JP2001079866A - 自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製造方法 - Google Patents
自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べて優れた物性を有して設計への変
更が容易であるのみならず、コストダウンの点で改善さ
れて電気自動車などの特殊目的として少量の量産車種に
効果的に適用しうる自動車フェンダの熱硬化性樹脂の製
造方法を提供する。 【解決手段】 不飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂と
し、それに補強材としてガラス繊維または炭素繊維が含
まれた自動車フェンダ用熱硬化性樹脂を製造する方法に
おいて、３つの端片で製作された金型上に前記基本樹脂
でゲルコーティングを施してから、該ゲルコーティング
された面上にガラス繊維または炭素繊維で製作された補
強材を前記基本樹脂に対して20〜60重量%含有されるよ
うにハンドレイアップ(Hand Lay Up)工法を利用して１
〜４重に積層する。
更が容易であるのみならず、コストダウンの点で改善さ
れて電気自動車などの特殊目的として少量の量産車種に
効果的に適用しうる自動車フェンダの熱硬化性樹脂の製
造方法を提供する。 【解決手段】 不飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂と
し、それに補強材としてガラス繊維または炭素繊維が含
まれた自動車フェンダ用熱硬化性樹脂を製造する方法に
おいて、３つの端片で製作された金型上に前記基本樹脂
でゲルコーティングを施してから、該ゲルコーティング
された面上にガラス繊維または炭素繊維で製作された補
強材を前記基本樹脂に対して20〜60重量%含有されるよ
うにハンドレイアップ(Hand Lay Up)工法を利用して１
〜４重に積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車フェンダ
用熱硬化性樹脂の製造方法に関するもので、より詳しく
は、自動車のフェンダを製造するに際し、従来は自動車
のフェンダ用材質として使用されていた鋼板にとって代
わってハンドレイアップ(Hand Lay Up)工法を利用し
て、さらに不飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂として使
用し、それにガラス繊維または炭素繊維で製作された補
強材を一重以上に積層することによって、従来に比べて
優れた物性を有して設計の変更が容易であるばかりか、
コストダウンの点ではるかに改善されて電気自動車など
の特殊目的として少量の量産車種に効果的に適用しうる
熱硬化性樹脂を利用する自動車フェンダの製造方法に関
するものである。
用熱硬化性樹脂の製造方法に関するもので、より詳しく
は、自動車のフェンダを製造するに際し、従来は自動車
のフェンダ用材質として使用されていた鋼板にとって代
わってハンドレイアップ(Hand Lay Up)工法を利用し
て、さらに不飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂として使
用し、それにガラス繊維または炭素繊維で製作された補
強材を一重以上に積層することによって、従来に比べて
優れた物性を有して設計の変更が容易であるばかりか、
コストダウンの点ではるかに改善されて電気自動車など
の特殊目的として少量の量産車種に効果的に適用しうる
熱硬化性樹脂を利用する自動車フェンダの製造方法に関
するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】一般に、自動車の車体
への外板の材質としては鋼板が使用されている。ところ
で、鋼板を材質として使用する場合には、鋼板の成形特
性上３〜４段階のプレス成形工程を経るべきであること
から、金型製作費及び施設投資費が多くかかり、鋼板コ
イルからブランキング工程を経つつ原材料の損失量が大
となる問題がある。さらに、鋼板を使用する場合には、
所定の荷重以上で永久変形を起こすため、オイルカニン
