説明

アクリル系樹脂組成物、バサルト繊維含有シート成形材料、ボード材及び自動車用内装材

【課題】 機械的強度を低下させることなく、焼却処理の際に焼却炉表面に溶融した繊維が付着することを抑制し、焼却後の残留物の処理も容易であり、また、シックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒド等を放出しない環境負荷の小さなボード材、及びそれを得るためのアクリル系樹脂組成物及びバサルト繊維含有SMCを提供する。
【解決手段】 バサルト繊維、水溶性アクリル系樹脂及び離型剤を含有することを特徴とするアクリル系樹脂組成物を用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はバサルト繊維を含有するアクリル系樹脂組成物、バサルト繊維含有シート成形材料、ボード材及び自動車用内装材に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、建築物の内・外装材や自動車の内装材として用いられるボード材には、シックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドを放出するフェノール系樹脂やメラミン等のアミノ系樹脂、異臭を発するスチレンモノマーを含有する不飽和ポリエステル樹脂等をバインダーとして用いたシート状成形材料(SMC:Sheet-molding compounds)を含むボード材が使用されている。
【0003】
また、前記SMCの中でも、特に強度が必要な場合にはガラス繊維を補強材としたものが用いられている。補強材としてガラス繊維を用いたボード材を焼却炉で燃焼する場合、通常、焼却炉の温度がガラス繊維の融点(600℃程度)よりも高いために、焼却時にガラス繊維が軟化し、焼却炉の表面に付着して炉を傷めることが問題になっている。
【0004】
前記課題を解決するために、例えば特許文献1にはバサルト繊維と樹脂が混合され、その樹脂相互が溶着されていることを特徴とする自動車用内装材が開示されている。
【0005】
バサルト繊維は天然に存在する玄武岩を原料とし、これを加熱溶融して繊維状に形成したものである。その融点は1450℃程度であり焼却炉で焼却しても溶融することがなく、従って、焼却炉の表面に付着して炉を傷めるようなことはない。また、その由来が天然物であるために土壌へ埋立処理しても地球環境に悪影響を与えることが少なく、地球環境保護の観点からも好ましい材料といえる。特許文献1にはその具体的な実施態様として、バサルト繊維と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂パウダーを混合した後、加熱により溶着する実施形態が挙げられている。
【0006】
一方、特許文献2には玄武岩を加熱溶融して直径9〜20μmの細線状の繊維を形成し、これを長さ20〜80mmに寸断してチョップドストランドを形成し、該チョップドストランドを平面状に錯綜させてバサルト繊維マットを形成し、該バサルト繊維マットを薄板状のウレタンフォームの両面に夫々熱硬化型接着剤を介在させて重ね合わせ、一方のバサルト繊維マットの表面にファブリック等の表皮材を積層し、この多積層品を成形型により挟圧し80〜150℃に加熱・加圧することにより前記接着剤を熱硬化させ所定の形状に賦形して得られる自動車用内装材の製造方法が開示されている。
【特許文献1】特開2001−315588号公報
【特許文献2】特開2004−122549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は廃棄物処理等の際の環境負荷が小さいボード材において、従来のボード材と同等の機械的強度を維持しながら、シックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドや異臭を発するスチレンモノマー等を放出しない環境性に優れたボード材を提供するものであり、前記ボード材を提供するためのアクリル系樹脂組成物及びバサルト繊維含有シート成形材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項1の発明はバサルト繊維、水溶性アクリル系樹脂及び離型剤を含有することを特徴とするアクリル系樹脂組成物である。
【0009】
また、前記水溶性アクリル系樹脂がヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル共重合体であることがヒドロキシ基の架橋により耐熱性を高める点から好ましい(請求項2)。
【0010】
さらに、前記アクリル系樹脂組成物からなるバサルト繊維含有シート成形材料(以下、バサルト繊維含有SMCともいう)は環境負荷の小さなボード材を与えるものである(請求項3)。
【0011】
そして、ダンボールハニカム芯材表面に前記バサルト繊維含有SMCを積層した後、加熱・加圧成形することにより得られるボード材は、フェノール系樹脂等を用いたボード材に比べて機械的特性を低下させることがなく、さらにホルムアルデヒドを発生しないため、特に気密性が高く狭い空間である自動車用内装材に好ましく用いられる(請求項4及び5)。
