JPH10273551A - 型内成形体、該成形体と熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法 - Google Patents
型内成形体、該成形体と熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法Info
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- JPH10273551A JPH10273551A JP9095353A JP9535397A JPH10273551A JP H10273551 A JPH10273551 A JP H10273551A JP 9095353 A JP9095353 A JP 9095353A JP 9535397 A JP9535397 A JP 9535397A JP H10273551 A JPH10273551 A JP H10273551A
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Abstract
積層接着性に極めて優れた型内成形体、該成形体と繊維
強化熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法
を提供する。 【解決手段】 ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン
系樹脂等)に、スチレン−ジエン共重合体(ハイインパ
クトポリスチレン等)を配合した混合樹脂の架橋発泡粒
子からなり、ゲル分率3〜70重量%であって、該粒子
の内部に比べて表皮部の方がスチレン−ジエン共重合体
含量が多いことを特徴とする型内成形体。
Description
樹脂に、スチレン−ジエン共重合体を配合した混合樹脂
の架橋発泡粒子からなる型内成形体、該成形体と熱硬化
性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法に関する。
は、該樹脂の有する表面濡れ性等の低さから、繊維強化
熱硬化性樹脂との接着性に劣る。この問題を解決するた
めに、ポリオレフィン樹脂にスチレンモノマー等をグラ
フト重合した架橋発泡粒子からなる型内発泡成形体が提
案されている。確かにこの様な発泡成形体は繊維強化さ
れた熱硬化性樹脂との接着性に優れたものであった。し
かしながら、この様な発泡成形体の製造工程は、ポリ
オレフィン樹脂のペレタイズ(発泡に適した大きさにす
る)工程、樹脂ペレットの架橋工程、樹脂ペレット
へのスチレンモノマー等によるグラフト重合工程、発
泡粒子製造工程、及び型内発泡成形体製造工程からな
り、ペレタイズ後、グラフト重合工程が必要であった。
このため、その様な発泡成形体は、必然的にコストの高
いものであった。
発泡成形体を提供すること目的として、ポリオレフィン
樹脂に、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂を配合
した発泡粒子からなるものをすでに提案した(特開平7
−258450号)。その様な発泡成形体は、上記変性
剤の含有量に応じて繊維強化熱硬化性樹脂との接着性が
向上されるという関係にある。しかしながら、発泡成形
体に対して繊維強化熱硬化性樹脂を強固に接着させる場
合には、上記変性剤の含有量を多量にしなければならな
いが、その含有量が高められた発泡粒子を使用して型内
成形すると成形金型に成形体が付着しやすくなり、金型
からの離型そのものが困難となったり、離型できても金
型内に成形体の一部又は多くが付着して取り残されてし
まうといった不具合があった。一方、そのような不具合
の発生しない低変性剤含有量の型内成形体では、その表
皮部においては、繊維強化熱硬化性樹脂との強固な接着
性が発揮されない。
脂との接着性に優れる発泡体として、ポリオレフィン系
樹脂にスチレン−ジエン共重合体を配合した混合樹脂の
架橋発泡粒子からなる、ゲル分率が3〜70重量%の型
内成形体も既に提案した(特開平9−59417号)。
しかしながら、ここで用いているポリオレフィン系樹脂
のメルトフローレート:MFR(JIS K7210の
条件8)は、具体的に実施例で使用しているエチレン成
分含量2.4重量%のエチレン−プロピレンランダム共
重合体(M.P.145℃)は18g/10分、また密
度0.954g/cm3の高密度ポリエチレン(M.
P.130℃)は12g/10分であり、一方、スチレ
ン−ジエン共重合体のメルトフローレート:MFR(J
IS K7210の条件8)は、具体的に実施例で用い
ているブタジエン成分含量77重量%のスチレン−ジエ
ンランダム共重合体は5g/10分、またブタジエン成
分含量13重量%のハイインパクトポリスチレンは4g
/10分であり、これらの樹脂成分を用いた架橋発泡粒
子から作成される型内成形体もその表皮部においては、
繊維強化熱硬化性樹脂との強固な接着性が発揮されな
い。
表皮(成形体の最も外側に位置する気泡を構成する成形
体表面を形成する樹脂の薄皮を意味し、成形後にスライ
ス等されて気泡の切断端面が露出しているような状態の
表面とは異なる。)をスライス加工等により剥ぎ落とし
てその接着性を高める手段を採用せざるを得なかった。
しかしながら、成形体表皮の剥ぎ落としは、生産性を
悪化させると共に剥ぎ落とされた樹脂は無駄となってし
まい望ましくない。また、型内成形の最たる利点は異形
の成形体を提供できる点にあるが、異形成形体の場合に
は、成形体表皮を剥ぎ落とした形で提供することが困難
であり、その解決が切望されていた。
術に鑑みてなされたものであり、ペレタイズ後にグラフ
