JP7227683B2 - 抗菌性複合成形体とその製造方法 - Google Patents
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Description
繊維強化樹脂成形体は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグやシートモールディングコンパウンド(SMC)などの繊維強化樹脂材を、加熱・圧縮することにより製造されている。特に、繊維強化樹脂成形体にリブやボスなどの複雑形状が要求される場合、成形の容易性からシートモールディングコンパウンドが使用されることが多い。
また、抗菌性を付与した表面材を金型内に正確に位置決めして配置し、その上にシートモールディングコンパウンド等の成形材料を配置して成形する方法では、金型内での成形材料の流動長が長い場合、成形材料の流動によって表面材が破れることがあり、良好な抗菌性が得られなくなる。
図1に示す抗菌性複合成形体10は、基材11とその一面側に形成された抗菌性樹脂21とよりなる。
本発明における抗菌剤含有熱硬化性樹脂は、シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面に付着して、シート状繊維強化樹脂材と共に圧縮された際にシート状繊強化成形材の熱硬化性樹脂の硬化剤と混ざり合うため、硬化剤を含まなくても、シート状繊強化成形材の熱硬化性樹脂に含まれる硬化剤によって硬化することができる。その場合、抗菌剤含有熱硬化性樹脂に用いられる熱硬化性樹脂は、シート状繊維強化樹脂材の熱硬化性樹脂に含まれる硬化剤によって硬化する樹脂とされる。抗菌剤含有熱硬化性樹脂は、硬化剤を含まないことにより、使用するまでの間に硬化反応が進行するポットライフの問題が無くなり、安定した性能が得られる。
抗菌剤含有熱硬化性樹脂を付着させる方法には、第1の付着方法と第2の付着方法がある。
第1の付着方法は、シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に、抗菌剤含有熱硬化性樹脂を塗布する。
第2の付着方法は、金型の少なくとも一型面に抗菌剤含有熱硬化性樹脂を塗布し、シート状繊維強化樹脂材を金型にセットし、前記型面に塗布されている抗菌剤含有熱硬化性樹脂を、シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に接触させて付着させる。金型は、下型と上型からなり、例えば下型の型面に抗菌材含有熱硬化性樹脂を塗布する。
なお、付着工程を第1の付着方法により行った場合、抗菌剤含有熱硬化性樹脂塗布後(付着後)のシート状繊維強化樹脂材を、金型にセットして、加熱・圧縮する。
金型は、下型と上型とからなり、下型には、抗菌剤含有熱硬化性樹脂塗布後のシート状繊維強化樹脂材を配置するためのキャビティが形成されている。キャビティの大きさは、抗菌性複合成形体10のサイズと等しくされている。
<抗菌剤含有熱硬化性樹脂の作製>
ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社社製、品名:リポキシR-806)の980gに銀系抗菌剤(株式会社シナネンゼオミック社製、品名:IM10D-L)を20g添加し、攪拌機(アズワン株式会社製、品名:高速撹拌機ST-200)を用いて回転数1000rpmで5分間撹拌し、抗菌剤濃度が2.0wt%の抗菌剤含有熱硬化性樹脂(硬化剤含まず)を作製した。
炭素繊維からなる短繊維がランダムな繊維方向となるように分散した強化繊維シートに、ビニルエステル樹脂組成物(硬化剤含有)が含浸した厚み2.0mmのSMC材(三菱ケミカル社製、品名:STR120N131)を、150×200mm(重量90g)の大きさに切り出し、その一側表面に、抗菌剤含有熱硬化性樹脂の12gを乗せ、刷毛を使って均一に塗布した。塗布後のSMC材の重量は102gであった。
抗菌剤含有熱硬化性樹脂塗布後のSMC材を、予め130℃に加熱しておいた金型の下型キャビティ(200×300mm)の中央部に配置し、下型と上型の間の四隅に配置したスペーサでキャビティの厚みを1mmに設定し、上型を載置して金型を閉じ、10MPaの圧力で10分間、加熱・加圧を加えた。その後、金型を開き、実施例1の抗菌性複合成形体を取り出した。実施例1の抗菌性複合成形体のサイズは、200×300mm×厚み1mmであった。
