will be described.

本発明で用いられるエネルギー線硬化型樹脂混合物(連鎖硬化樹脂)には、カチオン系光重合開始剤系および光重合性樹脂が含まれる。ここで、光重合性樹脂はオリゴマーとも表現されるが、特に、カチオン系光重合性ポリマー又は光重合性エポキシポリマーの適用が好ましい。この種の光重合性ポリマーの具体例としては、脂環式エポキシ、グリシジルエーテル型エポキシ、エポキシ化ポリオレフィン、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステルアクリレート、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。また、上記光重合性樹脂には、カチオン系光重合性モノマーや光重合性エポキシモノマーが含まれていてもよく、そのような光重合性モノマーの具体例としてはエポキシモノマー、アクリルモノマー、ビニルエーテル、環状エ一テル等が挙げられる。そして、上記具体例の中でも光重合性樹脂としては、光重合性脂環式エポキシポリマーや光重合性脂環式エポキシモノマーを含有することが好ましく、光重合性脂環式ポリマーとしては、特に脂環式エポキシ樹脂として3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが好ましい。   The energy beam curable resin mixture (chain curable resin) used in the present invention includes a cationic photopolymerization initiator system and a photopolymerizable resin. Here, although a photopolymerizable resin is also expressed as an oligomer, application of a cationic photopolymerizable polymer or a photopolymerizable epoxy polymer is particularly preferable. Specific examples of this type of photopolymerizable polymer include alicyclic epoxy, glycidyl ether type epoxy, epoxidized polyolefin, epoxy (meth) acrylate, polyester acrylate, vinyl ether compound and the like. The photopolymerizable resin may contain a cationic photopolymerizable monomer or a photopolymerizable epoxy monomer. Specific examples of such a photopolymerizable monomer include an epoxy monomer, an acrylic monomer, a vinyl ether, Examples include cyclic ethers. Of the above specific examples, the photopolymerizable resin preferably contains a photopolymerizable alicyclic epoxy polymer or a photopolymerizable alicyclic epoxy monomer. As the cyclic epoxy resin, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate is preferred.

また、上記光重合開始剤系には、少なくとも2成分からなる光重合開始剤が用いられ、光重合開始剤としては、カチオン系光・熱重合開始剤又はカチオン系光重合開始剤が含まれる。そして、具体的には、カチオン系光重合開始剤としてアリール系スルホニウム塩タイプ(トリアリールスルホニウム塩等の光開始剤)の少なくとも一種と、カチオン系光・熱重合開始剤としてスルホニウム塩の少なくとも一種と、を含む少なくとも2成分からなる光重合開始剤系が好適に用いられる。   The photopolymerization initiator system includes a photopolymerization initiator composed of at least two components, and the photopolymerization initiator includes a cationic photo / thermal polymerization initiator or a cationic photopolymerization initiator. Specifically, at least one of an aryl sulfonium salt type (photoinitiator such as triarylsulfonium salt) as a cationic photopolymerization initiator and at least one of a sulfonium salt as a cationic photo / thermal polymerization initiator , A photopolymerization initiator system comprising at least two components is preferably used.

本発明に用いることのできるエネルギー線硬化型樹脂混合物の好ましい混合比は、光重合性樹脂(光重合性のオリゴマーやモノマー)100重量部に対し、少なくとも2成分からなる光重合開始剤系(反応触媒系)成分が0.5〜6.0重量部、より好ましくは1.5〜3.5重量部で、且つ、光重合開始剤系成分を構成する光・熱重合開始剤/光重合開始剤の重量比が1〜4、より好ましくは1.3〜3.5である。少なくとも2成分からなる光重合開始剤の割合が0.5重量部未満では、その光重合開始の効果が殆どなく、全体に対する量が少ないためそのものが機能しにくい。一方、6.0重量部を超えても光硬化機能そのものは変わらず、コストの面等からも6.0重量部以下が好ましい。また、カチオン系光・熱重合開始剤/カチオン系光重合開始剤の重量比が1より小さいと、硬化初期の発熱が得られにくく、本発明の特徴である硬化機能が発揮しにくいため樹脂表面のみの硬化となり好ましくない。一方、この重量比が4を超えると硬化特性、特にその発熱特性が異常に高まるため急激な発熱硬化により樹脂が発泡するという問題が生じて好ましくない。   A preferable mixing ratio of the energy ray curable resin mixture that can be used in the present invention is a photopolymerization initiator system (reaction) comprising at least two components with respect to 100 parts by weight of the photopolymerizable resin (photopolymerizable oligomer or monomer). (Catalyst system) component of 0.5 to 6.0 parts by weight, more preferably 1.5 to 3.5 parts by weight, and a photo / thermal polymerization initiator / photopolymerization start constituting a photopolymerization initiator system component The weight ratio of the agent is 1 to 4, more preferably 1.3 to 3.5. When the ratio of the photopolymerization initiator composed of at least two components is less than 0.5 parts by weight, the photopolymerization initiation effect is hardly obtained, and the amount of the photopolymerization initiator is less likely to function because the amount is small relative to the whole. On the other hand, even if it exceeds 6.0 parts by weight, the photocuring function itself does not change, and from the viewpoint of cost, 6.0 parts by weight or less is preferable. Also, if the weight ratio of cationic photo / thermal polymerization initiator / cationic photopolymerization initiator is smaller than 1, heat generation at the initial stage of curing is difficult to obtain, and the curing function that is a feature of the present invention is difficult to exert. It is not preferable because it only cures. On the other hand, when the weight ratio exceeds 4, the curing characteristics, particularly the heat generation characteristics, are abnormally increased, which causes a problem that the resin foams due to rapid heat curing, which is not preferable.

