JP2006240180A - 繊維補強樹脂成形品の製造方法、並びに、繊維補強樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃材をリサイクルすることによって成形することが可能であって、引張り力や曲げを受ける用途に使用される場合にも、強度が優れる繊維補強樹脂成形品の製造方法や繊維補強樹脂成形品を提供する。
【解決手段】 長尺状であって長尺方向に配向している長繊維を有する長繊維樹脂部１１が用いられており、この長繊維樹脂部１１と不定形樹脂とを成形型内に配置し、不定形樹脂を固化させて繊維補強樹脂成形品を成形する。不定形樹脂は、破砕物などが使用される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、繊維補強樹脂成形品の製造方法、並びに、繊維補強樹脂成形品に関するものである。

鉄道の軌道に用いられる枕木、傾斜地の崖崩れを防止するための受圧板、あるいは、水槽や水路に架設される覆蓋などには、木材に代えて耐腐食性や強度に優れた合成木材が多用されている。
合成木材は、長繊維のガラス繊維で補強するものであって、この繊維の配向方向を長手方向とした硬質合成樹脂発泡体を素材としたもので、軽量で耐腐食性が高く長期の使用に耐えるものである。

このような合成木材は、使用後に不要となるが、ガラス繊維が含まれるので廃棄処分が難しく、再利用することが従来より検討されている。
例えば、特許文献１に記載されている再生成形材の製造方法では、使用後の合成木材を所定の大きさに破砕し、破砕物を所定の方向に配向させ、破砕物の表面に結合材を付着させ、これを板状にプレス成形することにより、再生成形材が成形される。
そして、特許文献１の製造方法では、廃材を廃棄処分せずにリサイクルすることができる。
特開２００４−１４８７９６号公報

上記の特許文献１の再生成形材の製造方法では、一旦破砕して、プレス成形するものであるので、繊維の長さは破砕の際に短くなってしまう。そのため、この方法で成形された成形物は短繊維補強樹脂成形品となり、同じ種類、同じ量の繊維で補強した長繊維補強の成形物に比較して、繊維補強の効果が小さくなってしまう。この繊維補強の効果の差は、繊維の配向方向に平行な方向の引張強度に、特に差が出やすい。

そのため、長尺状の形状として、その繊維の配向方向を長尺方向とした再生成形材を使用する場合、長尺方向に引張応力が加わった場合や、長尺方向が湾曲するように曲げた場合における、湾曲の外側に引張応力が発生し、長繊維で補強したものと比較して小さい応力で破損が起こってしまう。

この引張強度を向上させるため、破砕物を所定の方向に向くように配置して成形し、再生成形材の繊維の配向度を高くする方法や、成形物を高密度として全体の強度を高くする方法がある。
しかしながら、繊維の配向度を高くする方法では、狭いスリットに破砕物を通過させて、配向させることが必要となって時間がかかるため、生産性が低下してしまう。また、成形物を高密度とする方法では、プレス工程での圧力を高くすることが必要となり、高い圧力を発生させることが可能な設備の能力の高いものが必要となる。

そこで、本発明は、廃材をリサイクルすることによって成形することが可能であって、引張り力や曲げを受ける用途に使用される場合にも、強度が優れる繊維補強樹脂成形品の製造方法や繊維補強樹脂成形品を提供することを課題とする。

上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、長尺状であって長尺方向に配向している長繊維を有する長繊維樹脂部を用い、前記長繊維樹脂部と不定形樹脂とを成形型内に配置し、不定形樹脂を固化させて成形することを特徴とする繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項１に記載の発明によれば、長尺状であって長尺方向に配向している長繊維を有する長繊維樹脂部と、不定形樹脂とを成形型内に配置して、不定形樹脂を固化させて成形するものであるので、長繊維補強樹脂の長繊維を、使用の際に引張り力が作用する部位に配置することができ、使用用途に応じて高強度の成形品を成形することができ、長繊維補強樹脂の再利用も可能である。

請求項２に記載の発明は、成形される繊維補強樹脂成形品の形状は長い長尺状であり、繊維補強樹脂成形品の長尺方向を長繊維樹脂部の長尺方向に合わせるように配置して成形されるものであることを特徴とする請求項１に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項２に記載の発明によれば、繊維補強樹脂成形品の長尺方向を長繊維樹脂部の長尺方向に合わせるように配置して、長尺状の繊維補強樹脂成形品を成形するものであるので、成形品を使用する際に、長尺状の成形物を湾曲させる際に引っ張り力を受けやすい長尺方向に長繊維を配置することができるので、高強度の成形品を成形することができる。

