JP4219690B2

JP4219690B2 - 複合成形品の製造方法

Info

Publication number: JP4219690B2
Application number: JP2003002300A
Authority: JP
Inventors: 弘行山路; 武文植松; 真介三田
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: JP2004209917A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層とよりなる複合成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より，ユニットバスの浴槽に，発泡成形体とシートモールディングコンパウンド成形体とからなる複合部材が用いられている（特許文献１参照）。ところで，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡成形体とからなる複合部材は，従来は両成形体を接着剤によって接着している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１４３号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上述のごとく，従来の複合部材は，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡成形体とを接着剤により接着しているため，両成形体は，接着剤を塗布した部分のみにおいて互いに接着されているが，他の部分では隙間が生じた状態のままであるため，強度が弱い。
それ故，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡成形体との接着強度を確保するためには，接合面に広く接着剤を塗布する必要がある。
しかしながら，天井材，床材，浴槽など，接合面積が大きいものには，接着剤の塗布に手間がかかり，また，原料コストも高くなるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，強度に優れ，製造容易かつ安価な複合成形品の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
説明の都合上，まず参考発明（複合成形品）につき説明する。
この参考発明は，シートモールディングコンパウンド成形体と該シートモールディングコンパウンド成形体の片面に配設した発泡層とよりなる複合成形品であって，上記シートモールディングコンパウンド成形体と上記発泡層とは，熱融着により接着されていることを特徴とする複合成形品にある。
【０００７】
次に，本参考発明においては，上記シートモールディングコンパウンド成形体と上記発泡層とは，熱融着により接着されているため，両者の接合面の全面を容易に接着することができる。そのため，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層の接合強度を確保し，強度に優れた複合成形品を得ることができる。
また，接着剤を用いる必要がないと共に接着剤の塗布作業も必要ない。それ故，原料コスト，生産コストを削減することができると共に，製造容易，製造期間短縮にもなる。
【０００８】
以上のごとく，本参考発明によれば，強度に優れ，製造容易かつ安価な複合成形品を提供することができる。
【０００９】
次に，本願にかかる発明は，金型を用いてシートモールディングコンパウンド成形体を成形し，該シートモールディングコンパウンド成形体を形状保持治具により保持すると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体と対面する側に発泡層形成用の成形型を被覆し，
次いで，上記成形型と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間に形成されたキャビティ内に予備発泡樹脂粒子を注入し，その後，上記キャビティ内に水蒸気を導入して上記予備発泡樹脂粒子を加熱することにより上記予備発泡樹脂粒子を発泡，融着させると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体と熱融着させて，該シートモールディングコンパウンド成形体の片面に発泡層を接着してなる複合成形品を得る方法であって，
上記形状保持治具と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部が形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法にある（請求項１）。
【００１０】
本製造方法においては，上記キャビティ内において上記予備発泡樹脂粒子を加熱し，これを発泡，融着させると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体と熱融着させる。これにより，該シートモールディングコンパウンド成形体の片面に発泡層を接着する。そのため，両者の接合面における略全面を容易に接着することができる。これにより，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層の接合強度を確保し，強度に優れた複合成形品を製造することができる。
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層との接着に，接着剤を用いる必要がないため，上記のごとく原料コスト，生産コストを削減することができると共に，製造容易，製造期間短縮にもなる。
また，本発明においては，上記形状保持治具と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部が形成されている。