エネルギー線硬化型樹脂混合物の混合パターンとしては、本発明の範囲内であれば特に限定されることなく用いられるが、具体的には、以下のようなエネルギー線硬化型樹脂混合物が好ましい態様として挙げられる(i〜iii)。これらは、いずれも本発明で用いることのできる好ましい実施の形態であり、容易かつ迅速に硬化するという特性を有しており、本発明で用いられるエネルギー線硬化型樹脂混合物の基本形である。   The mixing pattern of the energy beam curable resin mixture is not particularly limited as long as it is within the scope of the present invention. Specifically, the following energy beam curable resin mixture is mentioned as a preferred embodiment. (I to iii). These are all preferred embodiments that can be used in the present invention, have the property of being easily and rapidly cured, and are the basic form of the energy beam curable resin mixture used in the present invention.

i: セロキサイド2021P(ダイセル化学工業(株)製:脂環式エポキシ樹脂;3,4一シクロヘキシルメチル−3,4一エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)100重量部に対し、サンエイドSI−80L(三新化学(株)製:カチオン系光・熱重合開始剤)1.75重量部、DAICAT11(ダイセル化学工業(株)製:カチオン系光重合開始剤;アリール系スルホニウム塩)0.75重量部を混合したもの。
ii: セロキサイド2021P(ダイセル化学工業(株)製:脂環式エポキシ樹脂;3,4一シクロヘキシルメチル−3,4一エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)50重量部に対し、エピコート828(油化シェルエポキシ(株)製:ビスフェノールA型エポキシ)50重量部、サンエイドSI−80L(三新化学(株)製:カチオン系光・熱重合開始剤)1.75重量部、DAICAT11(ダイセル化学工業(株)製:カチオン系光重合開始剤;アリール系スルホニウム塩)0.75重量部を混合したもの。
i: Celoxide 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: alicyclic epoxy resin; 3,4-cyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate) 100 parts by weight of Sun-Aid SI-80L (Sanshin Chemical ( Co., Ltd .: Cationic light / thermal polymerization initiator) 1.75 parts by weight, DAICAT11 (Daicel Chemical Industries, Ltd .: Cationic photopolymerization initiator; aryl sulfonium salt) 0.75 parts by weight .
ii: Epicoat 828 (Oilized Shell Epoxy Co., Ltd.) with respect to 50 parts by weight of Celoxide 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: alicyclic epoxy resin; 3,4-cyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate) ): Bisphenol A type epoxy) 50 parts by weight, Sun-Aid SI-80L (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd .: cationic photo / thermal polymerization initiator) 1.75 parts by weight, DAICAT 11 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) (Cationic photopolymerization initiator; aryl sulfonium salt) mixed with 0.75 part by weight.

iii: セロキサイド2021P(ダイセル化学工業(株)製:脂環式エポキシ樹脂;3,4−シクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)100重量部に対し、サンエイドSI−80L(三新化学(株)製:カチオン系光・熱重合開始剤)1.50重量部、DAICAT11(ダイセル化学工業(株)製:カチオン系光重合開始剤;アリール系スルホニウム塩)0.50重量部、4,4‘−ビス[ジ(β−
ヒドロキシエトキシ)フェニルスルフォニオ]フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート0.50重量部、2−ブチニルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート0.50重量部を混合したもの。
以上を好適な混合物として挙げることができる。
iii: Celamide 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: cycloaliphatic epoxy resin; 3,4-cyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate) with respect to 100 parts by weight, Sun Aid SI-80L (Sanshin Chemical ( Co., Ltd .: Cationic light / thermal polymerization initiator) 1.50 parts by weight, DAICAT11 (Daicel Chemical Industries, Ltd .: Cationic photopolymerization initiator; aryl sulfonium salt) 0.50 parts by weight, 4, 4 '-Bis [di (β-
Hydroxyethoxy) phenylsulfonio] phenyl sulfide-bis-hexafluoroantimonate 0.50 part by weight and 2-butynyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate 0.50 part by weight.
The above can be mentioned as a suitable mixture.

