JPS629613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は微細な金属繊維を分散配合したバルク
モールデイグコンパンドを成形してなる高比重強
化プラスチツクスに関するものである。 強化プラスチツクスの特徴としては構造材料と
して使用できる強度を有すること軽量なことおよ
び一般のプラスチツクスよりさらに変化に富んだ
成形性を有すること等があげられる。このような
特徴を生かし、強化プラスチツクスは現在、建設
資材、住宅機材、舟艇、船舶機器、陸上輸送機
器、タンク、容器類、工業機材および雑貨類等
種々な用途に使用されている。しかしながら一部
の分野においてこの軽量であることが欠点となつ
ている。例えば装飾用材料、調度品用材料および
工場騒音、交通騒音、建設現場の騒音等を簡易に
かつ効果的に防止するための材料等には比重の大
きい強化プラスチツクスが要求され、近年増々そ
の必要性が高まりつつある。これらの要求を満た
すため本発明者等は先に、鉛繊維を層状に配置し
た強化プラスチツクスを提案した（実願昭51−
28638）。この材料は多くの長所を有しているが鉛
繊維の不織布を用いるため成形方法が制限され
る。 一方、最近強化プラスチツクス成形法を合理化
するのに有効な手段としてバルクモールデイング
コンパンド（BMC）法が脚光を浴びている。
BMCとは熱硬化性樹脂、充填剤、硬化剤増粘剤
および離型剤等の樹脂混合物と短繊維状の補強繊
維を混練したバルク状の成形材料であつて、この
BMCは圧縮成形、トランスフアー成形、射出成
形によつて種々の形態に成形される。BMC法に
よつて比重の大きい強化プラスチツクスを得るた
めには上述のように鉛繊維などの金属繊維が不織
布状になつていると樹脂混合物と混練した時金属
繊維が塊状になり均一な分散が著しく困難である
ばかりか成形時の流動性を阻害する。本発明はこ
れらの欠点を排除したBMC法による高比重の強
化プラスチツクスを提供するものである。 すなわち本発明は熱硬化性樹脂と充填剤、パー
オキシケタール類、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、パーオキシカーボ
ネート類から選ばれた硬化剤よりなる樹脂混合物
100重量部に対し、補強繊維を５〜50部、金属短
繊維を少くとも35重量部分散配合して得られたバ
ルクモールデイングコンパンドを成形してなる比
重2.5以上の強化プラスチツクスを提供するもの
である。 本発明に用いられる金属短繊維とは次のような
ものをさす。繊維の横断面を円形とした場合その
平均直径は500μ以下好ましくは200μ以下で、繊
維の長さは0.5mm以上30mm以下好ましくは１mm以
上15mm以下である。繊維横断面が円形でない場
合、その断面積と等しい円形の直径に相当する直
径と考えるものとする。また繊維の直径ｄと繊維
の長さｌとの比ｌ／ｄの値は２以上好ましくは５
以上である。（ｌ／ｄの値を算出する場合のｄ
は、異形断面の場合上に定義した直径でなく、横
断面形を面積最小となる長方形に内接させた時の
長方形の長辺の値をとる）。 金属繊維の材料としては鉛、亜鉛、錫、鉄、ニ
ツケル、アルミニウム、クロム、銅、マグネシウ
ム、銀、アンチモンおよびビスマスなどが用いら
れ、これらは互に合金でも良く、さらに他の成分
を少量含む合金であつても良い。 金属繊維を製造するには業界で通常実施されて
いる伸線法、シートを細断する方法、金属塊から
線状物を削り出す方法、ガラス管中に封入した金
属棒を溶融して引き伸ばすいわゆるTaylor法、
最近鉛繊維などの製造に用いられ始めた溶融紡糸
法、そのほかまだ本生産には用いられていないが
Melt Extraction法等が適宜採用されうる。 これらの方法で得られた繊維が長繊維の場合は
切断して短繊維にされるが（溶融紡糸法、Melt
Extraction法等では直接短繊維を得ることもでき
る）、その方法としては引張りにより切断する方
法、ギロチンや回転カツター等で切断する方法等
がある。 金属短繊維と熱硬化性樹脂との接着性を良くす
る目的で繊維に屈曲を与えたり、繊維表面を粗く
する方法も有効である。溶融紡糸法を採用する場
合は紡糸条件、口金の形状などを工夫することに
より複雑な屈曲を与えることも可能である。また
Melt Extraction法で製造される繊維は表面が著
しく粗ているのでこの点有利である。 本発明の強化プラスチツクスはBMC法によつ
