JP4753333B2

JP4753333B2 - 繊維強化多孔質硬化物の製造方法

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Publication number: JP4753333B2
Application number: JP2001189475A
Authority: JP
Inventors: 敬三正脇
Original assignee: Japan U-Pica Co Ltd
Current assignee: Japan U-Pica Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003001629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関し、詳しくは、ラジカル重合型熱硬化性樹脂水性分散体を、繊維質強化材の存在下に硬化させ、強化材の層間剥離を起こさず強度に優れ、耐摩耗性に優れた繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱硬化性樹脂成型品の機械的特性、特に強度を向上させるためには、ガラスマットやガラスクロスあるいはカーボン繊維等の強化材を使用し、マトリックス樹脂との組み合わせで高強度化が図られて、繊維強化熱硬化性樹脂成型品は多くの分野で使用されている。しかしマトリックス樹脂自体の強度が極めて低い場合は、強化材間の接着強度が弱く、曲げ応力が加わると座屈したり、表層が剥離したりする。また、摩擦により表面の硬化樹脂が脱落したりする等の問題点があり、マトリックス樹脂自体の強度が低い場合には、単に上記のごとき強化材との組み合わせだけでは十分な強度が得られない場合がある。
【０００３】
本発明者が、先に提案したラジカル重合型熱硬化性樹脂の水性分散体を、強化材に含浸させて硬化させた強化多孔質硬化物は、微細な連続した気孔を有していることから濾過材や壁材として有用なものであるが、この多孔質硬化物は、微粒子の硬化樹脂粒子が接触した状態で結合した構造を有する多孔質硬化物であり、従来のマトリックス樹脂に相当する硬化樹脂は微粒子の硬化樹脂粒子の集合体で、マトリックス樹脂自体の強度が弱く、複数の強化材を用いた場合、強化材間で剥離を生じ易く、特に、例えば、強化材としてガラスマットのような不織布とガラスクロスあるいは布のような織布とを組合わせて用いた場合、不織布と織布との間で剥離するなど強化材間の接着強度が弱く、また、曲げ応力に対して坐屈したりするなど、機械的強度が低い点がある。また上記のように硬化樹脂粒子の結合力が比較的弱いことから、外部からの物理的強度に対して弱く、例えば、清掃する際のブラッシングなどにより成型品表面層の硬化樹脂粒子が脱落したりするなどの問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ラジカル重合型熱硬化性樹脂の水性分散体を、強化材の存在下に硬化させた強化多孔質硬化物の有する特性である微細な連続気孔を保持し、強化多孔質硬化物における強化材の層間剥離を起こさず、また耐摩耗性にすぐれ、機械的強度に優れた微細な連続気孔を有する強化多孔質硬化物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記につき種々検討を行った結果、ラジカル重合型熱硬化性樹脂を水中に分散させて得られるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体（以下、単に「Ｏ／Ｗ型水性分散体」または「水性分散体」ということがある）を硬化させて得られる多孔質硬化物においては、連続した微細な気孔を保持しながら、硬化樹脂微粒子間の結合による強度の向上を図るには限界があることから、繊維質強化材について検討を重ね、強化材を積層接着するための接着剤の量を調節して層間接着された繊維強化材の使用による層間強度の向上を図ることを検討し、連続した微細な気孔を保持して強化材の層間剥離強度の向上を図ることに成功した。また、層間接着された繊維質強化材を使用することにより、層間剥離を生じ易い紙質強化材や布、織布などを表面層に使用した場合にも紙質強化材や布、織布などの表面強化材が剥離することがなく、壁材等として有効である。また、紙質強化材や布、織布等の繊維間が緻密な繊維質強化材、また繊維間が緻密な不織布等の繊維質強化材を層間接着した強化材を表面層に位置させて使用することによって多孔質硬化物表面の摩耗性を著しく向上できることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合し、水相中に樹脂粒子が均一に分散されてなるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、強化材の存在下に硬化してなる繊維強化多孔質硬化物を製造する方法において、強化材が、複数層の繊維質強化材からなり、その少なくとも１層が層間接着されてなる繊維質強化材であることを特徴とする繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関する。