ト工程を必要とせず、且つ表皮部において繊維強化熱硬
化性樹脂との接着強度に優れた型内成形体を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、該型内成形体と繊維
強化熱硬化性樹脂との積層体及び該積層体の製造方法を
提供することを目的とする。
解決するために鋭意研究した結果、ポリオレフィン系樹
脂にスチレン−ジエン共重合体を配合した架橋発泡粒子
として、内部に比べて表皮部に存在するスチレン−ジエ
ン共重合体の割合を高めた発泡粒子を使用して製造され
た型内成形体が、その表皮部においても繊維強化熱硬化
性樹脂との接着強度に優れていることを見い出し、本発
明を完成するに至った。
樹脂(A)に、スチレン−ジエン共重合体(B)を配合
した混合樹脂の架橋発泡粒子からなる、ゲル分率が3〜
70重量%の形内成形体において、前記混合樹脂中のス
チレン−ジエン共重合体(B)成分の割合が、前記架橋
発泡粒子の内部に比較して表皮部で大なることを特徴と
する型内成形体が提供される。また、本発明によれば、
前記ポリオレフィン系樹脂(A)とスチレン−ジエン共
重合体(B)との混合比率が、両成分の総和を100重
量%とした場合、(A)成分が51〜95重量%及び
(B)成分が49〜5重量%であることを特徴とする前
記型内成形体が提供される。また、本発明によれば、前
記スチレン−ジエン共重合体(B)が、ハイインパクト
ポリスチレンであることを特徴とする前記型内成形体が
提供される。また、本発明によれば、前記ポリオレフィ
ン系樹脂(A)がポリプロピレン系樹脂であることを特
徴とする前記いずれか記載の型内成形体が提供される。
また、本発明によれば、ポリプロピレン系樹脂とハイイ
ンパクトポリスチレンとの混合比率が、両成分の総和を
100重量%とした場合、前者が51〜95重量%及び
後者が49〜5重量%である混合樹脂の架橋発泡粒子か
らなる、ゲル分率が3〜40重量%の型内成形体におい
て、前記混合樹脂中のハイインパクトポリスチレン成分
の割合が、前記架橋発泡粒子の内部に比較して表皮部で
大なることを特徴とする型内成形体が提供される。更
に、本発明によれば、前記いずれか記載の型内成形体と
繊維強化熱硬化性樹脂との積層体が提供される。また、
本発明によれば、繊維強化熱硬化性樹脂がガラス繊維強
化不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする前記
積層体が提供される。また、本発明によれば、前記いず
れか記載の型内成形体の表面に、繊維を配すると共に、
液状の熱硬化性樹脂を接触させながら該樹脂を硬化反応
させることを特徴とする前記積層体の製造方法が提供さ
れる。更にまた、本発明によれば、前記いずれか記載の
型内成形体の表面に、ガラス繊維を配すると共に、液状
の不飽和ポリエステル樹脂を接触させながら該樹脂を硬
化反応させることを特徴とする前記積層体の製造方法が
提供される。
樹脂(A)の具体例としては、プロピレン単独重合体、
プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−
エチレンブロック共重合体、プロピレン−ブテンランダ
ム共重合体、プロピレン−ブテンブロック共重合体、プ
ロピレン−エチレン−ブテンランダム共重合体等のプロ
ピレン系(共)重合体、高密度ポリエチレン、低密度ポ
リエチレン、エチレンとα−オレフィン(炭素数4以
上)の共重合体である直鎖状低密度ポリエチレン等のエ
チレン系(共)重合体、ポリブテン単独重合体、または
上記(共)重合体の無水マレイン酸モノマーやアクリル
酸系モノマーに基くグラフト共重合体等が挙げられ、こ
れらの(共)重合体のうち1または2以上を組み合わせ
て使用することができる。更に、上記した(共)重合体
にエチレン−プロピレン系ゴム、エチレン−プロピレン
−ジエン系ゴム等のゴムを混合して使用してもかまわな
い。これらの樹脂であればどのような組み合わせであっ
ても良好な発泡体を製造することが可能であるが、特に
ポリプロピレン(共)重合体が耐熱性及び機械的強度に
優れる点で好ましく、更にその中でもプロピレン−オレ
フィンランダム共重合体が発泡性が良好である点で好適
である。
(B)としては、(1)スチレン−ジエンランダム共重
合体、(2)スチレン−ジエンブロック共重合体、及び
(3)スチレン−ジエングラフト共重合体が挙げられ、
これらのうちから選ばれた1または2以上の共重合体が
使用される。このようなスチレン−ジエン共重合体中の
ジエンの比率が5〜80重量%であれば本発明の目的に
合致する良好な発泡粒子及びその成形体が得られるが、
更に好ましくは10〜60重量%がよい。また、スチレ
ン−ジエン共重合体のジエンについてはその共重合体中
のジエン部分にビニル基に相当する官能基を導入しうる
ものであればどのようなものでもかまわないが、例え
ば、1,2−ブタジエン、1,4−ブタジエン、イソプ
レン等が好適である。本発明で用いるスチレン−ジエン
共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエンラン
ダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合
体、ハイインパクトポリスチレン等が挙げられる。特
に、この中でもハイインパクトポリスチレンは、ポリオ
レフィン系樹脂と混合して架橋する場合、その架橋効率
を高めると共に、ポリオレフィン系樹脂(特にポリプロ
ピレン系樹脂)の主鎖の分解を抑えることができ、この
点で最も望ましい。
ン系樹脂(A)、前記スチレン−ジエン共重合体(B)
とからなる溶融混合樹脂を基材とするものであるが、
(A)成分、(B)成分総和を100重量%とした場