グ(oil canning)現象が発生する問題がある。併せて、
鋼板は比重が7.8であるため、肉厚を薄くするとしても
部品の重量が大となる問題と、鋼板の固有特性である腐
食の問題を避けきれない問題がある。
への外板の材質としては鋼板が使用されている。ところ
で、鋼板を材質として使用する場合には、鋼板の成形特
性上３〜４段階のプレス成形工程を経るべきであること
から、金型製作費及び施設投資費が多くかかり、鋼板コ
イルからブランキング工程を経つつ原材料の損失量が大
となる問題がある。さらに、鋼板を使用する場合には、
所定の荷重以上で永久変形を起こすため、オイルカニン
グ(oil canning)現象が発生する問題がある。併せて、
鋼板は比重が7.8であるため、肉厚を薄くするとしても
部品の重量が大となる問題と、鋼板の固有特性である腐
食の問題を避けきれない問題がある。
【０００３】そこで、本発明の発明者らは、上記のごと
き自動車車体の外板が有している問題点を解決するため
に研究、努力を重ねてきた結果、新たな概念の自動車車
体の外板用複合材を開発するに至った。すなわち、この
発明は従来に自動車車体の外板用材質として使用されて
いた鋼板にとって代わってハンドレイアップ(Hand Lay
Up)工法を利用し、不飽和ポリエステル樹脂を使用し
て、それにガラス繊維または炭素繊維で製作された補強
材を一重以上に積層することによって、従来に比べて優
れた物性を有して設計への変更が容易であるばかりか、
コストダウンという点ではるかに改善されて電気自動車
などの特殊目的として少量の量産車種に効果的に適用し
うる自動車フェンダ用の熱硬化性樹脂の製造方法を提供
することにその目的がある。
き自動車車体の外板が有している問題点を解決するため
に研究、努力を重ねてきた結果、新たな概念の自動車車
体の外板用複合材を開発するに至った。すなわち、この
発明は従来に自動車車体の外板用材質として使用されて
いた鋼板にとって代わってハンドレイアップ(Hand Lay
Up)工法を利用し、不飽和ポリエステル樹脂を使用し
て、それにガラス繊維または炭素繊維で製作された補強
材を一重以上に積層することによって、従来に比べて優
れた物性を有して設計への変更が容易であるばかりか、
コストダウンという点ではるかに改善されて電気自動車
などの特殊目的として少量の量産車種に効果的に適用し
うる自動車フェンダ用の熱硬化性樹脂の製造方法を提供
することにその目的がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するためになされたこの発明では、使用される材質は不
飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂として、それに補強材
としてガラス繊維または炭素繊維が20〜60重量%含まれ
る。さらに、この発明は自動車車体のフェンダ用の熱硬
化性樹脂を製造する方法であり、３つの端片で製作され
た金型上に不飽和ポリエステル樹脂でゲルコーティング
を施してから、該ゲルコーティングされた面上にガラス
繊維または炭素繊維で製作された補強材をハンドレイア
ップ(Hand Lay Up)工法を利用して１〜４重に積層する
ことを特徴とする。
するためになされたこの発明では、使用される材質は不
飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂として、それに補強材
としてガラス繊維または炭素繊維が20〜60重量%含まれ
る。さらに、この発明は自動車車体のフェンダ用の熱硬
化性樹脂を製造する方法であり、３つの端片で製作され
た金型上に不飽和ポリエステル樹脂でゲルコーティング
を施してから、該ゲルコーティングされた面上にガラス
繊維または炭素繊維で製作された補強材をハンドレイア
ップ(Hand Lay Up)工法を利用して１〜４重に積層する
ことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】この発明は、従来から自動車車体
の外板用材質として使用されている鋼板にとって代わっ
て不飽和ポリエステル樹脂を使用し、それにガラス繊維
または炭素繊維で製作された補強材を一重以上に積層し