そのため，上記キャビティ内に導入した水蒸気の熱が，上記形状保持治具に奪われることを抑制でき，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層との熱融着が充分に進行する。
それ故，両者の接着強度を向上させることができる。
【００１１】
以上のごとく，本発明によれば，強度に優れ，製造容易かつ安価な複合成形品の製造方法を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記シートモールディングコンパウンド成形体とは，シートモールディングコンパウンドを成形したものであり，該シートモールディングコンパウンドとは，主に樹脂を繊維に含浸させ増強したシート状材料をいい，一般にはＳＭＣと称されている。
【００１３】
上記シートモールディングコンパウンド成形体中における繊維の含有量は，５〜７０重量％であることが好ましい。上記含有量が５重量％未満の場合には，シートモールディングコンパウンド成形体の強度を充分確保することが困難となるおそれがある。一方，上記含有量が７０重量％を超えると，樹脂が充分に硬化せず，均一な成形体を得ることが困難となるおそれがある。
また，上記含有量は４０〜７０重量％であることが更に好ましい。
【００１４】
上記発泡層としては，例えば発泡性熱可塑性樹脂を発泡させることにより形成したものがある。
また，上記複合成形品は，例えば，ユニットバスの浴槽，天井材，床材，壁材，或いは屋外に設置する受水槽等として用いられる。
【００１５】
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体は，不飽和ポリエステル樹脂を含有していることが好ましい。
この場合には，粘度の調節，硬化時間の調節が容易であり，かつ安価なシートモールディングコンパウンド成形体を得ることができる。
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体が含有する熱硬化性樹脂は，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ウレタン樹脂等であってもよい。また，得ようとするシートモールディングコンパウンド成形体の大きさ，形状，耐久性等を考慮して，ビニルエステル樹脂を併用することもできる。
【００１６】
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体は，ガラス繊維，有機繊維の一方又は双方を含有していることが好ましい。
この場合には，安価な材料でシートモールディングコンパウンド成形体の強度を向上させることができる。
上記有機繊維としては，例えば，ビニロン繊維，ポリエステル繊維，フェノール繊維，カーボン繊維等がある。
【００１７】
また，上記繊維がガラス繊維である場合には，その長さは３〜５０ｍｍであることが好ましい。長さが３ｍｍ未満の場合には，上記シートモールディングコンパウンド成形体の強度を充分向上させることが困難となるおそれがある。一方，長さが５０ｍｍを超える場合には，繊維が５０ｍｍ以下の隙間に充分に入り切らず，成形が困難となるおそれがある。
また，上記ガラス繊維の長さは，６〜２５ｍｍであることが更に好ましい。
また，上記ガラス繊維や有機繊維のチョップドマット，織布，又は不織布を用いて上記シートモールディングコンパウンド成形体を得ることもできる。
【００１８】
また，上記発泡層は，スチレン系樹脂からなることが好ましい。
この場合には，ポリエステル樹脂と熱接着するという利点がある。
上記スチレン系樹脂としては，例えば，発泡ポリスチレン，発泡ハイインパクトポリスチレン，発泡ＡＢＳ，発泡ポリエチレン−スチレン共重合樹脂等がある。
【００１９】
次に，本発明（請求項１）において，上記形状保持治具は，シートモールディングコンパウンド成形体の形状を保持して，これを発泡層形成用成形型に取付けるための治具である。該形状保持治具は，例えばシートモールディングコンパウンド成形体の凹部内に着脱可能に装着できる形状のものを用いる。また，上記形状保持治具には，金属，樹脂などの材料を用いる。
【００２０】
また，上記予備発泡樹脂粒子の注入は，上記シートモールディングコンパウンド成形体が１００℃以上の状態で行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記予備発泡樹脂粒子が，上記シートモールディングコンパウンド成形体に一層熱融着しやすくなる。これにより，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層との接着強度を向上させることができる。
上記予備発泡樹脂粒子の材料としては，上記スチレン系樹脂などがある。
【００２１】
また，上記形状保持治具による上記シートモールディングコンパウンド成形体の保持は，該シートモールディングコンパウンド成形体を金型より取り出してその成形時の熱が残っている状態で行うことが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記キャビティ内に導入した予備発泡樹脂粒子を加熱する際，上記シートモールディングコンパウンド成形体の成形時の熱を利用することができる。そのため，外部から水蒸気によって与えるべき熱量を低減することができ，省エネルギーを図ることができる。また，これにより，複合成形品の製造コストの低減と共に生産効率の向上を図ることができる。
【００２２】
また，本発明においては，上記形状保持治具と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部が形成されている。
そのため，上記キャビティ内に導入した水蒸気の熱が，上記形状保持治具に奪われることを抑制することができる。これにより，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層との熱融着が充分に進行し，両者の接着強度を向上させることができる。
