JPH01156059A - 複合化樹脂成形物及びそのプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複合化樹脂成形物及びそのプレス成形方法に
関し、詳しくは、複合化成形用のプレス成形型を用いて
、繊維強化熱硬化性樹脂材料例えばシートモールデイン
グコンパウンド（以下、ＳＭＣと略す）成形物等の複合
化用硬化性樹脂接着面を樹脂未含浸状態かつ繊維強化材
を露出状態として、４リウレタン樹脂、加流ゴム等の複
合化用硬化性樹脂材料と強固一体止させてなる複合化樹
脂成形物及びそのプレス成形方法に関するものである。

（従来の技術） 繊維強化熱硬化性樹脂（以下、ＦＲＰと略す）成形物は
、軽量で強度、耐蝕性に優れる等、多くの特徴を有して
おり、パスタブ、浄化槽、パイプ、ケート、いす、各種
自動車部品等、多岐にｊ集って使用されている。ＦＲＰ
の成形方法には多くの種類があるが、その１つにブレス
成形法がある。これは予め所定の温度に加熱されたプレ
ス用金型内にＦＲＰ材料を投入し、加圧・硬化させる方
法であり、ＦＲＰ材料として液状樹脂を用いる場合と、
ＳＭＳＭＣｌＢ　、グリグレグ等の成形材料を用いる場
合とがある。なかでも成形材料を用いた成形方法は、材
料ロスが少ない、生産性が高い、作業環境が良い等、他
の成形法に比べ多くの長所含有し、ＦＲＰ成形物の生産
に広く用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） ＦＲＰ成形物は、この様に多くの長所を有する反面、耐
衝撃性や耐摩耗性が劣シ、又製品表面にひけ現象やガラ
ス月浮出等が発生するため外観もあまり良好でない等の
欠点を有する。

これに対し、ポリウレタン樹脂やゴムは、機械的強度は
低いが、耐衝撃性、耐摩耗性、クック。

ン性等に優れている。従って、ＦＲＰ材料とポリウレタ
ン樹脂やゴム等を組み合わせて使用することによシ、各
々の欠点をカバーし、それぞれの特徴を生かした製品を
得ることができ、既に実用化されている。例えば、パス
タブやタンクの裏面にウレタンフオームを吹きつけ断熱
性を高めたもの、バンパーやいすの表面全ポリウレタン
樹脂で被覆し、耐衝撃性、耐摩耗性１表面のクツション
性を高めたもの等がある。しかしながらこれら従来の方
法は、ＦＲＰ材料全成形加工した後、断念にポリウレタ
ン樹脂やゴムを被覆成形するため作業が二度に亘る為、
生産性が劣ること、ＦＲＰの収縮変形等によシ寸法精度
が悪いこと等の欠点があった。

この欠点をカバーする方法として、出願人はＦＲＰ材料
と４リウレタン樹脂を加熱された金型内でプレス成形す
ることによシ一体止する方法を見い出し、特許用Ｉｌ１
行った（特開昭５９−１９０８２６号公報）。この方法
はプレス機に取り付けられ加熱された金型でＦＲＰ材料
を加圧成形した後、金型を開き、ポリウレタン樹脂を注
入し、再度金型を閉じ、ポリウレタン樹脂を硬化させる
ことによシ、ＦＲＰ材料とポリウレタン樹脂ヲ一体成形
させるものである。しかしながらこの方法は、ｆＪ！化
の完了し念しかも高温のＦＲＰ成形物とポリウレタン樹
脂を短時間で硬化接着させるため、得られた複合樹脂成
形物は著しくポリウレタン層とＦＲＰ成形層との層間接
着性に劣るものであシ、簡単に剥離してしまう欠点があ
る。

（問題を解決するための手段） 本発明者等は、この様な状況に鑑み鋭意研究した結果Ｆ
ＲＰ成形物の複合化用硬化性樹脂の接着面金、樹脂未含
浸状態、かつ繊維強化材を露出状態とし、複合化用硬化
性樹脂材料とＦＲＰ材料とをプレス成形することにより
、上記の如き層間接着性の欠点が解消できることを見い
出し、本発明を゛完成するに至った。

