JP2018070711A - 樹脂成形品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】意匠性と強度を両立させ得るガラス繊維配合の樹脂成形品およびその製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも、開繊度の高いガラス繊維3aを含む表面層4と、表面層4のガラス繊維3aよりも開繊度の低いガラス繊維3bを含む裏面層5とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂成形品およびその製造方法に関する。
従来より、熱硬化性樹脂組成物と補強繊維材を混合してシート状に成形したSMC(シートモールディングコンパウンド、Sheet Molding Compounds)を用いて樹脂成形品を製造することが知られている。SMCからの樹脂成形品は、意匠性と強度を兼ね備えていることから、浴槽、洗面台やキッチンカウンター等に広く使用されている。
補強繊維材としては、ガラス繊維が好適に用いられているが、例えば、図4に示すように、ガラス繊維3としては、ガラスロービング31を適当な長さに裁断したチョップドストランドを樹脂組成物と混合してBステージ状態まで半硬化させたものが例示される。ここで、ガラスロービング31は、ガラスストランド32と呼ばれる一定以上の長さを有するガラス繊維を複数本束ねたものからなる。さらに、ガラスストランド32は、最小単位である一本一本のガラス製モノフィラメント33がバインダー34によって結着されることにより形成されている。このようなガラス繊維3では、熱硬化性樹脂組成物が含浸する際に、この樹脂組成物中の有機溶媒成分によってバインダー34が溶解し、ガラスロービング31、ガラスストランド32、ガラス製モノフィラメント33へと開繊し、これらがSMC内部に分散する。
ガラス繊維を含有するSMCを用いた樹脂成形品が、適切な強度を有し、しかも表面の美観も優れたものであるためには、ガラス繊維の開繊度が適度に調整されていることが重要となる。ガラス繊維の開繊度が高ければ、開繊したガラス繊維がSMC内部に分散し、樹脂成形品の表面側の表面から観察されにくくなるため、凹凸が低減し、意匠性が向上する。一方、ガラス繊維の開繊度が高くなると、強度は低下するという問題がある。
そこで、これまでに、開繊度の高いガラス繊維と、開繊度の低いガラス繊維とを併用した樹脂成形品が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1には、繊維束であるガラス繊維を含む表面層と、モノフィラメント化したガラス繊維を含む裏面層を備える樹脂成形品が提案されている。
また、特許文献2には、ウェットアウトタイプのガラス繊維とウェットスルータイプのガラス繊維を併用した樹脂成形品が提案されている。ウェットアウトタイプのガラス繊維は、熱硬化性樹脂組成物をガラス繊維に含浸した際に、熱硬化性樹脂組成物中の有機溶媒成分によってバインダーが溶解される、開繊度の高いガラス繊維を意味している。一方、ウェットスルータイプのガラス繊維は、開繊度の低いガラス繊維を意味している。熱硬化性樹脂組成物を含浸した際に、ガラス繊維の中心部まで前記有機溶媒成分が到達せずに未含浸のガラス繊維が残る。
しかしながら、特許文献1の樹脂成形品では、その意匠面である表面層に、開繊度の低い、繊維束であるガラス繊維を含んでいるので、繊維束が樹脂成形品の表面から観察される場合があり、樹脂成形品の表面に凹凸が目立つため、意匠性の改善の余地があった。また、意匠面とは反対側の面である裏面層には、開繊度の高い、モノフィラメント化したガラス繊維を含んでおり、このモノフィラメント化したガラス繊維は、SMC中での流動性が低く、均一に分散させることが難しいので、必ずしも強度面が十分ではなかった。
また、特許文献2では、ウェットアウトタイプのガラス繊維とウェットスルータイプのガラス繊維を均一に混在させた状態で得られたSMCを用いる実施形態では、意匠面側に開繊度の低いウェットスルータイプのガラス繊維が一定量存在することになる。このため、繊維束が樹脂成形品の表面から観察される場合があり、樹脂成形品の意匠面に凹凸が生じ、必ずしも満足のいく意匠性が得られるとは限らない。さらにまた、特許文献2では、SMCの厚み方向の両側の外層部を、ウェットスルータイプのガラス繊維のみを含有する熱硬化性樹脂組成物で形成した実施形態が提案されている。しかしながら、このような樹脂成形品では、意匠面に開繊度の低いウェットスルータイプのガラス繊維が存在している。このため、やはり、意匠性に問題があった。
