JPH04252233A - 型内被覆成形用シートモールディングコンパウンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気孔、微小亀裂、ひけ
または起伏等の表面欠陥を隠蔽するための型内被覆成形
法に適したシートモールディングコンパウンドに関する
。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱硬化性材料よりなる成形品が、
金属部品等の代替部材として工業部品等に広く用いられ
ている。中でも、シートモールディングコンパウンド（
以下、ＳＭＣと略す）が、汎用されている。しかしなが
ら、ＳＭＣを成形型内で加熱、加圧により成形して得ら
れた成形品では、表面に、気孔、微小亀裂、ひけまたは
起伏等の表面欠陥が発生しがちであった。このような表
面欠陥が存在している場合、成形品に通常の方法により
塗装を行っても、十分な塗膜を形成することは難しい。

【０００３】従って、上記のような表面欠陥を隠蔽する
ための方法として、いわゆる型内被覆成形法が提案され
ている。例えば、特開昭５３−７１１６７号には、金型
内で加熱・加圧してＳＭＣを半硬化させた後、金型を開
き被覆材料を注入することにより成形品に被覆層を設け
る方法か開示されている。他方、特開昭６１−２７３９
２１号には、圧縮成形中に、成形圧力を超える注入圧で
被覆材料を注入し、硬化させることにより、成形品表面
に被覆層を形成する方法か開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、上述し
た先行技術に記載されている型内被覆成形法では、ＳＭ
Ｃと、被覆層との密着性が十分でないという問題があっ
た。よって、本発明の目的は、上述した型内被覆成形法
において、被覆層の密着性が良好な被覆成形体を得るこ
とを可能とする型内被覆成形用ＳＭＣを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の型内被覆成形用
ＳＭＣは、熱硬化性樹脂を含む樹脂分１００重量部に対
し、ウィスカーを５〜２００重量部の割合で含むことを
特徴とし、それによって上記目的が達成される。本発明
の型内被覆成形用ＳＭＣに含有されるウィスカーとして
は、Ａｌ２　Ｏ３　、Ｂ４　ＣＮｉＢｅ、ＣａＳｉＯ３
　、ＣａＳＯ４　、Ｃｂ２　Ｃ、Ｋ２　Ｏ・６ＴｉＯ３
　、ＭｇＳＯ４　・５ＭｇＯ・８Ｈ２　Ｏ、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ３　Ｎ４　、ＺｎＯ、Ｔａ２　ＣまたはＮｉＭｏ等の
無機質の単結晶繊維（非連続繊維）が用いられ、これら
のウィスカーは表面処理されたものであってもよい。ま
た、使用されるウィスカーとしては、長さ１〜５００μ
ｍ程度のものが用いられる。

【０００６】ウィスカーの含有量は、熱硬化性樹脂の樹
脂分１００重量部に対して、５〜２００重量部であり、
好ましくは１０〜１００重量部である。ウィスカーの含
有量が５重量部未満では、ウィスカーを含有させたこと
による後述の作用が得られないからであり、２００重量
部を超えて含有させた場合には、ＳＭＣ製造時に樹脂を
含浸させることが困難となるからである。

【０００７】本発明の型内被覆成形用ＳＭＣには、必要
に応じ、通常のＳＭＣと同様に、ガラス繊維のロービン
グを２５ｍｍ程度に切断したものが含有される。用いら
れるロービングは、一般的には、繊維径９〜２３μｍ、
集束本数５０〜４０００本のものである。本発明のＳＭ
Ｃに用いる熱硬化性樹脂としては、熱分解性のラジカル
触媒を用いて二重結合を開裂付加反応させて３次元網目
構造を形成することのできる、分子内に反応性二重結合
を有する不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル（エ
ポキシアクリレート）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂
等が挙げられる。これらの樹脂は、それぞれ、単独で用
いてもよいし、複数種を混合して用いても構わない。

【０００８】また、本発明のＳＭＣを用いて型内被覆成
形法を行う場合の型内被覆用組成物に用いる熱硬化性樹
脂としては、熱分解性のラジカル触媒を用いて二重結合
を開裂付加反応させて３次元網目構造を形成して被膜を
生成することのできる、分子内に反応性二重結合を有す
る不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル（エポキシ
アクリレート）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等が挙
げられる。これらの樹脂は、それぞれ単独で用いてもよ
いし、複数種を混合して用いても構わない。

【０００９】本発明のＳＭＣ及び上記型内被覆組成物に
用いられる上記不飽和ポリエステル樹脂は、公知慣用の
方法により、通常、有機ポリオールと脂肪族不飽和ポリ
カルボン酸と、さらに必要に応じて脂肪族飽和ポリカル
ボン酸及び／または芳香族ポリカルボン酸等から製造さ
れる。他方、上記ビニルエステル樹脂も公知慣用の方法
により、通常、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸等の
反応性二重結合を有するモノカルボン酸とから製造され
るものである。

