JP4804710B2 - 熱硬化性樹脂浴槽成形品およびその製造方法 - Google Patents

熱硬化性樹脂浴槽成形品およびその製造方法 Download PDF

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本発明は、成形性、生産性に優れ、優れた外観および優れた強度を発現させる熱硬化性樹脂組成物、ならびにこの組成物から得られる熱硬化性樹脂成形品およびその製造方法に関する。
近年、住宅設備、電子電気機器、自動車などの外観部材において、優れた外観の要求が高まってきている。強度などの物性の観点からはシートモールディングコンパウンド(以下、「SMC」という)により成形することが好ましいが、このSMC成形は、得られた成形品の外観が劣るという問題があり、住宅設備用途の不飽和ポリエステル樹脂の成形品など、外観を重要視する場合には不向きであった。
高外観の成形品は低収縮化剤を用いてBMC成形する方法が用いられているが、硬化収縮の改善は十分ではなく、また、物性もSMC成形に比べて劣るため、成形品の厚みが厚くなるなどの問題があった。また、通常のBMCをSMC用金型で成形しても硬化収縮が大きく、架橋ポリスチレンなどの低収縮化剤を使用したとしても、十分に改善できず、得られた成形品にクラックが発生するなどの問題があった。
なお、特許文献1には、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有し、重量平均粒子径が2〜1
00μmの範囲にあるポリマー粒子からなる低収縮化剤を有する熱硬化性樹脂組成物が開示されているが、この組成物はSMC用の組成物であって、注型成形用またはBMC用の組成物とは異なるものである。また、高い外観が得られる特定のBMC用およびチックモールディングコンパウンド(以下、「TMC」という)用組成物がSMC用金型を用いて成形できることについては開示も示唆もされていない。
BMCは、SMCに比べ、収縮率が大きく、物性も劣るため、SMC金型では成形できないという理由から、別途BMC専用金型が必要であった。また、底部や上部側周縁フランジ部にリブ構造が形成されるSMC金型を用いる場合には、補強繊維は、熱硬化性樹脂100重量部に対して、100重量部より多く使用しなければ成形は不可能であった。
このため、外観に優れた部材(製品)を得るために、シートモールディングコンパウンド(以下、「SMC」という)からバルクモールディングコンパウンド(以下、「BMC」という)成形や注型成形への変更、または外観を向上させるための塗料等の塗布などが行なわれている。
しかしながら、注型成形は生産性に劣り、また上記塗装では、再度加工が必要であるため作業が煩雑であったり、使用する塗料が高価であるなどの問題があった。また、BMC成形は、高外観の成形品が得られ、前記2種類の成形方法よりも生産性に優れているが、BMCは物性に劣り、硬化収縮率も大きいことからBMC成形専用の金型を新たに作製する必要があり、設備費用などの初期投資の必要性など経済性に問題があった。
そこで、汎用製品用の従来の金型、たとえばシートモールディングコンパウンド用金型(以下、「SMC用金型」)を用いた場合でも、光沢性、平滑性、透明感などの外観に優れた成形品を得るための材料の開発が望まれていた。
特開2000−302825号公報
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、光沢性、平滑性、透明性、寸法精度、表面精度、強度などの物性に優れ、かつ軽量化された成形品を得ることができ、さらに成形性、生産性に優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的としている。また、本発明は、この組成物から得られ、上記物性に優れている熱硬化性樹脂成形品およびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明者は、上記問題点を解決すべく鋭意研究し、ゴム状ポリマー相とガラス状ポリマー相を有する特定構造のポリマー粒子、特定の充填剤および特定の補強繊維を含む樹脂組成物を用いることによって、良好な外観、優れた機械的物性、優れた成形性を発現させることを見出し、発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、
熱硬化性樹脂(A)を100重量部と、該熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、アスペクト比が30以下の充填材(B)150〜400重量部と、ポリマー粒子(C)1〜30重量部と、アスペクト比が50〜2000の補強繊維(D)0.5〜80重量部とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、
前記ポリマー粒子(C)が、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有し、重量平均粒子径が2〜100μmの範囲にあることを特徴としている。
前記熱硬化性樹脂組成物は住宅設備用部材形成用であることが好ましい。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、
熱硬化性樹脂(A)を100重量部と、該熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、アスペクト比が30以下の充填材(B)150〜400重量部と、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有するポリマー粒子(C)1〜30重量部と、アスペクト比が50〜2000の補強繊維(D)0.5〜80重量部とを含有する熱硬化性樹脂組成物から形成された熱硬化性樹脂成形品であって、該成形品の底部および上部側周縁フランジ部下方にリブ構造が形成されていることを特徴としている。
また、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、
熱硬化性樹脂(A)と、アスペクト比が30以下の充填材(B)と、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有するポリマー粒子(C)と、アスペクト比が50〜2000の補強繊維(D)とを含有する熱硬化性樹脂組成物から形成された熱硬化性樹脂成形品であって、
該成形品の全光線透過率が、厚さ4mmの換算値で3%以上30%以下であり、該成形品の底部および上部側周縁フランジ部下方にリブ構造が形成されていることを特徴としている。
前記リブ構造の最高部の高さは3mm以上であることが好ましい。
前記熱硬化性樹脂成形品は、
上部側周縁フランジ部の少なくとも1辺が下方に屈曲形成された折り返し部を有し、
該折り返し部を有する上部側周縁フランジ部が、該折り返し部の内面と鉛直方向とのなす角度が3°以下である部位を少なくとも1つ有することが好ましい。
前記熱硬化性樹脂成形品の裏面は、下記(i)および/または(ii)の層で被覆されて
いることが好ましい。
(i)補強繊維クロス層
(ii)不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂と補強繊維、補強繊維マットおよび補強繊維クロスから選択される少なくとも1種の補強用材料とからなる補強樹脂層。
前記熱硬化性樹脂成形品は住宅設備用部材であることが好ましい。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、
前記熱硬化性樹脂組成物を用いて加熱圧縮成形用材料を調製し、
凸部を有する雄型と凹部を有する雌型とからなり、前記雌型の上部側周縁部および/または底部にリブ構造形成用溝部を有する、シートモールディングコンパウンド用金型を用いて、
前記加熱圧縮成形用材料を加熱圧縮成形することによって、底部および/または上部側周縁フランジ部下方にリブ構造が形成された成形品が得られることを特徴としている。
前記熱硬化性樹脂成形品の製造方法では、
さらに、熱硬化性樹脂成形品の裏面に、不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂と補強繊維、補強繊維マットおよび補強繊維クロスから選択される少なくとも1種の補強用材料とからなる補強樹脂層を、ハンドレーアップ法またはスプレーアップ法により塗布することが好ましい。
また、前記熱硬化性樹脂成形品の製造方法では、
加熱圧縮成形用材料を加熱圧縮成形する際に、前記加熱圧縮成形用材料と補強繊維マット、補強繊維クロスおよび補強用プリプレグから選択される少なくとも1種の補強用材料と
を同時に加熱圧縮成形することも好ましい。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、硬化収縮率が極めて小さく、光沢性、外観、寸法精度、表面精度、強度などに優れている。また、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物を用いたBMCは、硬化収縮率が極めて小さく、優れた強度を発現させることから、従来不可能とされてきたSMC金型を用いた成形を可能にし、SMCの高い成形性、生産性に加えて、従来のSMC成形品よりも格段に優れた平滑性、透明性、光沢を有する成形品を得ることができる。さらに、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品およびその製造方法は、従来のBMCより優れた外観の成形品がSMC金型を用いて得られることから、新たにBMC金型を一切作る必要がなく、経済性に優れている。
[詳細な説明]
以下、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物、それから得られる成形品およびその製造方法について説明する。
熱硬化性樹脂組成物
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)、特定のアスペクト比を有する充填剤(B)、特定のガラス転移点を有する多相構造を有し、特定の重量平均粒子径を有するポリマー粒子(C)、および特定のアスペクト比を有する補強繊維(D)を含有する。また、必要に応じて、硬化剤、離型剤、その他の添加剤を含有する。
熱硬化性樹脂(A):
本発明で用いられる熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等とが挙げられる。これらのうち、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。これらの熱硬化性樹脂は、特に限定されず従来公知のものを用いることができる。また、本発明に用いられる熱硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂全量に対して10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%の重合性ビニルモノマーを含有することが望ましい。