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、意匠性と強度を両立させ得るガラス繊維配合の樹脂成形品およびその製造方法を提供することを課題としている。
上記の課題を解決するために、本発明の樹脂成形品は、熱硬化性樹脂組成物およびガラス繊維を含むSMCがその厚さ方向に積層されて形成された樹脂成形品であって、少なくとも、開繊度の高いガラス繊維を含む表面層と、前記表面層のガラス繊維よりも開繊度の低いガラス繊維を含む裏面層とを備えることを特徴としている。
また、本発明の樹脂成形品の製造方法は、熱硬化性樹脂組成物および開繊度の高いガラス繊維を含有する表面層用のSMCと、前記熱硬化性樹脂組成物および前記表面層のガラス繊維より開繊度の低いガラス繊維を含有する裏面層用のSMCとを積層し、加熱加圧成形することを特徴としている。
本発明の樹脂成形品およびその製造方法によれば、意匠性と強度を両立させ得る樹脂成形品が実現される。
図1は、本発明の樹脂成形品の一実施形態を模式的に示した概略断面図である。
樹脂成形品1は、熱硬化性樹脂組成物2およびガラス繊維3を含むSMC6がその厚さ方向に積層されて形成された樹脂成形品である。樹脂成形品1は、少なくとも、開繊度の高いガラス繊維3aを含む表面層4と、表面層4のガラス繊維3aよりも開繊度の低いガラス繊維3bを含む裏面層5とを備える。
熱硬化性樹脂組成物2は、主剤である熱硬化性樹脂が、有機溶媒成分に溶解、分散したものである。
前記熱硬化性樹脂は、SMC6および樹脂成形品1の製造に通常用いられる熱硬化性樹脂であって、かつ熱硬化性樹脂組成物2中の前記有機溶媒成分によって溶解する樹脂であれば、特に制限されることはない。前記熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等が例示される。これらの熱硬化性樹脂は、1種単独または2種類以上を混合して併用することができる。中でも、不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。
不飽和ポリエステル樹脂は、脂肪族不飽和ポリカルボン酸、脂肪族飽和ポリカルボン酸、芳香族ポリカルボン酸等の不飽和または飽和のポリカルボン酸と、ジオール、トリオール、テトラオール等の有機ポリオールとの縮合反応により得られる熱硬化性樹脂である。
脂肪族不飽和ポリカルボン酸としては、例えば、(無水)マレイン酸、フマル酸等を用いることができる。脂肪族飽和ポリカルボン酸としては、例えば、セバシン酸、(無水)コハク酸、アジピン酸等を用いることができる。芳香族ポリカルボン酸としては、例えば、(無水)フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
有機ポリオールとしては、例えば、脂肪族ポリオール、芳香族ポリオール等を用いることができる。脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール等を用いることができる。また、トリメチレングリコール、グリセリン、水素化ビスフェノールA等を用いることができる。芳香族ポリオールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SMC6および樹脂成形品1の色は、これらを用いて製造する浴槽、洗面台やキッチンカウンター等の色および模様に応じて着色することが可能であり、特に限定されない。例えば、熱硬化性樹脂組成物2に染料、顔料、着色用のトナー等の着色剤を添加することにより着色することができる。また、後述の表面層4用のSMC6aと、裏面層5用のSMC6bとでは、同一色調であってもよいし、それぞれ異なる色調としてもよい。
前記着色剤としては、例えば、無機系顔料、有機系顔料等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
熱硬化性樹脂組成物2には、上記の成分以外に、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、例えば、重合性単量体、硬化剤、低収縮剤、増粘剤、充填剤、重合禁止剤、重合遅延剤、硬化促進剤、製造上の粘度調整のための減粘剤、着色用のトナーの分散性向上のための分散調整剤、離型剤等が例示される。
