JPH0729384B2 - 防黴性を持つた繊維補強樹脂製の長尺成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、防黴性を持つた繊維補強樹脂製の長尺成形
体を製造する方法に関するものである。今まで、樹脂成
形体には黴など生える筈がなく、かりに生えたとしても
問題にならないと考えられていたところ、意外にも実際
に黴が生え、しかも生えた黴が樹脂成形体の使用に障害
を起こすという事実が確認されたのに基づいて、この発
明は生れたものである。

（従来の技術） 繊維補強樹脂で作られた長尺成形体は、既に知らてい
る。それは、例えば、ガラス繊維で補強されたポリエス
テル樹脂製の柱又は梁のようなものである。

繊維補強樹脂製の成形体は、繊維で補強されているため
に強度が強い、という特性を持つている。また、この成
形体は樹脂で作られているために、軽量で腐蝕しないと
いう特性を持つている。このため、繊維補強樹脂成形体
は、水分の多いところでの構造材として、木材や金属に
代わつて使用されて来た。その場合、この成形体は、高
温多湿のところで使用されても、この表面に黴など生え
る筈がないと一般に考えられて来た。

繊維補強樹脂成形体は、その形状により、以下に述べる
ような製造方法が採用されて来た。まず、管や柱のよう
な横断面が一定の長尺体は、多数の繊維をほぼ所望の横
断面形状を持つように並べ、これに硬化剤を含んだ硬化
性樹脂を含浸させて横断面形状が一定の長い連続した含
浸物を作り、他方、所望形状の孔を備え加熱可能とされ
た金型を用意し、上記の含浸物を金型の孔内に通して含
浸物の形を所望の形状に整えるとともに、樹脂を硬化さ
せて作られて来た。この方法は、その特色を簡単に云え
ば、含浸物が加熱された金型内を移動する間に賦形さ
れ、硬化される方法であると云うことができる。

これに対し、浴槽、浄化槽、ヘルメツト等のような、複
雑な形状をした短尺物は、多数の繊維をほぼ所望の形状
となるように並べ、これに硬化剤を含んだ硬化性樹脂を
含浸させておき、他方、所望形状の型窩を備えた金型を
用意し、上記の含浸物を金型内に入れて加圧するととも
に加熱して、金型内で樹脂を硬化させて作られて来た。
この方法は、その特色を簡単に云えば、含浸物が金型内
で静止している間に成形され、金型内で加圧された状態
で硬化される方法であると云うことができる。

このように、製造方法に相違はあるが、製造された成形
体は、製造方法に関係なく何れも水分の多いところで、
構造材として使用するのに樹脂の本質の点では格別支障
がない、と考えられて来た。

（発明が解決しようとする課題） この発明者は、水道水を入れる貯槽の蓋用支持材として
繊維補強樹脂製の長尺体を使用すると、支持材表面に黴
が生えて、水道水を汚染するに至る、という意外な事実
を発見した。詳しく云うと、ガラス繊維で補強されたポ
リエステル樹脂製のパネルを単位板として、これを多数
組み合わせて樹脂製のタンクを作り、このタンクの蓋を
支える支持材として、ガラス繊維補強ポリエステル樹脂
製の長尺成形体を使用した。組立て後この中に水道水を
入れて約２ヶ月経過した時に、タンク内の水が濁ること
に気付いた。初めは、その原因がわからなかつたが、詳
しく調査した結果、蓋を支持している長尺体の表面に黴
が生え、この黴が水を濁らせる原因であることを突き止
めた。そこで、この長尺体の黴の生えないようにするこ
とが必要となつた。すなわち、長尺成形体が防黴性を持
つようにする必要があることを見出した。

（課題を解決するための手段） この発明者は、さらに検討を続けた結果、次のような事
実を発見した。貯槽の側壁や蓋自体もガラス繊維で補強
されたポリエステル樹脂で作られているが、ここには黴
が生えない。ところが、蓋を支持する長尺体には容易に
黴が生える。同じ材料で作られていながら、このような
相違が現れるのは、両者がその製造される方法を異に
し、従つて樹脂の微細構造が異なるのに起因するという
事実が見出されたのである。

詳しく云えば、蓋は、硬化性樹脂が含浸された繊維を金
型内に入れ、金型内で高い圧力の下に加熱されて成形さ
れたものであるから表面に樹脂層が形成されている。だ
から、成形体の表面を顕微鏡で見ると、表面は平滑であ
つて、そこには樹脂硬化の際の収縮に基づく孔が生成さ
れていない。ところが、支持材として使用された長尺成
形体は、硬化性樹脂の含浸された繊維を加熱された金型
に通すだけで賦形し、硬化させて成形されたものであ
る。だから、支持材の表面を顕微鏡で見ると、表面には
凹凸があり、ガラス繊維の存在する部分では樹脂が突出
して山をなすが、繊維の存在しない部分では樹脂が窪ん
で谷をなしている。さらに、支持材の断面を見ると、表
面から内部まで小さな孔又は亀裂が多数生成されてい
る。このような差異に基づき蓋には黴が生えないが、支
持材には黴が生えるという原因が確認された。