【０００７】
また、（２）繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が最外層に位置して配置されていることを特徴とする上記（１）記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関する。
【０００８】
（３）模様付き繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が最外層に位置して配置されているを特徴とする上記（１）または（２）記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関する。
【０００９】
（４）模様付き繊維質強化材が、紙質強化材、布または織物であることを特徴とする上記（３）記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関す
【００１０】
（５）液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂が液状不飽和ポリエステル樹脂、液状エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、液状ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、液状（メタ）アクリル樹脂から選ばれる少なくとも１種の液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法に関する。
【００１１】
（６）さらに本発明は（１）〜（５）記載のいずれかの繊維強化多孔質硬化物からなる濾過材に関する。
【００１２】
また（７）本発明は、上記（１）〜（５）記載のいずれかの繊維強化多孔質硬化物からなる壁材に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、Ｏ／Ｗ型水性分散体を強化材の存在下に硬化させた強化多孔質硬化物において、強化材が、複数層からなり、その少なくとも１層に繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材を使用することによる強化材の層間剥離強度に優れた、微細な連続気孔を有する繊維強化多孔質硬化物を製造する方法である。
【００１４】
本発明による繊維強化多孔質硬化物は、表面層強化材の剥離強度が大きく、また耐摩耗性に優れており、紙質強化材や布、織布やガラスクロスなどの繊維質強化材が接着された繊維質強化材を表面層に配置しても表層材の繊維質強化材が剥離することなく、また摩耗による表面からの硬化樹脂粒子の脱落もなく壁材等に有用である。また強化材の層間剥離強度が向上するので曲げ強度が大きく向上し、板厚を薄くしても高強度の繊維強化多孔質硬化物が得られ、精密濾過膜において薄膜化による透過流束の向上の他、ブラッシング等による表面付着汚泥の清掃作業での表面摩耗が少なく濾過膜等として有用である。本発明による繊維強化多孔質硬化物の製造においては、必要に応じて抗菌性、防黴性、消臭性を付与することは可能であり、これらの性能を付与しても本発明の高強度化それ自体には何ら影響を与えない。
【００１５】
本発明における、複数枚の繊維質強化材が層間接着された強化材とは、使用される複数の強化材の全べてを層間接着して強化材として使用しても良いが、表面強化材のみを層間接着する等の、一部の繊維質強化材のみを層間接着して使用しても良い。特に紙質強化材や布、織布、ガラスクロス等の物理的接着力（アンカー効果）が劣る強化材は、ガラスマットなどの不織布と接着した繊維質強化材として使用することが好ましい。
【００１６】
多孔質硬化物を壁材として使用する場合、表面に模様を施した紙質強化材や布、織布等を強化材の一部に使用されることが多い。この様な強化材は一般に物理的接着力が劣る強化材である場合が多く、模様材の剥離等の問題が生じやすいが、本発明による表面材を層間接着した繊維質強化材を使用することにより模様材の剥離と言う欠陥を大幅に改善できる。
【００１７】
また多孔質硬化物を濾過材として使用する場合、濾過材の目詰まりを解消するためブラシ等による表面洗浄が行われる。この時強化されていない多孔質硬化物では耐摩耗性が悪く、ブラシ等による清掃で表面が削られ濾過材の肉ヤセが起こり、最終的には濾過材に穴が空き濾過材としての機能を失ってしまう。このため強化多孔質硬化物を濾過材として使用することが望ましく、強化多孔質硬化物は、表面材に繊維間が緻密な繊維質強化材を使用することが望ましい。しかし、繊維間が緻密な繊維質強化材は物理的接着力に劣る強化材である場合が多く、最外層面に配置した繊維質強化材が剥離するという問題が生じ易いが、本発明による層間接着された繊維質強化材を使用することにより、表面材の剥離を大幅に改善でき、また、表面材に繊維間がより緻密な繊維質強化材を使用することにより耐摩耗性の大幅な向上が可能となり、濾過材の耐久性を大幅に向上することができる。また、強化材として、層間接着された繊維質強化材を使用することにより、層間剥離強度が大幅に向上し、その結果として座屈による曲げ破壊が起こり難く材料の薄膜化が可能である。これにより濾過材に使用した場合は、透過流束が大きくなり濾過材としての性能も向上する。