合、ポリオレフィン系樹脂(A)が51〜95重量%、
スチレン−ジエン共重合体(B)が49〜5重量%配合
されているのが好ましい。(A)成分の配合量が51重
量%未満の場合又は(B)成分の配合量が49重量%よ
り多い場合は、得られる発泡粒子からなる型内成形体
は、繊維強化熱硬化性樹脂との積層接着の際に、積層部
における型内成形体の表面が溶解して大きく収縮しやす
くなるので好ましくない。また、(B)成分の配合量が
5重量%未満では、得られる型内成形体と繊維強化熱硬
化性樹脂との接着性の改良効果が不充分となりやすい。
この接着性のより大きな向上を目的とする場合は、スチ
レン−ジエン共重合体の上記配合量は20重量%以上、
45重量%以下が望ましい。
得るためには、第一段階として、ポリオレフィン系樹脂
(A)に、スチレン−ジエン共重合体(B)を配合し、
溶融混練し、次いでペレット化して混合樹脂粒子(以
下、単に「混合樹脂粒子」ということもある。)を形成
させるが、該粒子(ペレット)の大きさは、発泡するの
に支障のない大きさであればよく、好ましくは1個の粒
子(ペレット)重量は、0.1〜20mgを満たしてい
ればよい。このような混合樹脂粒子を得る方法について
は特に規定するものではなく、混合樹脂粒子を得る方法
としては、押出機を用いて溶融混練した後に押出機先端
に取付けた微小穴を有する口金より糸状に押出し、引取
機を備えた切断機で適宜大きさに切断し粒子化する方
法、及び、ニーダー、ミキサー等と称される樹脂混練機
により溶融混練し、粉砕機により粉砕し粒子化する方法
等がある。
(A)にスチレン−ジエン共重合体(B)を配合した混
合樹脂粒子を、次いで架橋させた後発泡させて架橋発泡
粒子とする。その後、架橋発泡粒子を型内に充填し、型
内にスチーム等を導入して加熱することにより所望形状
の型内の成形体を製造する。
子において、その内部に比較してその表皮部の方が、ス
チレン−ジエン共重合体(B)成分の割合を大とするに
は、例えば、ポリオレフィン系樹脂(A)として比較的
流動性の低いものを選択し、またスチレン−ジエン共重
合体(B)として比較的流動性の高いものを選択するこ
とにより達成できる。即ち、このような(A)成分と
(B)成分とを溶融混練し、次いでペレット化して混合
樹脂粒子を製造する際に、繊維強化熱硬化性樹脂との接
着性に優れる(B)成分が、混合樹脂粒子の外側、つま
り表面側へより多く移動して、その表面に露出する割合
が高くなり、そしてそのような混合樹脂粒子から得られ
る架橋発泡粒子もその製造過程で溶融混練されることが
ないのでその内部に比較してその表皮部の方が(B)成
分の割合が高くなる。
て、繊維強化熱硬化性樹脂との接着性に優れる理由は、
上記架橋発泡粒子が上記したようにその内部に比較して
その表皮部の方が接着性に優れる(B)成分の割合が高
く、しかも該架橋発泡粒子は型内成形体される過程で溶
融混練されることがないので、型内成形後においても上
記発泡粒子の表皮部の特性が型内成形体の表皮部にその
まま引き継がれるためであると考えられる。
(A)成分と比較的流動性の高い(B)成分とを選択す
るには、(A)成分のMFR(JIS K7210の条
件8)をMFRAとし、(B)成分のMFR(JIS
K7210の条件8)をMFRBとした場合、MFRB
/MFRAの比が1.00より大、好ましくは1.25
以上、望ましくは1.50以上となるように(A)成分
と(B)成分とを選択する。このMFRB/MFRAの
比の値が大きいほど、繊維強化熱硬化性樹脂との接着性
に優れた型内成形体を得ることが可能となる。あるい
は、該MFRB/MFRAの比の値が大きいほど、繊維
強化熱硬化性樹脂との接着性に優れた型内成形体を得る
に際して、(B)成分配合量を少なくすることができ、
ポリオレフィン系樹脂発泡体の腰の強さ、耐熱性の高さ
といった優れた特性を充分発揮させることが可能とな
る。
に比較しての表皮部におけるスチレン−ジエン共重合体
(B)比率の向上は、例えば、顕微機能付フーリエ変換
式赤外線分光光度計(顕微FT/IR)を使用して確認
することができる。具体的には次のとおりである。型内
成形体を任意の箇所で切断し、顕微FT/IRを使用
し、その切断箇所の発泡粒子間融着部に対して測定され
た〔ポリスチレンの特性吸収帯に基づく1600cm-1
付近における吸光度〕/〔メチレン基に基づく2920
cm-1付近における吸光度〕の比を〔S〕とし、同切断
箇所における発泡粒子内部に対して測定された〔ポリス
チレンの特性吸収帯に基づく1600cm-1付近におけ
る吸光度〕/〔メチレン基に基づく2920cm-1付近
における吸光度〕の比を〔C〕とした場合、〔S〕/
〔C〕の比の大きさをもってその指標とすることができ
る。〔S〕/〔C〕の比が大きいほど、そのスチレン−
ジエン共重合体が、発泡粒子の内部に比較して発泡粒子
の表皮部により多い割合で存在していることを示してい
るが、〔S〕/〔C〕の比は3.0以上、好ましくは
3.5以上、望ましくは4.0以上である。
脂粒子を発泡させた発泡粒子のゲル分率が3〜70重量
%であることが必要である。好ましくは3〜40重量%
である。このゲル分率は、発泡粒子の架橋度を示す指標
となり、その数値が大きいほど架橋度が大きいというこ
とを意味する。該発泡粒子の該ゲル分率が上記範囲を下
回る場合は、通常は混合樹脂粒子を架橋させ、架橋の度
合いを調整することにより、上記範囲のものにすること
ができる。該ゲル分率が3重量%より少ないと、その様
な発泡粒子からなる型内成形体の表面に、液状の熱硬化
性樹脂を接触させつつ反応硬化させようとすると、該成
形体の接触表面が溶解して大きく収縮しやすいので好ま
しくない。その様な収縮量低減の観点からすると、該ゲ