前記重合性単量体としては、特に制限されることはなく、SMC6および樹脂成形品1の製造に通常用いられているもの、例えば、前記熱硬化性樹脂と架橋可能な不飽和単量体等を用いることができる。例えば、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等を用いることができる。
前記硬化剤としては、例えば、t−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシジカーボネート類、ケトンパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類等が例示される。また、パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、アルキルパーエステル類等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記低収縮剤としては、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、セルロース・アセテート・ブチレート、ポリカプロラクタン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記増粘剤としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、マイカ、ガラスビーズ等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶媒成分としては、SMC6および樹脂成形品1の製造に通常用いられる有機溶媒であって、かつ熱硬化性樹脂組成物2の主剤である前記熱硬化性樹脂およびガラス繊維3のバインダー34を溶解可能な有機溶媒であれば、特に制限されることはない。例えば、スチレン、トルエンなどの低沸点の有機溶媒が例示され、これらの有機溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。特に、スチレンは好適に用いることができる。
ガラス繊維3は、樹脂成形品1の補強繊維材である。
ガラス繊維3は、ガラスロービング31を所定寸法に切断したチョップドストランドである。ガラスロービング31を得る際には、例えば、ノズルから引き出された数百本から数千本の多数のガラス製モノフィラメント33にバインダー34を塗布した後に集束機で集束してガラスストランド32を作製する。ガラスストランド32をトラバースにより綾掛けしながらワインダーに取り付けた紙管に巻き取る。このようにして作製した複数のケーキをロービングワインダーにより解繊し、複数本引き揃えて再度巻き取ることによりガラスロービング31が得られる。
ガラスロービング31を所定寸法に切断したチョップストランドに、熱硬化性樹脂組成物2を含浸させると、ガラス製モノフィラメント繊維33を結着させているバインダー34が熱硬化性樹脂組成物2中の有機溶媒成分によって溶解され、開繊する。
ガラス繊維3としては、開繊度の高いガラス繊維3aと、ガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bとが用いられる。
開繊度の高いガラス繊維3aとしては、熱硬化性樹脂組成物2をガラス繊維3aに含浸させた際に、熱硬化性樹脂組成物2中の有機溶媒成分によってバインダー34が溶解されやすい、ウェットアウトタイプのガラス繊維が例示される。一方、ガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bとしては、ウェットスルータイプのガラス繊維が例示される。前記ウェットスルータイプのガラス繊維では、熱硬化性樹脂組成物2を含浸させた際に、このガラス繊維の中心部まで前記有機溶媒成分が到達しにくく、未含浸のガラス繊維が残る。
ウェットスルー、ウェットアウトは、それぞれ、ガラス繊維3a、3bの繊維束の間を熱硬化性樹脂組成物2が通過する時間、熱硬化性樹脂組成物2がガラス製モノフィラメント33を結着しているバインダー34を溶かす時間を表している。具体的には、開繊しやすいガラス繊維3aは、ウェットアウトが速く、開繊しにくいガラス繊維3bは、ウェットスルーが短くなる。
このような熱硬化性樹脂組成物2とガラス繊維3a、3bとを用いることにより、SMC6a、6bがそれぞれ得られる。
