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JPH0768378B2 - Fiber-reinforced thermosetting resin molding material - Google Patents
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JPH0768378B2 - Fiber-reinforced thermosetting resin molding material - Google Patents

Fiber-reinforced thermosetting resin molding material

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JPH0768378B2
JPH0768378B2 JP62-501287A JP50128787A JPH0768378B2 JP H0768378 B2 JPH0768378 B2 JP H0768378B2 JP 50128787 A JP50128787 A JP 50128787A JP H0768378 B2 JPH0768378 B2 JP H0768378B2
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JP
Japan
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molding material
glass fiber
molding
weight
fiber bundles
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輝国 橋本
英雄 中西
重広 山本
稔雄 伊賀
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、繊維強化熱硬化性樹脂成形材料に関するもの
である。詳しく述べると、予め切断したガラス繊維束に
不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬
化性樹脂組成物を混合、含浸させた材料を射出成形機ま
たはトランスファー成形機に適用して加熱加圧成形して
製品となすための成形材料に関するものである。
The present invention relates to a fiber-reinforced thermosetting resin molding material. More specifically, it relates to a molding material that is made by mixing and impregnating pre-cut glass fiber bundles with a thermosetting resin composition such as unsaturated polyester resin or vinyl ester resin, and then applying the mixture to an injection molding machine or transfer molding machine to heat and pressurize the mixture to form a product.

背景技術 一般に、成形材料としてシートモールディングコンパウ
ンド(以下、SMCと略称する)を用いた圧縮成形品は、
強度および剛性は高いが、その表面性および生産サイク
ルの点で難点があり、一方、バルクモールディングコン
パウンド(以下、BMCと略称する)を用いた射出成形品
は、表面性は良好で生産サイクルも短いが、機械的強度
は劣る。BMCを用いた射出成形法は古くから行われてい
るにもかかわらず、電気部品に代表される小型成形品が
ほとんどで、大型成形品に用いられることが少ないの
は、強度特性、なかでも衝撃強度が低いという点に集約
される。
BACKGROUND ART Generally, compression molded products using sheet molding compound (hereinafter abbreviated as SMC) as a molding material are
While it has high strength and rigidity, it has drawbacks in terms of surface finish and production cycle, while injection molded products using bulk molding compound (hereinafter referred to as BMC) have good surface finish and a short production cycle, but poor mechanical strength.Although injection molding using BMC has been used for a long time, it is mostly used for small molded products such as electrical parts, and is rarely used for large molded products, because of its low strength characteristics, especially impact strength.

従来より射出成形に用いられるBMCは、双腕型ニーダー
等の混練機を用いて、ガラス繊維束の切断物に不飽和ポ
リエステル樹脂組成物を含浸させることによって製造さ
れている。この製造時の機械的剪断力によってガラス繊
維束が開繊したり、曲折、損傷するため、BMC素材とし
ての段階、すなわちBMC中のガラス繊維束がこれ以上損
傷を受けないように圧縮成形したものでも、すでにSMC
と較べて1/2程度の低い衝撃強度しか得られていない。
さらに、BMCのスタッファへの供給、プランジャーまた
はスクリューへの押込み、移送、計量、射出および金型
内流動を経て硬化に到る射出またはトランスファー成形
工程中にも、BMCが受ける機械的力によりBMC中のガラス
繊維束は著しく開繊し、よりいっそう曲折損傷する。し
たがって、BMCを射出またはトランスファー成形して得
られる製品段階では、SMCの圧縮成形品と較べて1/4以下
の極めて低い衝撃強度しか得られていない。
Conventionally, BMC used in injection molding has been produced by impregnating cut glass fiber bundles with an unsaturated polyester resin composition using a kneader such as a double-arm kneader. During this production process, the glass fiber bundles are opened, bent, or damaged by the mechanical shearing force. Therefore, even when the BMC material is produced, i.e., when it is compression molded to prevent further damage to the glass fiber bundles in the BMC, it is already an SMC.
The impact strength achieved is only about half that of the conventional type.
Furthermore, during the injection or transfer molding process, which involves feeding BMC into a stuffer, forcing it into a plunger or screw, transferring it, metering it, injecting it, and flowing it into the mold before it hardens, the mechanical forces that the BMC is subjected to cause the glass fiber bundles in the BMC to open up significantly, causing even more bending and damage.As a result, the products obtained by injection or transfer molding BMC have extremely low impact strength, less than one-quarter that of compression-molded SMC products.