て自動車車体の外板を製造する方法に関するものであ
る。次に、本発明の自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製
造方法の実施の形態について詳しく述べることにする。
の外板用材質として使用されている鋼板にとって代わっ
て不飽和ポリエステル樹脂を使用し、それにガラス繊維
または炭素繊維で製作された補強材を一重以上に積層し
て自動車車体の外板を製造する方法に関するものであ
る。次に、本発明の自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製
造方法の実施の形態について詳しく述べることにする。
【０００６】まず、本発明の自動車フェンダ用熱硬化性
樹脂を製造するための方法としては、次のごときハンド
レイアップ(Hand Lay Up)工法を用いる。最初に、３つ
の端片にて製作された金型の製作について説明する。
樹脂を製造するための方法としては、次のごときハンド
レイアップ(Hand Lay Up)工法を用いる。最初に、３つ
の端片にて製作された金型の製作について説明する。
【０００７】まず、マスタモールド(positive mold、通
常、木型という)を製造してから、これを基準にFRPまた
はエポキシ樹脂で金型(negative mold)を製造する。添
付した図１の（ａ）は本発明に使用される分割された金
型の形状図の一例を、（ｂ）は（ａ）を一つに組み立て
た状態を、（ｃ）は（ｂ）によって成形される樹脂を示
す。図中１、２、３はそれぞれ第１〜第３の金型であ
る。前記製造された金型は、図１の（ａ）、（ｂ）に示
すように、一般に上下金型からなる通常の金型でない、
分割型金型で製作することから、アンダカット(under-c
ut)が存在して脱型されないという問題を解決すること
ができる。
常、木型という)を製造してから、これを基準にFRPまた
はエポキシ樹脂で金型(negative mold)を製造する。添
付した図１の（ａ）は本発明に使用される分割された金
型の形状図の一例を、（ｂ）は（ａ）を一つに組み立て
た状態を、（ｃ）は（ｂ）によって成形される樹脂を示
す。図中１、２、３はそれぞれ第１〜第３の金型であ
る。前記製造された金型は、図１の（ａ）、（ｂ）に示
すように、一般に上下金型からなる通常の金型でない、
分割型金型で製作することから、アンダカット(under-c
ut)が存在して脱型されないという問題を解決すること
ができる。
【０００８】次に、この発明では前記３つの端片で製作
された金型上に基本樹脂である不飽和ポリエステル樹脂
によりゲルコーティングを行う過程を経る。ここで、不
飽和ポリエステル樹脂は熱硬化性プラスチックに属する
高分子化合物であって、一般にガラス等の繊維で強化さ
れたものを繊維強化プラスチック(fiber reinforced pl
astics : FRP)という。該不飽和ポリエステル樹脂とし
ては変成ビスフェノール系樹脂、ビスフェノール系樹
脂、イソ系樹脂、オルト系樹脂、テレ系樹脂及びビニル
エステル系樹脂中から選択して使用することができる。
された金型上に基本樹脂である不飽和ポリエステル樹脂
によりゲルコーティングを行う過程を経る。ここで、不
飽和ポリエステル樹脂は熱硬化性プラスチックに属する
高分子化合物であって、一般にガラス等の繊維で強化さ
れたものを繊維強化プラスチック(fiber reinforced pl
astics : FRP)という。該不飽和ポリエステル樹脂とし
ては変成ビスフェノール系樹脂、ビスフェノール系樹
脂、イソ系樹脂、オルト系樹脂、テレ系樹脂及びビニル
エステル系樹脂中から選択して使用することができる。
【０００９】次に、前記ゲルコーティングされた面上に
ガラス繊維または炭素繊維で製作された補強材を１〜４
重に積層する過程を経る。この際、前記ガラス繊維また
は炭素繊維で製作された補強材は、チョップドストレン
ドマット(Chopped Strand Mat)、ウブンロビングマット
(Woven Roving Mat)、布(Cloth Mat)または紡績糸マッ
ト(Yarn Mat)の形で積層されるが、その積層順は求めら
