JP2005146006A

JP2005146006A - シートモールディングコンパウンド

Info

Publication number: JP2005146006A
Application number: JP2003381231A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nakano; 秀憲中野; Taiji Kanda; 泰二神田
Original assignee: Housetec Inc
Current assignee: Housetec Inc
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）端部が不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しや収納後にガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出しがなく、良好な成形品が得られるＳＭＣを提供する。
【解決手段】ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう1枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くしてなるＳＭＣ。その製造工程においてガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣと称する）にの関する。

ＳＭＣは、ビニル系単量体に希釈させた不飽和ポリエステルに、添加剤として低収縮剤、硬化剤、重合禁止剤、充填剤、増粘剤、離型剤、さらには着色剤等を混ぜた不飽和ポリエステル組成物にガラス繊維基材を含浸させてシート状にして両側をキャリアフィルムで覆い、熟成して半固形化させた複合プラスチック成形材料である。このＳＭＣは、金型に載置して加圧加熱成形することにより、機械的強度に優れた性質を有する強化プラスチック（ＦＲＰ）が得られ、浴槽、パネル組立式貯水槽、浄化槽等のＳＭＣ成形品として製造される。

図１にＳＭＣ製造装置の概略模式図を示す。ＳＭＣの製造は図１のような装置により、一般に次のように行われる。２枚のセパレートフィルム１、１’のそれぞれ片面に図示しない供給装置により液状の不飽和ポリエステル組成物２、２’を供給し、塗布装置であるドクターブレード６、６’を用いて粘性のある液状不飽和ポリエステル組成物１、１’をほぼ均一厚に伸展させて塗布する。このときに不飽和ポリエステル組成物の塗布幅は、所定の幅に設置された側壁ガイド８により制御される。次に強化材であるガラスロービング３をチョッパー４で裁断したガラス繊維基材を一方のセパレートフィルム１’の塗布面に均一に配置する。この均一な配置を乱さないようにしながらガラスロービング３の上から更に残りのセパレートフィルム１を重ね、圧縮用ロール等の含浸装置５によりガラスロービング３に液状不飽和ポリエステル組成物２、２’を十分含浸させる。これを巻き取り装置７でロール状に巻き取り、図示しない加熱装置により４０℃前後で十数時間加熱する。加熱により液状不飽和ポリエステル組成物にべたつきがなくなるまで粘度を増加させて製造を完了する。

セパレートフィルム上に均一に塗布した不飽和ポリエステル組成物とこの塗布面に散布するガラス繊維基材は、散布時にガラス繊維基材が塗布面からはみ出すため、これを防止するために、一般にガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部の高さ方向にガラス繊維基材誘導用板９を設置している。

しかしながら、従来のＳＭＣ製造方法では、上記のガラス繊維基材誘導板と不飽和ポリエステル組成物塗布端面との調整を誤った場合等には、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しや収納後にガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出し等の問題が発生し、成形時に不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材が混入した場合には成形品のフクレ・外観不良等の欠陥となり、ガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物が混入した場合は、ピンホール・強度低下等の欠陥となる。

即ち、ガラス繊維基材誘導板を、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置した場合、ＳＭＣはガラス繊維基材散布後の圧縮用ロール等による含浸装置にて圧縮され、ガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物が染み出してしまう。そこで、ガラス繊維基材誘導板は、一般的に不飽和ポリエステル組成物塗布端面に対し若干外側に設置されるが、この調整を誤った場合には、上記の不具合が発生し成形欠陥の原因となる。

本発明はかかる課題に対し鑑みてなされたものであり、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置しても、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しや収納後にガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出し等の問題が発生しないＳＭＣを製造することを目的とする。

本発明は、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くしてなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）に関する。

ＳＭＣの製造方法において、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くし且つガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置することにより、ＳＭＣ端部が良好でピンホール・フクレ等の成形欠陥の発生を低減できる。