請求項３に記載の発明は、成形される繊維補強樹脂成形品の形状は、長尺方向と、長尺方向より短い幅方向と、幅方向と同じ又は幅方向よりも短い厚み方向とを有する直方体状であり、長繊維樹脂部の配置は、厚み方向の端部付近に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項３に記載の発明によれば、厚み方向の端部付近に長繊維樹脂部を配置して、直方体状の繊維補強樹脂成形品を成形するものであるので、長尺状の成形品の湾曲されやすい厚み方向を内外とする湾曲に対して高強度とすることができる。

請求項４に記載の発明は、長繊維樹脂部は、一旦成形された繊維補強樹脂が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項４に記載の発明によれば、長繊維樹脂部は、一旦成形された繊維補強樹脂が用いられており、必要に応じて切断するなどして形成されたリサイクル材を長繊維樹脂部に使用することができる。

請求項５に記載の発明は、不定形樹脂は、一旦成形された繊維補強樹脂を破砕した破砕物とバインダーとからなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項５に記載の発明によれば、不定形樹脂は、一旦成形された繊維補強樹脂を破砕した破砕物とバインダーとからなるものであるので、多くのリサイクル材を使用することができ、また、破砕物には短繊維が含むため、成形品をより高強度とすることができる。

請求項６に記載の発明は、破砕物は細長く、破砕物に含まれる短繊維は、破砕物の長さ方向に配向しており、破砕物を所定の成形型内に配置する際に、破砕物の長さ方向を長繊維樹脂部の長尺方向に配向させるように充填するものであることを特徴とする請求項５に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項６に記載の発明によれば、破砕物を長繊維樹脂部の長尺方向と平行となるように配向させて成形するので、破砕物の短繊維と、長繊維樹脂部の長繊維とを同じ方向に配向させることができる。

請求項７に記載の発明は、不定形樹脂の材質と、長繊維樹脂部に用いられる樹脂の材質は同じであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法である。

請求項７に記載の発明によれば、不定形樹脂の材質と、長繊維樹脂部に用いられる樹脂の材質は同じであるので、成形品全体の特性を同じとすることができ、不定形樹脂と長繊維樹脂部との接合も容易に行うことができる。

請求項８に記載の発明は、形状は長尺状であって、長尺方向と、長尺方向より短い幅方向と、幅方向と同じ又は幅方向よりも短い厚み方向とを有する直方体状であり、長繊維を有する長繊維樹脂部と、短繊維を有する短繊維樹脂部とを有し、長繊維樹脂部は、厚み方向の端部付近に配置されており、長繊維樹脂部の長繊維は長尺方向に配向するものであることを特徴とする繊維補強樹脂成形品である。

請求項８に記載の発明によれば、長繊維を有する長繊維樹脂部と、短繊維を有する短繊維樹脂部とを有し、長繊維樹脂部は、厚み方向の端部付近に配置されており、長繊維樹脂部の長繊維は長尺方向に配向するものであるので、成形品を使用する際に、長尺状の成形物を湾曲させる際に引っ張り力を受けやすい長尺方向に長繊維を配置することができるので、曲げ強度をより高強度とすることができる。

請求項９に記載の発明は、短繊維樹脂部の短繊維は、長尺方向に配向していることを特徴とする請求項８に記載の繊維補強樹脂成形品である。

請求項９に記載の発明によれば、短繊維樹脂部の短繊維は、長尺方向に配向しているので、曲げ強度をより高くすることができる。

本発明の繊維補強樹脂成形品の製造方法によれば、廃材などを用いることができるのでリサイクルすることが可能であり、引張り力や曲げを受ける用途に使用される場合にも、強度が優れる。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
図１は、本発明の実施形態における製造方法により製造された繊維補強樹脂成形品を示す斜視図である。図２は、図１に示す繊維補強樹脂成形品のＡ−Ａ断面図である。図３、図４は、本発明の実施形態における製造方法における製造途中の状態を示した斜視図である。図５は、本発明の実施形態における製造方法により製造された繊維補強樹脂成形品を示す斜視図である。図６は、曲げ強度を確認するための試験方法を示す模式図である。

