ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体
【課題】煩雑な工程を経なくとも気泡がなく熱膨張係数の低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供可能な製造方法を提供すること。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、前記樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、前記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、前記樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、前記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート樹脂は透明性、耐衝撃性に優れていることから、板ガラスの代替品として注目されている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂の熱膨張係数は７．０×１０−５／℃と高いため、例えば、自動車のサンルーフに用いた場合、温度による伸縮が大きすぎてサンルーフを大型化することができない場合がある。このため、熱膨張係数が低いポリカーボネート樹脂の複合材料が求められている。
【０００３】
ポリカーボネート樹脂の複合材料の１つとして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体が考えられる。従来、ガラス繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて成形体を製造する方法としては、ガラス繊維織物と熱可塑性樹脂のフィルムとを積層し、加熱プレスを用いて熱可塑性樹脂をガラス繊維織物に含浸させる方法が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス繊維織物と熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂とを積層し、加熱プレスによりガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造すると、成形体中に気泡が形成され、その気泡が白濁して見えるため美観に欠ける。これは、成形体中のガラス繊維織物に樹脂含浸不良部分が形成されるためである。気泡のないガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造するためには、真空プレスやオートクレーブなどの高額な設備と煩雑な工程により、気泡を抜く操作が必要である。
【０００６】
そこで本発明は、煩雑な工程を経なくとも気泡がなく熱膨張係数の低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供可能な製造方法を提供する。本発明はまた、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリカーボネート樹脂の溶液（以下、場合により「ポリカーボネート樹脂溶液」という。）を含浸させたガラス繊維織物から、溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法を提供する。なお、「ガラス含有率」はガラス繊維織物に由来するガラスの含有率である。
【０００８】
この製造方法によれば、真空プレスやオートクレーブなどの設備や煩雑な工程を必要とせずとも、気泡のないガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することが可能である。また、この製造方法により製造されたガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ポリカーボネート樹脂の熱膨張係数よりも格段に低い熱膨張係数を有する。
【０００９】
上記製造方法の実施形態としては、例えば、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液（ポリカーボネート樹脂の少なくとも一部を溶解した溶液であればよく、膨潤・分散が生じていてもよい）を含浸させる樹脂含浸工程と、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程と、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱及び加圧により成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得る成形工程とを備えるガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法が挙げられる。
【００１０】
ポリカーボネート樹脂の溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は、４〜１４質量％であることが好ましい。ポリカーボネート樹脂の濃度がこの範囲にあると、効率よく好適な量のポリカーボネート樹脂をガラス繊維織物に付着させることが可能となる。
【００１１】
ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０であることが好ましい。さらには、ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率とポリカーボネート樹脂の屈折率とが、いずれも１．５８０〜１．５９０であることが好ましい。これにより、透明度がより高いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００１２】
ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％であることがより好ましい。
【００１３】
この組成のガラスは、屈折率を１．５８０〜１．５９０とすることができるため、この組成のガラスを材料に用いることにより、透明度が高いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することができるようになる。
【００１４】
本発明はまた、ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶液中の溶媒を除去して得ることのできる、樹脂含浸シートであって、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートを提供する。
【００１５】
このような樹脂含浸シートは、煩雑な工程を必要とせずに、気泡がなく、熱膨張係数がポリカーボネート樹脂よりも低い、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造するための材料として特に適している。
【００１６】
本発明は、ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧して得られる、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体であって、ガラス含有率は５〜４０質量％であり、ヘーズが５〜９１％である、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供する。なお、ヘーズは５〜２５％が好ましく、５〜１５％がより好ましい。
【００１７】
このようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、低コストで製造することができ、成形体中に気泡が存在せず、熱膨張係数が低く、透明度が高い。
【００１８】
上記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体においては、ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０であるのがよく、ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、煩雑な工程を経なくとも気泡がなく熱膨張係数の低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供可能な製造方法が提供される。また、本発明によれば、気泡がなく熱膨張係数がポリカーボネート樹脂よりも格段に低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）実施例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。（ｂ）比較例４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。（ｃ）比較例５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態に係るガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法は、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる樹脂含浸工程と、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程と、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱及び加圧により成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得る成形工程とを備えており、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法である。
【００２２】
まず、樹脂含浸工程におけるガラス繊維織物について説明する。
樹脂含浸工程においては、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる。
