JP2875278B2 - 繊維強化樹脂の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シート状の繊維強化樹脂成形材料を立体
形状を有する成形物に成形する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

シート状の繊維強化樹脂成形材料を用いて、立体形状
を有する成形物を製造する方法としては、これまで、高
粘度の成形材料からなる成形用シートを適当な形状に裁
断し、この成形用シートを、雌雄一対の金型からなる成
形型内に導入し、高温高圧をかけることによって、所定
の形状に賦形硬化させる方法が採用されていた。

しかしながら、この方法は、金型や加圧設備が複雑で
高価につき、経済的に不利であるばかりでなく、それら
を製作するのに長時間を要するため、製品ニーズの多様
化に伴う、少量多品種化・納期短縮化を要請に対応し難
くなってきている。

一方、上記方法の欠点を解消する方法として、未硬化
のプレプリグシートを、雌型に沿って真空吸着させて賦
形した後、紫外線を照射することによってプレプリグシ
ートを硬化させる方法が提案されており、特開昭61−20
5121号公報に開示されている。この方法は、成形型とし
て雌型のみを用い、型精度もそれほど必要とされず、高
圧高温も用いないため、設備コストが安価であり、成形
工程も比較的簡単であり、成形作業の能率化を図れる等
の利点がある。

〔課題を解決するための手段〕

ところが、上記従来技術の場合、プレプリグシートを
雌型の型面に沿って真空吸着させる際に生じる、プレプ
リグシートと雌型との接触の遅速等によって、賦形され
たプリプレグシートすなわち成形品の厚みが局部的に違
ってしまうという問題がある。

第８図は、従来の成形方法を模式的に示しており、雌
型ｍの型面に開口する真空吸引口ｈを減圧して、雌型ｍ
の上面に配置されたプレプリグシートすなわち成形用シ
ートＳを吸引すると、まず、成形用シートＳの中央部分
が雌型ｍの中央に引き込まれる。成形用シートＳの中央
部分が型面に接触した後、順次周辺部分が型面に接触す
るようにして賦形されるのであるが、このとき、最初に
型面に接触した中央部分では、真空吸着に伴う背圧によ
って、樹脂材料が周辺部分へと押し流されてしまい、こ
の中央部分で成形用シートＳが薄くなってしまうのであ
る。このように、成形用シートＳの中央部分における厚
みの減少のほかにも、雌型の型面の凹凸や傾斜によっ
て、成形用シートＳの樹脂材料が流動したり偏在するこ
とによって、成形用シートＳの厚みが局部的に異なって
しまうのである。

前記した、雌雄一対の成形型で成形材料を挟み込んだ
状態で高温高圧をかけて成形する方法であれば、雌雄の
成形型の形状に正確に対応する成形品が得られるので、
上記のような問題は生じないのであるが、雌型もしくは
雄型の成形型ｍのみを用いて、この成形型ｍに沿うよう
に成形用シートＳを賦形する方法の場合には、成形用シ
ートＳのうち型面に接触していない側では成形用シート
Ｓの形状や厚みを規制することができないので、前記の
ような厚みの違いがどうしても発生してしまうのであ
る。

このような成形用シートＳすなわち成形品の局部的な
厚みの違いが生じると、厚みの薄い部分では機械的強度
が低下したり、所期の性能が発揮できなくなることにな
る。したがって、前記した従来技術の方法では目的とす
る性能を発揮させるために所望の厚みに制御された繊維
強化樹脂成形品を得ることが出来なかったのである。

そこで、この発明の課題は、上記した従来技術の問題
点を解消し、成形品の厚みを自由に制御して、局部的な
厚みの違いが発生するのを確実に防止することのできる
成形方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明にかかる繊維強化樹脂
の成形方法は、繊維強化樹脂成形用シートを、雌型もし
くは雄型の何れか一方の成形型面に沿うよう賦形した後
硬化させて繊維強化樹脂成形品を得る方法において、前
記賦形前に、前記成形シートの未硬化部位に、部分的に
粘度の異なる個所を形成する粘度調整工程をも備えてい
る。

この発明の方法において、前記粘度調整工程は、一般
的には、前記成形シートを粘度調整しないで賦形した場
合に厚みが薄くなる箇所の粘度をその他の箇所の粘度よ
りも高くする工程である。

