JPH02502090A - プラスチツク半製品の製造方法及びその使用 - 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】 プラスチック半製品の製造方法及びその使用技術分野 本発明は、場合によっては溶剤を含有する、硬化できるプラスチック混合物で含 浸し且つ／又は被覆しである基材からなる半製品の製造に関する。本発明はさら に、機械的に支持する表面層及び内部に中空空間又は機械的に支持する表面層よ りも低い比重の核を有する成形体の、型中での硬化によって達成される製造にお ける、本発明の半製品の有利な使用に関する。

技術の現状 公知のこの種の半製品は、たとえば、一般に“グリプレグと呼ばれる、エポキシ 樹脂硬化混合物で含浸したガラス繊維布である。このようなプリプレグは、たと えば、テニスのラケットの製造に用いられる。その際には、これらのプリプレグ からの裁断片を層の形成のために管の回りに巻き且つラケットの構成のために働 らく他の繊維強化プラスチツク片と共に、型中に挿入する。この際、この巻き付 けた管はラケットの枠の長さにわたり且つグリップの区域においては二重にしで ある。次いで管を膨らませることによって、そのプリプレグ被覆物を型の内面に 押し付ける。型中に入れた繊維強化エポキシ樹脂を、次いで、比較的高い温度で テニスラケット本体として硬化させ、その後に管を排気して、それをテニスラケ ット本体から抜き取る。

しかしながら、このようなテニスラケットの製造においては、ラケットの枠の断 面が本質的に長方形であり且つ、その上、その角に平らなリブを有しているから 、プリプレグ巻き付は物を整の内面に対して押し付ける圧力は角においては他の 区域におけるよりもかなり小さいという問題がある。このことは、枠の周囲上で の樹脂と強化繊維の不十分な分散をみちびくおそれがある。

発明の説明 かくして本発明の目的は、先ず第一に、型中で高い温度で製造する目的物の製造 において、型中における材料のできる限り最適の分散を達成するために使用する 、場合によっては溶剤と共に存在するプラスチック混合物で含浸し且つ／又は被 覆しである基材から成る半製品を提供することにある。

この目的は、含浸及び／又は被覆のために使用するプラスチック混合物が比較的 高い温度において活性化することができる膨張剤を含有していること及び基材上 又は基材中のプラスチック混合物を、含浸又は被覆に際し且つ／又はその後に、 膨張剤の活性化によるプラスチック混合物の発泡を生じさせることなく、加熱す ることを特徴とする、半製品を製造するための本発明の方法によって解決するこ とができる。この際、加熱は、膨張剤の半減期が０．１時間となる温度よりも低 い温度で行なうことが好ましい。

本発明の一好適実施形態においては、上記の加熱を、半減期が０．５時間となる 温度よりも低い温度で行なう。

本発明の方法の別の好適実施形態によれば、上記の加熱によってプラスチック混 合物中に含有させｔ；溶剤の少なくとも大部分を追い出し且つ／又は加熱によっ て先ず第一に一場合によっては含浸及び／又は被覆を容易とするために−プラス チック混合物の粘度を低下させ且つ場合によっては、さらに、含浸及び／又は被 覆の遂行後にプラスチック混合物の予備反応によって、その粘度を上昇させる。

本発明のさらに他の好適実施形態においては、公知の方法によってプラスチック 混合物で含浸する基材として、たとえば、繊維織物、不織布、繊維７リース及び ／又は−面上に平行に配置した繊維ロービングのような、繊維質の平らな材料を 使用する。

本発明の別の一好適実蒐形態においては、基材として、表面の少なくとも一部分 上でプラスチック混合物によって被覆しである、硬質の、発泡させることができ 且つ場合によっては結合材層として働らくことができる層を形成する、きわめて 緻密な物体を使用する。

本発明のもう一つの目的は、機械的に支持する表面層及び、内部の空腔又は機械 的に支持する表面層よりも低い比重の残存する核を有する成形体の、型中におけ る硬化によって達成される製造における、本発明の方法によって製造した半製品 の有利な使用にある。

