JPH0122141B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化合成樹脂の引抜成形方法に関
するものであり、特に成形型内で成形しつつある
成形品表面に処理剤を適用して成形を行なう方法
に関するものである。

繊維強化合成樹脂の引抜成形方法は一定の断面
形状を有する長尺成形品の連続成形方法として知
られている。特にガラス繊維で強化された不飽和
ポリエステル樹脂やポリウレタンフオームなどの
成形が実際に行なわれている。第１図はこの成形
方法の概略を示す断面図である。連続した成形材
料の帯１〜２は未硬化部分１から成形された硬化
部分２までを有し、駆動ロール３等によつて図右
から左へ移動する。この成形材料の帯は成形型４
内の成形通路の内部で成形されつつ硬化される。
また、未硬化部分１はあらかじめ予備成形された
ものであつてもよく、この場合には成形通路内で
ほとんど追加の成形が行なわれることなく合成樹
脂の硬化のみが行なわれることもある。また、あ
る場合には未硬化部分１の樹脂はさらに成形が可
能な程度に部分的に硬化されていることもある。
合成樹脂の硬化段階を分けると未硬化あるいは少
くともさらに成形が可能な硬化段階（以下Ａ段階
という）、ほぼ完全に硬化している段階（以下Ｃ
段階という）およびそれらの中間段階（以下Ｂ段
階という）に分けられるが、これらの段階は連続
し、その境界は必ずしも明確に定まつているもの
ではない。しかし、仮に第１図に示したように
Ａ、Ｂ、Ｃの各段階の境界を設けるとすると、少
くともＢ段階は成形通路内にあり、通常はさらに
Ａ段階の後段とＣ段階の前段も成形通路内にあ
る。Ｃ段階において合成樹脂は完全に硬化してい
る必要はなく成形通路を出た後アフターキユア等
で完全に硬化させることができるが、少くともＣ
段階のものはさらに成形を行なうことは困難であ
る。ガラス繊維強化ポリウレタンフオームのよう
な繊維強化発泡合成樹脂の成形においては、発泡
合成樹脂となりうる発泡性の樹脂成分（以下発泡
性原液という）の発泡と硬化が起る。この場合、
Ａ段階は少くともさらに発泡が起る段階（成形も
可能な段階）、Ｃ段階は発泡と硬化がほぼ終了し
た段階およびＢ段階はそれらの移行段階である。

上記引抜成形において、繊維強化発泡合成樹脂
の成形は成形通路入口以前において強化繊維に発
泡性原液が含浸されたかつ場合によつては一部発
泡が起つている成形材料を使用して成形が行なわ
れていた。一方、本発明者らは、発泡性原液の強
化繊維への含浸を成形通路内で行つて引抜成形を
行なう方法を発明し、これを特許出願した（特願
昭55−97605号参照）。この場合、上記Ａ段階は実
質的にすべて成形通路内にある。第２図はこの発
明に関する成形方法の概略を示す断面図である。
ガラス繊維マツトなどの強化繊維５が成形型６内
の成形通路に導入され、成形通路内で発泡性原液
７がこの強化繊維５に含浸し、発泡硬化し、両者
が成形されて成形通路から引き出される。発泡性
原液７は成形通路入口側からパイプ等で成形通路
に供給されるか、または成形型６に設けられた導
入孔より成形通路に供給される。成形物８は駆動
ロール９を経た後適宜の長さに切断される。

上記のような繊維強化合成樹脂や繊維強化発泡
合成樹脂の引抜成形において問題を生じ易い部分
は成形通路表面（即ち成形型内面）と成形されつ
つある、あるいは成形された成形材料との接触部
分である。成形されつつある成形材料の表面は粘
着性や接着性を有し成形通路表面に付着し易い。
一度付着してしまうと成形品表面にスジや肌荒れ
を生じ良好な表面が得られない。また、成形され
た成形材料と成形通路間の摩擦が大きくなると大
きな駆動力が必要となり、成形物の切断の虞れも
大きくなる。これらの問題を解決するためにフツ
素樹脂などで成形通路表面を被覆することも考え
られるが、フツ素樹脂は耐摩耗性が充分ではな
く、長時間にわたつて成形を続けることは困難で
ある。一方、成形材料中にワツクスなどの潤滑剤
を添加して引抜成形を行なう方法が知られている
（特公昭45−578号公報参照）。潤滑剤は成形材料
と成形通路との間にしみ出て付着性と摩擦を低下
させるものと考えられている。