【００１８】
本発明における層間接着された繊維質強化材を使用して繊維強化多孔質硬化物を製造するに際して、本発明者が先に提案したＯ／Ｗ型水性分散体のゲル化時間経過後に、加熱、加圧、振動を与える等の高強度化の手法や、複数のＯ／Ｗ型水性分散体をブレンドすることによる高強度化等の手法を併用することにより、更なる高強度化を図ることもできる。
【００１９】
本発明の層間接着された繊維質強化材を製造する際に使用される接着剤や接着方法は特に限定されないが、接着剤としては、高粘度の液状接着剤は使用が困難であり、低粘度液体接着剤、粉末、繊維状、溶液系または乳化物系の接着剤が好ましい。高粘度の液状接着剤、例えば、ゴム系接着剤やエポキシ接着剤の使用は、強化材への塗布量のコントロールが困難であり、多量塗布状態や塗布ムラが生じ易く、そのようにして得られた層間接着した繊維質強化材を使用して繊維強化多孔質硬化物を製造した場合には、多孔質の気孔率や微細気孔の連続性が少なくなり、本発明の繊維強化多孔質硬化物の有する特性が損なわれる。一方、低粘度の液体接着剤、粉末、繊維状、溶液系または乳化物系接着剤は接着剤塗布量の調節がし易く、多孔質の気孔率や微細気孔の連続性を損なわない範囲量の接着剤塗布が可能である。
【００２０】
本発明における層間接着された繊維質強化材の製造に使用する接着剤として、ガラスマットの製造の際に使用されている粉末の２次バインダーを１種のホットメルト接着剤として利用することもできる。すなわちガラスマットとガラスクロスや他のシート状繊維質強化材を重ねて約８０℃の加熱炉で約１０分間熱処理するだけで強化材を一体化することができ、この方法によって層間接着された繊維質強化材を使用する場合は、多孔質性の損傷、すなわち気孔率の減少や気孔の連続性に与える影響は少なく好ましい態様の一つである。
【００２１】
また、市販のホットメルト接着剤を使用することができる。該接着剤は繊維状や粉末状のものが適しており、その使用量は繊維強化多孔質硬化物の使用目的によっても異なってくるが、濾過膜等のように気孔率、気孔の連続性が重要な特性となる成型品の製造に使用される場合には、少ない使用量が好ましく１層当たりの層間接着に使用されるホットメルト接着剤は、１平方メートル当たり、５０ｇ〜２ｇ好ましくは１平方メートル当たり、３０ｇ〜５ｇが良い。また、壁材等のように気孔率や気孔の連続性は高い方が好ましいが、強度の方がより重要視される用途においては、濾過膜等より多く使用され、１平方メートル当たり、１５０ｇ〜２ｇ好ましくは１平方メートル当たり、５０ｇ〜１０ｇが良い。使用方法は使用する強化材に上記量のホットメルト接着剤を均等に散布し、層間接着する強化材を重ね合わせる。複数枚の強化材を層間接着するときはこの操作を繰り返した後、１５０℃〜２００℃程度の熱処理を施すことにより、複数枚の繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が得られる。
【００２２】
また、通常使用している不飽和ポリエステル樹脂等の液状のラジカル重合型熱硬化樹脂も接着剤として使用することができる。すなわち繊維質強化材に該液状のラジカル重合型熱硬化樹脂をスプレー装置により軽く液滴がつく程度の少量塗布し、その上に繊維質強化材を重ね更に上記操作を繰り返し、必要とする所望枚数の繊維質強化材を重ね合わせた後、常温または加熱下に硬化させることにより複数枚の繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が得られる。樹脂の使用量は上記のホットメルト接着剤と同様に使用される。
【００２３】
同様に、溶液系接着剤やエマルジョン系接着剤も必要に応じ溶媒で薄め所望の濃度にした後、繊維質強化材にスプレー装置等により上記と同様に適当量塗布するか、または希薄溶液にデッピィングした繊維質強化材の所望枚数を重ね合わせ、乾燥させて、複数枚の繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が得られる。この方法においては、塗布量で接着剤の量を調節するより、溶液濃度またはエマルジョン濃度を調整して使用することが好ましい。溶液の濃度は、上記記載のように用途により濃度を調節して使用することが望ましく、濾過膜の製造用にあっては気孔率や気孔の連続性等を維持するために濃度は低い方が好ましく、固形分濃度は、０．１％〜５％、好ましくは０．２％〜２％が良い。また、壁材等の製造用にあっては強度を維持するために濃度はやや高い方が好ましく、固形分濃度は、０．１％〜５％、好ましくは０．５％〜２％が良い。