【００２３】
ここで、ガラス繊維ではなく、ガラス繊維織物を使用することにより、ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数をより低下させ、透明性をより高めることが可能である。例えば、チョップドストランド、ロービング、マット、ミルドファイバーなどのガラス繊維を使用した場合、ガラス繊維織物とよりも表面積が大きいため、界面が多くの光を乱反射してポリカーボネート樹脂成形体の透明性が低下してしまう。これに対し、ガラス繊維織物は界面の光の乱反射がより少ないため、ポリカーボネート樹脂成形体のより高い透明性を実現することができる。
【００２４】
また、ガラス長繊維の方がガラス短繊維よりも熱膨張係数を低下させる効果が大きいが、ガラス繊維織物は、ガラス長繊維よりも繊維の絡み合い効果が高いため、熱膨張係数を低下させる効果がより高い。ポリカーボネート樹脂単体の熱膨張係数が７．０×１０−５／℃であるのに対し、例えば、ガラス短繊維であるチョップドストランドを１０質量％含有させたポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数は４．８×１０−５／℃であり、ガラス繊維織物を１０質量％含有させたポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数は、４．０〜４．３×１０−５／℃である。
【００２５】
ガラス繊維織物は、サイジング剤で処理されていてもよく、処理されていなくてもよい。サイジング剤で処理されたガラス繊維織物を用いる場合、サイジング剤に特に制限はなく、一般的なものを用いることができる。
【００２６】
ガラス繊維織物を形成するガラス繊維の太さは３〜２５μｍであることが好ましい。番手４〜７０ｔｅｘのヤーンを束ねて５０〜１２００ｔｅｘとしたものが好ましく用いられる。ガラス繊維織物は、平織りや綾織りで織られていることが好ましく、平織りで織られていることがより好ましい。ガラス繊維織物の単位重量は１０〜２５０ｇ／ｍ２であり、厚さは１０〜３００μｍであることが好ましい。ガラス繊維織物の厚さは０．０４〜０．２ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
ガラス繊維織物とポリカーボネート樹脂との親和性を向上させ、密着性を増大して樹脂含浸工程における空隙の形成を抑制するために、ガラス繊維織物を、シランカップリング剤を含む処理剤で表面処理することがより好ましい。
【００２８】
次に、ポリカーボネート樹脂について説明する。樹脂含浸工程においては、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる。
【００２９】
ポリカーボネート樹脂の種類は特に限定されない。例えば、ビスフェノールＡとホスゲンを反応させて得られるものが使用できる。形状はフィルム状でもペレット状でもよい。フィルム状のものとしては、例えばポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）が好適に使用でき、ペレット状のものとしては、例えばポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）が好適に使用できる。これらのポリカーボネート樹脂を、下記の溶媒に溶解して使用する。
【００３０】
ポリカーボネート樹脂の溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、エチルメチルケトン、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン、酢酸エチルＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などが使用できるが、塩化メチレンが好ましい。例えば、塩化メチレンにフィルム状又はペレット状のポリカーボネート樹脂を添加し、撹拌して溶解させ、ポリカーボネート樹脂溶液を得る。ポリカーボネート樹脂溶液の温度は溶媒の沸点以下である必要がある。
【００３１】
ポリカーボネート樹脂溶液中のポリカーボネート樹脂の濃度は３〜１４質量％が好ましく、６〜１０質量％がより好ましい。ポリカーボネート樹脂の濃度が３質量％未満の場合、ガラス繊維織物にポリカーボネート樹脂溶液を含浸させても、ガラス繊維織物に十分な量のポリカーボネート樹脂が付着しない場合がある。また、サイジング処理されたガラス繊維織物を用いた場合には、溶媒がサイジンブ剤を洗い落としてしまい、そのサイジング剤の塊などが不純物としてガラス繊維織物の繊維の間に入り込んでしまい、不良の原因となる場合がある。一方、ポリカーボネート樹脂の濃度が１４質量％より高いと、ポリカーボネート樹脂の溶媒への溶解に時間がかかることと、ポリカーボネート樹脂溶液の粘度が高くなり、ガラス繊維織物に含浸しにくくなる場合がある。また、ポリカーボネート樹脂の濃度が高いと、ガラス繊維織物が気泡を含んでしまい、ボイドが発生してしまう場合がある。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は、含浸性が良好であることから７〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００３２】
次に、樹脂含浸工程の具体的な操作を説明する。
上記に説明したガラス繊維織物を、上記に説明したポリカーボネート樹脂溶液に含浸させる。含浸時間は、１〜１２０秒であることが好ましい。含浸の回数は１〜２回でよい。３回以上含浸させても、ガラス繊維織物に付着したポリカーボネート樹脂が溶解してしまい、ポリカーボネート樹脂の付着量が変化しなくなる。また、含浸後、溶媒の除去を行い再び含浸させることによりポリカーボネート樹脂の付着量を更に高めることは可能であるが、操作が煩雑になり生産性が低下する場合がある。
【００３３】
続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程について説明する。
【００３４】
溶媒除去工程においては、ガラス繊維織物に含浸させたポリカーボネート樹脂溶液から溶媒を除去する。この工程により、溶媒の含有量を、ポリカーボネート樹脂に対して０．０５質量％以下にすることが好ましい。
【００３５】
より具体的には、例えば次のようにして溶媒を除去するとよい。まず、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を常温で３０分間以上放置して溶媒を揮発させる。この工程で、溶媒の含有量をポリカーボネート樹脂に対して２０質量％以下にすることが好ましい。溶媒の量をある程度減少させることにより、次の工程でポリカーボネート樹脂の発泡を防ぐことができる。ポリカーボネート樹脂が発泡してしまうと、表面に凹凸ができ、プレス成形時に欠点を生じてしまう。
【００３６】
溶媒の含有量が、ポリカーボネート樹脂に対して２０質量％以下になったら、真空乾燥又は熱風乾燥により、残りの溶媒を揮発させる。以上の操作により、溶剤を揮発させる時間を短縮することができる。真空乾燥又は熱風乾燥は、１００〜１５０℃で行うことが好ましい。１５０℃を超えると溶媒が突沸してしまうおそれがあり、突沸は表面に凹凸ができる原因となる。真空乾燥は、例えば、１１０℃で２時間以上の条件で行うことができる。また、熱風乾燥は、例えば、１２０℃で３時間以上の条件で行うことができる。以上の工程により、樹脂含浸シートが得られる。
【００３７】
この樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であることが好ましく、７５〜８６質量％であることがより好ましい。樹脂含浸シートのガラス含有率が９５質量％より高いと、ポリカーボネート樹脂が十分にガラス繊維織物の繊維の間に入り込まない場合がある。また、樹脂含浸シートのガラス含有率が６０質量％より低いと、ポリカーボネート樹脂が収縮してシワになる場合がある。樹脂含浸シートにシワが形成された状態で以下の成形工程を行うと、シワが伸びる時にポリカーボネート樹脂が不足する部分が発生し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体が気泡を巻き込んで白濁する場合がある。
【００３８】
続いて、成形工程について説明する。成形工程では、上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱プレスにより成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造する。
【００３９】
ポリカーボネート樹脂フィルムには特に制限はなく、例えば、三菱エンジニアリングプラスチック製のユーピロンＳ３０００（商品名）を用いることができる。
【００４０】
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましく、約２ｍｍがより好ましい。厚さが０．１ｍｍ未満になると、プレス時にガラスが破損して成形体の強度が低下する場合がある。厚さが５ｍｍを超えると、成形体の透明度が低下する場合がある。したがって、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとを上記の厚さとなるように積層し、加熱プレスにより成形するとよい。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムはどのような順序で積層してもよいが、ガラス繊維織物がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体中に均一に含まれるように、交互に積層することが好ましい。
【００４１】
加熱プレスの成形条件は一般的な条件でよい。成形温度はポリカーボネート樹脂の融点よりも高い温度で加熱して行う。成形温度は、２５０〜３００℃が好ましく、２６０〜２９０℃がより好ましく、２７０〜２８０℃が特に好ましい。プレス時間は５〜１５分間程度が好ましい。また、プレス圧力は、最初に低圧で加圧した後に、高圧で加圧することが好ましい。例えば、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧するとよい。
【００４２】
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％であることが好ましく、７〜３５質量％であることがより好ましく、１０〜２５質量％であることが特に好ましい。ガラス含有率が５質量％より少ない場合には、ガラス繊維に対して樹脂量が多すぎ、ガラス繊維による成形体の補強効果が発揮されず、樹脂が収縮してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体にシワが発生したり、反ったりする場合がある。また、このシワ部分に気泡が混入して白濁する場合がある。また、ガラス含有率が５質量％より少ないと、ガラス繊維織物による補強効果が発揮されず、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張率が高くなる場合がある。一方、ガラス含有率が４０質量％より多い場合には、加熱プレスによる成形時にガラス繊維同士がぶつかり破損してしまい、十分な強度や低い熱膨張係数が得られない場合がある。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【００４４】
（実施例１）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００４５】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が４質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は８ｍＰａ・ｓであった。
【００４６】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。ガラス繊維織物の厚さは０．０５ｍｍであった。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９５質量％であった。
【００４７】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。ポリカーボネート樹脂フィルムの厚さは０．１ｍｍであった。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の５．４質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００４８】
（実施例２）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００４９】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が６質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は１０ｍＰａ・ｓであった。
【００５０】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。ガラス繊維織物の厚さは０．０５ｍｍであった。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は８６質量％であった。
【００５１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。ポリカーボネート樹脂フィルムの厚さは０．１ｍｍであった。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の５．９質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００５２】
（実施例３）
積層して成形する樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量を、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．４質量％となるように調整した以外は実施例２と同様にして、実施例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５３】
（実施例４）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５４】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１０質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は２０ｍＰａ・ｓであった。
【００５５】
屈折率が１．５５５であるガラス（Ｅガラス）で作製されたガラス繊維織物（日東紡、Ａ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は７５質量％であった。
【００５６】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の３９．８質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００５７】
（実施例５）
ガラス繊維織物として、屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたもの（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を使用した以外は、実施例４と同様にして、実施例５の樹脂含浸シートを作製した。
【００５８】
（実施例６）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５９】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１４質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は５０ｍＰａ・ｓであった。
【００６０】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は６０質量％であった。
【００６１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の３９．８質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００６２】
（比較例１）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００６３】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。
【００６４】
屈折率が１．５５５であるガラス（Ｅガラス）で作製されたガラス繊維織物（日東紡、Ａ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９７．５質量％であった。
【００６５】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．９質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００６６】
（比較例２）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００６７】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が３質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は７ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９５質量％であった。
【００６９】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の４．１質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７０】
（比較例３）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００７１】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度を１８質量％とした以外は比較例２と同様にして樹脂含浸シートを作製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は１００ｍＰａ・ｓであった。樹脂含浸シートのガラス含有率は４０．５質量％であった。
【００７２】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートのみを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は、４０．５質量％であった。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７３】
（比較例４）
以下のようにして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００７４】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）とポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレス成形は２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。ガラス繊維織物とポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．２質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７５】
（比較例５）
