JP3273888B2 - 積層物の製造方法 - Google Patents

積層物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂成形
品を雄型としたレジントランスファーモールディング成
形法(RTM)に係り、特に凸形剛性型と凹形剛性型の
型温度に差を設けることにより、バックアップ樹脂の硬
化特性を厚さ方向でコントロールし、樹脂成形品とバッ
クアップ樹脂との界面不良を防止して、高品質の製品を
効率よく製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アクリル製浴槽等の製造は、アク
リル樹脂の如き熱可塑性樹脂成形品に繊維強化樹脂(F
RP)を積層する手段を採っており、その方法には、ハ
ンドレイアップ法、スプレーアップ法等の積層手段があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような熱可塑性樹
脂バックアップ製品の成形にあたり、バックアップ樹脂
の硬化収縮により、熱可塑性樹脂成形品とバックアップ
樹脂との界面で剥離が生じる場合がある。この剥離は、
製品強度を維持できなくなるだけではなく、アクリル樹
脂の如き透明色を対象とする成形品の場合は、外観不良
の問題にもつながる。
【0004】このような問題点を解決するために、従来
は樹脂成形品とバックアップ樹脂との界面にプライマー
を介し、両者の密着力を向上させていた。しかしなが
ら、この手段では、製造コスト、作業性の面で不利であ
り、特にRTM成形法の場合は、その方式の目的の点か
らも好ましい工程ではない。
【0005】本発明は、このような問題点を解決し、熱
可塑性樹脂成形品にバックアップ樹脂で補強する工程に
おいて、プライマー等の手段を用いることなく、硬化収
縮によって生じる樹脂成形品とバックアップ樹脂との間
の剥離を防止して、製品強度、外観に優れた高品質の積
層製品を効率的に行う製造方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、容器形状の熱
可塑性樹脂成形品の内側に実質的に変形しない型1を配
置し、かつ樹脂成形品の外側に、これと所定幅の空間を
もって実質的に変形しない型2を配置して、前記熱可塑
性樹脂成形品と変形しない型2の外周部を密着させてセ
ルを形成した状態で、上記型2の樹脂注入口から重合硬
化性樹脂原料を注入する前または/および後、上記型1
の樹脂成形品に接する側の表面温度を該型2のセル内面
側温度より高くした状態で前記重合硬化性樹脂原料を硬
化させて樹脂成形品と硬化樹脂との積層物を形成した
後、積層物を型1と型2から離型することを特徴とする
積層物の製造方法にある。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に使用できる容器形状の熱
可塑性樹脂成形品は、熱可塑性樹脂板を熱成形したもの
である。熱可塑性樹脂板としては、アクリル樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ABS樹脂またはこれらの積層板等、真
空成形、圧空成形またはプレス成形等熱成形可能な樹脂
板が使用できる。真空ないし圧空成形には、プラグなど
による補助成形も行うことができる。
【0008】これらの樹脂板の板厚は、特に制限はない
が、板厚が薄くなりすぎると補強用の原料樹脂に含まれ
る溶剤でクラックが発生したり、重合硬化性樹脂原料の
硬化時に発熱による変形が生じるため、成形品が最も薄
いところでも0.3mm以上、望ましくは0.8mm以
上とするのが好ましい。また、これらの樹脂板に印刷を
施したり、フィルムをラミネートすることは妨げない。
【0009】特に熱成形加工性および耐溶剤性に優れた
アクリル樹脂板としては、特公平6−70098号公報
に開示されているメタクリル酸メチル単独またはメタク
リル酸メチル60重量%以上とアクリル酸エステル40
重量%以下との単量体混合物を重合開始剤の存在下で重
合させてアクリル樹脂板を製造するにあたり、あらかじ
め単量体全体に対して0.01〜20重量%の連鎖移動
剤を添加してシラップを製造し、次いでその得られたシ
ラップに対して0.02〜1.0重量%の架橋剤を添加
して鋳型中で注型重合させることによって得られるアク
リル樹脂板の使用が望ましい。
【0010】本発明において実質的に変形しない型1と
は、添付の図1の符号1に示したように符号3で示した
容器形状の熱可塑性樹脂成形品の内側に配置したもの
で、熱可塑性樹脂成形品の変形しやすい部分を支持、加
圧し、熱可塑性樹脂成形品の温度を、実質的に変形しな
い型1の表面温度により可変させることができるもので
ある。型1から樹脂成形品への伝熱効率を考慮すると両
者の大部分又は全面が接触状態にあることが好ましい。
この型1の材料として、エポキシ樹脂、ビニルエステル
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等のFRP、FRPとレ
ジンコンクリートなどの積層体からなるもの、アルミ等
の金属などが挙げられる。また、その表面が、流体ある
いはその他の手段による温度調節機構を備えたものであ