第１図〜第７図は、この発明の実施例を示すものであ
り、各図を参照しながら説明する。

この発明の成形方法で用いる繊維強化樹脂成形用シー
トは、既知の繊維強化樹脂の成形方法に用いられている
のと同様の、通常の各種繊維強化樹脂成形材料からなる
ものが使用できる。繊維強化樹脂成形材料を構成する樹
脂材料には、通常、熱硬化性樹脂が用いられる。繊維強
化樹脂を構成する樹脂材料は、光や放射線等の照射ある
いは加熱等によって、樹脂の粘度を変化させて、任意の
粘度もしくは硬さに調整させることのできる材料を用い
る。例えば、光照射によって粘度を調整するには、樹脂
単独もしくは光反応開始剤（例えば光増感剤）の共存下
に光硬化を起こしたり、光反応によって増粘する性質を
有するものを用いる。具体的には、不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性（メタ）アクリレート樹
脂、ポリウレタン（メタ）アクリレート樹脂、エポキシ
（メタ）アクリレート樹脂等が挙げられる。このなかで
も、特に好ましいのは、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬
化性（メタ）アクリレート樹脂、ポリウレタン（メタ）
アクリレート樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂
である。上記記載において、…（メタ）アクリレート…
とは、…アクリレート…と…メタアクリレート…の両方
を意味する用語として使用している。

光反応開始剤としては、樹脂材料の種類に応じて、既
知の通常の各種光反応開始剤を用いることができる。例
えば、ラジカル反応型熱硬化性樹脂にはラジカル反応剤
を用い、エポキシ樹脂にはエポキシ基の開環付加反応を
惹起する光開始反応剤が用いられる。樹脂材料に対する
光反応開始剤の添加量は、通常、樹脂全体の５重量％以
下で実施される。

樹脂材料の粘度調整を、光照射以外の手段、例えば加
熱等で行う場合には、光反応開始剤の代わりに、それぞ
れの硬化反応に対応した硬化剤等を配合しておくことが
できる。

樹脂材料とともに繊維強化樹脂を構成する強化用繊維
としては、通常の繊維強化樹脂と同様に、各種有機繊維
あるいは無機繊維からなるものが使用できる。樹脂材料
の粘度調整を光照射によって行う場合には、強化用繊維
として光透過性を有するものが好ましい。具体的には、
ガラス繊維、ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、
樹脂材料の光照射による粘度調整を阻害しない範囲で、
光透過性のない強化用繊維も使用できる。具体的には、
炭素繊維、アルミ繊維、ステンレス繊維、銅繊維、アル
ミ被覆ガラス繊維等が挙げられる。光照射以外の手段で
樹脂材料の粘度調整を行う場合には、光透過性を有する
強化用繊維を使用する必要がないとともに、それぞれの
粘度調整作用に適した強化用繊維を用いる。

上記した各強化用繊維は、通常の繊維強化樹脂に用い
るのと同様の各種形態で樹脂材料と組み合わせることが
でき、例えば、約１〜100mm程度に切断された状態のも
の、長繊維をループ状に敷き詰めたマット状のもの等が
挙げられる。樹脂材料に対する強化用繊維の使用量は、
成形品の要求強度等によっても違うが、通常、繊維強化
樹脂材料全体に対して５〜60重量％で実施される。

上記のような繊維強化樹脂を所定の形状に賦形した
後、硬化させる方法は、光硬化や加熱硬化あるいは常温
硬化など、通常の繊維強化樹脂の成形方法で採用されて
いる各種の硬化手段を単独または複数組み合わせて実施
することができる。前記した樹脂材料の粘度調整手段
を、そのまま繊維強化樹脂の硬化手段とすることもでき
る。すなわち、例えば、前記した光反応開始剤の配合量
を、樹脂材料を完全に硬化させるのに充分な量にしてお
けば、光硬化のみで繊維強化樹脂を硬化させることがで
きる。

光硬化と同時に加熱硬化や常温硬化を併用する場合に
は、通常の各種硬化剤の中から、それぞれの硬化反応に
適した硬化剤を適宜選択して用いることができる。

例えば、ラジカル反応型熱硬化性樹脂に対する硬化剤
としては、メチルエチルケトンパーオキサイドやベンゾ
イルパーオキサイド等に代表される有機過酸化物、アゾ
ビスイソブチロニトリルに代表されるジアゾ化合物、オ
クテン酸コバルトに代表される有機金属塩類やジメチル
アニリンに代表されるアミン化合物を有機過酸化物に組
み合わせた系等があり、その使用量は、樹脂材料全体の
0,01〜６重量％程度の範囲で実施される。

エポキシ樹脂に対する硬化剤としては、例えば、多価
の１級もしくは２級のアミンや多価のカルボン酸等があ
り、その使用量は、通常、樹脂材料全体の１当量に対し
て0.3〜３当量の範囲で実施される。