本発明におけるＳＭＣは、セパレートフィルムの片面に液状不飽和ポリエステル組成物を塗布する塗布装置と、１枚のセパレートフィルムの該液状不飽和ポリエステル組成物を塗布した面にガラスロービングを１インチ（２５．４ｍｍ）以下に裁断し、ガラス繊維基材として均一に散布・供給する供給装置と、該ガラス繊維基材の上から液状不飽和ポリエステル組成物を塗布したもう１枚のセパレートフィルムを塗布面が対向するように重ねてガラス繊維基材を挟み、ガラス繊維基材に液状不飽和ポリエステル組成物を含浸させる含浸装置と、該ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムの巻き取り装置とを含むＳＭＣの製造装置を用い、２枚のセパレートフィルムのそれぞれ片面に塗布装置を用いて液状不飽和ポリエステル組成物を塗布し、次いで１枚のセパレートフィルムの該液状不飽和ポリエステル組成物塗布面にガラス繊維基材を配置し、該ガラス繊維基材の上からもう一方のセパレートフィルムを塗布面が対向するように重ねてガラス繊維基材を挟み、ガラス繊維基材に該液状不飽和ポリエステル組成物を含浸させた後、該ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムを巻き取り、巻き取ったセパレートフィルムを加熱するＳＭＣの製造方法において、ＳＭＣ端部が、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しや収納後にガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出しのないＳＭＣを製造する製造方法することができる。

次に本発明の実施の形態ついて具体的に説明する。

本発明におけるＳＭＣは、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くしてなるものであるが、その製造工程においてガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置される。これにより、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しや収納後にガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出しが発生しないＳＭＣを得ることができる。なお、製造工程のほとんどは図１に示すとおりである。

図２に本発明のＳＭＣ製造方法により得られるＳＭＣ断面の構成模式図を示す。ここに示されるように、ガラス繊維基材３を配置しておく１枚のセパレートフィルム１’への不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルム１への不飽和ポリエステル組成物２塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くし且つガラス繊維基材を配置しておく１枚のセパレートフィルム１’への不飽和ポリエステル組成物２’の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置することにより、圧縮用ロール等による含浸装置にて圧縮される前のＳＭＣ端部の不飽和ポリエステル組成物は、両端部を各々１０〜５０ｍｍ半分の量となり、圧縮用ロール等による含浸装置にて圧縮された後にもガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出しが発生しない。

また、ガラス繊維基材誘導は、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置されているため、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出しのない良好なＳＭＣが得られる。

本発明の液状不飽和ポリエステル組成物は、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルを主成分とし、これに熱可塑性樹脂、有機物充填剤を含有させ、均一に混合させたものである。液状不飽和ポリエステル樹脂組成物には、以上の成分の他にさらに添加剤として硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、離カ型剤、さらには必要に応じて着色剤等が配合される。なお、上記した添加剤の添加順序は、特に制限されるものでない。

上記の液状不飽和ポリエステル組成物のうち、不飽和ポリエステルは、多価アルコールと不飽和多塩基酸、飽和二塩基酸を重縮合させて得られるものであり、多価アルコールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４ーブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、１，６ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、グリセリン等が用いられる。不飽和多塩基酸には、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が用いられ、飽和二塩基酸には、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、セバシン酸、コハク酸、テトラクロロ無水フタル酸、アゼライン酸等が用いられる。

重縮合で得られた不飽和ポリエステルを希釈させるビニル系単量体は、重合性の二重結合を有しているものであり、重合性のビニル系単量体には、スチレン、クロロスチレン、ｔ−ブチルスチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン等が用いられる。

上記のようにして得られるビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルには、必須成分として熱可塑性樹脂が加えられる。熱可塑性樹脂は、成形品の収縮を防止する低収縮剤の役目を果たすものであり、この熱可塑性樹脂として、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ブタジエンゴム、スチレン／酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート等を用いることができる。そしてこれら熱可塑性樹脂は、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエスエルとの相溶性をよくするために、ビニル系単量体で溶解させて溶液として用いられる。

また、ビニル系単量体で希釈された不飽和ポリエステルには、充填剤が加えられる。充填剤としては、通常ＳＭＣに広く用いられる炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、シリカ等を用いることができる。

上記の液状不飽和ポリエステル組成物には、補強材であるガラス繊維基材が含浸され、増粘剤により熟成工程を経て、増粘させＳＭＣとなる。

液状不飽和ポリエステル組成物には、さらに硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、離型剤、さらには着色剤等の添加剤が配合される。そして、硬化剤には、ターシャリー（ｔと略す）ーブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボーネート、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルカーボーネート、ｔ−アミルパーオキシベンゾエート、またはｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物が用いられる。