これらの目的は、型の内部において、のちに空腔を生じる一時的な核又は残留す る核と型の内面−少なくとも型の内面の一部分上一の間に半製品を配置し、次い で型中に入れた材料を加熱し、それによって半製品材料を発泡させると共に核と 型の内面の間になお残留する空間をふさぎ且つ半製品のプラスチック配合物を完 全に硬化させることを特徴とする、本発明の使用で解決される。

本発明による使用の好適な一実施形態によれば、半製品層と型の内面の間に発泡 しない表面層を配置し、それに向って半製品材料を発泡させ、それによって型の 内面に対して表面層を押し付は且つ発泡させた半製品材料を硬化の間に表面層と 結合させる。

本発明の使用の別の好適な一寅施形態においては、半製品材料を残留する核に接 して発泡させ且つ硬化の間にそれと結合させる。

図面の簡単な説明 第１図は、発泡させることができるプリプレグの使用したのテニスラケットの枠 の製造に対して特徴的な製造局面において、使用する型の概念的な部分断面及び 製造すべきテニスラケットの枠の断面を示す。

第２図は、発泡させることができるプリプレグの使用下のサーフポートの製造に おいて、使用する型の横断面及び型中に入れた材料の配置を示す概念図である。

第３図は、発泡させることができるプリプレグを使用するスキーの製造において 、概略的に横断面とした圧縮型内のスキー構造物を示す。

第４図においては、第３図におけると同様な図において、圧縮型及びスキー構造 物を横断面として示しているが、この場合には、発泡できるプラスチック層と積 層したスキー側壁を使用している。

本発明を遂行するための一方法 本発明の遂行のための好適手段を例証する、いくつかの実例に関連する図面に基 づいて、本発明を以下において一層詳細に説明する。

実施例１ プリプレグの形態にある半製品の製造に対して、約１２０〜１５０℃の硬化温度 をもつプリプレグの製造に対して一般的に用いられる潜伏的硬化剤を含有するエ ポキシ樹脂から成るエポキシ樹脂配合物を使用する。

このエポキシ樹脂配合物に、さらに膨張剤として、１０２℃の温度で０゜１時間 の半減期を有する３重量％のアンビスイソブチロニトリル及び１重量％の非イオ ン性湿潤剤を添加し、樹脂配合物の激しい撹拌によってよく分散させる０次いで 、この混合物を、含浸又は被覆溶液としての引続く加工に対して必要な粘度まで 、アセトンによって希釈する。

次いで、含浸装置中で、２８０ｇ／がの面積重量をもつ平板状のガラス繊維布を 上記の含浸溶液で含浸し且つ含浸剤の含量を圧搾ロールによって調節する。乾燥 区域中で６５〜７０℃の温度で約８分の滞留時間にわＩ；って行なわれるアセト ンの蒸発後に、乾いた手ざわりをもつか又は僅かに粘着性であるのみの、約４０ ％の樹脂含量を有するプリプレグを、中間層としての剥離紙と共に巻き取る。

次いで、テニスラケットの製造のために、上記の膨張剤含有プリプレグと共に、 上記と類似するが、しかし膨張剤を含有していないエポキシ樹脂混合物をガラス 繊維布に含浸することによって製造した、膨張剤を含有しないプリプレグを使用 する。テニスラケット本体の製造においては、膨張剤を含浸しないプリプレグの 裁断片と膨張剤含有プリプレグからの裁断片及びテニスラケットの構成のために 用いられるその他の繊維強化した硬化できるプラスチックを組立てる、すなわち 、積層する。次いでこの積層物を管の回りに膨張剤を含有しないプリプレグが外 側となるように巻き付けたのち、その全体を、本明細書中で既述したように、加 熱しｔ；型中に挿入して、それを型中で約１４０℃の温度に加熱する。

