(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、（Ｂ）発泡性予備成形体全体に対して１０〜７０重量部含まれ、長さ３〜１００ｍｍのガラス繊維からなる補強用繊維、（Ｃ）（Ａ）成分１００重量部に対し、０．１〜５０重量部含まれ、アクリロニトリル系共重合体からなるシェルに低沸点液状有機化合物を内包した加熱膨張性マイクロカプセルからなる発泡性予備成形体を得た後、該発泡性予備成形体を加熱硬化して繊維強化発泡プラスチックを用いたパネルの芯材を得るパネル芯材調製工程と、該パネルの芯材と表面材とを金型内にて同時に一体化する一体化工程とを有することを特徴とする繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項２】
（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、（Ｂ）発泡性予備成形体全体に対して１０〜７０重量部含まれ、長さ３〜１００ｍｍのガラス繊維からなる補強用繊維、（Ｃ）（Ａ）成分１００重量部に対し、０．１〜５０重量部含まれ、アクリロニトリル系共重合体からなるシェルに低沸点液状有機化合物を内包した加熱膨張性マイクロカプセルからなる発泡性予備成形体を得る発泡性予備成形体調製工程と、該発泡性予備成形体と表面材とを金型内にて加熱硬化して、繊維強化発泡プラスチックを用いたパネルの芯材の形成とパネルの芯材と表面材との一体化とを同時に行う一体化工程と、を有することを特徴とする繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項３】
前記表面材が、繊維強化プラスチック板である請求項１又は請求項２に記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項４】
前記表面材が、前記（Ａ）熱硬化性樹脂製の表面材である請求項１又は請求項２に記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項５】
前記（Ａ）熱硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂である請求項１乃至４のいずれか１項記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項６】
前記表面材が、不飽和ポリエステル樹脂である請求項１乃至５のいずれか１項記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項７】
前記パネル芯材調製工程が、前記（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、前記（Ｃ）加熱膨張性マイクロカプセルを含有するコンパウンドペーストを調製し、さらに、増粘剤を混合して発泡性成形材料を得る工程と、
得られた発泡性成形材料を２枚のキャリヤーフイルム上にそれぞれ塗布して発泡性成形材料塗布層を形成し、発泡性成形材料塗布層が形成された２枚のキャリヤーフイルムの少なくとも一方の発泡性成形材料塗布層上に、前記（Ｂ）補強用繊維を配置する工程と、
２枚のキャリヤーフイルム上の発泡性成形材料塗布層同士を対向するように重ね合わせて圧着し、２枚のキャリヤーフイルム間に（Ｂ）補強用繊維を含む発泡性成形材料塗布層を有する発泡性予備成形体を形成する工程と、
得られた発泡性予備成形体を加熱加圧して、発泡性成形材料塗布層に含まれる前記（Ｃ）加熱膨張性マイクロカプセルを発泡させて繊維強化発泡プラスチックを得る工程と、
をこの順に有する請求項１に記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項８】
前記パネル芯材調製工程が、前記（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、前記（Ｂ）補強用繊維、前記（Ｃ）加熱膨張性マイクロカプセルを含有するコンパウンドペーストを調製し、さらに、増粘剤を混合して発泡性成形材料を得る工程と、
得られた発泡性成形材料を用いて、発泡性予備成形体を形成する工程と、
得られた発泡性予備成形体を加熱加圧して、発泡性成形材料塗布層に含まれる前記（Ｃ）加熱膨張性マイクロカプセルを発泡させて繊維強化発泡プラスチックを得る工程と、
をこの順に有する請求項１に記載の発明繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【請求項９】
