JP2008266530A

JP2008266530A - シートモールディングコンパウンド及びその成形方法

Info

Publication number: JP2008266530A
Application number: JP2007114717A
Authority: JP
Inventors: Shinji Urano; 伸治浦野; Hidemi Ibi; 秀実揖斐; Hiroshi Kojima; 啓小嶋
Original assignee: Matsushita Electric Works Bathroom Ware System and Life Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Bath and Life Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】成形サイクルアップ及び成形品の外観向上を容易に図ること。
【解決手段】ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシート４，５の間に少なくとも１枚の不織布６を挟み込んで加熱積層成形してなるシートモールディングコンパウンド３である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば洗い場パン、浴槽エプロン、壁パネル等に用いられるＳＭＣ及びその成形方法に関するものである。

従来から、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）を金型を用いて高温高圧で成形してＦＲＰ（繊維強化プラスチック）成形品を製造する方法において、ＦＲＰ成形品の成形保圧時間（ゲル化開始から硬化完了までの硬化時間）を速めるために、金型の温度アップや、ＳＭＣの硬化材の増量などの方法が行なわれているが、このような方法では、ＦＲＰ成形品の外観に艶むら不良を誘発し易いという課題を有していた。

また、ＳＭＣ材料が流動性を失い、粘性が急激に上昇するまでの時間（以下「ゲルタイム」と称する）を速めることができる速硬化性ＳＭＣが例えば特許文献１において知られている。

ところが、上記特許文献１に見られる速硬化性のＳＭＣにおいては、単にゲルタイムを速めるものであるために、ＳＭＣが金型内でプレスされ流動が完了する前にゲル化が開始されてしまい、結果、ＦＲＰ成形品の外観に艶むら等の欠陥が発生するという課題を有していた。
特開２００５−１５４４５８号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、成形サイクルアップを図ることができると共に成形品の外観向上を容易に図ることができるシートモールディングコンパウンド及びその成形方法を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシート４，５の間に少なくとも１枚の不織布６を挟み込んで加熱積層成形してなることを特徴としている。

このような構成とすることで、金型高温１側にゲルタイムの長いＳＭＣシート４を載置してプレス成形することで、ＳＭＣ材料を製品端部まで確実にしかも短時間で充填できるようになる。しかもゲルタイムの異なるＳＭＣシート間に不織布６を挟み込んだことにより、表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料中に、成形圧力で裏面のゲルタイムの短いＳＭＣ材料が混ざり混んでしまうことを不織布６によって防止できるので、ゲルタイムの短いＳＭＣ材料がＳＭＣ積層体の最表面まで染み出すことがなくなり、これにより表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料が金型内で流動が完了する前にゲル化が始まることがない。従って、成形保圧時間を短くできると共に、ＦＲＰ成形品の外観に艶むら不良の発生を防止できるようになる。

また請求項２の発明は、上記ゲルタイムの長いＳＭＣシート４のゲルタイムを５０〜１００秒とし、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５のゲルタイムを３０〜５０秒としたものであり、この場合、ゲルタイムを３０秒よりも短くすると、硬化材量が増えてコストがかかり、逆に、ゲルタイムを１００秒よりも長くすると成形時間がかかり、同じくコストが高くなることから、ゲルタイムを上記数値範囲内に設定するのが望ましい。

また請求項３の発明は、上記不織布６の目付けを５０ｇ／ｍ^２以上にしたものであり、この場合、表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料と、裏面のゲルタイムの短いＳＭＣ材料とが成形圧力で混ざり混んでしまうのを防止する効果が容易に得られる。

また請求項４の発明は、ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシート４，５を用い、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４とゲルタイムの短いＳＭＣシート５との間に少なくとも１枚の不織布６を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４が金型高温１側、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５が金型低温２側にそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形することを特徴としている。

また請求項５の発明は、ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシート４，５を用い、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４を両外側にそれぞれ配置し、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５を内側に配置すると共にゲルタイムの長いＳＭＣシート４とゲルタイムの短いＳＭＣシート５との間に不織布６を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、両外側のゲルタイムの長いＳＭＣシート４が金型高温１側と金型低温２側とにそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形することを特徴としている。

上記請求項４又は請求項５の構成を採用することにより、製品面となる金型高温１側にゲルタイムの長いＳＭＣシート４を載置してプレス成形することで、ＳＭＣ材料を製品端部まで確実に充填できるようになり、成形保圧時間の短縮化、及び、艶むらの発生防止効果を高めることができる。

本発明は、ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシートの間に少なくとも１枚の不織布を挟み込んで加熱積層成形することにより、ＳＭＣ材料を製品端部まで確実にしかも短時間で充填できるものであり、成形保圧時間を短縮させることができるものであり、さらに不織布によってＳＭＣ材料の混ざり込みを防いで成形品の外観に艶むら不良の発生を防止できるものであり、結果、成形サイクルアップを図ることができると共に成形品の外観向上を容易に図ることができるシートモールディングコンパウンド及びその成形方法を提供できるものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本実施形態のシートモールディングコンパウンド３は、図１に示すように、ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシート４，５の間に少なくとも１枚の不織布６を挟み込んで加熱積層成形して得られる。

