JPS5933283B2 - 不飽和ポリエステル樹脂成型品の接着法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は不飽和ポリエステル樹脂成型品の接着法に関す
るもので、不飽和ポリエステル樹脂を遂次重ねて成型・
硬化させる場合の接着面の強度を。

クラインディング等の二次カロエを行なうことなく向上
せしめる新規な方法を提供することを目的とする。不飽
和ポリエステル樹脂は不飽和アルキッド樹脂とビニール
モノマーを主成分とし、成型・硬化時に加圧・加熱を必
要としない長所を有し、各種成型物特にガラス繊維強化
プラスチックス（以下ＦＲＰと略称する）に広く用いら
れている。

不飽和ポリエステル樹脂を用いたＦＲＰ製品としては、
ヘルメット、波板、棒状物のような小形の一体成型可能
のものから浴槽、浄化槽、水槽。サイロ、船舶のような
大形の一体成型の困難なもの迄多種多様のものが製造さ
れている。ＦＲＰ製品を構造体として設計する場合、全
体を抜目なし一体構造とするのが理想的であるが。

現実の成型品特に大形のものは部分的に成型したものを
接着したり、または補強部材、リブ等で接着補強するこ
とが行なわれている。接合部の強度は材料強度に比して
弱い傾向があり、この接合部強度を向上させることが重
要な技術課題であり、これに対してクラインディング法
。

非空気硬化性不飽ポリエステル樹脂を用いる方法（以下
非空気硬化法と云う）が提案されているが。これらの方
法は以下述べるような欠点を有している。クラインディ
ング法は、硬化した成型品の接着する部分をグラインダ
ーで粗面に仕上げたのち。

この上に未硬化の不飽和ポリエステル樹脂を重ねて硬化
させることにより接着強度を増大させる方法であるが、
グラインデングという余分な工程を必要とし、そのうえ
クラインディングにより接着面以外の部分を傷つける恐
れがあり、さらにクラインディングにより発生した樹脂
などの粉塵の飛散により作業環境を悪化させたり、或は
飛散した粉塵か成型品に附着して接着部の強度や塗料の
接着力を低下させるので、附着した粉塵除去の工程を必
要とする等の他光分な接着強度を得ることが難しい等の
欠点がある。非空気硬化法は、非空気硬化性不飽和ポリ
エステ′レ樹脂を用いて成型を行なうと．空気に接触し
７こ表面薄層が空気により硬化が遅延して，内部の樹脂
が硬化しても表面に未硬化樹脂薄層（以下表面薄層と云
う）を生成するので，この上に未硬化不飽和ポリエステ
ル樹脂を重ねることにより．表面薄層を形成した未硬化
樹脂と重ねた未硬化樹脂とが接触界面で相互に溶解し合
つて接触界面のない硬化が行なわれ．クラインディング
を行なうことなく強固に接着される方法であるが．これ
にも以下の多くの欠点がある。

４表面薄層にあらたな未硬化樹脂を重ねるタイミングに
時間的制約がある。

即ち第１層硬化後４８時間以内にあらたな第２層を重ね
ないと．第１層の表面薄層の硬化が除々に進行して第２
層との充分な接着強度が得られなくなる。従つて製作工
程上で時間的制約を受けることになる。（４８時間経過
後にあらたな第２層を重ねる場合は．クラインディング
を行なう必要があり．このことは例えばＦＲＰ船の二次
接着法の規準として定められている。）＠ 表面薄層は
完全硬化に長時間を要するので．その間に残存している
多少の粘着性により塵埃等が附着し易く．さらに附着し
た塵埃の除去が困難なため，最終成型品の表面を塗装す
る必要が起る。

Ｏ型に接する面（ま表面層迄硬化するので，型接触面に
二次接着を行なうときには．その面をクラインディング
処理を行なわなければならず．その場合前記の如く種々
の欠点による問題が発生する。

本発明者はか＼る欠截を解決すべく研究を重ねる間に，
不飽和ポリエステル樹脂にシリコンゴムを密着させた状
態で硬化させると．シリコンゴムを密着させた硬化物の
表面に薄い未硬化層が形成され，シリコンゴムを取り去
つた上にあらたに未硬化ポリエステル樹脂を重ねて硬化
させると非常に強固に接着が行なわれ．そのうえ上記未
硬化層の経時変化が少なく．樹脂本体硬化後６ケ月以上
経過しても光分強固な接着を行なうことができるため．
経時的硬化による工期に対する時間的制約がなくなり．
又このシリコンゴムを用いる方法（以下シリコンゴム法
と云う）は空気硬化性不飽和ポリエステル樹脂にも適用
可能であることを発見した。