【００２４】
本発明において使用されるエマルジョン系接着剤は、例えば、綜研化学（株）のアクリル系接着剤やコニシ（株）の酢ビ系接着剤が例示される。また溶液系接着剤としては、セメダイン（株）の酢ビ系接着剤等が例示される。
【００２５】
本発明において使用されるホットメルト型接着剤は、例えば、旭化学合成（株）のエチレン−酢酸ビニル共重合体系のものが例示される。また、粉末のホットメルト型接着剤としては、例えば、中部マイクロ（株）酢ビ系粉末接着剤、商品名「マイクロン７２４」等が例示される。
【００２６】
また、本発明において接着剤として使用される液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂としては特に限定するものではないが、通常市販されている液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂が使用でき、例えば、日本ユピカ（株）の液状エポキシアクリレート樹脂「ネオホール８２５０」、液状不飽和ポリエステル樹脂「ユピカ６５１０」などが例示される。
【００２７】
本発明の繊維強化多孔質硬化物の製造に使用されるＯ／Ｗ型水性分散体を構成する液状ラジカル重合型熱硬化性樹脂は、液状不飽和ポリエステル樹脂、液状エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、液状ウレタン（メタ）アクリレート樹脂あるいは液状（メタ）アクリル樹脂（いわゆるアクリルシラップ）が使用される。
【００２８】
本発明における液状不飽和ポリエステル樹脂は、グリコール類を主成分とする多価アルコール類とα，β−不飽和二塩基酸および／またはその無水物、さらに必要に応じて飽和二塩基酸および／またはその無水物とを重縮合させて得られる不飽和ポリエステルをスチレン等のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体に溶解した液状樹脂である。
【００２９】
上記のグリコール類は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ペンタエリスリットジアリエーテルのようなペンタエリスリトール誘導体、アリルグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ誘導体、等が例示される。
【００３０】
また上記のα，β−不飽和二塩基酸および／またはその無水物としては、例えば、マレイン酸またはその無水物、フマル酸、イタコン酸またはその無水物などが例示される。これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００３１】
飽和二塩基酸および／またはその無水物としては、例えば、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テトラブロム無水フタル酸、ヘット酸、ヘキサハイドロ無水フタル酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４―シクロヘキサンジカルボン酸等が例示される。これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００３２】
また、抗菌性を付与するためには、３，５−ジカルボキシメチル−ラウリルピリジニウムクロライド，３，５−ジカルボキシメチル−ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等を使用することができる。
【００３３】
また、エチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のビニルモノマー、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート等のアリルモノマー、フェノキシエチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等が例示される。これらは単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。またこれらのうちスチレン、ビニルトルエンなどのビニル系モノマーが通常一般的に使用される。
【００３４】
尚、本発明において液状不飽和ポリエステル樹脂としては、回収ＰＥＴ、すなわち高分子量ポリエチレンテレフタレート製品の廃棄物、例えば、使用済ペットボトル、シート、フィルム等の廃棄物、成型屑、切断屑等を、原料の一部に使用して製造された不飽和ポリエステルを上記同様にエチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体に溶解した液状不飽和ポリエステル樹脂も使用することができる。
【００３５】
