JP4917773B2 - 木材被覆複合体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
以下に本発明を詳述する。
上記木材被覆複合体としては、例えば、フィルム、シートを含むプラスチック成型品、家電製品、鋼製品、大型構造物、自動車、船舶、建築、建材、表示物、機械、器具、産業機器、ガラス製品、各種工業製品、家具、楽器等の様々な分野で使用することができる。中でも、自動車の内装部品に用いることが特に好ましく、このような自動車内装部品用木材被覆複合体もまた、本発明の好適な形態の1つである。
なお、このような接着剤による載置方法の他、インサート成形法により載置することも可能である。具体的には、例えば、化粧単板を射出成形金型内に配置し、上述したABS等の合成樹脂を射出してインサート成形することにより、プラスチック基材上に化粧単板を載置することができる。
上記不飽和ポリエステル樹脂において、不飽和ポリエステルは、その重量平均分子量と酸価との積が20万〜160万であることが好適である。20万未満であると、短時間で充分に増粘できないおそれがあり、160万を超えると、ハンドリング性を向上することができず、均一な増粘物を得ることができないおそれがある。より好ましい範囲は25万〜150万であり、更に好ましい範囲は30万〜120万である。
なお、酸価は、JIS K0070−1992に準拠して求めることができ、また、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーション(GPC)装置を用いることにより求めることができる。GPC測定条件としては、例えば、以下のようにすることが可能である。
(GPC測定条件)
GPC測定装置:高速GPC装置(商品名「HLC−8120 GPC」、東ソー社製)
検出器:示差屈折計
カラム:TSK gel Super HM−H
TSK gel Super H−2000
溶媒:THF(テトラヒドロフラン)、流量0.6ml/min
試料濃度:0.5質量%
注入量:100μl/回
なお、標準サンプルとしてポリスチレンオリゴマー(商品名「TSKスタンダードポリスチレン」、東ソー社製)を用い、上記GPC測定条件における検量線を作成して求める。
上記多塩基酸成分としては、グリコール成分及び/又はエポキシ化合物成分に含まれる水酸基及び/又はエポキシ基と反応してエステル結合を生成することができる置換基を2つ以上有する化合物であればよく、不飽和多塩基酸を必須とし、その一部を飽和多塩基酸に置き換えて使用してもよい。
上記不飽和多塩基酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、アコニット酸、イタコン酸等のα,β―不飽和多塩基酸;ジヒドロムコン酸等のβ,γ―不飽和多塩基酸;これらの酸の無水物;これらの酸のハロゲン化物;これらの酸のアルキルエステル等の1種又は2種以上を使用することができる。
上記エポキシ化合物成分としては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、3,4−エポキシ−1−ブテン、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等の1種又は2種以上を使用することができる。
上記不飽和結合を有するグリコール成分及び/又はエポキシ化合物成分としては、例えば、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールエタンモノアリルエーテル、トリメチロールエタンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、グリセリンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の1種又は2種以上を使用することができる。
上記アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレートの含有比率は、不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して金属成分量で0.05〜1.5重量部であることが好適である。0.05重量部未満であると、充分な増粘性が得られないおそれがあり、1.5重量部を超えると、増粘反応時に副生成物として生じる遊離のアルコール量が増えすぎて、熱プレス時に発泡して塗膜に気泡が残るおそれがあるとともに、塗膜の耐久性や強度等の各種物性に優れた複合体を得ることができないおそれがある。より好ましい下限は0.1重量部、上限は1.0重量部であり、更に好ましい下限は0.15重量部、上限は0.5重量部である。
(1)天然ワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木蝋、ホホバ油等の植物系ワックス;密蝋、ラノリン、鯨蝋等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス等が挙げられる。