る。図1では、型1に組込まれた温調パイプ1aが示さ
れている。
【0011】本発明におけるセルとは、容器形状の熱可
塑性樹脂成形品と符号2で示した実質的に変形しない型
2とからなる。この実施的に変形しない型2の材料とし
ては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂等のFRP、FRPとレジンコンクリート
などの積層体からなるもの、アルミ等の金属などが挙げ
られる。またこの型2は、そのセルを構成する表面の温
度において、図の2aに例示したように型2に組込まれ
た温調パイプによって流体あるいはその他の手段による
温度調節機構を備えたものであってもよい。
【0012】また、セルの所定幅の空間とは、重合硬化
性樹脂によって充填される樹脂層6の厚み部分であり、
この厚み(セル間隔)を調節することにより、樹脂補強
層6の厚みをコントロールすることができる。
【0013】本発明の、容器形状の熱可塑性樹脂成形品
と2の実質的に変形しない型2とで形成されるセルの外
周部は、図示したようにシールパッキン4、またはクラ
ンプ等により密着されたものである。
【0014】本発明における実施的に変形しない型2の
樹脂注入口とは、図1の符号5に示したようにセルに重
合硬化性樹脂原料を注入するための注入口であり、重合
硬化性樹脂原料がセル内に完全に充填されるような位置
にあけておくものであり、複数あってもかまわない。
【0015】また、本発明における補強樹脂層6を形成
する重合硬化性樹脂原料としては、不飽和ポリエステル
樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂、およびこれらを変性した樹脂などが
使用でき、発泡樹脂も含む。不飽和ポリエステル樹脂と
しては、イソ系、テレ系またはビス系不飽和ポリエステ
ル樹脂およびこれらのアクリル変性不飽和ポリエステル
樹脂ないしは前記イソ系、テレ系またはビス系不飽和ポ
リエステル樹脂にアクリル樹脂を添加した不飽和ポリエ
ステル樹脂の少なくとも一種から選定する。
【0016】また、本発明においてセルに注入する重合
硬化性樹脂原料には、補強用のフィラーを混合させるこ
とができ、その具体的なものとして、水酸化アルミニウ
ム、炭酸カルシウム、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド
繊維、ポリエステル繊維など既知のフィラーを用いるこ
とができる。これらは、一種または二種以上を適宜組み
合わせて使用することも可能である。
【0017】さらに、ガラス繊維を用いる場合は、ガラ
ス繊維を織布や不織布等にマット化したり、容器形状の
熱可塑性成形品とほぼ同形状となるように成形した「ガ
ラス繊維リフォーム」とし、これらを重合硬化性樹脂原
料を注入するに先だってセル中にセットすることができ
る。
【0018】本発明の積層方法によれば、前記実質的に
変形しない型1の型温度を、前記実質的に変形しない型
2の型温度よりも高く設定することにより、注入された
重合硬化性樹脂原料は、前記型1に接している容器形状
の樹脂成形品側から硬化し始める。
【0019】このため、注入された重合硬化性樹脂原料
が硬化する際の収縮は、容器形状の樹脂成形品側から始
まり、収縮による剥離不良は実質的に変形しない型2側
に集中することになる。ここで、実質的に変形しない型
2と重合硬化性樹脂との剥離は、成形品の脱型に際し、
有利に働くことから、脱型工程においても好ましいと言
える。
【0020】本発明において実質的に変形しない型1の
型表面設定温度T1と実質的に変形しない型2の型表面
設定温度T2は、使用する重合硬化性樹脂原料の硬化反
応が円滑に進行する温度であれば良いが、通常のポリエ
ステル樹脂の場合、樹脂注入後、T1=30〜50℃、
T2=20〜40℃程度とする。また、温度差T1−T
2は、硬化完了まで、常に10〜20℃程度を維持する
事が好ましい。型の加熱は重合硬化性樹脂の注入前に行
っておいてもよく、又注入中から行ってもよい。
【0021】次に添付の図面を用いて本発明を具体的に
説明する。図1は、本発明の積層物製造法の実施の一例
を説明するための断面図である。図1において、1は容
器形状の熱可塑性樹脂成形品を保持するために接してい
る実質的に変形しない型1であり、2は実質的に変形し
ない型2である。いずれも、型表面の温度に温度差を設
けるための温調パイプ1a,2aが設けられている。
【0022】この実質的に変形しない型1に図のごと
く、バックアップされる熱可塑性樹脂成形品としてアク
リル樹脂成形品3をかぶせ、さらに図の様に型2をかぶ
せる。型2とアクリル樹脂成形品3の周囲の接合部は、
注入される重合硬化性樹脂原料が漏れないようにパッキ
ン4でシールし、実質的に変形しない型1と型2は、適
切な圧力で型締めされセルを形成する。
【0023】型2に設けた樹脂注入口5よりバックアッ
プ樹脂となる重合硬化性樹脂原料として硬化剤、促進剤
等を混入したポリエステル樹脂を注入する。重合硬化性
樹脂原料注入後、直ちに二つの型1,2を温調パイプ1
a,2aを用いて温調する。温調は、型1の表面温度を
型2の表面温度より高く設定するが、その温度差は使用