上記した各硬化剤は、賦形後の繊維強化樹脂を硬化さ
せる作用と同時に、成形前の繊維強化樹脂の粘度調整を
行うためにも有効である。

繊維強化樹脂は、上記のように、強化用繊維および樹
脂材料からなるとともに、樹脂材料には、粘度調整およ
び硬化を行なわせるための光反応開始剤や硬化剤などを
含むものである。また、必要に応じて、その他の通常の
充填剤、安定剤、着色剤、増粘剤等を配合しておくこと
ができる。但し、これらの添加剤は、繊維強化樹脂の部
分的な粘度調整が可能な範囲で使用する。

成形用シートは、上記繊維強化樹脂材料のみからなる
ものを使用してもよいし、必要に応じて、繊維強化樹脂
材料以外のものを積層したものを使用することもでき
る。

例えば、第１図に示すように、繊維強化樹脂層10の両
面に伸縮性を有する被覆フィルム30が積層された成形用
シートＳが用いられる。被覆フィルム30は、成形用シー
トＳを、真空吸引もしくは加圧して賦形する際に、成形
用シートＳ内に気泡が入るのを防いだり、繊維強化樹脂
10が軟弱な場合に、成形用シートＳの形状を維持して取
り扱い性を向上させたり、成形用シートＳを重ねて保管
しておくときに、成形用シートＳ同士が粘着するのを防
止したりする。被覆フィルム30は、上記のような作用が
果たせれば、繊維強化樹脂層10の両面に積層しても、片
面のみに積層しておいてもよいが、繊維強化樹脂層10を
構成する樹脂材料の粘度が低く軟らかい場合には、繊維
強化樹脂層10の両面に被覆フィルム30を積層しておくの
が好ましい。

被覆フィルム30は、未硬化の繊維強化樹脂10に積層さ
れるので、繊維強化樹脂10の樹脂材料に著しく侵される
ことのないものでなければならない。また、成形用シー
トＳの部分的な粘度調整を光照射によって行う場合に
は、繊維強化樹脂層10の両面を覆う被覆フィルム30のう
ち、光照射される側に光透過性のあるフィルムを用いる
必要がある。なお、被覆フィルム30を積層したままで成
形用シートＳの賦形を行うので、賦形に伴う張力に耐
え、成形用シートＳの変形に伴って伸びることのできる
ものでなければならない。被覆フィルム30としては、通
常の繊維強化樹脂成形用シートの成形に用いられている
のと同様の各種材料が使用できるが、例えば、ビニロ
ン、ポリビニルアルコール、ナイロン、ポリエチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン
等のフィルムが好ましく、そのなかでも、ビニロン、ポ
リビニルアルコールは特に好ましいものである。被覆フ
ィルム30は、成形用シートＳを成形して成形品が得られ
た後、通常、成形品から剥がして除去するので、繊維強
化樹脂成形品に対する剥離性の良好なものを組み合わせ
て使用する。被覆フィルム30の厚さは、通常、10〜100
μｍ程度の範囲が好ましい。

以上に説明したような成形用シートＳを製造する方法
は、通常の繊維強化樹脂成形用シートの製造と同様の方
法で実施できる。例えば、強化用繊維以外の成分を配合
した樹脂液を、被覆フィルム30上に塗布したあと、樹脂
液の上に強化用繊維を載せて繊維強化樹脂層10を形成
し、さらにその上に被覆フィルム30を載せた後、脱泡す
ることによって成形用シートＳを作製する方法が採用で
きる。また、被覆フィルム上に載せた強化用繊維の上に
前記樹脂液を含浸させ、その上にさらに被覆フィルムを
載せた後、脱泡して成形用シートＳを作製する方法、前
記樹脂液と強化用繊維を混合して強化用繊維に樹脂液を
含浸させた繊維強化樹脂層を形成した後、これを２枚の
被覆フィルムの間に挟み、脱泡して成形用シートＳを作
製する方法等がある。

このようにして作製された成形用シートＳの取り扱い
や裁断を容易にするには、成形用シートＳの繊維強化樹
脂層10がある程度の硬さすなわち粘度を有する必要があ
る。そのためには、繊維強化樹脂層10を構成する樹脂材
料の粘度が低く軟らかすぎる場合には、強化用繊維に含
浸する前の樹脂液自体の粘度を高めておく方法や、樹脂
液に適当な増粘剤を添加しておき、樹脂液を強化用繊維
に含浸させた後、加熱や光照射等の適当な手段で、樹脂
材料全体を所定の粘度まで増粘させる方法を取ることが
できる。

以上のようにして製造された成形用シートＳは、賦形
硬化による成形に供されるが、この発明では、成形用シ
ートＳの繊維強化樹脂層10の粘度を部分的に違えるよう
に粘度調整しておく。

