JP6972764B2 - Manufacturing method of glass fiber reinforced thermosetting resin molded body and glass fiber reinforced thermosetting resin molded body - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体及びガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique for manufacturing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body and a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body.
従来より、機械的特性や電気絶縁性能に優れた素材として、複数のガラス単繊維によって強化された熱硬化性樹脂からなるFRP(Fiber Reinforced Plastic)が、様々な分野で幅広く利用されている。
FRPを素材とする成形品(以下、「ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体」と記載する)の成形方法としては、主に引抜成形法やフィラメントワインディング法などが知られている。
Conventionally, FRP (Fiber Reinforced Plastic) made of a thermosetting resin reinforced with a plurality of glass single fibers has been widely used in various fields as a material having excellent mechanical properties and electrical insulation performance.
As a molding method of a molded product using FRP as a material (hereinafter, referred to as "glass fiber reinforced thermosetting resin molded body"), a pultrusion molding method, a filament winding method and the like are mainly known.
具体的には、引抜成形法によるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の成形方法においては、先ず複数のガラス単繊維を集束してなるガラスストランドが綾巻きされたロービング巻回体より当該ガラスストランドを引出し、一方向に進行させつつ未硬化(液体状態)の熱硬化性樹脂を満たした槽に浸漬する。そして、熱硬化性樹脂に浸漬されたガラスストランド(樹脂含浸ガラスストランド)を加熱された引抜金型の通路に引き通すことにより、当該通路の断面形状に外形を規制しつつ熱硬化性樹脂を加熱硬化させて成形する(例えば、「特許文献1」を参照)。
一方、フィラメントワインディング法によるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の成形方法においては、先ず前述の引抜成形法と同様に、ロービング巻回体よりガラスストランドを引出し、一方向に進行させつつ未硬化の熱硬化性樹脂を満たした槽に浸漬する。そして、熱硬化性樹脂に浸漬されたガラスストランド(樹脂含浸ガラスストランド)を管形状の型にワインディングさせながら巻付けた後、加熱硬化させて脱型することにより成形する(例えば、「特許文献2」を参照)。
Specifically, in the method for forming a glass fiber-reinforced thermosetting resin molded body by a pultrusion method, first, the glass strand is formed from a roving winding body in which a glass strand formed by bundling a plurality of glass single fibers is twill-wound. Is drawn out and immersed in a tank filled with an uncured (liquid state) thermosetting resin while advancing in one direction. Then, by passing the glass strand (resin-impregnated glass strand) immersed in the thermosetting resin through the passage of the heated drawing mold, the thermosetting resin is heated while restricting the outer shape to the cross-sectional shape of the passage. It is cured and molded (see, for example, "
On the other hand, in the method for forming a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body by the filament winding method, first, the glass strand is pulled out from the roving winding body and uncured while advancing in one direction, as in the above-mentioned drawing molding method. Immerse in a tank filled with thermosetting resin. Then, a glass strand (resin-impregnated glass strand) immersed in a thermosetting resin is wound around a tube-shaped mold while being wound, and then heat-cured to be removed from the mold (for example, "
ところで、これらの成形方法によって成形されるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体に求められる特性向上の要求は、近年増加している。
ここで、例えば単に、ガラスストランドを構成するガラス単繊維の繊維径を太くしても、ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の曲げ強度と曲げ弾性率の向上を図ることは、これらが相反する特性であるため困難である。
また、成形されたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の表面近傍にガラスストランドが存在すると、当該表面にガラス単繊維による凹凸が発生し易いところ、ガラス単繊維の繊維径を太くすれば、増々大きな凹凸が発生し易くなる。
その結果、特に意匠性の要求が高いガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体においては、例えば、ガラスチョップドストランドマットやガラスペーパーなどに熱硬化性樹脂を含浸させたものをガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の表面に貼り付けて、別途意匠性を高めることが必要となり、製造コストの増加を招く要因ともなり得る。
By the way, the demand for property improvement required for the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body molded by these molding methods has been increasing in recent years.
Here, for example, even if the fiber diameter of the glass single fiber constituting the glass strand is simply increased, it is contradictory to improve the bending strength and the bending elasticity of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body. It is difficult because it is a characteristic.
Further, if glass strands are present near the surface of the molded glass fiber reinforced thermosetting resin molded body, unevenness due to the glass single fiber is likely to occur on the surface. However, if the fiber diameter of the glass single fiber is increased, the number increases. Large irregularities are likely to occur.
As a result, in the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body, which has a particularly high demand for design, for example, a glass chopped strand mat or glass paper impregnated with the thermosetting resin is impregnated with the glass fiber reinforced thermosetting resin. It is necessary to attach it to the surface of the molded body to improve the design separately, which may be a factor that causes an increase in manufacturing cost.
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図るとともに、外観性に優れたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体、及び当該ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the current problems shown above, and is a glass fiber reinforced thermosetting resin having an excellent appearance while improving bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus. An object of the present invention is to provide a molded body and a method for manufacturing the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
即ち、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体は、熱硬化性樹脂と、前記熱硬化性樹脂中に内在されるガラスストランドと、を備えるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体であって、前記ガラスストランドは複数のガラス単繊維からなり、前記複数のガラス単繊維の平均繊維径は5μm以上11μm以下であり、且つ、前記複数のガラス単繊維の本数は4000本以上10000本以下であることを特徴とする。 That is, the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body according to the present invention is a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body including a thermosetting resin and a glass strand contained therein. The glass strand is composed of a plurality of glass single fibers, the average fiber diameter of the plurality of glass single fibers is 5 μm or more and 11 μm or less, and the number of the plurality of glass single fibers is 4000 or more and 10,000 or less. It is characterized by being.
このような構成からなる本発明によれば、例えば同じ番手の従来のガラスストランドと比べて、ガラス単繊維の平均繊維径は小さくなり、また束ねる本数も多くなることから、ガラスストランド全体の表面積(外周面)が増加し、熱硬化性樹脂との結着可能な面積が増加する。
その結果、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、ガラスストランドの表面に現れるガラス単繊維の繊維径は、例えば同じ番手の従来のものに比べて小さくなることから、成形されたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の表面上に凹凸が発生し難く、当該ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の外観の向上を図ることができる。
According to the present invention having such a configuration, the average fiber diameter of the glass single fiber is smaller and the number of bundled fibers is larger than that of the conventional glass strand having the same count, for example, so that the surface area of the entire glass strand ( The outer peripheral surface) increases, and the area that can be bound to the thermosetting resin increases.
As a result, it is possible to improve the bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus.
Further, according to the present invention, the fiber diameter of the glass single fiber appearing on the surface of the glass strand is smaller than that of the conventional one having the same count, for example. Roughness is unlikely to occur on the surface, and the appearance of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body can be improved.
また、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体においては、前記ガラスストランドを複数備えてなることとしてもよい。 Further, the glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to the present invention may be provided with a plurality of the glass strands.
このような構成からなる本発明によれば、より曲げ強度の高いガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体を提供することができる。 According to the present invention having such a structure, it is possible to provide a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product having higher bending strength.