【００２３】
【実施例】
本発明の実施例にかかる複合成形品及びその製造方法につき，図１〜図７を用いて説明する。
上記複合成形品１は，図１〜図３に示すごとく，シートモールディングコンパウンド成形体２と該シートモールディングコンパウンド成形体２の片面に配設した発泡層３とよりなる。
上記シートモールディングコンパウンド成形体２と上記発泡層３とは，熱融着により接着されている。
【００２４】
上記シートモールディングコンパウンド成形体２は，不飽和ポリエステル樹脂及びガラス繊維を含有している。該ガラス繊維の長さは，６〜２５ｍｍであり，シートモールディングコンパウンド成形体中におけるガラス繊維の含有量は，４０〜７０重量％である。
上記発泡層３は，スチレン系樹脂，具体的には発泡ポリスチレンからなる。
本例の上記複合成形品１は，図１に示すような，ユニットバスの浴槽であり，上記シートモールディングコンパウンド成形体２の外周に上記発泡層３が配置されて，両者の接合面１１は熱融着されている。
【００２５】
次に，本例の複合成形品１の製造方法につき説明する。
即ち，まず，図４，図５に示すごとく，金型４を用いてシートモールディングコンパウンド成形体２を成形する。
そして，図６に示すごとく，該シートモールディングコンパウンド成形体２を形状保持治具５により保持すると共に，図７に示すごとく，上記シートモールディングコンパウンド成形体２と対面する側に発泡層形成用の成形型６を被覆する。
【００２６】
次いで，上記成形型６と上記シートモールディングコンパウンド成形体２との間に形成されたキャビティ６１内に予備発泡樹脂粒子３１を注入する。
その後，上記キャビティ６１内に水蒸気を導入して上記予備発泡樹脂粒子３１を加熱することにより上記予備発泡樹脂粒子３１を発泡，融着させると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体２と熱融着させる（図３）。
これにより，図１〜図３に示すような，シートモールディングコンパウンド成形体２の片面に発泡層３を接着してなる複合成形品１としての浴槽を得る。
【００２７】
以下，詳細に説明する。
即ち，まず図３に示すごとく，上記発泡層３は，上記予備発泡樹脂粒子３１が発泡した発泡樹脂粒子３１０が互いに融着してなる。そして，上記シートモールディングコンパウンド成形体２に接触している発泡樹脂粒子３１０が上記シートモールディングコンパウンド成形体２と熱融着している。
【００２８】
図４，図５に示すごとく，上記シートモールディングコンパウンド成形体２を成形するための金型４は，凹状型面４１１を有する上型４１と，凸状型面４２１を有する下型４２とからなる。
そして，シート状のシートモールディングコンパウンド２０を複数枚重ね合わせた積層体２０を，上記下型４２と上型４１との間に配置すると共に型締めすることにより，上記浴槽の形状に成形する。このときの金型温度は約１３０℃であり，型締め圧力は約６０ｋｇ／ｃｍ²である。型締めの状態で５分間維持し，シートモールディングコンパウンド成形体２を熱硬化させる。その後，金型４よりシートモールディングコンパウンド成形体２を取り出し，図６に示すごとく，形状保持治具５に移動し，保持させる。
上記形状保持治具５は，シートモールディングコンパウンド成形体２の開口部分に嵌合できる大きさの凸状体であり，金属製である。
【００２９】
このときのシートモールディングコンパウンド成形体２の温度は，金型４とほぼ同じ約１３０℃である。即ち，上記形状保持治具５による上記シートモールディングコンパウンド成形体２の保持は，該シートモールディングコンパウンド成形体２を金型４より取り出してその成形時の熱が残っている状態で行う。
【００３０】
次に，図７に示すごとく，上記形状保持治具５に保持されたシートモールディングコンパウンド成形体２の上方から，発泡層形成用の成形型６を被覆し，固定する。該成形型６の型壁６１１は，凹状に形成されており，上記シートモールディングコンパウンド成形体２の上方から上記成形型６を配置したとき，シートモールディングコンパウンド成形体２と型壁６１１との間に，発泡層３を形成するためのキャビティ６１が形成される。
【００３１】
図６に示すごとく，上記形状保持治具５は，上記シートモールディングコンパウンド成形体２の開口部２１に沿った形状の凸部５２を有する。該凸部５２は，上記シートモールディングコンパウンド成形体２の凹部２２の深さよりも低く形成されている。これにより，上記シートモールディングコンパウンド成形体２を形状保持治具５に保持させたとき，上記凸部５２が上記開口部２１に嵌入する。そして，上記凹部２２と形状保持治具５との間には空洞部５１が形成される。
【００３２】
また，上記成形型６は，その内部に水蒸気導入用のチャンバー６２を有する。上記キャビティ６１の型壁６１１には，多数の蒸気孔６３が穿設されている。また，上記チャンバー６２には，蒸気導入管６４１，冷却水導入管６４２，冷却水排出管６４３がそれぞれ接続されている。また，蒸気導入管６４１には空気導入管６４４が接続されており，また，冷却水排出管６４３には真空引き用の吸引管６４５が接続されている。これらの配管には，それぞれ開閉自在の開閉弁６４９が配設されている。
【００３３】
上記型壁６１１には，予備発泡樹脂粒子３１をキャビティ６１に充填するための充填ガン６５が接続されている。
また，上記形状保持治具５と上記シートモールディングコンパウンド成形体２との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部５１が形成されている。
【００３４】
上記キャビティ６１に予備発泡樹脂粒子３１を注入するに当っては，上記シートモールディングコンパウンド成形体２が１００℃以上の状態で行う。また，予備発泡樹脂粒子３１の充填は，圧力５ｋｇ／ｃｍ²の空気により充填ガン６５を通して行う。
【００３５】