SMC6a、6bが複数枚積層されてなる積層体を加熱加圧成形することにより、樹脂成形品1が得られる。前記積層体においては、SMC6a、6bがその厚さ方向にそれぞれ少なくとも1枚ずつ積層される。SMC6aは、樹脂成形品1の最外面であって、意匠面となる側に配置されて、樹脂成形品1の表面層4を構成する。一方、SMC6bは、樹脂成形品1の最外面であって、意匠面とは反対側に配置されて、樹脂成形品1の裏面層5を形成する。SMC6a、6bを3枚以上積層する場合、表面層4と裏面層5との間の中間層については、SMC6a、6bのいずれを配置しても構わない。また、任意の枚数のSMC6a、6bを配置することができる。ただ、意匠性と強度の両立を確実なものとする観点からは、表面層4用のSMC6aの直近には、開繊度の高いガラス繊維3aを含有するSMC6aを配置することが好ましい。同様に、裏面層5用のSMC6bの直近には、開繊度の低いガラス繊維3bを含有するSMC6bを配置することが好ましく考慮される。
図2は、本発明の樹脂成形品の別の一実施形態を模式的に示した概略断面図である。
図2に示すように、樹脂成形品1の裏面層5には、ボスまたはリブ8が設けられ、このボスまたはリブ8に、表面層4側のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bが充填されていることが好ましく考慮される。前記ボスは、樹脂成形品1と他の部品とを結合する際に用いられる構造であり、リブ8は、樹脂成形品1にかかる荷重を集中的に受けることにより、樹脂成形品1を補強するための構造である。
前記ボスまたはリブ8は、SMC6a、6bからなる積層体を加熱加圧成形する際に、表面層用金型と、型面にボスまたはリブ8の形成部が設けられた裏面層側金型から金型により、加熱加圧成形されることで形成される。その際に、裏面層5用のSMC6b中のガラス繊維3bが、加熱加圧された前記積層体の内部を流動し、前記裏面層用金型のボスまたはリブ8の形成部に充填される。これにより、樹脂成形品1のボスまたはリブ8の強度を向上させることができる。
従来の樹脂成形品を製造する際には、多くの場合、1種類のSMCが用いられている。その場合、樹脂成形品の表面層側の意匠性を優先して、開繊度の高いガラス繊維を含有するSMCが用いられている。このとき、裏面層側金型の型面に設けられたボスまたはリブの形成部では、開繊度の高いガラス繊維が分散して生じるガラス製モノフィラメント33が、前記形成部の入口付近に集積し、前記形成部の奥部まで充填しにくくなる。その結果、リブ等に充填されていない欠け(ショート)が発生したり、ガラス繊維の量が少ない樹脂成形品となりやすい。
一方、本発明の樹脂成形品の一実施形態においては、前記のとおり、樹脂成形品1の最外面であって、裏面層5側に、表面層4のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bを含有するSMC6bが配置されている。表面層4のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bは、SMC6b中においても高い流動性を発揮するため、前記裏面層側金型の型面に設けられた前記形成部の奥部に確実に充填される。これにより、欠け(ショート)が少なく、補強効果の高い前記ボスまたはリブ8が形成される。
以下、本発明の樹脂成形品の製造方法の一実施形態について、詳細に説明する。
図3(A)(B)(C)は、本発明の樹脂成形品の製造方法の一実施形態を模式的に示した工程断面図である。
樹脂成形品1の製造方法では、熱硬化性樹脂組成物2および開繊度の高いガラス繊維3aを含有する表面層4用のSMC6aと、熱硬化性樹脂組成物2および表面層4のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bを含有する裏面層5用のSMC6bとを積層する。そして、得られたSMC6a、6bの積層体7を加熱加圧成形する。
図3(A)のSMC6a、6bの製造方法は、以下のとおりである。
SMC6a、6bの製造には、通常、SMCを用いた樹脂成形品の製造方法として行われている方法を適用することが可能である。すなわち、まず、熱硬化性樹脂組成物2とガラス繊維3a、3bをそれぞれ含有するSMC6a、6bを製造する。SMC6a、6bの製造では、第1の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら、このフィルムの表面に、熱硬化性樹脂組成物2を連続的に供給する。続いて、熱硬化性樹脂組成物2が供給された前記第1の熱可塑性樹脂フィルムの表面層側に、この熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら、ガラス繊維3a、3bをそれぞれ連続的に供給する。その後、第2の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら、このフィルムの表面に、熱硬化性樹脂組成物2を連続的に供給する。さらに、ガラス繊維3a、3bがそれぞれ供給された第1の熱可塑性樹脂フィルム2を搬送しながら、その表面層側に熱硬化性樹脂組成物2が供給された第2の熱可塑性樹脂フィルムの熱硬化性樹脂組成物2側が接するように、第2の熱可塑性樹脂フィルムを連続的に積層する。