この発明者は、長尺成形体の表面に小孔が生じるのは、
硬化性樹脂が硬化時に収縮することに起因すると考え、
硬化時の収縮率が小さい硬化性樹脂を用いることを試み
た。その結果低収縮性の不飽和ポリエステル樹脂の中で
も、特定の組成のものを選んで用いると、表面の小孔が
無くなり、防黴性を付与することができることを見出し
た。

すなわち、一般の不飽和ポリエステル樹脂にポリ酢酸ビ
ニルを溶解したものが低収縮性の硬化性ポリエステル樹
脂として知られているが、そのような低収縮性ポリエス
テル樹脂では防黴性を付与することができない。ところ
が、ポリスチレン又はポリメタクリル酸メチルのような
特定の重合体を一般の不飽和ポリエステル樹脂に溶解し
て得られた特殊の硬化性のポリエステル樹脂は、収縮率
においては上述の低収縮性ポリエステル樹脂と大きな差
異を示さないが、このような特殊な樹脂を用いると、防
黴性を付与できることが確認された。この発明は、この
ような知見に基づいて完成されたものである。

（発明の要旨） この発明は、多数の繊維を所望の横断面形状に並べ、こ
れに硬化性樹脂とその硬化剤とから成る混合物を含浸さ
せ、こうして得られた含浸物を連続的に加熱された金型
内に通して成形しつつ、樹脂を硬化させ、繊維補強樹脂
製の長尺体を製造する方法において、ポリスチレン、ポ
リメチルメタクリレート、またはスチレン−メチルメタ
クリレート共重合体、またはそれらの混合物20−40重量
％含むスチレン溶液を15−50重量部と、残りが一般の不
飽和ポリエステル樹脂とから成る組成物を硬化性樹脂と
して用い、これに硬化剤を混合しこれを繊維に含浸させ
て硬化させることを特徴とする、防黴性を持つた繊維補
強樹脂製長尺成形体の製造方法を要旨とするものであ
る。

この発明では、そこで用いる樹脂の組成に特色があるの
で、まずその点について説明する。この発明で用いられ
る硬化性樹脂は、硬化性を持つた普通の不飽和ポリエス
テル樹脂に、特定の熱可塑性重合体のスチレン溶液を混
合したものである。

普通の不飽和ポリエステル樹脂とは、不飽和および飽和
の二塩基酸と二価アルコールの縮合反応によつて得られ
た樹脂、すなわちベースレジンをビニルモノマーに溶解
してなる液状の硬化性樹脂である。この硬化性樹脂の分
子中には不飽和基が含まれているので、その不飽和基が
ビニルモノマーと重合反応を起こして架橋し、ここに硬
化した樹脂が得られるのである。

二塩基酸としては無水マレイン酸、フマル酸、無水フタ
ル酸が多く用いられ、二価アルコールとしてはエチレン
グリコール、プロピレングリコールが多く用いられ、ビ
ニルモノマーとしてはスチレンモノマーが一般に用いら
れる。これらのものの配合割合や、その他のものの少量
添加により、不飽和ポリエステル樹脂としては色々のグ
レードのものが存在することとなる。

特定の熱可塑性重合体は、ポリスチレン、ポリメチルメ
タクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合
体、又はそれらの混合物である。ポリスチレンは、スチ
レンの単独重合体である。しかし、数％程度なばら他の
単量体が共重合していてもよい。その重合度にも格別制
限がない。ポリメチルメタクリレートも同様であって、
メチルメタクリレートの単独重合体であるのが好ましい
が、僅かな量であれば、他の単量体を含んでもよい。ス
チレン−メチルメタクリレート共重合体も同様であっ
て、スチレンとメチルメタクリレートとの割合はどのよ
うであってもよい。また、これらの混合物も、その混合
割合には格別限定がない。

特定の熱可塑性重合体は、スチレン溶液とされる。溶液
中の重合体の濃度は10−40重量％とされる。その中でも
好ましいのは、20−30重量％の範囲である。

この発明で用いられる硬化性樹脂は、普通の不飽和ポリ
エステル樹脂に、上記熱可塑性重合体のスチレン溶液を
混合して作られた組成物である。その混合の割合は、後
者が得られた組成物全体中で15−50重量％を占めるよう
にする。その中でも好ましいのは、熱可塑性重合体のス
チレン溶液が組成物全体の中で20−30重量％を占める割
合に混合して作られた組成物である。