上記のエネルギー線硬化型樹脂混合物に硬化可能な範囲で添加することのできる添加剤としては、エネルギー線遮蔽性物質〔例えば炭素及び炭素繊維(短繊維、長繊維、連続繊維、カーボンクロス等)、無機フィラー、金属粉等の石炭灰以外の遮断性物質〕、及び各種フィラー、有機成分、光増感剤、反応性希釈剤、先鋭感剤等慣用される添加剤を一種以上添加することができる。   Additives that can be added to the above-mentioned energy ray curable resin mixture in a curable range include energy ray shielding substances (for example, carbon and carbon fibers (short fibers, long fibers, continuous fibers, carbon cloth, etc.), One or more commonly used additives such as inorganic fillers, blocking substances other than coal ash such as metal powders, and various fillers, organic components, photosensitizers, reactive diluents, sharpeners, and the like can be added. .

次に、本発明で用いられる石炭灰等について説明する。本発明で用いられる樹脂組成物は、光重合開始剤系および光重合性樹脂を含むエネルギー線硬化型樹脂混合物(連鎖硬化樹脂)と、石炭灰とから構成される。石炭灰には、無機物含有物としてフライアッシュと呼ばれるもの等が広く含まれる。フライアッシュとしては、種々のものが考えられるが、通常、火力発電所等から排出されたようなフライアッシュについて適用され、ガラス(シリカ)粒子のセラミックを含むような構成からなるものである。石炭灰の量比は多く、本発明の石炭灰含有樹脂組成物中、85重量%以下の広い範囲で、成型物の用途に合わせて使用される。例えば、フライアッシュ400gに対し、上記エネルギー線硬化型樹脂混合物が入る割合が15重量%以上であれば限定されないが、好ましくは80g〜400g、より好ましくは100g〜200gである。フライアッシュのリサイクルの点からはフライアッシュの比率が高い方がよいが、これらの比は対象とする製品の要求仕様にあわせて決定する必要があり、一般的にフライアッシュが多い剛性・強度・耐熱性等の物性が高く、フライアッシュが少ないと易成形性と考えられる。 Next, the coal ash used in the present invention will be described. The resin composition used in the present invention is composed of an energy ray curable resin mixture (chain curable resin) containing a photopolymerization initiator system and a photopolymerizable resin, and coal ash. Coal ash widely includes what is called fly ash as an inorganic substance-containing material. Although various things can be considered as fly ash, it is usually applied to fly ash discharged from a thermal power plant or the like, and has a configuration including a glass (silica) particle ceramic. The amount ratio of the coal ash is large, and the coal ash-containing resin composition of the present invention is used in a wide range of 85% by weight or less according to the use of the molded product. For example, although it will not be limited if the ratio in which the said energy-beam curable resin mixture enters is 15 weight% or more with respect to 400g of fly ash, Preferably it is 80g-400g, More preferably, it is 100g-200g. From the viewpoint of fly ash recycling, a higher fly ash ratio is better, but these ratios must be determined according to the required specifications of the target product. If the physical properties such as heat resistance are high and the fly ash is small, it is considered easy moldability.

また、本発明で用いられる樹脂組成物は、エネルギー線硬化型樹脂混合物および石炭灰以外に、補強用繊維や色素等が含まれていても良く、それらの量比は特に限定されるものではないが、例えば、石炭灰400g,エネルギー線硬化型樹脂混合物100gの場合に、補強用繊維を約0.5〜5g,色素を5〜50g程度混合するのがよい。   Further, the resin composition used in the present invention may contain reinforcing fibers, pigments and the like in addition to the energy ray curable resin mixture and coal ash, and the amount ratio thereof is not particularly limited. However, for example, in the case of 400 g of coal ash and 100 g of energy ray curable resin mixture, it is preferable to mix about 0.5 to 5 g of reinforcing fibers and about 5 to 50 g of pigment.

上述した組成からなる石炭灰含有樹脂組成物は、熱または光によって硬化し、あるいは熱および光の両方によっても硬化する。硬化に際しては、連鎖反応型であり、外部からのエネルギーとともに、樹脂組成物内部で自己発生する別のエネルギーによって硬化が進行する。したがって、エネルギー線の照射の仕方によって、硬化の仕方の変化してくるが、従来の熱硬化型の組成物に比較すると格段に速く硬化が進行する。また、エネルギー線照射の際に熱を与えれば(例えば120℃程度)、さらに容易に硬化を制御することができる。   The coal ash-containing resin composition having the above-described composition is cured by heat or light, or is cured by both heat and light. In curing, it is a chain reaction type, and curing proceeds with other energy self-generated inside the resin composition along with external energy. Therefore, the curing method changes depending on the energy beam irradiation method, but the curing proceeds much faster than the conventional thermosetting composition. Further, if heat is applied during the energy ray irradiation (for example, about 120 ° C.), the curing can be controlled more easily.