そして、SMC6a、6bの製造では、第1の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側と第2の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側とを挟みつけ、加圧することでガラス繊維3a、3bにそれぞれ熱硬化性樹脂組成物2を含浸させることができる。これにより、ガラス繊維3a、3bを開繊させ、SMC6a、6bをそれぞれ加圧成形する。
SMC6a、6bの製造時に用いる第1の熱可塑性樹脂フィルムとしては、通常、SMC6に用いられている熱可塑性樹脂フィルムであれば、特に限定されない。例えば、ポリエステル樹脂フィルム、ポリエチレン樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム等が例示される。
第1の熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、ロール状に形成されており、このロール状の第1の熱可塑性樹脂フィルムをテンションバーによってテンションをかけつつ展伸させることで、連続的に前記フィルムを供給することが可能となる。そして、ベルトコンベア上で第1の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら、その表面に熱硬化性樹脂組成物2を下ディップパンから連続的に供給する。
熱硬化性樹脂組成物2の調製は、例えば、ポンプによって送液される主剤に、着色剤等の各種添加剤を供給することで行われる。これらの主剤、着色剤等の各種添加剤の混合物を均一に攪拌するため、攪拌手段を用いて上記の混合物を攪拌する。攪拌手段としては、例えば、攪拌に動力を用いず、ミキサーエレメント内に送液された流体を送液時の圧力を利用して攪拌するスタティックミキサー等が例示される。また、動力を用いて攪拌する、攪拌翼を備えたミキサー等も好ましく用いられる。このようにして得られた熱硬化性樹脂組成物2は、ディップパンを介してSMC6の製造ラインに供給される。
熱硬化性樹脂組成物2が供給された第1の熱可塑性樹脂フィルムの表面層側に供給するガラス繊維3は、前記のとおり、ガラスロービング31を切断することによって得られたチョップドストランドである。
ガラスロービング31が含有する水分は、熱硬化性樹脂組成物2の粘度や流動性に影響を及ぼす可能性があるため、あらかじめ温度および湿度が制御された空間で保管しておくことが好ましい。このようなガラスロービング31の保管空間としては、例えば、温度25℃、湿度60%RHに制御された温湿調整庫等が例示される。また、SMC6の製造工程の最中においても、温湿調整庫内にガラスロービング31を保管し、温湿調整庫の壁面に設けられたスリット等の開口部から、使用する分のガラスロービング31のみを引き出して、製造ラインに供給することが好ましい。
このようなガラスロービング31を切断することによって、ガラス繊維3が得られる。
ガラス繊維3としては、通常、SMC6に用いられているものであれば特に制限されず、例えば、長さが1cm〜5cmのものが例示される。
ガラスロービング31からのガラス繊維3の切断は、カッターロール等を用いることによって連続的に行うことができる。
ガラス繊維3の供給は、ベルトコンベアにより搬送される第1の熱可塑性樹脂フィルムに対し連続的に行われる。
続いて、第2の熱可塑性樹脂フィルムを搬送しながら、第2の熱可塑性樹脂フィルムの表面に、熱硬化性樹脂組成物2を連続的に供給する。第2の熱可塑性樹脂フィルムも第1の熱可塑性樹脂フィルムと同様に、ロール状の第2の熱可塑性樹脂フィルムをテンションバーによってテンションをかけつつ展伸させる。そして、ベルトコンベア上に搬送しながら、その表面に熱硬化性樹脂組成物2を上ディップパンから連続的に供給する。