以下のようにして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）とポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは、真空ポンプによって熱板全体を０〜１３．３ｋＰａに減圧し、２７０℃で、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。
【００７６】
上記の実施例１〜６及び比較例１〜５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体又は樹脂含浸シートについて以下の測定を行い、表１にまとめた。
【００７７】
（ガラスの屈折率の測定）
多波長アッベ式屈折率計（アタゴ社製）を用い、Ｄ線（波長５８９ｎｍ）、温度２５℃でガラスの屈折率を測定した。
【００７８】
（ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度）
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は次式（１）により計算した。式中、Ｗ１は溶媒に溶解したポリカーボネート樹脂の質量を示し、Ｗ２は溶媒の質量を示す。
Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）×１００［質量％］…（１）
【００７９】
（ポリカーボネート樹脂溶液の粘度の測定）
ポリカーボネート樹脂溶液の粘度はＢ型粘度計で、３０ｒｐｍ、２５℃にて測定した。
【００８０】
（樹脂含浸シートのガラス含有率）
樹脂含浸シートのガラス含有率は次式（２）により計算した。式中、Ｗ３は樹脂含浸前のガラス繊維織物中のガラスの質量を示し、Ｗ４は樹脂含シートの質量を示す。
Ｗ３／Ｗ４×１００［質量％］…（２）
【００８１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率）
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は次式（３）により計算した。式中、Ｗ５はガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体に含まれるガラスの質量を示し、Ｗ６はガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の質量を示す。
Ｗ５／Ｗ６×１００［質量％］…（３）
【００８２】
（白濁箇所の有無の評価）
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の白濁（気泡）の有無を目視で確認して評価した。評価の基準は次の通りであった。Ａ：白濁が全く認められなかった、Ｂ：白濁がわずかに認められた、Ｃ：白濁が認められた、Ｄ：全面に白濁が認められた。
【００８３】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の透明性）
ヘーズ計（村上色彩社製ＨＭ−１５０）を用い、４０×４０ｍｍに切断したサンプルでガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の透明性を測定した。測定方法は ＪＩＳ Ｋ ７１０５（ＪＩＳ Ｋ ７１０５：１９８１）ＪＩＳ Ｋ ７１３６（ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００、ＩＳＯ １４７８２：９９）に準拠した。
【００８４】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数）
熱機械的分析装置（ＳＩＩ社製ＴＭＡＳＳ６１００）を用い、５×１５ｍｍに切断したサンプルでガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数を測定した。測定方法はＪＩＳ Ｒ ３１０２（ＪＩＳ Ｒ ３１０２：１９９５）に準拠した。
【００８５】
表１に示すように、実施例１〜４又は６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、真空プレスやオートクレーブなどの設備を使用せずに製造されたにもかかわらず、気泡がわずかであるか又は認められなかった。また、熱膨張係数は２．０〜５．０×１０−５／℃と低かった。
【００８６】
比較例２のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体には、加熱プレスの温度及び圧力の調整不足が原因と思われる微細な白濁が観察された。熱膨張係数は５．２×１０−５／℃であり、実施例１〜４又は６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体よりも高かった。
【００８７】
比較例１、３、４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体には白濁が認められた。
【００８８】
屈折率１．５８５のガラスを材料に用いた実施例１〜３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ヘーズ値がそれぞれ１３、５、１０％であり、透明性が高かった。これに対し、屈折率１．５５５のガラスを材料に用いた実施例４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ヘーズ値が９１％であった。
【００８９】
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂濃度が４％未満である比較例１及び２のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、実施例１〜４及び６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体と比較すると、ガラス繊維の周りに十分なポリカーボネート樹脂が付着しておらず、白濁していた。また、ポリカーボネート樹脂濃度が１８％より高い比較例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ガラス繊維の間にポリカーボネート樹脂が含浸していない部分が存在し、その部分が白濁していた。
【００９０】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、それぞれ、実施例３、比較例４及び比較例５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真を示す。
【００９１】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明によれば、真空プレスやオートクレーブなどの設備や煩雑な工程を必要としない、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法が提供される。さらに、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートが提供される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート樹脂は透明性、耐衝撃性に優れていることから、板ガラスの代替品として注目されている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂の熱膨張係数は７．０×１０−５／℃と高いため、例えば、自動車のサンルーフに用いた場合、温度による伸縮が大きすぎてサンルーフを大型化することができない場合がある。このため、熱膨張係数が低いポリカーボネート樹脂の複合材料が求められている。
【０００３】
ポリカーボネート樹脂の複合材料の１つとして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体が考えられる。従来、ガラス繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて成形体を製造する方法としては、ガラス繊維織物と熱可塑性樹脂のフィルムとを積層し、加熱プレスを用いて熱可塑性樹脂をガラス繊維織物に含浸させる方法が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス繊維織物と熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂とを積層し、加熱プレスによりガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造すると、成形体中に気泡が形成され、その気泡が白濁して見えるため美観に欠ける。これは、成形体中のガラス繊維織物に樹脂含浸不良部分が形成されるためである。気泡のないガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造するためには、真空プレスやオートクレーブなどの高額な設備と煩雑な工程により、気泡を抜く操作が必要である。
【０００６】
そこで本発明は、煩雑な工程を経なくとも気泡がなく熱膨張係数の低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供可能な製造方法を提供する。本発明はまた、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリカーボネート樹脂の溶液（以下、場合により「ポリカーボネート樹脂溶液」という。）を含浸させたガラス繊維織物から、溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法を提供する。なお、「ガラス含有率」はガラス繊維織物に由来するガラスの含有率である。
【０００８】
この製造方法によれば、真空プレスやオートクレーブなどの設備や煩雑な工程を必要とせずとも、気泡のないガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することが可能である。また、この製造方法により製造されたガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ポリカーボネート樹脂の熱膨張係数よりも格段に低い熱膨張係数を有する。