(不飽和ポリエステル樹脂)
不飽和ポリエステル樹脂としては、たとえば、マレイン酸、フマル酸等の多塩基酸類とエチレングリコール等の多価アルコール類とを縮合したポリマーを、スチレン等の重合性ビニルモノマーなどに溶解させた樹脂を好ましく用いることができる。
(ビニルエステル樹脂)
ビニルエステル樹脂としては、たとえば、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂などを好ましく用いることができる。重合性ビニルモノマーは不飽和ポリエステル樹脂と同じものを用いることができる。
(ウレタン樹脂)
ウレタン樹脂としては、たとえば、トルエンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナートなどとポリオールなどとから得られるウレタン樹脂を好ましく用いることができる。また、前記イソシアナートと前記不飽和ポリエステル樹脂または前記ビニルエステル樹脂とから得られるウレタン変性不飽和ポリエステル樹脂やウレタン変性ビニルエステル樹脂も好ましく用いられる。
(アクリル樹脂)
アクリル樹脂としては、たとえば、アクリルポリマーを重合性ビニルモノマーなどに溶
解させたものである。
(重合性ビニルモノマー)
重合性ビニルモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、メチル(メタ)アクリレート、α−エチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸アルキル(炭素原子数12または13)、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール等の単官能アクリルモノマー;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(n=4〜23)、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(n=4〜10)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリ
レート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート(n=8,9)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペントールジ(メタ)アクリレート、ソルビトールジ(メタ)アクリレート、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、2,2−ビス〔4−
((メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−((メタ)
アクリロキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−((メタ)アクリロ
キシポリエトキシ)フェニル〕プロパン(n=3〜30)、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパンなどの多官能アクリルモノマー;
下記式(1)または(2)で示されるジシクロペンタジエン系化合物などが挙げられる。
Figure 0004804710
(式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、R2およびR3はそれぞれ独立に、エチレ
ン、ブチレン等の炭素原子数2〜5の低級アルキレン基を示し、nおよびmはそれぞれ独立に、0〜5の整数を示す。)
充填剤(B):
本発明に用いられる充填剤は、アスペクト比が30以下の無機粒子が用いられる。ここで、アスペクト比は、以下のようにして測定する。熱硬化性樹脂に無機粒子を分散させ、これを硬化させて厚さ約5mmの板を作成し、板表面に対して垂直な面で切断する。この切断面を電子顕微鏡で撮影して5ヶ所の断面を選択し、合計1000個の粒子について長径および短径を測定して、平均アスペクト比を求める。
このような無機粒子としては、たとえば、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ガラスバルーン、ガラスフリット(ガラスフィラー)、シリカ、溶融シリカ、アエロジル(商品名)、クレー、マイカ、水酸化マグネシウム、寒水などが挙げられる。これらの充填剤は、1種単独で、または複数を併用して用いることができる。また、これらの粒子をコーティングやメッキした充填剤を用いることもできる。このような充填剤の使用量は、物性、収縮率の観点から、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対し、通常150〜400重量部、好ましくは200〜400重量部、より好ましくは250〜350重量部である。150重量部より少ない場合には、収縮が大きく、クラックが発生する。400重量部よりも多い場合には、補強繊維(D)との界面密着力(濡れ)が低下し、クラックや巣が発生したり、外観や平滑性も低下する。
ポリマー粒子(C):
本発明に用いられるポリマー粒子は、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有することを特徴とする。このようなポリマー粒子は低収縮化剤として作用する。
前記ポリマー粒子は、前記ゴム状ポリマー相と前記ガラス状ポリマー相のいずれの相から形成させてもよく、具体的には、(1)ゴム状ポリマー相を形成した後、ガラス状ポリマー相を形成する方法と、(2)ガラス状ポリマー相を形成した後、ゴム状ポリマー相を形成する方法とが挙げられる。各相を形成する際の重合方法は特に制限されないが、粒径制御の観点から、少なくとも1相を懸濁重合により重量平均粒子径を2〜100μmに制御することが好ましい。具体的には、最初に形成する相(方法(1)の場合にはゴム状ポリマー相、方法(2)の場合にはガラス状ポリマー相)は懸濁重合により形成することが好ましい。また、残りの相(方法(1)の場合にはガラス状ポリマー相、方法(2)の場合にはゴム状ポリマー相)を形成する際の重合方法は、ラジカル重合法が好ましく用いられる。
上記ポリマー粒子の調製方法のうち、調製方法(1)が好ましく用いられる。
ゴム状ポリマー相
前記ポリマー粒子中のゴム状ポリマー相のガラス転移温度は20℃以下、好ましくは−60〜20℃、より好ましくは−60〜10℃の範囲にある。ゴム状ポリマー相のガラス転移温度が上記上限よりも高いと、得られるポリマー粒子が熱硬化性樹脂に十分な低収縮性を与えないことがある。
このようなゴム状ポリマー相は、重合性モノマー(I)をラジカル重合、特に懸濁重合させることによって形成させることができる。
重合性モノマー(I):
本発明に用いられる重合性モノマー(I)は、分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー(a)を含有することが好ましい。特に、分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー(a)と、アルキル(メタ)アクリレート(b)と、必要に応じて、この多官能性モノマー(a)およびアルキル(メタ)アクリレート(b)と共重合することができるモノマー(c)とを含有することが好ましい。
(a)分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー:
分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー(a)(以下、「多官能性モノマー(a)」という)としては、たとえば、ジビニルベンゼン等の芳香族ジビニルモノマー;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のアルカンポリオールポリ(メタ)アクリレート等;ウレタンジ(メタ)アクリレート;エポキシジ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。また、ビニル基の反応性の異なる多官能性モノマー(a)として、たとえば、アリル(メタ)アクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルイタコネートなどを挙げることができる。これらのうち、エチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジアクリレートおよびアリルメタクリレートが好ましい。このような多官能性モノマー(a)は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような多官能モノマー(a)は、前記重合性モノマー(I)中に、0.1〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、特に好ましくは、0.2〜5重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
このような多官能性モノマー(a)を含有する前記重合性モノマー(I)をラジカル重合することによって、前記ゴム状ポリマー相は多官能性モノマー(a)による架橋構造を含有し、この架橋構造によって、ポリマー粒子を熱硬化性樹脂に混合したときに、その粘度を低く保つことができる。
(b)アルキル(メタ)アクリレート:
アルキル(メタ)アクリレート(b)としては、たとえば、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ラウロイル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が2〜20のアルキル(メタ)アクリレートを挙げることができる。これらのなかでも、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が2〜10のアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、特に、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレートが好ましい。
このようなアルキル(メタ)アクリレート(b)は、前記重合性モノマー(I)中に5
0〜99.9重量%、好ましくは60〜99.9重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
(c)多官能性モノマー(a)およびアルキル(メタ)アクリレート(b)と共重合することができるモノマー:
