JPH04163116A - 複合成形品の成形方法およびその複合成形品 - 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〕 本発明は二種類以上の熱硬化性樹脂材料からなる複合成
形品の成形方法及びこれによって得られた複合成形品に
関するものである。

〔従来の技術〕

繊維強化熱硬化性樹脂の一例として繊維強化ポリエステ
ル樹脂（以下、ＦＲＰと略す）による成形品は軽量で強
度や耐蝕性か優れるなど、多くの長所を有しているので
、浴槽をはじめ浄化槽、パイプ、ポート、椅子、各種自
動車部品など、各種の構造材料に使用されている。

ＦＲＰの代表的な成形法としてはプレス成形法が挙げら
れる。これは予め所定の温度に加熱されたプレス成形用
金型内にＦＲＰ材料を投入してプレス成形し、硬化させ
る方法である。ＦＲＰ材料としては液状樹脂を用いる場
合と固形成形材料を用いる場合とがある。なかでも後者
は材料ロスが少ない、生産性が高い、作業環境の汚染が
少ないなど優れた長所を有している。この固形成形材料
トシてｌ＊ｓＭｃ（ンートモールディングコンバウンド
）　、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）、
プリプレグなどが挙げられ、ＦＲＰＩｆｆｌ形品の生産
に広く用いられている。

ＦＲＰ成形品はこのように多くの長所を有する反面、ｌ
ｔｌ衝撃性や、カラスの浮きだしによる外観不良などの
問題声を有している。これに対し、ポリウレタンやコム
なとは機械的強度は低いが、耐衝撃性やクツ／ジン性が
優れており、外観の美麗な成形品が得られる特長を有す
るものでＦＲＰをポリウレタンやゴム等を組合せて、そ
れぞれの特長を生かした複合成形品が生産されている。

例えば、裏面にウレタンフｔ−ムを吹き付は断熱性を高
めた浴槽やタンク、表面をポリウレタンで被覆し耐衝撃
性、耐摩耗性、表面クノンヨン性を高めたバンパーや椅
子などが挙げられる。これらの複合成形品はＦＲＰの成
形と、ポリウレタンの被覆成形が完全に分離した二工程
で製造されているため、本発明者らは、以前よりこの工
程数を削減すると共に密着性の向上をはかるため一体成
形の方法を提案してきた。例えば、ＦＲＰ材料をプレス
した後金型を開き、直ちに熱硬化性ポリウレタン樹脂な
どを注入して金型を閉じ、一体成形する方法（特公平１
−３６７６６号公報、特開昭５９−１９０８２６号公報
）や、ＦＲＰ材料が付かない下型を、温度の低い別の型
に交換し、直ちに熱硬化性ポリウレタン樹脂なとを注入
して金型を閉じ一体成形する方法（特開昭６２−５６１
０９号公報）などである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの方法では製造工程は簡略化され
たが、ポリウレタン表面にボイドが残留し、製品の価値
が低下し易い問題点があった。また用途によっては複合
成形品の両材料界面の密着強度が不足する問題点もあっ
た。

〔課題を解決するための手段〕

これらの課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究し
た結果、本発明を完成したのである。即ち、本発明は、
加熱されたプレス成形型内で繊維強化熱硬化性樹脂成形
材料をプレス成形後、型開きし、次いで該成形材料の付
かない方の型を交換し、再び型締めした後、複合用の熱
硬化性樹脂を注入することを特徴とする複合成形品の成
形方法、及び加熱されたプレス成形型内に繊維強化熱硬
化性樹脂成形材料と、その下側に繊維強化材をセ。

トしてプレス成形することを特徴とする複合成形品の成
形方法を提供する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用する繊維強化熱硬化性樹脂材料としては、
例えば不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂なとのマトリックス樹脂
と、ガラス繊維、炭素繊維、合成繊維、金属繊維などの
繊維強化材とからなるものが使用できる。その他、副資
材として充填剤、顔料、低収縮化剤、内部離型剤、硬化
剤、硬化促進剤、増粘剤などの公知の添加剤等を混合す
ることができる。

