[发明专利]含有不饱和聚酯树脂和微纤化植物纤维的成型材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有不饱和聚酯树脂和微纤化植物纤维的成型材料。

背景技术

为了赋予热固性树脂耐热性及功能强度等，可以使用粒子状、纤维状等加强材料。其中，作为纤维状加强材料，通常使用玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、碳化硅纤维、金属纤维、硼纤维等纤维；金属、陶瓷、高分子化合物等针状单晶；纸浆等植物性纤维；合成纤维等。近年来，在植物性纤维中，微纤化纤维素(Microfibrillated cellulose)受到关注。

微纤化纤维素是具有微米级单位的纤维直径的纤维状纤维素的总称，成为其来源的原材料也不限定于纸浆，可以举出各种植物及微生物等，根据作为其来源的原材料、及机械处理法或化学处理法不同而存在多种形态。作为将该微纤化纤维素以纤维状加强材料的形式用于热固性树脂的具体例，已知有与酚醛树脂、双酚A型环氧树脂进行配合的例子。

例如，已知有外板构件、滑动构件，所述外板构件、滑动构件是将20重量％微纤化纤维素“Celish”(Daicel化学工业株式会社)与80重量％酚醛树脂混合·搅拌，将所得混合物成型得到的(参见专利文献1、2)。该“Celish”是以棉绒等为起始原料，通过施加高剪切力、高冲击力，使其高度裂解·微细化，为平均纤维直径3μm以下(0.01～3μm)、平均纤维长度5～3000μm、比表面积50～300m²/g的微纤化纤维素(专利文献3)。

进而，除“Celish”之外，还已知有一种复合体，所述复合体是使双酚A型环氧树脂含浸于由最大纤维直径1500nm以下的微纤化纤维素形成的无纺布中后，通过热压使其热固化得到的(专利文献4)。该微纤化纤维素为了维持所配合的双酚A型环氧树脂的透明性，利用高压均化器、或超高压均化器等微细化装置，对棉绒重复实施微细化处理20次左右。

另一方面，本发明人的一部分即矢野等人制造了下述复合体，所述复合体是通过由纤维素微纤维的混悬液制作片材并层合后，使其含浸酚醛树脂，在模内对其进行加热加压而得到的(专利文献5)。

另外，为了获得高透明性构件，矢野等人(1)如下所述制造了一种树脂复合片材，即，使酚醛树脂含浸于来自细菌纤维素(BC)的微纤化纤维素的片状物中，风干数小时后，层合所需片数，之后利用热压使其热固化(专利文献6～8)。另外，(2)还如下所述制造了一种树脂复合片材，即，使紫外线固化型丙烯酸树脂的单体溶液(TCDDMA)含浸于来自上述BC的微纤化纤维素及来自纸浆的微纤化纤维素的片状物后，使其进行UV固化(专利文献9～11)。进而，(3)还制造了一种复合树脂组合物，所述复合树脂组合物含有来自上述BC的微纤化纤维素或来自纸浆的微纤化纤维素和双酚A型环氧树脂，使其固化，以粘合剂或封固材料的形式进行使用(专利文献12)。

上述文献的目的均在于获得高透明性的树脂复合材料，因此，其特征在于，使用原来纤维直径小的BC，或者使用下述微纤化纤维素，即，对纸浆进行高压均化处理后，实施研磨处理30次，使用为纳米级且高比表面积的纤维直径的微纤化纤维素。

矢野等人将紫外线固化型丙烯酸树脂单体液(TCDDMA)含浸于用氢氧化钾水溶液进行脱木素处理/脱半纤维素处理得到的微纤化纤维素的片状物中后，使其进行UV交联，制备树脂复合片材(专利文献13)。

另一方面，向不饱和聚酯树脂中加入填充剂、固化剂、脱模剂、颜料、增稠剂等形成树脂组合物，将该树脂组合物含浸于玻璃纤维等强化用纤维物质中，形成为片状或块状的不饱和聚酯树脂成型材料，上述所得的不饱和聚酯树脂成型材料被称作片状模塑料(SMC)、块状模塑料(BMC)等，主要经过压缩成型广泛地应用于住宅设施、工业部件、汽车部件等。

上述成型材料通常在加热条件下被压缩成型。但是，压缩成型法中，存在下述缺点，即，欲要扩大(大型化、多品种化)适用产品时，大型成型机的确保、高额的模投资等的费用负担变得非常大。目前，在压缩成型温度为120～160℃左右、压缩成型压力为8～10MPa左右的高压下进行成型，但如果在较低温度、低压下进行压缩成型，则可以降低上述费用负担。但是，欲要在低温、低压下进行压缩成型时，存在局部充填不足，或者易于在成型品表面产生空穴、针孔的缺点。空穴、针孔，不仅导致外观差，而且对机械强度也产生不良影响，故不优选。