それによって、膨張剤が活性化して、型中に挿入した膨張剤含有プリプレグを、 その当初の容積の数倍まで発泡させる。

第１図は、製造過程のこの局面に対して、型半分１及び２を有する使用しｔ；晃 及び膨張剤を含有しないプリプレグが占めている外側の領域３、発泡した膨張剤 含有プリプレグによる領域４、及び膨らました管５を示している。管５中に与え た圧力が、管壁、従って領域３及び４のプリプレグを型の内面６の方向に押し付 ける。この圧力の作用は、周囲区域７及び８においては領域４のプリプレグ中の 発泡した膨張剤の圧力よってさらに増強されて、特にリブ９の領域において、領 域３のプリプレグをこの増大しｔ；圧力によって型の内面６に対して押し付ける ように作用する。　第１図に基づいて説明したこの実施例の有利な一変更方法に おいては、繊維基材が平面の長さに平行に配置した繊維ロービングから成ってい る場合のプリプレグの製造に対して今日既に一般的に用いられているような、溶 剤を含有しないエポキシ樹脂配合物に基づくプリプレグを使用する。エポキシ樹 脂と潜伏的な硬化剤から成り、室温において約１５．０００ｍＰａ、ｓの粘度を 有し且つ約１２０〜１５０℃の温度において良好に硬化させることができる、こ のエポキシ樹脂混合物中に、次いで、この実施例１中の第一の実施形態における と同様にして、１０２℃の温度において０．１時間の半減期を有する３重量％の アゾイソブチロニトリル、及び１重量％の非イオン性湿潤剤を微細に分散させる 。

いわゆるテープ材として設計した含浸装置中で、上記のようにして調製した膨張 剤含有エポキシ樹脂混合物を、その粘度が約７００ｍＰａ、ｓとなる６０℃の温 度において、加熱できるドクター装置を用いて、連続的に供給する帯状の剥離箔 上にｏ、２５ｍｍの厚さに一様に塗布する。この薄い流動性の樹脂フィルム中に ボビンから引き出した、樹脂フィルム中で相互に平行に走るガラス繊維ロービン グを浸漬する。これらの平行に走るロービングの面積重量はそれによって３６０ 　ｇ／ｍ’となる。

次いで全体を、約６分の滞留時間を有する加熱区域中の通過において、６５〜７ ０℃の温度に加熱する。それによってエポキシ樹脂混合物の粘度の一層の低下と 、それに伴なう樹脂混合物によるロービングの良好な含浸が生じ、統いて樹脂混 合物の予備反応とそれに伴なう粘度の上昇が生じる。冷却区域の通過による冷却 後に、最終的に、帯状の剥離箔上に載っている、僅かに粘着性の、いわゆる一方 向的プリプレグ（ＵＤ−プリプレグ）を取得するが、これは４０重量％の樹脂含 量を有している。

これを中間層材料としての帯状の剥離箔と共に巻き取る。

次いで、テニスラケット枠の製造のために、上記の膨張剤含有ＵＤ−プリプレグ と共に、膨張剤を含有していないエポキシ樹脂混合物を用いる以外は膨張剤含有 ＵＤ−プリプレグと同様にして調製した膨張剤を含有しないプリプレグを使用す る。

テニスラケット枠の製造を、次いで、第１図に基づいて説明しＩ；ようにして行 なう。

実施例２ サーフボードの製造における膨張剤含有プリプレグの使用に関する、この実施例 を、次いで、第２図に基づいて説明するが、この図中には、型半分ｌＯ及び１１ を有する、この方法において使用する型、並びに型中で使用する材料の配置を示 しである。

サーフボードの製造のｔ；めに、先ず、上方の型半分をはずして、実施例１にお いて使用したものと同様な膨張剤を含有しないエポキシ樹脂−ガラス繊維布プリ プレグを下方の型半分１０中に層１２の形成のために配置するが、これは下方の を半分１０の型内面の末端における１３において、フランジ状に突き出ている。

次いで、製造すべきサーフボードが有している最終的な輪郭よりもいくらか小さ い輪郭のポリウレタンフォームから成る軽量核１４に、発泡できる層を形成させ るための、同じ〈実施例１において用いたものと同様な、膨張剤含有エポキシ樹 脂−ガラス繊維布プリプレグを巻き付け、このように巻き付けた核１４を下方の 型半分１０中の層１２上に配置する。次いでこの巻き付けた核１４上に、層１２ の形成のために用いるものと同様な、膨張剤を含有しないプリプレグを、もう一 つの層１５として配置するが、これもやはり１３における末端でフランジ状に突 き出ている。次いで、上方の型半分を載せることによって型を閉じる。