本発明における液状エポキシ（メタ）アクリレート樹脂としては、１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有するエポキシ樹脂にアクリル酸またはメタクリル酸を付加反応させて得られる分子末端にエポキシ基を有するエポキシ（メタ）アクリレート樹脂を、エチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体に溶解した液状樹脂である。上記１分子中に２個以上のグリシジルエーテル基を有するエポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等、あるいはこれらの誘導体からのビスフェノール型エポキシ樹脂、ビキシレノールおよびその誘導体からのビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノールおよびその誘導体からのビフェノール型エポキシ樹脂、あるいはナフタレンおよびその誘導体からのナフタレン型エポキシ樹脂、さらにはノボラック型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂が挙げられ、これらは単独で、または２種以上を混合して使用することができる。エチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体は、上記した不飽和ポリエステル樹脂に使用されると同様の重合性単量体を使用することができる。
液状エポキシアクリレート樹脂または液状エポキシメタクリレート樹脂は、上記のエポキシアクリレートまたはエポキシメタクリレートを、例えばスチレン、ジエチレングリコールジメタクリレートなどの液状のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体に溶解した液状樹脂である。
【００３６】
また本発明における液状ウレタン（メタ）アクリレート樹脂は、ポリアルコールおよび／またはポリエステルポリオールとジイソシアネートとを反応させ分子末端をイソシアネートと反応させてイソシアネート化し、これにアルコール性水酸基を有するアクリレートまたはメタクリレートを反応させるか、または先ずアルコール性水酸基を有するアクリレートまたはメタクリレートとイソシアネートとをイソシアネート基を残してポリアルコールおよび／またはポリエーテルポリオールとを反応させて得られる分子末端にアクリレートまたはメタクリレートの二重結合を有するウレタンアクリレート、またはウレタンメタクリレートを、例えばスチレン、ジエチレングリコールジメタクリレートなどの液状のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性単量体に溶解した液状樹脂である。これらは単独で、または２種以上の混合物で使用することができる。
【００３７】
また本発明に使用される液状のアクリル樹脂またはメタクリル樹脂としては、メチルメタクリレートを主成分とし部分的に他の重合性単量体を共重合体させたメチルメタクリレート共重合体、またはこの共重合体をメチルメタクリレートに溶解した液状樹脂であって、通常アクリルシラップと呼ばれるものである。なお、これらの液状樹脂は熱硬化性とするには、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレートのような多官能性メタクリレートまたはアクリレート系の単量体が併用される。
【００３８】
本発明に使用されるＯ／Ｗ型水性分散体は、液状のラジカル重合性熱硬化性樹脂（単に「液状樹脂」ということがある）と水とを物理的混合手段により混合することにより容易に製造することができる。具体的には、硬化剤、必要に応じて促進剤を添加した液状樹脂に、所定量の水を加え、例えば、ディゾルバー（高速回転ミキサー）、ホモミキサーなどの物理的混合手段、あるいは超音波照射により混合することにより安定したＯ／Ｗ型水性分散体を得ることができる。使用される水は、イオン交換水、蒸留水および水道水のいずれでも差し支えなく特に限定するものではない。
【００３９】
本発明に使用されるＯ／Ｗ型水性分散体を調整する際の液状樹脂と水との混合割合は、重量比で９０：１０〜６０：４０の範囲であり、好ましくは、８５：１５〜７０：３０である。水の混合割合が上記の範囲よりも多い場合は、硬化物の樹脂粒子同士の結合が弱くなり、硬化物の強度が低下するので好ましくない。一方、水の混合割合が上記範囲よりも少ない場合は、水性分散体の形態がＷ／Ｏ型となり、本発明の目的とする微細な連続気孔を有する多孔質硬化物が得られない。
【００４０】