上記ＳＭＣシートとしては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、重合性単量体、低収縮材、硬化材、重合禁止材、充填材、増粘材及び繊維強化材を配合してなる繊維強化成形材料であって、シート状に形成してなるものである。なおＳＭＣシートとして柄入りＳＭＣ、柄なしＳＭＣのいずれであってもよい。

ここで、上記ゲルタイムの長いＳＭＣシート４のゲルタイムを５０〜１００秒とし、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５のゲルタイムを３０〜５０秒とするのが望ましい。例えば、ＳＭＣシートのゲルタイムの調整は、硬化材の量と重合禁止材の量の調整により行なうことができる。なお硬化材等を選択使用することによってゲルタイムを調整する技術は、従来技術で説明した特開２００５−１５４４５８号公報等により公知であり、詳細な説明は省略する。ここにおいて上記ゲルタイムを３０秒よりも短くすると、硬化材量が増えてコストがかかり、逆に、ゲルタイムを１００秒よりも長くすると成形時間がかかり、同じくコストが高くなる。従って、ゲルタイムを上記数値範囲内に設定するのが望ましい。なお、ゲルタイムの測定はキュラストメータ（硬化特性試験機）を用いて行なう。

上記ＳＭＣシート間に挟み込まれる不織布６は、例えばガラス製、樹脂製などが広く使用されるが、ここでは目付けが５０ｇ／ｍ^２以上のポリエステル製不織布６が好適に用いられる。不織布６は、表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料と、裏面のゲルタイムの短いＳＭＣ材料とが成形圧力で混ざり混んでしまうことを防止する役目を果たす。なお、不織布６は１枚に限らず、２枚以上の不織布６をＳＭＣシート間に挟み込むことも可能である。

ここで図１においては、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４とゲルタイムの短いＳＭＣシート５との間に１枚の不織布６を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４が金型高温１側、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５が金型低温２側にそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形する場合の一例を示している。なおＳＭＣシートの数は２枚に限らず、３枚以上であってもよく、不織布６の数も１枚に限らず２枚以上であってもよいものであり、要は、金型高温１側にゲルタイムの長いＳＭＣシート４を配置し、金型低温２側にゲルタイムの短いＳＭＣシート５を配置し、その間に不織布６を挟み込んだ構造であれば、ＳＭＣシート及び不織布６の数は適宜設計変更自在である。

また図２では、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４を両外側にそれぞれ配置し、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５を内側に配置すると共にゲルタイムの長いＳＭＣシート４とゲルタイムの短いＳＭＣシート５との間に不織布６を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、両外側のゲルタイムの長いＳＭＣシート４が金型高温１側と金型低温２側とにそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形する場合の一例を示している。なおＳＭＣシートの数は３枚に限らず、４枚以上であってもよく、不織布６の数も１枚に限らず２枚以上であってもよいものであり、要は、金型高温１側及び金型低温２側にそれぞれゲルタイムの長いＳＭＣシート４を配置し、その間にゲルタイムの短いＳＭＣシート５を挟み、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４とゲルタイムの短いＳＭＣシート５との間に不織布６を挟み込んだ構造であれば、ＳＭＣシート及び不織布６の数は適宜設計変更自在である。

しかして、製品面となる金型高温１側にゲルタイムの長いＳＭＣシート４を載置してプレス成形することで、ＳＭＣ材料を製品端部まで確実にしかも短時間で充填できるようになり、成形保圧時間を短縮できるようになる。しかも、ゲルタイムの異なるＳＭＣシート間に不織布６を挟み込んだことにより、表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料中に、成形圧力で裏面のゲルタイムの短いＳＭＣ材料が混ざり混んでしまうことを不織布６によって防止できるので、ゲルタイムの短いＳＭＣ材料がＳＭＣ積層体の最表面まで染み出すことがなくなり、これにより表面のゲルタイムの長いＳＭＣ材料が金型内で流動が完了する前にゲル化が始まることがない。つまり、製品の裏面側に位置するゲルタイムの短いＳＭＣシート５の材料流動が仮りに乱れても、表面側の材料流動はその影響を受けることがないため、ＦＲＰ成形品の外観に艶むら不良を発生させることがなく、流れ不足による未充填やかすれ等の欠陥の発生もなくなり、この結果、成形保圧時間を短縮させて成形サイクルアップを図ることができると共に艶むら等をなくして外観向上を容易に図ることができるものである。

以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。

（実施例１）
図１（ａ）のように、ゲルタイムの長いＳＭＣシート４を金型高温１側に位置させ、中央に不織布６を挟み込み、ゲルタイムの短いＳＭＣシート５を金型低温２側に位置させた状態両金型面間に載置してプレス成形して、図１（ｂ）に示すＦＲＰ成形品を得た。成形条件として、金型高温１側を１５０℃、金型低温２側を１４０℃、圧力を１００ｋｇｆ／ｃｍ^２とした。ＦＲＰ成形品として、長さ１２００ｍｍ、幅４５０ｍｍ、高さ３０ｍｍの浴槽エプロンを得た。そして、最小保圧時間と成形品の表面状態とを観察したところ、成形保圧時間が２５０秒で、製品端部まで樹脂が充填し、外観に艶むら不良もないことが確認された。