第２図および第３図は、粘度調整の方法を例示してお
り、光硬化性を有する成形用シートＳの片面に、粘度を
増加させたい個所に孔51のあいた不透明な遮蔽板50を配
置した状態で、光を照射することによって、光が照射さ
れた個所の繊維強化樹脂層10のみが光反応を起こして、
周辺の樹脂材料よりも粘度が高くなるのである。例え
ば、第３図に示す成形用シートＳの平面形において、中
央の楕円形は光照射によって増粘された高粘度部分ａ、
その周辺は増粘されなかった低粘度部分ｂとなってい
る。なお、集束された光束、例えばレーザー光を、粘度
を高めたい個所のみを順次照射するようにすれば、前記
したような遮蔽板50は不要である。光照射以外の放射線
等で部分的な粘度調整を行う場合にも、上記のようなマ
スク50を用いたり、放射線ビームを用いることができ
る。加熱によって部分的な粘度調整を行う場合には、例
えば、粘度を増加させたい個所の形状に対応するヒータ
を、成形用シートＳの片面に近接して配置することによ
って、成形用シートＳを部分的に加熱して高粘度部分ａ
を形成することができる。

成形用シートＳに対する、高粘度部分ａと低粘度部分
ｂの配置パターンは任意に設定できる。通常は、従来の
成形方法で成形用シートＳを成形したときに、厚みが薄
くなってしまう個所に高粘度部分ａを配置し、その他の
個所を低粘度部分ｂにしておけばよい。

成形用シートＳには、上記のような高粘度部分ａと低
粘度部分ｂの２種類の粘度部分を形成するだけでなく、
３段階以上に粘度の異なる部分を形成することもでき
る。例えば、前記した孔51のあいた遮蔽板50の一部もし
くは全部に代えて、部分的に透明度の異なる遮蔽板50を
用いれば、透明度の違いに応じて、多段階に粘度を変化
させることができる。また、前記レーザー光等の場合
は、光の照射時間を局部的に変えることによって、任意
の粘度に調整することができる。

さらに、製造する成形品の形状が予め判っているとも
に、成形用シートＳに対する前記のような呼び露光増粘
の仕様が判っている場合には、成形用シートＳの表面に
積層された被覆フィルム30のうち、光照射される側の被
覆フィルム30に、半透明性および／または不透明性のイ
ンキで必要により濃淡をつけて所定の柄付けをした被覆
フィルム30を用いれば、前記した孔51付の遮蔽板50や透
明度が部分的に異なる遮蔽板50と同様の作用を果たさせ
ることができる。特に、この方法は、光照射による粘度
調整と同時に、加熱による部分的な粘度調整や成形用シ
ートＳ全体の常温硬化による粘度調整を併用する場合に
有効である。

光照射による予備露光増粘等の、成形用シートＳに対
する部分的な粘度調整を、成形用シートＳのどの部分に
対して、どの程度の粘度の違いをつければよいか、樹脂
材料自体の粘度、成形しようとする成形品の形状、成形
設備や作業環境等の条件によって左右されるが、それら
の条件が決まれば、簡単な実験の繰り返しによって容易
に決定することができる。また、成形用シートＳの各部
分に対する粘度の程度を管理するには、必ずしも樹脂材
料自体の粘度を直接管理する必要はなく、所定の条件の
下で実施される光照射や加熱の時間を管理することによ
りその目的を達成することができる。

成形用シートＳに対する部分的な粘度調整は、成形用
シートＳを成形型に配置して成形する直前に実施するこ
ともできるし、また、成形に先立って予め実施しておく
こともできる。

上記のようにして、部分的に粘度の異なる個所が形成
された成形用シートＳは、雌型もしくは雄型の何れか一
方の成形型に沿うよう賦形した後、硬化させることによ
って、所望の繊維強化樹脂成形品が得られる。このよう
に、雌雄一対の成形型を使用せず、一方の成形型のみを
用いて成形を行う方法は従来より公知であり、具体的に
は、それら既知の各種成形方法がそのまま適用できる。

成形用シートＳの賦形方法には、例えば、つぎのよう
な二つの方法がある。

（Ａ）成形型として雌型を用い、この雌型の開口部を覆
うようにして成形用シートＳを固定した後、成形用シー
トＳの型面側に作用する圧力を、反対面側に作用する圧
力よりも小さくすることによって、成形用シートＳを型
面に吸着させて、成形用シートＳを賦形する方法。

（Ｂ）成形型として雄型を用い、成形用シートＳの周辺
を固定した状態で、成形用シートＳに雄型を押し付ける
ことによって、成形用シートＳを雄型に沿って変形させ
て賦形する方法。