多官能性モノマー(a)およびアルキル(メタ)アクリレート(b)と共重合することができるモノマー(c)(以下、「共重合性モノマー(c)」という)としては、たとえば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル、芳香族ビニリデン;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル、シアン化ビニリデン;メチルメタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート等の(メタ)アクリレートを挙げることができる。
また、共重合性モノマー(c)としては、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基を有するモノマー;メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のカルボキシル基を有するモノマー;2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基を有するモノマー;ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等のアミノ基を有するモノマーなどの官能基を有するモノマーを挙げることもできる。
このような共重合性モノマー(c)は、前記重合性モノマー(I)中に0〜49.9重量%、好ましくは0〜39.9重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
ゴム状ポリマー相の形成(第1段目の反応)
ゴム状ポリマー相は、上記重合性モノマー(I)を、分散安定剤、油溶性ラジカル重合開始剤およびイオン交換水とともに重合容器に仕込み、攪拌下でラジカル重合、好ましくは懸濁重合を行うことによって形成させることができる。このとき、油溶性ラジカル重合開始剤は、予め、重合性モノマー(I)に溶解させておくことが好ましい。また、必要に応じて、反応媒体中のモノマーの液滴の分散安定化のために界面活性剤を用いてもよく、亜硝酸ナトリウム等の水相重合禁止剤を添加してもよい。
上記分散安定剤は、特に、限定されるものではないが、たとえば、ゼラチン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール部分ケン化物等の水溶性高分子;リン酸三カルシウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、二酸化ケイ素等の無機物等を挙げることができる。これらの分散安定剤は、1種単独で、または2種類以上を混合して用いることができる。これらの分散安定剤のうち、特に、ポリビニルアルコール部分ケン化物、ヒドロキシプロピルセルロース、リン酸三カルシウムが好ましく用いられる。このような分散安定剤は、前記重合性モノマー(I)100重量部に対して、通常0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜10重量部の範囲で用いられる。
上記油溶性ラジカル開始剤としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、o−メトキシベンゾイルパーオキサイド、o−クロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2'−アゾビスイソ
ブチロニトリル、2,2'−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系化合
物等を挙げることができる。これらの油溶性ラジカル開始剤は、1種単独で、または2種以上を混合して用いてもよい。これらのうち、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル等が好ましく用いられる。このよ
うなラジカル重合開始剤は、重合性モノマー(I)100重量部に対して、通常0.1〜5重量部、好ましくは0.1〜2重量部の範囲で用いられる。
上記界面活性剤としては、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン界面活性剤;ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル等のノニオン界面活性剤等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で、または2種以上を混合して用いてもよい。このような界面活性剤は、重合性モノマー(I)100重量部に対して、通常0.05〜2重量部の範囲で用いられる。
前記ポリマー粒子を調製する場合には、ラジカル重合反応の前に、予め、重合性モノマー(I)、分散安定剤、油溶性ラジカル重合開始剤およびイオン交換水を含む混合物を、攪拌による剪断力を利用してモノマー滴を所望の大きさに調整し、重合性モノマー(I)の分散液を調製することが好ましい。このとき使用できる分散手段(攪拌機)は特に制限されないが、特に100μm以下の微小なモノマー滴を形成するためには、ホモミキサー、ホモディスパー、ホモジナイザー、ラインミキサー等の分散手段を使用することが好ましい。モノマー滴の大きさは、分散手段の回転速度などによる剪断力を調整することによって、制御することができる。
このようにして調製した重合性モノマー(I)の分散液を、通常、ラジカル重合開始剤の10時間半減期温度以上に昇温して、ラジカル重合反応を行い、ゴム状ポリマー相を形成することができる。たとえば、油溶性ラジカル重合開始剤としてラウロイルパーオキサイドを用いる場合は重合性モノマー(I)の分散液を55℃以上に昇温し、または、重合開始剤として2,2'−アゾビスイソブチロニトリルを用いる場合は重合性モノマー(I
)の分散液を65℃以上に昇温することによって、上記重合性モノマー(I)がラジカル重合して、ゴム状ポリマー相が形成される。このとき、形成されるゴム状ポリマー相はゴム状ポリマー粒子であることが好ましい。すなわち、上記ラジカル重合によりゴム状ポリマー粒子の懸濁液を好適に得ることができる。
ガラス状ポリマー相
前記ポリマー粒子中のガラス状ポリマー相のガラス転移温度は50℃以上、好ましくは50〜140℃、より好ましくは60〜130℃の範囲にある。ガラス状ポリマー相のガラス転移温度が上記下限よりも低いと、多相構造を有するポリマー粒子が相互に融着し、ブロッキングによって作業性が低下したり、また、ポリマー粒子を熱硬化性樹脂と混合するときに、その分散性に問題が生じることがある。
調製方法(1)では、前記ゴム状ポリマー相の存在下で、重合性モノマー(II)をラジカル重合させることによって、ガラス状ポリマー相を形成させる。
重合性モノマー(II):
本発明に用いられる重合性モノマー(II)は、アルキル(メタ)アクリレート(d1)および芳香族ビニルモノマー(d2)から選ばれる少なくとも1種のモノマー(d)と、必要に応じて、分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー(e)、および/または前記モノマー(d)および多官能性モノマー(e)と共重合することができるモノマー(f)とを含有することが好ましい。
(d1)アルキル(メタ)アクリレート:
アルキル(メタ)アクリレート(d1)としては、たとえば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜4のアルキル(メタ)アクリレートを挙げることができる。これらのうち、メチルメタクリレートが好ましく用いられる。
(d2)芳香族ビニルモノマー:
芳香族ビニルモノマー(d2)としては、たとえば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどを挙げることができる。これらのうち、スチレンが好ましく用いられる。
前記モノマー(d)は、上記アルキル(メタ)アクリレート(d1)および芳香族ビニルモノマー(d2)から選択される少なくとも1種のモノマーであって、前記重合性モノマー(II)中に、50〜100重量部、好ましくは50〜99.9重量%、より好ましくは60〜99.8重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
(e)分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー:
分子内に2個以上のビニル基を有する多官能性モノマー(e)(以下、「多官能性モノマー(e)」という)は、上述したゴム状ポリマー相を形成する際に用いられる多官能性モノマー(a)と同様の多官能性モノマーを用いることができる。このような多官能モノマー(e)は、前記重合性モノマー(II)中に、0〜10重量%、好ましくは0.1〜8重量%、特に好ましくは、0.2〜5重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
このような多官能性モノマー(e)を含有する前記重合性モノマー(II)をラジカル重合することによって、前記ガラス状ポリマー相は多官能性モノマー(e)による架橋構造を含有することがより好ましく、この架橋構造によって、ポリマー粒子を熱硬化性樹脂に配合する際に、その粘度を更に低くすることができ、さらに色むらを抑制して光沢を向上させることができる。
(f)前記モノマー(d)および多官能性モノマー(e)と共重合することができるモノマー:
前記モノマー(d)および多官能性モノマー(e)と共重合することができるモノマー(f)(以下、「共重合性モノマー(f)」という)としては、たとえば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル、シアン化ビニリデン;前記アルキル(メタ)アクリレート(d1)を除くアルキル(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート等の(メタ)アクリレートを挙げることができる。
また、共重合性モノマー(f)としては、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基を有するモノマー;メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のカルボキシル基を有するモノマー;2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基を有するモノマー;ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等のアミノ基を有するモノマーなどの官能基を有するモノマーを挙げることもできる。
このような共重合性モノマー(f)は、前記重合性モノマー(II)中に0〜50重量%、好ましくは0〜40重量%の範囲の量で含まれることが望ましい。