また、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法は、複数のガラス単繊維を集束して形成されたガラスストランドを、未硬化(液体状態)の熱硬化性樹脂に含浸させて樹脂含浸ガラスストランドを形成する含浸工程と、前記樹脂含浸ガラスストランドを加熱硬化してガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体を得る加熱工程と、を備えるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法であって、前記複数のガラス単繊維の平均繊維径は5μm以上11μm以下であり、且つ、前記複数のガラス単繊維の本数は4000本以上10000本以下であることを特徴とする。 Further, in the method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body according to the present invention, a glass strand formed by bundling a plurality of glass single fibers is impregnated with an uncured (liquid state) thermosetting resin. Manufacture of a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body comprising an impregnating step of forming a resin-impregnated glass strand and a heating step of heating and curing the resin-impregnated glass strand to obtain a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body. The method is characterized in that the average fiber diameter of the plurality of glass single fibers is 5 μm or more and 11 μm or less, and the number of the plurality of glass single fibers is 4000 or more and 10,000 or less.
このような構成からなる本発明によれば、例えば同じ番手の従来のガラスストランド(樹脂含浸ガラスストランド)と比べて、ガラス単繊維の平均繊維径は小さくなり、また束ねる本数も多くなることから、ガラスストランド全体の表面積(外周面)が増加し、熱硬化性樹脂との結着可能な面積が増加する。
その結果、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、ガラスストランド(樹脂含浸ガラスストランド)の表面に現れるガラス単繊維の繊維径は、例えば同じ番手の従来のものに比べて小さくなることから、成形されたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の表面上に凹凸が発生し難く、当該ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の外観の向上を図ることができる。
According to the present invention having such a configuration, the average fiber diameter of the glass single fiber is smaller and the number of bundled pieces is larger than that of the conventional glass strand (resin-impregnated glass strand) having the same count, for example. The surface area (outer peripheral surface) of the entire glass strand is increased, and the area that can be bonded to the thermosetting resin is increased.
As a result, it is possible to improve the bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus.
Further, according to the present invention, the fiber diameter of the glass single fiber appearing on the surface of the glass strand (resin-impregnated glass strand) is smaller than that of the conventional one having the same count, for example. Roughness is unlikely to occur on the surface of the curable resin molded body, and the appearance of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body can be improved.
また、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法において、前記樹脂含浸ガラスストランドは、複数の前記ガラスストランドを備えてなることとしてもよい。 Further, in the method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body according to the present invention, the resin-impregnated glass strand may include a plurality of the glass strands.
このような構成からなる本発明によれば、より曲げ強度の高いガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体を提供することができる。 According to the present invention having such a structure, it is possible to provide a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product having higher bending strength.
また、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法において、前記樹脂含浸ガラスストランドは、前記ガラス単繊維の平均繊維径がR1である第1のガラスストランドと、前記ガラス単繊維の平均繊維径が、前記第1のガラスストランドを構成するガラス単繊維の平均繊維径R1よりも平均繊維径の小さいR2である第2のガラスストランドと、を備えてなり、前記加熱工程において、繊維径の小さなガラス単繊維からなる前記第2のガラスストランドを表面に配置した状態にて加熱硬化することが好ましい。 Further, in the method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body according to the present invention, the resin-impregnated glass strands include a first glass strand having an average fiber diameter of the glass single fiber of R1 and the glass single fiber. The second glass strand, which has an average fiber diameter of R2 having an average fiber diameter smaller than the average fiber diameter R1 of the glass single fibers constituting the first glass strand, is provided. It is preferable to heat-cure the second glass strand made of a glass single fiber having a small fiber diameter in a state where the second glass strand is arranged on the surface.
このような構成からなる本発明によれば、平均繊維径の小さいガラスストランドが表面に配置されるため、成形されたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の表面上に発生し得る凹凸をより効果的に抑制することができる。
加えて、表面以外は、表面に配置されるガラスストランドと比較して繊維径の大きなガラスストランドにより構成されるため、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることができる。即ち、表面に配置されるガラスストランドと、表面以外のガラスストランドの平均繊維径が異なることにより、外観と、曲げ弾性率、曲げ強度の両立を図ることができる。
According to the present invention having such a configuration, since the glass strand having a small average fiber diameter is arranged on the surface, the unevenness that may occur on the surface of the molded glass fiber reinforced thermosetting resin molded body is more effective. Can be suppressed.
In addition, since the parts other than the surface are composed of glass strands having a larger fiber diameter than the glass strands arranged on the surface, it is possible to improve the bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus. That is, since the average fiber diameters of the glass strands arranged on the surface and the glass strands other than the surface are different, it is possible to achieve both the appearance, the flexural modulus, and the bending strength.
また、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法において、前記ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体は、引抜成形法またはフィラメントワインディング法の何れかの方法により成形されることを特徴とする。 Further, in the method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to the present invention, the glass fiber reinforced thermosetting resin molded product is molded by either a pultrusion molding method or a filament winding method. It is a feature.
即ち、引抜成形法及びフィラメントワインディング法による成形方法は、FRPに関する種々の成形方法の中でも、強化繊維として設けられるガラスストランドの機械的特性を最も有効に利用できる成形方法であり、ガラス含有率が高く、最も機械的強度の高い樹脂成形体が得られる成形方法として知られているところ、このような成形方法を用いる場合であっても、本発明によれば、十分な効果を奏することができる。 That is, the pultrusion molding method and the filament winding method are molding methods that can most effectively utilize the mechanical properties of the glass strands provided as reinforcing fibers among various molding methods related to FRP, and have a high glass content. It is known as a molding method for obtaining a resin molded body having the highest mechanical strength. Even when such a molding method is used, a sufficient effect can be obtained according to the present invention.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係るガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体、及び当該ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法によれば、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図るとともに、外観性に優れたガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体、及び当該ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
As the effect of the present invention, the following effects are exhibited.
That is, according to the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body and the method for manufacturing the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body according to the present invention, the bending strength is improved while ensuring an appropriate bending elasticity. It is possible to provide a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body having excellent appearance, and a method for producing the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body.
