JPH08174759A - シートモールディングコンパウンド・亜鉛板の複合板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）
と亜鉛板を、樹脂膜を介してＳＭＣの成形時に同時に一
体化してなる複合板。ＳＭＣからの成形板の熱膨張係数
が亜鉛板のそれの±20％の範囲内にある。ＳＭＣが不飽
和ポリエステル（ａ）30〜50重量部、ビニル単量体
（ｂ）30〜60重量部、低収縮化剤（ｃ）0.1〜４重量
部、無機質充填剤（ｄ）５〜100重量部、硬化剤（ｅ）
0.5〜３重量部、離型剤（ｆ）１〜７重量部、及び増粘
剤（ｇ）0.5〜５重量部からなる混合物 95〜70重量％と
ガラス繊維（ｈ）５〜30重量％の合計100重量％であ
る。樹脂膜がポリウレタン系熱硬化性樹脂、その厚さが
５〜100μm である。 【効果】この複合板は、密着性に優れ、反りがなく低価
格で品質が安定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート構造
物の電気防食に用いられる、繊維強化プラスチック（以
下、ＦＲＰと記す。）板で保護された亜鉛板、及びその
製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】電気防食に用いられる亜鉛
板は、通常ＦＲＰ板で補強される。その際、従来は予め
成形されたＦＲＰ板と亜鉛板とを接着剤により一体化し
ていた。しかし、この方法では、ＦＲＰの成形、及びＦ
ＲＰ板と亜鉛板の接着という二つの工程を要するため
に、いくつかの問題点を抱えている。すなわち、ＦＲＰ
板と亜鉛板を接着する際に、両者の接着面をサンディン
グ、脱脂、プライマー処理等、いわゆる表面処理する必
要があり、加工費が高くなるということ、また、接着条
件を一定に管理することが困難であり、品質の変動が大
きいということである。また、生産性を向上させるため
に、高温での接着も試みられているが、常温に戻した製
品が反る等の不具合が発生し、歩留りが悪くなり、かえ
って価格高になる。本発明の目的は、低価格で反りのな
い品質の安定したＦＲＰと亜鉛の複合板を提供すること
にある。

【０００３】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記の
課題を解決するために鋭意検討した結果、亜鉛板上にポ
リウレタン系の熱硬化性樹脂を塗布した後、亜鉛に近似
する熱膨張係数を与える特定な組成のシートモールディ
ングコンパウンド（以下、ＳＭＣと記す。）と亜鉛板を
同時に成形することが有効であるという事実を見出し、
本発明に至った。本発明は、シートモールディングコン
パウンドからの成形板の熱膨張係数が亜鉛板の熱膨張係
数の±20％の範囲内にあり、該シートモールディングコ
ンパウンドと該亜鉛板を、樹脂膜を介してシートモール
ディングコンパウンドの成形時に同時に一体化してなる
ことを特徴とする複合板である。

【０００４】本発明における不飽和ポリエステル（ａ）
は、酸成分１モルとグリコール成分１〜1.2 モルを常法
により脱水重合反応によりエステル化して得られる。こ
の反応では、エステル化反応触媒や異性化触媒を使用し
ても差し支えなく、また、反応装置は特に限定されるも
のではない。ここで、酸成分としては、マレイン酸、無
水マレイン酸、フマル酸等の不飽和二塩基酸単独か、あ
るいは、それとアジピン酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、無水フマル酸等の飽和二塩基酸又は酸無水物との混
合物が挙げられる。グリコール成分としては、エチレン
グリコール、ジ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、1,4-ブタンジオール、
1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノール
Ａ−プロピレンオキシド付加物、ビスフェノールＡ−エ
チレンオキシド付加物、水素化ビスフェノールＡ等の単
独又は混合物が挙げられる。

【０００５】本発明におけるビニル単量体（ｂ）として
は、スチレン、α−メチルスチレン、エチル（メタ）ア
クリレート、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トリ（メタ）アクリレート
等の単独又は混合物が挙げられる。ここで、（メタ）ア
クリレートとは、メタクリレート及びアクリレートを意
味する。上記の不飽和ポリエステル（ａ）とビニル単量
体（ｂ）との混合比率は、通常単量体が 30〜50重量％
になるように混合される。

【０００６】本発明における低収縮化剤（ｃ）として
は、ポリスチレン、ポリスチレンの酸変性ポリマー、ポ
リエチレン、飽和ポリエステル、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセテートの
酸変性体等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの低収
縮化剤は、それがスチレンに可溶であれば、通常 25〜4
0重量％のスチレン溶液として、また、スチレンに不溶
であれば、微粉末化した粉体を樹脂液中に混合・分散し
て、使用される。低収縮化剤の添加量によりＳＭＣの硬
化収縮率を調整できる。硬化収縮率が大きいと、成形後
に反りや捻れが発生するので、成形後の用途や目的に応
じて硬化収縮率を調整することが必要である。低収縮化
剤（ｃ）の添加量は、不飽和ポリエステル（ａ）、ビニ
ル単量体（ｂ）及び低収縮化剤（ｃ）の合計100重量部
に対し、0.1〜４重量部である。

