JPH0570627A - 透明で強靱な板状成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （Ａ）メチルメタクリレートを主体としたア
クリル樹脂１０〜９０重量％と、（Ｂ）スチレンとアク
リロニトリルとからなる共重合体９０〜１０重量％とか
らなる透明樹脂組成物２５重量％ないし４０重量％未満
とガラス繊維織布又はマット６０重量％を越え、７５重
量％以下とからなる板状成形品であり、ガラス繊維織布
又はマットが前記板状成形品の内部に、表面に対してほ
ぼ平行に配置された透明で強靱な板状成形品 【効果】 本発明により、軽量で透明な、高強度安全グ
レージング材等の高強度熱可塑性成形品をえることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂とガラス繊維か
ら基本的に成る、防弾ガラス等の高強度な安全グレージ
ング材等に使用できる透明で強靱な板状成形品に係る。

【０００２】

【従来の技術】防弾ガラス等の安全グレージングは一般
にガラスとガラスの間に樹脂層をはさんでつくられてい
る。弾丸等の激しい衝撃に対して有効な防弾ガラスをつ
くるにはその厚みを厚くして強度を上げている。この様
な安全ガラスを車輛等に使用するには軽いことが必要で
あり、軽量で、高強度の透明安全グレージングが要求さ
れている。従来、軽量な成形品にはガラス繊維（以後Ｇ
Ｆと略称することあり。）強化樹脂が使用されている。

【０００３】これまで、ＧＦ織布又は、ＧＦマットを高
密度に積層した、ＧＦ含量が６０重量％を越える高強
度、高剛性の積層成形品は、ＧＦ織布又はＧＦマットを
熱硬化性樹脂でかためてつくられてきた。しかし、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂
は、硬化後曲げ加工等の後加工が困難である。安全グレ
ージングの大きなマッーケットである車輛や航空機の窓
は個々の車輛等に合せた曲面状の板状成形品が要求さ
れ、後加工による曲面化が必要になる。熱硬化性樹脂は
これに対応できない。

【０００４】また、従来、ＧＦ配合熱可塑性樹脂は、一
般に射出成形や押出成形等で成形されており、従って、
ＧＦ含量は５〜５０重量％が一般に使用される量であ
り、６０重量％を越えることはなかった。熱可塑性樹脂
とＧＦから成る透明な組成物の発明について、我々はす
でに特願昭５８−２０５８８５号で出願を行ったが、Ｇ
Ｆ含量は６０重量％以下であり、ＧＦ含量が６０重量％
を越えた高強度な成形品を得るにはＧＦ織布又は及びＧ
Ｆマットを積層して、それを樹脂で接着する、いわゆる
ガラス繊維織布／エポキシ樹脂系リジッドプリント基板
の様な物が使用されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】曲面加工等の後加工が
可能な、透明で強靱な板状成形品は無く、これまで要求
されてきた課題であった。本発明の目的は、この課題を
解決することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ） メチ
ルメタクリレートが８４重量％以上であるメチルメタク
リレートを主体としたアクリル樹脂１０〜９０重量％と
（Ｂ） スチレン９０〜７３重量％、アクリロニトリル
１０〜２７重量％からなる共重合体９０〜１０重量％と
からなる透明樹脂組成物２５重量％ないし４０重量％未
満とガラス繊維織布又は／及びガラス繊維マット６０重
量％を越え、７５重量％以下とからなる板状成形品であ
り、前記樹脂組成物とガラス繊維との屈折率が実質的に
一致しており、ガラス繊維織布又は／及びガラス繊維マ
ットが前記板状成形品の内部に表面に対してほぼ平行に
配置された透明で強靱な板状成形品である。

【０００７】本発明は、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組
成物を用いた成形品に係る。更に詳細には、メチルメタ
クリレート（以後、ＭＭＡと略称）系重合体（以後、Ｐ
ＭＭＡと略称）、スチレン（以後、Ｓｔと略称）−アク
リロニトリル（以後、ＡＮと略称）系共重合体（以後、
ＳＡＮと略称）ＧＦの３成分から基本的に成る組成物を
用いた透明で強靱な安全グレージング材等の板状成形品
である。

【０００８】本発明に述べる強靱な板状成形品とは、車
輛、銀行、公共施設等で使用される強靱な安全グレージ
ング材等であり、投石、スポーツ用ポール、弾等の激突
に耐える物であり、更には激しい衝撃例えば各種銃弾等
に耐える防弾ガラスとしての性能を有する物である。本
発明の成形品には板状物、曲面状板状物が良好に使用で
きる。

【０００９】本発明はＧＦ織布又は／及びＧＦマット等
が板状成形品の内部に、その表面方向に対して平行方向
に配置された透明で強靱な成形品である。ここに表面方
向とは板の表面にほぼ平行な方向のことである。本発明
に述べるアクリル樹脂とは、ＭＭＡが８４重量％以上の
ＭＭＡが主体の樹脂であり、共重合できるモノマーとし
ては、アルキルアクリレート（アルキル基がメチル、エ
チル、プロピル、ブチル、２エチルヘキシル等）が良好
に使用できる。好ましくはＭＭＡが９０〜９８重量％の
共重合体である。ＭＭＡが９８重量％以上の重合体は成
形中に熱分解が起りやすく、９０重量％以下の重合体は
ＰＭＭＡの特性が現れにくい。