上述の組成物を硬化するには、普通の不飽和ポリエステ
ル樹脂と同様に硬化剤を配合する。硬化剤としては、不
飽和ポリエステル樹脂を硬化するのに一般に用いられる
有機過酸化物であり、例えば過酸化ベンゾイル、ターシ
ャリーブチルパーオキシベンゾエートを用いることがで
きる。

この発明において、上述の硬化性組成物を繊維に含浸さ
せるには、普通の不飽和ポリエステル樹脂を繊維に含浸
させる方法をそのまま用いることができる。また、こう
して得られた含浸物を連続的に加熱された金型内に通し
て成形しつつ、樹脂を硬化させるにも、普通の不飽和ポ
リエステル樹脂を成形し硬化させる方法をそのまま踏襲
することができる。

繊維も、従来のポリエステル樹脂の成形と同様に各種の
ものを用いることができる。例えばガラス繊維のほか、
炭素繊維やアラミド繊維を用いることができる。

（発明の効果） この発明方法は、長尺の成形体を連続して成形すること
を特色としているから、樹脂を含浸された長尺の繊維が
加熱された金型の孔を通過することによって、賦形と硬
化とが連続的に行われることを特色としている。だか
ら、目的とする長尺の成形体を、能率よく製造できるこ
ととなり、連続的に作られたものの中から必要な長さの
ものを切断することによって、任意の長さのものを得る
ことができる。従って、この発明方法によって、容易に
長尺の成形体を作ることができる。

この発明方法の最大の利点は、得られた長尺の成形体が
防黴性を持っている、と言うことである。このことは、
得られた成形体を水槽の上部にさしわたし、水槽内の気
相部分に曝しておくと、明瞭に認められる。すなわち、
従来の方法によって得られた成形体は、２ヶ月も水槽中
の気相部に曝しておくと、表面一面に黴が発生し、これ
が水中に落下して水を汚すことになるが、この発明方法
によって得られた成形体は、２年以上水槽中の気相部に
曝しても、黴の生えることがない。

従って、この発明によって作られた長尺の成形体は、水
槽の蓋を支える支持体として使用するのに好適である。
そのほか、この成形体は、風呂場、洗面所、便所などの
支柱として、さらにサニタリーコアの構造材として使用
するに適している。

なお、防黴性を持つに至る原因として、成形体の微細構
造を顕微鏡下で観察すると、次のような相違が明瞭に認
められる。この発明の方法によって得られた成形体は、
第１図に成形体断面の一部拡大図を示したように、表面
１が、繊維２の存在している部分３も、繊維の存在して
いない部分４も、凹凸の差がなくて、全体として平滑で
ある。また、樹脂部分は、ポリエステル樹脂の連続した
相の中にポリスチレン、ポリメチルメタクリレートのよ
うな熱可塑性重合体の粒25が孤立した状態になって分散
している。その状態は、恰もポリエステル樹脂が海とな
り、その中に熱可塑性重合体が島となって分散している
ような状態である。だから成形体の表面から内部へ湿
気、空気、黴菌などが全く侵入し得ない状態となってい
る。このために、黴が成育し難いものとなる。

これに対し、熱可塑性重合体として、例えばポリスチレ
ンの代わりにポリ酢酸ビニルを用い、ポリ酢酸ビニルの
スチレン溶液を不飽和ポリエステル樹脂に加えて作られ
た低収縮性の硬化性ポリエステル樹脂では、得られた長
尺成形体が第２図に断面の一部を拡大して示したよう
に、表面11は、繊維12の存在している部分13と存在しな
い部分14とがほぼ同一平面上にあって、平滑なものとな
る。ところが、樹脂部分は、多数の塊に分かれており、
塊と塊との間は無数のボイド又はクラック15が存在する
様相を呈している。だからボイド又はクラック15を通っ
て湿気や空気が成形体内部へ侵入できることとなり、こ
れに伴って黴がボイド又はクラックに根をおろして生育
できることとなる。

さらに、この発明によって得られた成形体を仔細に検討
すると、熱可塑性重合体としてポリスチレンを用いた場
合とポリメチルメタスチレートを用いた場合とでは、得
られた成形体の微細構造に多少の相違のあることが確認
された。すなわち、ポリスチレンを用いた場合には、第
３図（Ａ）に拡大して示したように、ポリエステル樹脂
から成る海の中にポリスチレンの粒子５が浮かんだよう
な構造となることは前述のとおりであるが、粒子５の１
部にボイド６が付着して形成されている。これに対し、
ポリメチルメタスチレートを用いた場合には、第３図
（Ｂ）に拡大して示したように、ポリエステル樹脂から
成る海の中にオリメチルメタスチレートの粒子７が浮か
んだような構造となる点では同様であるが、粒子７には
多数のクラックが形成されており、そのクラックにはポ
リエステル樹脂が染み込んでいる。しかし、何れの場合
も粒子は孤立したものとなっているので、そこに空気や
水の入り込む余地はなくなっている。