本発明に使用される硬化剤としては、通常有機過酸化物が使用される。そのような硬化剤として代表的なものは、メチルエチルケトンパーオキサイドで代表されるケトンパーオキサイド類、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサンで代表されるパーオキシケタール類、クメンハイドロパーオキサイドで代表されるハイドロパーオキサイド類、ジクミルパーオキサイドで代表されるジアルキルパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキサイドで代表されるジアシルパーオキサイド類、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネートで代表されるパーオキシジカーボネート類、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートで代表されるパーオキシベンゾエート類などを挙げられる。このような硬化剤は、通常、液状樹脂１００重量部に対して０．５〜３．０重量部の範囲で使用され、好ましくは０．５〜２．０重量部が使用される。
【００４１】
上記の促進剤は、ナフテン酸コバルトで代表される有機酸の金属塩（金属石鹸）類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジンなどの３級アミン類、フェロセン等、不飽和ポリエステル樹脂の室温硬化に通常使用される促進剤が使用される。これらの促進剤は、例えば、硬化剤としてケトンパーオキサイド、やハイドロパーオキサイドを使用した場合はナフテン酸コバルトのような金属石鹸との組合せが好ましく、硬化剤がジアシルパーオキサイドである場合には３級アミンとの組合せが好ましく、硬化剤がパーオキシカーボネートである場合にはフェロセンとの組合せが好ましい。このような促進剤は、金属石鹸類は液状樹脂１００重量部に対して金属含有量６％のものに換算して０．０２〜２．０重量部の範囲で使用され、好ましくは０．２〜１．０重量部が使用される。
３級アミン類は液状樹脂１００重量部に対して０．０５〜１．０重量部の範囲で使用され、好ましくは０．１〜０．５重量部が使用される。
【００４２】
本発明のＯ／Ｗ型水性分散体の調製に際して、必要に応じて界面活性剤を使用することができる。界面活性剤の使用は本発明のＯ／Ｗ型水性分散体の安定性を高めることができるので、本発明の水性分散体を調整後直ぐに使用することなく数日間放置した後に硬化物とするような場合には界面活性剤を添加することが望ましい。
【００４３】
本発明に使用される界面活性剤としては、非イオン系界面活性剤が望ましい。非イオン系界面活性剤としては、（１）エステル型、（２）エーテル型、（３）アルキルフェノール型、（４）ソルビタンエステル型、（５）ポリオキシエチレンソルビタンエステル型、および（６）特殊非イオン型のいずれのタイプでも使用することができる。このような界面活性剤の添加量は液状樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲で使用され、好ましくは０．５〜２．０重量部で使用される。界面活性剤の添加量が０．１重量部よりも少ない場合は添加の効果が発揮されず、１０重量部を超える量を添加した場合には耐水性が低下する虞があり好ましくない。
【００４４】
本発明のＯ／Ｗ型水性分散体から得られる多孔質硬化物に強度、耐久性などを付与するために使用される繊維質強化材としては、例えば、ガラスクロス、カーボンクロス、ガラスチョップストランドマット、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維のような合成繊維クロス、あるいはこれら合成繊維不織布、レイヨン系不織布、等が挙げられる。
【００４５】
本発明のＯ／Ｗ型水性分散体から得られる硬化物の表面耐摩耗性を向上させるために使用される繊維質表面強化材としては、例えば、ガラスクロス、カーボンクロス、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維クロス、あるいはこれら合成繊維不織布等が挙げられる。
【００４６】
本発明のＯ／Ｗ型水性分散体から得られる硬化物の意匠性を上げるために使用される繊維質表面強化材としては、例えば、印刷等により模様付けされた有機質織物、ガラスクロス、不織布、耐水性紙等の紙質強化材が挙げられる。
【００４７】
【実施例】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
実施例１
３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマット３枚を重ね、８０℃の熱風炉に１０分間入れて熱処理し冷却して層間接着したガラス繊維強化材を得た。