ガラス状ポリマー相の形成(第2段目の反応)
ガラス状ポリマー相は、前記ゴム状ポリマー相の形成において、重合性モノマー(I)の重合転化率が90%以上となったときに、重合性モノマー(II)を重合容器中に加えて、ラジカル重合を行い、形成させることが好ましい。重合性モノマー(I)の重合転化率が90%未満の状態で重合性モノマー(II)を加えると、ガラス状ポリマー相を形成した後、得られたポリマー粒子を脱水したり、また、乾燥したりするときに、ポリマー粒子が相互に凝集し、融着することがある。
重合性モノマー(II)は、上述した重合性モノマー(I)の場合と同様に、界面活性剤または分散安定剤を用いて、予め、乳化液または懸濁液を調製し、これを一括して、または所定の時間をかけて添加する方法が好ましく用いられる。このとき、乳化液が好適に用いられる。
また、上記ラジカル重合では、さらに重合開始剤を用いることもできる。重合開始剤としては、油溶性ラジカル重合開始剤や水溶性ラジカル重合開始剤が挙げられる。油溶性ラジカル重合開始剤を用いるときは、予め、重合性モノマー(II)に油溶性ラジカル重合開始剤を溶解することができ、一方、水溶性ラジカル重合開始剤を用いるときには、水溶性ラジカル重合開始剤の水溶液を調製して、この水溶液を別途加えることができる。
上記油溶性ラジカル開始剤は、上述したゴム状ポリマー相を形成する際に用いられる油溶性ラジカル開始剤を用いることができる。水溶性ラジカル重合開始剤としては、たとえば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩系重合開始剤;2,2'−アゾビス
(2−アミジノプロパン)ジハイドロクロライド、2,2'−アゾビス〔2−メチル−N
−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド〕等のアゾ系重合開始剤等を用いることができる。
これらのラジカル重合開始剤は、1種単独で、または2種以上を混合して用いてもよい。このようなラジカル重合開始剤は、重合性モノマー(II)100重量部に対して、通常0.05〜10重量部、好ましくは0.1〜2重量部の範囲で用いられる。ラジカル重合開始剤の量が多すぎると、新たな粒子や異形の粒子が生成し、多相構造を有するポリマー粒子を得ることが困難である。
前記ポリマー粒子は、上述したように、重合性モノマー(I)をラジカル重合、特に懸濁重合させて、ガラス転移温度が20℃以下のゴム状ポリマー相、好ましくはゴム状ポリマー粒子の懸濁液を得た後、これに重合性モノマー(II)を加えてラジカル重合を行い、ガラス転移温度が50℃以上のガラス状ポリマー相を形成することによって、前記ゴム状ポリマー相と前記ガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有するポリマー粒子の懸濁液として得ることができる。
ここで、「多相構造」とは、ゴム状ポリマー相とガラス状ポリマー相とが1つのポリマー粒子内で各々異なる相として存在している構造を意味する。たとえば、ゴム状ポリマー相からなるコア層と、このコア層を被覆するガラス状ポリマー相からなるシェル層とからなる2層構造を有するコア・シェルポリマー;このようなコア層とシェル層との間にさらに中間的なポリマーの層を有する3層以上の多相構造を有するポリマー粒子;いわゆるサラミ構造を有するポリマー粒子;ゴム状ポリマー相の表面をガラス状ポリマーが部分的に被覆しているような構造を有するポリマー粒子などが挙げられる。
このような多相構造を有するポリマー粒子のうち、ゴム状ポリマー相の表面がガラス状ポリマー相で被覆されているポリマー粒子は、ポリマー粒子の製造の際の脱水や乾燥ではポリマー粒子間の融着もなく、また、ポリマー粒子を熱硬化性樹脂と混合する際には、樹脂中に容易に均一に分散させることができることから、好ましく用いられる。
前記ポリマー粒子は、遠心分離機や減圧濾過機にて脱水し、減圧乾燥機等によって乾燥したり、または噴霧乾燥することによって、懸濁液から単離することができる。また、ポリマー粒子に付着した分散安定剤や界面活性剤を除去するために、単離する前に洗浄してもよい。ポリマー粒子の乾燥は、常圧または減圧下、50℃以下の低温で行うことが好ましい。乾燥温度が80℃を越えると、ポリマー粒子が一部融着することがある。得られたポリマー粒子はそのまま、または必要に応じて、たとえば、微粒子状シリカ等の無機微粒子、滑剤、その他のポリマー微粒子などと混合して用いられる。
前記ポリマー粒子のゴム状ポリマー相とガラス状ポリマー相との割合は、ゴム状ポリマー相が通常30〜95重量%、好ましくは50〜90重量%であり、ガラス状ポリマー相
が通常5〜70重量%、好ましくは10〜50重量%である。ゴム状ポリマー相の割合が上記下限未満になると十分な低収縮効果が得られないことがある。また、ゴム状ポリマー相の割合が上記上限を超えるとガラス状ポリマー相の割合が相対的に小さくなり、得られたポリマー粒子を脱水や乾燥する際に、ポリマー粒子間で凝集、融着が起こることがあり、また、ポリマー粒子間の凝集や融着が起こらずにポリマー粒子が得られたとしても、熱硬化性樹脂に混合する際の分散性に問題が生じることがある。
また、前記ポリマー粒子は、通常2〜100μm、好ましくは4〜80μm、特に好ましくは5〜50μmの範囲の重量平均粒子径を有する。重量平均粒子径が2μmより小さいのものは、上述の調製方法によって得ることが困難であり、一方、重量平均粒子径が100μmを越えるのものは、低収縮化剤としての性能が低く、得られる成形品が表面平滑性に劣ることがある。
さらに、前記ポリマー粒子は、必要に応じて、その表面に無機物質を付着または化学結合させてもよい。これによって、ポリマー粒子を熱硬化性樹脂に混合する際に粘度を低くすることができる。
ポリマー粒子の表面に無機物質を吸着させる方法としては、ポリマー粒子を懸濁液から取り出す際に、ポリマー粒子を洗浄せず、懸濁重合時に分散安定剤として用いたリン酸三カルシウムや炭酸カルシウムをそのまま、ポリマー粒子に付着させる方法を挙げることができる。
また、ポリマー粒子の表面に無機物質を化学的に結合させる方法としては、たとえば、ビニルトリメトキシシランやγ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン等の二重結合を有するシランカップリング剤を、第2段目の反応時に重合性モノマーと共重合させ、得られたポリマー粒子に水酸化アルミニウム等の無機物質を反応させる方法や、予め、上記シランカップリング剤で表面処理した無機物質を第2段目の反応時に添加する方法等を挙げることができる。
本発明では、このようなポリマー粒子(C)は、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、通常1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部の範囲で用いられる。ポリマー粒子の含有量が1重量部未満にすると硬化収縮を十分に抑制することが困難となり、30重量部以上にすると硬化収縮が小さくならず、透明感や光沢が低下する。
補強繊維(D):
本発明に用いられる補強繊維は、アスペクト比が50〜2000、好ましくは70〜1500、より好ましくは70〜1000、特に好ましくは80〜500である。アスペクト比が50より小さいと物性が低下する。また、2000を超えると平滑性が低下する。また、直径は10〜15μm、長さは1〜25mmのものが好ましく用いられる。ここで、前記アスペクト比は繊維長/繊維直径で求められる値である。このような補強繊維として、炭素繊維やガラス繊維が挙げられる。また、炭素繊維やガラス繊維以外の補強繊維としては、公知の再生繊維、合成繊維、天然繊維が挙げられる。たとえば、レーヨンなどからなる再生繊維;ナイロン6、ナイロン66などの脂肪族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリル繊維(PAN)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ビニロンなどの合成繊維;ポリフェニレンスルフィド(PPS)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、ポリオキシメチレン(POM)などの耐熱性の高い高分子からなる繊維;アラミド繊維;全芳香族ポリエステル、ポリイミドなどのいわゆる高弾性率かつ高強度な高分子からなる繊維;ジュート繊維、竹繊維などの天然繊維などが挙げられる。このような補強繊維は、コーティングやメッキして用いることもできる。
これらの補強繊維は、1種単独で、または複数を併用して用いることができる。このような補強繊維は、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、通常0.5〜80重量部、好ましくは1.0〜60重量部、特に好ましくは2〜40重量部の範囲で用いられる。補強繊維の含有量を0.5重量部未満にすると微小クラックが発生することがあり、80重量部を超えると成形品の平滑性が損なわれる。
硬化剤:
本発明に用いられる硬化剤は、使用する熱硬化性樹脂および成形温度に応じて適宜選択することができ、10時間半減期温度が130℃以下、好ましくは110℃以下、より好ましくは105℃以下、特に好ましくは100℃以下、さらに特に好ましくは98℃以下であり、10時間半減期温度が、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上である硬化剤が望ましい。10時間半減期温度が40℃より低いとコンパウンドライフが短くなり、130℃を超えると硬化時間が長くなる。ここで、10時間半減期温度とは、公知の指標であって、熱により硬化剤が分解して、硬化剤の濃度が10時間経過後に初期の半分に減ずるのに必要な温度を意味している。10時間半減期温度が上記範囲にある重合開始剤を用いて特定温度以下で重合反応を行うと、透明性、外観に優れた成形品を得ることができる。このような硬化剤は、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、0.5〜3重量部、好ましくは0.5〜1.5重量部の範囲で用いられる。硬化剤の含有量が0.5重量部未満になると硬化に時間がかかりすぎて実用的でなく、含有量が3重量部を超えると光沢が大きく低下する。具体的には、以下のようなものが挙げられる。
たとえば、ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、アルキルパーエステル、パーカーボネートを用いることができる。これらのうちでは、ジアシルパーオキサイド、アルキルパーエステルを用いることが好ましく、アルキルパーエステルを用いることが特に好ましい。