そのため、従来からBMCの製造に際して、混練時間を短
くするための工夫、例えば混練機の最適化(米国特許第
3,932,980号)をはかるとともに、ガラス繊維束のバイ
ンダーの種類の検討やその付着量を調節して、ガラス繊
維束の開繊維や損傷が起こり難くしたり、ガラス繊維長
を1/4インチ程度の短繊維とすることで折れにくく絡み
難くしたり(日本特開昭57−41,918号)、繊維同志の擦
れ合いによる損傷を少なくするためにBMC中のガラス含
有量を20重量%以下にする等の工夫がなされているにも
かかわらず、大幅な改良が果されていなかった。
Therefore, in the past, in the production of BMC, efforts have been made to shorten the mixing time, for example, to optimize the mixing machine (Patent Document 1).
Although various efforts have been made to improve the glass fiber bundle strength (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3,932,980), and to make the glass fiber bundle less susceptible to splitting and damage by examining the type of binder for the glass fiber bundle and adjusting the amount of binder attached, to make the glass fiber bundle less susceptible to breakage and tangling by shortening the glass fiber length to about 1/4 inch (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-41,918), and to reduce damage caused by friction between fibers by limiting the glass content in BMC to 20% by weight or less, no significant improvements have been made.

したがって、本発明の目的は、新規な繊維強化熱硬化性
樹脂成形材料を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel fiber-reinforced thermosetting resin molding material.

本発明の他の目的は、従来のBMCが有する優れた表面特
性、生産性等の利点を維持しながら、機械的特性、なか
でも衝撃強度を大幅に改善し、実用性に優れた中型およ
び大型成形品をも得ることのできる繊維強化熱硬化性樹
脂成形材料を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced thermosetting resin molding material that has significantly improved mechanical properties, particularly impact strength, while maintaining the advantages of conventional BMC, such as excellent surface properties and productivity, and that can be used to obtain medium- and large-sized molded articles with excellent practicality.

発明の開示 上記諸目的は、スチレン単量体を架橋成分として含有す
る液状熱硬化性樹脂組成物とガラス繊維束の切断物とか
らなる、プランジャーまたはスクリュー機構を用いて型
内に投入して加熱加圧成形するための成形材料におい
て、該ガラス繊維束の集束本数が600〜1,400の範囲にあ
り、該ガラス繊維束のバインダー付着量が1.0重量%以
上でかつ該バインダー中のスチレン単量体に対する不溶
成分の量が40〜90重量%の範囲にある長さが6〜25mmで
あるガラス繊維束の切断物を用いることを特徴とする繊
維強化熱硬化性樹脂成形材料により達成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The above objects can be achieved by a fiber-reinforced thermosetting resin molding material which comprises a liquid thermosetting resin composition containing a styrene monomer as a crosslinking component and cut pieces of glass fiber bundles, and which is introduced into a mold using a plunger or screw mechanism for hot and pressure molding, characterized in that the glass fiber bundles have a fiber count in the range of 600 to 1,400, the amount of binder attached to the glass fiber bundles is 1.0% by weight or more, and the amount of insoluble components in the binder relative to the styrene monomer is in the range of 40 to 90% by weight, and the cut pieces of glass fiber bundles have a length of 6 to 25 mm.

発明を実施するための最良の形態 本発明において、ガラス繊維束を形成するガラス単繊維
の径は、従来より一般的に用いられている8〜13μm程
度の繊維を用途に応じて使い分ければよい。例えば、繊
維径として11μmと13μmとの2種類を比較すると、13
μm径を用いた成形材料の方が、成形材料の素材強度
(成形材料の圧縮成形品強度)では、6%程度高い値を
得ることができる。しかし、13μm径の太いガラス繊維
を配合した成形材料の射出またはトランスファー成形品
は、その圧縮成形品に較べて最終成形品強度としては、
11μm径の繊維を用いた成形材料と同等の強度レベルで
あった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the diameter of the glass fiber single fibers forming the glass fiber bundle may be selected from the conventionally commonly used fibers having a diameter of about 8 to 13 μm depending on the application. For example, when two types of fiber diameters, 11 μm and 13 μm, are compared, the diameter of 13 μm is
The molding material using 13 μm diameter glass fibers can achieve a material strength (compression molded product strength) that is about 6% higher. However, the final molded product strength of injection or transfer molded products made from molding material containing thick glass fibers with a 13 μm diameter is lower than that of the compression molded product.
The strength level was equivalent to that of molding materials using 11 μm diameter fibers.

ガラス繊維束の切断物の長さについては、通常6〜25mm
であり、得られる成形品の強度の面からは12〜18mmが最
適である。25mmの長さを越える長い繊維では、得られる
成形材料を射出またはトランスファー成形する際の計量
や移送が、成形機の能力によってはスムーズに行なえな
くなるので好ましくない。
The length of the cut glass fiber bundle is usually 6 to 25 mm.
From the viewpoint of the strength of the resulting molded product, a length of 12 to 18 mm is optimal. Fibers longer than 25 mm are not preferred because, depending on the capacity of the molding machine, it may become difficult to smoothly measure and transfer the resulting molding material during injection or transfer molding.

ガラス繊維束の切断物の含有量については、実用的な射
出またはトランスファー成形品強度を達成するうえで、
成形材料中に15重量%以上で、できるだけ多い方がよ
い。しかし、30重量%を越えると、ガラス繊維同志の擦
れ合いや絡みが多くなって、かえって最終成形品として
の強度が低下し、成形品の表面性にも欠陥ができる。し
たがって、15〜25重量%が最適である。
Regarding the content of cut glass fiber bundles, in order to achieve practical strength for injection or transfer molded products,
It is best to have as much as possible of the glass fiber content in the molding material, at least 15% by weight. However, if it exceeds 30% by weight, the glass fibers will rub against each other and become tangled, which will actually reduce the strength of the final molded product and cause defects in the surface of the molded product. Therefore, 15 to 25% by weight is optimal.