【０００９】
上記製造方法の実施形態としては、例えば、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液（ポリカーボネート樹脂の少なくとも一部を溶解した溶液であればよく、膨潤・分散が生じていてもよい）を含浸させる樹脂含浸工程と、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程と、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱及び加圧により成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得る成形工程とを備えるガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法が挙げられる。
【００１０】
ポリカーボネート樹脂の溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は、４〜１４質量％であることが好ましい。ポリカーボネート樹脂の濃度がこの範囲にあると、効率よく好適な量のポリカーボネート樹脂をガラス繊維織物に付着させることが可能となる。
【００１１】
ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０であることが好ましい。さらには、ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率とポリカーボネート樹脂の屈折率とが、いずれも１．５８０〜１．５９０であることが好ましい。これにより、透明度がより高いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００１２】
ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％であることがより好ましい。
【００１３】
この組成のガラスは、屈折率を１．５８０〜１．５９０とすることができるため、この組成のガラスを材料に用いることにより、透明度が高いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造することができるようになる。
【００１４】
本発明はまた、ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶液中の溶媒を除去して得ることのできる、樹脂含浸シートであって、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートを提供する。
【００１５】
このような樹脂含浸シートは、煩雑な工程を必要とせずに、気泡がなく、熱膨張係数がポリカーボネート樹脂よりも低い、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造するための材料として特に適している。
【００１６】
本発明は、ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧して得られる、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体であって、ガラス含有率は５〜４０質量％であり、ヘーズが５〜９１％である、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供する。なお、ヘーズは５〜２５％が好ましく、５〜１５％がより好ましい。
【００１７】
このようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、低コストで製造することができ、成形体中に気泡が存在せず、熱膨張係数が低く、透明度が高い。
【００１８】
上記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体においては、ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０であるのがよく、ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、煩雑な工程を経なくとも気泡がなく熱膨張係数の低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を提供可能な製造方法が提供される。また、本発明によれば、気泡がなく熱膨張係数がポリカーボネート樹脂よりも格段に低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）実施例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。（ｂ）比較例４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。（ｃ）比較例５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態に係るガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法は、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる樹脂含浸工程と、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程と、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱及び加圧により成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得る成形工程とを備えており、樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法である。
【００２２】
まず、樹脂含浸工程におけるガラス繊維織物について説明する。
樹脂含浸工程においては、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる。
【００２３】
ここで、ガラス繊維ではなく、ガラス繊維織物を使用することにより、ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数をより低下させ、透明性をより高めることが可能である。例えば、チョップドストランド、ロービング、マット、ミルドファイバーなどのガラス繊維を使用した場合、ガラス繊維織物とよりも表面積が大きいため、界面が多くの光を乱反射してポリカーボネート樹脂成形体の透明性が低下してしまう。これに対し、ガラス繊維織物は界面の光の乱反射がより少ないため、ポリカーボネート樹脂成形体のより高い透明性を実現することができる。
【００２４】
また、ガラス長繊維の方がガラス短繊維よりも熱膨張係数を低下させる効果が大きいが、ガラス繊維織物は、ガラス長繊維よりも繊維の絡み合い効果が高いため、熱膨張係数を低下させる効果がより高い。ポリカーボネート樹脂単体の熱膨張係数が７．０×１０−５／℃であるのに対し、例えば、ガラス短繊維であるチョップドストランドを１０質量％含有させたポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数は４．８×１０−５／℃であり、ガラス繊維織物を１０質量％含有させたポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数は、４．０〜４．３×１０−５／℃である。
【００２５】
ガラス繊維織物は、サイジング剤で処理されていてもよく、処理されていなくてもよい。サイジング剤で処理されたガラス繊維織物を用いる場合、サイジング剤に特に制限はなく、一般的なものを用いることができる。
【００２６】
ガラス繊維織物を形成するガラス繊維の太さは３〜２５μｍであることが好ましい。番手４〜７０ｔｅｘのヤーンを束ねて５０〜１２００ｔｅｘとしたものが好ましく用いられる。ガラス繊維織物は、平織りや綾織りで織られていることが好ましく、平織りで織られていることがより好ましい。ガラス繊維織物の単位重量は１０〜２５０ｇ／ｍ２であり、厚さは１０〜３００μｍであることが好ましい。ガラス繊維織物の厚さは０．０４〜０．２ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
ガラス繊維織物とポリカーボネート樹脂との親和性を向上させ、密着性を増大して樹脂含浸工程における空隙の形成を抑制するために、ガラス繊維織物を、シランカップリング剤を含む処理剤で表面処理することがより好ましい。
【００２８】
次に、ポリカーボネート樹脂について説明する。樹脂含浸工程においては、ガラス繊維織物に、ポリカーボネート樹脂を溶媒に溶解してなるポリカーボネート樹脂溶液を含浸させる。
【００２９】
ポリカーボネート樹脂の種類は特に限定されない。例えば、ビスフェノールＡとホスゲンを反応させて得られるものが使用できる。形状はフィルム状でもペレット状でもよい。フィルム状のものとしては、例えばポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）が好適に使用でき、ペレット状のものとしては、例えばポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）が好適に使用できる。これらのポリカーボネート樹脂を、下記の溶媒に溶解して使用する。
【００３０】
ポリカーボネート樹脂の溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、エチルメチルケトン、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン、酢酸エチルＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などが使用できるが、塩化メチレンが好ましい。例えば、塩化メチレンにフィルム状又はペレット状のポリカーボネート樹脂を添加し、撹拌して溶解させ、ポリカーボネート樹脂溶液を得る。ポリカーボネート樹脂溶液の温度は溶媒の沸点以下である必要がある。