本発明で複合化に使用する熱硬化性樹脂としては成形温
度で流動する公知の熱硬化性樹脂はいずれも使用できる
が、繊維強化熱硬化性樹脂材料の脆さを補い、表面を保
護できる材料、例えば弾性のある材料が好ましい。この
弾性材料としては例えば二液性のポリウレタン、シフク
ロペンタジェン、注型ナイロンなどの液状の熱硬化性樹
脂、ウレタンアクリレートなどの変性アクリル樹脂、ミ
ラブルウレタンゴム、スチレンブタジェンツム、アクリ
ルコム、アクリロニトリルブタジェンゴム、ブチルゴム
、クロロブレンゴム、フタジエンゴム、イソプレンゴム
、フッソゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホ
ン化ポリエチレン、ンリコンゴム、多硫化ゴム等の熱硬
化性ゴム等が挙げられる。中でも成形作業性や接着性か
ら二液性ポリウレタンやウレタンアクリレートなどのポ
リウレタン系液状熱硬化性樹脂が特に好ましい。これら
の樹脂中には、発泡剤、整泡剤、消泡剤、着色剤、可塑
剤、充填剤、強化剤、硬化剤、硬化促進剤などの公知の
添加剤等を混合することができる。

本発明で密着性を改善するために用いる繊維強化材とし
てはガラス繊維、炭素繊維、合成繊維、金属繊維などの
いずれも使用できるが、コスト、取り扱いなどの点から
ガラス繊維が好ましい。形態としては綿状、織布状、ネ
ット状のいずれも使用できるが織布状またはネット状の
ものが好ましく、特にネット状のものが好ましい。これ
らの表面は密着性改善のためエボキンなどの樹脂で表面
処理か施されているものか好ましい。使用量は成形品の
表面積の５〜９５％をカバーするものか好ましく、１０
〜９０％のちのか更に好ましく、２０〜９０％のものが
最も好ましい。

本発明て用いるプレスされた繊維強化熱硬化性樹脂材料
と型の間の空間に樹脂を注入する装置としてはトランス
ファー成形機やＲＩＭ成形機、二液攪拌混合注入機、射
出成形機なとの公知のいずれの装置でも用いることがで
きる。ポリウレタン系液状熱硬化性樹脂に特に好ましい
注入装置としてはトランスファー成形機やＲＩＭ成形機
、二液攪拌混合注入機が挙げられる。中でも混合チャン
バーのセルフクリーニング性を有するＲＩＭＩｉｊＥ形
機が最も好ましい。

次に図面により成形方法の一例を示して本発明を説明す
るがなんらこれに限定されるものではない。

第１図はプレス成形用型の断面図であり、それぞれ（１
）は上型の断面図、（２）は下型（Ａ）の断面図、１は
アンターカット、２は減圧あるいは加圧用エアーバイブ
、（３）は下型（Ｂ）の断面図、３は樹脂注入口である
。

また、第２図は上型と下型（Ａ）を用いた繊維強化熱硬
化性樹脂の成形方法の一例を示す断面図、第３図は上型
と下型（Ｂ）を用いた本発明の複合樹脂成形物の成形方
法の一例を示す断面図、４は繊維強化熱硬化性樹脂、５
は複合用硬化性樹脂である。以後、繊維強化熱硬化性樹
脂としてＦＲＰ材料、複合用硬化性樹脂としてウレタン
樹脂の例で説明する。

本発明では、まずＦＲＰ材料単独または繊維強化材及び
ＦＲＰ材料を用いてＦＲＰ成形品の成形を行う。ＦＲＰ
材料の成形方法としては、例えば第１図に示すようにア
ンターカット１を設けたり、エアーバイブ２によって減
圧吸引するなどの方法により、型開き時に成形されたＦ
ＲＰ成形物が取り付くようにした上型と、該上型と組合
せる下型（Ａ）とを組合せるプレス成形法であれば、未
反応の樹脂をそのまま用いるＭＭＤ法（マツチドメタル
ダイ法）でも、ＳＭＣ，ＢＭＣ等の成形材料を用いる方
法でも、プリプレグのように強化繊維と樹脂を予め混合
したものを用いる方法でもよく、特に限定されない。

