JPH06182781A - 枠付樹脂体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造時における樹脂体の割れを効果的に防止
し得る枠付樹脂体の製造方法を提供する。 【構成】 枠体１内に、硬化により収縮する液状樹脂を
注入し硬化させて枠体１と一体的な樹脂体２を一体成形
する枠付樹脂体の製造方法であって、枠体１と樹脂体２
との間には両者に接合された弾性シート３が介在し、樹
脂体２の硬化時の収縮を弾性シート３で吸収することを
特徴とする。樹脂体２の硬化収縮時、弾性シート３が弾
性変形して樹脂体２の収縮に追従するので、樹脂体２の
硬化収縮による応力を弾性シート３の弾性変形で吸収す
ることができ、樹脂体２の割れを効果的に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、枠付樹脂体の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、強度向上及び軽量化等
の要請に応えるため透明樹脂製の窓が開発されている。
例えば、実開昭６２−６９５８６号公報には、軽量で高
強度のＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製窓が開示され
ている。上記ＦＲＰ製窓は、図６及び図７に示すよう
に、口字形状の芯体８０と、この芯体８０を表裏両側か
ら挟み込むように重ね合わされた２枚のガラス繊維布８
１、８１と、各ガラス繊維布８１の外側に含浸硬化によ
り形成された一対の透明樹脂部８２、８２とから構成さ
れている。なお、芯体８０は、ウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂又はポリプ
ロピレン樹脂等の発泡体よりなり、透明樹脂部８２は不
飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂
等よりなる。また、芯体８０の部分が枠体８３に相当
し、芯体８０の内側開口部が透明窓部８４に相当し、こ
の透明窓部８４はガラス繊維布８１と透明樹脂部８２と
からなる。

【０００３】そして、上記ＦＲＰ製窓は、以下のように
して製造される。まず、予め形成した口字形状の芯体８
０の表裏両側から２枚のガラス繊維布８１を挟み込み、
これを所定の金型に設置する。金型の一端側から真空引
きしながら、金型の他端側から透明樹脂を注入し、ガラ
ス繊維布８１の外側から透明樹脂を含浸、硬化させて、
ガラス繊維布８１の外側に透明樹脂部８２を一体成形す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＦ
ＲＰ製窓は、ガラス繊維布８１を透明樹脂部８２が包み
込む構造のため、透明樹脂部８２の硬化収縮時に透明樹
脂部８２が割れやすいという問題がある。つまり、硬化
収縮度の大きい透明樹脂部８２は、ガラス繊維布８１に
より、その収縮が妨げられるので、収縮応力により透明
樹脂部８２に割れが発生する。

【０００５】また、上記従来のＦＲＰ製窓は、透明窓部
にガラス繊維布８１が用いられているので、透明窓部の
透明度が低くなるという問題もある。そこで、上記問題
を解決するために、ＦＲＰ等よりなる口字形状の枠体を
金型に設置し、この枠体の内側開口部に液状の透明樹脂
を注入、硬化させて、枠体と透明樹脂体（透明窓部）と
を一体成形する手段が考えられる。しかし、透明樹脂体
はその周囲が枠体に接合されて拘束されている。このた
め、樹脂の硬化収縮時に、枠体により透明樹脂体の収縮
が妨げられて、透明樹脂体に内部応力が発生し、限界を
越えると透明樹脂体が容易に割れてしまう。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、製造時における樹脂体の割れを効果的に防止し得
る枠付樹脂体の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の枠付樹脂体の製造方法は、枠体内に、硬化により収
縮する液状樹脂を注入し硬化させて該枠体と一体的な樹
脂体を一体成形する枠付樹脂体の製造方法であって、該
枠体と該樹脂体との間には両者に接合された弾性シート
が介在し、該樹脂体の硬化時の収縮による応力を該弾性
シートの弾性変形で吸収することを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明の製造方法は、枠体内に弾性シートを介
して硬化により収縮する液状樹脂を注入し、この液状樹
脂を硬化させて、枠体と一体的な樹脂体を一体成形する
ものである。前述したように、枠体内に液状樹脂を直接
注入した場合、樹脂体の周囲が枠体に接合されて拘束さ
れるので、樹脂体がその収縮を妨げられて割れるという
問題がある。しかし、本発明では、枠体と樹脂体との間
には両者に接合された弾性シートが介在している。この
ため、樹脂体の硬化収縮時、弾性シートが弾性変形して
樹脂体の収縮に追従するので、樹脂体の収縮が枠体によ
り妨げられることがない。したがって、樹脂体の硬化収
縮による応力を弾性シートの弾性変形で吸収することが
でき、樹脂体の内部応力が低減されるため割れを効果的
に防止できる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。本実
施例は本発明をＦＲＰ製枠付の透明樹脂窓の製造方法に
適用したものである。本実施例に係るＦＲＰ製枠付の透
明樹脂窓は、図１に示すように、口字形状の枠体１と、
枠体１内に一体成形された透明樹脂体２と、枠体１及び
透明樹脂体２の間に介在して両者に接合された弾性シー
ト３とから構成されている。