次に、本発明を実施するための形態について、図1乃至図4を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図4中に示した矢印の方向によって、イーブン試験装置100の上下方向及び左右方向を規定して記述する。
Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
For the sake of convenience, the following description will be described by defining the vertical direction and the horizontal direction of the
[ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体1の構成]
先ず、本発明を具現化するガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体1(以下、単に「樹脂成形体1」と記載する)の構成について、図1及び図4を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、主に中実の丸棒形状の樹脂成形体1について記載するが、当該樹脂成形体1の形状についてはこれに限定されるものではなく、例えば中実の他の断面形状からなるもの(例えば、平板部材など)や、中空の管形状のものや、底部を有する筒型形状のものなど、何れの形状であってもよい。
[Structure of glass fiber reinforced thermosetting resin molded body 1]
First, the configuration of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body 1 (hereinafter, simply referred to as “resin molded
In the following description, the resin molded
本実施形態における樹脂成形体1は、FRPを素材とする成形品であって、図1に示すように、主に熱硬化性樹脂2と、当該熱硬化性樹脂2中に内在されるガラスストランド3とを備える。
言い換えれば、熱硬化性樹脂2は、ガラスストランド3の表面だけでなく、それらの間隔に充填された状態で存在する。
The resin molded
In other words, the
熱硬化性樹脂2の種類については、特に限定されることはなく、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、及びメラミン樹脂などが挙げられ、樹脂成形体1の成形方法や使用用途に応じて適宜選択される。
The type of the
ガラスストランド3は、集束された複数のガラス単繊維3a・3a・・・により構成され、熱硬化性樹脂2の機械的特性(例えば、曲げ強度や曲げ弾性率など)を強化するための強化繊維として樹脂成形体1に内在している。
ここで、ガラス単繊維3aを構成するガラスとしては、Eガラス、ARガラス、Cガラス、Dガラス、及びSガラスなど、何れの種類のものを用いてもよい。
但し、Eガラスは安価であり、且つ比較的機械的強度に優れた樹脂成形体1を得やすいために好ましい。また、Sガラスは、Eガラスに比べてより一層機械的強度に優れた樹脂成形体1を得やすいために好ましい。
The
Here, as the glass constituting the glass
However, E-glass is preferable because it is inexpensive and it is easy to obtain a resin molded
ガラス単繊維3aは、後述するように、溶融されたガラス素材をブッシング10のノズル10a(図2を参照)より連続的に引出して繊維状に成形してなるものであり、その平均繊維径は5μm以上11μm以下に設定されている。
また、ガラスストランド3を構成する複数のガラス単繊維3a・3a・・・の本数は、4000本以上10000本以下に設定されている。
As will be described later, the glass
Further, the number of the plurality of glass
ここで、ガラス単繊維3aの平均繊維径が5μm未満である場合、当該ガラス単繊維3aを安定して成形することは困難である。また、ガラス単繊維3aの平均繊維径が5μm未満であると、ガラス単繊維3aが折れやすくなり、曲げ強度の向上を図ることは困難である。
さらに、ガラス単繊維3aの平均繊維径が11μmを超える場合、成形後の樹脂成形体1の表面近傍にガラス単繊維3aが存在することによって、当該表面にガラス単繊維3aによる凹凸が発生し易く、樹脂成形体1の外観が低下する。また、ガラス単繊維3aの平均繊維径が11μmを超える場合、樹脂成形体1の曲げ弾性率が低下する。
Here, when the average fiber diameter of the glass
Further, when the average fiber diameter of the glass
一方、集束されるガラス単繊維3a・3a・・・の本数が4000本未満である場合、ガラス単繊維3aの本数不足により、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることは困難である。また、集束されるガラス単繊維3a・3a・・・の本数が10000本を超える場合、当該ガラス単繊維3aを紡糸するのに用いられるブッシング10(図2を参照)が大掛かりなものとなり、設備コストが嵩むため望ましくない。
On the other hand, when the number of focused glass
このようなことから、本実施形態においては、ガラスストランド3を構成する複数のガラス単繊維3a・3a・・・の平均繊維径を5μm以上11μm以下に設定するとともに、集束される複数のガラス単繊維3a・3a・・・の本数を4000本以上10000本以下に設定することとしている。
これにより、例えば同じ番手の従来のガラスストランドを用いた場合と比べて、ガラス単繊維3aの平均繊維径は小さくなり、また束ねる本数も多くなることから、ガラス単繊維3a・3a・・・全体の表面積(外周面)が増加し、熱硬化性樹脂2との結着可能な面積が増加する。
その結果、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the average fiber diameter of the plurality of glass
As a result, the average fiber diameter of the glass
As a result, it is possible to improve the bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus.
また、本実施形態によれば、ガラスストランド3の表面に現れるガラス単繊維3aの平均繊維径は、例えば同じ番手の従来のものに比べて小さくなることから、成形された樹脂成形体1の表面上に凹凸が発生し難く、当該樹脂成形体1の外観の向上を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the average fiber diameter of the glass
なお、複数のガラス単繊維3a・3a・・・については、平均繊維径が7μm以上9μm以下であり、且つ、本数が5000本以上7000本以下であることが好ましい。
より具体的には、複数のガラス単繊維3a・3a・・・については、平均繊維径が7μm以上8μm以下であり、且つ、本数が5500本以上6500本以下であることがより好ましい。
For the plurality of glass
More specifically, for the plurality of glass
ところで、樹脂成形体1に用いられるガラスストランド3は、イーブンの試験においてガラス単繊維3aの垂下り量が40mm以下の値を示すものが好ましい。
By the way, as the
ここで、イーブンの試験方法について、図4を用いて説明する。
先ず、試験対象となるガラスストランド3を2.0m〜2.2m程度の長さに切断し、イーブン試験装置100にセットする。
Here, the even test method will be described with reference to FIG.
First, the
具体的には、図4(a)に示すように、イーブン試験装置100には、2mの間隔(図4(a)中の寸法D)を有して水平方向(本実施形態においては、左右方向)に互いに対向する一対の支持部材101・102が備えられており、これらの支持部材101・102によって、切断されたガラスストランド3の両端部を各々支持することにより、当該ガラスストランド3を水平方向に延出した状態にて保持する。
なお、支持部材101・102によってガラスストランド3の両端部を支持する際は、例えば接着剤等を用いて各々堅固に固定される。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
When both ends of the
次に、図4(b)に示すように、支持部材101・102によって保持されたガラスストランド3を解繊(モノフィラメント化)し、一本毎のガラス単繊維3a・3a・・・を露呈させた後、一対の支持部材101・102におけるガラスストランド3の両端部が各々固定された位置同士を結んだ仮想直線(図4(b)中の直線La)を基準として、ガラス単繊維3aの水平方向中央部における垂下り量を測定する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
具体的には、支持部材101・102によって保持されたガラスストランド3を、例えば人手によって全体的に揉み解し、目視によって完全に解されたことを確認したうえで1回目のガラス単繊維3aの垂下り量を測定する。
Specifically, the
ここで、「垂下り量」とは、ガラス単繊維3aの水平方向中央部における、水平方向に対して直交する垂直方向(本実施形態においては、下方向)への変位量を意味する。
また、ガラス単繊維3aの水平方向中央部は、一対の支持部材101・102間の水平方向中央部に該当し、この部分において、ガラス単繊維3aの垂下り量は最大値となる。
なお、ガラス単繊維3aの垂下り量は、複数存在するガラス単繊維3a・3a・・・のうちで、最も変位量の大きなガラス単繊維3aの垂下り量にて規定するものとする。
Here, the "hanging amount" means the amount of displacement of the glass
Further, the horizontal central portion of the glass
The amount of hanging of the glass
1回目の測定を終了した後、再び人手によってガラスストランド3を揉み解し、目視によって完全に解されたことを確認したうえで2回目のガラス単繊維3aの垂下り量を測定する。
そして、1回目の測定値と2回目の測定値とを比較し、両者の測定値が同じであれば、当該測定値をガラス単繊維3aの垂下り量(図4(b)中の寸法X)として判断する。
After the first measurement is completed, the
Then, the first measured value and the second measured value are compared, and if both measured values are the same, the measured value is used as the drooping amount of the glass
一方、1回目の測定値と2回目の測定値とを比較した結果、両者の測定値が異なる場合は、再び人手によってガラスストランド3を揉み解し、目視によって完全に解されたことを確認したうえで3回目のガラス単繊維3aの垂下り量を測定する。
こうして、垂下り量の測定値が前回の測定値と同じ値になるまで、一連の作業は繰り返され、最後に測定された垂下り量をガラス単繊維3aの垂下り量(寸法X)として判断する。
On the other hand, as a result of comparing the first measurement value and the second measurement value, if the two measurement values are different, the
In this way, a series of operations are repeated until the measured value of the drooping amount becomes the same value as the previous measured value, and the last measured drooping amount is determined as the drooping amount (dimension X) of the glass
以上のような手順によって行われるイーブンの試験において、前述したように、40mm以下の垂下り量となるガラス単繊維3aから構成されたガラスストランド3を用いることが、樹脂成形体1にとって好ましい。
具体的には、20mm以上35mm以下の垂下り量となるガラス単繊維3aから構成されたガラスストランド3を用いることが、樹脂成形体1にとってより好ましい。
In the even test performed by the above procedure, as described above, it is preferable for the resin molded
Specifically, it is more preferable for the resin molded
このような、ガラス単繊維3aの垂下り量が40mm以下である場合においては、各々のガラス単繊維3a・3a・・・の長さをより一層揃えやすいため、熱硬化性樹脂と複合化して樹脂成形体1を製造する際に、ガラスストランド3の断線をより効果的に抑制することができる。
In such a case where the amount of hanging of the glass
[ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)1の製造方法]
次に、本実施形態におけるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体1(樹脂成形体1)の製造方法について、図2を用いて説明する。
[Manufacturing method of glass fiber reinforced thermosetting resin molded body (resin molded body) 1]
Next, a method for manufacturing the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body 1 (resin molded body 1) in the present embodiment will be described with reference to FIG.