この場合の成形条件は、通常のＦＲＰ材料のプレス条件
と同一でよいか、必ずしもＦＲＰ材料を完全硬化させる
必要はなく、型開き可能な程度に硬化させるだけでよい
。通常の場合、成形条件は温度は４０〜１８０℃、圧力
が１０〜２００　ｋｇ／Ｃ１、時間が１分から６０分間
の範囲であるが、樹脂の種類、ＦＲＰ材料の形態等によ
り適宜選定できる。密着性改善のため繊維強化材を併用
する場合もＦＲＰ材料と原則として同じ成形条件でよい
。ＦＲＰの硬化後、型開きするとＦＲＰ成形物は上型に
付く。

次いで、第３図に示すように下型（Ａ）をスライドさせ
るなどにより下型（Ｂ）と交換して、上型と下型（Ｂ）
を閉じ、二液硬化性ウレタン樹脂を下型（Ｂ）のキャビ
ティ内に注入口３より注入しＦＲＰとウレタン樹脂が複
合化された本発明の複合成形品を得る。注入後、特に再
プレスする必要はないか再プレスした方か好ましい結果
を与える場合しある。下型（「３）の温度は、」二型の
温度と同一に設定する必要はなく、複合用硬化性樹脂材
料の成形に好ましい温度に設定することかできるか、上
型面に付いたＦＲＰ成形物に接する部分との硬化速度の
ハラノスを取るため２０−１４０℃、好ましくは４０〜
１００″Ｃの範囲でウレタン樹脂の種類、成形品形状等
により適宜選定することが好ましい。また型締め圧力、
時間も樹脂の種類、成形品形状、注入圧力、注入スピー
ド等に応して適宜選定することができるが、通常の場合
、圧力は０１〜２００　ｋｙ／　ｃｍ”、時間は１秒〜
３０分の範囲で成形される。

本発明により表面にボイドのない成形品が得られる理由
は確認していないが、発明者らはウレタン樹脂を注入し
たのちにプレスする方法では上型に付いたＦＲＰ材料と
ウレタン樹脂との接触面で気泡を巻き込み、プレスして
もウレタン樹脂の移動距離が短いので気泡がそのまま残
留しやすいが、本発明の方法によれば注入したウレタン
樹脂が上型に取り付いたＦＲＰ材料表面と下型表面に同
時に接触して型内のエアーを順次、押し出しなから型内
に充填するため気泡か残留しにくく美麗な成形品が得ら
れるのであろうと考えている。

また、繊維強化材をＦＲＰ材料の下側に置いてプレスす
ると界面の密着強度か改善される理由は繊維強化材がＦ
ＲＰ材料とウレタンの双方に絡み合うことによるもので
あろうと考えている。

本発明の成形品の外観や耐候性等を更に改良したい場合
には、後塗装したり、予め下型（Ｂ）の表面にバリヤー
コート等の塗料を塗布しておいた後、ウレタン樹脂を注
入して製品表面に塗料を転写すればよい。

また本性によれば、複合用硬化性樹脂の自動混合・注入
設備を成形用プレスと連結、連動させ、さらに下型（Ｂ
）の交換を自動化することにより、ＦＲＰの成形から複
合成形まで自動化することができ、生産性や作業環境の
改善も可能である。

更に型締めしてから注入するため、型締め、注入の速度
及びウレタンの硬化速度を大幅にア／プすることができ
るので、より成形サイクルのア。

ブも可能である。

〔実施例〕 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

（実施例１） 不飽和ポリエステル樹脂成形材料ＡＳマット（大日本イ
ンキ化学工業株式会社製ＳＭＣ）５００９を予め１４０
Ｃに加熱された型（第１図の上型及び下型（Ａ））にチ
ャージＬ　Ｔ、　１００　ｋｇ／　ａｍ’ｓ）圧力で３
分間、プレスして、縦３０ｃｍ、１１１３０ｃｍ。

高さ３ｃｍ、厚さ３ｍｍの成形品を得た。次に型を開い
て下型（Ａ）を予め７０’Ｃに加温し、シリコン系離型
剤を塗布しておいた下型（Ｂ）と交換して、型を閉じ、
型内にハイプロノクスＦＰ−６７４０ＧＲ／バイブ’ｏ
ｙり７．５Ｐ−５５０（大日本インキ化学工業株式会社
製ＲＩＭ用ウレタンシステム）をＲＩＭ成形機を用いて
注入した。注入は樹脂温度約４０℃（２液とも）、吐出
量３ｏ３９で１゜２秒間で行った。３分間熟成したのち
離型してポリウレタンの肉厚５■の成形品を得た。表面
にボイドは認められなかった。ポリウレタンの比重は約
１０、ポリウレタンとＦＲＰの９０度剥離法による密着
強度は３〜４に９／インチであった。