ガラス繊維の集束本数については、引抜成形やフィラメ
ントワインディング成形のように、成形時に均等な張力
を繊維束にかけることが要求される成形方法において
は、一般に1,600〜4,000本程度の高い集束本数を有する
繊維束が用いられているが、BMCやSMCのようにランダム
に配向した繊維束の切断物を有する成形材料では、繊維
束の切断物の良好な分散含浸が成形品の表面性や機械的
強度等の品質上から要求される。したがって、その分散
性や含浸性を考慮して200〜400本程度の集束本数を有す
るガラス繊維束が使用されているだけてあった。例えば
日本特開昭53−140,375号では、SMC用ガラス繊維束とし
て400本の集束本数を有するロービングガラス(商品名2
40PA549SJ、日東紡績株式会社製)が使用される旨の開
示がなされている。
Regarding the number of fibers in the glass fiber bundle, in molding methods such as pultrusion and filament winding, which require uniform tension to be applied to the fiber bundle during molding, fiber bundles with a high number of fibers, approximately 1,600 to 4,000, are generally used. However, in molding materials such as BMC and SMC, which contain cut pieces of randomly oriented fiber bundles, good dispersion and impregnation of the cut pieces of fiber bundles is required for the quality of the molded product, such as the surface properties and mechanical strength. Therefore, taking into account the dispersion and impregnation properties, glass fiber bundles with a number of fibers of approximately 200 to 400 have been used. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 140,375/1978 discloses a glass roving (trade name 2) with a number of fibers of 400 as a glass fiber bundle for SMC.
It is disclosed that a 40PA549SJ (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) is used.

しかしながら、本発明者らは、射出またはトランスファ
ー成形のような成形材料の供給から硬化に至るまでの全
工程を通じて大きな機械的力を受けやすい成形方法に関
しては、成形段階においても熱硬化性樹脂組成物とガラ
ス繊維束の切断物との混練が生じるため、より集束本数
を高めたガラス繊維束を用いても、成形品となった場合
のガラス繊維束切断物の分散性や含浸性には問題がない
のではないかという観点から検討を進め、ガラス繊維の
集束本数が600〜1,400本、より好ましくは800〜1,000本
の範囲にあるガラス繊維束の切断物を使用すれば、その
分散および含浸が良好で、衝撃強度と表面性に優れた射
出またはトランスファー成形品が得られることを見い出
したのである。すなわち、集束本数が1,400本を越える
と、繊維束の分散含浸性が不十分となり、樹脂過多部と
繊維過多部の収縮率の差に基づく繊維模様が成形品の表
面に表われ、成形品の表面平滑性が悪くなる。一方、60
0本未満では、最終的に得られる成形品の強度特性が劣
ったものとなる。ガラス繊維束のバインダーとしては、
従来より種々のものが使用されているが、本発明におい
ては、バインダー中のスチレン単量体に対する不溶成分
の割合いがある範囲にコントロールされたバインダーを
選択し、かつバインダー付着量がコントロールされたガ
ラス繊維束を用いることにより成形品の外観上からは繊
維模様が成形品表面に出て成形品の表面性を損なうこと
なく、成形品強度に優れた成形材料が得られる。バイン
ダー中のスチレン単量体に対する不溶成分の割合につい
ては、バインダーの種類によって若干の差異があるもの
の、スチレン単量体不溶性成分の割合を高くしたバイン
ダーを用いた方が、得られた成形品の強度は高い。スチ
レン単量体に浸漬したバインダーの溶解度は、浸漬時間
の経過とともに増大するが、その変化が大きなタイプの
繊維でも、数時間後にはある溶解度に到達して飽和状態
となり、ほとんど変化しなくなる。一方、SMCやBMCは、
ハンドリング性をよくするために、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の増粘剤を用
いた増粘工程を有するため、比較的短時間のうちに、増
粘してガラス繊維束へ含浸し難いものとなる。したがっ
て、液状熱硬化性樹脂組成物中にガラス繊維束を混合し
て繊維束を含浸する際に、樹脂組成物中のスチレン単量
体によってバインダーが溶解する程度は、比較的短時間
に好ましい一定レベルまで溶解することが、含浸を十分
に行ない成形品の表面性と強度に優れた成形材料を得る
うえで好ましい。バインダーが過度に溶解すると、得ら
れる成形材料中のガラス繊維束は、開繊して単繊維化
し、射出またはトランスファー成形工程中で損傷を受け
やすくなり、衝撃強度に優れた成形品が得られない。
However, the present inventors have conducted research from the viewpoint that, in molding processes such as injection or transfer molding, which are subject to large mechanical forces throughout the entire process from supplying the molding material to curing, kneading of the thermosetting resin composition with the cut pieces of glass fiber bundles occurs even during the molding stage, and therefore, even if glass fiber bundles with a higher fiber count are used, there may be no problems with the dispersion and impregnation of the cut pieces of glass fiber bundles in the molded product. They have found that, when cut pieces of glass fiber bundles with a fiber count of 600 to 1,400, more preferably 800 to 1,000, are used, the dispersion and impregnation are good, and injection or transfer molded products with excellent impact strength and surface properties can be obtained. That is, when the fiber count exceeds 1,400, the dispersion and impregnation of the fiber bundles become insufficient, and a fiber pattern due to the difference in shrinkage rate between the resin-rich and fiber-rich areas appears on the surface of the molded product, resulting in poor surface smoothness.
If the number of fibers is less than 0, the strength of the final molded product will be poor.
While various binders have been used in the past, in the present invention, a binder is selected in which the ratio of insoluble components to styrene monomer in the binder is controlled within a certain range, and glass fiber bundles with a controlled binder adhesion amount are used, thereby obtaining a molding material with excellent molded product strength without the fiber pattern appearing on the surface of the molded product and impairing the surface quality of the molded product. The ratio of insoluble components to styrene monomer in the binder varies slightly depending on the type of binder, but the strength of the molded product obtained is higher when a binder with a higher ratio of insoluble components of styrene monomer is used. The solubility of a binder immersed in styrene monomer increases with the lapse of immersion time, but even fibers with a large change reach a certain solubility and become saturated after several hours, resulting in almost no change. On the other hand, SMC and BMC are
To improve handling, magnesium oxide,
Because the method includes a thickening step using a thickener such as magnesium hydroxide or calcium hydroxide, the viscosity increases in a relatively short time, making it difficult to impregnate the glass fiber bundles. Therefore, when mixing glass fiber bundles into a liquid thermosetting resin composition and impregnating the fiber bundles, it is preferable that the binder be dissolved to a certain level by the styrene monomer in the resin composition in a relatively short time in order to achieve sufficient impregnation and obtain a molding material with excellent surface properties and strength. If the binder dissolves excessively, the glass fiber bundles in the resulting molding material will open up into single fibers, making them susceptible to damage during the injection or transfer molding process, and preventing the production of molded products with excellent impact strength.