硬化条件として、具体的には、光源、時間等が変化する。樹脂組成物に対し、エネルギー線を照射する際には、硬化時の加熱条件を適宜最適な条件に変更できる。また、硬化前に、樹脂組成物を予備加熱しておき、その後、エネルギー線を照射して成形することも可能である。予備加熱した場合には、より短時間(通常の約1/2〜2/3)で硬化可能となる利点がある。
エネルギー線として、紫外光(UV)を用いて照射を実施の際、例えば以下のような必要条件を満たすことにより、UV照射による硬化ができる。硬化条件:ランプ種類:メタルハライドランプ、 ランプ強度:120W/cmランプ長:250mm、雰囲気・温度・圧力:空気中・室温・大気圧照射距離:20cm、 照射時間:5分間[5分間で硬化完了]
Specifically, the light source, time, and the like change as the curing conditions. When irradiating the resin composition with energy rays, the heating conditions at the time of curing can be appropriately changed to optimum conditions. It is also possible to preheat the resin composition before curing, and then form it by irradiating energy rays. In the case of preheating, there is an advantage that it can be cured in a shorter time (usually about 1/2 to 2/3).
When irradiation is performed using ultraviolet light (UV) as an energy ray, curing by UV irradiation can be performed, for example, by satisfying the following requirements. Curing conditions: Lamp type: Metal halide lamp, Lamp strength: 120 W / cm Lamp length: 250 mm, Atmosphere / temperature / pressure: In-air / room temperature / atmospheric pressure Irradiation distance: 20 cm Irradiation time: 5 minutes [curing completed in 5 minutes]

上記のような樹脂組成物を用いれば、光を通さない石炭灰を高充填した成型物であって、強度等にも優れた製品は提供できる。このような樹脂を用いれば、高充填した組成物を硬化させることができ、かつ、圧力を加えた良製品ができる。これは、圧力を加えることによって、細部にも十分に樹脂組成が行き渡り、かつ、十分に密に詰まった組成物となり、強度を有する製品ができるからである。   If the resin composition as described above is used, it is possible to provide a molded product that is highly filled with coal ash that does not transmit light and that is excellent in strength and the like. By using such a resin, a highly filled composition can be cured, and a good product can be produced with pressure applied. This is because, by applying pressure, the resin composition is sufficiently distributed to the details, and the composition becomes sufficiently dense and a product having strength can be obtained.

実施の形態(その2)
装置的には、通常の金型を有する成形装置では、光を用いた硬化方法は採用できない。上記本発明に係る石炭灰含有樹脂組成物の成形方法では、圧力を負荷できて、且つ、光照射することができるような装置が必要になる。そこで、本発明で採用する成形装置としては、例えば図1〜図3にあるような光ファイバーを有する成形装置が挙げられる。これらの図1〜図3の装置では、可動金型に穴を開けて、そこから光ファイバーを通して照射する方法を採用している。以下、本発明に係る石炭灰含有樹脂組成物の成形方法で採用される成形装置について説明する。
Embodiment (2)
In terms of apparatus, a curing method using light cannot be employed in a molding apparatus having a normal mold. In the method for molding a coal ash-containing resin composition according to the present invention, an apparatus that can load pressure and can be irradiated with light is required. Then, as a shaping | molding apparatus employ | adopted by this invention , the shaping | molding apparatus which has an optical fiber as shown in FIGS. 1-3, for example is mentioned. In these apparatuses shown in FIGS. 1 to 3, a method is adopted in which a hole is formed in a movable mold and irradiation is performed through an optical fiber. Hereinafter, the shaping | molding apparatus employ | adopted with the shaping | molding method of the coal ash containing resin composition which concerns on this invention is demonstrated .

本発明で採用される成形装置には、注入機構としていくつかの機構が採用できるが、図1には、その一例として注入機構がスクリュー方式であるスクリュー型射出成形装置を示す。この装置には、ホッパー20,スクリュー18等が設けられており、射出成形するために単に押し出すだけではなく、スクリュー18の先端が弁11付きになっている。先ず、樹脂組成物をホッパー20に貯め込んだら、圧力をかけて、押し出す。押し出すには、そのためのシリンダー19が用意され、スクリューを回すためのモーター23も用意される。 Although several mechanisms can be employed as the injection mechanism in the molding apparatus employed in the present invention, FIG. 1 shows a screw type injection molding apparatus in which the injection mechanism is a screw system as an example. This device is provided with a hopper 20, a screw 18 and the like, and is not only extruded for injection molding, but also has a valve 11 at the tip of the screw 18. First, when the resin composition is stored in the hopper 20, it is extruded by applying pressure. In order to extrude, the cylinder 19 for that is prepared, and the motor 23 for rotating a screw is also prepared.