先ず、前工程において、白金製のブッシング10の底部に設けられた複数(4000〜10000個)のノズル10a・10a・・・を介して、溶融されたガラス素材(溶融ガラス)が連続的に引出され、繊維状の複数の平均繊維径が5μm以上11μm以下のガラス単繊維3a・3a・・・が成形される。
成形された複数のガラス単繊維3a・3a・・・は、その後集束剤を塗布され、集束ローラー11を介して一本のガラスストランド3に集束される。
First, in the previous step, the molten glass material (molten glass) is continuously drawn out through a plurality of (4000 to 10000)
The plurality of molded glass
そして、集束された複数のガラス単繊維3a・3a・・・(ガラスストランド3)は、図示せぬコレット等によってロール状に巻き取られ、これによりロービング巻回体4が形成される。
Then, the plurality of focused glass
形成されたロービング巻回体4は、次工程である成形工程S100に送られる。
成形工程S100は、引抜成形法を用いた製造工程であり、主に経時的に順に配置される含浸工程S101、加熱工程S102、及び切断工程S103などにより構成される。
The formed roving winding body 4 is sent to the molding step S100, which is the next step.
The molding step S100 is a manufacturing step using a pultrusion molding method, and is mainly composed of an impregnation step S101, a heating step S102, a cutting step S103, and the like, which are arranged in order over time.
そして、加熱工程S102と切断工程S103との間には引抜装置40が配設されており、後述するように、当該引抜装置40によって加熱硬化された樹脂成形体1を引抜くことにより、ロービング巻回体4よりガラスストランド3が引出され、その後、樹脂収容槽20、引抜金型30、引抜装置40、切断装置50と順に当該ガラスストランド3が搬送されることとなり、最終製品としての樹脂成形体1Aが形成される。
A
なお、本実施形態の樹脂成形体1のような、中実形状のものにかわり、例えば管形状や筒型形状等からなる樹脂成形体(図示せず)を成形する場合においては、後述するようなフィラメントワインディング法を用いた成形工程S200によって成形されることとなる。
In addition, in the case of molding a resin molded body (not shown) having, for example, a tube shape or a tubular shape instead of a solid shape such as the resin molded
含浸工程S101は、連続する複数の平均繊維径が5μm以上11μm以下のガラス単繊維3a・3a・・・を4000〜10000本集束して形成された1本のガラスストランド3を、未硬化(液体状態)の熱硬化性樹脂2(以下、「熱硬化性樹脂2A」と記載)に含浸させて樹脂含浸ガラスストランド5を形成する工程である。
含浸工程S101には、未硬化の熱硬化性樹脂2Aが貯溜された樹脂収容槽20が設けられている。
In the impregnation step S101, one
The impregnation step S101 is provided with a
樹脂収容槽20内に貯溜される熱硬化性樹脂2Aには、硬化剤や離型剤等が含有されていてもよく、また、硬化促進剤、反応性希釈剤、着色剤、充填剤、増粘剤及び低収縮剤などが含有されていてもよい。
The
そして、成形工程S100に送られたロービング巻回体4は、先ず含浸工程S101において解舒され、当該ロービング巻回体4より連続する一本のガラスストランド3が引出される。
ロービング巻回体4より引出されたガラスストランド3は、樹脂収容槽20内に導かれ、未硬化の熱硬化性樹脂2A内を通過しながら浸漬され、その後、再び当該樹脂収容槽20の外部へと引出される。
これにより、ガラスストランド3には未硬化の熱硬化性樹脂2Aが含浸され、樹脂含浸ガラスストランド5が形成される。
Then, the roving winding body 4 sent to the molding step S100 is first unwound in the impregnation step S101, and one
The
As a result, the
樹脂収容槽20の外部に引出された樹脂含浸ガラスストランド5は、続いて加熱工程S102へと導かれる。
加熱工程S102は、樹脂含浸ガラスストランド5を加熱硬化して樹脂成形体1を得る工程である。
加熱工程S102には、貫通通路30aを有した引抜金型30が設けられている。
The resin-impregnated
The heating step S102 is a step of heating and curing the resin-impregnated
In the heating step S102, a drawing die 30 having a through
引抜金型30には図示せぬ加熱ヒーターが備えられており、当該加熱ヒーターによって、引抜金型30は、常時所定の加熱温度にて維持された状態となっている。
また、貫通通路30aの断面形状は、最終的に得られる樹脂成形体1の形状等に基づき設定されており、例えば本実施形態においては、円形状に設定されている。
なお、貫通通路30aの内周面には、流動パラフィン、溶剤系ワックス、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール溶液などの離型剤が塗布されていてもよい。
The drawing die 30 is provided with a heating heater (not shown), and the drawing die 30 is always maintained at a predetermined heating temperature by the heating heater.