れる物性に応じて変えることができる。
ガラス繊維または炭素繊維で製作された補強材を１〜４
重に積層する過程を経る。この際、前記ガラス繊維また
は炭素繊維で製作された補強材は、チョップドストレン
ドマット(Chopped Strand Mat)、ウブンロビングマット
(Woven Roving Mat)、布(Cloth Mat)または紡績糸マッ
ト(Yarn Mat)の形で積層されるが、その積層順は求めら
れる物性に応じて変えることができる。
【００１０】このように、補強材を積層させた後、手作
業でローラを使用して前記樹脂を含浸せしめつつ、常温
で硬化させるが、硬化時間は5〜15分にすることができ
る。したがって、完全に硬化する前にさらに積層する過
程を操返すことから、成形品の肉厚は補強材をいくつの
層に積層(lay-up)するかによって決まる。
業でローラを使用して前記樹脂を含浸せしめつつ、常温
で硬化させるが、硬化時間は5〜15分にすることができ
る。したがって、完全に硬化する前にさらに積層する過
程を操返すことから、成形品の肉厚は補強材をいくつの
層に積層(lay-up)するかによって決まる。
【００１１】この際、硬化時間が5分未満の場合には、
適切に硬化されないことから、層間が狭くなるおそれが
ありうるため、品質問題を起こすこともありうるし、逆
に15分を超す場合には、硬化されすぎて出来上った後、
層間からの分離現象が発生しうることから好ましくな
い。
適切に硬化されないことから、層間が狭くなるおそれが
ありうるため、品質問題を起こすこともありうるし、逆
に15分を超す場合には、硬化されすぎて出来上った後、
層間からの分離現象が発生しうることから好ましくな
い。
【００１２】このように、添加されるガラス繊維または
炭素繊維で製作される補強材は、基本樹脂全体に対して
20〜60重量%に限定して含有させるのが好ましいが、か
りにその含量が20重量%未満であれば、剛性が足りない
ため、肉厚を増やすべきであり、軽量化効果が小となっ
て好ましくなく、逆に60重量%を超して過量に含有され
ると、基本樹脂との含浸性に劣るため、かえって成形性
に劣り、強度などの物性が減少する問題があることから
好ましくない。
炭素繊維で製作される補強材は、基本樹脂全体に対して
20〜60重量%に限定して含有させるのが好ましいが、か
りにその含量が20重量%未満であれば、剛性が足りない
ため、肉厚を増やすべきであり、軽量化効果が小となっ
て好ましくなく、逆に60重量%を超して過量に含有され
ると、基本樹脂との含浸性に劣るため、かえって成形性
に劣り、強度などの物性が減少する問題があることから
好ましくない。
【００１３】
【実施例】以下、この発明を実施例に沿ってより詳細に
説明するが、この発明はこの実施例によって限定される
ことはない。 （実施例 １）まず、鋼板CADデータを入手して、数値制
御(Numerical Control)加工及びフィニシング(finishin
g)を通してマスタモールド(positive mold)を製作した
後、FRPで図１に示すように３つの端片からなる金型す
なわちネガティブモールド(negative mold)を製作して
から、不飽和ポリエステル樹脂(PC202、愛敬産業社)を
使用して前記金型にゲルコーティング(gel coating)し
た。次に、ゲルコーティング面上に補強材を計４重に積
層することになるが、まず、一重に補強材を積層させた
後、手作業でローラを使用して前記樹脂を含浸せしめつ
つ、常温で１０分間硬化させる、という工程を４回操返
し行った。この際、補強材は不飽和ポリエステル樹脂全
体に対して20〜60重量%の範囲内とし、補強材の積層順
はガラス繊維ウブンロビングマット(WP508P、韓国Owens
e-Corning社)、ガラス繊維チョップドストレンドマット
(CSM300、韓国Owense-Corning社)の順に交互に行った。
最終成形物の肉厚は2.5mmであった。
説明するが、この発明はこの実施例によって限定される
ことはない。 （実施例 １）まず、鋼板CADデータを入手して、数値制
御(Numerical Control)加工及びフィニシング(finishin
g)を通してマスタモールド(positive mold)を製作した