本発明におけるガラス繊維束のバインダー中のスチレン
単量体に対する不溶成分の量としては、ガラス繊維束を
1時間スチレン単量体中に浸漬した後の減量に基づいて
測定する。なお、ガラス繊維束中のバインダー付着量
は、後記した強熱減量による方法で測定する。この不溶
成分量としては、40〜90重量%のものを用いるとよい
が、なかでも45〜85重量%のものが望ましい。不溶成分
量が40重量%未満では、成形材料の製造過程および成形
工程でガラス繊維束の開繊が著しく、成形品強度に優れ
た成形材料が得られない。また、90重量%を越えると、
成形材料製造過程における液状熱硬化性樹脂組成物の繊
維束への含浸が不十分となり、成形品の表面性を損なう
だけでなく、成形品強度にも劣った成形材料しか得られ
なくなる。
The amount of insoluble components relative to the styrene monomer in the binder of the glass fiber bundle in the present invention is measured based on the weight loss after immersing the glass fiber bundle in styrene monomer for 1 hour. The amount of binder attached to the glass fiber bundle is measured by the ignition loss method described below. The amount of insoluble components used should be 40 to 90% by weight, with 45 to 85% by weight being particularly desirable. If the amount of insoluble components is less than 40% by weight, the glass fiber bundle will open significantly during the manufacturing process and molding process of the molding material, making it impossible to obtain a molding material with excellent molded product strength. If the amount of insoluble components exceeds 90% by weight,
In the molding material production process, the fiber bundles are not sufficiently impregnated with the liquid thermosetting resin composition, which not only impairs the surface properties of the molded product but also results in a molding material with poor molded product strength.

ガラス繊維束のバインダー付着量については、用いるバ
インダーの種類によって差異はあるが、1.0重量%以上
であれば、付着し得る最大限度量の2,3重量%程度まで
のガラス繊維束が有効に用いられ、なかでも1.7重量%
以上のものが望ましい。すなわち、1.0重量%未満のバ
インダーの低付着量のものでは、ガラス繊維切断時の開
繊など繊維束の取扱いに問題が生じたり成形品強度の高
い成形材料が得られない。なお、このバインダー付着量
の測定は、JIS R 3420に記載の強熱減量の測定により行
った。
The amount of binder attached to the glass fiber bundle varies depending on the type of binder used, but if it is 1.0% by weight or more, glass fiber bundles up to about 2-3% by weight, which is the maximum amount that can be attached, can be effectively used, and among them, 1.7% by weight
The above is desirable. In other words, if the binder adhesion amount is less than 1.0 wt%, problems will arise in handling the fiber bundle, such as opening the glass fibers when they are cut, and a molding material with high molded strength will not be obtained. The binder adhesion amount was measured by measuring the loss on ignition as specified in JIS R 3420.