本発明の製造方法により製造される繊維補強樹脂成形品１０は、図１、図２に示されており、全体の形状は長尺状である。そして、繊維補強樹脂成形品１０の形状は、長尺方向Ｌと、長尺方向Ｌより短い、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔを有する直方体状であって、長尺方向Ｌに垂直な方向の断面が長方形状の角柱状である。また、本実施形態の繊維補強樹脂成形品１０の厚み方向Ｔは幅方向Ｗよりも短いものである。
また、繊維補強樹脂成形品１０には、長繊維樹脂部１１と短繊維樹脂部１２とを有して
いる。

長繊維樹脂部１１は長繊維を有する樹脂であり、形状は長尺状である。そして、この長繊維の配向方向は、長繊維樹脂部１１の長尺方向に向いている。長繊維樹脂部１１に使用される樹脂は、ポリウレタン樹脂であり、また、長繊維はガラス繊維が用いられている。
長繊維樹脂部１１は、一旦成形された繊維補強樹脂を所定の形状に切断したものであり、具体的には、製品として使用された繊維補強ポリウレタン発泡樹脂を切断したものが使用される。

長繊維樹脂部１１の長繊維は、長繊維樹脂部１１の全域で連続している繊維である連続長繊維であり、１個の長繊維樹脂部１１に複数の長繊維が設けられている。なお、長繊維は、後述する短繊維よりも長ければ良く、全ての長繊維が連続長繊維でなくてもよい。

長繊維樹脂部１１における長繊維の占める重量の割合は特に限定されるものでないが、この割合が少ない場合には、大きな長繊維樹脂部１１を用いた場合であっても補強効果が小さくなるので、３０％以上であることが望ましい。

そして、長繊維樹脂部１１の配置は、その長尺方向を、繊維補強樹脂成形品１０の長尺方向Ｌに平行となるように複数配置され、また、繊維補強樹脂成形品１０の厚み方向Ｔの一方の端部１５付近に位置している。
したがって、長繊維樹脂部１１の長繊維の配向方向は、繊維補強樹脂成形品１０の長尺方向Ｌである。

短繊維樹脂部１２は短繊維を含む樹脂であり、繊維補強樹脂成形品１０の長繊維樹脂部１１以外の部分に設けられるものである。この短繊維は、具体的にはガラス繊維である。
短繊維樹脂部１２の形成は、後述するように、不定形樹脂２０を固化させて形成されるものである。この不定形樹脂２０の不定形性は、成形型３０に充填する際に定形性を有さず、成形型３０に充填する場合に全体に行き渡られることができるものであり、このような特性を有していれば、液体のみからなる物質だけでなく、粉状体などの固体を含むものであっても良い。また、不定形樹脂２０は、成形型３０に充填後に所定の処理や時間経過などによって固化させることができるものである。

そして、不定形樹脂２０の不定形状態から固化状態への状態変化は、各種の化学変化、物理変化などを用いて行うことができる。例えば、不定形樹脂２０に反応性を有する物質を混合して化学反応させて固化させる方法、熱可塑性を有する不定形樹脂２０を用いて、高温で可塑化させて充填して冷却して固化させる方法などがある。また、化学反応を用いる場合には、加熱して反応を促進することもできる。さらに、固化状態へ状態変化させる場合に不定形樹脂２０を圧縮して、固化状態となる際に短繊維樹脂部１２内にできる、空隙などを低減させることができる。

本実施形態における不定形樹脂２０は、一旦成形された繊維補強樹脂を破砕した破砕物と、バインダーの混合物からなるものである。
破砕物を破砕する前の繊維補強樹脂は、長繊維樹脂部１１に用いられるものと同じ繊維補強ポリウレタン発泡樹脂が用いられる。この破砕物は、細かく粉砕されており、棒状又は針状であり、破砕物に含まれる短繊維は、破砕物の長さ方向に配向している。

この破砕物を不定形樹脂２０として用いる場合、そのまま用いても良いが、分級を行って、破砕物の大きさ（長さや太さ）が一定の範囲となるものを不定形樹脂２０に用いることができる。

また、不定形樹脂２０に用いられるバインダーは、破砕物同士を結着させることができるものであり、不定形樹脂２０全体を固化させることができるものである。本実施形態では、ＭＤＩ（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｄｉｐｈｅｎｙｌ Ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）などのイソシアネートが用いられ、ポリウレタン樹脂同士を結着させることができる。