加熱した両を半分中で、を中に配置しｔ；材料を１２０℃の温度に加熱し、それ によって、配置したプリプレグ中に含有させたエポキシ樹脂を流動化させ且つ膨 張剤含有プリプレグを発泡させ、かくして、それが層１２及び１５の材料を型の 内面１６に対して押し付ける。発泡したプリプレグの材料１７は、このとき、核 １４と層１５の間になお存在していた空間を完全にふさぎ且つ、それによって場 合によっては存在する配置した軽量核１４の理想的な輪郭の僅かな公差を補償す る。第２図は、製造過程のこの局面を示している。このとき、配置したプリプレ グのエポキシ樹脂が１２０℃の温度で約３０分の間に完全に硬化し、その際、型 内に配置した全材料成分が相互に接着、すなわち、密に結合する。本質的に仕上 ったサーフボード素材を次いで型から取り出して、１３において突き出ている硬 化した層１２及び１５を機械的な処理によって除去する。

実施例３ 次いで、スキーの製造において実施される、膨張剤含有エポキシ樹脂−ガラス繊 維布−プリプレグのもう一つの有利な使用を、第３図に基づいて説明する。

通常のスキーの製造方法においては、個々のスキー構成成分を圧縮型中で圧力下 に高い温度において相互に結合、すなわち、接着させる。第３図はスキー末端の 形成のために働らく特定の構成成分からみた、圧縮型中に収容したスキー構造物 を示している。

この製造方法においては、圧縮型の両型半分の間で、それぞれ、結合剤層の介在 下に、スチールエツジ２０を付しｔ；スキー滑走面２１上に、中間層として働ら くエポキシ樹脂−ガラス繊維ロービング積層物２２、機械的下方防材として働ら くエポキシ樹脂−ガラス繊維ロービング積層物２３及び中空核２４を相互に積み 重ねる。次いで中空核上に、実施例１において使用した種類の膨張剤含有エポキ シ樹脂−ガラス繊維布プリプレグの層２５を、それらが中空核２４の側面をもお おうようにして、置く。別個の工程で成形した深ざら状の外殻２６をプリプレグ 層２５上にかぶせたのち、上方の型半分を用いて型を閉じる。使用する深ざら状 の外殻２６は別個の製造工程で捩遺し、たとえば、エポキシ樹脂−ガラス布積層 物から成る内側及びたとえばＡＢＳ層のような装飾的な耐摩耗性の表面層と結合 させである、のちに外側となる側から成っている。

次いで、このスキー構造物を圧縮型中で、圧力下に２０分間、約１２５℃に保持 する。それによって、膨張剤含有プリプレグ層２５が発泡し且つ中空核と深ざら 状の外殻２６の間の空間を完全にふさぐ。圧縮サイクルの引続く過程において、 結合剤及び発泡したプリプレグ層２５の硬化のもとて圧縮型中に配置したスキー 構成部分を相互に緊密に結合させ且つ最後に圧縮型から仕上ったスキー素材を取 り出す。

哀嶌！ユ この実施例においては、一方の側に膨張剤含有エポキシ樹脂−硬化剤混合物が被 覆しである板状成形体から成る半製品を記述する。そのためにフェノール被覆樹 脂材料板を一面において研摩し且つ実施例１において記述しｔ；膨張剤含有樹脂 混合物で１００ｇ／ｍ”の硬化樹脂量で被覆する。

この被覆しｔ；板から、次いで公知の方法で裁断又は研削してスキー側壁を製造 する。

いで、第４図の概略的断面図に基づいて説明する。このスキー構造物は一先の実 施例３における同様に一結合剤層の介在下に、スチールエツジ２０により縁どり しｔ；スキー滑走面２１１２枚のエポキシ樹脂−ガラス繊維ロービング積層物２ ２．２３及び木質核２４を包含している。