また、重合禁止剤には、パラベンゾキノン、ヒドロキノン、メタジニトロベンゼン、パラフェニルジアミン、または２，６ジｔーブチル４ーメチルフェノール等が用いられ、増粘剤には、アルカリ土類金属の酸化物または水酸化物として、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、または水酸化カルシウム等、離型剤には、ステアリン酸、オレイン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、またはステアリン酸マグネシウム等、着色剤には、顔料または染料等が用いられる。

以上のような成分の液状不飽和ポリエステル組成物を、２枚のセパレートフィルムのそれぞれ片面に塗布装置を用いて塗布し、次いで１枚のセパレートフィルムの該液状不飽和ポリエステル組成物塗布面にガラス繊維基材を配置し、該ガラス繊維基材の上からもう一方のセパレートフィルムを塗布面が対向するように重ねてガラス繊維基材を挟み、ガラス繊維基材に該液状不飽和ポリエステル組成物を含浸させた後、該ガラス繊維基材を挟んだセパレートフィルムを巻き取り、巻き取ったセパレートフィルムを加熱し、本発明のＳＭＣが得られる。

実施例１〜５（ＳＭＣの作製）
表１に示す組成の液状不飽和ポリエステル樹脂組成物をベースに、図１に示されるようなＳＭＣ製造装置（米国エンテック社製）にて、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置し、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍの３種類に可変し、更にガラス繊維含有率の設定を替えてＳＭＣを作製した。

なお、各成分の材料には次のものを使用した。ビニル系単量体のうちスチレンで希釈された不飽和ポリエステル（ポリセットＰＳー９４１５、日立化成工業株式会社製、商品名）、熱可塑性樹脂にポリスチレン（デンカスチロール、電気化学工業株式会社製、商品名）、硬化剤にｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（パーブチルＺ、日本油脂株式会社製、商品名）、重合禁止剤にパラベンゾキノン（ＰＢＱ、精工化学株式会社製、商品名）、離型剤にステアリン酸亜鉛（ジンクステアレート、日本油脂株式会社製、商品名）、充填材として水酸化アルミニウム（ＣＷ３０８、住友化学株式会社製、商品名）、増粘剤に酸化マグネシウム（キョウワマグ＃２０、協和化学工業株式会社製、商品名）及び浴槽用ガラスロービング（ＲＳ４８０ＰＧ−５８０ＪＨ、日東紡績株式会社製、商品名）を用いた。

このようにして作製したＳＭＣを目視にて端部の不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出し具合、即ち端部ガラス繊維の未含浸とガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出し具合、即ち端部ガラス繊維を含まない樹脂状態を観察した。更に、成形時のピンホール・フクレ等の成形欠陥発生率を評価した。

得られたＳＭＣは、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍの範囲で狭くすることによりガラス繊維含有率を変えても良好なＳＭＣが得られ、成形欠陥の発生もなかった。

比較例１〜４
前述の実施例と同様にして表２に示すように、セパレートフィルムの塗布短縮幅を変えてＳＭＣを作製し評価した。

その結果、表２に示すようにガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を０〜１０ｍｍ未満狭くした場合においては、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物の塗布幅方向に対する端部とガラス繊維基材誘導板の内面とが面位置に設置することにより、不飽和ポリエステル組成物に含浸されていないガラス繊維基材のはみ出し具合、即ち端部ガラス繊維の未含浸は良好なものの、ガラス繊維基材を含まない不飽和ポリエステル組成物の染み出し具合、即ち端部ガラス繊維を含まない樹脂状態において若干の染み出しが観察された。

また、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を５５ｍｍ以上狭くした場合においては、端部の不飽和ポリエステル組成物量が少なく端部ガラス繊維基材の未含浸が観察され、いずれの場合においても成形欠陥は２倍以上発生した。

本発明の実施例で用いたＳＭＣ製造装置本発明のＳＭＣ製造方法におけるＳＭＣ断面模式図

符号の説明

１、１’：セパレートフィルム
２、２’：不飽和ポリエステル組成物
３：ガラスロービング
４：チョッパー
５：含浸装置
５、６’：ドクターブレード
７：巻き取り装置
８，８’：側壁ガイド
９：ガラス繊維基材誘導板

Claims

本発明は、ガラス繊維基材を配置する１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅に対し、もう１枚のセパレートフィルムへの不飽和ポリエステル組成物塗布幅の両端部を各々１０〜５０ｍｍ狭くしてなるシートモールディングコンパウンド。