バインダーの割合は特に限定されないが、全体の重量（長繊維樹脂部１１と不定形樹脂２０の合計の重量）に対するバインダーの重量の割合は、３％以上５０％以下が望ましい。かかる割合が３％よりも小さいと、破砕物の結着が不十分となり、また多すぎると、圧縮工程で、外部に排出されるなどして無駄となってしまうおそれがあるからである。

繊維補強樹脂成形品１０を製造する方法について説明する。
まず、図３に示されるように、内部空間３０ａを有する成形型３０を準備し、内部空間３０ａに長繊維樹脂部１１を配置する。成形型３０には、本体部３３と蓋部３５が設けられ、本体部３３には内部空間３０ａがあり、内部空間３０ａの形状は、長尺方向Ｌと、長尺方向Ｌより短い幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔを有する直方体状である。そして、本体部３３は、厚み方向Ｔが上下方向となり、底面３０ｂは長尺方向Ｌ及び幅方向Ｗに辺を持つ長方形であり、上方が開放されて、蓋部３５によって蓋をすることができる。

そして、成形型３０の底面３０ｂ上に長繊維樹脂部１１を配置して、図３に示すような状態にする。本実施形態では、長繊維樹脂部１１は長尺方向Ｌに沿う方向に６本配置され、全て同じ方向に向いている。

また、長繊維樹脂部１１を配置した後に、内部空間３０ａに不定形樹脂２０を充填し、図４に示されるような状態とする。この不定形樹脂２０は、上記したように、一旦成形された繊維補強樹脂を破砕した破砕物と、バインダーの混合物からなるものであり、充填する前にあらかじめ混合しておいたものである。
この充填の際に、長尺状の破砕物を配向させるようにしながら充填する。そして、破砕物の短繊維が所定の方向となるようにして、繊維補強樹脂成形品１０の短繊維樹脂部１２の短繊維を所定の方向に配向させることができる。

そして、長繊維樹脂部１１及び不定形樹脂２０を充填した後、不定形樹脂２０を固化させて繊維補強樹脂成形品１０の製造が完了する。この固化の際に、蓋部３５を厚み方向Ｔに移動させて圧縮し、また成形型３０の温度を上げて、不定形樹脂２０を加熱する。
また、本実施形態で用いられる長繊維樹脂部１１は、繊維補強ポリウレタン発泡樹脂が用いられているので発泡による空隙があるが、この圧縮の際に、この空隙を減少させ、体積当たりの繊維の量を多くすることができる。

そして、このように圧縮して成形すると、全体の比重（空隙を含んだ体積を基準にした嵩比重）が大きくなり、より強度が大きくなる。具体的には、繊維補強樹脂成形品１０の比重が、長繊維樹脂部１１の比重よりも大きくなる程度まで圧縮することができる。
また、圧縮の際に加熱しているので、固化反応を早くすることができる。

このように製造された繊維補強樹脂成形品１０は、長繊維樹脂部１１に長繊維が配置され、短繊維樹脂部１２には短繊維が配置されている。
そして、長繊維樹脂部１１の長繊維の配向方向、及び、短繊維樹脂部１２の短繊維の配向方向は、繊維補強樹脂成形品１０の長尺方向Ｌに向いている。そのため、長尺方向Ｌを湾曲させるように曲げるように使用された場合や、長尺方向Ｌを引張るように使用された場合に強度が高い。

特に、成形された繊維補強樹脂成形品１０の長繊維樹脂部１１は、厚み方向Ｔの一方の
端部１５付近に配置しており、厚み方向Ｔに偏在している。そのため、長繊維樹脂部１１が外側となるように湾曲させた場合、すなわち、一方の端部１５付近が外側となるように湾曲させた場合には、長繊維樹脂部１１が設けられた側に引張力が発生するが、長繊維樹脂部１１の長繊維により補強効果が高いため高強度となり、大きな力で曲げられた場合にも破損しにくい。

この長繊維樹脂部１１の配置は、上記以外の配置とすることができる。例えば、図５に示されるように、長繊維樹脂部１１を、厚み方向Ｔの両側の端部１５、１６付近に配置するようにし、繊維補強樹脂成形品１０が使用される場合に、湾曲の方向がいずれの方向であっても、高強度とすることができる。
また、長繊維樹脂部１１を、厚み方向Ｔの端部１５、１６付近以外の位置に配置することもできる。幅方向Ｗの両端や、中央付近に配置しても良い。
長繊維樹脂部１１を、厚み方向Ｔの端部１５、１６や幅方向Ｗの端部付近に配置する場合、繊維補強樹脂成形品１０の厚み方向Ｔや幅方向Ｗの長さを基準として、端部１５、１６から、当該長さの１／４の範囲に配置することが望ましい。