【００３１】
ポリカーボネート樹脂溶液中のポリカーボネート樹脂の濃度は３〜１４質量％が好ましく、６〜１０質量％がより好ましい。ポリカーボネート樹脂の濃度が３質量％未満の場合、ガラス繊維織物にポリカーボネート樹脂溶液を含浸させても、ガラス繊維織物に十分な量のポリカーボネート樹脂が付着しない場合がある。また、サイジング処理されたガラス繊維織物を用いた場合には、溶媒がサイジンブ剤を洗い落としてしまい、そのサイジング剤の塊などが不純物としてガラス繊維織物の繊維の間に入り込んでしまい、不良の原因となる場合がある。一方、ポリカーボネート樹脂の濃度が１４質量％より高いと、ポリカーボネート樹脂の溶媒への溶解に時間がかかることと、ポリカーボネート樹脂溶液の粘度が高くなり、ガラス繊維織物に含浸しにくくなる場合がある。また、ポリカーボネート樹脂の濃度が高いと、ガラス繊維織物が気泡を含んでしまい、ボイドが発生してしまう場合がある。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は、含浸性が良好であることから７〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００３２】
次に、樹脂含浸工程の具体的な操作を説明する。
上記に説明したガラス繊維織物を、上記に説明したポリカーボネート樹脂溶液に含浸させる。含浸時間は、１〜１２０秒であることが好ましい。含浸の回数は１〜２回でよい。３回以上含浸させても、ガラス繊維織物に付着したポリカーボネート樹脂が溶解してしまい、ポリカーボネート樹脂の付着量が変化しなくなる。また、含浸後、溶媒の除去を行い再び含浸させることによりポリカーボネート樹脂の付着量を更に高めることは可能であるが、操作が煩雑になり生産性が低下する場合がある。
【００３３】
続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物から、溶媒を除去して樹脂含浸シートを得る溶媒除去工程について説明する。
【００３４】
溶媒除去工程においては、ガラス繊維織物に含浸させたポリカーボネート樹脂溶液から溶媒を除去する。この工程により、溶媒の含有量を、ポリカーボネート樹脂に対して０．０５質量％以下にすることが好ましい。
【００３５】
より具体的には、例えば次のようにして溶媒を除去するとよい。まず、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を常温で３０分間以上放置して溶媒を揮発させる。この工程で、溶媒の含有量をポリカーボネート樹脂に対して２０質量％以下にすることが好ましい。溶媒の量をある程度減少させることにより、次の工程でポリカーボネート樹脂の発泡を防ぐことができる。ポリカーボネート樹脂が発泡してしまうと、表面に凹凸ができ、プレス成形時に欠点を生じてしまう。
【００３６】
溶媒の含有量が、ポリカーボネート樹脂に対して２０質量％以下になったら、真空乾燥又は熱風乾燥により、残りの溶媒を揮発させる。以上の操作により、溶剤を揮発させる時間を短縮することができる。真空乾燥又は熱風乾燥は、１００〜１５０℃で行うことが好ましい。１５０℃を超えると溶媒が突沸してしまうおそれがあり、突沸は表面に凹凸ができる原因となる。真空乾燥は、例えば、１１０℃で２時間以上の条件で行うことができる。また、熱風乾燥は、例えば、１２０℃で３時間以上の条件で行うことができる。以上の工程により、樹脂含浸シートが得られる。
【００３７】
この樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であることが好ましく、７５〜８６質量％であることがより好ましい。樹脂含浸シートのガラス含有率が９５質量％より高いと、ポリカーボネート樹脂が十分にガラス繊維織物の繊維の間に入り込まない場合がある。また、樹脂含浸シートのガラス含有率が６０質量％より低いと、ポリカーボネート樹脂が収縮してシワになる場合がある。樹脂含浸シートにシワが形成された状態で以下の成形工程を行うと、シワが伸びる時にポリカーボネート樹脂が不足する部分が発生し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体が気泡を巻き込んで白濁する場合がある。
【００３８】
続いて、成形工程について説明する。成形工程では、上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を加熱プレスにより成形してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を製造する。
【００３９】
ポリカーボネート樹脂フィルムには特に制限はなく、例えば、三菱エンジニアリングプラスチック製のユーピロンＳ３０００（商品名）を用いることができる。
【００４０】
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましく、約２ｍｍがより好ましい。厚さが０．１ｍｍ未満になると、プレス時にガラスが破損して成形体の強度が低下する場合がある。厚さが５ｍｍを超えると、成形体の透明度が低下する場合がある。したがって、樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムとを上記の厚さとなるように積層し、加熱プレスにより成形するとよい。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムはどのような順序で積層してもよいが、ガラス繊維織物がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体中に均一に含まれるように、交互に積層することが好ましい。
【００４１】
加熱プレスの成形条件は一般的な条件でよい。成形温度はポリカーボネート樹脂の融点よりも高い温度で加熱して行う。成形温度は、２５０〜３００℃が好ましく、２６０〜２９０℃がより好ましく、２７０〜２８０℃が特に好ましい。プレス時間は５〜１５分間程度が好ましい。また、プレス圧力は、最初に低圧で加圧した後に、高圧で加圧することが好ましい。例えば、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧するとよい。
【００４２】
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％であることが好ましく、７〜３５質量％であることがより好ましく、１０〜２５質量％であることが特に好ましい。ガラス含有率が５質量％より少ない場合には、ガラス繊維に対して樹脂量が多すぎ、ガラス繊維による成形体の補強効果が発揮されず、樹脂が収縮してガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体にシワが発生したり、反ったりする場合がある。また、このシワ部分に気泡が混入して白濁する場合がある。また、ガラス含有率が５質量％より少ないと、ガラス繊維織物による補強効果が発揮されず、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張率が高くなる場合がある。一方、ガラス含有率が４０質量％より多い場合には、加熱プレスによる成形時にガラス繊維同士がぶつかり破損してしまい、十分な強度や低い熱膨張係数が得られない場合がある。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【００４４】
（実施例１）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００４５】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が４質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は８ｍＰａ・ｓであった。
【００４６】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。ガラス繊維織物の厚さは０．０５ｍｍであった。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９５質量％であった。
【００４７】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。ポリカーボネート樹脂フィルムの厚さは０．１ｍｍであった。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の５．４質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００４８】
（実施例２）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００４９】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が６質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は１０ｍＰａ・ｓであった。
【００５０】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。ガラス繊維織物の厚さは０．０５ｍｍであった。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は８６質量％であった。
【００５１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。ポリカーボネート樹脂フィルムの厚さは０．１ｍｍであった。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の５．９質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００５２】
（実施例３）
