JP2000343551A - 繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冬期と夏期によって発泡硬化条件を変更した
り大げさな空調機の設置をすることなく、外観形状に優
れた繊維強化熱硬化性発泡樹脂製軽量板状体を連続的に
製造する方法を提供する。 【解決手段】 製造各工程部分毎の賦形金型の温度を各
工程毎に最適に制御することで、発泡硬化性樹脂液の発
泡・硬化反応条件を年間を通じて一定にでき、従って夏
期と冬期とで発泡硬化液の配合を変更したりすることな
く、安定した形状寸法の熱硬化性発泡樹脂成型品を得る
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建材等に好適に使
用される繊維強化熱硬化性発泡樹脂製軽量板状体を連続
的に製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維強化熱硬化性発泡樹脂製軽量
板状体を連続的に製造する方法としては、特公昭５２−
２４２１号公報や実公昭５９−３６４１４号公報に記載
されているように、発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強
繊維材料を、エンドレスベルトで構成された賦形金型中
を連続的に通過させ、その中で上記樹脂液を発泡硬化さ
せて板状に賦形する製造方法や製造装置が知られてい
る。

【０００３】これらの方法や装置では、賦形金型として
用いられるエンドレスベルト式賦形金型は、金型内部で
発泡し容積を増大させる樹脂液の圧力に対抗して製品の
断面形状を一定に保つ為にある程度の剛性が必要であ
り、そのために一般に鋼などの金属が用いられるのが通
例である。

【０００４】エンドレスベルト式賦形金型が金属製であ
るが故に、外気温の影響で金型自体の温度が変化しやす
く、例えば夏期と冬期とのように外気温が大きく異なる
場合などでは、賦形金型の温度が一定せず、発泡速度や
発泡温度が異なって、得られた製品の外観形状が一定し
ないという欠点があった。

【０００５】これを防止するために、冬期と夏期とで製
造機周辺の気温を一定にするための空調機を設置した
り、触媒量や発泡剤量等の配合条件を変更したりして発
泡硬化条件を整え、製品の外観形状を安定させることが
必要であり、付帯的な設備が大げさになってしまうこと
が多かった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来方法の欠点である、冬期と夏期によって発泡硬化
条件を変更したり大げさな空調機の設置をすることな
く、外観形状に優れた繊維強化熱硬化性発泡樹脂製軽量
板状体を連続的に製造する方法を提供する目的でなされ
たものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造方法（発明
１）は、発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強用連続長繊
維束を金型中を連続的に通過させ、その中で上記樹脂液
を発泡硬化させて板状に賦形する繊維強化熱硬化性発泡
樹脂成型品の製造方法において、 金型が少なくとも発泡
硬化性樹脂液が発泡する工程（発泡工程）部分と発泡し
た樹脂液の硬化が完了する工程（硬化工程）部分とを含
み、それぞれの工程部分の金型温度が独立して異なった
温度に制御されている金型を用いることを特徴とする、
繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造方法である。

【０００７】本発明の請求項２に記載の繊維強化熱硬化
性発泡樹脂成型品の製造方法（発明２）は発明１に記載
の賦形金型の温度が、３０〜５０℃（温度範囲１）と、
７０〜１００℃（温度範囲２）との２つの温度範囲でそ
れぞれ制御されており、温度範囲１は発泡工程の部分の
賦形金型温度であり、温度範囲２は硬化工程の部分の賦
形金型温度であることを特徴とする発明１に記載の繊維
強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造方法である。

【０００８】本発明における賦形金型は金属製のエンド
レスベルトであり、発泡時の発泡圧力に対抗して製品寸
法を安定させる必要があるので、通常は高張力鋼が用い
られるが、反面、金属製であるがゆえに外気温の影響を
受けやすく、夏期と冬期とでは金型温度が異なり発泡条
件が変わって製品外観が安定しなくなる傾向が強くな
る。即ち、製品の寸法や外観を安定的に生産するために
は、発泡開始時の金型温度、発泡中の金型温度、硬化時
の金型温度を個別に最適な温度に制御する必要がある。

