(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリオール主剤とＭＤＩ系プレポリマー硬化剤からなり、該主剤の粘度が１５０〜９００ｃｐｓの範囲であるとともに、平均糸長が０．５〜１．０ｍｍである炭素繊維を３〜１０重量％添加してなる液状ウレタン樹脂を、型内に流し込み硬化させてなる帯電防止性ウレタン樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はウレタン樹脂成形品に係り、特に高い寸法精度と帯電防止性能を兼ね備え、例えばプラント装置、電気機器、精密機器、玩具等のハウジング、ケース及び部品に好適に用いられる帯電防止性ウレタン樹脂成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液状ウレタン樹脂を用い、型内に流し込み硬化させて用途に応じた形状からなる成形品が製造されている。用途によっては、このような成形品に帯電防止性を付与することが要求され、液状ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合して硬化させたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、使用する液状ウレタン樹脂の粘度が２０〜５０ｃｐｓ程度の比較的低いものでは低粘度を実現するためにキシレンが添加されているが、このキシレンは硬化時に揮発、飛散してしまい、その結果、成形品に収縮が起こり、成形品の寸法精度が低下するという問題があった。
【０００４】
また、この液状樹脂を使って金属枠等部品のインサート成形をした場合には、硬化時に収縮が制限された結果、成形品内に残留歪みが生じクラックや亀裂破壊を起こすという問題があった。
【０００５】
一方、使用する液状ウレタン樹脂の粘度が１５０〜９００ｃｐｓ程度の比較的高いものでは、液状樹脂にキシレンが配合されていないので成形品の硬化収縮は小さく、従って成形品の寸法精度は改善され、また金属枠等部品をインサートして硬化させた場合には、もともと低収縮率であるためその成形品の残留歪を小さく抑えることができる。
【０００６】
しかしながら、帯電防止性を付与するために液状ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合させると、液状ウレタン樹脂が高粘度であるためカーボンブラックを配合した時点で流動性が悪くなり、この原料を例えばポンプ式注型装置で定量的かつ連続的に型内に流し込み硬化させて成形品を得ることは困難になるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解消した、比較的高粘度の液状ウレタン樹脂を使用し、帯電防止性を付与したウレタン樹脂成形品を提供するものであり、その要旨とするところは、少なくともポリオール主剤とＭＤＩ系プレポリマーと硬化剤からなり、該主剤の粘度が１５０〜９００ｃｐｓの範囲であるとともに平均糸長が０．５〜１．０ｍｍである炭素繊維を３〜１０重量％添加してなる液状ウレタン樹脂を、型内に流し込み硬化させてなる帯電防止性ウレタン樹脂成形品にある。
【０００８】
本発明のウレタン樹脂成形品は、少なくともポリオール主剤とＭＤＩ系プレポリマー硬化剤からなり、該主剤の粘度が１５０〜９００ｃｐｓの液状ウレタン樹脂を使用する。この液状ウレタン樹脂は、ポリオール主剤とＭＤＩ系プレポリマー硬化剤とを混合して硬化させる二液型樹脂であり、各液剤にはキシレンは配合されておらず、主剤の粘度は１５０〜９００ｃｐｓの範囲、更には６００〜７００ｃｐｓの範囲のものが好ましい。一方硬化剤の粘度は通常６０〜３００ｃｐｓ、好ましくは２００〜２５０ｃｐｓの範囲のものが使用できる。粘度はいずれも測定温度２５℃における値であり、測定方法はＪＩＳＫ７１１７に準拠して測定する。
【０００９】
本発明では、上記液状ウレタン樹脂に帯電防止剤として炭素繊維を添加するものであり、炭素繊維の平均糸長は、０．５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．７〜１．０ｍｍの範囲のものが使用できる。また平均糸径は、１０〜２０μｍ、好ましくは１３〜１８μｍの範囲のものが使用できる。平均糸長、平均糸径の測定方法は繊維を拡大投影して３００〜４００本の繊維の糸長、糸径を測り平均値としたものである。
【００１０】
平均糸長が、１．５ｍｍを越える炭素繊維では、液状樹脂の流動性が無くなったり、注型装置の部品を著しく摩耗させる恐れがあり、０．５ｍｍ未満の炭素繊維を用いると、帯電防止性能を付加するのに必要な配合量が増大し流動性が失われ易い傾向がある。
【００１１】
液状ウレタン樹脂に対する炭素繊維の配合量は、未硬化の液状樹脂の流動性、成形品の帯電防止性能とのバランスを考慮して、液状ウレタン樹脂１００重量％に対し通常３〜１０重量％、好ましくは３．５〜５重量％の範囲である。ここで、配合量が３重量％未満では帯電防止性能が不足し、１０重量％を越えると流動性が悪くなる傾向がある。
【００１２】