次いで，発泡層３の形成に当っては，上記蒸気導入管６４１から水蒸気をチャンバー６２へ導入し，これを上記蒸気孔６３からキャビティ６１内の予備発泡樹脂粒子３１へ送り込む。水蒸気の圧力は，１．０ｋｇ／ｃｍ²Ｇである。
これにより，キャビティ６１内の予備発泡樹脂粒子３１を加熱し，発泡させ，互いに融着させる。また，これと共に，図３に示すごとく，シートモールディングコンパウンド成形体２との接触面に位置している予備発泡樹脂粒子３１とシートモールディングコンパウンド成形体２とを熱融着させる。これにより，上記発泡層３を形成する。
【００３６】
次いで，上記冷却水導入管６４２から冷却水をチャンバー６２へ導入して，上記発泡層３及び上記シートモールディングコンパウンド成形体２を冷却する。
次いで，型開きして，図１〜図３に示す複合成形品１を得る。
【００３７】
次に，本例の作用効果につき説明する。
上記シートモールディングコンパウンド成形体２と上記発泡層３とは，熱融着により接着されているため，両者の接合面１１の全面を容易に接着することができる。そのため，シートモールディングコンパウンド成形体２と発泡層３の接合強度を確保し，強度に優れた複合成形品１を得ることができる。
また，接着剤を用いる必要がないと共に接着剤の塗布作業も必要ない。それ故，原料コスト，生産コストを削減することができると共に，製造容易，製造期間短縮にもなる。
【００３８】
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体２は，不飽和ポリエステル樹脂を含有しているため，粘度の調節，硬化時間の調節が容易であり，かつ安価である。
また，上記シートモールディングコンパウンド成形体２は，ガラス繊維を含有しているため，強度が高いという利点がある。
【００３９】
また，上記予備発泡樹脂粒子３１の注入は，上記シートモールディングコンパウンド成形体２が１００℃以上の状態で行うため，上記予備発泡樹脂粒子３１が，上記シートモールディングコンパウンド成形体２に一層熱融着しやすくなる。これにより，シートモールディングコンパウンド成形体２と発泡層３との接着強度を向上させることができる。
【００４０】
また，上記形状保持治具５による上記シートモールディングコンパウンド成形体２の保持は，該シートモールディングコンパウンド成形体２を金型４より取り出してその成形時の熱が残っている状態で行う。これにより，上記キャビティ６１内に導入した予備発泡樹脂粒子３１を加熱する際，上記シートモールディングコンパウンド成形体２の成形時の熱を利用することができるため，外部から水蒸気によって与えるべき熱量を低減することができる。それ故，複合成形品１の製造コストを低減することができる。
また，シートモールディングコンパウンド成形体２は，金型４より取り出した後，直ちに上記形状保持治具５により保持するので，変形，収縮することがない。
【００４１】
また，上記形状保持治具５と上記シートモールディングコンパウンド成形体２との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部５１が形成されている。この場合には，上記キャビティ６１内に導入した水蒸気の熱が，上記形状保持治具５に奪われることを抑制することができる。そのため，シートモールディングコンパウンド成形体２と発泡層３との熱融着が充分に進行し，両者の接着強度を向上させることができる。
【００４２】
以上のごとく，本例によれば，強度に優れ，製造容易かつ安価な複合成形品及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，複合成形品の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例における，シートモールディングコンパウンド成形体と発泡層の部分拡大断面図。
【図４】実施例における，シートモールディングコンパウンド成形体の成形方法の説明図。
【図５】図４に続く，シートモールディングコンパウンド成形体の成形方法の説明図。
【図６】実施例における，形状保持治具に保持されたシートモールディングコンパウンド成形体の説明図。
【図７】実施例における，発泡層の形成方法の説明図。
【符号の説明】
１．．．複合成形品，
２．．．シートモールディングコンパウンド成形体，
３．．．発泡層，
４．．．金型，
５．．．形状保持治具，
６．．．成形型，

Claims

金型を用いてシートモールディングコンパウンド成形体を成形し，該シートモールディングコンパウンド成形体を形状保持治具により保持すると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体と対面する側に発泡層形成用の成形型を被覆し，
次いで，上記成形型と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間に形成されたキャビティ内に予備発泡樹脂粒子を注入し，その後，上記キャビティ内に水蒸気を導入して上記予備発泡樹脂粒子を加熱することにより上記予備発泡樹脂粒子を発泡，融着させると共に，上記シートモールディングコンパウンド成形体と熱融着させて，該シートモールディングコンパウンド成形体の片面に発泡層を接着してなる複合成形品を得る方法であって，
上記形状保持治具と上記シートモールディングコンパウンド成形体との間には，その一部分に両者が接触しない空洞部が形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。
請求項１において，上記予備発泡樹脂粒子の注入は，上記シートモールディングコンパウンド成形体が１００℃以上の状態で行うことを特徴とする複合成形品の製造方法。
請求項１または２において，上記形状保持治具による上記シートモールディングコンパウンド成形体の保持は，該シートモールディングコンパウンド成形体を金型より取り出してその成形時の熱が残っている状態で行うことを特徴とする複合成形品の製造方法。