【０００９】発泡時及び硬化時の金型温度が低いと発泡
力が弱く製品に穴あきや巣を生じたり、表面に艶が出な
いなど外観に悪い影響が出る。また、金型温度が高すぎ
ると発泡力が強くなり気泡が破れるなどしてこれも製品
外観に悪い影響が出る。

【００１０】また、発泡硬化性樹脂は硬化時に発熱す
る。例えば、厚みの大きい板状製品のように、その断面
において中心から表面までの距離が大きい場合などで
は、金型内で発泡硬化が完了した後、内部が高温のまま
金型から搬出されてしまうと金型から出た後に製品膨
れ、割れなどが生じる危険性があり、そのため、厚みの
大きいサイズの板状製品では金型から搬出される前に内
部温度を搬出後に発泡しない温度まで冷やしておかねば
ならず、その成形速度が厚みが薄いものに比べ遅くなっ
て生産性が悪くなってしまう。

【００１１】従って発明１では、熱硬化性発泡樹脂成型
品を得る製造方法として、賦形金型が、少なくとも発泡
硬化性樹脂液が発泡する工程（発泡工程）部分と、発泡
した樹脂液の硬化が完了する工程（硬化工程）部分とを
含み、それぞれの工程部分の金型温度が各工程に最も適
した温度に個別に制御することで、これらの不具合を防
止するものである。

【００１２】また発明２では、上記２つの工程を含み、
発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強用連続長繊維束が進
入される口（金型入り口）と発泡硬化性樹脂液を含浸さ
せた補強用連続長繊維束が搬出される口（金型出口）の
部分の温度も合わせて制御することで、年間を通じて安
定した形状寸法を持つ熱硬化性発泡樹脂成型品を得るも
のである。

【００１３】繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造に
おいては、冬期、夏期における製品の外観性状を安定さ
せるために、季節を通じて製造工程部分毎の賦形金型温
度が最適の温度に保たれている必要がある。即ち、繊維
強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造における各製造工程
部分の賦形金型の最適温度を列記すれば以下のようにな
る。

【００１４】（発泡工程）発泡硬化性樹脂が発泡を開始
してから、発泡が完了する間での間で、金型温度は３０
〜５０℃が好ましい。３０℃以下だと発泡速度が遅く発
泡力が弱くなって熱硬化性発泡樹脂成型品に巣ができた
り、生産性が悪くなる恐れがあり、５０℃以上では速度
が速すぎて気泡の大きさが不揃いとなったり、破泡して
発泡気泡が連結し硬化体に巣ができたり緻密なスキン層
が形成し難くなって艶がなくなる恐れがある。

【００１５】繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造に
おいては、発泡硬化性樹脂の発泡時の金型温度を一定に
しておく必要がある。即ち、ポリウレタン樹脂など等の
発泡硬化性樹脂では、発泡時の金型温度によって発泡状
体が大きく影響を受け、外観等に不均一が生じる場合が
多く、通常、金型温度を約７０℃程度の高温に保ち硬化
を完全に行っている。

【００１６】（硬化工程）発泡した発泡硬化性樹脂の硬
化が完了するまでの間で、金型温度は７０〜１００℃が
好ましい。７０℃より低いと硬化の完了が不十分となっ
て未反応樹脂が残存する可能性があり、１００℃より高
ければ熱硬化性発泡樹脂成型品の内部残存熱量が大きく
なり、次に続く冷却工程で除去すべき熱量が大きくなっ
て生産性が悪くなる。

【００１７】（余熱工程）なお、エンドレスベルト式賦
形金型の、発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強用連続長
繊維束が進入する口（金型入り口）から、ガラス繊維束
に含浸された発泡硬化性樹脂液が発泡を開始するまでの
間で、金型温度は２０〜３０℃が好ましい。２０℃より
低いと発泡工程における賦形金型の温度が低くなり、発
泡硬化性樹脂液の温度がバルクの各部分でムラとなって
発泡開始が部分的に不揃いとなって気泡が均一でなくな
る恐れがあり、３０℃より高いと発泡工程における賦形
金型の温度が高くなって、発泡硬化性樹脂液が発泡工程
の金型部分に行くまでに発泡を開始してしまい、やはり
気泡が不揃いとなってしまう恐れがある。但し、この工
程の温度制御は、外気温との兼ね合いで省略することも
可能である。