【０００７】本発明における無機質充填剤（ｄ）として
は、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、カオリン、
粘土、タルク、アルミナ、硫酸バリウム等が挙げられ
る。充填剤の添加量は、ＳＭＣ成形板の熱膨張係数に影
響する。この量が多いほど熱膨張係数は小さくなる。亜
鉛とほぼ等しい熱膨張係数とするためには、充填剤
（ｄ）の添加量は、不飽和ポリエステル（ａ）、ビニル
単量体（ｂ）及び低収縮化剤（ｃ）の合計100重量部に
対し、５〜150重量部、好ましくは80〜120 重量部であ
る。

【０００８】本発明における硬化剤（ｅ）としては、Ｓ
ＭＣは 140〜150℃で成形されるので、高温分解型のも
のを用いる。例えば、ｐ−ｔ−ブチルパーオキシベンゾ
エート、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパー
オキシイソプロピルカーボネート等が挙げられ、その添
加量は、不飽和ポリエステル（ａ）、ビニル単量体
（ｂ）及び低収縮化剤（ｃ）の合計100重量部に対し、
0.5〜３重量部である。本発明における離型剤（ｆ）と
しては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。離型剤の
添加量は多過ぎると、亜鉛板との密着性を損ねるので好
ましくない。この量は、不飽和ポリエステル（ａ）、ビ
ニル単量体（ｂ）及び低収縮化剤（ｃ）の合計100重量
部に対し、１〜７重量部である。

【０００９】本発明における増粘剤（ｇ）としては、酸
化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類の酸化物又は水
酸化物が挙げられる。増粘剤はＳＭＣの硬さを調整する
ものであり、ＳＭＣが軟らかいと、キャリヤーフィルム
の剥離性が悪くなり作業性が損なわれる。また、ＳＭＣ
が硬すぎると、ＳＭＣシート間の密着性が低下し、更に
高圧を加えないと流動しないので成形加工性が悪化す
る。したがって、成形品の大きさやプレス機の能力を考
慮して、最適のシート硬さとなるように増粘剤の添加量
を調整することが必要である。増粘剤（ｇ）の添加量
は、不飽和ポリエステル（ａ）、ビニル単量体（ｂ）及
び低収縮化剤（ｃ）の合計 100重量部に対し、0.5〜５
重量部である。

【００１０】本発明におけるガラス繊維（ｈ）は、Ｅ−
ガラスで太さ９〜25μm のモノフィラメントを 200〜40
0本集束したヤーンを 10〜30本引き揃えたロービング形
態のものである。このロービングを、長さ５〜50 mm 、
好ましくは 25 mmに切断して均一に分散させて樹脂を含
浸させるものである。ガラス繊維は、ＳＭＣ成形品の強
度や熱膨張係数に影響する。一般的にはガラス繊維の含
有率が高いほど強度は高く、熱膨張係数は小さくなる。
亜鉛とほぼ等しい熱膨張係数のＳＭＣとするためには、
ガラス繊維含有率をＳＭＣ中に５〜30重量％、好ましく
は 10〜15重量％とする。

【００１１】本発明におけるＳＭＣは、通常のＳＭＣ製
造設備を用いて製造することができる。本発明における
ＳＭＣの代表的な製造方法は以下の通りである。まず、
不飽和ポリエステルをスチレンに溶解した不飽和ポリエ
ステル樹脂液（スチレン量 40重量％）、及びポリスチ
レンをスチレンに溶解した低収縮化剤溶液（スチレン量
65重量％）を別々に調整する。不飽和ポリエステル樹
脂液 90重量部に、低収縮化剤溶液 10重量部を加えて均
一に混合する。次いで、この溶液に硬化剤１重量部を加
えて均一に混合する。更に、離型剤３重量部、充填剤 5
0重量部を順次少量ずつ添加しながら均一に混合する。
ここで、必要に応じて着色剤を加えても差し支えない。
最後に、増粘剤 1.5重量部を加えて均一に混合し、樹脂
ペーストとする。

【００１２】次に、4600番手のガラスロービングを装着
したＳＭＣ製造機に、上記の樹脂ペーストを供給し、ポ
リエチレンフィルム製のキャリヤー上にドクターコータ
ーを通しながら厚さ１〜1.5 mmで樹脂ペーストを塗布す
る。次いで、25 mm にロービングを連続的に切断しなが
ら塗膜化された樹脂ペースト上に均一に分散させる。次
いで、別の樹脂ペーストが厚さ１〜1.5 mmに塗布された
キャリヤーフィルムとガラス繊維が分散されたキャリヤ
ーフィルムを重ね合わせて、含浸ロールでガラス繊維中
に樹脂成分を含浸させた後、ロール状に巻き取り定長で
切断し、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート製の
フィルムで包装した後、40℃で 24時間熟成し増粘させ
てＳＭＣとする。更に、ＳＭＣを成形するには、油圧プ
レス機に装着され、120〜160℃に加熱された金型中に、
所定量のポリエチレン製のキャリヤーフィルムを剥いだ
ＳＭＣを投入し、５〜150 Ｋg/cm² に加圧し、成形品厚
さ１mm当り１分間加圧保持した後、圧力を解放し、金型
を開けてＳＭＣ成形品を取り出す。