Further, the cross-sectional shape of the through
A release agent such as liquid paraffin, solvent-based wax, silicone resin, or polyvinyl alcohol solution may be applied to the inner peripheral surface of the through
ここで、前述したように、加熱工程S102と切断工程S103との間には引抜装置40が配設されており、当該引抜装置40は、例えば上下方向に対向して配置される一対の無端状コンベア41・41などにより構成される。
Here, as described above, a
そして、樹脂収容槽20より引出された樹脂含浸ガラスストランド5は、一対の無端状コンベア41・41に挟持された状態にて引抜装置40によって引抜かれることにより、引抜金型30へと導かれ、貫通通路30a内を通過した後、再び当該引抜金型30の外部へと引出される。
これにより、樹脂含浸ガラスストランド5は、貫通通路30aの断面形状に外形を規制されつつ、加熱硬化されることとなり、連続する樹脂成形体1が成形される。
Then, the resin-impregnated
As a result, the resin-impregnated
引抜金型30の外部に引出された樹脂成形体1は、続いて切断工程S103へと導かれる。
切断工程S103は、成形された樹脂成形体1を、最終製品として所定の長さに切断する工程である。
切断工程S103には、例えば円盤形状のブレード51や、軸心を中心にして当該ブレード51を回転駆動させる駆動モータ52などからなる切断装置50が設けられている。
The resin molded
The cutting step S103 is a step of cutting the molded resin molded
In the cutting step S103, for example, a cutting
そして、引抜金型30より引出され、引抜装置40を通過した樹脂成形体1は、高速回転する切断装置50のブレード51によって所定の位置にて切断される。
これにより、最終製品である所定長さの長尺の樹脂成形体1Aが得られ、成形工程S100は終了する。
Then, the resin molded
As a result, a long resin molded
[別実施形態におけるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体201の構成]
次に、別実施形態におけるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(以下、単に「樹脂成形体201」と記載する)の構成について、図3を用いて説明する。
別実施形態における樹脂成形体201は、前述した樹脂成形体1と一部同等な構成を有する一方、ガラスストランド203の構成において、樹脂成形体1と大きく相違する。
よって、以下の説明においては、主に樹脂成形体1との相違点について記載し、当該樹脂成形体1と同等な構成についての記載は省略する。
[Structure of glass fiber reinforced thermosetting resin molded
Next, the configuration of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body (hereinafter, simply referred to as “resin molded
While the resin molded
Therefore, in the following description, the differences from the resin molded
なお、以下の説明においては、主に中空の管形状の樹脂成形体201について記載するが、当該樹脂成形体201の形状についてはこれに限定されるものではなく、例えば中実の丸棒形状のものや、底部を有する筒型形状のものなど、何れの形状であってもよい。
In the following description, the resin molded
樹脂成形体201は、主にマトリックス樹脂(樹脂母材)の熱硬化性樹脂202と、当該熱硬化性樹脂202中に内在する複数本のガラスストランド203とを備える。
ここで、使用される複数本のガラスストランド203は、ガラス単繊維の平均繊維径が異なる複数種類のガラスストランドからなり、例えば本実施形態においては、平均繊維径がR1である第1ガラスストランド203Aと、当該第1ガラスストランド203Aを構成するガラス単繊維と比べて、少なくとも平均繊維径の小さな平均繊維径R2であるガラス単繊維からなる第2ガラスストランド203Bとの2種類のガラスストランド203A・203Bによって構成されている。
The resin molded
Here, the plurality of
そして、これら複数種類(本実施形態においては2種類)のガラスストランド203・203は、平均繊維径の大きなガラス単繊維からなる第1ガラスストランド203Aを、樹脂成形体201の断面視中央側に配置するとともに、平均繊維径の小さなガラス単繊維からなる第2ガラスストランド203Bを、第1ガラスストランド203Aの外側、即ち、樹脂成形体201の表面に配置した状態によって、当該樹脂成形体201中に内在される。
In these plurality of types (two types in the present embodiment) of the
このような構成を有することにより、平均繊維径の小さいガラスストランドが表面に配置されるため、成形される樹脂成形体201の表面上に発生し得る凹凸をより効果的に抑制することができる。
加えて、表面以外は、表面に配置されるガラスストランドと比較して繊維径の大きなガラスストランドにより構成されるため、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図ることができる。即ち、表面に配置されるガラスストランドと、表面以外のガラスストランドの平均繊維径が異なることにより、外観と、曲げ弾性率、曲げ強度の両立を図ることができる。
By having such a configuration, since the glass strand having a small average fiber diameter is arranged on the surface, it is possible to more effectively suppress the unevenness that may occur on the surface of the resin molded
In addition, since the parts other than the surface are composed of glass strands having a larger fiber diameter than the glass strands arranged on the surface, it is possible to improve the bending strength while ensuring an appropriate flexural modulus. That is, since the average fiber diameters of the glass strands arranged on the surface and the glass strands other than the surface are different, it is possible to achieve both the appearance, the flexural modulus, and the bending strength.
なお、本実施形態においては、それぞれガラス単繊維の平均繊維径が異なる2種類のガラスストランド203A・203Bを用いることとしているが、これに限定されることはなく、例えば平均繊維径だけでなく、集束される本数も異なることとしてもよい。
また、平均繊維径の最も大きなガラス単繊維からなるガラスストランド203が、樹脂成形体201の表面に配置されない限りにおいて、ガラスストランド203の種類を3種類以上としてもよい。
具体的には、例えば異なる3種類の平均繊維径のガラスストランドを用いた場合、平均繊維径の最も小さなガラス単繊維からなるガラスストランドが、樹脂成形体の表面に配置されるようにする。
In the present embodiment, two types of
Further, as long as the
Specifically, for example, when three different types of glass strands having an average fiber diameter are used, the glass strand made of the glass single fiber having the smallest average fiber diameter is arranged on the surface of the resin molded body.
但し、全てのガラスストランド203A・203Bにおいて、ガラス単繊維の平均繊維径が5μm以上11μm以下であり、且つ、ガラス単繊維の本数が4000本以上10000本以下であることは言うまでもない。
However, it goes without saying that in all the
[別実施形態におけるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)201の製造方法]
次に、別実施形態におけるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)201の製造方法について、図3を用いて説明する。
先ず、前述した樹脂成形体1の製造方法と同様に、前工程において、ブッシング210のノズル210a・210a・・・を介して繊維状に引出された複数のガラス単繊維203a・203a・・・が、集束ローラー211によって一本のガラスストランド203に集束され、その後図示せぬコレット等によってロール状に巻き取られることにより、ロービング巻回体204が形成される。
[Method for manufacturing glass fiber reinforced thermosetting resin molded product (resin molded product) 201 in another embodiment]
Next, a method for manufacturing the glass fiber reinforced thermosetting resin molded body (resin molded body) 201 according to another embodiment will be described with reference to FIG.
First, similarly to the method for manufacturing the resin molded
ここで、本実施形態においては、ガラス単繊維203aの平均繊維径の異なる複数種類(本実施形態においては、2種類)のガラスストランド203、即ち第1ガラスストランド203A及び第2ガラスストランド203Bが用いられる。
よって、前工程においては、第1ガラスストランド203Aが巻き取られてなる第1ロービング巻回体204A、及び第2ガラスストランド203Bが巻き取られてなる第2ロービング巻回体204Bが、各々形成される。
Here, in the present embodiment, a plurality of types (two types in this embodiment) of
Therefore, in the previous step, the first roving winding
形成されたこれら2種類のロービング巻回体204A・204Bは、次工程である成形工程S200に送られる。
成形工程S200は、フィラメントワインディング法を用いた製造工程であり、主に経時的に順に配置される含浸工程S201、巻付け工程S202、加熱工程S203、及び脱型工程S204などにより構成される。
These two types of roving winding
The molding step S200 is a manufacturing step using a filament winding method, and is mainly composed of an impregnation step S201, a winding step S202, a heating step S203, a demolding step S204, and the like, which are arranged in order over time.
そして、後述するように、巻付け工程S202において、樹脂含浸ガラスストランド205をマンドレル231に巻付けることにより、ロービング巻回体204よりガラスストランド203が引出され、その後、樹脂収容槽220、巻取装置230と順に当該ガラスストランド203が搬送されることとなり、最終製品としての樹脂成形体201Aが形成される。
Then, as will be described later, in the winding step S202, the resin-impregnated
なお、本実施形態の樹脂成形体201のような、中空の管形状のものにかわり、例えば中実の丸棒形状などからなる樹脂成形体(図示せず)を成形する場合においては、前述したような引抜成形法を用いた成形工程S100によって成形されることとなる。
In addition, in the case of molding a resin molded body (not shown) having, for example, a solid round bar shape instead of the hollow tube-shaped one such as the resin molded
含浸工程S201は、前述した成形工程S100の含浸工程S101と略同等な内容からなる工程である一方、2種類のロービング巻回体204(第1ロービング巻回体204A及び第2ロービング巻回体204B)を用いる点において、前記含浸工程S101と相違する。
よって、以下の説明においては、主に含浸工程S101との相違点について記載し、当該含浸工程S101と同等な内容についての記載は省略する。
The impregnation step S201 is a step having substantially the same contents as the impregnation step S101 of the molding step S100 described above, while the two types of roving winding bodies 204 (first roving winding
Therefore, in the following description, the differences from the impregnation step S101 will be mainly described, and the description of the contents equivalent to the impregnation step S101 will be omitted.
