JPS63135430A - 成形用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビニルエステル樹脂と工４キシ樹脂との組合せ
より成る樹脂組成物をマトリックスとし、マット、フェ
ルト、チヨ、グドファイバー等の嵩高い素材を強化材と
して用いてなることを特徴とした成形用組成物に関する
もので、その成形物は構造材、摺動材、導電材等に用い
られ得る。

（従来の技術及びその問題点） 近年、航空・宇宙、電気・電子、自動車産業等広範な産
業分野において軽量かつ摺動性、導電性、耐薬品性など
の特性を有した材料の必要性が増している。このような
目的に合致する素材として炭素繊維を挙げることができ
るが、該繊維は使用目的、用途などに応じ織物、（−パ
ー、フェルト、テｗ、７’ドファイバー、マット、ミル
ドファイバー等に加工しさらにそれらを樹脂などと組合
せることで巾広い用途に展開することが可能となる。

使用目的において強度がそれ程要求されない用途におい
てはＰＡＮ系の炭素繊維よシもピッチ系の汎用炭素繊維
を用いることの方が経済的に有利である。なぜならばＰ
ＡＮ系のものは現在尚高い価格水準にあるからである。

また比較的安価なピッチ系炭素繊維において、特に嵩高
いマット、フェルト、ペーパーなどと種々の樹脂との組
合せにより成形物を得る場合、ざイドの極めて少ない均
一な成形物を得ることは極めて難しいことである。これ
は素材の中に多量の空気が存在し尚かつ均一、十分な樹
脂を含浸させることが難しいために成形中樹脂の流れと
ともに空気がとシ除かれることが不十分であることに起
因すると考えられる。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはかかる問題を検討した結果、ビニルエステ
ル樹脂とエポキシ樹脂との組合せより成る樹脂組成物を
マトリックスとして使用した場合、マット、フェルト等
嵩高い素材を用いてもゲイトの極めて少な−均質な成形
物が得られることを見出し、本発明に至った。しかも好
ましいことにこのような樹脂、組成物を用い九場合、マ
ット、フェルト等は必ずしも均質のものを使用する必然
性はなく切れ端や粗悪品等も使用し得るという経済的に
も極めて有利でおることも見出している。

本発明において用いられるビニルエステル樹脂とは、例
えば大日本インキ化学工業（株）製「ディックジイト」
に代表されるようなエポキシ樹脂に例えば（メタ）アク
リル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸などの不飽
和−塩基酸と、あるいは、一部マレイン酸、コハク酸等
の不飽和多塩基酸、フタル酸のような飽和多塩基酸で置
換し、反応させて得られる末端にビニル基を有した樹脂
を指体する。

ビニルエステル樹脂は過酸化物と必要によってはナフテ
ン酸コバルト系化合物の如き促進剤を選択、組合せるこ
とにより巾広い硬化システムをとることが可能である。

ビニルエステル樹脂に用いられる過酸化物の代表例とし
て、「・９−クミルＨ」、「パーメンタＨＪ（日本油脂
（株）製〕等のハイドロ・２−オΦサイド系や「ツク−
へキサ３Ｍ」、「ノ々−ブチル２」（同上）等の・ぐ−
オキシエステル系などが挙げられるが、これらに特に制
限するものではなく目的に応じて他のものを選択するこ
とは勿論可能である。。とれら過酸化物はビニルエステ
ル樹脂に対して０．０１〜５重量％の添加で足りる。

更にぎニルエステル樹脂には必要に応じて他の添化剤例
えば架橋させることを目的にスチレン等のモノマー、ジ
アリルフタレート（ＤＡＰ　）等、増粘を目的としてト
リレンジイソシアネー）　（ＴＤＩ）系、ジフェ二ルメ
タンジイソシアネー）　（ＭＤＩ）　系のジイソシアネ
ート化合物等が一般的に使用されるが、本発明におりて
もこれらの添加剤の使用は何ら問題はない。

又、本発明において使用されるニーキシ樹脂は例えば大
日本インキ化学工業（株）製「エピクロン」に代表され
るような広く一般的に入手可能なものと使用することが
できる。

この場合エポキシ樹脂の硬化剤としては酸無水物系の方
がまたエポキシ樹脂はアセトン、メテルエチｙケトン等
の比較的低沸点の溶媒に可溶なものが好ましい。このこ
とは使用する強化材に本発明の樹脂組成物を含浸後溶媒
を留去（Ｂ−ステージ化）させる工程があるがその際の
乾燥の容易さ、その後の成形時に溶媒に起因するざイド
を少をくさせる目的を意味している。