【００１３】

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例により本発
明を詳細に説明する。以下において、「部」は重量基準
である。 合成例 ガラス製四つ口フラスコ（撹拌機、外部ヒーター、冷却
管、温度計及び窒素導入管付き）に、プロピレングリコ
ール 78部（1.02モル）、無水マレイン酸 78部（0.80モル）
及び無水フタル酸 30部（0.20モル）を仕込み、160〜220
℃にて６時間反応させ、酸価 20 mg-KOH/ｇの不飽和ポ
リエステルを得た。これにスチレンを加えて、スチレン
量 40重量％の不飽和ポリエステル樹脂とした。 実施例１ 各種の成分を下記のように配合し、ＳＭＣを調製した。 不飽和ポリエステル樹脂： 合成例のもの 97部 低収縮化剤： 微粉末ポリエチレン ３部 小計 100部 無機質充填剤： 炭酸カルシウム 120部 硬化剤：ｐ−ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート １部 離型剤： ステアリン酸亜鉛 ３部 増粘剤： 酸化マグネシウム 1.2部 ガラス繊維： 25.4mm長さ 47部（15重量％） 計 ＳＭＣ 265.2部 一方、亜鉛板（295 mm×295 mm×３mm厚さ）にポリウレ
タン系プライマーを 20μm の厚さで塗布した。

【００１４】次に、300 mm角の板が成形でき、140℃に
加熱されたＳＭＣ成形用金型の上に、上記の亜鉛板を、
プライマーの塗布面がＳＭＣと接するような方向に静置
し、５分後に 250 mm 角に裁断したＳＭＣ二層を金型に
投入し、80Ｋg/cm² で３分間成形し、ＳＭＣと亜鉛板が
一体化した複合板を得た。この複合板を常温まで放置し
て、反り状態を目視で観察したが、反りは見られなかっ
た。また、この複合板を短冊状（幅25mm×長さ200 mm）
に切削加工し、亜鉛板とＳＭＣ板の間の密着力を測定し
た。更に、ＳＭＣ成形板及び亜鉛板の熱膨張係数（０〜
200℃）を測定した。これらの結果を表１に示す。

【００１５】比較例１ 実施例１において、ポリウレタン系プライマーを塗布し
ないこと以外は、全く同様に操作し、ＳＭＣと亜鉛板が
一体化した複合板を得、評価した。それらの結果を表１
に示す。

【００１６】比較例２ 実施例１において、不飽和ポリエステル樹脂の量を 70
部に、また、低収縮化剤として、微粉末ポリエチレン５
部とポリスチレンを溶解した 40重量％スチレン溶液 25
部に変える以外は、全く同様に操作し、ＳＭＣと亜鉛板
が一体化した複合板を得、評価した。それらの結果を表
１に示す。

【００１７】比較例３ 実施例１において、不飽和ポリエステル樹脂の量を 100
部に変え、また、低収縮化剤を使用しない以外は、全く
同様に操作し、ＳＭＣと亜鉛板が一体化した複合板を
得、評価した。それらの結果を表１に示す。

【００１８】比較例４ 実施例１の前半で得たＳＭＣを用いて、実施例１の中半
の条件下このＳＭＣだけで板を成形した。一方、亜鉛板
にも実施例１の前半と同様にポリウレタン系プライマー
を塗布した。次に、常温硬化型のエポキシ樹脂接着剤に
より、これらのＳＭＣ板と亜鉛板を一体化させ、複合板
を得た。この複合板を実施例１の後半と同様に評価し
た。それらの結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明の方法によれば、密着性に優れ、
反りがなく低価格で品質の安定した複合板を得ることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 7/14 Ｃ０８Ｌ 67/06 ＫＫＦ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートモールディングコンパウンドから
   の成形板の熱膨張係数が亜鉛板の熱膨張係数の±20％の
   範囲内にあり、該シートモールディングコンパウンドと
   該亜鉛板を、樹脂膜を介してシートモールディングコン
   パウンドの成形時に同時に一体化してなることを特徴と
   する複合板。
2. 【請求項２】 シートモールディングコンパウンドが、
   不飽和ポリエステル（ａ）30〜50重量部、ビニル単量体
   （ｂ）30〜60重量部、低収縮化剤（ｃ）0.1〜４重量
   部、無機質充填剤（ｄ）５〜150重量部、硬化剤（ｅ）
   0.5〜３重量部、離型剤（ｆ）１〜７重量部、及び増粘
   剤（ｇ）0.5〜５重量部からなる混合物 95〜70重量％と
   ガラス繊維（ｈ）５〜30重量％の合計100重量％である
   請求項１に記載の複合板。
3. 【請求項３】 樹脂膜が、ポリウレタン系熱硬化性樹脂
   であり、亜鉛板上に５〜100μm の厚さで塗布されて形
   成されたものである請求項１に記載の複合板。