【発明の効果】
【0012】
本発明のバサルト繊維を用いたボード材はシックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒド等を放出しない。また、使用後、廃棄焼却する際に焼却炉を損傷することなく、その残渣についても環境に対して与える負荷が小さい。さらに、その機械的特性は、従来のガラス繊維及びフェノール系樹脂等を用いたボード材と同程度の高い機械的特性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明はバサルト繊維、水溶性アクリル系樹脂及び離型剤を含有することを特徴とするアクリル系樹脂組成物に関する。
【0014】
本発明におけるバサルト繊維とは、天然の玄武岩を加熱溶融して繊維化したものを切断して得られる繊維長100〜200mm程度で、繊維径9〜20μm程度のチョップドストランドである。
【0015】
本発明におけるバサルト繊維としては、チョップドストランドをそのまま用いてもよいが、好ましくはチョップドストランドをマット化して用いることが好ましい。
【0016】
マット化の方法は特に限られず、例えば、バサルト繊維と有機繊維とを混合したものをマット機(カード機)により綿状にした後、ニードルパンチ法や熱圧着法により不織マット状にする方法等が挙げられる。有機繊維の具体例としては、例えばポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等の熱可塑樹脂繊維やポリ乳酸などの植物資源系樹脂等からなる有機繊維等が挙げられる。
【0017】
一方、水溶性アクリル系樹脂は、アクリル酸エステル及びアクリル酸エステルと共重合可能な単量体との共重合体であって水溶性の特性を有するものである。一般的には水溶性アクリル系樹脂は45〜50質量%程度の水溶液状態で市販されている。その具体例としては例えばBASF社製のアクロデュア945L等を挙げることができる。
【0018】
水溶性アクリル系樹脂としては、ヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル共重合体が加熱により架橋が促進され、耐熱性が高められるために好ましい。
【0019】
さらに、本発明のアクリル系樹脂組成物には金型からの離型を目的として離型剤が配合される。
【0020】
離型剤としてはステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン、パラフィン等、樹脂用の離型剤として知られている公知のものを用いることができる。また、離型剤は乳化剤を用いてエマルジョン化して用いることが分散性を向上させることができる点から好ましい。
【0021】
さらに、本発明のアクリル系樹脂組成物には、必要に応じてアミノシラン・エポキシシラン等のシランカップリング剤、着色剤、繊維への樹脂の浸透性を向上させる為に用いられる界面活性剤等、所望の目的に応じて添加剤を配合してもよい。
【0022】
本発明のアクリル系樹脂組成物は、チョップドストランドのバサルト繊維を水溶性アクリル系樹脂、離型剤及びその他の成分からなる水溶性アクリル系樹脂混合液に混合した形態でも良いが、マット化したバサルト繊維(以下、バサルト繊維マットともいう)を水溶性アクリル系樹脂混合液に浸漬する、あるいはバサルト繊維マットに水溶性アクリル系樹脂混合液を塗布してシート状に形成したものが成形加工性の点から好ましい。
【0023】
アクリル系樹脂組成物は、バサルト繊維を30〜70質量%含有することが好ましい。前記割合が30質量%未満では、充分な機械強度を得ることができず、70質量%を超えると、このアクリル系樹脂組成物の成形時に膨れ、割れなどが生じる傾向がある。
【0024】
なお、バサルト繊維含有SMCとしては、バサルト繊維の目付量が200〜400g/m程度であり、水溶性アクリル系樹脂組成物の目付量が200〜400g/m程度であることが実用上要求される厚みと強度のバランスを保持できる点から好ましい。
【0025】
本発明のアクリル系樹脂組成物にバサルト繊維マットを用いると容易にバサルト繊維含有SMCを得ることができる。
【0026】
バサルト繊維含有SMCは、バサルト繊維マットに水溶性アクリル系樹脂混合液を含浸させ、乾燥させて得られる。
【0027】
具体的には、はじめに、水溶性アクリル系樹脂の水溶液に所定の水を加えることにより所望の濃度に調整する。
【0028】
前記水溶性アクリル系樹脂水溶液の濃度は、水溶性アクリル系樹脂分が10〜50質量%程度が好ましい。前記濃度が10質量%未満の場合には、乾燥に時間がかかりバサルト繊維含有SMCの生産効率が劣る傾向があり、50質量%を超える場合には、水溶液の粘度が高くなるため、バサルト繊維への含浸及び目付量を調整するための絞りの作業性が低下する傾向がある。
【0029】
前記濃度調整された水溶性アクリル系樹脂水溶液に離型剤及びその他の成分を添加し、ディスパーで攪拌することにより水溶性アクリル系樹脂混合液が得られる。
【0030】