そして、シリンダー19の先端には、樹脂組成物を貯め込んでいる間、流れ込んで固まってしまっては困るので、回転弁11が設けられている。回転弁11を締め切った状態で、樹脂を送り込んでいくと、樹脂が一定量蓄積したら、回転弁11を回して、樹脂組成物を押し出す。押し出された側には、成形すべき形状の金型1,2が設けられている。ここで、上記実施の形態(その1)の樹脂組成物を金型内に打ち込んだ後には、硬化させるために光を照射しなければいけない。本発明で採用される成形装置においては、図1の右側の金型が固定金型1であり、左側が可動金型2である。可動金型2が前進すれば、成形品キャビテ3が出来上がり、可動金型2が後退すれば、空間が開いて、エジェクターがでて出来上がった製品を抜き取る。 A rotating valve 11 is provided at the tip of the cylinder 19 because it is difficult for the resin composition to flow and solidify while storing the resin composition. When the resin is fed in with the rotary valve 11 closed, when a certain amount of resin is accumulated, the rotary valve 11 is turned to extrude the resin composition. On the extruded side, molds 1 and 2 having a shape to be molded are provided. Here, after the resin composition of the above embodiment (No. 1) is driven into the mold, light must be irradiated for curing. In the molding apparatus employed in the present invention , the right mold in FIG. 1 is a fixed mold 1 and the left mold is a movable mold 2. If the movable mold 2 moves forward, the molded product cavity 3 is completed, and if the movable mold 2 moves backward, the space is opened and the ejector is ejected.

本発明で採用される成形装置では、原料の供給工程が重要である。原料供給では、上述したエネルギー線硬化型樹脂混合物と石炭灰とを、ホッパー20で混ぜ込んで投入する。石炭灰をホッパー20の中に入れながら、上記樹脂や触媒を含む樹脂混合物を別々に入れて、かき混ぜる。具体的には、例えばホッパー20の中に一気に一定比率で混合物や石炭灰を投入しておいて、ホッパー20、それに続くスクリュー18で、よくかき混ぜることにより、石炭灰含有樹脂組成物とする。 In the molding apparatus employed in the present invention, the raw material supply process is important. In the raw material supply, the energy beam curable resin mixture and coal ash described above are mixed and charged by the hopper 20. While putting the coal ash into the hopper 20, the resin mixture containing the resin and the catalyst is put separately and stirred. Specifically, for example, a mixture or coal ash is charged into the hopper 20 at a constant ratio at a stretch, and the hopper 20 and the subsequent screw 18 are mixed well to obtain a coal ash-containing resin composition.

一方、現在では熱可塑性樹脂だけでなく、熱硬化性樹脂(フェノール樹脂等)についても、射出成形機(エクストルーダー)を用いて射出成形が行われている。したがって、本発明の樹脂組成物を硬化させるのに好適な成形器は、特に、金型部においてエネルギー線(UV光,可視光等)による照射が可能な点に特徴がある。迅速な硬化を主に考慮する場合には、エネルギー線はUVとすることが好ましい。図1に示された成形器は、UV光源の光を、光ファイバーを用いて金型内に導き、成形品を製造するものである。ここでは、可動金型2に穴をあけて、光ファイバー7を通してある。   On the other hand, at present, not only thermoplastic resins but also thermosetting resins (such as phenolic resins) are injection-molded using an injection molding machine (extruder). Therefore, a molding machine suitable for curing the resin composition of the present invention is particularly characterized in that irradiation with energy rays (UV light, visible light, etc.) is possible in the mold part. In the case where rapid curing is mainly considered, it is preferable that the energy ray is UV. The molding machine shown in FIG. 1 manufactures a molded product by guiding light from a UV light source into a mold using an optical fiber. Here, a hole is made in the movable mold 2 and the optical fiber 7 is passed through.

樹脂を含む成型品を作製する際に、圧力を加えたものは大変良い性能を発揮し、このような圧力を加えられるのが射出成形を行うメリットである。それは、成形品の中身が、密に詰まって、密度の高いものが出来るからであり、強度その他の品質が向上するからである。本発明の成形装置を用いれば、可動金型2および固定金型1によって、硬化の際に十分な圧力を加えることが可能であり、強度等に優れた製品を得ることができる。そして、金型内での圧力の強弱は、製品の要求される強度等との兼ね合いで決定される。強度が要求される場合には、高圧力を負荷する必要があるが、エネルギーを要するのでコスト的には高くなる傾向にある。   When a molded product containing a resin is produced, a material to which pressure is applied exhibits very good performance, and it is an advantage of performing injection molding that such pressure can be applied. This is because the contents of the molded product are tightly packed and a high density can be produced, and the strength and other qualities are improved. If the molding apparatus of the present invention is used, a sufficient pressure can be applied during curing by the movable mold 2 and the fixed mold 1, and a product excellent in strength and the like can be obtained. The strength of the pressure in the mold is determined in consideration of the required strength of the product. When strength is required, it is necessary to load a high pressure. However, since energy is required, the cost tends to increase.