成形工程S200に送られた2種類の第1ロービング巻回体204A及び第2ロービング巻回体204Bは、先ず含浸工程S201において各々解舒され、これらの第1ロービング巻回体204A及び第2ロービング巻回体204Bより連続する一本のガラスストランド203(第1ガラスストランド203A及び第2ガラスストランド203B)が各々引出される。
The two types of the first roving winding
そして、第2ロービング巻回体204Bより引出された、平均繊維径の小さなガラス単繊維からなる第2ガラスストランド203Bの終端部(引出方向側の端部)は、第1ロービング巻回体204Aにおける未だ巻き取られた状態にある第1ガラスストランド203Aの始端部(終端部と反対側の端部)と連結される。
その後、第1ロービング巻回体204Aより引出された第1ガラスストランド203Aは、樹脂収容槽220内に導かれる。
The end portion (end portion on the drawing direction side) of the
After that, the
樹脂収容槽220内に導かれた第1ガラスストランド203Aは、未硬化の熱硬化性樹脂202(以下、「熱硬化性樹脂202A」と記載)内を通過しながら浸漬され、その後、再び当該樹脂収容槽220の外部へと引出される。
これにより、第1ガラスストランド203Aには未硬化の熱硬化性樹脂202Aが含浸され、樹脂含浸ガラスストランド205が形成される。
The
As a result, the
なお、樹脂成形体201の成形が進み、第1ガラスストランド203Aの始端部が樹脂収容槽220内に導かれる際は、第2ガラスストランド203Bの終端部を伴いながら当該樹脂収容槽220内に導かれる。
これにより、引き続き第2ガラスストランド203Bが、未硬化の熱硬化性樹脂202A内を通過しながら浸漬されることとなり、当該第2ガラスストランド203Bに熱硬化性樹脂202Aが含浸されることにより、樹脂含浸ガラスストランド205が継続して形成される。
When the molding of the resin molded
As a result, the
樹脂収容槽220の外部に引出された樹脂含浸ガラスストランド205は、続いて巻付け工程S202へと導かれる。
巻付け工程S202は、樹脂含浸ガラスストランド205を連続的に巻付けて、中空の管形状に形成する工程である。
巻付け工程S202には、例えば円柱状のマンドレル231や、軸心を中心にして当該マンドレル231を回転駆動させる駆動モータ232などからなる巻取装置230が設けられている。
The resin-impregnated
The winding step S202 is a step of continuously winding the resin-impregnated
In the winding step S202, for example, a winding
そして、樹脂収容槽220より引出された樹脂含浸ガラスストランド205は、回転されるマンドレル231に対して所定のテンションを掛けながら綾振しつつ巻付けられる。
これにより、樹脂含浸ガラスストランド205は、中空の管形状に形成される。
Then, the resin-impregnated
As a result, the resin-impregnated
なお、前述したように、樹脂含浸ガラスストランド205を構成する第1ガラスストランド203A及び第2ガラスストランド203Bは、互いに連結されており、当該樹脂含浸ガラスストランド205がマンドレル231に巻付けられる際は、先ず第1ガラスストランド203Aが巻付けられ、その後、巻付けられた第1ガラスストランド203Aの上層部に第2ガラスストランド203Bが巻付けられることとなる。
その結果、中空の管形状に形成された樹脂含浸ガラスストランド205においては、第1ガラスストランド203Aに比べて、平均繊維径の小さなガラス単繊維203aからなる第2ガラスストランド203Bが、常に表面に配置された状態となる。
As described above, the
As a result, in the resin-impregnated
マンドレル231への樹脂含浸ガラスストランド205の巻付けが終了すると、加熱工程S203が開始される。
加熱工程S203は、樹脂含浸ガラスストランド205を加熱硬化して樹脂成形体1を得る工程である。
ここで、巻取装置230には、図示せぬ加熱ヒーターが備えられており、当該加熱ヒーターによって、マンドレル231は、所定の加熱温度に昇温される構成となっている。
When the winding of the resin-impregnated
The heating step S203 is a step of heating and curing the resin-impregnated
Here, the winding
そして、樹脂含浸ガラスストランド205が巻付けられた状態によって、マンドレル231が昇温される。
これにより、樹脂含浸ガラスストランド205は、第1ガラスストランド203Aに比べて、繊維径の小さなガラス単繊維203aからなる第2ガラスストランド203Bが、常に表面に配置された状態にて加熱硬化されることとなり、中空の管形状の樹脂成形体201が成形される。
Then, the temperature of the
As a result, the resin-impregnated
樹脂含浸ガラスストランド205に含浸された未硬化の熱硬化性樹脂202Aが十分な硬度に達し、加熱工程S203が終了すると、脱型工程S204が開始される。
脱型工程S204は、成形された樹脂成形体201を、巻取装置230より取出す工程である。
When the uncured
The demolding step S204 is a step of taking out the molded resin molded
成形が完了した樹脂成形体201は、マンドレル231より抜取られ、巻取装置230より取出される。
これにより、最終製品である中空の管形状の樹脂成形体201Aが得られ、成形工程S200は終了する。
The molded resin molded
As a result, a hollow tube-shaped resin molded
[製造方法の総論]
以上のように、本実施形態における樹脂成形体1・201は、主に引抜成形法またはフィラメントワインディング法の何れかの方法により成形される。
即ち、前述したような丸棒形状の樹脂成形体1については、主に引抜成形法によって成形され、また例えば管形状からなる別実施形態の樹脂成形体201については、主にフィラメントワインディング法によって成形される。
[Overview of manufacturing method]
As described above, the resin molded
That is, the round bar-shaped resin molded
このような、引抜成形法及びフィラメントワインディング法による成形方法は、FRPに関する種々の成形方法の中でも、強化繊維として設けられるガラスストランド3・203の機械的特性を最も有効に利用できる成形方法であり、ガラス含有率が高く、最も機械的強度の高い樹脂成形体1・201が得られる成形方法として知られている。
また、これらの成形方法においては、各製造工程における機械化が進んでおり、大量生産と自動化が可能であるだけでなく、成形される樹脂成形体1の品質は比較的安定しているという特徴がある。
Such a molding method by a pultrusion molding method and a filament winding method is a molding method that can most effectively utilize the mechanical properties of the
Further, in these molding methods, mechanization in each manufacturing process is progressing, and not only mass production and automation are possible, but also the quality of the molded resin molded
ところで、本発明を具現化するガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)1・201について、その有効性を判断するために、以下のような実験を行った。 By the way, in order to judge the effectiveness of the glass fiber reinforced thermosetting resin molded product (resin molded product) 1.201 that embodies the present invention, the following experiments were conducted.
先ず始めに、引抜成形法により成形される本発明の実施形態のサンプルとして、実施例1、2なる丸棒形状の樹脂成形体を用意した。また、これらのサンプルの比較対象として、比較例1、2、3なる丸棒形状の樹脂成形体を用意した。 First, as a sample of the embodiment of the present invention molded by the pultrusion molding method, a round bar-shaped resin molded body according to Examples 1 and 2 was prepared. Further, as a comparison target of these samples, a round bar-shaped resin molded product according to Comparative Examples 1, 2 and 3 was prepared.