第2の熱可塑性樹脂フィルムおよび熱硬化性樹脂組成物2は、第1の熱可塑性樹脂フィルムおよび第1の熱可塑性樹脂フィルムに供給する熱硬化性樹脂組成物2と同種のものであっても、異種のものであってもよい。
このようにして、第1の熱可塑性樹脂フィルム2の表面層に、熱硬化性樹脂組成物2が供給された第2の熱可塑性樹脂フィルムの熱硬化性樹脂コンパウンド2側が接するように第2の熱可塑性樹脂フィルムを積層する。
第2の熱可塑性樹脂フィルムの積層は、ベルトコンベアにより搬送される第1の熱可塑性樹脂フィルムに対し連続的に行われる。
このような2枚の熱可塑性樹脂フィルムと、その間に挟み込まれた熱硬化性樹脂組成物2およびガラス繊維3を含浸ロールにおいて加圧し、ガラス繊維3に熱硬化性樹脂組成物2を含浸させる。具体的には、第1の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側より下側の含浸ロールを、第2の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側より上側の含浸ロールをあてがう。また、第1の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側と第2の熱可塑性樹脂フィルムの裏面層側より下側の含浸ロールをあてがう。そして、第1の熱可塑性樹脂フィルムと第2の熱可塑性樹脂フィルムを対向する含浸ロールの間で挟みつける。この時、熱硬化性樹脂組成物2は、加圧によってガラス繊維3に含浸する。これにより、熱硬化性樹脂組成物2がガラス繊維3の内部まで含浸し、バインダー34を溶解し、ガラス繊維3が開繊される。
2枚の熱可塑性樹脂フィルムと、その間に挟み込まれた熱硬化性樹脂組成物2およびガラス繊維3の加圧条件は、熱硬化性樹脂組成物2がガラス繊維3に含浸する条件であれば特に限定されない。例えば、加圧圧力として0.5MPa〜3MPaの範囲が例示される。
このような加圧条件で2枚の熱可塑性樹脂フィルムと、その間に挟み込まれた熱硬化性樹脂組成物2およびガラス繊維3a、3bを加圧することにより、熱硬化性樹脂組成物2のガラス繊維3a、3bへの確実な含浸が可能となる。熱硬化性樹脂組成物2が確実に含浸すると、SMC6a、6bの成形時にピンホール等の成形不良を低減することが可能となる。
なお、必要に応じて、作製されたSMC6a、6bを保管庫内、40℃の温度下において、使用時まで養生することができる。このようにして、適切な温度および湿度に制御された空間で、SMC6a、6bを保管することにより、SMC6a、6bの硬さや硬化特性等を一定に保つことができる。また、SMC6a、6bの内部におけるガラス繊維3a、3bの流動性も保たれる。これにより、他の部品と結合するための前記ボスや、強度を補強するリブ8に、ガラス繊維3bを確実に充填することができるので、前記ボスまたはリブ8の欠け(ショート)の発生を抑制することができる。したがって、前記ボスの強度やリブ8による補強効果を高めることができる。
以上の製造方法によって得られたSMC6a、6bは、浴槽、浴室の洗い場パン、洗面台やキッチンカウンター等の樹脂成形品1の製造に幅広く適用することができる。
図3(A)に示したSMC6a、6bを用いて樹脂成形品1を製造する際には、例えば、図3(B)に示すように、表面層側金型9a、裏面層側金型9bからなる金型9を備えるプレス機等を用いてSMC6a、6bの積層体7を加熱加圧成形することができる。この時の加熱加圧成形も連続的に行うことができる。
図3(B)の工程では、前記ボスまたはリブ8の形成部10を有する金型9を用い、表面層4のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bを含有する裏面層5用のSMC6bを、金型9の形成部10に充填することが好ましく考慮される。また、裏面層5用のSMC6bを加熱加圧成形して、図2に示したように、樹脂成形品1の裏面層5側に前記ボスまたはリブ8を形成することが好ましく考慮される。
すなわち、樹脂成形品1の表面層4側を成形する表面層側金型9aの型面に向けて開繊度の高いガラス繊維3aを含むSMC6aを配置する。そして、表面層4用のガラス繊維3aより開繊度の低いガラス繊維3bを含むSMC6bを樹脂成形品1の裏面層5を成形する裏面層側金型9bの型面に向けて配置する。表面層4側の最外部に配置されるSMC6aと裏面層5側の最外部に配置される6bの間の中間層には、前記のとおり、SMC6a、6bを任意の枚数、組み合わせにて積層し、積層体7を作製することができる。そして、表面層側金型9a、裏面層側金型9bからなる金型9により、SMC6a、6bからなる積層体7を加熱加圧することにより、図3(C)に示すように、積層体7が一体化、硬化されて樹脂成形品1を成形することができる。成形条件は、用いた熱硬化性樹脂組成物2の主剤が硬化する条件であれば特に限定されない。例えば、成形圧力2〜10MPa、金型温度120〜250℃、成形時間5〜60分で行うことができる。これにより、意匠性や強度等に優れた樹脂成形品1が得られる。