ル分率は15重量%以上が望ましい。また該ゲル分率が
70重量%より多いと、その様な混合樹脂粒子からで
は、高発泡倍率の発泡粒子が得られにくいばかりか、そ
の様な発泡粒子は、型内成形時の二次発泡性に劣り、発
泡粒子間の空隙を十分に埋めることができず、得られる
成形体はおこし状となってしまい、好ましくない。この
ような観点から、該ゲル分率は40重量%以下が望まし
い。尚、型内成形体のゲル分率は、発泡粒子のゲル分率
と同じと考えてよい。
器に混合樹脂粒子と水性媒体と過酸化物などの架橋剤等
とを配合し、架橋剤を混合樹脂粒子中に含浸させた後、
架橋剤の分解温度に昇温させることによって架橋混合樹
脂粒子を得る方法等がある。この場合、架橋剤として
は、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,
5−トリメチルシクロヘキサン、ジクミルパーオキサイ
ド、t−ブチルクミルパーオキサイド、n−ブチル−
4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレード、α,
α´−ビス(t−ブチルパーオキシ)−m−ジイソプロ
ピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイ
ド、m−トルオイルパーオキサイド、t−ヘキシルパー
オキシ−2−エチルヘキサネート、t−ブチルパーオキ
シ−2−エチルへキサネート、t−ブチルパーオキシイ
ソブチレート、1−シクロヘキシル−1−メチレシルパ
ーオキシ−2−エチルヘキサノエート等が挙げられる。
また上記架橋方法以外の例としては、混合樹脂粒子に放
射線を照射させる方法等が挙げられる。
合樹脂粒子」ということもある。)を得る場合、混合樹
脂組成物中に、前記分子中に2以上のビニル基を有する
ポリエン化合物からなる架橋助剤を更に配合させておく
と効率よく架橋混合樹脂粒子を得ることができる。
る、分子中に2以上のビニル基を有するポリエン化合物
としては、1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタ
ジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の重合体
系架橋助剤、及びジビニルベンゼン、2−メチル−ジビ
ニルベンゼン、ジビニルシクロヘキサン、イソプレン、
クロロプレン、ブタジエン等の単量体系架橋助剤が挙げ
られる。また架橋助剤の配合量は、ポリオレフィン系樹
脂、スチレン−ジエン共重合体、及び架橋助剤の総和を
100重量%とした場合、30重量%以下が好ましい。
は、ポリオレフィン系樹脂にスチレン−ジエン共重合
体、好ましくは更に架橋助剤を配合した架橋混合樹脂粒
子に、物理発泡剤または分解型発泡剤を配合して、粒子
状に発泡させることにより製造することができる。
発泡剤のうち1種または2種以上を組み合わせて用い
る。分解型発泡剤については樹脂の発泡温度で分解して
ガスを発生するものであれば何れのものも使用できる。
分解型発泡剤の具体例としては、例えば重炭酸ナトリウ
ム、炭酸アンモニウム、アジド化合物、アゾビスイソブ
チロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド、p−トルエンスルホニルヒドラジド、
または該温度で反応して炭酸ガスを発生する酸−アルカ
リの組み合わせ、例えば、クエン酸のモノアルカリ金属
塩と炭酸のアルカリ金属塩、クエン酸のモノアルカリ金
属塩と重炭酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
飽和脂肪族炭化水素、飽和脂環族炭化水素、芳香族炭化
水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン等であ
り、その具体例としては、例えばメタン、エタン、プロ
パン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタ
ン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ノ
ルマルヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペン
タン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタ
ン、メチルシクロプロパン、1,1−ジメチルシクロプ
ロパン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、エチ
ルシクロブタン、1,1,2−トリメチルシクロプロパ
ン、ベンゼン、塩化メチル、フロン142b、フロン1
24、フロン134a、ジメチルエーテル、2−エトキ
シエタノール、アセトン、エチルメチルケトン、アセチ
ルアセトン、二酸化炭素、窒素、空気、などが挙げられ
る。
混合樹脂粒子の中には発泡核剤として、タルク、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、天然ケイ酸、酸
化チタン、シラス、石膏、ゼオライト、食塩、硼砂、硼
酸亜鉛、水酸化アルミニウムなどの無機化合物、または
カーボン、燐酸系核剤、フェノール系核剤、アミン系核
剤等の有機系化合物を含有させてもよい。
る分散媒発泡方法について以下に詳細に説明する。例え
ば1個当りの粒子重量が0.1〜20mg、好ましくは
0.2〜10mgに調整された混合樹脂粒子を用意し、
先に示した方法により架橋した後、それら架橋混合樹脂
粒子を、密閉し開放できる圧力容器に分散媒、分散剤、
物理発泡剤と共に撹拌下、圧力容器の外部または内部か