前記繊維強化発泡プラスチックを得る工程と、前記一体化工程が、前記発泡性成形材料を得る工程により得られた発泡性予備成形体とパネルの表面材とを積層した後、加熱加圧する工程である請求項２に記載の繊維強化発泡複合パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合パネルの製造方法に関するものであり、更に詳しくは、繊維強化発泡プラスチックを用いた複合パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、断熱性、遮音性を付与したドアや間仕切りパネル等のパネル構造として、芯材としてウレタン発泡体が用いられるのが一般的であり、これに代えて、ハニカム材を用いることもあり、一方、表面材として鋼板、木材、ＦＲＰ等の樹脂板を用いて構成されていた。
【０００３】
しかるに、これら従来のドアやパネルにあっては、芯材と表面材とが全く別部材であるため、即ち、複数の性質の異なる素材からなっているため、リサイクル時の処理工数が膨大な費用が掛かっていた。又、このため、製造工程は複雑化し、かつ、相互間での接着性を考慮する必要があった。
【０００４】
更に性状的に言えば、芯材がウレタン発泡体であるため、外力に対抗する強度にやや難点があり、かつ、水分との接触によりウレタン発泡体が劣化するため、耐久性の点で問題があることも指摘される場合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような従来技術の課題を解決するものであって、リサイクル性のよい、しかも性状的により強化された、かつ、耐久性の向上した繊維強化発泡プラスチックを用いた複合パネルの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨は、パネルの芯材として、（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、（Ｂ）特定量の補強用繊維、及び、（Ｃ）特定量のアクリロニトリル系共重合体からなるシェルを有する加熱膨張性マイクロカプセル、からなる発泡性予備成形体を加熱硬化してなる繊維強化発泡プラスチックを調製し、パネルの表面材として、前記（Ａ）熱硬化性樹脂と同種の樹脂による表面材を用いた繊維強化発泡複合パネルの製造方法である。かかる発泡性予備成形体である芯材と表面材との一体化は芯材を発泡成形する金型内にて行って一体とすることを要する。
【０００７】
そして、リサイクルの面では、表面材は好ましくは（Ａ）熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂であり、（Ｂ）成分の補強用繊維が、長さ３〜１００ｍｍのガラス繊維で、その含有量は発泡性予備成形体全体に基づき、１０〜７０重量部であるのがよい。又、（Ｃ）成分の加熟膨張性マイクロカプセルが、低沸点液状有機化合物を内包したコアシェル型のものであり、この含有量が（Ａ）成分１００重量部に対し、０．１〜５０重量部であるのがよい。尚、複合パネルの芯材としての密度が０．４〜１．５ｇ／ｃｍ3 である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発泡性予備成形体による繊維強化発泡プラスチック成形体を用いた複合パネルであって、特に芯材と表面材とをマトリックスを同じくすることによりリサイクル性に富んだものとなり、しかも強度的にかつ耐久性に優れた複合パネルを提供できたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
さて、本出願人は既に繊維強化発泡プラスチックについて新しい技術を提供している。かかる新技術は、（Ａ）マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂、（Ｂ）補強用繊維及び（Ｃ）加熱膨張性マイクロカプセルを含むシート状又はバルク状発泡性予備成形体であって、マトリックス樹脂である（Ａ）熱硬化性樹脂として、熱硬化性樹脂を含有する液状体を用いたものであり、かかる液状体を加熱硬化させてなる繊維強化発泡プラスチック成形体を提供した（特許出願中）。
【００１０】
かかる既提案による繊維強化発泡プラスチックは、軽量でかつ高強度の性質をもち、しかもその製造も比較的簡便なことから、本発明にあっては、これをパネルの芯材として用い、かつ、表面材として繊維強化プラスチック、鋼板、木材板、好ましくは表面材をかかるマトリックス樹脂と同種の樹脂を用いて複合パネルとしたものであり、従来より指摘されていた点を解決したものである。
【００１１】
本発明の発泡性予備成形体を作製するには、先ず発泡性成形材料を調製する。即ち、（Ａ）成分のマトリックス樹脂として、熱硬化性樹脂を含有する液状体を用い、これに前記（Ｃ）成分としてアクリロニトリル系共重合体からなるシェルを有する加熱膨張性マイクロカプセルを配合し、更に従来ＳＭＣ、ＢＭＣ、ＴＭＣ用として慣用されている材料、例えば低収縮剤、無機充填剤、重合開始剤、硬化剤、増粘剤及び必要に応じて用いられる硬化促進剤やその他添加剤を配合することにより、調製することができる。
