JP2007106969A - 長繊維樹脂成形体、並びに、長繊維樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂成形体の強度低下がほとんどなく、制振性に優れる長繊維樹脂成形体を提供する。
【解決手段】 本発明の長繊維樹脂成形体１は、樹脂部１０と、長繊維である繊維部１１とを有しており、樹脂部１０が繊維部１１によって補強されている。また、長繊維樹脂成形体１はゲル状樹脂１２を有しており、ゲル状樹脂１２は、繊維部１１と樹脂部１０との間に介在している。そのため、ゲル状樹脂１２によって振動を減衰させることができ、長繊維樹脂成形体１の制振性は優れている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、長繊維樹脂成形体、並びに、長繊維樹脂成形体の製造方法に関するものである。

長繊維で強化された樹脂成形体は高強度であるので、各種構造体に用いられている。そして、ポリウレタン発泡樹脂を長繊維で強化した樹脂成形体は、軽くて高強度であるので、まくら木などに用いられている。このようなまくら木は合成まくら木と呼ばれており、特許文献１に記載されている方法などにより製作される。
特公昭４８−３６４２０号公報

このような成形体をまくら木として使用する場合など、使用時に伝達する振動を低減させたい場合がある。かかる場合、樹脂成形体に用いられる樹脂を軟らかくするなどすれば振動伝達が低減されるが、強度が低下してしまうことになる。
そのため、制振性と強度とが両立するものが求められている。

そこで、本発明は、樹脂成形体の強度低下がほとんどなく、制振性に優れる長繊維樹脂成形体、並びに、長繊維樹脂成形体の製造方法を提供することを課題とする。

そして、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、樹脂部と、長繊維である繊維部とを有し、樹脂部が繊維部によって補強されている長繊維樹脂成形体であって、繊維部と樹脂部との間にはゲル状樹脂が介在していることを特徴とする長繊維樹脂成形体である。

請求項１に記載の発明によれば、長繊維である繊維部と樹脂部との間にはゲル状樹脂が介在しているので、ゲル状樹脂によって振動を減衰させることにより、制振性が優れる。
成形体に振動が伝達されて、曲げ変形が発生する場合、繊維部と樹脂部の界面で滑ろうとする摩擦力が発生する。繊維部と樹脂部の間にゲル状樹脂が介在すると、摩擦力によりゲル状樹脂が剪断変形する。その変形は、塑性変形である為、変形のエネルギーは、熱エネルギーとして散逸し、結果、振動が減衰する。

請求項２に記載の発明は、繊維部は複数の長繊維が用いられており、一部の長繊維についてゲル状樹脂を介在させるものであることを特徴とする請求項１に記載の長繊維樹脂成形体である。

請求項２に記載の発明によれば、繊維部は複数の長繊維が用いられており、一部の長繊維についてゲル状樹脂を介在させるものであるので、制振性を向上させつつ、高強度とすることができる。
即ち、成形体の曲げ剛性は、上述の樹脂部と繊維部の間の摩擦力が大きい為に保たれている。全ての繊維部と樹脂部の間にゲル状樹脂が介在すると、その間で滑りが発生し、強度を保つ事は出来ない。従って、成形体の制振性と強度を両立する為には、一部の長繊維にのみゲル状樹脂を介在させる必要がある。

請求項３に記載の発明は、繊維部の長繊維は所定の長さを有しており、長繊維の一部分についてゲル状樹脂を介在させるものであることを特徴とする請求項１に記載の長繊維樹脂成形体である。

請求項３に記載の発明によれば、繊維部の長繊維は所定の長さを有しており、長繊維の一部分についてゲル状樹脂を介在させるものであるので、制振性を向上させつつ、高強度とすることができる。
上述と同じ理由で、全ての繊維と樹脂の間で滑りが発生すると、強度を維持する事は出来ない為、繊維の一部分にのみゲル状樹脂を介在させる事により、その部分でのみ、ゲル状樹脂を剪断変形させて、振動を熱に変換させるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の長繊維樹脂成形体の製造方法であって、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液、樹脂部となる樹脂液の順に付着させ、樹脂液を固化させて成形することを特徴とする長繊維樹脂成形体の製造方法である。

請求項４に記載の発明によれば、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液、樹脂部となる樹脂液の順に付着させ、樹脂液を固化させて成形するものであるので、連続的に製造が可能である。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の長繊維樹脂成形体の製造方法であって、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液を断続的に付着させ、さらに、樹脂部となる樹脂液を付着させ、樹脂液を固化させて成形することを特徴とする長繊維樹脂成形体の製造方法である。

請求項５に記載の発明によれば、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液を断続的に付着させ、さらに、樹脂部となる樹脂液を付着させ、樹脂液を固化させて成形するものであるので、連続的に製造が可能である。

本発明の長繊維樹脂成形体によれば、強度低下がほとんどなく、制振性に優れ、また、本発明の長繊維樹脂成形体の製造方法によれば、かかる長繊維樹脂成形体を容易に製造することができる。