らの加熱で昇温し発泡剤が樹脂に有効に含浸する温度ま
で圧力容器内部の温度を上げ一定時間保持した後、圧力
容器内部の圧力よりも低圧の雰囲気に圧力容器を開放し
て圧力容器内容物を容器外に放出することにより発泡粒
子を得ることができる。前記分散媒は臨界温度が80℃
以上であり、且つ該架橋混合樹脂粒子の分散媒への10
0℃での溶解度が0.1g/g以下であれば特に問題は
ないが、好ましくは水がよい。また、分散剤としては、
該架橋混合樹脂粒子の容器内での融着防止のために用い
られるものであり、分散媒への溶解が少ない、無機又は
有機の高融点物であり、具体例としては、例えば、酸化
アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭
酸亜鉛、燐酸カルシウム、カオリン、マイカ、タルクが
挙げられる。この中では燐酸カルシウム、カオリンが好
ましい。また、必要に応じて、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウムや、オレイン酸ナトリウム等の界面活性
剤を分散媒に添加してもよい。
ら低圧帯域へ放出させる場合の内容物に含まれる発泡粒
子には、二次結晶を含有させてもよい。この二次結晶の
存在する発泡粒子は、型内成形性の良好な発泡粒子であ
る。なお、発泡粒子中における二次結晶の存在は、発泡
粒子の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線に
よって判定することができる。この場合、樹脂発泡粒子
の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線とは、
発泡粒子1〜3mgを示差走査熱量測定装置によって1
0℃/分の昇温速度で220℃まで昇温したときに得ら
れるDSC曲線であり、例えば、測定試料を室温から2
20℃まで10℃/分の昇温速度で昇温したときに得ら
れるDSC曲線を第1回のDSC曲線とし、次いで22
0℃から10℃/分の降温速度で40℃まで降温し、再
度10℃/分の昇温速度で220℃まで昇温したときに
得られるDSC曲線を第2回のDSC曲線とし、これら
2つののDSC曲線から固有ピーク、高温ピークを求め
ることができる。また、この場合、固有ピークとは、発
泡粒子を構成するポリオレフイン系樹脂の、いわゆる融
解時の吸熱によるものであると考えられる。この固有ピ
ークは第1回目と第2回目のDSC曲線にも現われ、ピ
ーク頂点の温度は第1回目と第2回目で多少異なる場合
があるが、その差は5℃未満、通常は2℃未満である。
一方、高温ピークとは、第1回目のDSC曲線にのみ上
記固有ピークより高温側に現われる吸熱ピークである。
発泡粒子中における二次結晶の存在は、発泡粒子のDS
C曲線にこの高温ピークが現われるか否かで判定され、
実質的な高温ピークが現われない場合には、発泡粒子中
に二次結晶が存在しないものと判定される。
分散媒発泡方法における加熱処理により生成される。二
次結晶を生成させるための加熱処理は、使用する発泡剤
とその量によっても異なるが、有機揮発性発泡剤使用の
場合、架橋混合樹脂粒子の融点(上記2回目のDSC曲
線に現われる固有ピークの頂点温度と実質的に同じ)よ
り約20℃低い温度とその融解終了温度との間の適宜温
度で止めてその温度にて5〜90分間、好ましくは15
〜60分間保つと架橋混合樹脂粒子に二次結晶を形成さ
せることができる。また、二酸化炭素、窒素、空気とい
った無機ガス系発泡剤を使う場合には、架橋混合樹脂粒
子の融点とその補外融解終了温度(JIS K7121
に規定されている温度)との間の適宜温度で止めてその
温度にて上記した通りの時間保てば、架橋混合樹脂粒子
に二次結晶を形成させることができる。そして、該密閉
容器内容物を低圧部に放出すれば二次結晶を持つ発泡粒
子が得られる。また、無機ガス系発泡剤使用の場合、放
出前の架橋混合樹脂粒子中に充分大量の二次結晶があれ
ば、放出時の温度(発泡温度)が架橋混合樹脂粒子の補
外融解終了温度以上であっても、前記高温ピークの頂点
温度以下の場合には二次結晶の存在する型内成形性の良
い発泡粒子が得られる。
は、架橋混合樹脂粒子の融点並びに発泡剤の種類及び使
用量により異なる。例えば、架橋混合樹脂粒子を、無機
ガス系発泡剤で発泡させる場合は、発泡温度を架橋混合
樹脂粒子の融点を基準とし、その融点より約5℃低温か
ら約15℃高温の範囲、好ましくは約3℃低温から約1
0℃高温の範囲にするのが望ましい。そして、分散媒中
の架橋混合樹脂粒子を発泡温度まで昇温させる際の昇温
時における昇温速度は1〜10℃/分、好ましくは2〜
5/℃分とするのが望ましい。なお、発泡させるために
容器内容物を放出する際の低圧部は大気圧以下でも良い
が、通常はコスト的に有利な大気圧下に放出される。前
記の方法で製造された発泡粒子は、平均気泡径が10〜
500μm程度である。また、発泡粒子の嵩密度は発泡
剤使用量等で異なるが0.009〜0.3g/cm3程
度である。
ポリプロピレン系樹脂を使用した場合、その発泡粒子の
上記高温ピーク融解吸熱量は0.1〜15J/g、且つ
前記した(ゲル分率)は3〜40重量%であることが好
ましく、15〜40重量%が更に望ましい。このゲル分
率が3重量%未満の場合には、前記した通り、その発泡
粒子からなる型内成形体の表面に、液状の熱硬化性樹脂
を接触させつつ反応硬化させようとすると、該成形体の
接触表面が溶解して大きく収縮しやすくなるので好まし
くない。その様な収縮の更なる安全性の観点から15重
量%以上とすることが望ましい。また、そのゲル分率を
40重量%超にしようとすると、ポリプロピレン系樹脂
の主鎖が分解しやすくなり、機械的物性の低下につなが