積層して成形する樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量を、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．４質量％となるように調整した以外は実施例２と同様にして、実施例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５３】
（実施例４）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５４】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１０質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は２０ｍＰａ・ｓであった。
【００５５】
屈折率が１．５５５であるガラス（Ｅガラス）で作製されたガラス繊維織物（日東紡、Ａ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は７５質量％であった。
【００５６】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の３９．８質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００５７】
（実施例５）
ガラス繊維織物として、屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたもの（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を使用した以外は、実施例４と同様にして、実施例５の樹脂含浸シートを作製した。
【００５８】
（実施例６）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００５９】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１４質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は５０ｍＰａ・ｓであった。
【００６０】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は６０質量％であった。
【００６１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の３９．８質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００６２】
（比較例１）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００６３】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が１質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。
【００６４】
屈折率が１．５５５であるガラス（Ｅガラス）で作製されたガラス繊維織物（日東紡、Ａ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、上記のポリカーボネート樹脂溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９７．５質量％であった。
【００６５】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．９質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００６６】
（比較例２）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００６７】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂ペレット（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＨ３０００）を塩化メチレンに溶解し、ポリカーボネート樹脂の濃度が３質量％のポリカーボネート樹脂溶液を調製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は７ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）を、ポリカーボネート樹脂の溶液に１分間浸漬し、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させた。続いて、ポリカーボネート樹脂溶液を含浸させたガラス繊維織物を室温で３０分間放置した後、乾燥機を用いて１２５℃で３時間熱風乾燥し、溶媒を除去した。これにより、樹脂含浸シートが得られた。樹脂含浸シートのガラス含有率は９５質量％であった。
【００６９】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。樹脂含浸シートとポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の４．１質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７０】
（比較例３）
以下のようにして、樹脂含浸シート及びガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００７１】
（樹脂含浸シートの作製）
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度を１８質量％とした以外は比較例２と同様にして樹脂含浸シートを作製した。ポリカーボネート樹脂溶液の粘度は１００ｍＰａ・ｓであった。樹脂含浸シートのガラス含有率は４０．５質量％であった。
【００７２】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
上記の樹脂含浸シートのみを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は、４０．５質量％であった。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７３】
（比較例４）
以下のようにして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。
【００７４】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の作製）
屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）とポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレス成形は２７０℃で行い、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。ガラス繊維織物とポリカーボネート樹脂フィルムの量は、ガラス含有率がガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の１２．２質量％となるように調整した。ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の厚さは約２ｍｍであった。
【００７５】
（比較例５）
以下のようにして、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を作製した。屈折率が１．５８５であるガラスで作製されたガラス繊維織物（日東紡、ＷＥＡ１０７８、４８ｇ／ｍ２）とポリカーボネート樹脂フィルム（三菱エンジニアリングプラスチック、ユーピロンＳ３０００）とを積層して加熱プレスにより成形し、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体を得た。加熱プレスは、真空ポンプによって熱板全体を０〜１３．３ｋＰａに減圧し、２７０℃で、２〜３ｋｇ／ｃｍ２で５分間加圧した後、１０〜１５ｋｇ／ｃｍ２で１０分間加圧することにより行った。
【００７６】
上記の実施例１〜６及び比較例１〜５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体又は樹脂含浸シートについて以下の測定を行い、表１にまとめた。
【００７７】
（ガラスの屈折率の測定）
多波長アッベ式屈折率計（アタゴ社製）を用い、Ｄ線（波長５８９ｎｍ）、温度２５℃でガラスの屈折率を測定した。
【００７８】
（ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度）
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は次式（１）により計算した。式中、Ｗ１は溶媒に溶解したポリカーボネート樹脂の質量を示し、Ｗ２は溶媒の質量を示す。
Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）×１００［質量％］…（１）
【００７９】
（ポリカーボネート樹脂溶液の粘度の測定）
ポリカーボネート樹脂溶液の粘度はＢ型粘度計で、３０ｒｐｍ、２５℃にて測定した。
【００８０】
（樹脂含浸シートのガラス含有率）
樹脂含浸シートのガラス含有率は次式（２）により計算した。式中、Ｗ３は樹脂含浸前のガラス繊維織物中のガラスの質量を示し、Ｗ４は樹脂含シートの質量を示す。
Ｗ３／Ｗ４×１００［質量％］…（２）
【００８１】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率）
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は次式（３）により計算した。式中、Ｗ５はガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体に含まれるガラスの質量を示し、Ｗ６はガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の質量を示す。
Ｗ５／Ｗ６×１００［質量％］…（３）