すなわち、本発明は、ＦＲＰ材料と複合化用硬化性樹脂
材料と金剛いてなる複合化樹脂成形物において、ＦＲＰ
材料の複合化用硬化性樹脂の接着面を熱硬化性樹脂未含
浸状態、かつ繊維強化材を露出状態としたことを％徴と
する複合化樹脂成形物及びそのプレス成形方法を提供す
るものである。

（構成） 本発明のＦＲＰ材料は、シート状の線維補強材に熱硬化
性樹脂を含浸してなるもので、好ましくはＳＭＣであり
、複合用硬化性樹脂の接着面が樹脂未含浸状態で、かつ
繊維強化材の露出状態としたものである。このＦＲＰ材
料の具体例としては。

■ＳＭＣにシート状繊維補強材を貼シ合せたもの、■複
合化樹脂成形物のプレス成形時に型の中に’ＳＭＣとシ
ート状繊維補強材とを入れて事前にプレス成形して貼り
合せたもの、■片面を樹脂未含浸状態かつ繊維強化材の
露出状態として製造されたＳＭＣ（第４図参照）等であ
る。好ましくは、出来上りた複合化成形物の層間接着強
度の点から、該■、■の貼シ合せたものよシ、■の一枚
のＳＭＣである。しかしながら、用途的に大きな層間接
着強度を必要としなければ、ＳＭＣ上にシート状慣維強
化材を配置し、−度プレス成形してＦＲＰ材料とした■
、■でもよい。

シート状の繊維補強材とは、チョッグドストラ□ンドマ
ット、ガラスクロス、ローピンククロス等であシ、好ま
しくは織物（クロス）状のもので□ある。その材質とし
ては、プラス繊維、炭素繊維、Ｉリアミド繊維、セラミ
ック繊維、金属繊維１等が挙げられる。好ましくはガラ
ス繊維である。

′　本発明の熱硬化性樹脂としては、例えばマトリクス
樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、ピ二ルエステル
樹脂、エポキシ省脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等
を用ることかできる。又これら樹脂中には、充填材、低
収縮化剤、顔料、離製剤、硬化剤、硬化促進剤、増粘剤
およびその他公知の添加剤等を混合することができ、従
来公知の製造方法で製造することができる。

前記■の片側表面のみ熱硬化性樹脂未含浸状態、かつ繊
維強化材を露出状態としたＳＭＣの製造方法としては、
従来公知のＳＭＣ製造装置を用いて、例工ば、ポリエチ
レン、ポリゾロピレン等のフィルム上に繊維強化材を除
く樹脂ペーストを塗布したモノ及び該ペーストを塗布し
ていないフィルムとで繊維強化材をサンドイッチ状に挾
むことによシ製造できる。この製造には、繊維強化材と
して。

チョツプドストランドマット、ガラスクロス、ローピン
ダクロス等のシート状に特に織物状になったものが成形
作業性に優れる点で特に好ましい。

何故ならばＭ４図のごとく織物状であれば片側表面の未
含浸状態が樹脂量で調整できるからである。

本発明で用いる複合化用硬化性樹脂としては。

従来公知の熱硬化性樹脂、反応硬化性砺脂、熱硬化性フ
０ム等が挙げられる。なかでも、　ＳＭＣの有する耐衝
撃性、耐摩耗性等の欠点全力・々−し、表面のクッシロ
ン性を高めることができる点で弾性を有するもの、例え
ば二液性ぼりウレタン等の液状反応性樹脂：ずラブルウ
レタン、スチレンブタジエンコ９ム、アクリロニトリル
ブタジェンゴム、ブチルコ９ム、クロログレンツ０ム、
ブタジェンゴム、イングレンゴム、フッ素ゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、クロロスルホｙ化ポリエチレン、シ
リコノコ９ム、多硫化プム、アクリルゴム等の熱硬化性
ゴム等が好ましく、更に、接着性に優れる点で二液性ポ
リクレタ／、ウレタンアクリレート、はラブルウレタン
等のポリウレタン系弾性樹脂が、また成形作朶性に優れ
る点で二液性ポリウレタン、ウレタンアクリレート等の
液状弾性樹脂が特に好ましい。又、これらの樹脂中には
、発泡剤、整泡剤、消泡剤１着色剤、可塑剤１強化材、
充填材、硬化剤、硬化促進剤およびその他の公知の添加
剤を加えることも可能である。