て製造されるため、金属短繊維の樹脂混合物との
混練性、分散性および得られたBMCの成形時の
流動性の点から金属繊維はできるだけ柔軟なこと
が望ましい。従つて鉄等の硬い金属の場合は繊維
の直径を鉛、錫、亜鉛等の軟かい金属の場合にく
らべより小さくすることが望まれる。換言すれ
ば、直径の小さい金属繊維は一般にコスト高にな
るので、軟かい金属繊維を用いる方が経済的には
有利である。また本発明の強化プラスチツクスは
高比重であるから用いる金属の比重は大きいこと
が望ましく、この点からも鉛および鉛合金が最も
有利に用いられる。さらに金属短繊維の含有量を
多くする必要から繊維の直径は500μ以下好まし
くは200μ以下、繊維の長さは0.5mm以上30mm以下
好ましくは１mm以上15mm以下、ｌ／ｄは２以上好
ましくは５以上であることが重要である。金属繊
維の配合量は樹脂混合物100重量部に対して少く
とも35重量部必要である。ところで高比重化をは
かるために従来から用いられている金属粉は配合
量を多くすると強化プラスチツクスの機械的性質
が悪くなる欠点を持つている。また鉛などの有毒
な金属粉を使用した場合作業環境が汚染され易く
その対策が製造コストを押し上げ、また対策を講
じても汚染を完全に除去することは難かしい。 これに対し、本発明に用いる金属短繊維は飛散
しにくく環境汚染を防ぐのは容易である。 本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては不飽
和ポリエステル樹脂が好ましいが、フエノール樹
脂、エポキシ樹脂およびブニルエステル樹脂等も
勿論使用可能である。また熱硬化性樹脂と混合し
て用いられる充填剤としては炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、石綿、アルミナおよび硫酸バリウ
ム等がある。また硬化剤として有機過酸化物を用
いる場合、金属短繊維が硬化に悪影響することが
あるので適切な硬化剤を選択する必要がある。例
えば不飽和ポリエステル樹脂と鉛短繊維を用いた
場合、適切な硬化剤としての有機過酸化物の構造
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、１・１−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ
−ブチル４・４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）
バレエート等のパーオキシケタール類、ｔ−ブチ
ルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパー
オキサイド２・５−ジメチルヘキサン２・５−ジ
ハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサ
イド類ジｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、２・５−ジメチル２・５−ジ（ｔ
−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２・５−ジメチ
ル２・５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン
３等のジアルキルパーオキサイド類およびｔ−ブ
チルパーオキシイソプロピルカーボネート等の一
部のパーオキシエステル類であつて、ラウロイル
パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の
ジアシルパーオキサイド類およびｔ−ブチルパー
オキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキベゾエー
ト等の大部分のパーオキシエステル類は鉛短繊維
が悪影響し硬化不良となる傾向がある。硬化剤の
量は特に制限されないが通常熱硬化性樹脂に対し
0.5〜３％で用いられる。次にその他の添加剤と
しては増粘剤、離型剤、安定剤、難熱剤、願料お
よび柴外線吸収剤等があるが、これらは必要に応
じ用いることができる。 本発明に用いられる補強繊維としてはガラス繊
維のチヨツプトストランドが特に好ましいが炭素
繊維、石綿繊維、ロツクウール等の無機繊維およ
び芳香族ポリアミド等の高弾性率有機繊維も使用