内径２０ｃｍ、高さ３０ｃｍの金属製容器に、液状不飽和ポリエステル樹脂（日本ユピカ（株）製、「ユピカ６５１０」（比重１．１０））１０００ｇを秤量し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン２ｇを加え十分に溶解した後、界面活性剤として「ニューコール−２５」（ポリオキシエチレンソルビタンラウレート型、日本乳化剤（株）製）１０ｇを加えよく混合したのち、水道水３３３ｇ（樹脂７５gに対して２５ｇ）を加え羽根の外径が４ｃｍのディゾルバーを使用して回転数５０００ｒｐｍで２分間高速撹拌してＯ／Ｗ型水性分散体を得た。これに硬化剤として市販の５０重量％濃度の過酸化ベンゾイル２０ｇ（樹脂１００ｇに対して純分１ｇ）を添加し良く撹拌混合した。得られたＯ／Ｗ型水性分散体を、離型剤として金属石鹸を塗布した型上で、先に得られた層間接着したガラス繊維強化材に含浸させた。含浸作業終了後、水の蒸発を防ぐためにセロハン紙およびポリエステルフィルム等の被覆材で覆い、室温で一昼夜放置して硬化させた。硬化後被覆材を取り除き８０℃で３０分間乾燥、後硬化させ、厚さ３ｍｍの繊維強化多孔質硬化物（Ａ−１）を得た。
【００４９】
実施例２
３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマットに、エアータイプスプレー装置を用い、エポキシアクリレート樹脂（日本ユピカ（株）製「ネオポール８２５０」）を、用意したガラスマットに１００ｃｍ離れた位置から３０ｇ／ｍ^２の量で塗布し、塗布後直ちに模様印刷を施した３０ｃｍ角１００ｇ／ｍ^２のガラスクロスを印刷面が表になるように重ね、軽く押さえて常温で２時間放置した後、８０℃の熱風炉に３０分間入れて熱処理し冷却してガラスマットとガラスクロスを層間接着したガラス繊維強化材を得た。
内径２０ｃｍ，高さ３０ｃｍの金属製容器に、エポキシアクリレート樹脂（日本ユピカ（株）製「ネオポール８２５０」）１０００ｇを秤量し、Ｎ,Ｎ‐ジメチルアニリン２ｇを加え十分に溶解した後、界面活性剤として「プロルニックＬ６１」（ポリオキシエチレンプロピレンエーテル型、旭電化（株）製）１５ｇを加えよく混合した後、水道水３３３ｇ（樹脂７５ｇに対して２５ｇ）を加え羽根の外径が４ｃｍのディゾルバーを使用して回転数５０００ｒｐｍで２分間高速撹拌してＯ／Ｗ型水性分散体を得た。これに硬化剤として市販の５０重量％濃度の過酸化ベンゾイル２０ｇ（樹脂１００ｇに対して純分１ｇ）を添加し良く撹拌混合した。得られたＯ／Ｗ型水性分散体を、離型剤として金属石鹸を塗布した型上で、３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマット２プライに含浸させ、さらに先に得られた層間接着したガラス繊維強化材をガラスクロスが最外層に配置されるようにセットし、上記のＯ／Ｗ型水性分散体を含浸させた。含浸作業終了後、水の蒸発を防ぐためにセロハン紙およびポリエステルフィルム等の被覆材で覆い、室温で一昼夜放置して硬化させた。硬化後被覆材を取り除き８０℃で３０分間乾燥、後硬化させ、厚さ３ｍｍの模様が施されたガラスクロスを最外層に配した繊維強化多孔質硬化物（Ａ−２）を得た。
【００５０】
実施例３
３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマット３枚を重ね、水で１０倍に稀釈したボンド（コニシ(株)製酢ビエマルジョン系接着剤）に十分浸漬した後、余分の接着剤を取り除いた。その上に３０ｃｍ角の１００ｇ／ｍ^２のガラスクロスを重ね、軽く押さえて５０℃で１０分乾燥させ、ガラスマットとガラスクロスが層間接着されたガラス繊維強化材を得た。
内径２０ｃｍ，高さ３０ｃｍの金属製容器に、液状ウレタンアクリレート樹脂（日本ユピカ(株)製「ユピカ８９３２」）１０００ｇを秤量し、Ｎ,Ｎ‐ジメチルアニリン２ｇを加え十分に溶解した後、界面活性剤として「ノニオンＨＳ−２０６」（ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル型、ニホン油脂（株）製）２０ｇを加えよく混合した後、水道水３３３ｇ（樹脂７５ｇに対して２５ｇ）を加え羽根の外径が４ｃｍのディゾルバーを使用して回転数５０００ｒｐｍで２分間高速撹拌してＯ／Ｗ型水性分散体を得た。これに硬化剤として市販の５０重量％濃度の過酸化ベンゾイル２０ｇ（樹脂１００ｇに対して純分１ｇ）を添加し良く撹拌混合した。得られたＯ／Ｗ型水性分散体を、離型剤として金属石鹸を塗布した型上で、先に得られた層間接着したガラス繊維強化材を含浸させた。含浸作業終了後、水の蒸発を防ぐためにセロハン紙およびポリエステルフィルム等の被覆材で覆い、室温で一昼夜放置して硬化させた。硬化後被覆材を取り除き８０℃で３０分間乾燥、後硬化させ、厚さ３ｍｍのガラスクロスを最外層に配した繊維強化多孔質硬化物（Ａ−３）を得た。
【００５１】
実施例４
３０ｃｍ角にカットした３００ｇ／ｍ^２のガラスクロスに中部マイクロ（株）製粉末ホットメルト接着剤（商品名「マイクロン７２４」）１．５ｇを均等に散布し、その上に３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマットを重ね、粉末ホットメルト接着剤１ｇを散布した。同様にもう一層ガラスマットを重ね、粉末ホットメルト接着剤１．５ｇを散布し、その上に３０ｃｍ角にカットした３００ｇ／ｍ^２のガラスクロスを重ね、２００℃に加熱した熱プレスを使用し、１０ＫＰａの圧力で１分間加圧加熱してガラスクロスとガラスマットとを層間接着したガラス繊維強化材を得た。