（実施例２） バイブＯノ’）　７．　Ｆ　Ｐ　−６７４０Ｇ　Ｒｌ：
：水０３％を加えてハイブロノクス５５０との組合せで
フリー発泡比重的０．３の樹脂を得、実施例１と全く同
様にしてポリウレタンの比重０．７の成形品を得た。表
面にボイドは認められず、ポリウレタンとＦＲＰの９０
度剥離法による密着強度は３〜４に９／インチであった
。

（実施例３） ガラスマット、不飽和ポリエステル樹脂成形材料ＡＳ７
７ト１２１　（大日本インキ化学工業株式会社製ＳＭＣ
）の順に予め１４０Ｃに加熱された型（第１図の上型及
び下型（Ａ））にチャージして１００　ｋｇ／　＋：＋
＋”の圧力で３分間、プレスして、縦３０ｃ肩、晴３０
ｃ１、高さ３ｃｍ、厚さ３ＩＩＩＩ＋の成形品を得た。

ガラスマットの表面積は約５０％であった。他の工程は
実施例１と全く同様にしてポリウレタンの比重的１０の
成形品と得た。表面にボイドは認められず、ポリウレタ
ンとＦＲＰの９０度剥離法による密着強度は４に９／イ
ンチ以上で、ポリウレタンが破断した。

（実施例４） 予め下型（Ｂ）の表面にシリコン系離型剤を塗布し、次
にバリヤーコートとしてオズレーブラウンＥＸＰ−６５
８８（大日本イン牛化学工業株式会社製４．４°　−ジ
フェニルメタンジイソシアネート型ウレタン着色液）１
００重量部とオズレー硬化剤ＵＶ−１６００１０重量部
の混合物　２００９をオズレーンンナ−Ｕｖ−１２５７
で２倍に希釈してスプレーし、乾燥させた後、実施例１
と同様に成形を行った。バリヤーコートはポリウレタン
表面に転写され、外観の優れた複合成形品を得た。ポリ
ウレタンの比重は約１．０であった。

〔発明の効果〕

本発明の成形方法は仕上りや密着性が大幅に改善される
だけでなく、生産性や寸法精度か優れ、表面材の成形自
由度が大きいので幅広い用途に応用か可能で、商品価値
の高い製品を作ることができる。例えば耐早耗性、耐衝
撃性、クツ／ラフ性、断熱性を生かした用途として住宅
用パネル、ハウジング、床材、自動車用のバンパー、内
装材、工業用部品、レジャ一部品、電子・電気機器部品
か挙げられるなど、多種多様な用途で有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるプレス成形用型の断面図、第２
図は上型と下型（Ａ）を用いた繊維強化熱硬化性樹脂の
成形方法の一例を示す断面図、第３図は上型と下型（Ｂ
）を用いた本発明の複合樹脂成形物の成形方法の一例を
示す断面図である。 （１）口上型、（２）　下型（Ａ）、（３）、下型（Ｂ
）１　アンダーカット、２．減圧あるいは加圧用エアー
パイプ、３．樹脂注入口、４：繊維強化熱硬化性樹脂、
５・複合用硬化性樹脂。 出願人　大日本イン牛化学工業株式会社アイシン精機株
式会社 第１１１Ｍ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱されたプレス成形型内で繊維強化熱硬化性樹脂
   成形材料をプレス成形した後、型開きし、次いで該成形
   材料の付かない方の型を交換し、再び型締めした後、熱
   硬化性樹脂を注入することを特徴とする複合成形品の成
   形方法。 ２、加熱されたプレス成形型内に繊維強化熱硬化性樹脂
   成形材料と、その下側に繊維強化材をセットしてプレス
   成形することを特徴とする請求項１の複合成形品の成形
   方法。 ３、請求項１、または２記載の成形方法で得られた複合
   成形品。