本実施形態の製造方法では、長繊維樹脂部１１と短繊維樹脂部１２との間は、バインダーを設けていないが、不定形樹脂２０のバインダーが長繊維樹脂部１１に付着して、長繊維樹脂部１１と短繊維樹脂部１２との間を結着させることができる。
なお、長繊維樹脂部１１にバインダーを塗布するなどにより付着させてもよく、かかる場合には、長繊維樹脂部１１と短繊維樹脂部１２との間の結着が確実となる。

本実施形態の製造方法では、一旦成形された繊維補強樹脂を原料の一部として成形することができるため、製品として使用された繊維補強樹脂を用い、これを切断や破砕して原料とすることができ、リサイクルが可能である。特に、バインダー以外の材料を、製品として使用された繊維補強樹脂を用いるので、リサイクルの効率が高い。

そして、上記した実施形態の繊維補強樹脂成形品１０では全体の形状は長尺状であったが、これに限られず、他の形状であってもよい。そして、この場合にも、使用の際に引張力が発生する部位に、引張力が発生する方向に長繊維樹脂部１１を配置することにより、高強度とすることができる。
このように、本発明の製造方法では、繊維補強樹脂成形品１０が使用される用途に応じて、長繊維樹脂部１１の配置を変えることができるので、より高強度とすることができる。

上記した実施形態では、長繊維樹脂部１１及び短繊維樹脂部１２に使用される樹脂はポリウレタン樹脂であったが、いずれか一方、又は両方について他の樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂などの熱硬化性の樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることができる。また、樹脂に、充填材などの添加材を添加することもできる。この添加材の例としては、珪砂、炭酸カルシウム、樹脂の切粉などの樹脂粉、金属粉などである。

上記した実施形態では、長繊維樹脂部１１及び短繊維樹脂部１２に使用される繊維は、ガラス繊維を用いたものであったが、いずれか一方、又は両方について他の繊維を用いることができる。例えば、ポリエステル繊維、カーボン繊維、金属繊維を用いることができる。

また、上記した実施形態では、破砕物を配向させて成形することにより、短繊維樹脂部１２の短繊維を長尺方向Ｌに配向させるものであったが、長尺方向Ｌ以外の方向に配向させても良く、また、短繊維を配向させず、ランダムな状態とすることができる。

上記した実施形態では、長繊維樹脂部１１の長さは、繊維補強樹脂成形品１０の長尺方向Ｌの長さとほぼ等しく、長繊維樹脂部１１は繊維補強樹脂成形品１０の長尺方向Ｌの全域に渡って設けられているものであったが、長尺方向Ｌの一部に長繊維樹脂部１１が設けられない部分があってもよい。
この場合、使用される場合に引っ張り力を受ける部分や引っ張り力が大きく発生する部分に長繊維樹脂部１１を設け、引っ張り力を受けない部分や引っ張り力が小さい部分に、長繊維樹脂部１１が設けられない部分を配置するのが望ましい。

繊維補強樹脂成形品１０に対する長繊維樹脂部１１の重量の割合は、多い方が補強効果が大きいので、２％以上であることが望ましい。

また、長繊維樹脂部１１の厚み方向Ｔの長さは、長ければ長い方が長繊維樹脂部１１の占める割合を大きくすることができるので望ましいが、この長さが長すぎると、厚み方向Ｔの長さを小さくするように圧縮する工程の際に、圧縮しにくくなる。そのため、繊維補強樹脂成形品１０に対する長繊維樹脂部１１の厚み方向Ｔの長さを５０％以下とすることが望ましい。

以下に示すように、繊維補強樹脂成形品１０を製造して、実施例及び比較例の性能を比較した。

（実施例１）
実施例１の繊維補強樹脂成形品１０の原料となる、長繊維樹脂部１１及び不定形樹脂２０を以下のようにして作製した。
比重が０．５０のガラス長繊維強化ポリウレタン樹脂発泡体（エスロンネオランバーＦＦＵ）を用い、２０００ｍｍ×１５ｍｍ×１５ｍｍに切断して、長繊維樹脂部１１を作製した。なお、この長繊維樹脂部１１は、２０００ｍｍの方向を長尺方向Ｌとして用いるものであり、長繊維樹脂部１１に含まれる長繊維は、この長尺方向Ｌの方向に配向している。

