JPH04163117A - 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〕

繊維握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と、多くの長所を有しているので
、浴槽をはしめ浄化槽、パイプ、ホード、椅子、各種自
動車部品なと、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プレス成形法か挙げられ
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かある。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
ないなと優れた長所を有している。この固形成形材料と
してはＳＭＣ（ンートモールデイングコンバウン）’）
　、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、ＦＲＰ成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、耐
衝撃性や、ガラスの浮きだしによる外観不良などの問題
点を有している。これに対し、ボリウレタンやゴムなと
は機械的強度は低いが、耐衝撃性やクソンヨン性か優れ
ており、外観の美麗なものか得られる特長を有するため
、ＦＲＰをポリウレタンやコム等と組合せて、それぞれ
の特長を生かした製品か生産されている。

例えば、裏面にウレタンフオー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、表面クツション性を高めたバンパーや椅
子なとか挙げられる。

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、−体成形する方法（特公平１−３６７６６号公報、
特開昭５９−１９０８２６号公報）や、ＦＲ’Ｐ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６２〜５６１０９号公報）なとで
ある。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの方法ではポリウレタン樹脂の硬
化が遅く、成形サイクルか長い問題点かあった。

〔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、型を閉じたのち、ポリウレタン樹
脂としてアルカリガラスを触媒として含有する樹脂を注
入することを特徴とする成形方法及びその複合成形品で
ある。

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、金属繊維なとの
繊維強化材からなるものか使用できる。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、増粘剤なとの公知の添加剤等を混合する
ことかできる。

本発明で複合化に使用する熱硬化性ポリウレタン樹脂と
しては、成形温度で流動する公知の熱硬化性ポリウレタ
ン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
のあるエラストマー、及びフオーム材料か好ましい。こ
れらは−液性であっても二液性以上あってもよいが二液
性のものが好ましい。またポリオールとしてはエーテル
系、エステル系などののいずれも使用できるがエステル
結合は加水分解を受けやすいのでエーテル系なとの加水
分解を受けにくいものが好ましい。プレポリマーのイン
／アネートとしては、特に限定されず、４．４°　ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソンア不
一トなどの芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシ
アネートやシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂Ｒ
族イソ／アネート、ヘキサメチレンジイソシアネートな
どの脂肪族イソシアネートか使用できる。このうち、脂
肪族及び脂環族のものが発泡しに＜＜、特に好ましい。

これらのポリウレタン樹脂中には、発泡剤、整泡剤、消
泡剤、着色剤、可塑剤、充填剤、強化剤、硬化剤などの
公知の添加剤等を混合することを妨げない。また公知の
触媒なども併用することを妨げない。

本発明で使用するアルカリガラスは、ポリウレタン樹脂
の硬化を促進する触媒となるもので、硬化時間の短縮が
可能となる。このアルカリガラスとしては、Ｃガラスな
どのアルカリ性のガラスであれば形態はどのようなもの
でもよい。例えば繊維状、フレーク状、微粒子状、中空
状のいずれでもよいが軽量化も期待できるので中空状の
ものが好ましい。具体例としてはＱ−セル（旭硝子株式
会社、アルカリガラス系中空充填剤）などが挙げられる
。

アルカリカラス使用量は通常１〜９０重量％で、そのア
ルカリカラスの種類と触媒効果なとによって適当な量か
選ばれるか、流動性の面なとより２〜５０重量％か好ま
しく、２〜３０重量％か最も好ましい。充填剤や補強材
としての機能を利用する場合は反応性を調整するため、
無アルカリガラス製充填剤やガラス製補強材と併用する
ことを妨げない。

本発明で用いるプレスされた繊維強化熱硬化性樹脂材料
と型の間の空間に熱硬化性ポリウレタン樹脂を注入する
装置としてはトランスファー成形機やＲＩＭ成形機、二
液撹拌混合注入機、射出成形機などの公知のいずれの装
置でも用いることかできる。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成形機が挙げられる
。

次に図面により本発明の成形方法の一例を示して説明す
るが、本発明は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」二型の断面図、（２）は下型（Ａ）の断面図、ｌ
はアカダーカ、ト、２は減圧あるいは加圧用エアーパイ
プ、（３）は下Ｑ　（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
は複合用熱硬化性樹脂（ポリウレタン）である。