外観の判断は、抗菌性複合成形体の表面のべたつき有無、加圧時の伸び不良による表面の皺などの不具合の有無を観察し、何れも無い場合に「◎」、いずれかでも存在する場合「×」とした。
ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社社製、品名:リポキシR-806)の998gに添加する抗菌剤の量を2gにして、抗菌剤濃度が0.2wt%の抗菌剤含有熱硬化性樹脂(硬化剤含まず)を作製した。その他は実施例1と同様にして実施例2の抗菌性複合成形体を作製した。
実施例2の抗菌性複合成形体について、実施例1と同様に外観の判断と抗菌性能を測定した。
不飽和ポリエステル樹脂(昭和電工株式会社社製、品名:RIGOLAC T-543TPA)の980gに銀系抗菌剤(株式会社シナネンゼオミック社製、品名:IM10D-L)を20g添加し、実施例1と同様に撹拌して抗菌剤濃度が2.0wt%の抗菌剤含有熱硬化性樹脂(硬化剤含まず)を作製した。その他は、実施例1と同様にして実施例3の抗菌性複合成形体を作製した。
実施例3の抗菌性複合成形体について、実施例1と同様に外観の判断と抗菌性能を測定した。
実施例1は、ビニルエステル樹脂に銀系抗菌剤を濃度2.0wtで混合した抗菌剤含有熱硬化性樹脂を、SMC材の一側表面に12g塗布した例であり、SMC材の表面に塗布された抗菌剤量は、SMC材の一枚当たり0.24g/枚、SMC材の表面積当たり4.0g/m2である。
11 基材
21 抗菌性樹脂
Claims (7)
- シート状繊維強化樹脂材と熱硬化性樹脂を含む基材と、前記基材の少なくとも一面側に設けられた抗菌性樹脂とよりなり、
前記抗菌性樹脂は、前記熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする抗菌性複合成形体。 - 前記シート状繊維強化樹脂材は、シートモールディングコンパウンドからなることを特徴とする請求項1に記載の抗菌性複合成形体。
- 前記抗菌剤は、前記抗菌性複合成形体の表面における量が0.1~8.0g/m2であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の抗菌性複合成形体。
- シート状繊維強化樹脂材が圧縮されて硬化した基材と、前記基材の少なくとも一面側に設けられた抗菌性樹脂とよりなる抗菌性複合成形体の製造方法において、
前記シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に硬化剤を含まない抗菌剤含有熱硬化性樹脂を付着させる付着工程と、
前記抗菌剤含有熱硬化性樹脂が付着したシート状繊維強化樹脂材を、加熱・圧縮して硬化させる加熱圧縮硬化工程と、
により、
前記シート状繊維強化樹脂材が圧縮されて硬化した基材の少なくとも一面側に、前記抗菌剤含有熱硬化性樹脂が硬化した抗菌性樹脂を形成することを特徴とする抗菌性複合成形体の製造方法。 - 前記付着工程は、前記シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に硬化剤を含まない抗菌剤含有熱硬化性樹脂を塗布することにより、前記シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に前記抗菌剤含有熱硬化性樹脂を付着させ、
前記加熱圧縮硬化工程は、前記抗菌剤含有熱硬化性樹脂が付着したシート状繊維強化樹脂材を金型で加熱・圧縮して硬化させることを特徴とする請求項4に記載の抗菌性複合成形体の製造方法。 - 前記付着工程は、金型の少なくとも一型面に硬化剤を含まない抗菌剤含有熱硬化性樹脂を塗布し、前記シート状繊維強化樹脂材を金型にセットし、前記型面に塗布されている抗菌剤含有熱硬化性樹脂を、前記シート状繊維強化樹脂材の少なくとも一面側に接触させて付着させ、
前記加熱圧縮硬化工程は、前記抗菌剤含有熱硬化性樹脂が付着したシート状繊維強化樹脂材を金型で加熱・圧縮して硬化させることを特徴とする請求項4に記載の抗菌性複合成形体の製造方法。 - 前記シート状繊維強化樹脂材は、シートモールディングコンパウンドからなることを特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の抗菌性複合成形体の製造方法。
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