[發明專利]含有不飽和聚酯樹脂和微纖化植物纖維的成型材料

有效

• 申請號: 200980129896.0
• 申請日: 2009-02-02
• 公開（公告）號: CN102112509A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 矢野浩之;佐藤明弘;A·N·納卡蓋托;中坪文明
• 申請（專利權）人: 國立大學法人京都大學
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08J5/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及一種含有不飽和聚酯樹脂和微纖化植物纖維的成型材料。

背景技術

為了賦予熱固性樹脂耐熱性及功能強度等，可以使用粒子狀、纖維狀等加強材料。其中，作為纖維狀加強材料，通常使用玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、碳化硅纖維、金屬纖維、硼纖維等纖維；金屬、陶瓷、高分子化合物等針狀單晶；紙漿等植物性纖維；合成纖維等。近年來，在植物性纖維中，微纖化纖維素(Microfibrillated?cellulose)受到關注。

微纖化纖維素是具有微米級單位的纖維直徑的纖維狀纖維素的總稱，成為其來源的原材料也不限定于紙漿，可以舉出各種植物及微生物等，根據作為其來源的原材料、及機械處理法或化學處理法不同而存在多種形態。作為將該微纖化纖維素以纖維狀加強材料的形式用于熱固性樹脂的具體例，已知有與酚醛樹脂、雙酚A型環氧樹脂進行配合的例子。

例如，已知有外板構件、滑動構件，所述外板構件、滑動構件是將20重量％微纖化纖維素“Celish”(Daicel化學工業株式會社)與80重量％酚醛樹脂混合·攪拌，將所得混合物成型得到的(參見專利文獻1、2)。該“Celish”是以棉絨等為起始原料，通過施加高剪切力、高沖擊力，使其高度裂解·微細化，為平均纖維直徑3μm以下(0.01～3μm)、平均纖維長度5～3000μm、比表面積50～300m²/g的微纖化纖維素(專利文獻3)。

進而，除“Celish”之外，還已知有一種復合體，所述復合體是使雙酚A型環氧樹脂含浸于由最大纖維直徑1500nm以下的微纖化纖維素形成的無紡布中后，通過熱壓使其熱固化得到的(專利文獻4)。該微纖化纖維素為了維持所配合的雙酚A型環氧樹脂的透明性，利用高壓均化器、或超高壓均化器等微細化裝置，對棉絨重復實施微細化處理20次左右。

另一方面，本發明人的一部分即矢野等人制造了下述復合體，所述復合體是通過由纖維素微纖維的混懸液制作片材并層合后，使其含浸酚醛樹脂，在模內對其進行加熱加壓而得到的(專利文獻5)。

另外，為了獲得高透明性構件，矢野等人(1)如下所述制造了一種樹脂復合片材，即，使酚醛樹脂含浸于來自細菌纖維素(BC)的微纖化纖維素的片狀物中，風干數小時后，層合所需片數，之后利用熱壓使其熱固化(專利文獻6～8)。另外，(2)還如下所述制造了一種樹脂復合片材，即，使紫外線固化型丙烯酸樹脂的單體溶液(TCDDMA)含浸于來自上述BC的微纖化纖維素及來自紙漿的微纖化纖維素的片狀物后，使其進行UV固化(專利文獻9～11)。進而，(3)還制造了一種復合樹脂組合物，所述復合樹脂組合物含有來自上述BC的微纖化纖維素或來自紙漿的微纖化纖維素和雙酚A型環氧樹脂，使其固化，以粘合劑或封固材料的形式進行使用(專利文獻12)。

上述文獻的目的均在于獲得高透明性的樹脂復合材料，因此，其特征在于，使用原來纖維直徑小的BC，或者使用下述微纖化纖維素，即，對紙漿進行高壓均化處理后，實施研磨處理30次，使用為納米級且高比表面積的纖維直徑的微纖化纖維素。

矢野等人將紫外線固化型丙烯酸樹脂單體液(TCDDMA)含浸于用氫氧化鉀水溶液進行脫木素處理/脫半纖維素處理得到的微纖化纖維素的片狀物中后，使其進行UV交聯，制備樹脂復合片材(專利文獻13)。

另一方面，向不飽和聚酯樹脂中加入填充劑、固化劑、脫模劑、顏料、增稠劑等形成樹脂組合物，將該樹脂組合物含浸于玻璃纖維等強化用纖維物質中，形成為片狀或塊狀的不飽和聚酯樹脂成型材料，上述所得的不飽和聚酯樹脂成型材料被稱作片狀模塑料(SMC)、塊狀模塑料(BMC)等，主要經過壓縮成型廣泛地應用于住宅設施、工業部件、汽車部件等。

上述成型材料通常在加熱條件下被壓縮成型。但是，壓縮成型法中，存在下述缺點，即，欲要擴大(大型化、多品種化)適用產品時，大型成型機的確保、高額的模投資等的費用負擔變得非常大。目前，在壓縮成型溫度為120～160℃左右、壓縮成型壓力為8～10MPa左右的高壓下進行成型，但如果在較低溫度、低壓下進行壓縮成型，則可以降低上述費用負擔。但是，欲要在低溫、低壓下進行壓縮成型時，存在局部充填不足，或者易于在成型品表面產生空穴、針孔的缺點。空穴、針孔，不僅導致外觀差，而且對機械強度也產生不良影響，故不優選。