【００１０】アクリル樹脂として、ＭＭＡとアルキルア
クリレートの共重合体が一般に広く使用されており、本
発明に於いても、この共重合体が良好に使用できる。し
かし、ＭＭＡに共重合できるモノマーとしては、アクリ
ルアクリレート以外のモノマ−を加えることもでき、例
えば、若干のアクリロニトリル、スチレン、無水マレイ
ン酸、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリルアミド、
アクリルアミド等の一種あるいは二種以上を共重合させ
ることができる。

【００１１】本発明に使用できるＳＡＮはＳｔ９０〜７
３重量％ＡＮ１０〜２７重量％から基本的に成るランダ
ム共重合体であり、この組成領域からはずれるとアクリ
ル樹脂と均一に相溶できなくなる。特に好ましいＳＡＮ
組成はＳｔ７８〜７４重量％、ＡＮ２２〜２６重量％か
ら成る共重合体である。ＳｔにＡＮを共重合してゆく
と、ポリスチレンに対するＳＡＮの特性（耐化学薬品性
等）が現れてくるのはＡＮ含有率が２２重量％以上であ
り、事実現在市販されているＳＡＮに於てはＡＮ含有率
２２〜３０重量％のものがほとんどである。従ってＡＮ
２２〜３０重量％の範囲のＳＡＮとＰＭＭＡから均一に
相溶した組成物が得られることは、性能的にも経済的に
も重要な意味を持つものである。

【００１２】ＧＦは一般にＦＲＰ、ＦＲＴＰと云われて
いるＧＦ強化樹脂に使用されるものである。本発明に用
いられるＧＦとしては、従来公知のものであればよく、
形状は、ロービング、サーフエーシング、マット、チョ
ップドストランドマット、朱子織、格子織、平織、目抜
平織、綾織、ネットなど、いずれの形状でも可能であ
り、種類もＥ−ＧＦ（無アルカリガラス繊維）、Ｃ−Ｇ
Ｆ（含アルカリガラス繊維）など、いずれの種類でも可
能であり、例えば、Ｅ−ＧＦ（無アルカリガラス繊維、
屈折率、約１．５５）の屈折率と合わせるにはＰＭＭＡ
１５〜３０重量部、ＳＡＮ８５〜７０重量部の組成割合
で混合することにより、屈折率をＧＦの屈折率に合せる
ことができ、透明なＧＦ強化樹脂を得ることができる。

【００１３】ＧＦは通常に使用される直径のものが使用
でき、１〜５０μｍの直径のＧＦが一般に使用できる。
ＧＦ直径が小さい程、本発明のＧＦ強化樹脂の透明性は
良くなり、４〜１５μｍのＧＦが特に好ましい。また、
ＧＦは樹脂と密着している程、本発明のＧＦ強化樹脂の
透明性は良くなり好ましい。ＧＦと樹脂を密着性を良く
するため、ＧＦ表面を、ビニルシラン、アミノシラン、
クロム化合物等の一般に使用される表面処理剤で処理す
ることは有効である。

【００１４】ＧＦの添加量は組成物全体に対して６０重
量％を越え、７５重量％以下である。一般には、ＧＦが
多い程、成形品の強度は大きくなるが、ＧＦが多くなる
程成形品中の気泡が多くなり、７５重量％を越えると成
形品に気泡が入り、透明性が低下する。好ましくは６３
重量％以上７０重量％以下更に好ましくは６５重量％以
上７０重量％以下である。

【００１５】本発明の組成物には透明性を保持できる範
囲で各種添加物を加えることができる。例えば、染顔
料、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤等は必要に応じて
添加される。本発明に述べる、樹脂成分とＧＦの屈折率
が実質的に一致するとは、透明性が確認できる範囲に一
致することを示し屈折率が±０．０１の範囲、更に好ま
しくは±０．００５の範囲で一致することが好ましい。
樹脂成分とＧＦは光りの波長により屈折率が変化し、そ
の変化率が一致しない。又、温度によっても屈折率が変
化し、その変化率が一致しない。

【００１６】従って、本発明では成形品が使用される室
温（０°〜３０℃）で屈折率が一致する様に合せた物で
ある。また、光の波長は、可視光の波長域のほぼ中央の
波長で屈折率を合せる。本発明で述べる成形品の透明性
は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３で測定した全光線透過率が５
０％以上、が好ましく、更に好ましくは７０％以上であ
り、ヘーズ（拡散光線透過率／全光線透過率）は好まし
くは４０％以下、更に好ましくは２０％以下である。