また、上記と同じガラス長繊維強化ポリウレタン樹脂発泡体を破砕し、破砕物を分級し、比重が０．７４、平均長さが５０ｍｍ、平均太さが８ｍｍの破砕物を作製した。そして、この破砕物にバインダーを均一に混合して、不定形樹脂２０を調整した。
使用するバインダーは、ＭＤＩ（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｄｉｐｈｅｎｙｌ Ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）である住化バイエルウレタン株式会社製「スミジュール４４Ｖ１０」である。

そして、長繊維樹脂部１１及び不定形樹脂２０を成形型３０の内部空間３０ａに充填した。成形型３０は、長尺方向Ｌが２１００ｍｍ、幅方向Ｗが４００ｍｍであり、厚み方向Ｔが７０ｍｍより大きいものであり、厚み方向Ｔに圧縮することができ、さらに加熱が可能なものである。

具体的には、まず長繊維樹脂部１１を底面３０ｂ付近に並べて配置し、その上に、不定形樹脂２０を充填し、さらに、充填された不定形樹脂２０の上に長繊維樹脂部１１を並べて配置する。
不定形樹脂２０を充填する場合には、破砕物の長さ方向が長尺方向Ｌに向くように配向させながら行う。この破砕物を配向させる場合には、ディスクを所定の間隔で配置したディスクオリエンターを用いることができる

実施例１では、長繊維樹脂部１１の全体の重量に占める割合は５％、不定形樹脂２０中
の破砕物の全体の重量に占める割合は８０％、バインダーの全体の重量に占める割合は１５％である。

そして、成形型３０に充填された長繊維樹脂部１１及び不定形樹脂２０を加熱しながら、厚み方向Ｔに圧縮して成形が完了する。
このときの圧縮の圧力は７．８５ＭＰａ（８０ｋｇｆ／ｃｍ²）であり、１６０℃で加
熱しながら３０分圧縮し、圧縮後の厚み方向Ｔが７０ｍｍとなるようにした。

（実施例２）
実施例２では、実施例１の場合と比較して、長繊維樹脂部１１の配置のみが異なるものであり、具体的には、厚み方向Ｔの一方側のみに配置している。なお、長繊維樹脂部１１の合計重量は同じであるので、実施例１と比べて、片側のみに倍の量の長繊維樹脂部１１が配置されている。

（実施例３）
実施例３では、実施例１の場合と比較して、破砕物の配向方向のみが異なるものである。具体的には、不定形樹脂２０を充填する際に、破砕物を配向させず、ランダムな方向となる状態で成形したものである。

（実施例４）
実施例４では、実施例１の場合と比較して、長繊維樹脂部１１の使用量のみが異なるものであり、実施例１に比べて少なくしたものである。具体的には、長繊維樹脂部１１の全体の重量に占める割合は３％、不定形樹脂２０中の破砕物の全体の重量に占める割合は８２％、バインダーの全体の重量に占める割合は１５％である。

（実施例５）
実施例５では、実施例１の場合と比較して、長繊維樹脂部１１の使用量のみが異なるものであり、実施例１に比べて多くしたものである。具体的には、長繊維樹脂部１１の全体の重量に占める割合は１０％、不定形樹脂２０中の破砕物の全体の重量に占める割合は７５％、バインダーの全体の重量に占める割合は１５％である。

（実施例６）
実施例６では、実施例１の場合と比較して、長繊維樹脂部１１を充填する際に、長繊維樹脂部１１の表面にバインダー（ＭＤＩ）を付着させる工程を追加したものである。なお、長繊維樹脂部１１の表面に付着させるバインダーの量だけ、不定形樹脂２０のバインダーの量を少なくするものであり、全体の割合は、実施例１と同様である。

（比較例１）
比較例１では、長繊維樹脂部１１を全く設けないものであり、他の条件は、実施例１と同様である。なお、比較例１では、不定形樹脂２０中の破砕物の全体の重量に占める割合は８５％、バインダーの全体の重量に占める割合は１５％である。