【００１２】
前記（Ａ）成分のマトリックス樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等があるが、これらの中で不飽和ポリエステル樹脂が好ましく使用される。
【００１３】
本発明において、発泡性成形材料に配合される（Ｃ）成分の加熱膨張性マイクロカプセルとしては、コアが低沸点液状有機化合物であり、これを熱可塑性樹脂からなるシェルで内包したコアシェル型の加熱膨張性マイクロカプセルが好ましい。コアの低沸点液状有機化合物としては、常温、常圧における沸点が１５０℃以下のものが好ましく、例えばイソブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素化合物やエーテル類等を挙げることができる。ここで、シェルを形成する熱可塑性樹脂としては、アクリルニトリル系共重合体であることを要する。この加熱膨張性マイクロカプセルの製造法は、インサイト重合法により製造されたものが好ましい。
【００１４】
この加熱膨張性マイクロカプセルは、加熱膨張前の平均粒径が０．５〜１００μｍの範囲にあるものが好ましく、１〜７０μｍの範囲にあるものがより好ましい。又、加熱膨張後の外径は熱膨張前の外径の２倍以上が好ましく、３〜１０倍程度がより好ましい。膨張前の平均粒径が０．５μｍ未満では十分な発泡が得られにくいし、１００μｍを越えると均一に分散しにくく、均質な繊維強化発泡プラスチック成形体が得られない場合がある。尚、膨張開始温度は作業性の面から８０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１００〜２３０℃である。
【００１５】
本発明においては、（Ｃ）成分の加熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、前記（Ａ）成分のマトリックス樹脂液状体１００重量部に対し、０．１〜５０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜２０重量部の範囲である。この配合量が０．５重量部未満では所望の低密度の繊維強化発泡プラスチック成形体が得られにくく、５０重量部を超えると該プラスチック成形体の強度が不十分となるおそれがある。
【００１６】
本発明における発泡性成形材料に配合される低収縮剤として、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、飽和ポリエステル、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーメタクリル酸共重合体、ポリカプロラクトン、ポリブタジエン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。又、その配合量は、得られる発泡プラスチック成形体の収縮率や表面平滑性等を考慮して選定されるが、前記マトリックス樹脂と該低収縮剤との重量比が、通常９０：１０乃至５０：５０、好ましくは８０：２０乃至６０：４０の範囲で選ばれる。
【００１７】
又、本発明における発泡性成形材料に配合される充填剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、クレ−、マイカ、中空バルーン（ガラス、シラス、セメント）、フェライト、亜鉛華等が挙げられるが、これらの中で、炭酸カルシウムが好ましい。又、その配合量は、前記のマトリックス樹脂と低収縮剤との合計量１００重量部に対し、通常５０〜２００重量部の範囲で選定される。
【００１８】
本発明における発泡性成形材料が、不飽和ポリエステル樹脂系発泡性成形材料の場合、重合開始剤や硬化剤として通常有機過酸化物が用いられ、メチルエチルケトンパーオキシド、アセチルアセトンパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾ−ルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等が挙げられる。この重合開始剤の配合量は、前記マトリックス樹脂１００重量部に対して通常０．３〜５重量部、好ましくは０．７〜３重量部の範囲で選定される。
【００１９】
又、不飽和ポリエステル樹脂系発泡性成形材料の場合、それに配合される増粘剤の例としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。この増粘剤の配合量は、前記マトリックス樹脂１００重量部に対し、通常０．５〜５重量部、好ましくは０．７〜２重量部の範囲で選定される。
【００２０】