【００８２】
（白濁箇所の有無の評価）
ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の白濁（気泡）の有無を目視で確認して評価した。評価の基準は次の通りであった。Ａ：白濁が全く認められなかった、Ｂ：白濁がわずかに認められた、Ｃ：白濁が認められた、Ｄ：全面に白濁が認められた。
【００８３】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の透明性）
ヘーズ計（村上色彩社製ＨＭ−１５０）を用い、４０×４０ｍｍに切断したサンプルでガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の透明性を測定した。測定方法は ＪＩＳ Ｋ ７１０５（ＪＩＳ Ｋ ７１０５：１９８１）ＪＩＳ Ｋ ７１３６（ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００、ＩＳＯ １４７８２：９９）に準拠した。
【００８４】
（ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数）
熱機械的分析装置（ＳＩＩ社製ＴＭＡＳＳ６１００）を用い、５×１５ｍｍに切断したサンプルでガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の熱膨張係数を測定した。測定方法はＪＩＳ Ｒ ３１０２（ＪＩＳ Ｒ ３１０２：１９９５）に準拠した。
【００８５】
表１に示すように、実施例１〜４又は６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、真空プレスやオートクレーブなどの設備を使用せずに製造されたにもかかわらず、気泡がわずかであるか又は認められなかった。また、熱膨張係数は２．０〜５．０×１０−５／℃と低かった。
【００８６】
比較例２のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体には、加熱プレスの温度及び圧力の調整不足が原因と思われる微細な白濁が観察された。熱膨張係数は５．２×１０−５／℃であり、実施例１〜４又は６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体よりも高かった。
【００８７】
比較例１、３、４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体には白濁が認められた。
【００８８】
屈折率１．５８５のガラスを材料に用いた実施例１〜３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ヘーズ値がそれぞれ１３、５、１０％であり、透明性が高かった。これに対し、屈折率１．５５５のガラスを材料に用いた実施例４のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ヘーズ値が９１％であった。
【００８９】
ポリカーボネート樹脂溶液のポリカーボネート樹脂濃度が４％未満である比較例１及び２のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、実施例１〜４及び６のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体と比較すると、ガラス繊維の周りに十分なポリカーボネート樹脂が付着しておらず、白濁していた。また、ポリカーボネート樹脂濃度が１８％より高い比較例３のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体は、ガラス繊維の間にポリカーボネート樹脂が含浸していない部分が存在し、その部分が白濁していた。
【００９０】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、それぞれ、実施例３、比較例４及び比較例５のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の写真を示す。
【００９１】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明によれば、真空プレスやオートクレーブなどの設備や煩雑な工程を必要としない、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法が提供される。さらに、気泡がなく熱膨張係数が低いガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体、及びこのようなガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の材料に特に適した樹脂含浸シートが提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、
前記樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、
前記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法。
【請求項２】
前記ポリカーボネート樹脂の溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は、４〜１４質量％である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、
ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得ることのできる、樹脂含浸シートであって、
ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シート。
【請求項６】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧して得られる、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体であって、
ガラス含有率は５〜４０質量％であり、ヘーズが５〜９１％である、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【請求項７】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０である、請求項６に記載のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【請求項８】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、
ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％である、請求項６又は７に記載のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧する、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体の製造方法であって、
前記樹脂含浸シートのガラス含有率は６０〜９５質量％であり、
前記ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体のガラス含有率は５〜４０質量％である、製造方法。
【請求項２】
前記ポリカーボネート樹脂の溶液のポリカーボネート樹脂の濃度は、４〜１４質量％である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０である、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、
ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得ることのできる、樹脂含浸シートであって、
ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シート。
【請求項６】
ポリカーボネート樹脂の溶液を含浸させたガラス繊維織物から、前記溶液中の溶媒を除去して得た、ガラス含有率が６０〜９５質量％の樹脂含浸シートと、ポリカーボネート樹脂フィルムとの積層体を、加熱及び加圧して得られる、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体であって、
ガラス含有率は５〜４０質量％であり、ヘーズが５〜９１％である、ガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【請求項７】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの屈折率は、１．５８０〜１．５９０である、請求項６に記載のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【請求項８】
前記ガラス繊維織物を構成するガラスの組成は、
ガラスの全量基準で、ＳｉＯ２が５０〜５４質量％、Ａｌ２Ｏ３が７〜１２質量％、ＣａＯとＢａＯとの合計が１６〜３２質量％、Ｌａ２Ｏ３が３〜１５質量％、ＺｎＯが４〜１０質量％である、請求項６又は７に記載のガラス繊維織物強化ポリカーボネート樹脂成形体。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１４０１６５（Ｐ２０１１−１４０１６５Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１０（Ｐ２０１０−２１１０）
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（０００００３９７５）日東紡績株式会社 (251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（０００００３９７５）日東紡績株式会社 (251)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]