前記ケトンパーオキサイドとしては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどが挙げられる。
前記ハイドロパーオキサイドとしては、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。
前記ジアシルパーオキサイドとしては、イソブチリルパーオキサイド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トルイル−ベンゾイルパーオキサイドなどが挙げられる。
前記ジアルキルパーオキサイドとしては、コハク酸パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3、トリス(t−ブチルパーオキシ)トリアジンなどが挙げられる。
前記パーオキシケタールとしては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−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、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ビス
(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレリックアシッド−n−ブチルエステルなどが挙げられる。
前記アルキルパーエステルとしては、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオヘプタネート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−アミルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾネート、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチルアジペートなどが挙げられる。
前記パーカーボネートとしては、ジ−3−メトキシブチルパーオキシカーボネート、ジ−3−メチルヘキシルパーオキシカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシカーボネート、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ 2−エチルヘキシルカーボネート
、1,6−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、ジエチルエネグリコール−ビス(t−ブチルパーオキシカーボネート)などが挙げられる。
これらのうち、パーカーボネートでは、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネートなどが好ましい。
ジアシルパーオキサイドでは、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド(62℃)、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド(62℃)、ベンゾイルパーオキサイド、m−トルイル−ベンゾイルパーオキサイド(62℃)などが好ましい。
ジアルキルパーオキサイドでは、コハク酸パーオキサイドなどが好ましい。
アルキルパーエステルでは、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート)、t−ブチルパーオキシイソブチレート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレートなどが好ましく、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカネート、1−シクロヘキシル−1−メチルエ
チルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレートなどがより好ましい。
パーカーボネートでは、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネートなどが好ましい。
これらは、1種単独で、または2種以上を併用して用いることができる。
増粘剤:
本発明に用いられる増粘剤は、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウムなどの2価金属の酸化物や水酸化物、アクリルポリマーなどが用いられる。アクリルポリマーは、特開平5−171022号公報に記載されるアクリルポリマーを好ましく用いることもできる。たとえば、メチルメタクリレートを主成分とするアクリルポリマーであって、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の他の(メタ)アクリル系モノマー、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの多官能架橋モノマーを共重合したものが挙げられる。このようなアクリルポリマーは、メチルメタクリレートの含有量が好ましくは90重量%以上、多官能架橋ポリマーの含有量が好ましくは5重量%以下である。
このような増粘剤は、1種単独で、または2種以上を併用して用いることができる。また、このような増粘剤は、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、通常0.5〜20重量部、好ましくは、金属酸化物や金属水酸化物の場合には0.5〜5重量部、アクリルパウダーの場合には1〜20重量部の範囲で用いられる。
離型剤:
本発明に用いられる離型剤は、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムのような金属石鹸、フッ素系の有機化合物、液体ワックスなどが挙げられる。このような離型剤は、熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、通常1〜10重量部の範囲で用いられる。
その他の添加剤:
本発明では、さらに必要に応じて、重合禁止剤、難燃剤、抗菌剤(有機系および/または無機系)、粘度低下剤、低収縮化剤分離防止剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、潤滑分散剤、チクソ付与剤、チクソ安定剤、顔料、染料等の着色剤、重合促進剤、柄剤(加飾粒)等の添加剤を用いることができる。
重合禁止剤は、可使時間、硬化反応の立ち上がりを調整するために用いられ、p−ベンゾキノン、メチル−t−ブチルハイドロキノン、ハイドロキノンなど公知の重合禁止剤を使用することができる。
顔料としては、酸化チタン、カーボンブラック、弁柄、フタロシアニンブルー等の公知の顔料が用いられる。柄剤としては、酸化アルミニウム、PETフィルム、マイカ、セラミックおよびそれらを着色剤、表面処理剤などでコーティングしたもの、メッキ処理したもの、熱硬化性樹脂と無機フィラーと着色剤などとを熱硬化させて粉砕したもの、着色された有機繊維などが用いられる。
熱硬化性樹脂成形品およびその製造方法
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、前記熱硬化性樹脂組成物を、金型、樹脂型、ガラス型等の型枠に注入し、加圧または常圧下、特定の温度範囲で硬化させることによって得られる。好ましくは、増粘剤を添加して増粘させた、加熱成形用熱硬化性樹脂組成物をBMCやTMCなどとして得た後、公知の圧縮成形法、射出成形法などを用いて得ることができる。
さらに詳しくは、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、前記熱硬化性樹脂組成物を用いて調製したBMCを、SMC用金型などの汎用製品用金型として、製品の外観よりも物性重視の公知の安価な成形品を得るために用いられる金型を用いて成形することにより得られる。この成形品は、透明感、平滑性、光沢において優れた外観を有している。
以下、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の製造方法について、図1〜3に示すSMC用金型を用いた場合を例に説明するが、金型および成形品の形状は、リブ構造を形成できるものであれば、これに限定されるものではない。ここで、「リブ構造」とは、図4および5の構造33に示すような、製品面に対して垂直に入った裏補強の構造であって、表面にかかる荷重を集めて桁に伝える役目と同時に外板および縦通材を支持して断面形状を保つ、または桁間にあって桁間同士の結合を行なっているものをいう。また、上述したように、本発明係る熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、優れた物性を有する成形品を得るために用いられる金型であれば、SMC用金型に限定されないが、特に優れた物性、外観を有する成形品が得られることからSMC用金型が好ましく用いられる。
図1〜3に示すSMC用金型は、凸部を有する雄型1と凹部を有する雌型2とからなり、この雌型2は、上部側周縁部21および底部22にリブ構造形成用溝部23を有する。また、本発明に用いられるSMC用金型の雄型・雌型一対の向きは特に限定されず、たとえば、図1および2に示すように、雄型1が上側および雌型2が下側の状態で使用してもよく、また金型全体を180°回転させて雌2が上側、雄型1が下側の状態でもよい。さらに、前記SMC金型を90°回転した状態で使用してもよい。
前記リブ構造形成用溝部23の最高部の高さは、通常3mm以上、好ましくは5mm以上、より好ましくは10mm以上、特に好ましくは30mm以上が望ましい。リブのテーパーは好ましくは0.5〜5°、より好ましくは1〜3°である。
また、前記SMC用金型は、図3に示すような、下方に屈曲形成された折り返し部を有する上部側周縁フランジ部を形成するための部位25を有し、この折り返し部を形成するための金型面26と鉛直方向とのなす角度(以下、「リム形成部位勾配」という)が好ましくは5°以下、より好ましくは3°以下である。さらに、このようなSMC用金型を用いる場合には成形時の真空操作がほとんど必要なく、金型温度は125〜150℃でスチームによる温度管理が可能である。
また、前記SMC用金型は、シェアエッジが1段であり、雄型1と雌型2の間隔(クリアランス)は約0.1mmである。ここで、「シェアエッジ」とは、金型内に投入された材料が加熱、加圧されて流動する際に型内の空気を有効に排出し、かつ材料の流出を止めることができる構造をいう。
なお、比較のためにBMC用金型について説明すると、シェアエッジは2段が多く、雄型1と雌型2の間隔(クリアランス)は約0.1mm以下であり、リブ構造形成用溝はなく、コーナー半径Rは3mm以上であり、また、リム形成部位勾配は3°以上である場合が多く、型寸法は成形品寸法よりもSMC金型が1〜3mm大きいのに対して、BMC金型3〜5mm大きい。これは、一般的にBMCの方がSMCよりも収縮率が大きいからである。また、このBMC用金型を用いる場合には成形時の真空操作が必要であり、金型は