成形材料中に潤滑剤を添加して引抜成形を行な
う方法は、繊維強化合成樹脂の引抜成形には有効
であつても、繊維強化発泡合成樹脂の引抜成形に
は必ずしも有効とは限らない。それは発泡合成樹
脂では潤滑剤が成形通路との接触面にしみ出して
くることが少ないことによる。なぜなら、発泡合
成樹脂は多くの表面を有しているので合成樹脂に
対して非親和性の潤滑剤が表面に移動しても大部
分は気泡壁表面に残り成形通路に接する表面には
ほとんど配分されないからである。また、ポリウ
レタンフオーム成形性の発泡性原液の構成部分
（例えばポリエーテルポリオール）への潤滑剤の
均一な添加混合が困難であることや発泡合成樹脂
の物性に対する悪影響も考えられる。さらに、成
形通路導入前の発泡性原液を含浸した成形材料表
面に潤滑剤を塗布等により適用する方法も満足し
うる方法とはいえない。なぜなら、潤滑剤により
発泡性原液の表面の発泡硬化性が影響を受け易
く、また、成形通路内で発泡性原液を強化繊維に
含浸させる成形方法には適用できないからであ
る。

本発明者は特に繊維強化発泡合成樹脂の引抜成
形方法において、成形されつつあるあるいは成形
された成形材料と成形通路表面との間の潤滑の問
題について検討した。その結果、潤滑剤を成形さ
れつつあるあるいは成形された成形材料と成形通
路表面との間に供給することによりこの問題を解
決しうることを見い出した。このためには、成形
型に潤滑剤導入口を形成し、この潤滑剤導入口よ
り成形通路表面と成形されつつあるあるいは成形
された成形材料との間に潤滑剤を導入することが
必要となる。

第３図はこの導入口を形成した成形型を使用し
た第２図の成形方法を示す部分断面図である。成
形型６に巾方向に多数の多孔質の金属製チツプ１
０が設けられ、導入管１１より潤滑剤がこのチツ
プ１０を通つて成形型６内の成形通路表面１２に
導入される。発泡性原液１３は成形型６の側面に
設けられた導入口１４から成形通路に射出により
供給され、強化繊維５に含浸するとともに発泡
し、やがて硬化する。潤滑剤の導入口は発泡性原
液１３の発泡が終了しゲル化が始まつた時点（Ｂ
段階の一時点）で供給されている。

この潤滑剤導入口を設けた成形型は、第１図に
示した繊維強化発泡合成樹脂や繊維強化非発泡合
成樹脂の引抜成形にも適用しうるものである。ま
た、この成形型に設けた導入口からは所望に応じ
て潤滑剤以外の処理剤、例えば被覆剤などを導入
することも可能である。本発明はこの処理剤導入
口を設けた成形型を使用して引抜成形を行なう方
法に関するものであり、即ち、繊維強化合成樹脂
の引抜成形方法において、成形型壁を貫通して成
形型内表面に通じる導入口を設け、該導入口より
成形型内表面と成形されつつあるあるいは成形さ
れた成形材料外表面との間に処理剤を供給するこ
とを特徴とする繊維強化合成樹脂の引抜成形方法
である。以下、繊維強化合成樹脂とは繊維で強化
された発泡合成樹脂と非発泡合成樹脂の両者を意
味するものとする。

本発明の方法は特に繊維強化発泡合成樹脂の引
抜成形に適した方法である。なぜなら、繊維強化
非発泡合成樹脂の引抜成形では既に他の方法で同
様の問題が解決されているが、この既に知られて
いる方法によつては繊維強化発泡合成樹脂の引抜
成形の問題を解決することが困難であるからであ
る。しかし、本発明の方法は合成樹脂の組成など
に影響を及すことがなく、また潤滑剤の導入以外
の目的に応用することが可能であるなどの点で繊
維強化非発泡合成樹脂の引抜成形の場合にも有利
な方法である。従つて、以下主に繊維強化発泡合
成樹脂の引抜成形について説明するが、これに限
られるものではないことは勿論である。