【００１７】この範囲に入る様に成形品の厚みを適度に
選択するが、とくに好ましい成形品の厚みは０．５〜１
０ｍｍの範囲である。本発明の透明で強靱な、板状成形
品は、単独でも使用されるが、他材質と組合せて使用す
ることもできる。例えば、本発明の成形品とガラス板と
のラミネートにして、安全グレージングとして良好に使
用できる。本発明の成形品にはＧＦが６０重量％を越え
て含まれるので、熱膨張係数が合成樹脂のそれより大巾
に小さくなっており、ガラス板の熱膨張係数に近い。従
って、ラミネートにしても冷熱サイクルテストでガラス
板が割れることは非常に少くなり、車輛、航空機等の安
全グレージング材として良好に使用できる。

【００１８】ガラス板と本発明によるシートとのラミネ
ートは、ガラス板／本発明によるシートの２層ラミネー
ト、ガラス板／本発明によるシート／ガラス板の３層ラ
ミネート及び、これ等の各層間にポリビニルブチラー
ル、エチレン−ビニルアセテート共重合体等の中間層を
更に入れた多層ラミネートなどである。該ラミネートの
厚みはガラス板が０．１〜５ｍｍ、本発明によるシート
が、０．１〜１０ｍｍ、中間層が０．１〜５ｍｍの範囲
から選択されることが好ましい。

【００１９】本発明の成形品は、種々の成形法で成形で
きるが、ＧＦ織布又はＧＦマット等が板状成形品の表面
に平行方向に配置される成形法が用いられる。最も好ま
しい成形法は，ＧＦ織布に樹脂成分の溶液を含浸し、あ
るいは塗布して乾燥し、ＧＦ織布に樹脂成分の所定量が
付着した織布をつくり、それを所定量積層し、樹脂成分
の軟化温度以上に加熱して圧縮して一体化し、次いで冷
却して取り出す方法である。この場合、積層加熱圧縮成
形は真空下に行うことが好ましい。

【００２０】また、別の好ましい成形法はＧＦ織布又は
ＧＦマットを積層してセルの中に入れ、該セルへＳＡＮ
と重合開始剤を溶解したＭＭＡ溶液を注入して満し、次
いでそれを加熱して重合させる方法である。この場合使
用するＧＦは屈折率がＰＭＭＡに近い物が好ましく、Ｃ
−ガラス等が好ましい。この様に成形された成形品は、
ＧＦ織布やＧＦマットが積層して成形されるため、ＧＦ
織布やＧＦマットは板状成形品の表面に平行方向に配置
される。

【００２１】本発明の成形品の樹脂成分は熱可塑性樹脂
であり、前記成形法で成形される板状成形品を、加熱し
て軟化させて、真空成形又は／及び圧空成形、あるいは
圧縮成形等の方法で曲面状に後加工することができる。
安全グレージングの大きなマーケットである車輛の窓、
航空機の窓に使用する場合、曲面状シートが要求される
が、この場合にはこの様な後加工による曲面化が必要に
応じて使用できる。樹脂成分が熱硬化性樹脂の場合、こ
の様な後加工は困難であり、後加工ができ、曲面状にで
きることは熱可塑性樹脂から成る樹脂相の大きな特徴で
ある。

【００２２】

【実施例】次の材料を使用した ＰＭＭＡ：旭化成工業（株）製、デルペット８０Ｎ（屈
折率１．４７１） ＳＡＮ ：旭化成工業（株）製、スタイラックＡＳ Ｔ
８７０７（屈折率１．５７４） ＧＦ織布：旭シュエーベル（株）ＧＦ織布、＃１０８０
ＧＦ直径は５μｍ（屈折率１．５５０） ＰＭＭＡ／ＳＡＮ＝２３．３／７６．７（重量比）の割
合にして、アセトンに溶解し、該溶液にＧＦ織布を浸漬
して、次いで乾燥した。浸漬−乾燥を繰り返して樹脂成
分が付着した、ＧＦの割合が６５重量％のＧＦ織布を得
た。該ＧＦ織布を１０枚重ね合せ、真空下で２５０℃で
圧縮し、圧縮しつつ冷却して本発明の透明で強靱な板状
成形品を得た。

【００２３】

【発明の効果】本発明により、軽量で透明な、高強度安
全グレージング材等の強靱な熱可塑性成形品を得ること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）メチルメタクリレートが８４重量
   ％以上であるメチルメタクリレートを主体としたアクリ
   ル樹脂１０〜９０重量％と（Ｂ）スチレン９０〜７３重
   量％、アクリロニトリル１０〜２７重量％からなる共重
   合体９０〜１０重量％とからなる透明樹脂組成物２５重
   量％ないし４０重量％未満とガラス繊維織布又は／及び
   ガラス繊維マット６０重量％を越え、７５重量％以下と
   からなる板状成形品であり、前記樹脂組成物とガラス繊
   維との屈折率が実質的に一致しており、ガラス繊維織布
   又は／及びガラス繊維マットが前記板状成形品の内部
   に、表面に対してほぼ平行に配置された透明で強靱な板
   状成形品。