【００１０】また、上記ウレタンアクリレート樹脂は、
通常、アリキレンジオール、アルキレンジオールエステ
ル、アルキレンジオールエーテル、ポリエーテルポリオ
ールまたはポリエステルポリオール等の有機ポリオール
に有機ポリイソシアネートを反応させ、さらにヒドロキ
シアルキル（メタ）アクリレートを反応させて製造され
るものであるが、これらは一部末端に遊離イソシアネー
ト基を残し、これを上記ビニルエステル樹脂と化合させ
て用いることもできる。

【００１１】上記有機ポリオールとしては、ジオール、
トリオール、テトロール、及びこれらの混合物が挙げら
れるが、主として脂肪族ポリオールと芳香族ポリオール
とに分けられる。脂肪族ポリオールとして代表的なもの
には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、ジブロムネ
オペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ト
リメチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリ
セリン、ペンタエリスリットジアリルエーテル、水素化
ビスフェノールＡ等があり、また、芳香族ポリオールと
して代表的なものとしては、ビスフェノールＡもしくは
ビスフェノールＳまたはこれらのビスフェノールＡもし
くはビスフェノールＳに、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシドのような脂肪族オキシラ
ン化合物を、一分子中に平均１〜２０個の範囲で付加さ
せて得られるポリオキシアルキレンビスフェノールＡま
たはポリオキシアルキレンビスフェノールＳ等がある。

【００１２】前記脂肪族不飽和カルボン酸としては、（
無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）イタコン酸等が
用いられ、前記脂肪族飽和カルボン酸としては、セバチ
ン酸、アジピン酸、（無水）コハク酸等が、前記芳香族
カルボン酸としては、（無水）フタル酸、イソフタル酸
、テレフタル酸、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等が用いられる
。

【００１３】また、前記ビニルエステル樹脂に用いられ
るエポキシ樹脂としては、これもまた公知慣用の方法に
よりエピクロルヒドリン及びビスフェノールＡから製造
されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エピクロルヒ
ドリン及び臭素化ビスフェノールＡから製造される臭素
化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラ
ックまたはオルトクレゾールノボラックをグリシジルエ
ーテル化して製造されるノボラック型エポキシ樹脂、各
種アミンとエピクロルヒドリンを反応させて得られる、
テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシ
ジル１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、テトラ
グリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル
−ｐ−アミノフェノール、トリグリシジル−ｍ−アミノ
フェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルオル
トトルイジン等のグリシジルアミン化合物等が挙げられ
る。

【００１４】また、前記ウレタンアクリレート樹脂に用
いられるポリオールとしては、アルキレンジオールとし
て、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、ジイソプロピレングリコール
、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール
、ブタンジオールのヒドロキシアルキルエーテル等が、
ボリエーテルポリオールとしてはポリオキシメチレン、
ポリエチレンオキサイド、またはポリプロピレンオキサ
イド等が、ポリエステルポリオールとしては前述した様
な有機ポリオール及びポリカルボン酸により製造された
、両末端に水酸基を持つポリエステルポリオール等が挙
げられる。

【００１５】また、前記ウレタンアクリレート樹脂に用
いられるポリイソシアネートとしては、トリレンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、イソホロンジイソシアネート、
ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート等が挙げら
れる。また、前記ウレタンアクリレート樹脂に用いられ
るヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとしては、
通常、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル
（メタ）アクリレート等が用いられ、ヒドロキシル基は
通常アルキル基のベータ位の炭素に結合している。アル
キル基は、通常８個までの炭素原子を含むことができる
。

【００１６】なお、本発明における「樹脂分１００重量
部」には、上述の具体的な熱硬化性樹脂の他に、硬化時
に樹脂の一部を構成する共重合性単量体も含まれるもの
とする。かかる共重合性単量体の具体例としては、スチ
レン、アルファメチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビ
ニルトルエン、ジアクリルフタレート、エチル（メタ）
アクリレート、メチル（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、
ヘキシル（メタ）アクリレート、エチレングリコール（
メタ）アクリレート、またはビスフェノールＡのジグリ
シジルエーテルの（メタ）アクリレート等が挙げられる
。