本発明で用いるビニルエステル樹脂と工４キシ樹脂との
配合重量比率は好ましくはｌＯＯ１２も２対１の範囲、
より好ましくは６対１から３対１の範囲である。

一方、本発明の樹脂組成物との組合せより得られる成形
用組成物に使用される嵩高い強化材としては炭素繊維を
加工して得られるマット、デ、ッグドファイバー、フェ
ルト、Ａ−ａ！−などを挙ケることかできる。これらは
トウ、ヤーン、クロスなどの製品あるいはこれよシ得ら
れるプリプレグ等と比し嵩高いものである。

例えば短繊維を堆積して得られるマットは嵩比重０．０
０５〜０．１１／ｃｎｇ’、マットをニードル・インチ
して得られる、あるｈはトウを二−ドルノ４ンチして得
られるフェルトは嵩比重０．０１〜０．１５９７ｃｍ３
である。

本発明において使用される嵩高い強化材は炭素繊維加工
品に限定されるものではなく価格低下、物性の向上をど
、を目的として用途に応じ、ガラス繊維、アルミナ繊維
、炭化硅素繊維、窒化珪素繊維等の無機繊維、あるいは
分散可能な範囲でグラファイト、カーダンブラック、二
硫化モリブデン、炭化カルシクム、メルク等々の無機フ
ィラーを添加することも可能である。

一方本発明゛におけるビニルエステル樹脂／工？キシ樹
脂の樹脂組成物を上記強化材に含浸させる方法としては
溶剤法ちるいは無溶剤法どちらの方法も用いることがで
きる。ここで溶剤法を用いる場合はアセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類；メタノール、エタノール、グ
ロノタノール等ノアルコール類；エチルアセテート、セ
ロソルブ類、Ｔｌ（Ｆ’　等のエステル、エーテル類；
ベンゼン、キシレン等の芳香族溶剤；メチレンクロライ
ド、り四ロホルム、四塩化炭素等のハロダン化炭化水素
類等が使用可能であるが、後の乾燥工程あるいは成形中
の溶剤によるはイド発生等を回避する為に概ね沸点１５
０℃未満のものが好ましい。ここで該樹脂組成物の溶剤
での希釈比率は強化材によって種々選択できる。

また強化材と樹脂組成物との含浸割合は重量比で強化材
／樹脂＝１／１〜１０好ましくは１７４〜８である。ま
た成形用組成物中の繊維含有率は概ね１０〜６０重量％
である。

（発明の効果） 本発明の成形用組成物はマット、フェルト、イーパー、
チ、ッグドファイバー等嵩高い強化材を用いているため
、極めてメイドの少ない均質な成形物を得るのに最適で
あり、かつ粗悪品、切れ端の強化材も使用可能でちゃ経
済的にも優れたものであシ、各種構造材、摺動材、導電
材等に用いることができる。

（実施例〕 次いで本発明を実施例によりさらに説明する。

尚、例中の部及びチは重量基準である。

参考例１ 渦流法によシ紡糸されたピッチ系炭素繊維（繊維長５〜
１０　ｃｔｓ　）をベルトコンベア上べ直接堆積し、１
０００℃にて焼成して得られる嵩高い炭素繊維マット状
物Ｃ以下マットと呼ぶ）（嵩比重０．０１〜０．０２１
／ｕｓ　、見かけ厚５〜２０鴎）く大日本インキ化学工
業（株）試作品〉を バラベンゾキノン（ＰＢＱ）　　　　　　　　　　　　
　３００　（ｐｐｍ）パーへキサ３Ｍ　　　　　　　　
　　　　　　１．３日本ポリウレタン（株）製） の組成よ〕成るビニルエステル樹脂（アセトン５０チ溶
液）によって含浸させた。この場合の樹脂含有率は約７
５チであった。６０℃６０分間乾燥後、適当な厚さとな
るよう重ね九樹脂含浸マ。

トを１３０℃のプレス盤面にセットし、約３０〜５０　
ｋｇ／ｌｙｎにて加圧成形した。（成形時間１０〜３０
分）。

ビニルエステル樹脂は加圧により酸素し中断状態より急
速に重合が開始する。このような条件での成形を行った
場合、マット中の多量の空気を押し出すに十分な樹脂フ
ローと反応時間を持ったような樹脂の組合せを見出すこ
とは難しく結果として成形物中にはなおかなりのがイド
あるいは未含浸部が残されている。