空気硬化性不飽和ポリエステル樹脂は空気と接する面．
空気と接しない面何れも同様に表面迄短時間で硬化する
ので，露出している表面への塵埃の附着を生ぜず．最終
成型品表面の塗装が不要になる。

本発明者はシリコンゴム法の作用機構につき研究を行な
つた結果．シリコンゴムと接触した未硬化の不飽和ポリ
エステル樹脂表面部に分離滲出したビニールモノマーを
．シリコンゴムが選択的に吸着して，前記樹脂表面部に
ビニールモノマーを含まないか或はビニールモノマー含
有量の極めて少ない不飽和アルキツド樹脂層からなる薄
い未硬化層が形成されることを見出した。

このように形成された未硬化層は前記の如く経時的変化
が少なく長時間放置しても硬化せず．この上に未硬化不
飽和ポリエステル樹脂を重ねるときは．未硬化不飽和ポ
リエステル樹脂のビニ一′レモノマ一が未硬化層の不飽
和アルキツド樹脂層中に拡散して，不飽和アルキツド樹
脂層と不飽和ポリエステ′レ樹脂とを同時に硬化させて
，接着境界面のない強固な接着を行なうことができる。
本発明（嘘液状のビニールモノマー及び不飽和アルキツ
ド樹脂を含む不飽和ポリエステル樹脂を成型・硬化する
さいに．二次接着を行なう箇所に前記ビニールモノマー
を吸着し．前記アルキツド樹脂を吸着しない選択性吸着
物質（以下単に吸着物質と云う）を渭着させて硬化を行
なわせ．次いで該吸着物質を取り去つた硬化物上にあら
たな未硬化の前記不飽和ポリエステル樹脂を重ねて硬化
させることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂成型品
の接着法に関するものである。

以下本発明をＦＲＰを対象として更に具体的に説明する
。

本発明においては不飽和ポリエステル樹脂を構成するビ
ニールモノマーとしては．固体状のものを使用すると光
分な効果が得られないので．液状のものを使用する。

′Ｆｉ．状のビニールモノマーとしてスチレンが特に好
適であるが，例えばハロゲン化スチレンや．メタクリル
酸メチル．メタクリル酸エチル，アクリル酸メチル．ア
クリル酸エチル等のメタクリル酸或はアクリル酸の低級
アルコールエステルや，ビニールトルエン等が好適に使
用できる。又本発明において使用しうる不飽和アルキツ
ド樹脂の種類．ビニールモノマーとの混合比．硬化剤及
び着色剤等については、通常の空気硬化性又は非空気硬
化性不飽和ポリエステル樹脂と同様なので詳細な説明は
省略する。

上記の不飽和ポリエステル樹脂を例えば硝子繊維布，チ
ョップトストランドマット等の補強材に含浸させ，型面
に積層する。

尚樹脂の含浸量，含浸方法．積層方法及び成型方法につ
いては従来と異なるところがないので．詳細な説明は省
略する。不飽和ポリエステル樹脂を硬化させるさい．二
次接着を行なう箇所に前記特性を有する吸着物質を密着
させた状態で不飽和ポリエステル樹脂を硬化させる。し
かるときは不飽和ポリエステル樹脂硬化物の吸着物質に
接する面に（ま．ビニールモノマーの存在しないか，或
（まビニールモノマーの含有量の極めて少ない未硬化層
が形成される。未硬化層の厚さ（嘘吸着物質の種類．ビ
ニールモノマーの種類．及び不飽和ポリエステル樹脂の
ゲル化時間等によつて異なるが０．１ｍ７７！程度であ
る。吸着物質として（１ビニールモノマーを選択的に吸
着する能力を有し．吸着しても強度の劣化しないもので
あることが好ましく，又吸着したビニールモノマーと化
学的反応せず．放置或は加熱によつてビニールモノマー
を放出する特性を備えていることが望ましく、このこと
により吸着物質を繰返し使用することができる。さらに
吸着物質は．不飽和ポリエステル樹脂硬化物から取り外
すさい．その端部から弾性により撓ませながら剥離して
行くことが容易なように．ゴム硬度計（ＪＩＳ）で８０
度以下の柔軟性と弾性を有するものを使用することが望
ましい。

このような特性を兼備した吸着物質として（まシリコン
ゴム、ウレタン樹脂．天然ゴム．ＳＢＲ，ネオプレンな
どの合成ゴム．及び天然ゴムと合成ゴムの混和物などが
好適に使用でき，特にシリコンゴムが良好な結果を与え
る。型に接する面を二次接着面とする場合に（ま，型ま
たは型の一部を吸着物質で構成するか，或は型の表面の
１部または全表面に吸着物質を貼着しても良い。