（実施例２）
図２（ａ）のようにゲルタイムの長い一方のＳＭＣシート４を金型高温１側に位置させ、ゲルタイムの長い他方のＳＭＣシート４を金型低温２側に位置させ、中央にゲルタイムの短いＳＭＣシート５を位置させ、このゲルタイムの短いＳＭＣシート５の両側にそれぞれ不織布６を挟み込んだＳＭＣ積層体を、両金型面間に載置してプレス成形して、図２（ｂ）に示すＦＲＰ成形品を得た。成形条件として、金型高温１側を１５０℃、金型低温２側を１４０℃、圧力を１００ｋｇｆ／ｃｍ^２とした。他の条件は実施例２と同様とした。そして、最小保圧時間と成形品の表面状態とを観察したところ、成形保圧時間が２７０秒で、製品端部まで樹脂が充填し、外観に艶むら不良もないことが確認された。

（比較例１）
ゲルタイムが６０秒の１枚のＳＭＣシート７を金型高温１側と金型低温２側との間でプレス成形した（図３（ａ））。

（比較例２）
ゲルタイムが４０秒の１枚のＳＭＣシート８を金型高温１側と金型低温２側との間でプレス成形した（図３（ｂ））。

（比較例３）
ゲルタイムが６０秒のＳＭＣシート７，８を金型高温１側に配置し、ゲルタイムが４０秒のＳＭＣシートを金型低温２側に配置して、両金型面間でプレス成形した（図３（ｃ））。

上記実施例１、２、及び、比較例１〜３に用いたＳＭＣのゲルタイムと成形時の保圧時間の測定結果と、成形品表面の状態を観察した結果を合わせて、以下の表１に示す。

上記表１の結果から、実施例１、２では、ゲルタイムを変えることなく、成形保圧時間を短縮することができた。また、成形品の外観は端部まで充填性がよく、艶むらの発生もなく、良好であることが確認できた。

本発明により得られるＦＲＰ成形品は、洗い場パン、浴槽エプロン、壁パネルのような水廻り住宅建材以外に、自動車部品等にも広く適用可能である。

本発明の一実施形態であり、（ａ）はゲルタイムの長いＳＭＣシートとゲルタイムの短いＳＭＣシートとの間に１枚の不織布を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、ゲルタイムの長いＳＭＣシートが金型高温側、ゲルタイムの短いＳＭＣシートが金型低温側にそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形する場合の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）により得られたＦＲＰ成形品の模式図である。本発明の他の実施形態であり、（ａ）はゲルタイムの長いＳＭＣシートを両外側にそれぞれ配置し、ゲルタイムの短いＳＭＣシートを内側に配置すると共にゲルタイムの長いＳＭＣシートとゲルタイムの短いＳＭＣシートとの間に不織布を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、両外側のゲルタイムの長いＳＭＣシートが金型高温側と金型低温側とにそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形する場合の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）により得られたＦＲＰ成形品の模式図である。（ａ）〜（ｃ）は比較例１、比較例２、比較例３を説明する模式図である。

符号の説明

１金型高温側
２金型低温側
３シートモールディングコンパウンド
４ゲルタイムの長いＳＭＣシート
５ゲルタイムの短いＳＭＣシート
６不織布

Claims

ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシートの間に少なくとも１枚の不織布を挟み込んで加熱積層成形してなることを特徴とするシートモールディングコンパウンド。
上記ゲルタイムの長いＳＭＣシートのゲルタイムを５０〜１００秒とし、ゲルタイムの短いＳＭＣシートのゲルタイムを３０〜５０秒としたことを特徴とする請求項１記載のシートモールディングコンパウンド。
上記不織布の目付けを５０ｇ／ｍ^２以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載のシートモールディングコンパウンド。
ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシートを用い、ゲルタイムの長いＳＭＣシートとゲルタイムの短いＳＭＣシートとの間に少なくとも１枚の不織布を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、ゲルタイムの長いＳＭＣシートが金型高温側、ゲルタイムの短いＳＭＣシートが金型低温側にそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形することを特徴とするシートモールディングコンパウンドの成形方法。
ゲルタイムの異なる少なくとも２種類のＳＭＣシートを用い、ゲルタイムの長いＳＭＣシートを両外側にそれぞれ配置し、ゲルタイムの短いＳＭＣシートを内側に配置すると共にゲルタイムの長いＳＭＣシートとゲルタイムの短いＳＭＣシートとの間に不織布を挟み込んで得られるＳＭＣ積層体を、両外側のゲルタイムの長いＳＭＣシートが金型高温側と金型低温側とにそれぞれ位置するように、両金型面間に載置してプレス成形することを特徴とするシートモールディングコンパウンドの成形方法。