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、本発明の第１の実施形態における長繊維樹脂成形体の斜視図である。図２は、図１に示す長繊維樹脂成形体の一部を切り欠いた斜視図である。図３は、図２のＡ部を拡大した斜視図である。図４は、本発明の第２の実施形態における長繊維樹脂成形体の正面図である。図５は、本発明の第３の実施形態における長繊維樹脂成形体の側面図である。図６は、連続成形ラインを示した模式図である。

本発明の第１の実施形態における長繊維樹脂成形体１は、図１、図２に示されており、樹脂部１０と繊維部１１とを有している。
そして、長繊維樹脂成形体１の形状は、角柱状であって、長尺状である。そして、長繊維樹脂成形体１は、まくら木として用いられる。

本実施形態における樹脂部１０の材質は、ポリウレタン樹脂であり、ポリオールとイソシアネートを原料として、これらを反応させて得られるものである。また、繊維部１１は、ガラス長繊維が用いられている。また、樹脂部１０は発泡して成形されるものであり、発泡樹脂である。

繊維部１１は複数の長繊維が用いられており、図２に示されるように、繊維部１１の配向方向は長繊維樹脂成形体１の長尺方向である。
そして、繊維部１１は、樹脂部１０に含有した状態で存在している。長繊維樹脂成形体１を高強度とすることができる。

また、図３に示されるように、繊維部１１の周りには、ゲル状樹脂１２が配置している。ゲル状樹脂１２は、樹脂部１０や繊維部１１よりも軟らかく、樹脂部１０や繊維部１１と比較して振動を減衰することができるものである。
ゲル状樹脂１２は、特に限定されるものでないが、例えば、ウレタン樹脂系のゲルやオレフィン系のゲルを用いることができる。

本実施形態の長繊維樹脂成形体１では、ゲル状樹脂１２は、繊維部１１の全ての長繊維の全域に配置しているものである。
また、ゲル状樹脂１２は、繊維部１１の一部の周りに配置することができる。例えば、図４に示される、第２の実施形態における長繊維樹脂成形体２では、繊維部１１の内、上側の長繊維をゲル状樹脂配置領域２０とし、下側をゲル状樹脂非配置領域２１とし、ゲル状樹脂配置領域２０の繊維部１１の長繊維の周りにのみゲル状樹脂１２が配置されている。
そして、図５に示される第３の実施形態における長繊維樹脂成形体３では、樹脂部１０の長手方向の両端付近をゲル状樹脂配置領域２０とし、中央付近をゲル状樹脂非配置領域２１とし、ゲル状樹脂配置領域２０の繊維部１１の長繊維の周りにのみゲル状樹脂１２が配置されている。
さらに、ゲル状樹脂１２の配置をランダムにするなど、上記した以外の方法で繊維部１１の一部の周りに配置することができる

次に、長繊維樹脂成形体１の製造方法について説明する。
長繊維樹脂成形体１は、図６に示すような連続成形ライン５０を用いて製造される。連続成形ライン５０には、繊維供給工程５１、ゲル状樹脂原料液塗布工程５４、樹脂含浸工程５２、成形工程５３、引取部５５を有している。
そして、繊維供給工程５１から引取部５５へ向かって進むように連続的に繊維部１１を供給し、引取部５５に引き取られて出来上がった成形体４１が出てくる。なお、連続成形ライン５０を示した図６においては、左から右へと工程が進む。

繊維供給工程５１は、繊維部１１となる繊維を連続的に供給する部分であり、図示は省略しているが、ガラス長繊維をボビンなどに巻きつけておき、これから繰り出して供給される。また、繊維供給工程５１には、複数本のガラス長繊維が束状に供給され、このガラス長繊維はゲル状樹脂原料液塗布工程５４へと進む。

ゲル状樹脂原料液塗布工程５４は、繊維部１１の表面にゲル状樹脂１２の原料となる原料液１２ａを塗布する工程である。本実施形態では、原料液１２ａが入った容器に繊維部１１を連続的に浸漬することにより、繊維部１１のガラス長繊維の全ての全長に塗布される。
この原料液１２ａの塗布は表面に薄く行われるものである。

続いて、原料液１２ａが塗布された繊維部１１が樹脂含浸工程５２に移動する。樹脂含浸工程５２には、噴霧ノズル６０を有している。そして、噴霧ノズル６０から樹脂液を繊維部１１に向けて噴霧する。
樹脂液は、ポリオール、イソシアネート及び発泡剤などを混合したものであり、発泡させながら固化させて樹脂部１０となるものである。
なお、必要に応じて、含浸ロール及び揉み板などを用い、噴霧ノズル６０から樹脂液を全体に均一に行き渡るようにすることもできる。

そして、原料液１２ａ及び樹脂液が付着した繊維部１１は、成形工程５３に供給される。成形工程５３は、４つの無端ベルト６３を有しており、この４つの無端ベルト６３の内側に成形通路６８が形成される。各無端ベルト６３の表面は平面状であり、成形通路６８の断面形状はほぼ長方形状となっており、長繊維樹脂成形体１の断面形状に合わせられている。