又型と接触しない面に二次接着を行なう場合に（丸例え
ば手積み法によつて型上に不飽和ポリエステル樹脂を含
浸させた未硬化ＦＲＰを一層または複数層積層し，この
未硬化ＦＲＰの表面の所定箇所に吸着物質を密着せしめ
てもよい。尚吸着物質は必要に応じて裏打ち或は適当に
補強したものにしてもよい。上記の如く吸着物質で二次
接着を行なうべき所定箇所に密着させて硬化を行なわせ
ると、吸着物質と接触した未硬化不飽ポリエステル樹脂
に含まれるビニールモノマーが樹脂の硬化する間に吸着
物質に選択的に吸着されて．硬化したＦＲＰの表面にビ
ニールモノマーを含まないか或はビニールモノマーの含
有量の極めて少ない層が形成され．この部分では三次元
架橋が生じないので未硬化層が生成する。

この場合樹脂の硬化があまり早く進行すると．ビニール
モノマーの吸着物質への移行が光分に行なわれないので
，不飽和ポリエステル樹脂のゲル化時間を１５分以上、
望ましくは３０分以上になるよう硬化条件を設定する。
このようにして得られた硬化ＦＲＰ（第１層）の形成さ
れた未硬化層の上に、未硬化ＦＲＰ第２層（補強材の種
類．樹脂と補強材の割合等において異なるものを使用す
ることもあり．必らずしも第１層と同一のものとは限ら
ない）を重ねて硬化を行なわせる。

この場合第１層と第２層とは強固に接着されて、クライ
ンディング法等に比し極めて優れた接着強度が得られる
。尚未硬化層はビニールモノマーを含有しないか，或（
まビニールモノマーの含有量が極めて少いので、あらた
に重ねられた第２層の樹脂中のビニールモノマーの一部
が拡散して未硬化層中のビニールモノマーの含有量を増
カロさせ、未硬化層の硬化が促進される。従つて未硬化
層が硬化して形成された層中のビニール成分（ま第１層
及び第２層中のそれよりも若干少く〜なり硬化樹脂組成
に僅かの変化を生ずるが．未硬化層の厚みが前記のよう
に極めて薄く．そのうえ第２層との接触面において第２
層の樹脂と網状組織が形成されているので．接着強度に
それ程大きく影響せず、実用上支障が起らないが、吸着
物質を取り去つたのち、未硬化層に適当量のビニール成
分を噴霧等によりカロえることも有効である。

以下の実施例で示す如く未硬化層は１ケ月以上変化なく
適当に使用できるので．製造工程上の時間的制約がなく
なり、さらに空気硬化性不飽和ポリエステル樹脂も使用
できる等の利点を有し．本発明（は工業上有益なもので
ある。実施例： ビニールモノマ一としてスチレンを使用した空気硬化性
不飽和ポリエステル樹脂（昭和高分子社製１５７ＢＱＴ
−Ｎ，ゲル化時間６０分）７０部をチョップトストラン
ドマット（旭フアイバーグラス社製ＣＭ４５５ＦＡ）３
０部に含浸させて型上に積層し、この第１層の二次接着
を行なう箇所に吸着物質を密着させた状態で硬化を行な
つた。

第１層の硬化後吸着物質を剥離し．同一の樹脂を含浸さ
せたマツトを重ねて第２層を造り硬化させた。その結果
を第１表に示す。実験： 本発明に係る方法で成型・硬化後１３日経過した試験板
を第１図に示すようにマツトＭ４５Ｏｌフライにてマツ
トイン接着を行なつたもの，及び従来の方法で成型後１
３日経過した試験板を、クラインディング加工後．同じ
く第１図に示すようにマツトＭ４５Ｏｌフライにてマツ
トイン接着を行なつたものを．夫々常温ゲル化後４０℃
にて１６時間アフターキユア一をしたのち．引張り速度
１ｍｍ／Ｍｌｎにて荷重をかけて引張りせん断強度（接
着強度）を測定した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液状のビニールモノマー及び不飽和アルキッド樹脂
   を含む不飽和ポリエステル樹脂を成型・硬化させるにさ
   いし、二次接着を行なう箇所に、前記ビニールモノマー
   を吸着し、前記不飽和アルキッド樹脂を吸着しない選択
   性吸着物質を密着させて成型・硬化を行なわせ、次いで
   該吸着物質を取り去つた成型・硬化物上にあらたな未硬
   化の不飽和ポリエステル樹脂を重ねて硬化させることを
   特徴とする不飽和ポリエステル樹脂成型品の接着法。 ２ 不飽和ポリエステル樹脂が補強材で補強されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の不飽和ポリエ
   ステル樹脂成型品の接着法。 ３ 不飽和ポリエステル樹脂が空気硬化性であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の不
   飽和ポリエステル樹脂成型品の接着法。