【００１８】（冷却工程）また、硬化が完了してから、
硬化した発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強用連続長繊
維束が搬出される口（金型出口）までの間で、金型出口
における熱硬化性発泡樹脂成型品が十分に冷却されて搬
出後の熱硬化性発泡樹脂成型品が後発泡して変形しなく
なる温度となっていればよい。そのために、通常は金型
温度は４０℃以下が好ましい。なお、製造される熱硬化
性発泡樹脂成型品の形状がその断面の中心から表面まで
の距離がおおむね３０ｍｍ以下の熱硬化性発泡樹脂成型
品の場合は、特に冷却工程を設けなくても後発泡による
変形がほとんどないので、冷却工程を省略することも可
能である。

【００１９】（作用）各工程部分毎の賦形金型の温度を
各工程毎に最適に制御することで、発泡硬化性樹脂液の
発泡硬化反応条件を年間を通じて一定にでき、従って夏
期と冬期とで発泡硬化樹脂液の配合を変更したりするこ
となく、安定した形状寸法の熱硬化性発泡樹脂成型品を
得ることが可能となるのである。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面で
説明する。図１は、本発明における発泡硬化性樹脂液を
含浸させた補強用連続長繊維束を賦形金型中を連続的に
通過させ、その中で上記樹脂液を発泡硬化させて板状に
賦形する装置で繊維強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造
する方法を示す模式図である。なお、本実施例は本発明
の効果を発現させる為の装置の例を示すものであって、
実施例に記載の方法に限らず同様の効果を持つ他の方法
であっても良いことはいうまでもない。

【００２１】図１において、補強ガラス繊維束Ｇに熱硬
化性発泡樹脂液１が含浸台２上で含浸装置３で含浸さ
れ、熱硬化性発泡樹脂を含浸したガラス繊維束は、上下
左右の４面を４つの高炭素鋼製エンドレスベルトで、断
面形状が矩形になるよう組み合わされて構成された賦形
金型４の入り口に搬送され、賦形金型内に進入する。賦
形金型は、入り口側から順次、温調ゾーンI、発泡ゾー
ンII、硬化ゾーンIII、冷却ゾーンIVの４つのゾーンに
て構成され、冷却ゾーンIVは金型出口に繋がっている。
賦形金型を構成している４つのエンドレスベルトはこれ
ら４つのゾーンを連続して通過している。

【００２２】温調ゾーンIには、ガラスウール製保温材
を充填した保温カバーＣ１が、エンドレスベルト式賦形
金型４を覆うように配置されている。保温カバーＣ１は
賦形金型４全体を覆うように設置されていても良く、個
々のエンドレスベルトを個別に覆うようになっていても
良い。保温カバーＣ１には、温・冷風機Ｍ１が接続さ
れ、必要に応じて温風又は冷風が送風パイプ５を通って
送り込まれ、賦形金型温度が２０℃〜３０℃になるよう
制御されている。温調ゾーン１に進入したガラス繊維束
Ｇに含浸された熱硬化性発泡樹脂１は、賦形金型によっ
て加熱あるいは冷却され、年間を通じて一定の温度にな
るよう調節される。なお、本工程の温度制御は、外気温
が２０℃〜３０℃である季節では不要である。

【００２３】発泡ゾーンIIには、温調ゾーンIと同様に
保温カバーＣ２が配置され、同様に温風器Ｍ２が接続さ
れて賦形金型温度が３０℃から５０℃になるよう制御さ
れている。温調ゾーンIで一定温度に調節され、発泡ゾ
ーンIIに進入したガラス繊維束Ｇに含浸された熱硬化性
発泡樹脂液１は発泡を開始し、制御された賦形金型で一
定の発泡温度条件に整えられて均一な発泡を行う。夏期
において外気温が高くなる時は、部分的に温風器Ｍ２の
運転を停止する場合もあるが、通常は発泡ゾーンIIに取
り付けられた制御用温度計によって自動ＯＮ−ＯＦＦ運
転を行う。