以下に実施例を示すが、本発明の樹脂成形品は、実施例に限定されるものではない。
(配合1、配合2)
不飽和ポリエステル樹脂(日本ユピカ株式会社製)80質量部に、低収縮剤としてポリスチレン(昭和電工株式会社製)を20質量部、スチレン(三菱化学株式会社製)を2質量部を添加した。また、硬化剤としてパーブチルI-75(日本油脂株式会社製)1質量部、重合防止剤としてp−ベンゾキノン(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、無機充填剤として炭酸カルシウム140質量部、離型剤としてステアリン酸亜鉛3質量部を添加した。配合1は、更に白色トナーを10質量部添加した。これらの混合物をスタティックミキサーを用いて攪拌し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
不飽和ポリエステル樹脂(日本ユピカ株式会社製)80質量部に、低収縮剤としてポリスチレン(昭和電工株式会社製)を20質量部、スチレン(三菱化学株式会社製)を2質量部を添加した。また、硬化剤としてパーブチルI-75(日本油脂株式会社製)1質量部、重合防止剤としてp−ベンゾキノン(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、無機充填剤として炭酸カルシウム140質量部、離型剤としてステアリン酸亜鉛3質量部を添加した。配合1は、更に白色トナーを10質量部添加した。これらの混合物をスタティックミキサーを用いて攪拌し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
また、ガラス繊維として、開繊度の高いガラス繊維(日東紡株式会社製RS480PB)と、開繊度の低いガラス繊維(セントラルグラスファイバー株式会社製ERS4800)を用いた。
そして、配合1の熱硬化性樹脂組成物と開繊度の高いガラス繊維を用いて、単重6kg/m2、ガラス繊維の含有量20質量%の樹脂成形品の表面層側のSMCを作製した。また、配合2の熱硬化性樹脂組成物と表面層側のガラス繊維より開繊度の低いガラス繊維を用いて、単重6kg/m2、ガラス繊維の含有量25質量%の裏面層側のSMCを作製した。
なお、配合1、配合2に使用するガラス繊維は、いずれも4800TEXのガラス繊維であるが、その分割本数を表すエンド数は、配合1で用いたガラス繊維の方が多く、ウェットアウトが速い。
ウェットスルー、ウェットアウトは、それぞれ、ガラス繊維の繊維束の間を熱硬化性樹脂組成物が通過する時間、熱硬化性樹脂組成物がガラス製のモノフィラメントを結着しているバインダーを溶かす時間を表している。具体的には、開繊しやすいガラスは、ウェットアウトが速く、開繊しにくいガラスは、ウェットスルーが短くなる。そのため、配合1で用いたガラス繊維が開繊度の高いガラス繊維であり、配合2で用いたガラス繊維が開繊度の低いガラス繊維である。
(実施例)
リブの形成部を有する裏面層側金型の型面に、裏面層側のSMCとして、配合2のSMCを1200×500mmにカットしたものを、その厚さ方向に5枚積層載置した。続いて、裏面層側のSMCの上に、表面層側のSMCとして、配合1のSMCを1200×500mmにカットしたものを、その厚さ方向に3枚積層載置して、合計8枚のSMCからなる積層体を作製した。得られたSMCの積層体に表面層側金型の型面を当接し、表面層側の金型温度145℃、裏面層側の金型温度130℃、7MPaで5分間加熱加圧成形して1600×800mmの洗い場パン(重量26.6kg)を成形した。
(比較例)
配合1のSMCのみを8枚積層して積層体を作製したこと以外は、実施例と同様にして、1600×800mmの洗い場パン(重量26.6kg)を成形した。
(実施例)