第４図は、前記（Ａ）方法の１例を示しており、中央
が凹んだ雌型状の成形型40には、型面の適当な個所に真
空吸引孔41が設けられており、成形用シートＳと型面の
空間を真空吸引することによって、成形用シートＳの反
対面に作用する圧力、すなわち大気圧よりも、前記型面
側の圧力を小さくしており、この圧力差によって、成形
用シートＳが成形型40の型面に沿って密着するように押
し付けられて賦形される。この方法は、いわゆる真空成
形法と呼ばれるものである。真空成形法は、成形装置の
構造および成形作業が簡単で好ましい方法である。

真空成形法では、成形用シートＳを賦形するために作
用する力は最大でも１気圧である。成形用シートＳの樹
脂材料の粘度が高くて、１気圧の力では充分に賦形でき
ない場合には、前記真空吸引に加えて、補助的な加圧力
を作用させることもできる。具体的には、例えば、成形
用シートＳの真空吸引される面の反対側の面に適当な密
封空間を形成し、その空間に加圧空気を送り込む等して
加圧する方法がある。また、成形用シートＳの前記反対
面をプラグ等の適当な器具で押して加圧する方法、風船
のように弾力のある密閉体を適当な支持具に固定して、
成形用シートＳの前記反対面に配置し、この密閉体の内
部に圧力空気を送り込む等して膨張させて成形用シート
Ｓを加圧する方法等がある。また、成形装置全体を加圧
室に入れて、室内の空間に開放されている成形用シート
Ｓの前記反対面を加圧する方法もある。この方法の場
合、真空吸引の為の機構は、加圧室の外部に開放されて
設置されているほうが好ましい。

上記した各方法において、加圧力が充分であれば、真
空吸引を行わず、加圧力のみで成形用シートＳを賦形す
ることも可能である。加圧空気による成形法は、通常、
加圧成形等と呼ばれている方法である。但し、加圧力の
みで賦形する場合、成形用シートＳと型面の間の気体が
排気されて成形用シートＳが型面に密着されるようにし
ておく必要があり、そのためには、上記気体が自然に排
気されるような通気孔を成形型40に設けておくことが好
ましい。加圧力は、通常、約10気圧以下で実施するのが
好ましい。

前記（Ｂ）の方法において、成形品が簡単な形状の場
合には、周辺部を固定した成形用シートＳに雄型を押し
付けるだけで賦形できるが、成形品が複雑な形状の場合
には、一旦、成形用シートＳに雄型を押し付けて、ある
程度の賦形を行ったあと、成形用シートＳと雄型の間に
残る空間部分を、前記（Ａ）の方法と同様の手段で消滅
させ、成形用シートＳを雄型にぴったりと密着させて完
全に賦形させればよい。具体的な空間の消滅手段は、例
えば、上記空間を脱気して成形用シートＳを真空吸引し
たり、成形用シートＳの反対面に加圧力を作用させたり
する方法が採用できる。

上記のような方法で賦形された成形用シートＳは、通
常の硬化手段によって硬化させられた後、成形型40から
取り出され、第５図に示すように、両面の被覆フィルム
30を剥がして成形品Ｍが得られる。成形用シートＳを硬
化させる方法は、例えば、光照射によって硬化させる方
法、加熱によって硬化させる方法、常温で硬化させる方
法等があり、これらの方法を組み合わせて実施すること
もできる。

繊維強化樹脂成形品Ｍは、表面を平滑にしたり着色し
たりするために、成形品Ｍの表面にゲルコート層等と呼
ばれる表面樹脂層を形成する場合がある。従来は、成形
された成形品の表面に、塗装等の手段で表面樹脂層を形
成していたが、次のような方法で表面樹脂層を形成する
こともできる。

第６図に示すように、成形用シートＳとして、繊維強
化樹脂層10の片面に表面樹脂層20が積層されたものを用
い、このような成形用シートＳを成形することによっ
て、第７図に示すように、表面に表面樹脂層20が形成さ
れた成形品Ｍが得られるのである。

表面樹脂層20としては、繊維強化樹脂層10を構成する
樹脂材料と同じもので強化用繊維を含まないもの、上記
樹脂材料に着色剤等の添加剤を添加したもの、樹脂材料
にサーフェースマットや不織布等を積層したもの等、成
形品Ｍの表面特性を改善するのに必要な成分を含有する
樹脂材料が自由に使用できる。表面樹脂層20は、成形品
Ｍの表面に露出する、繊維強化樹脂層10の片面側のみに
形成しておいもよいが、成形品Ｍの両面が露出する場合
等、必要であれば、繊維強化樹脂層10の両面に表面樹脂
層20を設けておくこともできる。

表面樹脂層20が設けられた成形用シートＳに対する、
部分的な粘度調整や全体の増粘、あるいは、賦形および
硬化による成形品の成形方法は、前記した表面樹脂層20
のない成形用シートＳと同様に実施できる。