【００２４】硬化ゾーンIIIには、発泡ゾーンIIと同様
に保温カバーＣ３が配置され、同様に温風器Ｍ３が接続
されて賦形金型温度が７０℃から１００℃になるよう制
御されている。発泡ゾーンIIで発泡したガラス繊維束Ｇ
に含浸された熱硬化性発泡樹脂液１は、硬化ゾーンIII
で硬化反応が完全に終了するまで、制御された温度範囲
におかれる。未硬化の樹脂が残れば、製品搬出後に後発
泡して製品形状が歪む恐れがある。また、この工程では
発泡反応による発熱があるため、温風器Ｍ３からの加熱
用温風の温度及び風量は、絶えず硬化ゾーンIIIに設置
された制御用温度計によって監視されて自動的に調節さ
れる必要がある。

【００２５】冷却ゾーンIVには、温調ゾーンIと同様に
保温カバーＣ４が配置され、同様に冷風器Ｍ４が接続さ
れて賦形金型温度が２５℃以下になるよう制御され、冷
却金型として機能する。この工程は製品の内部温度を後
発泡しない温度まで下げることを目的とした工程であっ
て、その温度と冷却時間は製造される製品のサイズによ
って変更されるべきである。即ち、断面形状の中心から
表面までの大きいサイズの製品では、硬化ゾーンIIIに
おいて与えられた熱量が大きく、従って除去しなければ
ならない熱量が大きい上、製品が発泡体であるがゆえに
熱伝導率が小さく断面形状の中央部分の温度はなかなか
低下しないから、一定レベル以上のサイズの製品を得る
場合には必要な工程である。但し、３０ｍｍ以下の厚み
の板状体の製造時では、必ずしも必要な工程ではない。

【００２６】冷却ゾーンIVを通過した繊維強化熱硬化性
発泡樹脂成型品は、引っ張り機６によって引っ張られ、
賦形金型４は引き出されて製品Ｓとなる。

【００２７】

【発明の効果】賦形金型を、温調ゾーンI、発泡ゾーンI
I、硬化ゾーンIII、冷却ゾーンIVの４つのゾーンに分割
し、それぞれのゾーンをゾーン毎に最適の温度に制御す
ることで、年間を通じて安定した外観と形状寸法の繊維
強化熱硬化性発泡樹脂成型品の製造製品を得ることが出
来る。また、季節による変動要因が少なくなるので、夏
冬一定の配合条件で成型が可能となり、同時に、厚みの
大きいサイズでの製品中膨れが小さくなり、割れによる
不良が減少するので、製造効率がアップする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 熱硬化性発泡樹脂液を含浸させた補強用連続
長繊維束を賦形金型中を連続的に通過させ、その中で上
記樹脂液を発泡硬化させて板状に賦形する装置で繊維強
化熱硬化性発泡樹脂成型品を製造する方法を示す模式
図。

【符号の説明】

Ｇ ガラス繊維束 １ 熱硬化性発泡樹脂液 ２ 含浸台 ３ 含浸装置 ４ 賦形金型 ５ 送風パイプ ６ 引っ張り機 Ｓ 製品 I 温調ゾーン II 発泡ゾーン III 硬化ゾーン IV 冷却ゾーン Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４ 保温カバー Ｍ１ 温・冷風機 Ｍ２、Ｍ３ 温風機 Ｍ４ 冷風機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 7:00 31:10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡硬化性樹脂液を含浸させた補強用連
   続長繊維束を賦形金型中を連続的に通過させ、その中で
   上記樹脂液を発泡硬化させて板状に賦形する繊維強化熱
   硬化性発泡樹脂成型品の製造方法において、 賦形金型が
   少なくとも発泡硬化性樹脂液が発泡する工程（発泡工
   程）部分と発泡した樹脂液の硬化が完了する工程（硬化
   工程）部分とを含み、それぞれの工程部分の賦形金型温
   度が独立して異なった温度に制御されている賦形金型を
   用いることを特徴とする、繊維強化熱硬化性発泡樹脂成
   型品の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の賦形金型の温度が、３
   ０〜５０℃（温度範囲１）と、７０〜１００℃（温度範
   囲２）との２つの温度範囲でそれぞれ制御されており、
   温度範囲１は発泡工程の部分の賦形金型温度であり、温
   度範囲２は硬化工程の部分の賦形金型温度であることを
   特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱硬化性発泡樹脂
   成型品の製造方法。