本発明における不飽和ポリエステル樹脂系発泡性成形材料においては、前記増粘剤を添加３０分後の温度２５℃における粘度が、５０〜３００Ｐａ・Ｓの範囲にあることが好ましく、この粘度が３００Ｐａ・Ｓを超えると補強用繊維への含浸性が不充分となってしまうからである。
【００２１】
本発明における不飽和ポリエステル樹脂系発泡性成形材料においては、その他添加剤、例えば硬化促進剤、重合禁止剤、離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤等を所望により配合することができる。例えば、上記硬化促進剤としては、ナフテン酸コバルト、オクトエ酸コバルト、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ一ジエチルアニリン等が挙げられる。又、重合禁止剤としては、ハイドロキノン、Ｐ−ベンゾキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン等が挙げられる。
【００２２】
次に、本発明の発泡性予備成形体は、前記のようにして得られた発泡性成形材料を（Ｂ）成分の補強用繊維に含浸させ、シート状（ＳＭＣ、ＴＭＣ）又はバルク状（ＢＭＣ）に成形したものである。
【００２３】
前記補強用繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、更にはポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊推等の有機繊維等が挙げられるが、これらの中でガラス繊維が好適である。このガラス繊維としては、ロービングを切断した長繊維及び／又は短繊維が用いられる。長繊維は、長さが通常１５〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜５０ｍｍの範囲のものであり、短繊維は、長さが通常５〜１５ｍｍ、好ましくは６〜１３ｍｍの範囲のものである。
【００２４】
本発明の発泡性予備成形体においては、前記補強用繊維は、該予備成形体全体に基づき、通常１０〜７０重量％、好ましくは１５〜５０重量％の範囲で含有される。
【００２５】
本発明の繊維強化発泡プラスチック成形体は、このようにして得られたシート状（ＳＭＣ、ＴＭＣ）又はバルク状（ＢＭＣ）の発泡性予備成形体を、金型内にセットし、加熱硬化させることにより得ることができる。即ち、発泡性予備成形体を金型内にセットし、型締めを発泡後想定する成形品肉厚で中断し、発泡圧を利用する方法により成形すると、低圧で成形できるので成形体の製造設備や金型のコストを低減できる利点を有する。本発明の繊維強化発泡プラスチック成形体の密度は、好ましくは０．４〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、より好ましくは０．５〜１．２ｇ／ｃｍ３である。
【００２６】
次に、本発明の繊維強化発泡プラスチック成形体を作製する実施態様について、ＳＭＣの場合を例に挙げて説明する。
先ず、（Ａ）成分のマトリックス樹脂、（Ｃ）成分の加熱膨張性マイクロカプセル、低収縮剤、充填剤、重合開始剤や硬化剤及び必要に応じて用いられる硬化促進剤やその他の添加剤を混練して、コンパウンドペーストを調製する。次いでこれに増粘剤を混合して得られた発泡性成形材料を、ただちにＳＭＣ含浸機に供給する。
【００２７】
次に、本発明の２枚のキャリヤーフイルム夫々に上記発泡性成形材料を所定量塗布したのち、下フィルムの塗布層上に、（Ｂ)補強用繊維としてガラスローピングをカッターでチョップしながらガラス繊維を降らせる。次いでその上に塗布層を有する上フィルムを該塗布層が内側になるように重ね合わせ、この重ね合わせたフィルムの上下にロールを押しつけて、サンドイッチ状になったガラス繊維に組成物を含浸させることにより、本発明のシート状発泡性予備成形体（ＳＭＣ）が得られる。このようにして得られた本発明のシート状発泡性予備成形体の厚さは、成形材料のガラス繊推への浸透性等の面から通常１〜１０ｍｍがよい。
【００２８】
次いで、前記のようにして得られたシート状発泡性予備成形体を、通常複数枚を用い、金型内に重ねてセットし、１３０℃〜１６０℃で発泡後の厚さに合わせて型締めを中断するか、５〜１０ＭＰａで型縮めした後、約１分後に発泡後の厚さに合わせて型を上昇するという条件で、３〜５分間程度加熱加圧して、発泡させることにより、ガラス繊維強化発泡プラスチック成形体が得られる。
【００２９】
表面材としては特に限定はなく、鋼板、木材板、プラスチック板等が選択できるが、リサイクル性の面で言えば、ガラス繊維強化プラスチックが好ましく、更に言えば、発泡プラスチック成形体に採用したと同様のプラスチック板を用いるのが好ましいことは言うまでもない。本発明においては、表面材としてプラスチック板を用い、芯材としての発泡プラスチック成形体が成形される際に同じモ−ルド内に表面材のプラスチック材料を投入して一体に成形することで繊維強化発泡複合パネルを得る。