【００１０】枠体１は、カーボン繊維とエポキシ樹脂の
ＦＲＰよりなり、図２の断面図に示すように、その内周
面に係合凹部１１が設けられている。透明樹脂体２は透
明エポキシ樹脂よりなり、枠体１の係合凹部１１と係合
する係合凸部２１がその外周面に設けられている。弾性
シート３は、厚さ２ｍｍのシリコーンゴム（弾性率：
２．４５ＭＰａ）よりなり、枠体１の内周面全面を覆う
ように上記係合凹部１１と整合する断面凹部形状を有し
ている。

【００１１】上記ＦＲＰ製窓は以下のようにして製造し
た。まず、カーボンクロスにエポキシ樹脂を含浸させた
０．３ｍｍ厚のシート状プリプレグを準備した。このプ
リプレグを所定の口字形状にカッティングし、複数枚積
層して、その内周面に凹部１１形状を有する枠体１形状
の予備成形体１ａを形成した。なお、積層の中間部分
に、開口径の大きなプリプレグを積層することにより、
係合凹部１１の形状を形成した。

【００１２】別に準備したシリコーンゴムよりなり所定
の凹部形状を有する弾性シート３を、上記枠体１の予備
成形体１ａの内周面に嵌め込んだ。この弾性シート３を
嵌め込んだ枠体１の予備成形体１ａをプレス用下型４１
に設置した。４０〜４５℃に加熱し、減圧により０．５
時間脱気した液状の透明エポキシ樹脂２ａを、枠体１の
予備成形体１ａ内に注入し、プレス用上型４２を閉じ
た。そして、５気圧で、７０℃×３時間及び１００℃×
３時間の加熱硬化処理を施すことにより、枠体１の予備
成形体１ａを硬化させるとともに、枠体１と弾性シート
３とを接合し、また液状の透明エポキシ樹脂２ａを硬化
させて透明樹脂体２を形成するとともに、透明樹脂体２
と弾性シート３とを接合して、本実施例に係る窓を完成
した。なお、この後さらに、枠体１の硬化処理として１
３０×１〜２時間程度の加熱処理を行ってもよい。

【００１３】本実施例の製造方法では、枠体１と透明樹
脂体２との間には両者に接合された弾性シート３が介在
しているので、枠体１と透明樹脂体２とが接触して両者
が接合されることがない。このため、透明樹脂体２の硬
化収縮時、弾性シート３が弾性変形して透明樹脂体２の
収縮に追従するので、透明樹脂体２の硬化収縮を弾性シ
ート３で吸収することができ、透明樹脂体２の割れを効
果的に防止できる。

【００１４】なお、透明樹脂体２の収縮率は０．５％程
度であり、弾性シート３はこの収縮に容易に追従して弾
性変形することができる。また弾性シート３はゴム弾性
率の小さいシリコーンゴムよりなるので、透明樹脂体２
の収縮に追従する際、柔らかく弾性変形し、透明樹脂体
２に収縮応力が発生するのを効果的に抑えることができ
る。したがって、この弾性シート３の弾性率は、３．０
ＭＰａ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．
１ＭＰａ以下とすることである。

【００１５】また、弾性シート３と透明樹脂体２とは、
弾性シート３がある程度の離型性を有しているため、極
部的に剥がれている部分が存在するが、シール性の面で
はほとんど影響はなく、また枠体１の係合凹部１１と透
明樹脂体２の係合凸部２１とが確実に係合しているの
で、ガタツキの問題もない。さらに、枠体１の係合凹部
１１と透明樹脂体２の係合凸部２１とで挟持された弾性
シート３の部分は、全面拘束状態となっているので、非
圧縮特性が発現し、ある圧縮範囲を越えるとそれ以上弾
性変形しなくなる。このため、例えば、枠体１の対角部
を互いに離すように水平方向の外力が枠体１に作用した
場合、この対角部に位置し非圧縮特性を有する弾性シー
ト３の部分が、上記外力に対して大きな効力を有し、枠
体１の変形による透明樹脂体２の割れを抑えることが可
能となる。

【００１６】さらにまた、使用環境温度の影響を受け
て、枠体１と透明樹脂体２との間に熱歪みの差が生じて
も、これを弾性シート３で吸収できるため、透明樹脂体
２に応力が集中して割れが発生することを抑えることが
可能となる。 （その他の実施例）なお、枠体１を構成するＦＲＰの強
化繊維としては、上記カーボン繊維のクロスの他に、ア
ラミド繊維やガラス繊維や、これらの繊維の混合物を、
一方向、クロス、又は三次元織りしたもの等を採用する
ことが可能である。ただし、成形の容易さ、枠体形状の
作り易さ、軽量化等を考慮すれば、本実施例のようにカ
ーボンクロスのプリプレグを積層して予備成形体を形成
するのが最も有効であると考えられる。