後、FRPで図１に示すように３つの端片からなる金型す
なわちネガティブモールド(negative mold)を製作して
から、不飽和ポリエステル樹脂(PC202、愛敬産業社)を
使用して前記金型にゲルコーティング(gel coating)し
た。次に、ゲルコーティング面上に補強材を計４重に積
層することになるが、まず、一重に補強材を積層させた
後、手作業でローラを使用して前記樹脂を含浸せしめつ
つ、常温で１０分間硬化させる、という工程を４回操返
し行った。この際、補強材は不飽和ポリエステル樹脂全
体に対して20〜60重量%の範囲内とし、補強材の積層順
はガラス繊維ウブンロビングマット(WP508P、韓国Owens
e-Corning社)、ガラス繊維チョップドストレンドマット
(CSM300、韓国Owense-Corning社)の順に交互に行った。
最終成形物の肉厚は2.5mmであった。
【００１４】さらに、製造された成形物から試片を採取
して比重、曲げ強度及び曲げ弾性率を標準試験方法(AST
Mなど)に沿って測定し、耐デント剛性は指ジグと掌ジグ
とに分けて成形物に荷重を加えて変形される程度を測定
する方法で評価した。評価結果を表１に示す。
して比重、曲げ強度及び曲げ弾性率を標準試験方法(AST
Mなど)に沿って測定し、耐デント剛性は指ジグと掌ジグ
とに分けて成形物に荷重を加えて変形される程度を測定
する方法で評価した。評価結果を表１に示す。
【００１５】（実施例 ２）前記実施例１と同一の方法
で製作するが、補強材として炭素繊維で製造したチョッ
プドストレンドマットを同時に使用して成形した。この
際、補強材の積層順はガラス繊維ウブンロビングマット
(WP580P、韓国Owense-Corning社)、ガラス繊維チョップ
ドストレンドマット(CSM300、韓国Owense-Corning社)、
ガラス繊維ウブンロビングマット(WP580P、韓国Owense-
Corning社)、炭素繊維チョップドストレンドマット(CF1
104、韓国カーボン社)の順に従った。最終成形物の肉厚
は2.9mmであった。さらに、前記実施例１と同一の方法
で比重、曲げ強度、曲げ弾性及び耐デント剛性を測定し
た。評価結果を表１に併記する。
で製作するが、補強材として炭素繊維で製造したチョッ
プドストレンドマットを同時に使用して成形した。この
際、補強材の積層順はガラス繊維ウブンロビングマット
(WP580P、韓国Owense-Corning社)、ガラス繊維チョップ
ドストレンドマット(CSM300、韓国Owense-Corning社)、
ガラス繊維ウブンロビングマット(WP580P、韓国Owense-
Corning社)、炭素繊維チョップドストレンドマット(CF1
104、韓国カーボン社)の順に従った。最終成形物の肉厚
は2.9mmであった。さらに、前記実施例１と同一の方法
で比重、曲げ強度、曲げ弾性及び耐デント剛性を測定し
た。評価結果を表１に併記する。
【００１６】（比較例 １）通常の自動車車体の鋼板材
で製作した自動車フェンダ(アトーズ、現代自動車社製
品名)を使用した。すなわち、原副資材である鋼板コイ
ルをブランキングし、鋼板金型を使用してプレス成形し
た後、トリミングを施し、フランジ面をカム(cam)にて
叩いて最終形状を作った。さらに、前記実施例１と同一
の方法で比重、曲げ強度、曲げ弾性率及び耐デント剛性
を測定した。評価結果を表１に併記する。
で製作した自動車フェンダ(アトーズ、現代自動車社製
品名)を使用した。すなわち、原副資材である鋼板コイ
ルをブランキングし、鋼板金型を使用してプレス成形し
た後、トリミングを施し、フランジ面をカム(cam)にて
叩いて最終形状を作った。さらに、前記実施例１と同一
の方法で比重、曲げ強度、曲げ弾性率及び耐デント剛性
を測定した。評価結果を表１に併記する。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記実施例の結果を通して見ることによ
り、本発明の実施例１〜２では耐デント剛性がはるかに
向上されることがわかった。さらに、樹脂の比重が従来
の鋼板材の外板(比較例１)に比べてはるかに小さいた
め、きわめて優れる軽量化効果を得ることができた。