本発明で使用される液状の熱硬化性樹脂組成物として
は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の
ごとき常温で液状を呈しており、架橋性単量体としてス
チレンを含有するラジカル重合性樹脂に、充填剤、増粘
剤、離型剤、硬化触媒、着色剤、低収縮化剤、紫外線吸
収剤等のごとき、当該技術分野で通常用いられる添加剤
を混合したものが用いられる。該樹脂組成物の粘度は、
100〜10,000ポイズ、好ましくは400〜3,000ポイズであ
る。
The liquid thermosetting resin composition used in the present invention is a mixture of a radical polymerizable resin, such as an unsaturated polyester resin or a vinyl ester resin, which is liquid at room temperature and contains styrene as a crosslinkable monomer, and additives commonly used in the art, such as a filler, a thickener, a mold release agent, a curing catalyst, a colorant, a shrinkage reducing agent, an ultraviolet absorber, etc. The viscosity of the resin composition is
It is 100 to 10,000 poise, preferably 400 to 3,000 poise.

不飽和ポリエステルとは、無水マレイン酸、フマル酸等
のα,β−不飽和二塩基酸および/またはその無水物お
よび必要により無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル
酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水コハク酸等の飽和
多塩基酸よりなる酸成分とエチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタン
ジオール、水素化ビスフェノールA等の多価アルコール
との重縮合物である不飽和ポリエステルを、スチレン単
量体に溶解してなるものである。また、ビニルエステル
樹脂とは、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ブロ
ム化ビスフェノールA、フェノールノボラック、ブロム
化フェノールノボラック、クレゾールノボラック等とエ
ピクロルヒドリンおよび/または2−メチルエピクロル
ヒドリンとから導かれるエポキシ樹脂またはその変性物
等のごとき分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有す
る化合物をアクリル酸またはメタクリル酸によりエステ
ル化して得られるビニルエステルをスチレン単量体に溶
解してなるものである。
The unsaturated polyester is prepared by dissolving, in styrene monomer, an unsaturated polyester which is a polycondensation product of an acid component consisting of an α,β-unsaturated dibasic acid such as maleic anhydride or fumaric acid and/or its anhydride, and optionally a saturated polybasic acid such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride or succinic anhydride, with a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol or hydrogenated bisphenol A. The vinyl ester resin is prepared by dissolving, in styrene monomer, a vinyl ester obtained by esterifying, with acrylic acid or methacrylic acid, a compound having at least two epoxy groups in the molecule, such as an epoxy resin derived from bisphenol A, bisphenol F, brominated bisphenol A, phenol novolac, brominated phenol novolac, cresol novolac or the like, with epichlorohydrin and/or 2-methylepichlorohydrin, or a modified product thereof.

本発明方法により樹脂組成物を用いてSMCやBMC化するに
際して、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、アルミナ、シリカ、クレー、長石粉、
川砂、塞水石などの粉末状無機物を樹脂組成物100重量
部に対して0〜400重量部、好ましくは100〜300重量
部、最も好ましくは150〜250重量部の範囲で使用するこ
とができる。
When the resin composition is used to form SMC or BMC by the method of the present invention, the filler may be, for example, calcium carbonate, aluminum hydroxide, alumina, silica, clay, feldspar powder,
Powdered inorganic materials such as river sand and suiishi can be used in an amount of 0 to 400 parts by weight, preferably 100 to 300 parts by weight, and most preferably 150 to 250 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin composition.

また、本発明で使用する樹脂組成物には、必要に応じて
酸化マグネシウムや水酸化マグネシウムなどの増粘剤、
ポリスチレンなどその他公知の低収縮化剤、シランカッ
プリング剤、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウ
ムなどの離型剤、揺変剤、可塑剤、顔料や着色剤、難燃
剤や耐炎剤などを添加することができる。
The resin composition used in the present invention may contain, if necessary, a thickener such as magnesium oxide or magnesium hydroxide,
Other known low-profile agents such as polystyrene, silane coupling agents, mold release agents such as zinc stearate and calcium stearate, thixotropic agents, plasticizers, pigments and colorants, flame retardants and flame resistant agents, etc. may also be added.

このようにして得られる樹脂組成物には、ラジカル重合
開始剤が配合され、加熱加圧して成形される。ラジカル
重合開始剤としては、t−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオ
キサイド、t−ブチルパーアセテート、2,5−ジメチル
ヘキシル−2,5−パーオキシベンゾエート等があり、該
重合開始剤は、前記樹脂組成物当り0.2〜10重量%、好
ましくは0.5〜2重量%配合される。
The resin composition thus obtained is blended with a radical polymerization initiator, which is then molded under heat and pressure. Examples of the radical polymerization initiator include t-butyl peroxybenzoate, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl peracetate, and 2,5-dimethylhexyl-2,5-peroxybenzoate. The amount of the polymerization initiator blended is 0.2 to 10% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight, based on the resin composition.