次に１図面によシ本発明のプレス成形方法の一例を示し
、本発明を説明する。第１図はプレス成形用型の一例を
示す断面図であシ、それぞれ（１）は上型の断面図、（
１１）は下型（ＩＩ）の断面図、（ｉｉｉ）は下型（１
）の断面図、１はアンダーカット、２は減圧あるいは加
圧用エアーｉ４イグ、３は／母ツキン、４は樹脂流出防
止板、５は樹脂注入／臂イデである。

また第２図は上型と下型（１）を用いたＳＭＣ成形物の
成形方法の一例を示す断面図、第３図は上型と樹脂であ
る。第４図は、本発明の複合化樹脂成形物の成形方法で
用いられる片側表面のみ樹脂未含浸状態の繊維強化材を
露出させたＳＭＣの一例を示す概略図である。

本発明の前記■の方法、即ち複合化用硬化性樹脂接着面
側に樹脂未含浸状態の繊維強化材を露出させたＳＭＣ成
形物の成形金事前に行う方法について説明する。ＳＭＣ
の成形法としては１例えば第１図の（１）に示すように
アンダーカットｌｔ−設けたシ、エアー／４イグ２によ
って減圧吸引する等の方法によシ、成形され九ＳＭＣ成
形物が型開き時に取シ付くようにした上型と、該上型と
組み合わせる下型（りとを用いて、該下型（ＩＩ）面側
（複合化用硬化性樹脂接着面）にＳＭＣの上に繊維強化
材をセットして、プレス成形する。片側表面のみ樹脂未
含浸状態の繊維強化材を露出させたＳＭＣ（前記■）を
用いて、該ＳＭＣ（７）繊維強化材露出面が該下型（Ｉ
ｔ）面側になるようにセットしてプレス成形することも
できる。この場合、成形条件は、通常のＳＭＣプレス成
形条件と同一でよいが、必ずしもＳＭＣ’ｉ完全に硬化
させる必要はなく、型開き可能な程度に硬化させるだけ
でもよい。

成形条件は、温度が４０〜１８０’Ｃ，圧力が１０〜２
００ｋｐ／ｃｍ”　、加圧時間が１〜６０分間の範囲で
あるが、樹脂の種類、ＳＭＣの形態等により適宜選定で
きる。ＳＭＣの硬化後、型開きが行われ、この時ＳＭＣ
成形物は上型に取り付いており、その成形物の外表面（
複合化用硬化性樹脂接着面）は樹脂未含浸状態の繊維強
化材が全体に露出してぃる。次いで第３図に示すように
、下型（１）の上に下型（Ｉｔ）　ｔセットし、複合化
用硬化性樹脂材料を下型（Ｉｔ）のキャビティ内に、例
えば樹脂注入パイプを用いる方法等によシ仕込み、再度
プレス成形して、ＳＭＣと複合化用硬化性樹脂とが強固
−像化された性樹脂９が強固に接着していることを示す
。この場合、下型（Ｉｔ）の温度は、上型の温度と同一
に設定する必要はなく、複合化用硬化性樹脂材料の成形
に好ましい金型温度に設定することができる。しかしな
がら上型面に取シ付いたＳＭＣ成形物に接する部分との
硬化速度のバランスを取るため、４０〜２００℃の範囲
で樹脂の種類、成形品形状等により、適宜選定すること
が好ましい。なかでも、−リウレタン系弾性樹脂を複合
化用硬化性樹脂材料として用いる場合、金型温度ｔｉ４
０〜１１０℃が特に好ましい。また圧力、加圧時間も樹
脂の徨類、成形品形状等に応じて適宜選定することがで
きるが、通常、圧力は０．１〜２００　ｋｌｉ／ｃｒｒ
ｔ”、加圧時間は１〜３０分間の範囲である。なかでも
？リウレタン系弾性樹脂を用いる場合、圧力は２〜５０
ｋｇ／ｃｍ”　ｓ・加圧時間は１〜１５分間の範囲が特
に好ましい。尚、加圧スピードもコントロールスルト更
によい。下型（ＩＩ）の材質はスチール型を用いること
もできるが、成形品が大きい場合、型重量が重くなりセ
ットすることが困難になる。従ってその場合、　ＦＲＰ
型、樹脂型、ＺＡＳ型等の簡易型を用いることが好まし
い。複合部分の投影面積がＳＭＣ成形品の投影面積より
も大きい場合はｉ４ツ牟ン等を用いて、複合化用硬化性
樹脂の流出を防止できる構造とすることが好ましい。又
、下型（ＩＩ）表面にテフロンコート等の加工を施すこ
とによシ、成形品の外観や離型性を改良することができ
る。同様に、型表面にシダ加工を施すことによシ、皮革
間の表面をもつ成形品が得られる。更に、成形品の外観
や耐候性等を改良するため、予め下型（Ｉｔ）の表面に
バリヤコート等の塗料を塗布しておき、成形後。