ここで、図1における光源とコネクタとの関係について説明する。コネクタ9は、複数の光ファイバー7を束にして1本にまとめる役割を有しており、光源8の近傍に配置される。光ファイバー7は、UV光を通す材料であれば良い。また、細い光ファイバー7の束であっても、より太い光ファイバー7を用いて一度に照射しても良い。但し、均一に照射するには、複数の細い光路を設けた光ファイバー7を用いることがより好ましい。光ファイバー7を用いることで、同様の硬化作用を有する同一光源の光を、任意に方向を変化させて、光路を自由に曲げて、金型内に光を誘導することができる。また、光ファイバー7はエネルギーのロスが少なく、効率が良い。但し、ガラス等を用いることも可能である。   Here, the relationship between the light source and the connector in FIG. 1 will be described. The connector 9 has a role of bundling a plurality of optical fibers 7 and is arranged in the vicinity of the light source 8. The optical fiber 7 may be a material that transmits UV light. Further, even a bundle of thin optical fibers 7 may be irradiated at once using a thicker optical fiber 7. However, in order to irradiate uniformly, it is more preferable to use the optical fiber 7 provided with a plurality of thin optical paths. By using the optical fiber 7, the light of the same light source having the same curing action can be arbitrarily changed in direction, the light path can be freely bent, and the light can be guided into the mold. In addition, the optical fiber 7 has low energy loss and high efficiency. However, glass or the like can also be used.

金型内における光路の確保の仕方としては、例えば、金型そのものに穴を開けて、そこに、光ファイバー7を埋める、あるいは、ガラスを埋めることができるが、金型の形状によって適宜選択できる。金型が真っ直ぐに穴(光路)を開けられるのであれば、金型の入り口までは光ファイバーで光を移動して、金型内の光路はガラスという構成でも良い。すなわち、ガラス等の材料であっても、光路が真っ直ぐで、周囲が金属であるので、喪失される光が少ないのであれば、ガラス等を用いることも十分に可能である。よって、金型の中では、光ファイバーを用いなくても、光路の確保ができ、樹脂組成物ある成形品キャビテ3の箇所まで、高価な光ファイバー7を用いる必要性はない。したがって、例えば金型の入り口までは光ファイバーを用いて、金型内部では、一定の反射効率を満たすガラス等の材料により光路が設けられる態様が考えられる。   As a method of securing the optical path in the mold, for example, a hole can be made in the mold itself, and the optical fiber 7 or glass can be filled therein, but it can be selected as appropriate depending on the shape of the mold. If the mold can make a hole (light path) straight, light may be moved to the entrance of the mold by an optical fiber, and the light path in the mold may be made of glass. That is, even if a material such as glass is used, since the optical path is straight and the surroundings are made of metal, it is possible to use glass or the like if less light is lost. Therefore, in the mold, an optical path can be secured without using an optical fiber, and there is no need to use an expensive optical fiber 7 up to the portion of the molded article cavite 3 having a resin composition. Therefore, for example, an optical fiber is used up to the entrance of the mold, and an optical path is provided inside the mold by a material such as glass that satisfies a certain reflection efficiency.

実施の形態(その3)
本発明で採用される成形装置は、エネルギー線(例えば、UV、可視光等)の光路を有する特定の金型と、例えばスクリュー方式等の注入機構(好ましくは加圧装置)と、金型への光の導入部と、からなる装置である。ここで、本発明で採用される装置では、上記実施の形態(その2)のような構成が好ましい一例であるが、上記特定の金型と組み合わせた樹脂組成物の注入機構好ましくは加圧機構としては、幾つかの機構が適用できる。すなわち、上記スクリュー18や固定金型1については、本発明で採用される成形装置において、他の形態のものと置き換えることができる。ここでも、光の送り方を決める光透過型の金型である可動金型2と、光ファイバー7等の光の導入部等の送り装置は、上記実施の形態(その2)と同様である。
Embodiment (Part 3)
The molding apparatus employed in the present invention is a specific mold having an optical path of energy rays (for example, UV, visible light, etc.), an injection mechanism (preferably a pressurizing apparatus) such as a screw system, and the mold. And a light introducing portion. Here, in the apparatus employed in the present invention , the configuration as in the above-described embodiment (No. 2) is a preferred example, but the injection mechanism of the resin composition combined with the specific mold, preferably the pressurizing mechanism As such, several mechanisms can be applied. That is, the screw 18 and the fixed mold 1 can be replaced with other forms in the molding apparatus employed in the present invention. Here again, the movable mold 2 which is a light transmission mold that determines how to transmit light, and the feeding device such as the light introducing section such as the optical fiber 7 are the same as in the second embodiment.