該樹脂組成物とガラス繊維束の切断物とを用いて本発明
の繊維強化熱硬化性樹脂成形材料を製造するには、該樹
脂組成物にガラス繊維束の切断物を配合し、従来公知の
混合方法、例えば双腕型ニーダーやコニーダー等の混練
機を用いて、ガラス繊維束の切断物の分散・含浸を行な
ったのち、必要により20〜60℃、好ましくは30〜50℃で
5〜300時間、好ましくは10〜100時間熟成することによ
り得られる。
To produce the fiber-reinforced thermosetting resin molding material of the present invention using the resin composition and the cut pieces of glass fiber bundles, the cut pieces of glass fiber bundles are blended with the resin composition, and the cut pieces of glass fiber bundles are dispersed and impregnated using a conventionally known mixing method, for example, a kneading machine such as a double-arm kneader or a co-kneader, and then, if necessary, aged at 20 to 60°C, preferably 30 to 50°C, for 5 to 300 hours, preferably 10 to 100 hours.

また、本発明による繊維強化熱硬化性樹脂成形材料は、
DE 35 15 483 A1に記載されているように、回転する少
なくとも1個の移送用ローラーの表面に液状の熱硬化性
樹脂組成物を供給し、該表面に付着した該組成物を該移
送用ローラーと隙間を隔てて同一方向に回転する散布用
ローラーにより粒子状に散布させ、かつ別途散布される
強化用繊維と混合された状態で堆積させ、ついで該堆積
物を脱泡することにより該堆積物中に該樹脂組成物を含
浸させてなる方法によっても製造できる。
Further, the fiber-reinforced thermosetting resin molding material according to the present invention is
As described in DE 35 15 483 A1, the thermosetting resin composition can also be produced by a method in which a liquid thermosetting resin composition is supplied to the surface of at least one rotating transport roller, the composition adhering to the surface is spread in particulate form by a spreader roller that rotates in the same direction as the transport roller at a gap therebetween, and the composition is deposited in a mixed state with reinforcing fibers that have been separately spread, and the deposit is then degassed to impregnate the deposit with the resin composition.

散布用ローラーは、移送用ローラーの表面を移送されて
くる樹脂組成物と高速回転で接触することにより該樹脂
組成物を掻取ると同時に粒子状にして吹き飛ばすもので
ある。このため、両ローラー間の相対周速度を高くする
ために、両ローラーは同一方向に回転する。また、周速
度を上げるために散布用ローラーの径は移送用ローラー
の径よりも小さいことが望ましい。さらに、移送用ロー
ラーは、該ローラーの表面に供給された樹脂組成物を、
散布用ローラーの位置まで移送するためのものであるか
ら、その回転数は比較的小さく、通常100〜1,000r.p.
m.、好ましくは200〜400r.p.mである。一方、散布用ロ
ーラーは、該樹脂組成物を掻取・散布するためのもので
あるから、その回転数は大きく、通常3,000〜10,000r.
p.m、好ましくは5,000〜7,000r.p.m.である。また散布
用ローラーは、移送用ローラー1個当り1個あれば充分
である。
The spraying roller comes into contact with the transported resin composition on the surface of the transport roller at high speed, scraping the resin composition and simultaneously turning it into particles and blowing it away. For this reason, both rollers rotate in the same direction to increase the relative peripheral speed between them. In addition, to increase the peripheral speed, it is desirable that the diameter of the spraying roller is smaller than that of the transport roller. Furthermore, the transport roller sprays the resin composition supplied to the surface of the roller with
Since it is used to transport the material to the position of the spraying roller, the rotation speed is relatively low, usually 100 to 1,000 rpm.
On the other hand, since the spreading roller is used to scrape and spread the resin composition, its rotation speed is high, usually 3,000 to 10,000 rpm.
The rotation speed is preferably 5,000 to 7,000 rpm. One spreading roller per transport roller is sufficient.

本発明の繊維強化熱硬化性樹脂成形材料は、常法により
射出成形法、トランスファー成形法、圧縮成形法、押出
成形法等により成形されるが、特に射出成形法およびト
ランスファー成形法により成形される場合に優れた効果
を発揮する。
The fiber-reinforced thermosetting resin molding material of the present invention can be molded by conventional methods such as injection molding, transfer molding, compression molding, and extrusion molding, but it exhibits particularly excellent effects when molded by injection molding and transfer molding.

次に、実施例を上げて本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

なお、実施例において用いた熱硬化性樹脂は、不飽和ポ
リエステル樹脂(エポラックN−21、日本触媒化学工業
株式会社製)であり、低収縮化剤はエポラックAT−100
(日本触媒化学工業株式会社製)である。また、ガラス
繊維束は、日本硝子繊維株式会社製の各種ロービングガ
ラスを用いた。ロービングガラスのロービング番手は、
実施例4でTEX2200、比較例4でTEX2100、他の例では全
てTEX2310である。
The thermosetting resin used in the examples was an unsaturated polyester resin (Epolac N-21, manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and the shrinkage reducing agent was Epolac AT-100.
(manufactured by Nippon Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.). As the glass fiber bundle, various roving glasses manufactured by Nippon Glass Fiber Co., Ltd. were used. The roving count of the roving glasses was as follows:
In Example 4, TEX2200 was used, in Comparative Example 4, TEX2100 was used, and in all other examples, TEX2310 was used.