そして、得られた水溶性アクリル系樹脂混合液を含浸槽に投入し、バサルト繊維マットを浸漬する。そして、水溶性アクリル系樹脂混合液が含浸されたバサルト繊維マットを含浸槽から取り出した後、所定の目付量に調整するために2軸ロールなどを用いて水溶性アクリル系樹脂混合液を絞った後、80〜100℃程度の温度で乾燥することによりバサルト繊維含有SMCが得られる。
【0031】
含浸の方法としては、含浸槽を用いて浸漬する方法以外にも、バサルト繊維マットに所定量の水溶性アクリル系樹脂混合液を塗布し、加圧ロールなどで染込ませてもよい。
【0032】
このようにして得られるバサルト繊維含有SMCは、目付量400〜800g/m程度のシートである。
【0033】
得られたバサルト繊維含有SMCは各種芯材、例えばダンボールハニカム芯材等に重ね、加熱加圧成形することによりボード材に形成して用いられることが好ましい。このようにして得られるボード材は、ホルムアルデヒドを放出しないために建築物や自動車等の各種車両の内装材として好ましく用いられる。
【0034】
ボード材は本発明のバサルト繊維含有SMCを1枚もしくは複数枚重ね合わせ、例えば、加熱温度150〜300℃、圧力0.98〜6.0MPa、30秒間〜5分間の条件で、金型で加熱・加圧成形することにより得られる。
【0035】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は実施例何ら限定されることはない。
【実施例】
【0036】
(実施例1)
水溶性アクリル樹脂水溶液であるアクロデュア945L(BASF社製、樹脂分45質量%の水溶液)中に、離型剤としてステアリン酸亜鉛を1質量%加え、ディスパーで10分間攪拌した。
【0037】
得られた水溶性アクリル樹脂水溶液を含浸槽に入れ、さらに含浸槽に繊維長150mmのバサルト繊維からなる目付量300g/mのバサルト繊維マットを含浸させた。
【0038】
そして、水溶性アクリル樹脂水溶液で含浸されたバサルト繊維マットを、2軸ロールを用いて水溶性アクリル樹脂の目付量が300g/mになるように絞った後、100℃の乾燥機で揮発分5%になるまで乾燥し、バサルト繊維含有SMCを得た。
【0039】
次に、600g/mのダンボールハニカムの両表面に得られたバサルト繊維含有SMCを1枚づつ重ね、200℃に加熱したプレスに挟み込み、圧力2.5MPaで1分間加熱加圧成形を行った。得られたボード材は厚み5mmで目付量は1800g/mであった。
【0040】
そして、得られたボード材を150×50×5mmに切断したものをテストピースとして、オートグラフで、曲げ破壊強度を測定した。なお、試験条件はスパン間距離100mm、ヘッドスピード50mm/min、23℃で行なった。
【0041】
一方、熱時の曲げ破壊強度として、110℃の雰囲気下で10分間保持した後の曲げ破壊強度も測定した。
【0042】
さらに、ホルマリン発生の有無はそのバインダーの原材料から判断して、ホルマリンが発生しない場合を○、発生する場合を×と評価した。
【0043】
結果を表1に示す。
(実施例2)
表1に記載した組成のものを用いた以外は実施例1と同様の方法でバサルト繊維含有SMC及びボード材を製造し、評価した。
【0044】
結果を表1に示す。
(比較例1)
フェノールーホルムアルデヒド樹脂の目付量が400g/mになるようし調整し、その上に平均繊維長150mmのガラス長繊維を均一に散布しガラス繊維の目付量が400g/mになるように調整して前記と同様の方法でガラス繊維シートを得た。
【0045】
そして、前記ガラス繊維シートを用いた以外は実施例1と同様にしてボード材を製造し、評価した。
【0046】
結果を表1に示す。
【0047】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
バサルト繊維、水溶性アクリル系樹脂及び離型剤を含有することを特徴とするアクリル系樹脂組成物。
【請求項2】
前記水溶性アクリル系樹脂がヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル共重合体である請求項1に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載のアクリル系樹脂組成物からなるバサルト繊維含有シート成形材料。
【請求項4】
ダンボールハニカム芯材表面に前記バサルト繊維含有シート成形材料を積層した後、加熱・加圧成形することにより得られるボード材。
【請求項5】
請求項4記載のボード材からなる自動車用内装材。

【公開番号】特開2006−273962(P2006−273962A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−93239(P2005−93239)
【出願日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【出願人】(000005832)松下電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】