(2)合成ワックスとしては、例えば、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素;モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体等の変性ワックス;動物性油脂の誘導体;カルボキシル基含有単量体とオレフィンとの共重合体;硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体等の水素化ワックス;ステアリン酸、ドデカン酸、ステアリン酸オクタデシル等の炭素数12以上の脂肪酸及びその誘導体;アルキルフェニールや高級アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドが付加したアルコール類等が挙げられる。
(3)その他のものとしては、例えば、天然ワックスや合成ワックス等の配合ワックス等が挙げられる。これらの中でも、パラフィンワックスを用いることが好ましい。
上記空気乾燥性付与剤の使用量は特に限定されないが、不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して、上限を1重量部とすることが好ましい。より好ましくは、上限が0.3重量部である。
上記重合禁止剤は、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、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン等のハイドロキノン類;ベンゾキノン、メチル−p−ベンゾキノン等のベンゾキノン類;t−ブチルカテコール等のカテコール類;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4−メトキシフェノール等のフェノール類;フェノチアジン、ナフテン酸銅等が好適である。
上記消泡剤としては、シリコン系等の他、市販の高分子系消飽剤その他添加剤を用いることができる。
上記アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレート以外の増粘剤としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛等の多価金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の多価金属水酸化物;多官能イソシアネート等が好適であり、塗膜の透明感を失わない範囲で添加してもよい。
上記増粘助剤としては、例えば、水、アルコール、微粉シリカ等が好適である。
上記無機骨材としては、珪砂、シリカ、クレー、ベントナイト、水酸化アルミニウム、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等の無機粉体等が好適である。不活性粉体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂硬化物、ゴム、木材等の粉体及び/又は粉砕物等が好適である。
上記着色剤としては、例えば、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挙げられ、塗膜の透明感を失わない範囲で添加してもよい。
上記柄剤としては、例えば、酸化アルミニウム、PETフィルム、マイカ、セラミック及びそれらを着色剤、表面処理剤等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等とを熱硬化させて粉砕したもの等が挙げられる。
なお、木材被覆複合体において化粧単板の木目の美しさをより一層表出するためには、上述したような、ある程度の塗膜厚みを有し、かつ、その塗膜が均一なものであることが好ましいが、熱圧プレスにより充分な塗膜厚みを確保するためには、樹脂をゲル状に増粘することが必要であり、また、そのゲル状物が均一なものであることを要することとなる。これは、樹脂が液状であると、プレス時に隙間から型外に漏れてしまい、塗膜厚がほとんど残らないうえ、生じ得る泡を押し出すことができず、塗膜に気泡が残存することがあるからである。本発明では、このような点が解消され、均一な塗膜を得るための増粘物を短時間で得ることが可能である。
上記不飽和ポリエステル樹脂組成物の使用量としては、該樹脂組成物からなる層の厚みや、ハンドリング性等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
上記金型としては、通常使用されるものを用いることができ、その大きさ等も複合体の用途等に応じて適宜選択すればよい。
上記熱圧プレス工程において、金型温度としては、使用する基材の耐熱温度や、樹脂の種類等に応じて適宜設定すればよく、例えば、80〜160℃であることが好適である。160℃を超えると、化粧単板や塗膜が変色するおそれがあり、80℃未満であると、充分に硬化することができないおそれがある。上限値は140℃であることがより好ましく、下限値は85℃であることがより好ましい。
また加圧圧力としては、5〜100kg/cm2であることが好適である。100kg/cm2を超えると、クラック、変形等の要因となるおそれがあり、5kg/cm2未満であると、化粧単板上に樹脂組成物がより均一に広がらないおそれがあり、塗膜表面に気泡が生じたりするおそれがある。上限値は80kg/cm2であることがより好ましく、更に好ましくは、60kg/cm2である。また、下限値は10kg/cm2であることがより好ましい。