第４図に第３図におけるチツプ１０の断面図と
平面図を示す。チツプ１０は多数の細孔１５を有
する金属製のチツプであり、この細孔１５より潤
滑剤などの処理剤が成形通路表面に供給される。
大きな孔を有するチツプを使用することもできる
が、孔の開口部分で成形材料表面が盛り上がると
スジが生じたり孔が閉塞し易くなる。従つて、細
孔１５の径は小さいことが好ましく、特に限定さ
れるものではないが、直径１mm以下、特に好まし
くは0.3mm以下である。このチツプの孔は第４図
に示したようなストレートな孔でなくてもよく、
金属粒子の焼結体などの多孔質金属製のチツプを
使用することもできる。また、その材質は金属に
限定されるものではなく、硬質合成樹脂その他の
材質であつてもよい。処理剤の導入口は第３図に
示したように成形型と上下面や側面に任意の数設
けることができ、また成形型の巾方向や長さ方向
に複数設けることもできる。即ち、チツプは成形
型の１つの面あるいは複数の面に取り付けること
ができ、巾方向は勿論、長さ方向に並列させるこ
ともできる。導入口はまた巾の狭いスリツトであ
つてもよく、特に巾方向にわたつて広く処理剤を
供給する場合はスリツトの方が有利であることも
ある。第５図はスリツト１６が設けられた成形型
６の１例を示す部分断面図である。

処理剤の導入口の成形型長さ方向の位置は、前
記Ｂ段階以後であることが好ましいが、これに限
られるものではない。Ａ段階は成形材料中の発泡
性原液がさらに発泡可能な段階にある。ポリウレ
タンフオームの製造について通常使用されている
言葉として、クリームタイム、ライズタイム、タ
ツクフリータイムという反応段階を時間で示す言
葉がある。Ａ段階はこのライズタイムまでを示す
が、発泡性原液の自由発泡におけるライズタイム
は本発明における成形型内の発泡の場合必ずしも
同一ではない。即ち、成形型による規制がなけれ
ばさらに発泡しうる状態は本発明でいうＢ段階に
相当するからである。また、Ａ段階は成形通路の
断面がすべて成形材料で満たされた時までを示す
ものとは限らない。なぜなら、その後であつても
発泡が続く場合（成形材料の断面積は変らない）
があるからである。従つて、成形通路表面に接し
た部分ではある程度ゲル化が進んでいるが、内部
ではなお発泡が起つているという（Ａ段階にあ
る）状態もあり、この場合にはＡ段階であつても
その位置に導入口を設けることができる。また、
それ以外の場合であつても、処理剤の供給によつ
て特に支障を来たさない場合はＡ段階の位置に導
入口を設けることができる。前記のように各段階
の間は連続しているので、それらの区別は必ずし
も明確ではない。しかし、処理剤を供給しても特
に支障を生じない限り導入口の位置は前方（成形
通路入口に近い方）であることが好ましく、通常
それは表面のゲル化がある程度進んだＢ段階にあ
る。また、Ｃ段階が長い場合等においてはＣ段階
の位置に導入口を設けることができる。

処理剤としては潤滑剤の他目的に応じて塗料、
着色剤、その他の表面処理剤であつてもよい。こ
の処理剤は最終的に成形品表面に残るもの（塗料
等）や残らなくてもよいもの（潤滑剤等）であ
る。また、処理剤は供給時に流動しうるものであ
ればよく、例えば加熱により液状となる常温で固
体のものであつてもよいが、通常は液体または溶
液である。また、処理剤は導入口を通過しうる微
粒子を含むものであつてもよい。処理剤はまた成
形材料表面にある程度混入あるいは浸透しうるも
のであつてもよい。処理剤として好ましいものは
液状の潤滑剤であり、例えば流動パラフイン、液
状有機シリコン、その他の液状潤滑剤や固体潤滑
剤の溶液などがある。