次に実施例を挙げて、この発明方法の詳細と、その作用
効果とを具体的に明らかにする。以下で、単に部という
のは重量部の意味である。

実施例 熱可塑性重合体としては、ポリメチルメタアクリレート
を用いた。まず、ポリメチルメタアクリレート30重量部
のスチレン溶液を作り、スチレン溶液部を高反応性不飽
和ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製、商品名ユピカ
7595）70部と混合して、これを硬化性樹脂として用い
た。

硬化剤としては、ベンゾイルパーオキサイドを用い、ベ
ンゾイルパーオキサイド50重量部を含む（日本油脂社
製、商品名ナイパーBO）２部、内部離型剤（デュポン社
製、商品名ゼレックスUN）１部、炭酸カルシウム（粒径
２〜４ミクロン）30部を上記硬化製樹脂と混合し、これ
を樹脂組成物として用いた。

長尺成形体の製造は、第４図に示したようにして行っ
た。上述の樹脂組成物23を容器22に入れておき、ガラス
繊維製ロービング21を樹脂組成物23中に浸漬して、断面
がほぼ工型の含浸物を作り、その両面にガラス繊維製マ
ット24及び25を配置し、これをガイド26を経て金型27に
通した。ガラス繊維を含有割合は55容量％であった。金
型27は、第５図に示すような工型成形体を連続的に通過
させるだけの孔を備えたものとした。こうして含浸物を
金型27に通す間に、含浸物の形を整えるとともに、樹脂
組成物を硬化させ、次いで、引張機28で連続的に引張っ
て連続した長尺体を得た。次いで、これを必要な長さに
切断して、第５図に示したような成形体を得て、これを
支持材30とした。

支持材30は、第６図に示したように、タンクの蓋を支え
るのに用いられた。第６図では、タンクの側壁が単位板
31を接続することによって構成され、蓋も単位板32を接
続することによって構成されている。蓋を支えるのに、
第５図の支持材30が使用されている。この場合、単位板
31と32とは、何れもガラス繊維補強ポリエステル樹脂で
作られている。

第６図のタンク内に水を入れ、タンクを貯水槽として使
用した。蓋は、上面から太陽に照らされ、下面は水槽内
の湿気を含んだ空気に曝され、同様に支持材30も湿気を
含んだ空気に曝され、昼間は温度が30−40℃以上になる
ことがあった。この状態で２年以上使用したが、支持材
30には蓋や側壁と同様に黴が発生しなかった。従って、
水の濁りも認められなかった。

他方、比較のために、普通のポリエステル樹脂を用いて
上述の方法と全く同様にして作った長尺体を支持材とし
て用いた場合には、２ヶ月で支持材表面に一面に黴が生
え、そのために水の濁りが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によって製造された長尺成形体の表
面部分の断面拡大図である。第２図は、この発明によら
ないで製造された長尺成形体の表面部分の断面拡大図で
ある。第３図は、この発明によって製造された樹脂部分
の断面拡大図である。第４図は、この発明の一実施態様
を示した模型図である。第５図は、この発明によって製
造された長尺成形体の斜視図である。第６図は、第５図
の長尺成形体が使用されたタンクの一部切欠斜視図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 31:10 (72)発明者 大西 ▲迪▼典 愛媛県伊予郡松前町大字昌農内169番地の １ (72)発明者 稲葉 滋 静岡県磐田市富士見町４丁目５番16号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の繊維を所望の横断面形状に並べ、こ
   れに硬化性樹脂とその硬化剤とから成る混合物を含浸さ
   せ、こうして得られた含浸物を所望形状の孔を持ち加熱
   された金型内に連続的に通して成形しつつ、樹脂を硬化
   させて繊維補強樹脂製の長尺成形体を製造する方法にお
   いて、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、また
   はスチレン−メチルメタクリレート共重合体、またはそ
   れらの混合物を20−40重量％含むスチレン溶液15−50重
   量部と、全体を100重量部とするだけの量の不飽和ポリ
   エステル樹脂とから成る組成物を硬化性樹脂として用
   い、これに不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤を混合し、
   この混合物を繊維に含浸させて硬化させることを特徴と
   する、防黴性を持つた繊維補強樹脂製の長尺成形体の製
   造方法。