JPH04144723A - 繊維強化樹脂成形体の製造方法 - 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、繊維強化樹脂成形体の製造方法に関するもの
であり、詳しくは、成形用型を用いて製造される繊維強
化樹脂成形体における製品表面側の表面平滑性を改善で
きる製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、繊維強化樹脂成形体が自動車用外板等にが重要視
されるようになってきた。特に、表面の平滑性は、自動
車分野に限らず、商品として美観を保つ上で重要である
。

一般に、型の中に繊維強化材を載置し、型を閉じた後、
樹脂を注入、硬化して製造する繊維強化樹脂成形体に於
て、その表面には型キャビティーの表面がそのまま転写
されるわけではない。これは、硬化時に樹脂の収縮が起
こり、ガラス繊維が表面に浮き出るようになるからであ
り、この場合の表面平滑性はあまり良好とは言えな−。

ここで、収縮とは、硬化収縮と熱収縮を含む。

かかる繊維強化樹脂の表面平滑性を改良する方法として
は、樹脂の改良、製法の改良、二次加工等が知られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、樹脂の改良としては、樹脂の収縮率を低
下させるよう改質することであり、化学的改質、物理的
改質（フィラーの添加等）が挙げられるが、表面平滑性
の向上の程度には限度がある。

また、製法の改良としては、ゲルコート法、インモール
ド・コーティング法、加圧ゲル化法等が挙げられるが、
製法が複雑となり、有利とは言えない。また、樹脂中に
溶解したガスの圧力を利用して収縮を抑制する方法があ
るが、条件のコントロールが難しく、有利とは言えない
。

さらに、二次加工としては、成形体上に塗装を施すこと
が挙げられるが、費用の発生が大きく、やはり有利とは
言えない。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等は、このような事情に鑑み、鋭意検討
した結果、成形用型のキャビティの中に繊維強化材を載
置し、型を閉じて樹脂を注入して硬化し、型を開いて成
形体を取り出す繊維強化樹脂成形体の製造に際して、成
形体の一方の面に接する型の温度を、他方の面に接する
型の温度より高くして行うことにより、かかる課題を解
消できることを見いだし、本発明を完成した。すなわち
、本発明の目的は、成形体の製品表面側において表面平
滑性の優れた繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供する
ものである。

そして、その目的は、成形用型のキャビティの中に繊維
強化材を載置し、型を閉じて樹脂を注入して硬化し、型
を開いて成形体を取り出して繊維強化樹脂成形体を製造
するに際して、成形体の一方の面に接する型の温度を、
他方の面に接する型の温度より５℃以上高くして行う繊
維強化樹脂成形体の製造方法により、容易に達成される
。

以下に、本発明をより詳細に説明する。

本発明で言う繊維強化樹脂とは、繊維で強化された樹脂
であり、繊維としては、無機、有機から選ばれる材料か
らなり、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維
、ボロン繊維、珪素繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリ
エステル繊維等が挙げられる。繊維の長さは、限定され
ないが、機械的強度を高くするためには、長い方が好ま
しい。

繊維強化材を形態としては、マット、織物、あるいはこ
れらの組み合わせたものが好ましく用いられる。

本発明で言うマトリックス樹脂とは、反応射出成形機に
よって成形可能な熱可塑性、熱硬化性、あるいはこれら
を組み合わせた樹脂である。これらの樹脂は、液状の樹
脂原料の形態で型の中に注入される。液状樹脂原料とは
、前記樹脂の原料となる二液、あるいは三液性のもので
あり、これらを衝突混合させて硬化させることが出来る
。樹脂原料の粘度は、型温混合比に依存するが、混合後
、注入する時点で低いほど好適であり、具体的には５０
ｃｐ以下が好ましい。硬化速度は型内に充填する時は遅
く、充填が完了した後は速やかに硬化することが好まし
い。具体的には、硬化時間として１０分以下、好ましく
は５分以下、より好ましくは３分以下がよい。本発明の
樹脂としては、エポキシ、ビニルエステル、不飽和ポリ
エステル、フェノール、ビスマレイミド、ウレタン、ポ
リウレタン、ポリイソシアヌレート等の熱硬化性樹脂、
ポリアミド、ポリカーボネイト等の熱可塑性樹脂の原料
が挙げられる。また、ノルボルネン型重合性モノマー、
およびアリル、ビニル、アクリル、メタクリル型の炭素
−炭素二重結合を有するモノマー−オリゴマーから重金
されふ軌弾イＰ忰糟、を貝旨イ、含まれる。これらの樹
脂に反応性希釈剤、触媒、内部離型剤等の添加物を適宜
添加してもよい。

型としては、金属製、樹脂製のいずれを用いても良い。

型キャビティの表面は、研磨等により平滑に仕上げてお
くことが好ましい。これは、本発明方法に従って成形体
の表面平滑性を良好にする上で重要であり、また、成形
時の離型性を良くする上でも重要である。

型の中には、所定量の繊維強化材を所定の位置に載置す
る。繊維強化材は、マットのみ、織物のみを一枚以上積
層して載置してもよいし、これらを適宜組み合わせて載
置してもよい。

この後、型を閉じ、液状樹脂原料を注入する。

液状樹脂原料としては、前述の熱硬化性樹脂、熱可塑性
樹脂、添加物、およびこれらを組み合わせたものの中か
ら選ばれる。注入方法としては、反応射出成形の常法に
より行い、温度、圧力等の操作条件は個々の樹脂の性状
、成形体の要求性能等により適宜法められる。注入量は
、成形する成形体の体積、繊維含有率等により決まる。