強化繊維としては、無機質繊維や有機質繊維を
使用することができ、例えばガラス繊維、炭素繊
維、合成繊維などがある。この強化繊維は連続し
た長繊維やマツト状繊維などの全体として連続し
た繊維体であることが好ましい。これは引き抜き
の張力に耐えうる必要があるからであるが、組み
合せにより切断繊維などの短繊維を併用すること
もできる。好ましい強化繊維はガラス繊維であ
り、例えばそのコンテイニユアスストランドマツ
ト、チヨツプドストランドマツト、ロービング、
ロービングクロス、サーフユーシングマツトなど
が使用される。

発泡合成樹脂としては特にポリウレタンフオー
ムが好ましいが、不飽和ポリエステル樹脂、フエ
ノール樹脂、その他の熱硬化性樹脂と発泡剤によ
り得られる発泡合成樹脂であつてもよい。ポリウ
レタンフオームとしては硬質や半硬質のポリウレ
タンフオームが適当である。また、第２図に示し
た方法には比較的反応性の高い発泡性原液を使用
しうる。この反応性の高い発泡性原液を使用した
引抜成形では特に成形材料と成形通路間の潤滑性
が問題となり易いので本発明の方法を適用するこ
とが好ましい。なお、非発泡合成樹脂としては不
飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、そ
の他の熱硬化性樹脂が適当である。

実施例 第２図、第３図に示した装置を用いてガラス繊
維強化ポリウレタンフオームを連続的に成形し
た。装置、原料、成形条件等は以下の通りであ
る。

使用した金型の成形通路の形状： 20mm（厚）×300mm（巾）×1000mm（長） 金型温度：40±２℃ 原液供給装置：小型高圧発泡機２台を金型両側面
に配置 混合ヘツド：移動ピストンを備えたセルフクリー
ニングタイプ 原液導入口の位置：いずれも金型入口より300mm
奥 潤滑剤供給チツプ：径0.1mmのストレート孔を有
し空孔率35％、径10mmの円柱
状金属製チツプ チツプの配置：成形通路上面―金型入口より奥
487.5mmおよび512.5mmの位置に巾
方向に２列 成形通路下面―金型入口より奥
400mm、440mmおよび480mmの位置
に巾方向に３列 各列におけるチツプ中心間の距離
−20mm 強化繊維：ガラス繊維チヨツプドストランドマツ
ト（450g／m²）とガラス繊維コンテ
イニユアスストランドマツト
（450g／m²）を重ねたものを２組用意
し、コンテイニユアスストランドマツ
ト成形通路内壁側となるように配置し
て成形通路に導入 原液組成： （ゲル化時間25秒） Ａ液：ポリエーテルポリオール（平均分子量320、
水酸基価522） 100重量部 シリコン系整泡剤 1.5 〃 アミン系触媒（タプコ33LV） 1.0 〃 トリクロロフルオロメタン発泡剤 7.5 〃 Ｂ液：ポリメリツクMDI（イソシアネート含量
31.5％） 130.5 〃 原液射出サイクル：１秒射出２秒停止のくり返し 平均射出速度：2.55Kg／分 引取速度：0.8m／分 製品の物性：比重0.62、曲げ強度680Kg／cm²曲げ
剛性36.4×10³Kg／cm²

【図面の簡単な説明】

第１図は引抜成形の概略を示す断面図、第２図
は繊維強化発泡合成樹脂の引抜成形の１例を示す
断面図、第３図は本発明の方法を使用した第２図
の引抜成形を示す部分断面図および第４図と第５
図は処理剤供給チツプとスリツトの断面図であ
る。 １…成形材料の帯の未硬化部分、２…成形材料
の帯の硬化部分、４，６…成形型、５…強化繊
維、７，１３…発泡性原液、１０…多孔質の金属
製チツプ、１４…原液導入口、１５…細孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維強化合成樹脂の引抜成形方法において、
   成形型に該成形型壁を貫通して成形型内表面に通
   じる導入口を設け、該導入口より成形型内表面と
   成形されつつある、あるいは成形された成形材料
   外表面との間に処理剤を供給することを特徴とす
   る繊維強化合成樹脂の引抜成形方法。 ２ 繊維強化合成樹脂が繊維強化発泡合成樹脂で
   あることを特徴とする特許請求の範囲１の方法。 ３ 発泡合成樹脂がポリウレタンフオームである
   ことを特徴とする特許請求の範囲２の方法。 ４ 処理剤が潤滑剤であることを特徴とする特許
   請求の範囲１の方法。