実施例１と同様に調整したＯ／Ｗ型水性分散体を使用し、実施例１と同様操作を行い厚さ３ｍｍの繊維強化多孔質硬化物（Ａ−４）を得た。
【００５２】
比較例１
ガラスマットを８０℃で処理しなかった以外は、実施例１と全く同様の操作を行い厚さ３ｍｍの繊維強化多孔質硬化物（Ｃ−１）を得た。
【００５３】
比較例２
内径２０ｃｍ、高さ３０ｃｍの金属製容器に、液状エポキシアクリレート樹脂（商品名「ネオポール８２５０」日本ユピカ（株）製）１０００ｇを秤量し、これにＮ，Ｎ−ジメチルアニリン２ｇを加え十分に溶解した後、界面活性剤として「プルロニックＬ６１」１５ｇを加えよく混合した後、水道水３３３ｇ（樹脂７５ｇに対して２５ｇ）を加え羽根の外径が４ｃｍのディゾルバーを使用して回転数５０００ｒｐｍで２分間高速撹拌してＯ／Ｗ型水性分散体を得た。これに硬化剤として市販の５０重量％濃度の過酸化ベンゾイル２０ｇ（樹脂１００ｇに対して純分１ｇ）を添加し良く撹拌混合した。得られたＯ／Ｗ型水性分散体を、離型剤として金属石鹸を塗布した型上で、３０ｃｍ角にカットした４５０ｇ／ｍ^２のガラスマット３プライ、および模様を印刷した３０ｃｍ角にカットしたガラスクロスを、印刷面が表面になるように重ね、上記のＯ／Ｗ型水性分散体を含浸させた。含浸作業終了後、水の蒸発を防ぐためにセロハン紙およびポリエステルフィルム等の被覆材で覆い、室温で一昼夜放置して硬化させた。硬化後被覆材を取り除き８０℃で３０分間乾燥、後硬化させ、厚さ３ｍｍの模様が施されたガラスクロスを最外層に配した繊維強化多孔質硬化物（Ｃ−２）を得た。
【００５４】
実施例および比較例で得られた、繊維強化多孔質硬化物の曲げ強度、曲げ弾性率および表面強化材の剥離性を表１に示す。
【００５５】
【表１】

尚、曲げ強度、曲げ弾性率は、ＪＩＳＫ７１１３（１９９５）に準じて測定した。
注１：実施例２，３、４および比較例２の曲げ試験は、ガラスクロスを引っ張り側で強度測定を行った。
注２：表面強化材の剥離性は、曲げ試験後の試験片の状態を観察した。
【００５６】
【発明の効果】
本発明による繊維強化多孔質硬化物は、表面層強化材の剥離強度が大きく、また耐摩耗性に優れており、紙質強化材や布、織布、ガラスクロスなどの繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材を最外層に配置しても最外層の繊維質強化材が剥離することなく、また摩耗による表面からの硬化樹脂粒子の脱落もなく壁材等に有用である。また強化材間の層間剥離強度が向上するので曲げ強度が大きく向上し、板厚を薄くしても高強度の繊維強化多孔質硬化物が得られ、精密濾過膜において薄膜化による透過流束の向上の他、ブラッシング等による表面付着汚泥の清掃表面摩耗が少なく濾過膜等として有用である。

Claims

液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合し、水相中に樹脂粒子が均一に分散されてなるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、強化材の存在下に硬化してなる繊維強化多孔質硬化物を製造する方法において、強化材が、複数層の繊維質強化材からなり、その少なくとも１層が層間接着されてなる繊維質強化材であることを特徴とする繊維強化多孔質硬化物の製造方法。
繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が最外層に位置して配置されていることを特徴とする請求項１記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法。
模様付き繊維質強化材が層間接着された繊維質強化材が最外層に位置して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法。
模様付き繊維質強化材が、紙質強化材、布または織物であることを特徴とする請求項３記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法。
液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂が、液状不飽和ポリエステル樹脂、液状エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、液状ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、および液状（メタ）アクリル樹脂から選ばれる液状ラジカル重合型熱硬化性樹脂の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化多孔質硬化物の製造方法。
請求項１〜５記載のいずれかの繊維強化多孔質硬化物からなる濾過材。
請求項１〜５記載のいずれかの繊維強化多孔質硬化物からなる壁材。