する積層樹脂の硬化特性にもよるが、10℃以上つける
ことが好ましい。
【0024】注入された重合硬化性樹脂原料は、型1に
接しているアクリル樹脂成形品側から硬化し始め、収縮
による剥離は型2側に集中することになる。したがっ
て、成形後のアクリル樹脂成形品とバックアップ樹脂と
の間に剥離不良は発生せず、製品強度および透明樹脂に
おいては外観等を損なうことなく、高品質な製品が得ら
れる。しかも型2とバックアップ樹脂との剥離は、成形
品の脱型に際し、有利に働くことにもつながる。
【0025】
【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明する。図1に示す装置を用い、アクリル樹脂成形品を
雄形に用いたRTM成形を実施した。
【0026】アクリル樹脂板(商品名:アクリライトP
X200 三菱レイヨン(株)製)を真空成形法により
バスタブの形状に成形し熱可塑性樹脂成形品を得た。補
強材として不飽和ポリエステル樹脂(商品名:ユピカ4
580 日本ユピカ(株)製)100重量部に触媒(商
品名:パーメックN 日本油脂(株)製)1.5重量部
を、注入直前にスタティックミキサーにより混合し重合
硬化製樹脂原料とした。
【0027】図1に示すように、バスタブ形状のアクリ
ル樹脂成形品3を実質的に変形しない型1にかぶせ、次
いでその上にあらかじめ成形されたガラス繊維プリフォ
ームをかぶせ(図示せず)、さらにその上に実質的に変
形しない型2を、アクリル樹脂成形品3との間隔が3m
mとなるようにかぶせ、クランプにより型締めしてセル
を形成した。重合硬化性樹脂原料を注入するにあたり、
温調パイプ1a,2aによりあらかじめ上記型1の表面
温度を30℃、上記型2の表面温度を20℃にしておい
た。
【0028】調合した重合硬化性樹脂原料を1kg/c
2 の圧力で注入口5よりセルに注入し、同時にセル内
の重合硬化性樹脂原料の未充填部の空気を排気口(図示
せず)より排気した。重合硬化性樹脂原料の硬化により
型の温度は上昇するが、重合硬化性樹脂の硬化発熱ピー
クを迎えるまで、アクリル成形品と接する重合硬化性樹
脂原料の温度と、型2に接する重合硬化性樹脂原料の温
度差が常に約10℃となるように型1の表面温度と型2
の表面温度の温度調節を行った。温度センサーは図1の
1 ,S2 の位置に設けておき、温度をモニターした。
注入後、約1時間で重合硬化性樹脂原料は発熱ピークを
迎え、その時のS1 ,S2 の値はそれぞれ75℃と65
℃であった。
【0029】注入した重合硬化性樹脂原料の重合硬化が
完全に終了した後、離型を行った。このようにして作製
されたバスタブは、アクリル樹脂成形品とバックアップ
樹脂との間の剥離不良も見られず、JIS A−171
8に従って性能を評価したところ、全ての項目に合格し
た。
【0030】
【発明の効果】本発明は、熱可塑性樹脂成形品にバック
アップ樹脂で補強する工程において、プライマー等の手
段を用いることなく、硬化収縮によって生じる熱可塑性
樹脂成形品とバックアップ樹脂との間の剥離不良を防止
し、高品質の積層製品を効率的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
【符号の説明】
1 実質的に変形しない型1 1a 型1に組み込まれた温調パイプ 2 実質的に変形しない型2 2a 型2に組み込まれた温調パイプ 3 熱可塑性樹脂成形品 4 シールパッキン 5 樹脂注入口 6 樹脂層 S1 温度センサー S2 温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井田 浩三 神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地 三 菱レイヨン株式会社東京技術・情報セン ター内 (56)参考文献 特開 昭55−107435(JP,A) 特開 昭53−109576(JP,A) 特開 昭55−69453(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 39/10 - 39/12 B29C 39/22 - 39/44 B29C 43/18 - 43/20 B29C 43/32 - 43/58

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器形状の熱可塑性樹脂成形品の内側に
    実質的に変形しない型1を配置し、かつ樹脂成形品の外
    側に、これと所定幅の空間をもって実質的に変形しない
    型2を配置して、樹脂成形品と型2の外周部を密着させ
    てセルを形成した状態で、上記型2の樹脂注入口から重
    合硬化性樹脂原料を注入する前または/および後、上記
    型1の樹脂成形品に接する側の表面温度を該型2のセル
    内面側温度より高くした状態で前記重合硬化性樹脂原料
    を硬化させて樹脂成形品と硬化樹脂との積層物を形成し
    た後、積層物を前記型1と前記型2から離型することを
    特徴とする積層物の製造方法。
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