り、好ましくない。そして、この様なゲル分率が3〜4
0重量%の範囲内で、上記高温ピーク融解熱量が0.1
J/g未満であると、独立気泡率の低下した発泡粒子が
得られ易くなり、その後の型内成形時に悪影響を与える
虞がある。一方、3〜40重量%のゲル分率の範囲内
で、上記高温ピーク融解吸熱量が15J/g超である
と、発泡粒子間が充分に埋まらない粒子間ボイドの大き
い不良な型内成形体が得られ易くなるので好ましくな
い。特に、ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン
系樹脂を採用した場合には、ポリエチレン系樹脂を採用
した場合と比べ、高発泡倍率の型内成形体であっても後
述の繊維強化熱硬化性樹脂との積層接着性に優れるとい
う利点がある。
充填し、型内に加熱媒体を導入して発泡粒子を加熱融着
させる型内成形方法を採用することにより、本発明の型
内成形体を得ることができる。上記型内成形において
は、通常、上記架橋混合樹脂粒子の融点と該融点より2
5℃低温との間の任意の温度に発泡粒子を加熱して成形
体にする。本発明の発泡粒子は前記したようにその表皮
部の(B)成分比率が高いため、粒子間の相互融着性に
も優れ、前記温度で丈夫な型内成形体が得られる。
ように発泡粒子を加熱して得られるものであるが、該発
泡粒子は、前記したようにその表皮部の前記(B)成分
比率が高められているため、それから得られる型内成形
体の表皮部も(B)成分比率が高められたものとなる。
また、該方法で成形した本発明の型内成形体は、その表
面が薄い又は厚い表皮に覆われて気泡が閉じているが、
型内成形体の表皮部も(B)成分比率が高いため、繊維
強化熱硬化性樹脂との積層接着性に優れている。
含有させた熱硬化性樹脂層、例えば繊維強化不飽和ポリ
エステル樹脂層を設けた、型内樹脂発泡成形体/繊維強
化不飽和ポリエステル樹脂積層体は、従来公知の方法で
製造することができる。例えば、レジンインジェクショ
ンモールディング法(レジントランスファーモールディ
ング法)に従って所望形状の金型内に形状対応の型内成
形体を挿入後、金型の液注入口から液状の不飽和ポリエ
ステル樹脂を注入し、型内成形体の表面と金型内表面間
の空隙部に不飽和ポリエステル樹脂液を充満させ、これ
を反応硬化させる方法で製造することができる。この際
に、型内成形体の表面と金型内表面間の空隙部にガラス
繊維等の強化材を入れておき樹脂層を強化する。また、
積層用の不飽和ポリエステル樹脂液にはこの種の積層に
使われる公知樹脂液を使えば良く、通常は硬化用触媒と
不飽和ポリエステル樹脂を架橋用ビニルモノマーに溶解
した液が使われる。或いは不飽和ポリエステルプリプレ
グを用い型内成形体表面を覆い次いで硬化させることに
よっても積層体を製造することができる。なお、不飽和
ポリエステル樹脂の硬化反応は発熱反応なので加熱は不
要であるが、硬化反応終了後に金型を60〜100℃に
5〜60分間保持して硬化物を強制養生させても良く、
強制養生で繊維強化不飽和ポリエステル樹脂層、ひいて
は積層体の強度を更に高めることができる。そして、硬
化終了後は積層体を金型から取出して製品とするれば良
い。
アップ法やスプレイアップ法で製造しても良い。これら
の場合は、板状等に成形された型内成形体の片面又は両
面に補強繊維材を含む不飽和ポリエステル樹脂層を設
け、これを硬化させれば良い。本発明の型内成形体はそ
の表皮部においても繊維強化熱硬化性樹脂との接着性に
優れているため、従来のように、型内成形体の不飽和ポ
リエステル樹脂との積層面に当たる表皮をスライス等し
て気泡を開放させておくようなことは必要としない。
維を、熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を例
に説明してきたが、他の強化繊維としては、石綿、ビニ
ロン、テトロン等の合成繊維や合成繊維の不織布等が例
示され、他の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が例
示される。しかしながら、その中でもガラス繊維と不飽
和ポリエステル樹脂との組み合わせが最も望ましい。な
ぜならば、ガラス繊維が耐熱性、寸法安定性、低吸水性
に優れ、伸びが小さいものであり、不飽和ポリエステル
樹脂が本発明の型内成形体と最も接着強度に優れている
ので、ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂が積層さ
れた本発明の積層体では、積層接着面の剥がれにくい高
強度の積層体となるからである。
に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限
定されるものではない。なお、以下に示す部及び%はい
ずれも重量基準のものである。使用したポリマーの種類
及び物性について表1に示し、配合処方を表2に示す。
ンランダム共重合体(PP)と、表1に示すハイインパ
クトポリスチレン(HIPS)と、更に1,2−ポリブ
タジエンとを、表2に示す通りの配合割合とし、この配
合100重量部当たり水酸化アルミニウム粉体を0.0
5重量部の割合で単軸押出機に供給し、190℃で溶融
混練後、押出機先端に設けられた口径2mmφ×16穴
のダイスよりストランド状に押出して引き取ってカット
して1個当たり約2mgのミニペレット(混合樹脂粒
子)を製造した。
造]上記ミニペレット100重量部に対し、水(分散
媒)300重量部、カオリン(分散剤)1重量部、ドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウム(界面活性剤)0.
02重量部、ベンゾイルパーオキサイド(架橋剤)1.