〔作用〕

成形用シートに、部分的に粘度の異なる個所を設けて
おくと、成形用シートＳが賦形等の張力によって伸ばさ
れるときに、粘度の高い部分は粘度の低い部分よりも伸
ばされ難くなる。したがって、成形用シートのうち、賦
形時の張力が、特に強くもしくは長く作用する部分の粘
度を高めておくことによって、その部分が薄くなるのを
防止することができる。また、成形品に、部分的に厚み
の違う部分を設けたい場合には、厚みを分厚くしたい部
分に対応する成形用シートの個所は粘度を高くし、厚み
を薄くしたい部分に対応する成形用シートの個所は粘度
を低くしておけば、成形品の厚みを部分的に自由に制御
することができる。

〔実施例〕

ついで、この発明の具体的な実施例について説明す
る。なお、以下の説明で、樹脂材料の配合等における
「部」は「重量部」、「％」は「重量％」を意味してい
る。

成形型は、下記のものを使用した。

成形型１…開口部が25×25cm、底部が24×24cm、深さが
10cmで、底部の四隅に脱気孔（真空吸引口）を有する鉄
製箱状の雌型。

成形型２…直径15cmの半球状をなす木製の雌型。

成形型３…先端が約50cmの曲率半径の曲面を有し、断面
計上が半径10cmと半径20cmの２つの円を中心間距離20cm
となるように配して出来る瓢型で、高さが10cmのFRP製
雄型（約３°の抜勾配を有し、瓢型のくびれたところに
６個の脱気孔を有する）。

成形用シートＳを構成する樹脂材料として、先ず、下
記の樹脂ＡおよびＢを製造した。

−樹脂Ａ− 無水フタル酸５モル、無水マレイン酸５モルおよびプ
ロピレングリコール11モルの割合で用い、公知の方法に
従って、酸価35の不飽和ポリエステルを得、この不飽和
ポリエステル65部、スチレン35部およびハイドロキノン
0.005部を混合して、粘度が25℃で４ポイズの不飽和ポ
リエステル樹脂を得た。

−樹脂Ｂ− ビスフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量185）1
85部、メタクリル酸86部、ハイドロキノン0.05部および
トリエチルアミン0.8部を用い、公知の方法に従って、
酸価５のエポキシメタクリレートを得、このエポキシメ
タクリレート70部およびスチレン30部を混合して、粘度
が25℃で１ポイズのエポキシメタクリレート樹脂を得
た。

−実施例１− 樹脂A100部とベンゾインメチルエーテル２部とを混合
して樹脂液を調製した。この樹脂液75部を被覆フィルム
（厚み25μｍのビニロンフィルム）の上でガラス繊維
（繊維長5inのマット）25部に含浸させて繊維強化樹脂
層を形成し、さらに、その上に前記被覆フィルムを載
せ、脱泡したあと、端をシールして、厚さ3mmの成形用
シートを得た。

この成形用シートを前記成形型１の開口部に配置し、
周辺を固定持具で固定・シールした後、外縁から5cmの
部分を除いて遮光板で覆った。遮光板は、成形型１の開
口部の中心部に相当する位置で10×10cmの部分が半透明
のプラスチックシートからなり、その他の部分が不透明
のプラスチックシートからなるものを用いた。

つぎに、蛍光灯タイプの低圧紫外線ランプ10本で約10
cmの距離から被照射物に紫外線を照射するようになって
いる紫外線照射装置を、遮光板で覆われた成形用シート
の上に配置し、20秒間露光した。その結果、成形用シー
トは部分的に粘度の違ったものとなり、その粘度は高い
方から順に、遮光板のない周辺部分、半透明プラスチッ
クシートに相当する部分、不透明プラスチックシートに
相当する部分となっていた。

その後、型内を減圧・脱気して、成形用シートを成形
型１の型面に沿わせて賦形した。遮光板を取払った後、
さらに、10分間紫外線照射して成形用シート全体を硬化
させ、成形型１の形状に沿う箱型の繊維強化樹脂成形品
を得た。

得られた成形品を切断して、その厚みを調べた結果、
最大厚みと最小厚みの比（以下「厚さ比」と称する）は
1.7であった。

上記実施例１と従来の方法との違いを比較するため、
実施例１において、遮光板を用いる成形用シートの部分
的な粘度調整工程を省いた以外は、実施例１と同様の工
程を経て、比較例１の成形品を製造した。この比較例１
の成形品の厚さ比は5.7であった。また、最大厚み部分
は底部のコーナーにあり、最小厚み部分は側面であり、
底面はその中間の厚さであった。