【００１７】「樹脂分１００重量部」には、さらに低収
縮剤としてのポリ酢酸ビニル、ポリメチル（メタ）アク
リレート、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体
、酢酸ビニル−スチレン共重合体、ポリブタジエン、飽
和ポリエステル類、飽和ポリエーテル類等のような熱可
塑性樹脂も含まれるものとする。また、本発明の型内被
覆成形用ＳＭＣには、目的及び用途に応じて、適当量の
無機充填剤を加えることができる。使用可能な無機充填
剤としては、硫黄、グラファイト、ダイヤモンド等の元
素鉱物：黄鉄鉱等の硫化鉱物、岩塩、カリ岩塩等のハロ
ゲン化鉱物：炭酸カルシウム等の炭酸塩鉱物：藍鉄鉱等
のりん酸塩鉱物：カルノー石等のバナジン酸塩鉱物：重
晶石（硫酸バリウム）、石膏（硫酸カルシウム）等の硫
酸塩鉱物：ほう砂等のほう酸塩鉱物：灰チタン石等のチ
タン酸塩鉱物：雲母、タルク（滑石）、カオリン、石英
、長石等のけい酸塩鉱物：酸化チタン、鋼玉（酸化アル
ミニウム）、水酸化アルミニウム等の金属（水）酸化物
：（中空）ガラス球等のガラス製品等を中心とした、天
然または人工の鉱物またはそれらを処理、精製あるいは
加工したもの、及びそれらの混合物が挙げられる。

【００１８】さらに、本発明の型内被覆成形用ＳＭＣ及
び型内被覆用組成物には、必要に応じて、ケトンパーオ
キサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ハイドロパー
オキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、アルキル
パーエステル類、パーカーボネート類、またはパーオキ
シケタール類等の公知の開始剤：ジメチルアニリン、ナ
フテン酸コバルト等の公知の硬化促進剤：パラベンゾキ
ノン等の重合禁止剤：カーボンブラックや酸化チタン、
酸化鉄、シアニン系顔料、アルミフレーク、ニッケル粉
、金粉、銀粉、チタンイエロー等の顔料：アゾ系染料や
アントラキノン系、インジゴイド系、スチルベン系等の
染料：カーボンブラック等の導電性付与剤：乳化剤：ス
テアリン酸亜鉛等の金属石鹸類：脂肪族燐酸塩、レシチ
ン等の離型剤等を、用途、目的に応じて適当量加えるこ
とができる。

【００１９】このようにして得られた本発明の型内被覆
成形用ＳＭＣは、従来公知の型内被覆成形法や型内塗装
に用いられる。例えば、１３０〜１６０℃に加熱された
成形型内にＳＭＣを入れて４０〜１２０ｋｇ／ｃｍ２　
の圧力で３０秒〜５分間、加圧成形した後、金型をわず
かに開いて型内被覆用組成物を注入し、次いで５〜１２
０ｋｇ／ｃｍ２　、１３０〜１６０℃で３０秒〜５分間
再加熱・加圧することにより、成形されたＳＭＣの表面
全体に型内被覆用組成物を展延し、硬化させて被膜を形
成させる。

【００２０】また、別法として、ＳＭＣを１３０〜１６
０℃、４０〜１２０ｋｇ／ｃｍ２　で数１０秒〜数分間
加圧成形した後、圧力を１０〜３０ｋｇ／ｃｍ２　に減
圧した状態で高圧注入機を用いて１００〜３００ｋｇ／
ｃｍ２　の高圧で塗料を型内に注入し、再び３０〜１０
０ｋｇ／ｃｍ２　に増圧して型内被覆用組成物を展延硬
化させるという方法もあり、これらの型内被覆成形方法
に本発明の型内被覆成形用ＳＭＣを用いれば、容易に密
着性の良好な被覆成形体を得ることができる。

【００２１】

【作用】一般に、ＳＭＣには、長さ２５ｍｍ程度のガラ
ス繊維のみが配合されている。このようなガラス繊維は
、長さが上記のように比較的長いため、水平方向（すな
わち成形品の厚み方向に対して法線方向）に配向してい
る。従って、成形品表面にガラス繊維が浮き出ることは
少ない。

【００２２】これに対して、本発明の型内被覆成形用Ｓ
ＭＣで用いられるウィスカーは、加圧成形中、必ずしも
水平方向には配向せず、厚み方向を向くものもかなりの
割合で存在する。従って、ウィスカーがＳＭＣの表面に
飛び出し、表面に微小な凹凸を付与するように作用する
。すなわち、本発明では、ウィスカーが含有されている
ことにより、ＳＭＣの表面積が増大され、ひいてはアン
カー効果の増大が図られ、それによって被覆層の密着性
が高められている。

