JPS60149633A - 強化プラスチツク成形体 - 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】 この発明は耐熱性にすぐれた強化プラスチック成形体に
関する。

従来、強化プラスチック成形体（以下、単にＦＲＰとい
う）を製造するための樹脂原料としては、ポリエチレン
フタレート、ポリブチレンフタレートなどの熱可塑性樹
脂や不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬
化性樹脂が用いられてきたが、最近では耐熱性にすぐれ
たＦＲＰが要求されるようになり、この耐熱性ＦＲＰ用
の樹脂原料が新たに必要とされている。

この種の樹脂原料として種々のものが提案されているが
、これらを用いて製造されるＦＲＰには耐熱性とＦＲＰ
本来の強じん性とをと、もに満足するものはみあたらな
い。たとえば耐熱性を向上させるためにイソシアヌレー
トなどの複素環を有する化合物を配合したものでは、Ｆ
ＲＰの耐熱性は向上する゛が強じん性が低下する。また
、製造に際しては溶剤を併用する場合が多かったり、可
使時間が短いため作業性が悪いなどの欠点を有するもの
が多い。

この発明は上記のような欠点のない耐熱性ＦＲＰ用の樹
脂原料を用いて耐熱性と強じん性とをともに満足する耐
熱性ＦＲＰを提供することを目的としてなされたもので
あり、その要旨とするところは、ａ）ｌ−リスヒドロキ
シアルキルイソシアヌレートのトリ（メタ）アクリレー
ト、ｂ）フェノールノボラック系エポキシ樹脂に（メタ
）アクリロイル基が導入されてなる変性フェノールノボ
ラック系エポキシ樹脂および重合開始剤を必須成分とす
る硬化性組成物が繊維基材に含浸され硬化されてなるＦ
ＲＰにある。

なお、この明細書において（メタ）アクリレート、（メ
タ）アクリロイル基とあるのはそれぞれ［アクリレート
および／またはメタクリレ一ト」、「アクリロイル基お
よび／またはメタクリロイル基」を略称したものである
。

この発明のＦＲＰにおける樹脂硬化物は、前記のＣ成分
、ｂ成分および重合開始剤を必須成分とする硬化性組成
物が硬化されてなるもので、基本骨格にインシアヌレー
ト環を含むため耐熱性にすぐれ、また基本骨格にフェノ
ールノボラック系エポキシ樹脂を含むため耐熱性を損な
うことなく機械的強度にすぐれるとともに繊維基材に対
する密着性にすぐれている。このため、この発明のＦＲ
Ｐは耐熱性にすぐれるとともに強じん性を有するものと
なっている。

また、この発明のＦＲＰ用の樹脂原料として用いられる
前記の硬化性組成物は、ＦＲＰの製造に際して無溶剤な
いし少量の溶剤で取り扱えるとともに、熱硬化性で可使
時間の問題がなく、しがも熱硬化速度が速いためＦＲＰ
の生産性を向上させることができるなどの利点を有する
ものである。

この発明のＦＲＰを得るために用いられる硬化性組成物
におけるＣ成分であるトリスヒドロキシアルキルイソシ
アヌレートのトリ（メタ）アクリレートは、っぎの化学
構造式； （ただし、式中、Ｒ１はアルキレン基、Ｒ２は水素また
はメチル基である） で表わされる、たとえばトリス（２−ヒドロキシエチル
）インシアヌレートのトリアクリレート（融点５２〜５
４℃）またはトリメタクリレート（融点８０〜８２℃）
の如き化合物である。このＣ成分はインシアヌレートを
有しているため、樹脂硬化物の耐熱性を向上させること
ができる。

前記の硬化性組成物におけるｂ成分としての変性フェノ
ールノボラック系エポキシ樹脂は一般に、１分子中に通
常４個以上、好ましくは４〜７個のエポキシ基を有する
フェノールノボランク系エポキシ樹脂にアクリル酸また
はメタクリル酸を反応させることにより得られ、１分子
中に好ましくは４個以上、より好ましくは４〜７個の（
メタ）アクリロイル基が導入されたものである。この変
性フェノールノボラック系エポキシ樹脂としては分子内
に一部エボキシ基が存在していてもさしつかえない。

この硬化性組成物においては、上記のＣ成分と併用する
成分として上記の変性フェノールノボラック系エポキシ
樹脂を用いることにより、この組成物を硬化させて得ら
れる樹脂硬化物の機械的強度および繊維基材に対する密
着性をＣ成分により賦与される耐熱性を阻害することな
く向上させることができる。なお、ビスフェノール系エ
ポキシ樹脂を上記同様に変性した変性ビスフェノール系
エポキシ樹脂を併用成分とした場合には、樹脂硬化物は
耐熱性に劣ることになるため好ましくない。