り、本発明の実施例１〜２では耐デント剛性がはるかに
向上されることがわかった。さらに、樹脂の比重が従来
の鋼板材の外板(比較例１)に比べてはるかに小さいた
め、きわめて優れる軽量化効果を得ることができた。
【００１９】
【発明の効果】上述のように、この発明に従って製造さ
れた自動車用フェンダ用熱硬化性樹脂は、耐デント性、
車体剛性、耐腐食性などの物性が向上する。さらに、従
来には車体の外板の製造時に最少３〜４つの金型を要し
たが、本発明によれば、組み立てられる１つの金型だけ
もっても製造が可能であることから、パネルの製造工程
が単純化され、材質の変更が容易であり、金型の修正が
容易であるため、設計の変更によるパートコンソリデー
ション(Part Consolidation)が可能である。併せて、軽
量化効果をほぼ30%程度得ることができ、50%程度のコス
トダウン効果を得ることができる。
れた自動車用フェンダ用熱硬化性樹脂は、耐デント性、
車体剛性、耐腐食性などの物性が向上する。さらに、従
来には車体の外板の製造時に最少３〜４つの金型を要し
たが、本発明によれば、組み立てられる１つの金型だけ
もっても製造が可能であることから、パネルの製造工程
が単純化され、材質の変更が容易であり、金型の修正が
容易であるため、設計の変更によるパートコンソリデー
ション(Part Consolidation)が可能である。併せて、軽
量化効果をほぼ30%程度得ることができ、50%程度のコス
トダウン効果を得ることができる。
【図１】（ａ）は本発明に使用される、端片に分割され
た金型の形状図の一例、（ｂ）は（ａ）を組み立てた
図、（ｃ）は（ｂ）から成形された樹脂の模式図であ
る。
た金型の形状図の一例、（ｂ）は（ａ）を組み立てた
図、（ｃ）は（ｂ）から成形された樹脂の模式図であ
る。
１．．．第１の金型 ２．．．第２の金型 ３．．．第３の金型
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA04 AA10 BB01 CA53 CA54 CA55 4F204 AA41 AD04 AD16 AD20 AG03 AH17 AJ03 FA02 FB01 FB11 FB22 FF01 FF05 4F205 AA41 AD04 AD16 AD20 AG03 AH17 AJ03 HA03 HA14 HA22 HA33 HA35 HB01 HC05 HC06 HC16 HC17 HK05 HK32 HM04 HT04 HT13 HT26
Claims (3)
- 【請求項１】 不飽和ポリエステル樹脂を基本樹脂と
し、それに補強材としてガラス繊維または炭素繊維が含
まれた自動車フェンダ用熱硬化性樹脂を製造する方法に
おいて、 ３つの端片に製作された金型上に不飽和ポリエステル樹
脂でゲルコーティングをしてから、該ゲルコーティング
された面上にガラス繊維または炭素繊維で製作された補
強材を１〜４重に積層することにより補強材が不飽和ポ
リエステル樹脂に対して20〜60重量%含有されることを
特徴とする自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製造方法。 - 【請求項２】 前記不飽和ポリエステル樹脂としては、
変成ビスフェノール系樹脂、ビスフェノール系樹脂、イ
ソ系樹脂、オルト系樹脂、テレ系樹脂及びビニルエステ
ル系樹脂中から選択されることを特徴とする請求項１に
記載の自動車フェンダ用熱硬化性樹脂の製造方法。 - 【請求項３】 前記ガラス繊維または炭素繊維で製作さ
れた補強材は、チョップドストレンドマット(Chopped S
trand Mat)、ウブンロビングマット(Woven Roving Ma
t)、布(Cloth Mat)または紡績糸マット(Yarn Mat)の形
で積層されることを特徴とする請求項１に記載の自動車
フェンダ用熱硬化性樹脂の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1999/P37205 | 1999-09-02 | ||
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