2重量部及びジビニルベンゼン(架橋助剤)0.5重量
部を耐圧容器内に投入し、密閉した後、耐圧容器内に二
酸化炭素ガス(発泡剤)7重量部を圧入し、次いで、2
00r.p.mでの撹拌下で、約2℃/分の昇温速度で
容器内容物を100℃まで昇温し、その温度で30分間
保持した後、再び約2℃/分の昇温速度で容器内容物を
146℃まで(実施例1)又は147℃まで(比較例
1)昇温し、その温度で15分間保持した後、更に約2
℃/分の昇温速度で容器内容物を151℃まで(実施例
1)又は152℃まで(比較例1)昇温し、その温度で
15分間保持した。それから加圧空気の導入により耐圧
容器内を40kg/cm2Gに保ちながら、容器内容物
を容器外に放出して架橋発泡粒子を得た。得られた発泡
粒子の嵩密度、高温ピークの融解吸熱量を併せて表2に
示した。
子を300×300×60mmの内寸法を持つ成型用金
型に充填し、3.4kg/cm2Gの蒸気で加熱して型
内成形体を得た。この際、金型への樹脂の付着物は観察
されなかった。得られた成形体を60℃のオーブンで2
4時間乾燥し、常温まで徐冷して型内成形体を製造し
た。得られた型内成形体の密度、ゲル分率、〔S〕/
〔C〕の比を表2に示す。尚、〔S〕/〔C〕の比は、
後述の、繊維強化熱硬化性樹脂と型内成形体との積層テ
ストにおいて所定サイズにスライスして除かれたサンプ
ルを使用して測定した。
積層]上記24時間乾燥後の型内成形体と繊維強化熱硬
化性樹脂との積層は次の操作により行なった。まず、型
内成形体を200mm(縦)×150mm(横)×10
mm(厚み)にスライスする。ただし、200mm×1
50mm面の一方は成形時の表皮部をそのまま残してお
く。次に、ポリテトラフロロエチレン(テフロン)を表
面にコーティングしたアルミニウムからなる平板を用意
し、日本ユピカ株式会社製不飽和ポリエステル樹脂40
72APT−3に硬化剤としてメチルエチルケトンパー
オキサイドを添加し、これをハンドレイアップ法にてそ
の平板のテフロン面に塗布し、次にその塗布面に、20
0mm×150mmサイズのガラス繊維からなるチョッ
プドストランドマット(坪量450g/m2)を配し、
その上から上記したものと同じ硬化剤を添加した不飽和
ポリエステル樹脂をハンドレイアップ法にて塗布含浸さ
せ、直ちにこの上に型内成形体の200mm×150m
m面をのせ、続いて型内成形体上面に上記したものと同
じ硬化剤を添加した不飽和ポリエステル樹脂をハンドレ
イアップ法にて塗布し、更にその上に上記したものと同
じチョップドストランドマットをのせ、その上から上記
したものと同じ硬化剤を添加した不飽和ポリエステル樹
脂をハンドレイアップ法にて塗布含浸させた。その後直
ちにテフロンコートしたアルミニウム平板(重量1k
g)をのせ、放置して不飽和ポリエステル樹脂を反応硬
化させた。反応硬化後、アルミニウム平板を剥がし、ガ
ラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂硬化体(FRP)
/型内成形体/ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂
硬化体(FRP)からなる積層体(FRP積層品)を得
た。このFRP積層品については、積層部の接着性を評
価した。その結果を表2に示す。
及び性能評価は、以下の測定方法及び評価基準に従って
行なった。 *1 ゲル分率 型内成形体を試料とし、これを沸騰トルエン中に5時間
浸漬後、標準網フルイを規定しているJIS Z 88
01(1966年)に定められている74μの金網で速
やかに濾過し、該金網上に残った沸騰トルエン不溶解成
分の乾燥後の重量を測定する。ゲル分率P(%)は式で
表すと下式の通りである。 P(%)=(M/L)×100 M:不溶解成分の重量(g) L:試料の重量(g)
に、縦横それぞれ約10mm、厚み0.5±0.1mm
に調節した測定用試料を作製した。次に、その測定用試
料に対し、日本分光(株)製の、MICRO−20型赤
外顕微鏡が接続されたFT/IR−420型フーリエ変
換式赤外分光光度計を使用して、下記の点に留意し下
記の条件で、発泡粒子間隔着部における〔ポリスチレ
ンの特性吸収帯に基づく1600cm-1付近における吸
光度〕/〔メチレン基に基づく2920cm-1付近にお
ける吸光度〕の比〔S〕、及び同切断箇所における発泡
粒子内部における〔ポリスチレンの特性吸収帯に基づく
1600cm-1付近における吸光度〕/〔メチレン基に
基づく2920cm-1付近における吸光度〕の比〔C〕
を測定し、〔S〕/〔C〕の比を求めた。 装置の設定条件 (1)顕微測光方式:透過 (2)積算回数:512回 (3)分解:4.00cm-1 (4)属性:SB (5)ゲイン:オート (6)バックグラウンド測定時の属性:%T (7)顕微アパーチャーのサイズ:50μm×10μm 測定に際しての注意点 (1)発泡粒子間隔着部の測定に際しては、切断面に存
在す融着部の長さ方向と顕微アパーチャーの長手方向
(50μmの方向)を一致させた上、融着部を顕微アパ
ーチャーの中央に位置させて、融着部切断端面に焦点を
合わせる。 (2)発泡粒子内部の測定に際しては、切断面に存在す
る発泡粒子断面の中央部と顕微アパーチャーの中央部を
できるかぎり一致するように位置させて(この際、顕微
アパーチャーの視野に発泡粒子間隔着部が入ってはなら
ない。)、切断箇所の気泡底面にできるかぎり焦点を合
わせる。
うにカットした後、図1に示すようにFRP面と固定治
具(図1に示すような金属フックのついた厚さ10m
m、板面積50mm×50mmからなる鉄製治具)の板
面とをエポキシ系接着剤で接着した。接着剤の硬化後、
万能型引張試験機に直接、荷重が伝わるように金属フッ
クと引張試験機とを固着し、FRP積層品に対して垂直
に引張荷重がかかるように留意し、引張速度は10mm
/分として測定を行う。この際得られる歪み−応力曲線
の最大荷重を測定し以下の式で剥離強度を評価する。 剥離強度[kgf/cm2]=(最大荷重[kgf])/(FRP積層品のFR
P面の正確な面積[cm2])
下の評価基準に基づき外観評価を行った。破壊状態の評
価は以下の基準によるものである。 ×:FRP積層品の型内成形体中央部から破壊を生じ、
型内成形体の材料破壊面積割合(破壊後における、FR
P面積:12cm2に対するFRP面への型内成形体の
付着面積割合)が70%以上、80%未満のもの ○:FRP積層品の型内成形体中央部から破壊を生じ、
型内成形体の同材料破壊面積割合が、80%以上、90
%未満のもの ◎:FRP積層品の型内成形体中央部から破壊を生じ、
型内成形体の同材料破壊面積割合が、90%以上のもの
樹脂との接着性に優れた型内成形体に使用されるポリオ
レフィン樹脂を主成分とする発泡粒子では、ポリオレ
フィン樹脂のペレタイズ(発泡に適した大きさにする)
工程、樹脂ペレットの架橋工程、樹脂ペレットへの
スチレンモノマー等によるグラフト重合工程、及び発
泡粒子製造工程が採用されており、ペレタイズ後にグラ
フト重合工程が必要であり、そのため、その様な発泡粒
子ひいてはその型内成形体は、必然的にコストの高いも
のであった。一方、本発明の型内成形体を形成する発泡
粒子は、特定のポリオレフィン系樹脂に対して特定のス
チレン−ジエン共重合体を混合してペレタイズしたもの
に対し架橋を行い、これを発泡させるだけで得られるも
のであるから、従来の様なグラフト重合工程を必要とし