【００２３】また、ウィスカーは、一般的に、アスペク
ト比すなわち繊維長／繊維径が大きいため、配向効果の
改善も期待することができる。もっとも、ウィスカーは
非常に短く細いため、得られた被覆成形体の表面を著し
く荒らすことはない。従って、好ましい表面性状が得ら
れる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、以下において「部」は全て「重量部」を示す。実施
例１ ポリエステル樹脂（武田薬品工業株式会社製：イソフタ
ル酸系の不飽和ポリエステル樹脂約６０重量％、スチレ
ンモノマー約４０重量％）７０部、ポリスチレン樹脂（
武田薬品工業株式会社製：ポリスチレン樹脂約３０重量
％、スチレンモノマー約７０重量％）３０部、炭酸カル
シウム（日東粉化株式会社製：ＮＳ−１００）１２０部
、硬化剤（ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート
含有率９８重量％）１部、ステアリン酸亜鉛（堺化学工
業株式会社製：ＳＺ−２０００）５部、長さ２〜５０μ
ｍの酸化亜鉛ウィスカー（松下産業機器株式会社製）１
部を混合し、十分に攪拌した後、ＳＭＣ含浸装置（月島
機械株式会社製）によりガラス繊維（旭ファイバーグラ
ス株式会社製：ロービング、ＥＲ４６３０ＬＢＤ１６６
を長さ２５ｍｍに切断したもの）６０部に含浸させ、Ｓ
ＭＣ（１）を得た。

【００２５】また、ポリエステル樹脂（武田薬品工業株
式会社製：ビスフェノール系の不飽和ポリエステル樹脂
約６０重量％、スチレンモノマー約４０重量％）１００
部、炭酸カルシウム（日東粉化株式会社製：ＮＳ−１０
０）５０部、硬化剤（ターシャリーブチルパーオキシベ
ンゾエート含有率９８重量％）１部を混合、十分に攪拌
し、型内被覆用組成物（１）を得た。

【００２６】このようにして得られたＳＭＣ（１）及び
型内被覆用組成物（１）を用い、以下のようにして成形
した。上型を１５０℃、下型を１５０℃に加熱した３０
ｃｍ×３０ｃｍの正方形の平板の金型内に上記ＳＭＣ（
１）を約７００ｇチャージし（これは約４ｍｍの厚みに
相当する）、１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で１２０秒間
加圧成形した後、金型を僅かに開いて上記型内被覆用組
成物（１）を１０ｍｌ注入し、再び金型を閉めて８０ｋ
ｇ／ｃｍ２　で１２０秒間再加熱することにより、成形
されたＳＭＣの表面全体に型内被覆用組成物を展延し、
硬化させて被膜を形成させた。その後型を開いて脱型し
、表面が厚み１００μｍの被膜で被覆された成形品を得
た。

【００２７】このようにして得られた成形品の表面にカ
ッターナイフを用いて２ｍｍ間隔で１１本の素地に達す
る直線を平行に引き、さらにそれに直交する１１本の直
線を引いて得られた碁盤目状の部分に粘着テープ（積水
化学工業社製、セロテープ）を貼り付けた後、引き剥が
し、碁盤目のます１００個あたりのますの残存数を調べ
た（碁盤目密着試験）。その結果、１００／１００であ
った。

【００２８】実施例２ 実施例１の酸化亜鉛ウィスカー１０部を、炭化珪素ウィ
スカー（長さ５〜２００μｍ，タテホ化学社製）１５部
に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてＳＭＣ（
２）を製造した。他方、実施例１のＳＭＣ（１）を得る
場合に用いた酸化亜鉛ウィスカー１０部を配合せずに、
他は全く同様にしてＳＭＣ（３）を用意した。

【００２９】さらに、実施例１と全く同様にして、型内
被覆用組成物を用意した。上記のようにして得られたＳ
ＭＣ（３）を下型金型内に約４００ｇチャージし、さら
に、その上にＳＭＣ（３）を覆うようにＳＭＣ（２）を
約３００ｇチャージしたこと以外は、実施例１と同様に
して成形し、得られた成形品を実施例１と同様の方法で
評価した（碁盤目密着試験）。結果は、１００／１００
であった。

【００３０】比較例 ＳＭＣ（１）に代えて、上記ＳＭＣ（３）を用いたこと
以外は、実施例１と同様にして、被覆成形品を得た。得
られた成形品を実施例１と同様の方法で評価した（碁盤
目密着試験）。結果は、０／１００であった。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の型内被覆成形用
ＳＭＣを用いれば、ウィスカーによりＳＭＣ表面が荒ら
されるため、型内被覆成形法により成形した場合、ＳＭ
Ｃと被覆層との密着性を効果的に高めることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱硬化性樹脂を含む樹脂分１００重量
   部に対して、ウィスカーを５〜２００重量部の割合で含
   むことを特徴とする、型内被覆成形用シートモールディ
   ングコンパウンド。