成形の際には無端ベルト６３が作動する。そして、無端ベルト６３が作動したときの内側の進行方向及び速度は、繊維部１１の進行方向及び速度と同じである。したがって、無端ベルト６３と、成形途中の樹脂との間の摩擦を小さくすることができる。

また、無端ベルト６３によって形成される成形通路６８は、樹脂液が硬化に必要な程度に加熱されている。そして、繊維部１１に含浸された樹脂は、成形通路６８内で硬化する。この樹脂には発泡剤が添加されているので、この硬化の際に発泡する。

成形通路６８を通過して硬化して成形体４１となり、この成形体４１は、引取部５５によって引き取られる。引取部５５では、上側ベルト５５ａと下側ベルト５５ｂが設けられており、成形体４１が上側ベルト５５ａと下側ベルト５５ｂとの間に挟まれた状態で作動する。
そして、カッター４０で所定の長さに切断され、切断された成形品は表面仕上げなどが行われて、長繊維樹脂成形体１ができあがる。

このように、長繊維樹脂成形体１を、連続成形ライン５０を用いて製造することにより、効率よく製造することができる。

また、ゲル状樹脂原料液塗布工程５４を連続成形ライン５０に設けないで、あらかじめ、繊維部１１の長繊維に、ゲル状樹脂１２の原料液１２ａを塗布しておいたものを供給しても良い。

そして、ゲル状樹脂１２を繊維部１１と樹脂部１０との間に介在させることができれば、連続成形ライン５０を用いないで成形しても良い。例えば、金型などの成形型を用いて、繊維部１１の長繊維にゲル状樹脂１２の原料液１２ａを塗布して、さらに樹脂部１０となる樹脂液を付着させたものを成型型内に配置して成形することもできる。

そして、ゲル状樹脂１２を繊維部１１の一部の周りに配置する場合には、以下のような方法で製造することができる。
例えば、上記した第２の実施形態における長繊維樹脂成形体２の場合、ゲル状樹脂原料液塗布工程５４の原料液１２ａに通過させる長繊維を一部とする方法や、あらかじめ原料液１２ａを塗布する長繊維を一部のものとすることにより製造することができる。
また、第３の実施形態における長繊維樹脂成形体３の場合、ゲル状樹脂原料液塗布工程５４において、原料液１２ａに通過させる状態と通過させない状態とを選択できるようにし、ゲル状樹脂１２を必要とする部分にだけ、原料液１２ａに通過させるようにして製造することができる。

このように製造された長繊維樹脂成形体１、２、３では、繊維部１１の長繊維と樹脂部１０との間にゲル状樹脂１２が介在しているので、長繊維樹脂成形体１、２、３が振動したときに、ゲル状樹脂１２によって振動を減衰することができる。
長繊維樹脂成形体１、２、３が振動すると、全体、或いは、部分的に樹脂部１０が変形する。そして、この変形によって、繊維部１１と樹脂部１０との間に相対移動が発生するので、ゲル状樹脂１２はせん断などの変形が発生し、振動を減衰する。

なお、繊維部１１と樹脂部１０との間に相対移動するような力が発生した場合、ゲル状樹脂１２が介在していると、介在していないものに比べて、ゲル状樹脂１２が変形して、繊維部１１と樹脂部１０との間がずれやすく、全体の強度が低下しやすい。このような場合には、ゲル状樹脂１２を部分的に介在させることにより、強度維持と制振性とを両立させることができる。

本発明の第１の実施形態における長繊維樹脂成形体の斜視図である。 図１に示す長繊維樹脂成形体の一部を切り欠いた斜視図である。 図２のＡ部を拡大した斜視図である。 本発明の第２の実施形態における長繊維樹脂成形体の正面図である。 本発明の第３の実施形態における長繊維樹脂成形体の側面図である。 連続成形ラインを示した模式図である。

符号の説明

１、２、３ 長繊維樹脂成形体
１０ 樹脂部
１１ 繊維部
１２ ゲル状樹脂
１２ａ 原料液

Claims (5)

1. 樹脂部と、長繊維である繊維部とを有し、樹脂部が繊維部によって補強されている長繊維樹脂成形体であって、繊維部と樹脂部との間にはゲル状樹脂が介在していることを特徴とする長繊維樹脂成形体。
2. 繊維部は複数の長繊維が用いられており、一部の長繊維についてゲル状樹脂を介在させるものであることを特徴とする請求項１に記載の長繊維樹脂成形体。
3. 繊維部の長繊維は所定の長さを有しており、長繊維の一部分についてゲル状樹脂を介在させるものであることを特徴とする請求項１に記載の長繊維樹脂成形体。
4. 請求項１に記載の長繊維樹脂成形体の製造方法であって、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液、樹脂部となる樹脂液の順に付着させ、樹脂液を固化させて成形することを特徴とする長繊維樹脂成形体の製造方法。
5. 請求項３に記載の長繊維樹脂成形体の製造方法であって、長尺の長繊維を連続的に供給しながら、長尺の長繊維にゲル状樹脂となる原料液を断続的に付着させ、さらに、樹脂部となる樹脂液を付着させ、樹脂液を固化させて成形することを特徴とする長繊維樹脂成形体の製造方法。

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