2〜3段のパッキン構造を有している。さらに、金型温度は100〜135℃であり、スチームでの管理が困難なことがあり、自動ドレン抜出設備を付帯することが多い。
また、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、たとえば増粘剤を添加して増粘させた熱硬化性樹脂組成物を、BMCやTMCなどとして得た後、このBMCやTMCを、公知の加熱圧縮成形法、射出成形法などを用いて、加熱した金型に、適切に加圧しつつ、硬化させることによって製造することができる。
加熱硬化の温度は、180℃未満、好ましくは80℃以上170℃未満、さらに好ましくは90℃以上160℃未満、特に好ましくは100℃以上150℃以下の範囲にあることが望ましい。加熱温度が75℃未満であると硬化速度が低下しすぎて実用的でない場合があり、180℃を超えると、製品外観が低下する。また、上記の温度範囲内で、雄型と雌型に温度差をつけて成形してもよい。
加熱時間は、重合開始剤の10時間半減期温度、成形品の厚さなどにより適宜選択でき、特に限定されない。型締め速度、真空条件などは、従来公知の条件を採用することができる。加熱成形時に加圧する場合は、成形品にかかる圧力は、好ましくは0.3〜20MPa、さらに好ましくは2〜15MPa程度にすることが望ましい。
より好ましい方法は、前記BMCまたはTMCを、加温された雄雌一対の金型に投入し、加圧する加熱圧縮成形法である。このときの金型温度は80〜160℃が好ましく、さらに好ましくは100〜150℃、圧力は10〜120kgf/cm2が好ましい。加圧
の結果、雄型1と雌型2との間の空間24や、雌型2の上部側周縁部21および底部22にあるリブ構造形成用溝部23に、前記BMCが充填され、その後、硬化することによって底部および上部側周縁フランジ部下方にリブ構造を有する成形品が得られる。
このようにして得られた成形品は、たとえば、図4〜6に示すような、底部31と上部側周縁フランジ部32下方にリブ構造33を有する成形品である。ただし、成形品の形状は、リブ構造を有するものであれば、これに限定されるものではない。このリブのテーパーは1〜3°であり、リブ構造の最高部の高さ(たとえば、図7に示す高さL)は、通常3mm以上、好ましくは5mm以上、より好ましくは10mm以上、特に好ましくは30mm以上が望ましい。また、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の全光線透過率は、厚さ4mmの換算値で3%以上30%以下、好ましくは5%以上30%以下、より好ましくは7%以上30%以下、特に好ましくは15%以上30%以下であることが望ましい。全光線透過率が3%より小さいと透明感に劣るように見え、30%を超えると裏面のリブ構造が透けて見えるために、外観に劣り好ましくない。成形品の厚みは3〜5mmであり、厚肉品、たとえばBMC金型成形品に比べて軽量である。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、成形品の上部側周縁に存在する4つのフランジ部のうち、少なくとも1つの上部側周縁フランジ部が下方に屈曲形成された折り返し部34を有する。また、この折り返し部34を有する上部側周縁フランジ部32aは、その全体に折り返し部34を有していてもよく、またその一部に折り返し部34を有していてもよい。
この折り返し部34を有する上部側周縁フランジ部32aにおいて、前記折り返し部34と上部側周縁フランジ部35とのコーナー部の半径(図8に示すコーナー半径R)は3mm以下である。また、前記折り返し部34の内側面と鉛直方向とのなす角度(以下、「成形品リム勾配」という)は好ましくは5°以下、より好ましくは3°以下である。
なお、比較のために、BMC用金型で製造された成形品について説明すると、この成形
品にはリブ構造が存在せず、成形品の厚みは6〜12mmであり、この厚みはSMC金型で製造された成形品よりも厚肉、偏肉部が多く、コーナー半径Rは3mmより大きく、成形品リム勾配は3°以上である。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、住宅設備用部材、具体的には、浴槽、浴室用壁材、浴室用床材、浴室用グレーチング、浴室用天井、シャワーフック、浴槽ハンドグリップ、浴槽エプロン部、浴槽排水栓、浴室用窓枠、排水ピット、浴室扉、浴室扉枠、浴室窓の桟、浴室扉の桟、すのこ、マット、石鹸置き、手桶、風呂椅子、トランスファーボード、浴室用収納棚、浴室用手摺、風呂蓋、浴室用タオル掛け、シャワーチェア、洗面器置き台等の浴室用部材;台所用キッチンバック、台所用床材、シンク、キッチンカウンタ、排水籠、レンジフード、換気扇、コンロのつまみ等の台所用部材;小便器、大便器、便器用トラップ、便器用配管、トイレ用床材、トイレ用壁材、トイレ用天井、ボールタップ、止水栓、紙巻き器、便座、昇降便座、トイレ用扉、トイレ用タオル掛け、便蓋、トイレ用手すり、トイレ用カウンタ、フラッシュバルブ、タンク、洗浄機能付き便座の吐水ノズル等のトイレ用部材;洗面ボウル、洗面トラップ、洗面用収納棚、排水栓、歯ブラシ立て、洗面カウンタ、水石鹸供給器、洗面器、口腔洗浄器、手指乾燥機、回転タイル等の洗面用部材;洗濯槽、洗濯機蓋、洗濯機パン、脱水槽、空調機フィルタ、タッチパネル、人体検知センサーのカバー、シャワーホース、シャワーヘッド、シャワー吐水部、シーラント;競技場などの野外用の椅子、ベンチ、食器トレー、化粧板などに用いられる。
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、浴槽、浴室用床材、浴室用グレーチング、浴室用天井材、浴槽エプロン部、浴槽排水栓、浴室用窓枠、すのこ、浴室用収納棚、シンク、キッチンカウンタ、洗面ボウル等の住宅設備用部材として特に好ましく用いられる。
また、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品は、その裏面を、補強繊維クロス層および/または補強樹脂層で被覆して裏補強されていることが好ましい。ここで、補強樹脂層とは、不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂と補強繊維、補強繊維マットおよび補強繊維クロスから選択される少なくとも1種の補強用材料とからなる層である。前記補強用材料は1種単独で、または2種以上を併用して使用することができる。また、前記補強繊維クロス層および前記補強樹脂層は1種単独で、または2種以上を併用して使用することができる。
これらの被覆方法は特に限定されないが、前記補強樹脂層は、ハンドレーアップ法またはスプレーアップ法で塗布することによって形成させることができる。
また、前記裏補強は、前記熱硬化性樹脂組成物と補強繊維マット、補強繊維クロスおよび補強プリプレグから選択される少なくとも1種の補強用材料とを同時に加熱圧縮成形することによって実施することができる。前記補強用材料は、1種単独で、または2種以上を併用して使用することができる。
補強樹脂層に用いられる不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂は、前記熱硬化性樹脂組成物に用いられる不飽和ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂と同じものを例示することができる。樹脂に含有している重合性ビニルモノマーもスチレンやアクリルモノマーなど、上述したものと同じものを例示できる。補強樹脂に用いられる補強繊維としては、前記熱硬化性樹脂組成物に用いられる補強繊維と同じものを例示できる。補強繊維マットとしては、チョップドストランドマット、フィラメントマットが挙げられる。補強繊維クロスとしては、任意のクロス幅のヤーンクロス、ロービングクロスなどが用いられ、平織、綾織、トルコ朱子織、模写織、からみ織、および熱硬化性樹脂による表面処理品が挙げられる。補強プリプレグとしては、補強繊維マットまたは補強繊維クロスに不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂を含浸したものが挙げられる。
なお、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品に補強繊維層を被覆する際、その密着性をより強固にするためにウレタンポリオールなどのウレタン塗料を、成形品と補強繊維層との間に塗布することが、さらに好ましい。
スプレーアップ法は、ガラスロービングを連続的に定量的に所定の長さに切断しながら吹き付ける装置と、不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂を連続的に可変な必要量を連続的に定量スプレー可能な装置を基本とするスプレーアップ機により積層工程を行う方法である。
ハンドレーアップ法は、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の裏面に、人手により補強繊維、補強繊維マット、補強繊維クロスと不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂を刷毛やローラーで含浸させ、また脱泡しながら所定の厚さまで積層し、硬化後、成形品を得る方法である。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。まず、特定のガラス転移点を有する多相構造のポリマー粒子(C)として実施例で用いるポリマー粒子(a)〜(c)、比較例で用いたポリマー粒子(d)について説明する。ポリマー粒子の製造例において用いる略語は下記のとおりである。
BA n−ブチルアクリレート
MMA メチルメタクリレート
EA エチルアクリレート
SM スチレン
EGMA エチレングリコールジメタクリレート
ALMA アリルメタクリレート
BGA 1,4−ブチレングリコールジアクリレート
DVB 57%ジビニルベンゼン
LPO ラウロイルパーオキサイド
AIBN 2,2'−アゾビスイソブチロニトリル
PVA ケン化度88%ポリビニルアルコール
TCP リン酸三カルシウム
DBN ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
SSS ジオクチルスルホコハク酸エステルナトリウム塩
MPS γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン
ATH 水酸化アルミニウム
DIW 脱イオン水
<ポリマー粒子の製造例>
(ポリマー粒子(a)の製造)