リブの形成部を有する裏面層側金型の型面に、裏面層側のSMCとして、配合2のSMCを1200×500mmにカットしたものを、その厚さ方向に5枚積層載置した。続いて、裏面層側のSMCの上に、表面層側のSMCとして、配合1のSMCを1200×500mmにカットしたものを、その厚さ方向に3枚積層載置して、合計8枚のSMCからなる積層体を作製した。得られたSMCの積層体に表面層側金型の型面を当接し、表面層側の金型温度145℃、裏面層側の金型温度130℃、7MPaで5分間加熱加圧成形して1600×800mmの洗い場パン(重量26.6kg)を成形した。
(比較例)
配合1のSMCのみを8枚積層して積層体を作製したこと以外は、実施例と同様にして、1600×800mmの洗い場パン(重量26.6kg)を成形した。
実施例および比較例で得られた洗い場パンについて、外観の意匠性およびガラス繊維のリブへの充填性を以下の評価基準に基づいて評価した。
<外観の意匠性>
〇:表面の凹凸が全くなく、意匠性が良好である。
×:表面の凹凸が目立ち、意匠性が悪い。(該当なし)
<ガラス繊維のリブへの充填性>
〇:ガラス繊維のリブへの充填性が良好であり、リブの強度が向上している。
△:ガラス繊維のリブへの充填性が不均一であり、奥部の量が少ない。
×:ガラス繊維のリブへの充填性が悪く、欠け(ショート)が生じている。(該当なし)
結果を表1に示す。
<外観の意匠性>
〇:表面の凹凸が全くなく、意匠性が良好である。
×:表面の凹凸が目立ち、意匠性が悪い。(該当なし)
<ガラス繊維のリブへの充填性>
〇:ガラス繊維のリブへの充填性が良好であり、リブの強度が向上している。
△:ガラス繊維のリブへの充填性が不均一であり、奥部の量が少ない。
×:ガラス繊維のリブへの充填性が悪く、欠け(ショート)が生じている。(該当なし)
結果を表1に示す。
一方、比較例では、開繊度の高いガラス繊維を含有するSMC(配合1)のみをチャージすることにより、洗い場パンの表面層側と裏面層側のいずれにおいても、配合1のSMCが硬化したものとなった。洗い場パンの表面層側は、外観の意匠性が良好であったが、裏面層側では、ガラス繊維のリブへの充填性が不均一であり、奥部の量が少ないことが確認された。
1 樹脂成形品
2 熱硬化性樹脂組成物
3、3a、3b ガラス繊維
4 表面層
5 裏面層
6 SMC
6a 表面層用のSMC
6b 裏面層用のSMC
8 リブ
2 熱硬化性樹脂組成物
3、3a、3b ガラス繊維
4 表面層
5 裏面層
6 SMC
6a 表面層用のSMC
6b 裏面層用のSMC
8 リブ
Claims (4)
- 熱硬化性樹脂組成物およびガラス繊維を含むSMCがその厚さ方向に積層されて形成された樹脂成形品であって、少なくとも、開繊度の高いガラス繊維を含む表面層と、前記表面層のガラス繊維よりも開繊度の低いガラス繊維を含む裏面層とを備えることを特徴とする樹脂成形品。
- 前記裏面層に、ボスまたはリブが設けられ、このボスまたはこのリブに前記表面層の前記ガラス繊維よりも開繊度の低いガラス繊維が充填されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品。
- 請求項1または2に記載の樹脂成形品の製造方法であって、
熱硬化性樹脂組成物および開繊度の高いガラス繊維を含有する表面層用のSMCと、
前記熱硬化性樹脂組成物および前記表面層のガラス繊維より開繊度の低いガラス繊維を含有する裏面層用のSMCとを積層し、
加熱加圧成形することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。 - ボスまたはリブの形成部を有する金型を用い、前記表面層の前記ガラス繊維より開繊度の低いガラス繊維を含有する裏面層用のSMCを、前記金型の前記形成部に充填し、加熱加圧成形して前記ボスまたは前記リブを形成することを特徴とする請求項3に記載の樹脂成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016210038A JP2018070711A (ja) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 樹脂成形品およびその製造方法 |
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-
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- 2016-10-26 JP JP2016210038A patent/JP2018070711A/ja active Pending
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