本発明では、まず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°吸引するなとの方法により、型開き時に成形
されたＦＲＰ成形物が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
タルタイ法）でも、ブリブリ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、必すしもＦＲＰ材料を完全硬化させる
必要なく、型開き可能な程度に硬化させるたけてもよい
。通常の場合、成形条件は温度か４０〜１８０°Ｃ１圧
力か１０〜２００ｋｇ’／ｃｍ’、時間か１分から６０
分間の範囲であるか、樹脂の種類、ＦＲＰ材料の形態等
により適宜選定できる。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
るなとにより下型（Ｂ）と交換して、上と下の型を閉じ
、アルカリガラスを含有する熱硬化性ポリウレタン樹脂
を下型（Ｂ）のキャビティ内に注入口３より注入しＦＲ
Ｐとウレタンで複合化された本発明の複合樹脂成形物を
得る。

この場合下型（Ｂ）の温度は、上型の温度と同一に設定
する必要はなく、複合用アルカリガラス含有熱硬化性ポ
リウレタン樹脂材料の成形に好ましい温度に設定するこ
とができるか、上型面に付いたＦＲＰ成形物に接する部
分との硬化速度のバランスを取るため２０〜１４０°Ｃ
１好ましくは４０〜１００°Ｃの範囲でポリウレタン樹
脂の反応性など硬化特性や成形品形状等により適宜選定
することか好ましい。またプレス圧力、時間も樹脂の粘
度、成形品形状等に応して適宜選定することかできるか
、通常の場合、圧力は０．１〜２００ｋｇ　／　ｃ　ｍ
　’、時間は１秒〜３０分の範囲で成形される。

本発明の成形品の外観や耐候性等を更に改善したい場合
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。

また不法によれば複合用アルカリガラス含有ウレタン樹
脂の自動混合・注入設備を成形用プレスと連結、運動さ
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か可能で
、更に生産性をあげることかできる。また作業環境も改
善される。

（実施例） 以下、実施例に基つ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１２１（大
日本インキ化学工業株式会社製ＳＭＣ）５００ｇを予め
１４０　’Ｃに加熱された型（第１図の上型及び下型（
Ａ））’にチャージして１００ｋｇ　／　ｃ　ｍ　”、
３分間の条件でプレス成形して、縦３Ｑｃｍ、横３０ｃ
ｍ、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１２０℃に加温し、シリコン系
離型剤を塗布しておいた下型（Ｂ）と交換して型締めし
、型内にバンデックスＮＨ−６００−（大日本インキ化
学工業株式会社製ポリオールコンパウンド）１００重量
部にＱ−セル３００（旭硝子株式会社、アルカリガラス
系中空充填剤）１０重量部を配合したものとバンプ、ク
スＮＰ−５０２（、大日本インキ化学工業株式会社製Ｍ
ＤＩプレポリマー）８０重量部との混合物をプランジャ
ータイプの自動撹拌混合注型機を用いて注入した。１分
間熟成したのち型を開き、離型してポリウレタンの肉厚
３ｍｍの成形品を得た。表面にボイドは認められず、ポ
リウレタンの比重は約１０であった。

（実施例２） 予め第１図の下型（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ＥＸ
Ｐ−６５８８（犬日本インキ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
剤）１００重量部とオズレー硬化剤ＵＶ−１６００（大
日本化学工業株式会社製）１０重量部の混合物２００ｇ
をオズレーシンナー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、
外観の良好な複合成形品を得た。ポリウレタンの比重は
１．０であった。

（比較例１） Ｑ−セル３００の代わりにスリーエムグラスバブルスＣ
１５／２５０（住友スリーエム株式会社、無アルカリガ
ラス系中空充填剤）１０重量部を用いて実施例１と同様
にして成形を行った。表面にボイドは認められず、ポリ
ウレタンの比重は１０てあったか、離型に７分必要であ
った。

（発明の効果） 本発明の成形方法は、成形サイクルが短く生産性か高く
、より安価に製造できるたけでなく、仕上がりや密着性
、寸法精度が優れ、表面材の成形自由度か大きいので、
幅広い用途に応用が可能で、商品価値の高い製品を作る
ことができる。例えば、耐摩耗性、耐衝撃性、クツショ
ン性、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・電気機器部品等が挙げられ、
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
）トアンターカット、２・減圧あるいは加圧用エアーパ
イプ、３：繊維強化熱硬化性樹脂、４：アルカリガラス
を配合した複合用熱硬化性ポリウレタン樹脂。 出願人　大日本インキ化学工業株式会社アイシン精機株
式会社 第１図 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て型を閉じ、アルカリガラ
   スを触媒として含有するポリウレタン樹脂を注入するこ
   とを特徴とする複合成形品の成形方法。 ２、請求項（１）記載の成形方法で得られた複合成形品
   。