前記の硬化性組成物は、上記のＣ成分およびｂ成分を主
材として用いる。この主材におけるＣ成分とｂ成分との
併用割合としては、両成分の合計量中Ｃ成分が通常２０
〜９０重量％、好ましくは３０〜８０重量％となるよう
にするのがよい。Ｃ成分の割合が少なすぎると硬化物の
耐熱性が不充分となり、ま７こ多すぎると樹脂硬化物か
もろ（なり機械的強度が低下するとともに繊維基材に対
する密着性も不充分となるため好ましくない。

また、前記の主材には、この組成物の粘度調整や樹脂硬
化物の伸びや硬さを調整するために、通常６０重量％以
下の範囲で（メタ）アクリロイル基を有する他の化合物
（以下、Ｃ成分という）を含ませてもよい。この化合物
としてとくに好ましいのは、ビスフェノールＡまたはビ
スフェノールＦのジオキシジエチレングリコールのジ（
メタ）アクリレートなどのビスフェノール系エポキシジ
（メタ）アクリレートである。その他、トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ（メタ）アクリレートなどを使用してもよい。な
お、主材におけるこれらＣ成分の割合が多すぎると樹脂
硬化物の耐熱性や機械的強度が低下するため好ましくな
い。

前記の硬化性組成物における重合開始剤としては、ベン
ゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド
、【−ブチルパーベンゾエートなどの有機過酸化物が好
ましいが、その他アゾ化合物の如き公知の重合開始剤も
使用できる。使用μは主材１００重量部に対して通常０
．１〜５重量部、好ましくは０．５〜３重量部とするの
がよい。

前記の硬化性組成物は、上記のＣ成分、ｂ成分および重
合開始剤を必須成分とするものであるが、この組成物の
特性を損わない程度に変性用樹脂や各種添加剤を配合す
ることもできる。変性用樹脂としてはフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることができ
る。添加剤としては繊維との密着性向上のためのシラン
カップリング剤、また顔料、充填剤などが挙げられる。

以上のように構成された硬化性組成物は配合組成により
常温で固形あるいは液状とすることができる。また少量
の溶剤を使用して溶液としてもよく、これら形態は成形
法に応じて適宜決定すればよい。この硬化性組成物は通
常８０〜２５０’Ｃで約１〜１０分根度の加熱により硬
化して耐熱性、機械的強度および被着体に対する密着性
にすぐれた樹脂硬化物となるものである。

この発明のＦＲＰにおいて用いられる繊維基材としては
、ガラス繊維、炭素繊維、金属や金属酸化物からなる繊
維などの無機繊維、アラミツド繊維などの有機繊維が挙
げられ、またその形態はヤーンあるいはロービング、チ
ョップトストランド、マット、クロス、ロービングクロ
スなど種々の形で使用できる。

この発明のＦＲＰはこの繊維基材と前記の硬化性組成物
とを用いて製造される。この製造に際しては公知のＦＲ
Ｐの成形法を広く採用することができ、ＦＲＰの使用目
的に応じて適宜決定すればよい。この成形法としては、
た呂えばＳＭＣ法（ｓｈｅｅｔｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｏｍ
ｐｏｕｎｄ法）、ＢＭＣ法（ｂｕｌｋ　ｍｏｌｄｉｎｇ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ法）などのプレス成形法、フィラメン
トワインディング法、引抜成形法、連続積層法などの連
続成形法などが挙げられる。

図はこの発明のＦＲＰを製造する方法の一例として引抜
成形法によるＦＲＰの製造方法を説明するだめの略図で
あり、加熱ダイス１（ダイス温度１００〜１８０°Ｃ）
の後方側に設置されたけん引装置２により硬化性組成物
を含浸させた連続フィラメント群３を加熱ダイス１内に
引き込み、軸方向に通常１〜１００７７１／分のスピー
ドで走行させながら上記組成物を連続フィラメント群と
一体に得られる。

以下にこの発明の実施例を記載する。なお、以下におい
て部とあるのは重量部を意味する。

実施例１ トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのト
リアクリレート２０部、変性フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂（１分子中に平均５．５個のアクリロイル基
を含有する）３０部、ビスフェノールＦジオキシジエチ
レングリコールのジアクリレート５０部およびｔ−ブチ
ルパーベンゾエート１部を混合溶解し、粘度８．１００
　ｃｐｓ（２５℃）の硬化性組成物を調製した。