そして、実施例１〜６、比較例１の繊維補強樹脂成形品１０の大きさ（長尺方向Ｌ×幅方向Ｗ×厚み方向Ｔ）が、２１００ｍｍ×４００ｍｍ×７０ｍｍとなる。この繊維補強樹脂成形品１０を、長尺方向Ｌに垂直な面、及び幅方向Ｗに垂直な面で切断して、７００ｍｍ×１００ｍｍ×７０ｍｍの大きさにし、これを用いて３点曲げ試験を行って曲げ強度を確認した。

３点曲げ試験は、図６に示されるように、繊維補強樹脂成形品１０を２点の支点２５で支え、２点の支点２５の中間を上から押しつけて行うものであり、２点の支点２５間のス
パンは５６０ｍｍ、押しつけ部分の移動速度は、５ｍｍ／分で行った。そして、２点の支点２５間は、全域に長繊維樹脂部１１が配置するようにし、また、厚み方向Ｔを上下方向となるようにして湾曲させた。

そして、押しつけ部分の最大荷重やスパンから最大曲げモーメントを算出し、さらに、この値から実施例１〜６及び比較例１の曲げ強度を算出した。
なお、実施例２については、長繊維樹脂部１１は一方側のみに設けられているが、この長繊維樹脂部１１が設けられた側を下側となるように配置して、湾曲の際に外側となるような状態で試験を行った。
そして、実施例１〜６及び比較例１の曲げ強度の試験結果を、内容と共に表１に示す。

表１に示されるように、実施例１〜６は比較例１に比べて、曲げ強度が高い。これは、湾曲の外側に、長繊維樹脂部１１が配置されており、かかる部分の引っ張り強度が高くなっているためであると考えられる。したがって、曲げを受ける用途に使用される場合にも、強度が優れて破損しにくい。
また、一旦成形した繊維強化樹脂を用いて成形することができるので、リサイクルすることができる。

本発明の実施形態における製造方法により製造された繊維補強樹脂成形品を示す斜視図である。 図１に示す繊維補強樹脂成形品のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態における製造方法における製造途中の状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態における製造方法における製造途中の状態を示した斜視図である。 本発明の実施形態における製造方法により製造された繊維補強樹脂成形品を示す斜視図である。 曲げ強度を確認するための試験方法を示す模式図である。

符号の説明

１０ 繊維補強樹脂成形品
１１ 長繊維樹脂部
１２ 短繊維樹脂部
１５、１６ 端部
２０ 不定形樹脂
３０ 成形型
Ｌ 長尺方向
Ｔ 厚み方向
Ｗ 幅方向

Claims (9)

1. 長尺状であって長尺方向に配向している長繊維を有する長繊維樹脂部を用い、前記長繊維樹脂部と不定形樹脂とを成形型内に配置し、不定形樹脂を固化させて成形することを特徴とする繊維補強樹脂成形品の製造方法。
2. 成形される繊維補強樹脂成形品の形状は長尺状であり、繊維補強樹脂成形品の長尺方向を長繊維樹脂部の長尺方向に合わせるように配置して成形されるものであることを特徴とする請求項１に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
3. 成形される繊維補強樹脂成形品の形状は、長尺方向と、長尺方向より短い幅方向と、幅方向と同じ又は幅方向よりも短い厚み方向とを有する直方体状であり、長繊維樹脂部の配置は、厚み方向の端部付近に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
4. 長繊維樹脂部は、一旦成形された繊維補強樹脂が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
5. 不定形樹脂は、一旦成形された繊維補強樹脂を破砕した破砕物とバインダーとからなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
6. 破砕物は細長く、破砕物に含まれる短繊維は、破砕物の長さ方向に配向しており、破砕物を所定の成形型内に配置する際に、破砕物の長さ方向を長繊維樹脂部の長尺方向に配向させるように充填するものであることを特徴とする請求項５に記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
7. 不定形樹脂の材質と、長繊維樹脂部に用いられる樹脂の材質は同じであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の繊維補強樹脂成形品の製造方法。
8. 形状は長尺状であって、長尺方向と、長尺方向より短い幅方向と、幅方向と同じ又は幅方向よりも短い厚み方向とを有する直方体状であり、長繊維を有する長繊維樹脂部と、短繊維を有する短繊維樹脂部とを有し、長繊維樹脂部は、厚み方向の端部付近に配置されており、長繊維樹脂部の長繊維は長尺方向に配向するものであることを特徴とする繊維補強樹脂成形品。
9. 短繊維樹脂部の短繊維は、長尺方向に配向していることを特徴とする請求項８に記載の繊維補強樹脂成形品。

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