注入機構としては、圧力を加えた状態で金型内に樹脂組成物を導入できる装置(加圧装置)、例えば、図1の逆止弁付きスクリュー装置が挙げられ、逆止弁として、スクリュー先端にチェックリング16がある。そして、このチェックリング16があると樹脂組成物が流れていかないので、溝12が切ってある構造である。一方、注入(導入)の際の圧力は必ずしも必要ではないが、石炭灰等を含む組成物を注入するには、通常、ある程度の圧力が必要とされる。金型内に行き渡るように、注入出来ればよい。   Examples of the injection mechanism include a device (pressurizing device) that can introduce the resin composition into the mold under pressure, for example, the screw device with a check valve shown in FIG. There is a check ring 16. And if this check ring 16 exists, since the resin composition does not flow, it is a structure in which the groove 12 is cut. On the other hand, a pressure at the time of injection (introduction) is not necessarily required, but a certain amount of pressure is usually required to inject a composition containing coal ash or the like. What is necessary is just to be able to inject so that it may spread in a mold.

このようなことから、スクリュー方式に限らず、一般的に、石炭灰と混合樹脂とを投入して、攪拌し(攪拌部があり)、金型への注入(例えばピストン等)ができる装置であれば良く、例えば図2に示すようなブランジャ方式の注入機構が挙げられる。また、図2のブランジャ方式と同じような方式として、金型に流し込んでから、プレスで圧力を加える、図3に示すようなプレス成形用の装置を応用した態様も可能である。   For this reason, not only the screw system, but generally a device that can add coal ash and mixed resin, stir (there is a stirring section), and inject into a mold (for example, a piston). For example, a plunger type injection mechanism as shown in FIG. Further, as a method similar to the blanker method of FIG. 2, an embodiment in which an apparatus for press molding as shown in FIG. 3 in which pressure is applied by pressing after pouring into a mold is also possible.

これらいずれの注入機構を使用する場合にも、金型、シリンダー、ブランジャ等を予めある程度、予備加熱しておくことが好ましい。例えば、スクリュー方式を用いる場合には、予めスクリューを加熱しておくことができるが、このように硬化前に、予熱レベルの温調を行うことにより、効率的に成形が可能である。成形過程における予熱は、金型等を予熱しておいても良いし、樹脂組成物自体を予熱しておいても良い。   When using any of these injection mechanisms, it is preferable to preheat the mold, cylinder, blanker, etc. to some extent in advance. For example, when using a screw method, the screw can be heated in advance, but by performing temperature control at a preheating level before curing in this way, efficient molding is possible. The preheating in the molding process may be performed by preheating a mold or the like, or by preheating the resin composition itself.

本発明で用いられる樹脂系は、連鎖反応型なので、熱を加えると、樹脂組成物自体が発熱して、徐々に硬化していく傾向にある。最初に、エネルギー線を照射すると、エネルギー照射量(ジュール)は積算されるので、そこは反応(硬化)して、樹脂の温度は上昇していく。そして、一定の温度を超えると、熱硬化(パターン)樹脂自体の反応になるので、硬化速度が変化するのである。すなわち、第一に、予熱をしておくということは、一定の温度に達して熱硬化するまでの時間を短縮できる利点がある。硬化が始まる前(熱反応する前)の時間を短くできるので、硬化反応を迅速に開始できる。但し、樹脂組成物の硬化自体は、金型内で行わなければならない。また、第二に、成形の周囲の温度が上昇していれば、樹脂組成物が硬化して、樹脂自体がエネルギーを自己発生して熱を発する際に、すぐに、周囲をさらなる一定の温度にまで熱することができ、硬化時間そのものが極端に短くなる。そして、硬化が始まった後(熱硬化反応開始後)の時間も短くでき、硬化反応を迅速に進行させられる。   Since the resin system used in the present invention is a chain reaction type, when heat is applied, the resin composition itself generates heat and tends to be gradually cured. First, when the energy beam is irradiated, the energy irradiation amount (joule) is integrated, so that it reacts (cures) and the temperature of the resin rises. When the temperature exceeds a certain temperature, the thermosetting (pattern) resin itself reacts, so that the curing speed changes. That is, firstly, preheating has an advantage that the time required for reaching a certain temperature and thermosetting can be shortened. Since the time before curing begins (before thermal reaction) can be shortened, the curing reaction can be started quickly. However, the curing of the resin composition itself must be performed in a mold. Second, if the ambient temperature of the molding is increased, the resin composition is cured, and immediately when the resin itself generates energy and generates heat, the ambient temperature is further increased to a constant temperature. The curing time itself becomes extremely short. And time after hardening starts (after thermosetting reaction start) can also be shortened, and hardening reaction can be advanced rapidly.