上記熱圧プレスに要する時間としては特に限定されないが、例えば、10分以下とすることが好適である。10分を超えると、工業製品の生産サイクル上、より好適な手法とすることができないおそれがある。より好ましくは、5分以下である。
上記冷却工程において、冷却方法としては特に限定されないが、例えば、加圧状態を保持した状態で、そのまま放置したり、流水を用いて冷却したりすることが可能である。また、上記冷却に要する時間としては、冷却前後の温度差に応じて適宜設定すればよい。
以下の製造例等において、数平均分子量及び重量平均分子量は、上述したGPC測定条件により測定した。また、酸価は、上述したように、JIS K0070−1992に準拠して求めた。
温度計、攪拌機、ガス導入管及び冷却管を備えた反応器に、無水マレイン酸686g、無水フタル酸444g、プロピレングリコール380g及びジプロピレングリコール737gを仕込んで反応溶液とした。この反応溶液を、窒素ガス気流下、210℃まで加熱し、生成する縮合水を系外に取り除きながら、所定の方法により測定した酸価が10mgKOH/gとなるまで、15時間エステル化反応を行った。その後、上記反応器内の反応溶液を90℃まで冷却して反応を終了させ、反応生成物として不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの重量平均分子量は31100であった。次いで、この不飽和ポリエステルに重合禁止剤としてのハイドロキノン0.3gとラジカル重合性単量体としてのスチレン684gを投入し、混合することにより粘度98ポイズ(1ポイズ=1×10−1Pa・s)の不飽和ポリエステル樹脂Aを得た。
温度計、攪拌機、ガス導入管及び冷却管を備えた反応器に無水マレイン酸735g、イソフタル酸410g、ジエチレングリコール424g及びジプロピレングリコール697gを仕込んで反応溶液とした。この反応溶液を、窒素ガス気流下、215℃まで加熱し、生成する縮合水を系外に取り除きながら、所定の方法により測定した酸価が20mgKOH/gとなるまで、19時間エステル化反応を行った。その後、上記反応器内の反応溶液を90℃まで冷却して反応を終了させ、反応生成物として不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの重量平均分子量は41700であった。次いで、この不飽和ポリエステルに重合禁止剤としてのハイドロキノン0.3gとラジカル重合性単量体としてのスチレン875gを投入し、混合することにより粘度34ポイズの不飽和ポリエステル樹脂Bを得た。
温度計、攪拌機、ガス導入管及び冷却管を備えた反応器に無水マレイン酸686g、無水フタル酸444g、プロピレングリコール418g及びジプロピレングリコール737gを仕込んで反応溶液とした。この反応溶液を、窒素ガス気流下、210℃まで加熱し、生成する縮合水を系外に取り除きながら、所定の方法により測定した酸価が30mgKOH/gとなるまで、8時間エステル化反応を行った。その後、上記反応器内の反応溶液を90℃まで冷却して反応を終了させ、反応生成物として不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの重量平均分子量は5200であった。次いで、この不飽和ポリエステルに重合禁止剤としてのハイドロキノン0.3gとラジカル重合性単量体としてのスチレン684gを投入し、混合することにより粘度18ポイズの不飽和ポリエステル樹脂Cを得た。
温度計、攪拌機、ガス導入管及び冷却管を備えた反応器に無水マレイン酸686g、無水フタル酸444g、プロピレングリコール418g及びジプロピレングリコール737gを仕込んで反応溶液とした。この反応溶液を、窒素ガス気流下、210℃まで加熱し、生成する縮合水を系外に取り除きながら、所定の方法により測定した酸価が3.0mgKOH/gとなるまで、18時間エステル化反応を行った。その後、上記反応器内の反応溶液を90℃まで冷却して反応を終了させ、反応生成物として不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの重量平均分子量は28700であった。次いで、この不飽和ポリエステルに重合禁止剤としてのハイドロキノン0.3gとラジカル重合性単量体としてのスチレン684gを投入し、混合することにより粘度90ポイズの不飽和ポリエステル樹脂Dを得た。
温度計、攪拌機、ガス導入管及び冷却管を備えた反応器に無水マレイン酸686g、無水フタル酸444g、プロピレングリコール380g及びジプロピレングリコール670gを仕込んで反応溶液とした。この反応溶液を、窒素ガス気流下、215℃まで加熱し、生成する縮合水を系外に取り除きながら、所定の方法により測定した酸価が33mgKOH/gとなるまで、18時間エステル化反応を行った。その後、上記反応器内の反応溶液を90℃まで冷却して反応を終了させ、反応生成物として不飽和ポリエステルを得た。この不飽和ポリエステルの重量平均分子量は54800であった。次いで、この不飽和ポリエステルに重合禁止剤としてのハイドロキノン0.3gとラジカル重合性単量体としてのスチレン684gを投入し、混合することにより粘度175ポイズの不飽和ポリエステル樹脂Eを得た。