参考例２ 参考例１と同様のマットを用い、これに大日本インキ化
学工業（株）製） 無水メチルナシ、り酸　　　　　　　　　　　　　　９
０のエポキシ樹脂（アセトン５０チ溶液）を含浸させ九
。樹脂含有率は約８０チであった。１１０℃ｌＯ分間乾
燥後のマットを適当な厚さとなるよう重ねたマットを１
５０℃のプレス盤にセ、トシ約４０ψ−にて１時間３０
分加圧成形した。この場合成形中のエポキシ樹脂フロー
はビニルエステル樹脂に比し早すぎ、ために成形物上部
に特にメイドが多く残シ均質な成形物が得られなかった
。

実施例１ 参考例１と同様のマットを用い、これにディ、クライト
２０８３　　　　　　１００部エピクロンＮ７４０　　
　　　　　　　　２５無水メチルナゾッ、り酸　　　　
　　　　２２．５−ＰＢＱ　　　　　　　　　　　　　
　　　　３００　（ｐｐｍ）ノぐ−へキサ３Ｍ　　　　
　　　　　　　　１．３ミリオネ一トＭＴＬ　　　　　
　　　　　　１０の樹脂組成物（アセトン５０％溶液）
を含浸させ念。マットを６０℃６０分間乾燥後適当な厚
さとなるよう重ね合せ１３０℃のプレス盤面にセットし
接触時間をおくことなく約４０ψノにて１０分間加圧成
形した。成形物にはボイドがなく全体に均質であった。

成形物の樹脂含有率は約７０チであった。

成形板の基礎物性は表１に示した。

表１ 曲げ強度（哲−）１１ 曲げ弾性率（ｋｇ／ｆｉ）５００ 摩擦係数　室温　　　　　　　　　　　０．１１１５０
ＣＯ，０８ 体積固有抵抗（０ｍ）　　　　　　　　　５マツトを構
成する短峻維の基礎物性は、引張シ強度７０　ｋｐ／ｍ
２、引張弾性率３５００　ｋｇ７ｍ２であった。

実施例２ 参考例１と同様のマットを用いこれに スチレンモノマー　　　　　　　　　　　　　３０エピ
クロン４３０　　　　　　　　　　　　　　　２５２−
エチル−４−メチルイミタソール　　　　　　　　０．
８ＰＢＱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３００　（ｐｐｍ）ノ４−ヘキサ３Ｍ　　　　　
　　　　　　　　　　　１．３ミリオネー）ＭＴＬ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１５の樹脂組成物（
アセトン５０％溶液）を含浸させた。

以下実施例１と同様の操作をすることで均質な成形物を
得た。

実施例３ 実施例１記載の樹脂組成物を用い、大日本インキ化学工
業（株）試作ピッチ系炭素繊維に−・卆−（厚さ：約１
．３鱈、４４　Ｆ、偏　）〈Ａ〉及び市販ＰＡＮ系炭素
繊維ペーノ！−（厚さ：約２．０鱈、３０１／ｒｓ２）
（Ｂ：）に含浸させた。以下実施例１と同様操作によ、
リポイドの他めて少ない均質な成形物を得た。

つつ、＜Ｂ〉よυ得た成形物の基礎物性は表２に示した
。

曲げ強度（饗−）　　　　１０．５　　　２３．０曲げ
弾性率（ＸＦ／ｗ　）　　　　　４１０　　　１１７０
体積固有抵抗（Ωｃｔ＊　）　　　　　　　　８．８　
　　　　　４．９実施例４ 実施例２記載の樹脂組成物を用い、参考例１記載のマッ
トをニードルパンチすることによシ得られるフェルト（
嵩比重的０．０５、見かけ厚約１．５１）に含浸させた
。以下実施例１と同様の操作をすることで均質な成形物
を得ることができた。

実施例５ 実施例１記載の樹脂組成物を用い、強度を向上させる目
的で含浸後のピッチ系炭素徴維マ、マッ含浸後のＰＡＮ
系炭素炭素繊維ペーパー０．２謹厚、３０１７ｍ２）を
交互に重ね合せ実施例１と同様操作によシ成形を行った
。

得られた成形物の物性は表３に示した。

表３ 繊維含有率（チ）２６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ビニルエステル樹脂とエポキシ樹脂との組合せより成る
   樹脂組成物をマトリックスとし、嵩高な素材を強化材と
   して用いてなることを特徴とする成形用組成物。