ないのでコスト的に有利である。そして上記発泡粒子
は、その表皮部におけるスチレン−ジエン共重合体比率
が、粒子内部に比べより高く、従って、このような発泡
粒子から得られる本発明の型内成形体は、その表皮部に
おいても、繊維強化熱硬化性樹脂との積層接着強度が極
めて大きく、また該型内成形体の繊維強化熱硬化性樹脂
積層面の収縮が小さく、更に、この様な発泡粒子からな
る本発明の型内成形体は、衝撃吸収性、圧縮又は衝撃後
の回復性、耐熱性及び耐薬品性にも優れており、その用
途において非常に有益である。その様な積層体は、ユニ
ットバスの浴槽又は防水パン、プール、浄化槽、船の甲
板、船室の壁や床や天井といった用途に好適に使用され
る。また、該スチレン−ジエン共重合体としてハイイン
パクトポリスチレンを使用すると、混合樹脂の架橋効率
が高まり、且つ架橋時に混合樹脂中のポリオレフィン系
樹脂(特にポリプロピレン系樹脂)の主鎖の分解が抑え
られた良好な型内成形体が提供できる。また、該ポリオ
レフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂を使用した
発泡粒子は、独立気泡率が高く、型内成形時の二次発泡
性に優れるので、そのような発泡粒子からなる高発泡型
内成形体は高発泡であっても繊維強化熱硬化性樹脂との
積層接着強度に優れる。また、繊維強化熱硬化性樹脂に
おける熱硬化樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を使用
すると、本発明の型内成形体との接着性に最も優れる。
また強化繊維としてガラス繊維を使用すると寸法安定性
及び耐熱性が高く、吸水性が無く、且つ伸びが小さい。
従って、ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂が積層
された本発明の積層体は、積層面の剥がれにくい高強度
のものとなる。更に、本発明の積層体の製造方法は、型
内成形体と繊維強化熱硬化性樹脂との最も効率的な積層
方法である。しかも両層間の接着性に最も優れるという
利点もある。
Claims (9)
- 【請求項1】 ポリオレフィン系樹脂(A)に、スチレ
ン−ジエン共重合体(B)を配合した混合樹脂の架橋発
泡粒子からなる、ゲル分率が3〜70重量%の形内成形
体において、前記混合樹脂中のスチレン−ジエン共重合
体(B)成分の割合が、前記架橋発泡粒子の内部に比較
して表皮部で大なることを特徴とする型内成形体。 - 【請求項2】 前記ポリオレフィン系樹脂(A)とスチ
レン−ジエン共重合体(B)との混合比率が、両成分の
総和を100重量%とした場合、(A)成分が51〜9
5重量%及び(B)成分が49〜5重量%であることを
特徴とする請求項1記載の型内成形体。 - 【請求項3】 前記スチレン−ジエン共重合体(B)
が、ハイインパクトポリスチレンであることを特徴とす
る請求項1又は2記載の型内成形体。 - 【請求項4】 前記ポリオレフィン系樹脂(A)がポリ
プロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか記載の型内成形体。 - 【請求項5】 ポリプロピレン系樹脂とハイインパクト
ポリスチレンとの混合比率が、両成分の総和を100重
量%とした場合、前者が51〜95重量%及び後者が4
9〜5重量%である混合樹脂の架橋発泡粒子からなる、
ゲル分率が3〜40重量%の型内成形体において、前記
混合樹脂中のハイインパクトポリスチレン成分の割合
が、前記架橋発泡粒子の内部に比較して表皮部で大なる
ことを特徴とする型内成形体。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか記載の型内成
形体と繊維強化熱硬化性樹脂との積層体。 - 【請求項7】 繊維強化熱硬化性樹脂がガラス繊維強化
不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項
6記載の積層体。 - 【請求項8】 請求項1乃至5のいずれか記載の型内成
形体の表面に、繊維を配すると共に、液状の熱硬化性樹
脂を接触させながら該樹脂を硬化反応させることを特徴
とする請求項6記載の積層体の製造方法。 - 【請求項9】 請求項1乃至5のいずれか記載の型内成
形体の表面に、ガラス繊維を配すると共に、液状の不飽
和ポリエステル樹脂を接触させながら該樹脂を硬化反応
させることを特徴とする請求項7記載の積層体の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9095353A JPH10273551A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 型内成形体、該成形体と熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9095353A JPH10273551A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 型内成形体、該成形体と熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10273551A true JPH10273551A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=14135306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9095353A Pending JPH10273551A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 型内成形体、該成形体と熱硬化性樹脂との積層体、及び該積層体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10273551A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2453512A (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-15 | Gurit | Composite laminated articles having foam cores |
WO2018180678A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社ジェイエスピー | 表皮材被覆発泡粒子成形体 |
JP2020131477A (ja) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 三山工業株式会社 | 覆蓋の製造方法および覆蓋 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9095353A patent/JPH10273551A/ja active Pending
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GB2455044B (en) * | 2007-10-08 | 2010-01-06 | Gurit | Manufacture of composite laminated article |
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