以上の結果から、この発明にかかる成形方法によっ
て、成形品の厚みのバラツキを大幅に少なくできること
が実証できた。

−実施例２− 実施例１と同じ成形用シートを、直径16cmの孔の開い
たドーナツ状の持具に固定するとともに、中心部分の直
径4cmの範囲を除いて、持具の孔を不透明な遮光板で覆
った。つぎに、前記同様の紫外線照射装置に、遮光板で
覆われた成形用シートを配置し、15秒間露光した。その
結果、成形用シートは、遮光板の中心部分に対応する部
分が他の部分よりも粘度が高くなるように粘度調整され
た。

遮光板を取り払った後、成形型２を用いて、ドーナツ
状持具の孔の中心に成形型２の頂部が配置されるように
して、成形型２を成形用シートに押し付け、成形用シー
トを成形型２の型面に沿って賦形した。その後、10分間
紫外線照射を行い、成形用シート全体を硬化させ、半球
状をなす繊維強化樹脂成形品を得た。この成形品の厚さ
比は1.6であった。

上記実施例２において、遮光板による成形用シートの
部分的な粘度調整工程を省いた以外は、実施例２と同様
の工程で、比較例２の成形品を得た。比較例２の成形品
の厚さ比は5.4であり、最小厚み部分は成形用シートと
成形型が最初に接触した中心部分であり、最大厚み部分
は上記最小厚み部分から端の方向に向かって、その距離
の約2/3離れた部分であった。

このことから、実施例２の成形品も、従来技術による
比較例２に比べて、はるかに厚みのバラツキが少ないこ
とが判る。

−実施例３− 樹脂A100部、ベンゾインメチルエーテル0.1部、ター
シャリブチルパーベンゾエート1.5部および酸化マグネ
シウム0.3部を混合して樹脂液を調製した。

この樹脂液70部を、被覆フィルムとなるポリビニルア
ルコールフィルム（厚み40μｍ）の上に塗布し、その上
に30部のガラス繊維（10mm長のガラスストランド）を散
布し、さらにその上に前記ポリビニルアルコールフィル
ムを載せ脱泡した後、40℃で24時間保持して、厚さ3mm
の成形用シートを得た。この成形用シートの樹脂材料の
粘度を調べるために、同じ樹脂液をガラスビンに入れ、
40℃で24時間保持したものの粘度は450ポイズであっ
た。

この成形用シートを、前記実施例１と同様に成形型１
に配置した。成形用シートの上方で、成形型１の開口部
の中心部分に相当する17×17cmの範囲を、不透明な遮光
板で覆った。

つぎに、紫外線照射装置に成形型１を配置して、60秒
間露光した結果、成形用シートは、不透明な遮光板で覆
われた中心部分よりも、周囲の部分が粘度が高くなるよ
うに粘度調整された。

成形型１を、加熱・加圧自在な部屋に入れ、５気圧、
130℃で加圧と同時に加熱することによって、成形用シ
ートを成形型１の型面に沿うように賦形させ、そのまま
硬化させて成形品を得た。この際、成形型１の脱気孔に
は金属パイプを連結して、端部を部屋の外に開放してお
き、成形用シートと成形型１の型面の間の空気が自然に
排出されるようにしておいた。

このようにして得られた成形品は、側面と底面の厚さ
が2.1であった。この実施例３は、成形用シートの粘度
調整によって、成形品の厚み分布を積極的に変えた場合
であり、側面の厚みを底面よりも分厚くすることによっ
て、機械的強度等を向上させることができた。

上記実施例３において、遮光板による成形用シートの
部分的な粘度調整を行わなかった以外は、実施例３と同
様の工程を経て比較例３の成形品を得た。その比較例３
の成形品は、側面と底面の厚さ比が0.7であり、側面が
底面よりも薄いので、実施例３の成形品に比べて、機械
的強度等に劣るものであった。

−実施例４− 前記樹脂B100部、ベンゾインメチルエーテル0.8部、
メチルエチルケトンパーオキサイド（パーオキサイド含
有量55％）１部、オクテン酸コバルト（金属含有量８
％）0.2部、ジブチルチンジラウレート（金属含有量８
％）0.01部およびトルエンジイシアネート２部を混合し
て樹脂液を調製した。

この樹脂液70部を、シリコン離型剤で処理したポリビ
ニルアルコールフィルム（厚み40μｍ）からなる被覆フ
ィルムの上に塗布し、その上に30部のガラス繊維（10mm
長のガラスストランド）を散布し、さらにその上に、前
記被覆フィルムを載せ脱泡して、厚さ2mmの成形用シー
トを得た。