この硬化性組成物をガラス繊維ロービングに含浸させ、
次いでこのロービングを孔の直径１．０ｍｍ’。

長さ１，０００ｍｇの加熱ダイス（ダイス温度１５０℃
）に引き込み、スピード１−ｍ／分で引抜成形を行い、
直径１．　Ｏｔｌｍの線状ＦＲＰ　（ガラス繊維含有率
７０体積％）を得た。

実施例２ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リアクリレート４０部、変性フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂（１分子中に平均５．５個のアクリロイル基
を含有する）２０部、ビスフェノールＦジオキシジエチ
レングリコールのジアクリレート２０部、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート２０部およびｔ−ブチルパ
ーベンゾエート１部を混合溶解し、粘度４，６５０　’
ｃｐｓ（２５°Ｃ）の硬化性組成物を調製した。この硬
化性組成物を用いて実施例１と同様にして直径１．０　
ｍｍの線状ＦＲＰを得た。

実施例３ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リメタクリレート５０部、変性フェノールノボラック系
エポキシ樹脂（１分子中に平均５５個のアクリロイル基
を含有する）２５部、トリメチロールプロパントリアク
リレート２５部およびＥ−ブチルパーベンゾエート１部
を混合溶解し、粘度８．１００　ｃｐｓ　（２５℃）の
硬化性組成物を調製した。この硬化性組成物を用いて実
施例１と同様にして直径１．０ｍｍの線状ＦＲＰを得た
。

実施例４ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リアクリレート４０部、変性フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂（１分子中に平均５５個のメタクリロイル基
を含有する）２０部、ビスフェノールＦジオキシジエチ
レングリコールのジアクリレート４０部およびｔ−ブチ
ルパーベンゾエート１部を混合溶解し、粘度５，３００
ｃｐｓ（２５℃）の硬化性組成物を調製した。この硬化
性組成物を用いて実施例１と同様にして直径１．０　ｍ
ｍの線状ＦＲＰを製造した。

比較例１ 変性フェノールノボラック系エポキシ樹脂（１分子中に
平均５５個のアクリロイル基を含有する）３０部、ビス
フェノールＦジオキシジエチレングリコールのジアクリ
レート４０部、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト３０部およびｔ−ブチルパーベンゾエート１部を混合
溶解して粘度５．７００　ｃｐｓ　（２５°Ｃ）の硬化
性組成物を調製した。

この硬化性組成物を用いて実施例１と同様にして直径１
．０關の線状ＦＲＰを得た。

比較例２ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リアクリレート３０部、変性ビスフェノールＡ系エポキ
シ樹脂（１分子中に平均２個のアクリロイル基を含有す
る）４０部、トリメチロールプロパントリアクリレート
３０部およびｔ−ブチルパーベンゾエート１部を混合溶
解し、粘度４，８００ｃｐｓ（２５°Ｃ）の硬化性組成
物を得た。この硬化性組成物を用いて実施例１と同様に
して直径１，０闘の線状ＦＲＰを得た。

上記の実施例１〜４および比較例１〜２で得られた直径
１．０　ｍＩｎの線状ＦＲＰについて下記のようにして
耐熱性および曲げ強度を調べた。

〈耐熱性〉 線状ＦＲＰを直径２５０Ｍの円状に曲げた状態で昇温（
昇温スピード５℃／分）してクラックの発生する温度を
調べた。

〈曲げ強度〉 米軍規格１”ＭＩＬ−Ｒ−９３０，ＯＢ　ＴＹＰＥ　ｌ
［Ｊに準拠して試験した。

上記の試験結果は次表のとおりであった。

上記の結果から明らかなように、この発明のＦＲＰは耐
熱性にすぐれるとともに強じん性においてもすぐれてい
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明のＦＲＰを製造する方法の一例を説明する
ための略図である。 ３・・・硬化性組成物が含浸された繊維基材、５・・・
ＦＲＰ 特許出願人　日東電気工業株式会社 代　理　人　弁理士称亘元邦夫ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｉｌ　ａ）　）リスヒドロキシアルキルイソシアヌレ
   ートのトリ（メタ）アクリレート、ｂ）フェノールノボ
   ラック系エポキシ樹脂に（メタ）アクリロイル基が導入
   されてなる変性フェノールノボラック系エポキシ樹脂お
   よび重合開始剤を必須成分とする硬化性組成物が繊維基
   材に含浸され硬化されてなる強化プラスチック成形体。