製品表面に塗料を転写させることも可能である。

（発明の効果） 本発明の複合化樹脂成形物のプレス成形方法は、これま
での方法の欠点であった生産性、密着性、寸法精度、表
面材の成形自由度を大巾に改善しておシ、得られた複合
化樹脂成形物は耐摩耗性、耐ｗＩ撃性、クツション性、
保温性、外観等に優れ、住宅用・平ネル、ハウジング、
床材、自動車用バンパー、内装材、工業用部品、レジャ
ー用品、電子・電気機器部品等、多岐に亘って応用する
ことができる。

（実施例） 以下、実施例に基いて本発明を具体的に説明する。

実施例１ 予め、１４０℃に加熱された第１図（ｉ）及び（ｉｉｉ
）に示す断面形状の上型、下型（■）（いずれも材質は
８５５Ｃ）の間に、該下型（Ｉｔ）面側に成形物の展開
図寸法に切断したチョッグドストランドマツ）　ＲＥＭ
６００−Ｇ５　　（日本硝子繊維ｖｊＪ製〕を１枚セッ
トし、その上にＤＴＣＭＡＴ　２４７６−Ｔ　（大日本
インキ化学工業■製ＳＭＣ）を５００Ｉｉチヤージし、
型閉めを行い、５０　ｋｇ／ａｎ”、３分間の加圧条件
で第２図に示すようにプレス成形し、縦３０ｃＩＩＬ、
横３０ｃＩｒＬ。

高さ３ｃＩＩＬ、厚さ０．２　ａｎの箱型のＳＭＣ成形
物を得た。

その成形物の外表面（下型（１）側の面）は、全域に１
工す、白っぽい樹脂未含浸状態のガラス繊維（チ雪ッグ
ドストランド）が露出したものであった。

次に７０℃に加熱した第１図（１１）に示す断面形状の
下型（ｎ）　（材質は５５５Ｃ）を上型／下型（Ｉ）の
間の下型（りの上にセットし、ワックス系離型剤を塗布
した後、）苧ンデックスＰ−９１２Ｂ　　（大日本イン
キ化学工業陶製触媒含有アジイード系ポリエステル？リ
オール）３０ＯＮとノやンデックスＰ−９１２Ａ　　Ｃ
大日本インキ化学工業■＃４．４’−ジフェニルメタン
ジインシアネート系ウレタンプレＩリマー）　１５０．
９を混合、攪拌したポリウレタン系弾性樹脂材料を下型
（ｎ）の上に注入して型閉めを行い、　２０　＃／ｃｍ
”、５分間の条件で再加圧し、肉厚０．４　ｃｒｎの／
　リウレタン層と肉厚０．２５６ＲのＳＭＣ層が強固に
一体化された複合化樹脂成形物を得た。

実施例２ Ｉリライト　ＰＳ−２６１（不飽和ぼりエステル樹脂。

大日本インキ化学工業＠製〕ｌＯＯ部、ステアリン酸亜
鉛〔離型剤、大日本インキ化学工業■製〕３部、炭酸カ
ルシウム　Ｎ５−Ｚｏｏ　（充填材１日東粉化■製〕１
２０部、カヤブチルＢ〔硬化剤、化薬ヌーリーＯ１３製
〕１部、−り）　７　ＰＣ−３３２２（顔粁、大日本イ
ンキ化学工業■製〕５部、ＭｇＯ−４０Ｃ増粘剤。