ここで、これらのサンプル(実施例1、2及び比較例1、2、3)は、ともに以下に示す手順に従い、実験室内にて試験的に製作することとした。
即ち、ガラス単繊維の平均繊維径及び集束本数が異なる種々のガラスストランドを用意し、これらのガラスストランドに、ラジカル開始剤パーカドックスC−50L(化薬アグゾ製)を2質量%溶解している熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル樹脂N−350L(ジャパンコンポジット製)を各々含浸させたうえで、熱硬化性樹脂が含浸されたガラスストランドを直径2.3mm、長さ50cmのガラス管内に投入した。
Here, both of these samples (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3) were experimentally produced in the laboratory according to the procedure shown below.
That is, various glass strands having different average fiber diameters and number of focused glass strands are prepared, and 2% by mass of the radical initiator Percadox C-50L (manufactured by Chemical Axo) is dissolved in these glass strands. After impregnating each of the unsaturated polyester resin N-350L (manufactured by Japan Composite), which is a thermosetting resin, the glass strand impregnated with the thermosetting resin is placed in a glass tube having a diameter of 2.3 mm and a length of 50 cm. bottom.
次に、この状態のまま80℃で1時間加熱し、その後さらに120℃で1時間加熱した後、冷却して、当該ガラスストランドをガラス管内より取出す(脱型する)ことで、直径が2.15mmの丸棒形状のサンプルを得た。 Next, in this state, the glass strand is heated at 80 ° C. for 1 hour, then heated at 120 ° C. for 1 hour, cooled, and the glass strand is taken out (demolded) from the inside of the glass tube to have a diameter of 2. A sample having a round bar shape of 15 mm was obtained.
なお、実施例1、2については、ともに平均繊維径が7.0μmであり、且つ集束本数が6000本である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いて、サンプルを成形した。
また、実施例1において用いたガラスストランドは、番手が600texであり、且つサンプル中における繊維量が79.3wt%であり、実施例2において用いられるガラスストランドは、番手が600texであり、且つサンプル中における繊維量が65.7wt%である。
For Examples 1 and 2, a sample was formed using a glass strand made of a plurality of glass single fibers having an average fiber diameter of 7.0 μm and a number of focused fibers of 6000.
The glass strand used in Example 1 has a count of 600 tex and the amount of fibers in the sample is 79.3 wt%, and the glass strand used in Example 2 has a count of 600 tex and the sample. The amount of fiber in the glass is 65.7 wt%.
一方、比較例1、3については、ともに平均繊維径が17.0μmであり、且つ集束本数が2000本である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いて、サンプルを成形することし、比較例2については、平均繊維径が13.0μmであり、且つ集束本数が2000本である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いて、サンプルを成形することとした。
また、比較例1において用いられるガラスストランドは、番手が1200texであり、且つサンプル中における繊維量が79.5wt%であり、比較例2において用いられるガラスストランドは、番手が700texであり、且つサンプル中における繊維量が79.7wt%であり、比較例3において用いられるガラスストランドは、番手が1200texであり、且つサンプル中における繊維量が65.42wt%である。
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, a sample was formed by molding a sample using a glass strand made of a plurality of glass single fibers having an average fiber diameter of 17.0 μm and a number of focused fibers of 2000. For Example 2, it was decided to form a sample using a glass strand made of a plurality of glass single fibers having an average fiber diameter of 13.0 μm and a number of focused fibers of 2000.
Further, the glass strand used in Comparative Example 1 has a count of 1200 tex and the amount of fibers in the sample is 79.5 wt%, and the glass strand used in Comparative Example 2 has a count of 700 tex and the sample. The amount of fiber in the sample is 79.7 wt%, the glass strand used in Comparative Example 3 has a count of 1200 tex, and the amount of fiber in the sample is 65.42 wt%.
以上の手順に従い製作された種々のサンプルに対して、外観判定として表面におけるガラス目(表面に露呈するガラス単繊維によるパターン)の見え方を評価するとともに、機械的特性である最大曲げ強度及び曲げ弾性率を各々測定した。 For various samples manufactured according to the above procedure, the appearance of the glass grain (pattern by the glass single fiber exposed on the surface) on the surface is evaluated as an appearance judgment, and the maximum bending strength and bending which are mechanical characteristics are evaluated. The elastic modulus was measured respectively.
なお、ガラス目の評価については目視によって行うこととし、ガラス目がほとんど視認できない場合は良好(〇印にて記載)と判断し、ガラス目が僅かに視認できる場合は普通(△印にて記載)と判断し、ガラス目がはっきりと視認できる場合は不良(×印にて記載)と判断することとした。 The evaluation of the glass grain shall be performed visually, and if the glass grain is almost invisible, it is judged to be good (marked with a circle), and if the glass grain is slightly visible, it is normal (marked with a △ mark). ), And if the glass grain is clearly visible, it is judged to be defective (marked with a cross).
また、最大曲げ強度及び曲げ弾性率の測定については、3点曲げ試験によって測定することとし、その際の試験条件として、支点間距離を32mmに設定するとともに、試験速度を1.3mm/minに設定することとした。 The maximum bending strength and flexural modulus will be measured by a three-point bending test. As the test conditions at that time, the distance between the fulcrums is set to 32 mm and the test speed is set to 1.3 mm / min. I decided to set it.
こうして得られた結果を、[表1]によって示す。
[表1]に示すように、実施例1、2におけるサンプルについては、ともに外観が良好(〇印)であることの結果を得ることができた。
一方、比較例2におけるサンプルについては、外観が普通(△印)であるものの、比較例1、3におけるサンプルについては、ともに外観が不良(×印)であるとの結果を得ることとなった。
As shown in [Table 1], the results of the samples in Examples 1 and 2 having good appearance (marked with ◯) could be obtained.
On the other hand, the sample in Comparative Example 2 had a normal appearance (marked with Δ), but the samples in Comparative Examples 1 and 3 both had a poor appearance (marked with ×). ..
また、実施例1、2におけるサンプルについては、ともに45.0GPaを超えつつ、1100MPaを超える最大曲げ強度を記録したのに対して、比較例1、2、3におけるサンプルについては、ともに45.0GPaを超えつつ、1100MPaを超えることは無かった。 Further, the samples in Examples 1 and 2 both exceeded 45.0 GPa and recorded the maximum bending strength exceeding 1100 MPa, whereas the samples in Comparative Examples 1, 2 and 3 both exceeded 45.0 GPa. However, it did not exceed 1100 MPa.
以上の検証実験の結果により、本実施形態の樹脂成形体1に示すような、平均繊維径が5μm以上11μm以下であり、且つ、集束本数が4000本以上10000本以下である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いた樹脂成形体であれば、適度な曲げ弾性率を確保しつつ曲げ強度の向上を図るとともに、外観性に優れた樹脂成形体を得ることができることを確認することができた。
Based on the results of the above verification experiments, a plurality of single glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm or more and 11 μm or less and a focused number of 4000 or more and 10,000 or less as shown in the resin molded
次に、フィラメントワインディング法により成形される本発明の実施形態のサンプルとして、実施例3なる中空の管形状の樹脂成形体を用意した。また、このサンプルの比較対象として、比較例4なる中空の管形状の樹脂成形体を用意した。 Next, as a sample of the embodiment of the present invention molded by the filament winding method, a hollow tube-shaped resin molded body according to Example 3 was prepared. Further, as a comparison target of this sample, a hollow tube-shaped resin molded body according to Comparative Example 4 was prepared.