上記の未硬化の液状ウレタン樹脂に帯電防止剤の炭素繊維をプロペラ式攪拌機等の混合機により配合後、これを型内に流し込み硬化させるとウレタン樹脂成形品が得られる。  こうして得られるウレタン樹脂成形品は、良好な帯電防止性能はもちろん高い寸法精度を兼ね備えたものである。また、金属枠等部品をインサートした硬化成形品の場合、その残量歪みが小さい。
【００１３】
さらに上記液状ウレタン樹脂では、未硬化の液状樹脂に炭素繊維を配合しても流動性が維持されているので、例えばポンプ式注型装置で定量的かつ連続的に型内に流し込み硬化させて成形品が得られる。成形品の形状は特に制約はなく、板状でも棒状でもあるいは筒状でもよい。
以下、本発明を実施例により説明する。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
２液型ウレタン樹脂に炭素繊維を次の通り配合した。
［ウレタン樹脂］
主剤  ：ポリオール                粘度  ６３０ｃｐｓ
硬化剤：ＭＤＩ系プレポリマー      粘度  ２５０ｃｐｓ
［ＭＤＩ：メチレンビス（４−フェニルイソシアネート）］
［炭素繊維］
平均糸長：０．９６ｍｍ、平均糸径：１８μｍ、
［混合比］
主剤／硬化剤／炭素繊維＝４０／６０／５（重量比）
［配合・注型操作］
操作は液状熱硬化性樹脂用の注型装置を使用した。まず、主剤と炭素繊維を撹拌し混合した。この混合物の粘度は５，０００ｃｐｓであった。この混合物と硬化剤をそれぞれのタンクから、ギヤーポンプで混合吐出部へ送り、ついで、両者を混合して長方形板形の型内へ注型し、平板状の成形品を得た。
【００１５】
（実施例２）
実施例１と同一の原料と注型装置を使用し、ステンレス製金属枠をインサートした長方形板成形の型内へ注型し、平板状の成形品を得た。
【００１６】
（比較例１）
２液型ウレタン樹脂にカーボンブラックを次の通り配合した。
［ウレタン樹脂］
主剤  ：ポリオール                粘度  ６３０ｃｐｓ
硬化剤：ＭＤＩ系プレポリマー      粘度  ２５０ｃｐｓ
［カーボンブラック］
平均粒径  ３０ｎｍ
［混合比］
主剤／硬化剤／カーボンブラック＝４０／６０／２（重量比）
［配合・注型操作］
操作は実施例１と同一の注型装置を使用した。
まず、主剤とカーボンブラックを撹拌し混合した。この混合物は流動性が無く、その粘度は測定できなかった。この混合物と硬化剤をそれぞれのタンクから、ギヤーポンプで混合吐出部へ送ろうとしたが、前者は流動性が無く、定量的かつ連続的に送ることができないため成形型内へ注型できず、成形品を得ることができなかった。
【００１７】
（比較例２）
２液型ウレタン樹脂にカーボンブラックを次の通り配合した。
［ウレタン樹脂］
主剤  ：ポリオール                粘度  ３０ｃｐｓ
硬化剤：ＭＤＩ系プレポリマー      粘度  ２５ｃｐｓ
［カーボンブラック］
平均粒径  ３０ｎｍ
［混合比］
主剤／硬化剤／カーボンブラック＝５０／５０／２（重量比）
［配合・注型操作］
操作は液状熱硬化性樹脂用の注型装置を使用した。まず、主剤とカーボンブラックを混合して、よく乾燥した。この混合物の粘度は３，０００ｃｐｓであった。この混合物と硬化剤をそれぞれのタンクから、ギヤーポンプで混合吐出部へ送り、ついで、両者を混合して長方形板形の型内へ注型し、平板状の成形品を得た。
【００１８】
（比較例３）
比較例２と同一の原料と注型装置を使用し、ステンレス製金属枠をインサートした長方形板成形の型内へ注型し、平板状の成形品を得た。
【００１９】
上記実施例１〜２及び、比較例１〜３について評価した結果を表１に示した。ここで、各評価は次の方法により行なった。
・収縮率＝（型の長辺長さ−成形品の長辺長さ）／型の長辺長さ×１００
・表面抵抗率…印加電圧５００Ｖ、充電時間１分
・残留歪み…金属枠からの解放前後の樹脂の変形量を歪みゲージで測定した。
【００２０】
【表１】
0003960436.tif 000002
【００２１】
表１から本発明の実施例１、２については流動性が良いのでポンプ式注型装置で定量性良くかつ連続的に成形品が得られた。さらに、実施例１では収縮率が小さいので成形品の寸法精度は良好であった。実施例２では金属枠をインサートしても成形品内に発生する残留歪みは小さくクラックや亀裂破壊の発生が解消された。
【００２２】
これに対して、比較例１については流動性が悪くポンプ式注型装置で定量性良くかつ連続的に成形品を得ることができなかった。また、比較例２では収縮率が大きいために成形品の寸法精度が低下した。さらに比較例３では金属枠をインサートした場合、成形品内に発生する残留歪みが大きくクラックや亀裂破壊を起こすものがあった。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように本発明のウレタン樹脂成形品は、高い寸法精度と帯電防止性能を兼ね備えており、また、未硬化の液状樹脂では流動性が維持されているため例えばポンプ式注型装置で定量性よく連続的に成形して得られ、さらに金属枠等部品をインサートして硬化させた成形品の場合、その残留歪みが小さいという特徴を有する。