製造例Aで得た不飽和ポリエステル樹脂A100部に対し、増粘剤としてエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(アルミ金属分9.9%)2.5部(アルミ金属分0.25部)と、硬化剤(商品名「パーロイルTCP」、日本油脂社製)1部をスチレン2部に溶解した溶液とを添加混合し、室温にて約6時間放置し、樹脂組成物を得た。なお、このときの増粘性を目視にて評価した。結果を表1に示す。
直径188mmの丸形盆状型の金型上に、化粧単板付き合板(直径184mm)を置き、その上に、上述のようにして得た樹脂組成物約110gをチャージし、金型温度(熱圧プレス金型温度)100℃、プレス圧20kg/cm2にて5分間成形を行った後、脱型した。このようにして得られた木材被覆複合体について、塗膜厚みを測定し、また、目視にて樹脂塗膜中の気泡の有無を確認した。結果を表1に示す。
その後、樹脂塗膜表面を、♯400サンドペーパー、♯800サンドペーパーの順で研磨後、コンパウンドで研磨した(なお、この研磨工程を研磨(1)とする。)。研磨(1)後の塗膜外観を目視にて以下のように評価した。結果を表1に示す。
(研磨後の塗膜外観)
〇:塗膜が一様に透明であり、ムラが無い。
×:塗膜の透明性にムラがある。
不飽和ポリエステル樹脂及びエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートの使用量(アルミ金属分量)を表1のようにした他は、実施例1と同様にして樹脂組成物及び木材被覆複合体を得た。樹脂組成物の増粘性、並びに、木材被覆複合体の塗膜厚み、樹脂塗膜中の気泡の有無及び研磨後の塗膜外観を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
直径188mmの丸形盆状型の金型上に、化粧単板付き合板(直径184mm)を置き、その上に、実施例1で得た樹脂組成物約110gをチャージし、金型温度100℃、プレス圧20kg/cm2にて5分間成形を行った。その後、プレス圧を保持したまま冷却し(冷却は7℃の水を流して行った。)、脱型した。冷却時間、脱型時の金型温度及び脱型時の塗膜表面温度は、表2のとおりである。
得られた木材被覆複合体について、実施例1と同様に塗膜厚み及び樹脂塗膜中の気泡の有無を評価した。また、塗膜表面平滑性を以下のように評価した。
(塗膜表面平滑性)
◎:鏡面状態でオレンジピール無し。研磨の必要無し。
〇:ごく僅かにオレンジピール発生。コンパウンドのみの研磨で◎レベルとなる。
△:オレンジピールが目立つ。♯800サンドペーパーで研磨後、コンパウンドで研磨すると◎レベルとなる。
×:オレンジピールが非常に目立つ。♯400サンドペーパー、♯800サンドペーパーの順で研磨後、コンパウンドで研磨すると◎レベルになる。
その後、塗膜表面平滑性評価による研磨レベルにて研磨した(なお、この研磨工程を研磨(2)とする。)。研磨(2)後の塗膜外観を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
Claims (2)
- 不飽和ポリエステル樹脂組成物を化粧単板上に載置し、熱圧プレスにより成形して得られる木材被覆複合体であって、
該不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル80〜50質量%及び重合性単量体20〜50質量%を含む不飽和ポリエステル樹脂と、アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレートとを含有してなり、
該不飽和ポリエステルは、重量平均分子量と酸価との積が20万〜160万であり、
該アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレートは、不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して金属成分量で0.05〜1.5重量部であることを特徴とする木材被覆複合体。 - 不飽和ポリエステル樹脂組成物を化粧単板上に載置し、熱圧プレスにより成形して得られる木材被覆複合体の製造方法であって、
該製造方法は、不飽和ポリエステル樹脂組成物を、金型温度80〜160℃、圧力5〜100kg/cm2にて硬化させた後、加圧状態を保持した状態で該金型温度を40℃以上冷却し、脱型させる方法であり、
該不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル80〜50質量%及び重合性単量体20〜50質量%を含む不飽和ポリエステル樹脂と、アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレートとを含有してなり、
該不飽和ポリエステルは、重量平均分子量と酸価との積が20万〜160万であり、
該アルミニウムキレート及び/又はアルミニウムアルコレートは、不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対して金属成分量で0.05〜1.5重量部であることを特徴とする木材被覆複合体の製造方法。
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