【００１７】また枠体１を構成するＦＲＰのマトリック
ス樹脂としては、上記エポキシ樹脂の他に、不飽和ポリ
エステル樹脂、フェノール樹脂等の他の熱硬化性樹脂
や、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性
樹脂を用いることができる。ただし、熱硬化性樹脂の場
合は透明樹脂体２の硬化温度で硬化し、熱可塑性樹脂の
場合は透明樹脂体２の硬化温度で溶融するものを採用す
る必要がある。

【００１８】さらに、枠体１としては、ＦＲＰに限定さ
れるものではなく、他の合成樹脂やアルミニウム等によ
り形成することもできる。さらにまた、透明樹脂体２と
しては、上記エポキシ樹脂の他に、不飽和ポリエステル
樹脂やウレタン樹脂等を採用することができる。また透
明樹脂体２を非透明の樹脂体とすることも可能である。

【００１９】さらにまた、弾性シート３としては、上記
シリコーンゴムの他に、ブチル系ゴム等を採用すること
ができる。ブチル系ゴムは透明樹脂体２との密着性がよ
く好ましい。いずれにせよ、この弾性シート３として
は、透明樹脂体２の硬化温度に耐え得る耐熱性を有する
ゴムを用いることが必要で、また上記したように弾性率
が小さく、枠体１や透明樹脂体３と接着性の高いものを
用いるのが好ましい。

【００２０】また、上記実施例では、枠体１の予備成形
体１ａをプリプレグの積層体として形成し、これを透明
樹脂体２と同時に加熱硬化させる例について示したが、
以下に示すような種々の方法も採用することが可能であ
る。つまり、ＦＲＰのプリプレグの積層体よりなる枠体
１の予備成形体１ａを予め加熱硬化しておき、この硬化
された枠体１に弾性シート３を接着剤により接合し、こ
れに上記実施例と同様に透明樹脂体２を一体成形するこ
ともできる。

【００２１】また、合成樹脂やアルミニウム等からなる
枠体１に弾性シート３を接着剤により接合する方法も同
様に採用することができる。さらに、上記実施例では、
予め加硫成形した弾性シート３を用いたが、半加硫状態
の弾性シート３を用いて、透明樹脂体２の加熱硬化時に
同時に加硫させることも可能である。

【００２２】さらにまた、上記実施例では、枠体１と透
明樹脂体２との結合力を高めるために、枠体１の係合凹
部１１及び透明樹脂体２の係合凸部２１を設ける例につ
いて示したが、この係合凹部１１や係合凸部２１は必ず
しも必要ではない。ただし、図５に示すように、この係
合凹部１１や係合凸部２１の凹凸部の数を増やすことも
可能で、これにより係合部において、透明樹脂体２の厚
み方向（図５の矢印方向）の収縮絶対量を低下させるこ
とができ、シール性の向上を図ることが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の枠付樹脂
体の製造方法は、枠体内に弾性シートを介して硬化によ
り収縮する液状樹脂を注入し、この液状樹脂を硬化させ
て、枠体と一体的な樹脂体を一体成形する際に、枠体と
樹脂体との間に両者に接合された弾性シートを介在させ
ている。このため、樹脂体の硬化収縮による応力を弾性
シートの弾性変形で吸収することができ、樹脂体の内部
応力の低減により割れを効果的に防止できる。したがっ
て、本発明の製造方法によれば、歩留り良く、効率的に
枠付樹脂体を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の製造方法により製造した枠付樹脂体
の斜視図である。

【図２】上記枠付樹脂体の図１のＡ−Ａ線矢視断面図で
ある。

【図３】本実施例の製造方法の一部を説明する一部破断
斜視図である。

【図４】本実施例の製造方法の一部を説明する断面図で
ある。

【図５】本発明に係る枠付樹脂体の他の態様を示す部分
断面図である。

【図６】従来の枠付樹脂体の斜視図である。

【図７】従来の枠付樹脂体の断面図である。

【符号の説明】

１は枠体、２は透明樹脂体、３は弾性シートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体内に、硬化により収縮する液状樹脂
   を注入し硬化させて該枠体と一体的な樹脂体を一体成形
   する枠付樹脂体の製造方法であって、 該枠体と該樹脂体との間には両者に接合された弾性シー
   トが介在し、該樹脂体の硬化時の収縮による応力を該弾
   性シートの弾性変形で吸収することを特徴とする枠付樹
   脂体の製造方法。