成形用シートを、長軸50cm、短軸40cmの楕円形の孔が
開いたドーナツ状の持具に固定した後、持具の孔を、中
心部分の長軸15cm、短軸10cmの楕円形の範囲を除いて、
不透明な遮光板で覆った。

つぎに、紫外線照射装置に、遮光板で覆われた成形用
シートを配置し、15秒間露光した後、遮光板を取り払っ
た。その結果、成形用シートは、遮光板で覆われた周辺
部分よりも中心の部分が粘度が高くなるように粘度調整
されたことになる。

成形型３の頂部が持具の孔の中心にくるようにして、
成形型３を成形用シートに押し付けた。続いて、成形用
シートと成形型３の基部をシールした後、成形型３全体
を加圧室の中に入れ、３気圧で加圧して成形用シートを
成形型３に沿うように賦形させた。この際、成形型３の
脱気孔には金属パイプを連結して、端部を加圧室の外部
に開放しておいた。賦形後、２分間紫外線照射して成形
用シート全体を硬化させて成形品を得た。成形品は、脱
型直後は少し柔らかかったが、１日後には完全に硬化し
ていた。

実施例４において、遮光板による成形用シートの部分
的な粘度調整を行わなかった以外は、同様の工程を経て
比較例４の成形品を得た。

実施例４と比較例４の成形品の厚さ比を比べると、実
施例４が1.5に対して比較例４が5.7であり、やはり、こ
の発明の成形方法にかかる実施例４の成形品は厚みのバ
ラツキが少ないことが判る。

−実施例５− 樹脂B100部とターシャリブチルパーベンゾエート２部
とを混合して得られた樹脂液を用いた以外は、実施例４
と同様の工程を経て、厚さ2mmの成形用シートを得た。

この成形用シートを用いて、実施例４と同様の工程で
成形用シートを賦形した。その後、130℃に加熱して成
形用シート全体を硬化させて成形品を得た。なお、上記
工程のうち、成形用シートを部分的に粘度調整する際の
紫外線照射は、80W/cmのメタルハライド型高圧ランプを
用いて、10cmの距離から20秒間照射した。

上記実施例５において、遮光板による成形用シートの
部分的な粘度調整を行わなかった以外は、同様の工程を
経て比較例５の成形品を得た。

実施例５と比較例５の成形品の厚さ比を比べると、実
施例５が1.6で、比較例４が5.5であり、やはり、この発
明の成形方法にかかる実施例５の成形品は厚みのバラツ
キが少ないことが判る。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかる繊維強化樹脂の成形
方法によれば、部分的に粘度の異なる個所が設けられた
成形用シートを用いて、賦形硬化による成形を行うこと
によって、賦形時の張力による成形用シートの伸びを部
分的に制御して、成形品の厚みを自由に調整することが
可能になる。したがって、成形品全体の厚みのバラツキ
を無くして均一な厚みの成形品を製造することができ、
従来の成形方法における、局部的に厚みの薄い個所が出
来るために成形品の強度等が低下するという問題を解消
することができる。また、必要に応じて、特定個所の厚
みを他の部分よりも分厚くして機械的強度を高めるな
ど、成形品の厚みによって制御可能な各種特性を向上さ
せて、成形品の使用目的や要求性能に応じて、品質性能
に優れた繊維強化樹脂成形品を製造することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に用いる成形用シートの断面
図、第２図は成形用シートに対する部分的な粘度調整の
１例を示す断面図、第３図は部分的な粘度調整が行われ
た成形用シートの平面図、第４図は成形途中の断面図、
第５図は製造された成形後の断面図、第６図は別の実施
例に用いる成形用シートの断面図、第７図は成形後の断
面図、第８図は従来例の成形状態を示す断面図である。 10……繊維強化樹脂層、40……成形型、50……遮蔽板、
Ｓ……成形用シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 阿部 倶久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 滝沢 秀光 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (72)発明者 跡部 大祐 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (72)発明者 上田 賢一 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (56)参考文献 実開 昭61−108335（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−108334（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 70/00 - 70/48 B29C 43/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維強化樹脂成形用シートを、雌型もしく
   は雄型の何れか一方の成形型面に沿うよう賦形した後硬
   化させて繊維強化樹脂成形品を得る方法において、前記
   賦形前に、前記成形シートの未硬化部位に、部分的に粘
   度の異なる個所を形成する粘度調整工程をも備えている
   ことを特徴とする繊維強化樹脂の成形方法。
2. 【請求項２】前記粘度調整工程が、前記成形シートを粘
   度調整しないで賦形した場合に厚みが薄くなる個所の粘
   度をその他の個所の粘度よりも高くする工程である、請
   求項１に記載の繊維強化樹脂の成形方法。