各実施例で得られた成形材料の成形法は、成形材料素材
強度確認用試験片作成のための圧縮成形法と製品強度測
定用試験片作成のための射出成形法を採用した。圧縮成
形は、直径325mm、厚み3mmの丸平板作成用金型をセット
された300トンプレス成形機(川一ハイドローリック株
式会社製)を用いて、金型温度150〜160℃、圧力100Kg/
cm2、硬化時間120秒の成形条件で行った。また、射出成
形は、40℃のバレル温度にセットされたBMC用射出成形
機(石川島播磨重工業株式会社製、型締力200トン、射
出バレル径70mmφ)を用いて、280mm×255mm、厚み3mm
の角パネル作成用金型に成形材料を、金型温度150〜160
℃、射出圧650Kg/cm2、硬化時間60秒の成形条件で射出
して行った。
The molding methods used for the molding materials obtained in each example were compression molding to prepare test pieces for confirming the strength of the molding material material and injection molding to prepare test pieces for measuring the strength of the product. Compression molding was carried out using a 300-ton press molding machine (manufactured by Kawaichi Hydraulic Co., Ltd.) equipped with a mold for making round flat plates with a diameter of 325 mm and a thickness of 3 mm, at a mold temperature of 150 to 160°C and a pressure of 100 kg/
The molding conditions were a 280mm x 255mm, 3mm thick mold, and a curing time of 120 seconds. The injection molding was carried out using a BMC injection molding machine (manufactured by Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd., clamping force 200 tons, injection barrel diameter 70mmφ) set at a barrel temperature of 40°C.
The molding material is placed in the mold for creating the corner panel, and the mold temperature is 150-160
The molding conditions were: temperature 50°C, injection pressure 650 kg/cm 2 , and curing time 60 seconds.

実施例1 不飽和ポリエステル樹脂に第1表に示す割合の添加剤を
配合した樹脂組成物と、第1表に示す条件を有するガラ
ス繊維束の切断物とを、DE 35 15 483 A1の実施例1に
記載されている方法によって混合・含浸させることによ
り、ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂成形材料
(BMC)を得た。この成形材料を用いて圧縮成形法によ
り丸平板を、また射出成形法により角パネルを製造し、
物性評価を衝撃試験により行なった。圧縮成形丸平板
は、素材強度確認用であり、また射出成形角パネルは製
品強度測定用である。試験方法は、成形品をそのままサ
ンプリングして、フラットワイズ・ノッチなし試験片を
作成し、アイゾット衝撃試験機を用いて行なった。射出
成形品の表面性は、得られた角パネルの外観判定により
行った。これらの結果を第1表に示す。なお第1表中の
%は全て重量%である。
Example 1 A resin composition prepared by blending an unsaturated polyester resin with additives in the proportions shown in Table 1 and cut glass fiber bundles having the conditions shown in Table 1 were mixed and impregnated by the method described in Example 1 of DE 35 15 483 A1 to obtain a glass fiber reinforced unsaturated polyester resin molding compound (BMC). This molding material was used to produce round flat plates by compression molding and square panels by injection molding.
Physical properties were evaluated by impact testing. The compression-molded round plates were used to confirm the material strength, and the injection-molded square panels were used to measure the product strength. The test was performed by sampling the molded products as they were to create flatwise, unnotched test pieces, which were then subjected to an Izod impact test. The surface properties of the injection-molded products were evaluated by judging the appearance of the resulting square panels. The results are shown in Table 1. Note that all percentages in Table 1 are by weight.

実施例2〜4 第1表に示す樹脂組成物およびガラス繊維束の切断物を
用いて、実施例1と同様の方法により成形材料を製造し
た。得られたそれぞれの成形材料を用いて、実施例1と
同様の成形および試験を行ったところ、第1表に示す結
果が得られた。実施例1〜3で得られた角パネルは、成
形品表面に全く繊維模様が現れず、優れた外観を有して
いた。実施例4で得られた角パネルは、ごく僅かな繊維
模様が成形品表面に現れているものの外観は良好であっ
た。
Examples 2 to 4 Molding materials were produced in the same manner as in Example 1 using the resin compositions and cut glass fiber bundles shown in Table 1. Molding and testing were carried out in the same manner as in Example 1 using each of the resulting molding materials, with the results shown in Table 1. The corner panels obtained in Examples 1 to 3 had excellent appearances, with no fiber pattern appearing on the surface of the molded product. The corner panel obtained in Example 4 had a good appearance, although a very slight fiber pattern appeared on the surface of the molded product.

比較例1 第1表に示す樹脂組成物およびガラス繊維束の切断物を
用いて、双腕型ニーダーを用いる従来公知の方法により
成形材料を製造した。得られた成形材料を用いて、実施
例1と同様の成形および試験を行ったところ、第1表に
示す結果が得られた。
Comparative Example 1 Molding materials were produced by a conventional method using a double-arm kneader using the resin compositions and cut glass fiber bundles shown in Table 1. Molding and testing were carried out in the same manner as in Example 1 using the obtained molding materials, and the results shown in Table 1 were obtained.