協和化学■製〕１．５部の配合からなる樹脂イーストｆ
、　８００１７ｍ”で塗布したポリエチレンフィルム、
及び樹脂ペーストラ塗布していないプリエチレンフィル
ムの間にロービングクロスＷＲ・ｓ　ｏ　ｏｃ　−１０
０〔日東紡績■製〕を挿入して、片側面のみ樹脂未含浸
状態のガラス繊維が露出したＳＭＣを製造した。このＳ
ＭＣｉ予め１４０℃に加熱された第１図（：）および＜
　ｒｒｒ　＞に示す断面形状の上型及び下型（１）の間
に、該下型（ｎ）面側が樹脂未含浸状態のガラス繊維露
出面となるように、成形物の展開図寸法に切断したもの
を３枚重ね合わせてチャージし、型閉めを行い、５０　
ｋ！Ｆ／ｃｍ”　、　３分間の加圧条件で第２図に示す
ようにブレス成形し、縦３０ｃＷＬ、横３０ｃｒ／Ｌ、
高さ３α、肉厚０．２５ｃｍの箱型のＳＭＣ成形物を得
た。その成形物の外表面（下型（ｎ）側の面）はロービ
ングクロスの縦、横それぞれのロービングが交差してい
る部分の外表面のみ樹脂未含浸状態の白っぽいグラス繊
維が露出しておシ、織目の／４ターンで全域にｊＩるも
のでありた。（第４図参照）次に実施例１と同様に複合
用硬化性樹脂の成形を行い、肉厚０゜４ｃｒＩＬのＩリ
ウレタン層と肉厚０．２５儂のＳＭＣ層が強固に一体化
された複合化樹脂成形物を得友。

比較例１ 実施例１で併用しているチョッグドストランドマットヲ
用いない他は実施例１と同様にして複合樹脂成形物を得
たが、接着不良によると思われるフクレが発生し、容易
に４リウレタン層がＳＭＣ成形物からはく離してしまう
ものでありた。

次に実施例、比較例で得られた複合化樹脂成形物のプリ
ウレタン／　ＳＭＣの層間接着強さの測定結果を表−１
に示した。

表−１複合樹脂成形物のポリウレタン／ＳＭＣの接着強
さ〔層間接着強さ試験方法〕 実施例−１，−２及び比較例−１で得られた複合化樹脂
成形物から（巾）２．５ｃＷＩＸ（長さ）２０ｃｒＩＬ
寸法でテストピース金切り出して、　ＳＭＣとポリウレ
タンの界面にカッターナイフ等で切９目を入れながら強
制的にはく離させ、ポリウレタン層金引きはがすように
引張り試験を行った。最大荷重を測定し、巾寸法で除し
たものを層間接着強さとして算測定機器：島津オートグ
ラフ　■Ｍ−Ｚｏ。

試験速度：　５　ｍ／ｍ１ｎ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の複合化樹脂成形物のブレス成形に
用いられる金型の断面図であり、第２図は上型と下型値
）とによｆｉ　ＦＲＰ材料をプレス成形中の断面図であ
シ、第３図は上型と下型（りとにより複合化用硬化性樹
脂？　ＦＲＰ材料とプレス成形中の断面図であシ、第４
図は、複合化用硬化性樹脂との接着面を熱硬化性樹脂未
含浸状態でかつ繊維強化材全露出状態としたＦＲＰ材料
の断面図及び平面図であシ、第５図は、複合化樹脂成形
物の断面図第１図 第２図 第３図 第４図 （１）拡大断面略図 （２）平面略図 第５図 ９復合化用硬化性樹脂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維強化熱硬化性樹脂材料と複合化用硬化性樹脂材
   料とからなる複合化樹脂成形物において、繊維強化熱硬
   化性樹脂材料が、その複合化用硬化性樹脂の接着面を熱
   硬化性樹脂未含浸状態、かつ繊維強化材を露出状態とし
   たものであることを特徴とした複合化樹脂成形物。 ２、繊維強化熱硬化性樹脂材料と複合化用硬化性樹脂材
   料とを用いてなる複合化樹脂成形物の一体化プレス成形
   法において、繊維強化熱硬化性樹脂材料の複合化用硬化
   性樹脂の接着面を熱硬化性樹脂未含浸状態、かつ繊維強
   化材を露出状態としたことを特徴とする複合化樹脂成形
   物のプレス成形方法。