【実施例】
【００３０】
「プラスチック成形体・１」
（１）発泡性予備成形体の作製
マトリックス樹脂（不飽和ポリエステル樹脂、数平均分子量：３０００）１００重量部、低収縮剤（ポリスチレンの３５％スチレンモノマー溶液）２５重量部、粘度調整剤（スチレンモノマー）１０重量部、硬化剤（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート）１重量部、重合禁止剤（パラベンゾキノン）０．０５重量部、加熱膨張性マイクロカプセル（松本油脂社製「マイクロスフェアーＦｌＯ５Ｄ」）を加え、更に、内部離型剤（ステアリン酸亜鉛）５重量部、改質剤（粉末ポリエチレン）４重量部及び充填剤（重質炭酸カルシウム）１４０重量部を混練してコンパウンドベーストを調製した。次いで、これに増粘剤ペーストとして、増粘剤（酸化マグネシウム）１重量部と樹脂（酸価０の不飽和ポリエステル樹脂）４重量部、の混合物を加え、発泡性成形材料を作製した。尚、上記の不飽和ポリエステル樹脂（マトリックス樹脂）は、ジカルボン酸分として、テレフタル酸とマレイン酸の組合わせを、グリコール成分として、プロピレングリコールとネオベンチルグリコールとの組合わせを用い、エステル反応させて得られたものである。
【００３１】
次に、前記増粘剤ベースト添加約３０分後に、ガラスロービングをカッターでチョップしてなる長さ約２５ｍｍのガラス繊維を、発泡性予備成形体全量に対し３０重量％の割合で加え、常法に従ってシート状発泡性予備成形体（ＳＭＣ）を作製した。
【００３２】
（２）繊維強化発泡プラスチック成形体の作製
上記（１）で得られたシート状発泡性予備成形体を１００×１００ｍｍにカットし、これを全量が１７０ｇになるように、２００×２００ｍｍ平板金型内に積層セットしたのち、４ｍｍのスペーサを介して、圧力約５ＭＰａでプレス成形し、繊維強化発泡プラスチック成形体を作製した。
成形条件及び得られた成形体の物性を第１表に示す。
【００３３】
「プラスチック成形体・２」
実施例１において、繊維強化発泡プラスチック成形体の作製時に、スペ−サ厚さを６ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして繊維強化発泡プラスチック成形体を作製した。
成形条件及び得られた成形体の物性を第１表に示す。
【００３４】
「プラスチック成形体・３」
（１）発泡予備成形体の作製
実施例１（１）において、硬化剤としてｔ−ブチルパーオキシベンゾエートの代わりにジクミルパーオキシドを用い、かつ重合禁止剤のパラベンゾキノンの量を０．１重量部に変更した以外は、実施例１（１）と同様にしてシート状発泡性予備成形体（ＳＭＣ）を作製した。
【００３５】
（２）繊維強化発泡プラスチック成形体の作製
上記（１）で得られたシート状発泡性予備成形体を１００×１００ｍｍにカットし、これを全量が１７０ｇになるように、２００×２００ｍｍ平板金型内に複数層セットしたのち、８ｍｍのスペーサを介して、圧力約５ＭＰａでプレス成形し、繊維強化発泡プラスチック成形体を作製した。
成形条件及び得られた成形体の物性を第１表に示す。
【００３６】
「プラスチック成形体・４」
実施例１において、繊維強化発泡プラスチック成形体の作製時に、スペ−サを用いずに、かつ型締め４５秒後に型を８ｍｍ開けた以外は、実施例１と同様にして繊維強化発泡プラスチック成形体を作製した。
成形条件及び得られた成形体の物性を第１表に示す。
【００３７】
【表１】
0004404618.tif 000002
【００３８】
表１中、密度の測定はＪＩＳ  Ｋ７２２２に準拠して行った。
【００４０】
「複合パネルの製造・２」
表面材としてＦＲＰ板（厚さ４ｍｍ）を用い、プラスチック発泡成形体を得る金型の表面にセットし、発泡成形を行った。接着も十分であり、満足する複合体が得られた。
【００４１】
「複合パネルの製造・３」
表面材としてプラスチック発泡成形体の発泡剤を配合していない未架橋シ−ト（ＳＭＣ）を用いた。即ち、金型内にプラスチック発泡性シ−ト（ＳＭＣ）とこの未架橋シ−トを積層し発泡した。得られた複合体は中央が発泡体であり、その表面に約４ｍｍ程度の非発泡層のＦＲＰ表面材が積層された複合体となった。
【００４２】
リサイクルの際、全体がマトリックス樹脂と同種とすれば、両者を剥離する作業を必要としないという優れた特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明による繊維強化発泡プラスチック成形体を用いた複合パネルは、特に芯材と表面材とをマトリックスを同じくすることによりリサイクル性に富み、しかも強度的にかつ耐久性に優れた複合パネルであって、断熱性、遮音性を付与したドアや間仕切りパネル等の各種のパネル構造として広く使用可能である。