次いで木質核２４の両側に内側に膨張剤含有結合剤層２８を伴なう側壁２７を配 置し且つ本質核と両側の側壁２７を、スキーの機械的な上部防材を構成するエポ キシ樹脂−ガラス繊維ロービング積層板２９及びＡＢＳからの装飾的表面３０か ら成る表面積層物でおおう。

次いで、このスキー構造物を加熱しｌ；圧縮型中で１２５℃の温度において２０ 分間保つ。その際、先ず結合剤層２８の発泡が生じ、それによって木質核と両側 の側壁２７の間で、発泡することがない通常の結合剤層の使用ｔこおいては到達 し得ない程度の、接着のために十分な圧力が生じる。残りの圧縮サイクルの間の 結合剤層の硬化後に、本質的に仕上ったスキー素材を圧縮をから取り出す。

工業的実用性 本発明に従って製造しｔ；膨張剤含有プラスチック半製品を用いて、高品質の各 種のプラスチック成形体、たとえば、テニスラケット、サーフボード、スキーな どを簡単に製造することができる。

二を翫ｒ４ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．含浸及び／又は被覆のために用いるプラスチック混合物は高い温度において 活性化することができる膨張剤を含有すること及び基材に接しているか又は基材 中のプラスチック混合物を、含浸及び／又け被覆の間及び／又はその後に、膨張 剤の活性化によるプラスチック淀合物の発泡を生じさせることがないように、加 熱することを特徴とする、場合によっては溶剤を含有する、硬化させることがで きるプラスチック混合物で含浸及び／又は被覆してある基材から成る半製品の製 造方法。
2. ２．膨張剤の半減期が０．１時間となる温度よりも低い温度で加熱を行なうこと を特徴とする、請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．膨張剤の半減期が０．５時間となる温度よりも低い温度で加熱を行なうこと を特徴とする、請求の範囲第１又は２項記載の方法。
4. ４．加熱によってプラスチック混合物が含有する溶剤の少なくとも大部分を追い 出すことを特徴とする、請求の範囲第１〜３項記載の方法。
5. ５．加熱によって、第一に、場合によっては、含浸及び／又は被覆を容易とする ためにプラスチック混合物の粘度を低下させること及び、場合によっては、次い で遂行した含浸及び／又は被覆後に、プラスチック混合物の予備反応によってそ の粘度を増大させることを特徴とする、請求の範囲第１〜４項記載の方法。
6. ６．基材として、公知のように、たとえば繊維布、不織布、繊維フリース及び／ 又は、一面に沿って平行に配置した繊維ロービングのような、繊維質の平面材料 を使用し、それをプラスチック混合物で含浸することを特徴とする、請求の範囲 第１〜５項記載の方法。
7. ７．基材として、少なくとも表面の一部分上に、硬質の、場合によっては結合剤 層として働らく層を形成するプラスチック材料が被覆してある、きわめて緻密な 物体を使用することを特徴とする、請求の範囲第１〜２項記載の方法。
8. ８．型内で、のちに中空の空間を生じる一時的な核又は残留する核と型の内面の 間に−少なくとも型の内面の一部分上に−半製品を配置すること、次いで型中に 配置した材料を加熱し、それによって半製品材料を発泡させ且つそれにより核と 型の内面の間になお残存していた自由空間をふさぐこと及び半製品のプラスチッ ク混合物を最終的に硬化させることを特徴とする、機械的に支持する表面層及び 内部に中空空間又は機械的に支持する該表面層よりも低い比重を有する核を有す る成形体の、型中での硬化によって遂行する製造における、請求の範囲第１〜７ 項記載の方法によって製造した半製品の使用。
9. ９．半製品層と型の内面の間に非発泡性の表面層を配置し、それに向って半製品 材料を発泡させ且つ同時にそれを型の内面に対して押し付けること及び発泡した 半製品材料を硬化の間に、表面層と結合させることを特徴とする、請求の範囲第 ８項記載の使用。
10. １０．残留する核に接する半製品材料を発泡させ且つ硬化の間にそれらを結合さ せることを特徴とする、請求の範囲第８又は９項記載の使用。