5L容量の重合容器にDIW2000g、TCP50gおよび1%DBN水溶液60gを加え、TKホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて、6000rpmで攪拌しながら、予め、重合開始剤としてLPO5gを溶解させた、BA600g、BGA10gおよびALMA10gからなるモノマー混合液を一括して加えた。1時間分散処理して、モノマー分散液を得た。
この重合容器に撹拌機と還流冷却器を取り付け、窒素気流下、攪拌しながら、70℃に昇温した。そのままで2時間反応を行った後、生成したポリマー粒子の懸濁液からサンプリングを行い、モノマーの重合転化率を測定したところ、96%であった。次いで、得られたポリマー粒子懸濁液を60℃に冷却し、この懸濁液に下記の第2段目の反応のための
モノマー乳化液を10分かけて連続的に添加した。
(第2段目の反応のためのモノマー乳化液)
SM 400g
DVB 3g
AIBN 4g
1%SSS水溶液 100g
DIW 100g
重合が始まって、発熱ピークが観測された時点で80℃まで昇温し、3時間熟成反応を行った。得られた懸濁液を室温まで冷却した後、遠心分離機を用いて脱水洗浄し、さらに、60℃にて一昼夜、送風乾燥して、粒子間に凝集のないポリマー粒子(a)980gを得た。コールターマルチサイザーII(コールター(株)製)にてポリマー粒子(a)の重量平均粒子径を測定したところ、17μmであった。また、DSC測定から、ゴム状ポリマーのガラス転移温度は−40℃であり、ガラス状ポリマーのガラス転移温度は120℃であった。
(ポリマー粒子(b)の製造)
5L容量の重合容器にDIW2000g、TCP50gおよび1%DBN水溶液60gを加え、TKホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて、5000rpmで攪拌を行いながら、予め、重合開始剤としてLPO6gを溶解させた、BA600g、BGA1.2gおよびALMA1.2gからなるモノマー混合液を一括して加えた。1時間分散処理して、モノマー分散液を得た。
この重合容器に撹拌機と還流冷却器を取り付け、窒素気流下、攪拌しながら、70℃に昇温した。そのままで2時間反応を行った後、生成したポリマー粒子の懸濁液からサンプリングを行って、モノマーの重合転化率を測定したところ、96%であった。次いで、得られたポリマー粒子懸濁液を60℃に冷却し、この懸濁液に下記の第2段目の反応のためのモノマー乳化液を10分かけて連続的に添加した。
(第2段目の反応のためのモノマー乳化液)
SM 400g
DVB 8g
AIBN 4g
1%SSS水溶液 100g
DIW 100g
重合が始まって、発熱ピークが観測された時点で80℃まで昇温し、3時間熟成反応を行った。この後、MPS1gにて表面処理したATH100gを添加した。80℃でさらに2時間反応を行った後、室温まで冷却し、35%塩酸100gを添加して、TCPを溶解させた。得られた懸濁液を遠心分離機を用いて脱水洗浄し、さらに、60℃にて一昼夜、送風乾燥して、粒子間に凝集のないポリマー粒子(b)960gを得た。コールターマルチサイザーII(コールター(株)製)にてこのポリマー粒子(b)の重量平均粒子径を測定したところ、18μmであった。また、DSC測定から、ゴム状ポリマー相のガラス転移温度は−40℃であり、ガラス状ポリマー相のガラス転移温度は120℃であった。
(ポリマー粒子(c)の製造)
5L容量の重合容器にDIW1500gと5%PVA水溶液250gを加え、TKホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて、4000rpmで攪拌しながら、予め、重合開始剤としてLPO6gを溶解させた、BA600g、BGA12gおよびALMA12gからなるモノマー混合液を一括して加え、1時間分散処理して、モノマー分散液を得た。
この重合容器に撹拌機と還流冷却器を取り付け、窒素気流下、攪拌しながら、70℃に昇温した。そのままで2時間反応を行った後、生成したポリマー粒子の懸濁液からサンプリングを行い、モノマーの重合転化率を測定したところ、95%であった。次いで、得られたポリマー粒子の懸濁液を60℃に冷却し、この懸濁液に下記の第2段目の反応のためのモノマー乳化液を10分かけて連続的に添加した。
(第2段目の反応のためのモノマー乳化液)
MMA 400g
EA 40g
EGMA 10g
AIBN 3g
1%SSS水溶液 100g
DIW 100g
重合が始まって、発熱ピークが観測された時点で80℃まで昇温し、3時間熟成反応を行った。得られた懸濁液を室温まで冷却した後、遠心分離機を用いて脱水洗浄し、さらに、60℃にて一昼夜、送風乾燥して、粒子間に凝集のないポリマー粒子(c)940gを得た。コールターマルチサイザーII(コールター(株)製)にて、このポリマー粒子(c)の重量平均粒子径を測定したところ、20μmであった。また、DSC測定から、ゴム状ポリマー相のガラス転移温度は−40℃であり、ガラス状ポリマー相のガラス転移温度は113℃であった。
<ポリマー粒子比較製造例>
(ゴム状部分を有しないポリマー粒子(d)の製造)
5L容量の重合容器内にDIW2000g、TCP60gおよび1%DBN水溶液60gを加え、TKホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて、6000rpmで攪拌を行いながら、予め、重合開始剤としてLPO10gを溶解させた、SM1000gとDVB4gからなるモノマー混合液を一括して加えた。1時間分散処理して、モノマー分散液を得た。
この重合容器に撹拌機と還流冷却器を取り付け、窒素気流下、攪拌しながら、80℃に昇温し、そのまま3時間反応を行った。この後、室温まで冷却し、得られたポリマー粒子の懸濁液を遠心分離機を用いて脱水洗浄し、さらに、60℃にて一昼夜、送風乾燥して、粒子間に凝集のないポリマー粒子(d)960gを得た。コールターマルチサイザーII(コールター(株)製)にてポリマー粒子(d)の重量平均粒子径を測定したところ、17μmであった。また、ポリマー粒子(d)はガラス状ポリマーからなり、DSC測定から、そのガラス転移温度は120℃であった。
[実施例1]
不飽和ポリエステル樹脂(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:P−360、スチレンモノマー含有率=40%)90重量部、低収縮化剤としてポリマー粒子(a)(2相構造、各相のTg=−40℃および120℃、平均粒径17μm)10重量部、水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、商品名:CW325B、アスペクト比=1.48)200重量部、内部離型剤(ステアリン酸亜鉛、日本油脂(株)製)5重量部、硬化剤(日本油脂(株)製、パーキュアHI)1重量部、増粘剤(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:ポリホープ増粘剤:24%酸化マグネシウムのペースト)4重量部、グレートナー(東洋インキ(株)製)5重量部、および補強繊維として3mmチョップドガラス(日東紡(株)製、CS3E−227、アスペクト比=231(=3000μm/13μm))20重量部を、双腕型ニーダーで混練し、餅状のBMCを調整した。このBMCを40℃で24時間熟成させ、タックフリーの成形可能な硬さに調節した。
図1および2に示すSMC用浴槽金型を用いて、BMC30kg、金型温度は、雄型が145℃、雌型が125℃で、面圧10MPaで加熱圧縮成形した。10分で硬化し、SMC浴槽成形品を得た。ここで用いたSMC用金型は、底面リブ高さは40mm、上部側周縁部の最高リブ高さは70mm、リム形成部位勾配が1°である。
また、BMCを300mm角の金型で上記と同一条件で成形し、板厚3mmの平板を得た。これを用いて、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
物性測定方法は次の通りである。
(全光線透過率)
全光線透過率は、JIS K7105 5.5の基準に準じて測定し、次式に従い、厚さ4mmの換算値として評価した。
全光線透過率(厚さ4mm換算値)
=(原板の厚さ(mm))×(原板の全光線透過率)/4
(硬化収縮率)
硬化収縮率は、JIS K6911に記載の方法に準拠して測定した。
(成形クラック割合)
成形クラックは、図1〜3に示す金型を用いて、10台の成形品を製造し、クラックを目視により観察し、その台数から成形クラック発生割合を算出した。
(色むら)
色むらは、目視により監察した。
評価基準:
○:色むらは見られず
×:色むらが目立つ
(光沢)
光沢度は、JIS K7105 5.2準拠して、入射角60度、検出角60度の条件で行った。
(平滑性)
平滑性は、表面平滑性測定機「スーパーi」(神戸製鋼(株)製)を用いて評価した。
評価基準:
◎:SURF INDEX<50
○:50≦SURF INDEX<200
×:200≦SURF INDEX
(曲げ強度)
曲げ強度は、JIS K7055に準拠して、下記の条件にて曲げ試験を行い、曲げ強
度を求めた。
試験条件:
試験片:6.4mm(厚さ)×12.7mm(幅)×127mm(長さ)
スパン間:100mm
曲げ速度:2mm/分
測定温度:23℃
(アイゾット衝撃強度)
アイゾット衝撃強度は、JIS K7110に準拠して、下記の条件にて衝撃試験を行
って求めた。
試験条件:
試験片:12.7mm(幅)×6.4mm(厚さ)×64mm(長さ)
ノッチ:機械加工
測定温度:23℃
[実施例2]
不飽和ポリエステル樹脂の代わりにビニルエステル樹脂(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:VH43CT40、スチレンモノマー含有率=50%)90重量部を用い、低収縮化剤としてポリマー粒子(a)の代わりにポリマー粒子(b)(2相構造、各相のTg=−40℃および120℃、平均粒径18μm)10重量部を用い、水酸化アルミニウム(アスペクト比=1.48)を200重量部の代わりに250重量部用い、補強繊維として3mmチョップドガラスの代わりに6mmチョップドガラス(日東紡(株)製、CS6E−227、アスペクト比=462(=6000μm/13μm))を用い、硬化剤としてパーキュアHIの代わりにパーへキシルHO(日本油脂(株)製、)1重量部を用いた以外は、実施例1と同様にしてSMC浴槽成形品および試験片を成形し、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
[実施例3]