型の温度は、成形に用いる樹脂の硬化温度により適宜法
められが、ここで重要なことは成形体の一方の面に接す
る型の温度を、他方の面に接する型の温度より５℃以上
高く、通常５〜２５℃１好ましくは１０〜２０℃高めに
設定することである。具体的には成形に用いる樹脂の種
類により適宜選択すれば良い。例えば、ビスフェノール
Ｆ型ジグリシジルエーテルとジグリシジルメタクリレー
トの混合樹脂及びメチル無水テトラヒドロフタール酸を
用いる場合であれば、１０〜１５℃高めに設定すること
が好ましい。

型を２０〜９０度の範囲で傾斜させて下側から樹脂を注
入することは、型内の繊維層の中に存在する空気を効果
的に排除できるため好ましい。さらに、樹脂の硬化中に
も型を傾斜させることは樹脂中に混合している気泡を成
形体の端部に排除できるため好ましい。これらの気泡が
表面に出ると表面の平滑性を著しく損なう。したがって
型の温度に差をつけることと型を傾斜させることを組み
あわせることにより、成形体の表面の平滑性はさらに改
善される。

型の温度に差をつけることにより成形体の表面平滑性が
向上する理由としては、次のように考えられる。成形体
の表面平滑性が良くないのは、主として樹脂の硬化収縮
および冷却収縮による。したがってこの収縮を成形体の
どちらかの面に集中させることができればよいわけであ
る。対向する型の温度に適当な差をつけると、型温の高
い側の表面は硬化が速ぐ進行して早い段階で硬くなり、
型温の低い側の表面は硬化が遅く進むために高い側より
も柔らかく、硬化による樹脂の体積収縮の影響を受けや
すい。このため温度側の収縮も、低温側の収縮もすべて
低温側に集中し、結果として高温側の表面は収縮をほと
んど受けることなく、きわめて平滑となるのである。従
って製品表面としてこの平滑な面を用いると極めて有効
である。

この効果は、アクリル、ポリエステルなど硬化収縮の大
きな樹脂において、特に顕著である。

このような温度条件に設定した型の中に樹脂を注入する
。注入が完了したら、そのまま型の中で硬化させ、硬化
が完了したら、型を開き、成形体を取り出す。

なお、本発明の製造方法により表面平滑性の良い成形体
を得るに際しては、型キャビティの形状が成形体表面に
そのまま転写されるため、該キャビティ自体の表面平滑
性が良いことが重要であることは言うまでもない。

［実施例］ 実施例１ 型としては、盤面の大きさが、縦３００ｍｍ、横３００
ｍｍで、キャビティの深さ３ｍｍの金属製のものを用い
た。型キャビティの表面は研磨により＃６００に仕上げ
た。型の温度は上型を１２５℃１下型を１１５℃に保っ
た。樹脂原料としては、ビスフェノールＦ型ジグリシジ
ルエーテルとグリシジルメタクリレート（“’ＳＹモノ
マーＧ″：阪本薬品社製）を重量比で５０対５０で混合
したもの（以下、Ａと略記）とメチル無水テトラヒドロ
フタール酸と２−エチル−４−メチル−イミダゾールと
１．１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）　３．３．５−
トリメチルシクロヘキサン（“パーへキサ３Ｍ”：日本
油脂社製）を重量比で１０６対５対１で混合したもの（
以下、Ｂと略記）を用いた。繊維としては、縦２９５ｍ
ｍ、横２９５ｍｍで目付は量６００ｇ　７ｍ２のガラス
繊維マットを用いた。

前記型の中に、前記のガラスマントを３枚重ねて配置し
、型を閉じた後、樹脂原料（ＡおよびＢ）を重量比で１
０対９となるように反応射出成形機により混合し、直ち
に型内に注入した。１０分後に型を開き、成形体を取り
出した。

得られた成形体の上側の表面の平滑性は前記型キャビテ
ィの表面と同様にきわめて良好であり、樹脂の収縮によ
り凹みが見られなかった。一方、下側の表面には樹脂の
収縮による凹みが多く見られた。

実施例２ 型の温度として、上型を１１５℃１下型を１２５℃に保
ったこと以外は実施例１と同様にして成形体を製造した
。得られた成形体の下側の表面の平滑性は前記型キャビ
ティの表面と同様にきわめて良好であり、樹脂の収縮に
より凹みが見られなかった。

一方、下側の表面には樹脂の収縮による凹みが多く見ら
れた。

比較例１ 型の温度として、上型、下型ともに１２０℃に保ったこ
と以外は実施例１と同様にして成形体を製造した。得ら
れた成形体の上および下側の表面には樹脂の収縮による
凹みが多く見られた。

［発明の効果］ 本発明の繊維強化樹脂成形体の製造方法を用いることに
より、表面平滑性のきわめて良好な面を持つ成形体を容
易に得ることが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形用型のキャビティの中に繊維強化材を載置し
   、型を閉じて樹脂を注入して硬化し、型を開いて成形体
   を取り出して繊維強化樹脂成形体を製造するに際して、
   成形体の一方の面に接する型の温度を、他方の面に接す
   る型の温度より５℃以上高くすることを特徴とする繊維
   強化樹脂成形体の製造方法。