この際、用いられる熱硬化性樹脂は、前述した引抜成形法により成形される樹脂成形体の検証実験と同じく、ラジカル開始剤パーカドックスC−50L(化薬アグゾ製)を2質量%溶解している、不飽和ポリエステル樹脂N−350L(ジャパンコンポジット製)を採用することとした。
また、成形されるサンプルの外形サイズについては、ともに内径が50mmであり、且つ外径が60mmとなるように設定することとした。
At this time, the thermosetting resin used is obtained by dissolving 2% by mass of the radical initiator Percadox C-50L (manufactured by Chemical Axo) in the same manner as in the verification experiment of the resin molded body molded by the above-mentioned pultrusion molding method. It was decided to use the unsaturated polyester resin N-350L (manufactured by Japan Composite).
Further, the outer diameter of the sample to be molded is set so that the inner diameter is 50 mm and the outer diameter is 60 mm.
なお、実施例3については、平均繊維径が7.0μmであり、且つ集束本数が6000本である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いて、サンプルを成形することとした。
一方、比較例4については、平均繊維径が17.0μmであり、且つ集束本数が2000本である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いて、サンプルを成形することとした。
In Example 3, a sample was formed using a glass strand made of a plurality of glass single fibers having an average fiber diameter of 7.0 μm and a number of focused fibers of 6000.
On the other hand, in Comparative Example 4, it was decided to form a sample using a glass strand made of a plurality of glass single fibers having an average fiber diameter of 17.0 μm and a number of focused fibers of 2000.
以上の手順に従い製作された種々のサンプルに対して、外観判定として表面におけるガラス目(表面に露呈するガラス単繊維によるパターン)の見え方を評価することとした。 For various samples produced according to the above procedure, it was decided to evaluate the appearance of the glass grain (pattern by the glass single fiber exposed on the surface) on the surface as an appearance judgment.
なお、ガラス目の評価については、前述した引抜成形法により成形される樹脂成形体の検証実験と同じく、目視によって行うこととし、ガラス目がほとんど視認できない場合は良好(〇印にて記載)と判断し、ガラス目が僅かに視認できる場合は普通(△印にて記載)と判断し、ガラス目がはっきりと視認できる場合は不良(×印にて記載)と判断することとした。 The evaluation of the glass grain shall be performed visually as in the verification experiment of the resin molded body molded by the above-mentioned drawing molding method, and if the glass grain is almost invisible, it is considered good (marked with a circle). Judgment was made, and if the glass grain was slightly visible, it was judged to be normal (indicated by a Δ mark), and if the glass grain was clearly visible, it was judged to be defective (indicated by a cross mark).
こうして得られた結果を、[表2]によって示す。
[表2]に示すように、実施例3におけるサンプルについては、外観が良好(〇印)であることの結果を得ることができた。
一方、比較例4におけるサンプルについては、外観が不良(×印)であるとの結果を得ることとなった。
As shown in [Table 2], the sample in Example 3 had a good appearance (marked with ◯).
On the other hand, the sample in Comparative Example 4 was found to have a poor appearance (marked with x).
以上の検証実験の結果により、本実施形態の樹脂成形体2に示すような、平均繊維径が5μm以上11μm以下であり、且つ、集束本数が4000本以上10000本以下である複数のガラス単繊維からなるガラスストランドを用いた樹脂成形体であれば、外観性に優れた樹脂成形体を得ることができることを確認することができた。
Based on the results of the above verification experiments, a plurality of single glass fibers having an average fiber diameter of 5 μm or more and 11 μm or less and a focused number of 4000 or more and 10,000 or less as shown in the resin molded
1 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)
2 熱硬化性樹脂
2A 熱硬化性樹脂(未硬化)
3 ガラスストランド
3a ガラス単繊維
5 樹脂含浸ガラスストランド
201 ガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体(樹脂成形体)
202 熱硬化性樹脂
202A 熱硬化性樹脂(未硬化)
203 ガラスストランド
203A 第1ガラスストランド
203B 第2ガラスストランド
203a ガラス単繊維
205 樹脂含浸ガラスストランド
S101 含浸工程
S102 加熱工程
S201 含浸工程
S203 加熱工程
1 Glass fiber reinforced thermosetting resin molded body (resin molded body)
2
3
202
203
Claims (6)
前記熱硬化性樹脂中に内在されるガラスストランドと、
を備えるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体であって、
前記ガラスストランドは複数のガラス単繊維からなり、
前記複数のガラス単繊維の平均繊維径は5μm以上7μm以下であり、且つ、前記複数のガラス単繊維の本数は4000本以上10000本以下である、
ことを特徴とするガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体。 Thermosetting resin and
The glass strands contained in the thermosetting resin and
It is a glass fiber reinforced thermosetting resin molded body provided with
The glass strand consists of a plurality of single glass fibers.
The average fiber diameter of the plurality of glass single fibers is 5 μm or more and 7 μm or less, and the number of the plurality of glass single fibers is 4000 or more and 10,000 or less.
A glass fiber reinforced thermosetting resin molded product.
ことを特徴とする、請求項1に記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体。 It is provided with a plurality of the glass strands.
The glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to claim 1.
前記樹脂含浸ガラスストランドを加熱硬化してガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体を得る加熱工程と、
を備えるガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法であって、
前記複数のガラス単繊維の平均繊維径は5μm以上7μm以下であり、且つ、前記複数のガラス単繊維の本数は4000本以上10000本以下である、
ことを特徴とするガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法。 An impregnation step of impregnating an uncured thermosetting resin with a glass strand formed by bundling a plurality of glass single fibers to form a resin-impregnated glass strand.
A heating step of heating and curing the resin-impregnated glass strand to obtain a glass fiber-reinforced thermosetting resin molded body,
A method for manufacturing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product.
The average fiber diameter of the plurality of glass single fibers is 5 μm or more and 7 μm or less, and the number of the plurality of glass single fibers is 4000 or more and 10,000 or less.
A method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product.
ことを特徴とする、請求項3に記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法。 The resin-impregnated glass strand comprises a plurality of the glass strands.
The method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to claim 3.
前記ガラス単繊維の平均繊維径がR1である第1のガラスストランドと、
前記ガラス単繊維の平均繊維径が、前記第1のガラスストランドを構成するガラス単繊維の平均繊維径R1よりも平均繊維径の小さいR2である第2のガラスストランドと、
を備えてなり、
前記加熱工程において、
前記第2のガラスストランドを表面に配置した状態にて加熱硬化する、
ことを特徴とする、請求項4に記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法。 The resin-impregnated glass strand is
The first glass strand having an average fiber diameter of R1 and the glass single fiber
A second glass strand in which the average fiber diameter of the glass single fiber is R2 having an average fiber diameter smaller than the average fiber diameter R1 of the glass single fiber constituting the first glass strand.
Be prepared for
In the heating step,
The second glass strand is heat-cured with the second glass strand placed on the surface.
The method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to claim 4.
ことを特徴とする、請求項3〜請求項5の何れか一項に記載のガラス繊維強化熱硬化性樹脂成形体の製造方法。 The glass fiber reinforced thermosetting resin molded body is molded by either a pultrusion molding method or a filament winding method.
The method for producing a glass fiber reinforced thermosetting resin molded product according to any one of claims 3 to 5, wherein the method is characterized by the above.
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