できる。補強繊維の配合量は樹脂混合物100重量
部に対して５〜50重量部好ましくは10〜30重量部
である。補強繊維としてガラス繊維を用いる場
合、ガラス繊維の分散性BMCの流動性および成
形品の表面平滑性、耐衝撃性を良くする目的で有
機繊維を併用することは好ましいことである。か
かる有機繊維としてはナイロン、ビニロン、ポリ
エステル等の短繊維が好ましい用いられるが、特
に耐水性、耐衝撃性等を向上させる効果の大きい
ポリエステル繊維は有用である。 このように熱硬化性樹脂混合物に対し、金属短
繊維と補強繊維を所定量分散配合させて得られた
BMCは次いで圧縮成形、トランスフアー成形、
射出成形等の成形手段によつて種々の形に成形さ
れる。 このように本発明の強化プラスチツクスは微細
な鉛または鉛合金からなる短繊維を分散配合した
BMCを成形して得られるため多種多様の形態に
大量生産が可能であり、かつ機械的性質に優れ、
また金属短繊維の配合量を調節して比重2.5以
上、好ましくは３以上、さらに好ましくは3.5以
上とした高比重のものである。従つてかかる高比
重強化プラスチツクスは防音材料として特に有用
であると共に、制電性材料、電磁波反射材、電磁
波遮へい材、制振材、装飾用材料および調度品用
材料等広範囲の用途に用いられる。また高比重で
ある上に金属短繊維が大理石あるいは花崗岩に類
似した模様を呈し石材の代替品としても有用であ
る。 以下実施例によつて本発明を具体的に説明する
が曲げ強度の試験はJISK6911によつて行つた。
また遮音効果は次のようにして評価した。試験片
は60cm×60cmで、これを残響室と無音箱との間に
固定し、すき間を油粘土でふさぐそして残響室内
音圧レベルと無音箱内音圧レベルを試料のある場
合とない場合について測定し音の透過損失を求
め、これを遮音効果とした。 実施例 １ 不飽和ポリエステル樹脂 （三井高圧製、エスターM2101） 30重量部 炭酸カルシウム （片山化学製、試薬一級） 55 〃 キユメンヒドロパーオキサイド （日本油脂製、パークミルＨ） 0.6 〃 酸化マグネシウム （片山化学製、試薬一級） 0.3 〃 ステアリン酸亜鉛 （片山化学製、試薬一級） １ 〃 の樹脂混合物86.9重量部をニーダーに入れ、次い
で溶融紡糸して得た鉛短繊維（錫を約0.05％含
有、直径約160μ、繊維長約３mm）とポリエステ
ル短繊維（単糸繊度２デニール、繊維長３mm）１
部を加え15分間混練した。つづいてガラス繊維の
チヨプトストランド（日東紡製、CS6E、繊維長
６mm）10部を加えさらに５分間混練してBMCを
製造した。得られたBMCを所定量金型に入れ、
温度170℃、圧力100Kg／cm²で３分間圧縮成形して
厚さ３mmの成形板を得た。これら成形板は表１に
示すように曲げ強度および透過損失に優れてい
た。

【表】 実施例 ２ 表２に示した種々の硬化剤を用いた以外は実施
例１と同配合の樹脂混合物86.9重量部をニーダー
に入れ、次いで溶融紡糸して得た鉛短繊維（錫と
アンチモンをそれぞれ0.02％含有、直径約160
μ、繊維長約３mm）85部を加えて15分間混練し
た。つづいてガラス繊維のチヨツプトストランド
（日東紡製、CS6E、繊維長６mm）10部を加えさ
らに５分間混練してBMCを製造した。得られた
BMCを所定量金型に入れ、所定温度、圧力100
Kg／cm²で３分間圧縮成形して厚さ３mm、比重3.3
の成形板を得た。これら成形板の曲げ強度および
透過損失を表２に示した。鉛短繊維を用いた場
合、硬化剤はパーオキシケタール類、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お
よび一部のパーオキシエステル類が優れた硬化状
態を呈した。また本成形板は優れた遮音性を示し
た。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱硬化性樹脂と充填剤、パーオキシケタール
   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、パーオキシカーボネート類から選
   ばれた硬化剤よりなる樹脂混合物100重量部に対
   し、補強繊維を５〜50重量部、鉛または鉛合金か
   らなる短繊維を少なくとも35重量部を分散配合し
   て得られたバルクモールデイングコンパウンドを
   成形してなる比重2.5以上の高比重強化プラスチ
   ツクス。