ビニルエステル樹脂の代わりにアクリル樹脂(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:アクレストHKY−100)90重量部を用い、低収縮化剤としてポリマー粒子(b)の代わりにポリマー粒子(c)(2相構造、各相のTg=−40℃および113℃、平均粒径20μm)10重量部を用い、金型温度を雄型が125℃、雌型が105℃にした以外は、実施例2と同様にして成形品および試験片を成形し、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
参考例1
不飽和ポリエステル樹脂(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:P−360、スチレンモノマー含有率=40%)90重量部、低収縮化剤としてポリマー粒子(a)(2相構造、各相のTg=−40℃および120℃、平均粒径17μm)15重量部、水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、商品名:CW325B、アスペクト比=1.48)200重量部、内部離型剤(ステアリン酸亜鉛、日本油脂(株)製)5重量部、硬化剤(日本油脂(株)製、パーキュアHI)1重量部、増粘剤(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:ポリホープ、増粘剤:24%酸化マグネシウムのペースト)4重量部、およびグレートナー(東洋インキ(株)製)5重量部を、公知のTMC含浸機に供給し、ロービングガラス(日東紡(株)製、商品名:PG580)を6mmにカットしたもの(アスペクト比=462)60重量部を十分に含浸させてTMCを調製した。このTMCを40℃で48時間熟成させ、タックフリーの成形可能な硬さに調節した。
[比較例1]
不飽和ポリエステル樹脂を90重量部の代わりに80重量部を用い、低収縮化剤としてポリマー粒子(a)の代わりにポリスチレンのスチレンモノマー溶液(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:ポリホープ9965、1相構造、Tg=80℃、非粒子)20重量部を用いた以外は実施例1と同様にして成形品および試験片を成形し、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
[比較例2]
ビニルエステル樹脂の代わりに不飽和ポリエステル樹脂85重量部を用い、低収縮化剤としてポリマー粒子(b)の代わりにポリマー粒子(d)(1相構造、Tg=120℃、平均粒径17μm)15重量部を用いた以外は実施例2と同様にして成形品および試験片を成形し、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
[比較例3]
アクリル樹脂を90重量部の代わりに80重量部用い、低収縮化剤としてポリマー粒子(c)の代わりにポリホープ9965(ジャパンコンポジット(株)製)20重量部を用いた以外は実施例3と同様にして成形品および試験片を成形し、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
[比較例4]
不飽和ポリエステル樹脂80重量部、ポリホープ9965(ジャパンコンポジット(株)製)20重量部、水酸化アルミニウム(住友化学(株)製、商品名:CW325B)140重量部、内部離型剤(ステアリン酸亜鉛、日本油脂(株)製)5重量部、硬化剤(日本油脂(株)製、パーキュアHI)1重量部、グレートナー(東洋インキ(株)製)5重量部、および増粘剤(ジャパンコンポジット(株)製、商品名:ポリマール増粘剤:24%酸化マグネシウムのペースト)4重量部を加えて2分攪拌後、直ちにSMC慣用の含浸機に供給し、ロービングガラス(日東紡(株)製、商品名:PG580)を1インチにカットしたもの(アスペクト比=1885(=1インチ/13μm))82重量部を十分に含浸させて、SMCを調整した。このSMCを40℃で48時間熟成させ、タックフリーの成形可能な硬さに調節した。
図1および2に示すSMC用金型を用いて、SMC30kg、金型温度は、雄型が145℃、雌型が125℃で、面圧10MPaで加熱圧縮成形した。10分で硬化し、成形品を得た。
また、SMCを300mm角の金型で上記と同一条件で成形し、板厚3mmの平板を得た。これを用いて、各種物性を測定した。結果を表1に示す。
Figure 0004804710
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物を用いることによって、強度や外観などの物性に優れたBMC成形品をより安価に製造することができる。また、本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、新たな金型を作製することなく、従来よりも優れた物性を有する成形品を製造することができ、経済性に優れている。
SMC金型の側面断面図の一例である。 図1に記載のSMC金型の正面断面図である。 図2に記載の下方に屈曲形成された折り返し部を有する上部側周縁フランジ 部を形成するための部位25の拡大図である。 図1に記載のSMC金型により成形された成形品の側面断面図である。 図4に記載の成形品の正面断面図である。 図4に記載の成形品の上面図である。 図5に記載の下方に屈曲形成された折り返し部を有する上部側周縁フランジ 部32aの拡大図である。 図7に記載のコーナー部36の拡大図である。
符号の説明
1 凸部を有する雄型
2 凹部を有する雌型
21 上部側周縁部
22 金型底部
23 リブ構造形成用溝部
24 加圧状態の雄型1と雌型2との間の空間24
25 下方に屈曲形成された折り返し部を有する上部側周縁フランジ部を形成するための部位
26 折り返し部を形成するための金型面
27 上部側周縁フランジ部を形成するための金型面
31 成形品底部
32 上部側周縁フランジ部
32a 下方に屈曲形成された折り返し部を有する上部側周縁フランジ部
33 リブ構造
34 折り返し部
35 上部側周縁フランジ部
36 コーナー部
L リブ高さ(リブ最高部の高さ)
R コーナー部の半径

Claims (6)

  1. 熱硬化性樹脂(A)を100重量部と、該熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、アスペクト比が30以下の充填材(B)200〜400重量部と、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有し、且つ前記ゴム状ポリマー相および前記ガラス状ポリマー相の両相とも2個以上のビニル基を有する多官能性モノマーで架橋されており、重量平均粒子径が2〜100μmの範囲にあるポリマー粒子(C)1〜30重量部と、アスペクト比が80〜500の補強繊維(D)2〜40重量部とを含有する熱硬化性樹脂組成物を混練して得られるバルクモールディングコンパウンドを、
    シートモールディングコンパウンド用浴槽金型を用いて加熱圧縮成形することによって形成された熱硬化性樹脂浴槽成形品であって、
    浴槽成形品に、最高部の高さが30mm以上であるリブ構造が形成されており、
    上部側周縁フランジ部の少なくとも1辺が下方に屈曲形成された折り返し部を有し、
    該折り返し部を有する上部側周縁フランジ部が、該折り返し部の内面と鉛直方向とのなす角度が3°以下である部位を少なくとも1つ有することを特徴とする熱硬化性樹脂浴槽成形品。
  2. 全光線透過率が、厚さ4mmの換算値で3%以上30%以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性樹脂浴槽成形品。
  3. 請求項1または2に記載の熱硬化性樹脂浴槽成形品の裏面が、下記(i)および/また
    は(ii)の層で被覆されていることを特徴とする熱硬化性樹脂浴槽成形品。
    (i)補強繊維クロス層
    (ii)不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂と補強繊維、補強繊維マットおよび補強繊維クロスから選択される少なくとも1種の補強用材料とからなる補強樹脂層
  4. 熱硬化性樹脂(A)を100重量部と、該熱硬化性樹脂(A)100重量部に対して、アスペクト比が30以下の充填材(B)200〜400重量部と、ガラス転移点が20℃以下のゴム状ポリマー相とガラス転移点が50℃以上のガラス状ポリマー相とからなる多相構造を有し、且つ前記ゴム状ポリマー相および前記ガラス状ポリマー相の両相とも2個
    以上のビニル基を有する多官能性モノマーで架橋されており、重量平均粒子径が2〜100μmの範囲にあるポリマー粒子(C)1〜30重量部と、アスペクト比が80〜500の補強繊維(D)2〜40重量部とを含有する熱硬化性樹脂組成物を混練してバルクモールディングコンパウンドを調製し、
    凸部を有する雄型と凹部を有する雌型とからなり、前記雌型の上部側周縁部および/または底部にリブ構造形成用溝部を有する、シートモールディングコンパウンド用浴槽金型を用いて、
    前記バルクモールディングコンパウンドを加熱圧縮成形することによって、底部および/または上部側周縁フランジ部下方にリブ構造が形成された浴槽成形品を得ることを特徴とする熱硬化性樹脂浴槽成形品の製造方法。
  5. さらに、熱硬化性樹脂浴槽成形品の裏面に、不飽和ポリエステル樹脂および/またはビニルエステル樹脂と補強繊維、補強繊維マットおよび補強繊維クロスから選択される少なくとも1種の補強用材料とからなる補強樹脂層を、ハンドレーアップ法またはスプレーアップ法により塗布することを特徴とする請求項に記載の熱硬化性樹脂浴槽成形品の製造方法。
  6. 加熱圧縮成形用材料を加熱圧縮成形する際に、前記加熱圧縮成形用材料と補強繊維マット、補強繊維クロスおよび補強用プリプレグから選択される少なくとも1種の補強用材料とを同時に加熱圧縮成形することを特徴とする請求項に記載の熱硬化性樹脂浴槽成形品の製造方法。
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JP5424549B2 (ja) * 2007-10-03 2014-02-26 三菱レイヨン株式会社 繊維強化樹脂製構造体の製造方法
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EP3656806A4 (en) * 2017-07-20 2020-07-08 Mitsubishi Chemical Corporation SHEET MOLDING COMPOUND, FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL, AND PROCESS FOR PRODUCING FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL
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