したがって、例えばスクリュー方式(エクストルーダー)の場合には、供給ホッパー20の部分、スクリュー18の部分、あるいは金型1,2の部分などに予熱を行うことが効果的である。予熱温度としては、上記実施の形態(その1)の組成物では、しきい値が約100℃(80〜120℃)程度なので、これより低い温度である必要がある。但し、この温度に近い範囲では、スクリュー内での摩擦等によっても、ある程度の熱がでるために、装置内で硬化が開始してしまうおそれがあり、これらを回避するには、通常約60℃程度が好ましい。   Therefore, for example, in the case of a screw system (extruder), it is effective to preheat the part of the supply hopper 20, the part of the screw 18, or the parts of the molds 1 and 2. As the preheating temperature, the threshold value of the composition of the first embodiment (part 1) is about 100 ° C. (80 to 120 ° C.), and therefore the temperature needs to be lower than this. However, in a range close to this temperature, a certain amount of heat is generated due to friction in the screw and the like, and there is a possibility that curing will start in the apparatus. The degree is preferred.

図1は、本発明で採用される成形装置の一例として、注入機構がスクリュー方式であるスクリュー型射出成形装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a screw type injection molding apparatus in which an injection mechanism is a screw system as an example of a molding apparatus employed in the present invention. 図2は、本発明で採用される成形装置に用いられる注入機構の一例として、ブランジャ方式注入機構の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a plunger type injection mechanism as an example of the injection mechanism used in the molding apparatus employed in the present invention. 図3は、本発明で採用される成形装置の一例として、プレス成形用装置に応用した態様を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment applied to a press molding apparatus as an example of a molding apparatus employed in the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定金型
2 可動金型
3 成形品キャビテ
4 ダイヘッド
5 プラタン
7 光ファイバー
8 UV光源
9 コネクタ
10 シート
11 回転弁
12 溝
13 通路
14 ガス抜け溝
15 ガス溜まり
16 チェックリング
17 スクリューチップ
18 スクリュー
19,28 シリンダー
20 ホッパー
21 油圧シリンダー
22 油圧ピストン
23 油圧モーター
24 加熱バレル
25 攪拌スクリュー溝
26 攪拌スクリュー
27 ヒーター
29 ブランジャ
30 空間部
31 ノズル
32 チェック弁
33 ラム
34 インロー
35 ボルト
36 溝
37 注入口
38 ベッド

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed metal mold | die 2 Movable metal mold | die 3 Molded product cavite 4 Die head 5 Platen 7 Optical fiber 8 UV light source 9 Connector 10 Sheet | seat 11 Rotary valve 12 Groove | channel 13 Gas passage | gas escape groove | channel 15 Gas reservoir 16 Cylinder 20 hopper 21 hydraulic cylinder 22 hydraulic piston 23 hydraulic motor 24 heating barrel 25 stirring screw groove 26 stirring screw 27 heater 29 blanker 30 space 31 nozzle 32 check valve 33 ram 34 inlay 35 bolt 36 groove 37 inlet 38 bed

Claims (1)

光重合性樹脂および光重合開始剤系を含有するエネルギー線硬化型樹脂混合物と、石炭灰とを混合し、該エネルギー線硬化型樹脂混合物が、脂環式エポキシ、グリシジルエーテル型エポキシ、エポキシ化ポリオレフィンからなる光重合性エポキシポリマーの群、およびビニルエーテル化合物からなる群から選ばれた光重合性樹脂100重量部に対し、少なくとも2成分からなる光重合開始剤系成分を0.5〜6.0重量部含み、該光重合開始剤系成分を構成するカチオン系光・熱重合開始剤系成分と、カチオン系光重合開始剤との重量比が、カチオン系光・熱重合開始剤系成分/カチオン系光重合開始剤として、1〜4であり、注入機構によって、上記エネルギー線硬化型樹脂混合物と、上記石炭灰とを含む石炭灰含有樹脂組成物を、光透過型の金型であって、光ファイバーを内部に通した金型へ送り込み、該金型への光の導入部から光を導入することによって上記石炭灰含有樹脂組成物を硬化させるようにすることを特徴とする石炭灰含有樹脂組成物の成形方法。 An energy ray curable resin mixture containing a photopolymerizable resin and a photopolymerization initiator system and coal ash are mixed, and the energy ray curable resin mixture is an alicyclic epoxy, a glycidyl ether type epoxy, an epoxidized polyolefin. The photopolymerization initiator system component consisting of at least two components with respect to 100 parts by weight of the photopolymerizable resin selected from the group of photopolymerizable epoxy polymers consisting of and the group consisting of vinyl ether compounds. The weight ratio of the cationic light / thermal polymerization initiator component and the cationic photopolymerization initiator constituting the photopolymerization initiator component is the cationic light / thermal polymerization initiator component / cationic system. As a photopolymerization initiator, it is 1-4, and the coal ash-containing resin composition containing the energy ray curable resin mixture and the coal ash is light-transmitted by an injection mechanism. Features of a mold, fed into a mold through an optical fiber therein, to make it curing the coal ash-containing resin composition by introducing the light from the introducing portion of light to the mold A method for forming a coal ash-containing resin composition.
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