比較例2〜4 第1表に示す樹脂組成物およびガラス繊維束の切断物を
用いて、実施例1と同様の方法により成形材料を製造し
た。得られたそれぞれの成形材料を用いて、実施例1と
同様の成形および試験を行ったところ、第1表に示す結
果が得られた。比較例4で得られた角パネルは、成形品
表面に顕著な繊維模様が現われ、外観不良であった。
Comparative Examples 2 to 4 Molding materials were produced in the same manner as in Example 1 using the resin compositions and cut glass fiber bundles shown in Table 1. Molding and testing were carried out in the same manner as in Example 1 using each of the resulting molding materials, with the results shown in Table 1. The corner panel obtained in Comparative Example 4 had a noticeable fiber pattern on the surface of the molded product, resulting in poor appearance.

産業上の利用可能性 本発明による繊維強化熱硬化性樹脂成形材料を用いるこ
とにより、高生産性を維持しながら、ガラス繊維の破損
も少なく、射出またはトランスファー成形を行なうこと
ができるので、外板パネル等の自動車部品に必要な剛性
と衝撃強度、特に従来のBMC成形品の2倍以上の高強度
を有する、表面状態の良好な画期的な大型成形品を得る
ことができるものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY By using the fiber-reinforced thermosetting resin molding material of the present invention, injection or transfer molding can be carried out with minimal damage to the glass fibers while maintaining high productivity, and it is therefore possible to obtain revolutionary large molded products with good surface conditions that have the rigidity and impact strength required for automobile parts such as exterior panels, in particular, strength that is more than twice that of conventional BMC molded products.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−27495(JP,A) 特開 昭49−124165(JP,A) 特開 昭57−125222(JP,A) 実開 昭58−115328(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────── Continued from the front page (56) References: JP 52-27495 (JP, A) JP 49-124165 (JP, A) JP 57-125222 (JP, A) Utility Model Application Publication No. 1983-115328 (JP, U)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スチレン単量体を架橋成分として含有する
液状熱硬化性樹脂組成物とガラス繊維束の切断物とから
なる、プランジャーまたはスクリュー機構を用いて型内
に投入して加熱加圧成形するための成形材料において、
該ガラス繊維束の集束本数が600〜1,400の範囲にあり、
該ガラス繊維束のバインダー付着量が1.0重量%以上で
ありかつ該バインダー中のスチレン単量体に対する不溶
成分の量が40〜90重量%の範囲にある長さが6〜25mmで
あるガラス繊維束の切断物を用いることを特徴とする繊
維強化熱硬化性樹脂成形材料。
1. A molding material for hot-press molding by being introduced into a mold using a plunger or screw mechanism, the molding material comprising a liquid thermosetting resin composition containing a styrene monomer as a crosslinking component and cut glass fiber bundles,
The number of fibers in the glass fiber bundle is in the range of 600 to 1,400,
A fiber-reinforced thermosetting resin molding material characterized by using cut pieces of glass fiber bundles having a length of 6 to 25 mm, in which the binder adhesion amount of the glass fiber bundles is 1.0% by weight or more and the amount of insoluble components in the binder relative to the styrene monomer is in the range of 40 to 90% by weight.
【請求項2】ガラス繊維束の切断物の含有量が15〜30重
量%である請求の範囲第1項に記載の成形材料。
2. The molding material according to claim 1, wherein the content of cut glass fiber bundles is 15 to 30% by weight.
【請求項3】バインダー付着量が1.0〜2.3重量%である
請求の範囲第1項に記載の成形材料。
3. The molding material according to claim 1, wherein the amount of binder attached is 1.0 to 2.3% by weight.
【請求項4】バインダー中のスチレン単量体に対する不
溶成分の量が45〜85重量%の範囲にある請求の範囲第1
項に記載の成形材料。
4. The binder according to claim 1, wherein the amount of insoluble components relative to the styrene monomer in the binder is in the range of 45 to 85% by weight.
The molding material according to item .
【請求項5】ガラス繊維束切断物の長さが12〜18mmであ
る請求の範囲第4項に記載の成形材料。
5. The molding material according to claim 4, wherein the length of the cut glass fiber bundles is 12 to 18 mm.
【請求項6】ガラス繊維束の切断物の含有量が15〜25重
量%である請求の範囲第4項に記載の成形材料。
6. The molding material according to claim 4, wherein the content of cut glass fiber bundles is 15 to 25% by weight.
【請求項7】バインダー付着量が1.7〜2.3重量%である
請求の範囲第4項に記載の成形材料。
7. The molding material according to claim 4, wherein the amount of binder attached is 1.7 to 2.3% by weight.
【請求項8】液状熱硬化性樹脂組成物が不飽和ポリエス
テル樹脂組成物である請求の範囲第1項に記載の成形材
料。
8. The molding material according to claim 1, wherein the liquid thermosetting resin composition is an unsaturated polyester resin composition.
【請求項9】成形材料がバルクモールディングコンパウ
ンドである請求の範囲第1項に記載の成形材料。
9. The molding material according to claim 1, which is a bulk molding compound.
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