JPH06315933A - 補強用硝子繊維体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な形状の補強用硝子繊維体を精度良く成
形することができる方法を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂を主成分とするバインダーで接
合した硝子繊維よりなるマット状物１、例えばコンティ
ニュアスストランドマット等の周囲を枠体で固定し、前
記マット状物１の所定箇所にスリット２を入れ、このマ
ット状物１を加熱してプリフォーム用の型でプレスす
る。前記スリット２は、前記型の凹凸部に当たる部分Ａ
の周囲に設けることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強化プラスチックの補
強用硝子繊維体（プリフォーム）の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】強化プラスチック（ＦＲＰ）は、例えば
シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を一対の
型で挟圧加熱（プレス成形）することによって製造する
ことができるが、バスタブ、宿泊用カプセル、大型合併
浄化槽のような大型の強化プラスチックを製造しようと
すると、大型の、挟圧力の極めて大きいプレス成形機が
必要となり、設備費が増大するという問題がある。この
問題を解決するため、多数の硝子繊維束を結合して所定
形状を付与した補強用硝子繊維体（プリフォーム）を使
用し、この補強用硝子繊維体を一対の型間に保持し、液
状の樹脂を注入硬化するインジェクション法（ＲＴＭ
法）が提案されている。

【０００３】上記インジェクション法で使用する補強用
硝子繊維体は、所定形状を有するスクリーン状の型面に
硝子繊維束の切断物と結合剤を吹付けて型面に堆積させ
ることによって製造することもできるが、この方法（吹
付け法）では、堆積量にばらつきが生じやすいという問
題がある。このため、熱可塑性結合剤で硝子繊維束を結
合してなるマット状物を加熱して、一対の型でプレス
し、熱可塑性樹脂を軟化させて所定形状とする方法が提
案されている（例えば実開平３−７２４０８号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のプレスによる成
形法においては、深絞り成形や、複雑な形状の成形を行
う場合、プレス時にマット状物に皺が生じないようにマ
ット状物の周囲を枠体等に固定し、更に、マット状物の
型馴染みを良くするための手段として、プレス圧を高く
してプレスすることが行われる。しかしながら、マット
状物の柔軟性及び融通性には一定の限界があるため、プ
レス圧が大きくなると、マット状物が張り詰めた状態に
なってしまい、プレス後の補強用硝子繊維体に引きつり
が生じたり、ちぎれたり、型通りの形状に成形がなされ
ない場合があった。

【０００５】したがって、本発明の目的は、複雑な形状
の補強用硝子繊維体を精度良く成形することができる方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の補強用硝子繊維体の製造法は、熱可塑性樹
脂を主成分とするバインダーで接合した硝子繊維よりな
るマット状物の周囲を枠体で固定し、前記マット状物の
所定箇所にスリットを入れ、このマット状物を加熱して
プリフォーム用の型でプレスすることを特徴とする。

【０００７】なお、前記スリットは、成形品にならない
部分であって、前記型の凹凸部に当たる部分の周囲に設
けるのが好ましい。

【０００８】また、前記マット状物は、コンティニュア
スストランドマット（ＣＳＭ）であることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明では、マット状物の周囲を枠体に固定
し、マット状物の所定箇所、例えば型の凹凸部に当たる
部分の周囲であって、成形品とはならない箇所に、適当
な長さのスリットを入れることにより、プレス時にマッ
ト状物がある程度の力を超えて引っ張られると、スリッ
トが開いて型への導入を容易にする。このため、プレス
圧を高めても、マット状物の型馴染みが良く、複雑な形
状の補強用硝子繊維体を精度良く製造することができ
る。

【００１０】一方、スリットでなく、所定箇所をカット
してしまうと、プレス時にマット状物を外側に引っ張る
力がなくなってしまうため、マット状物があまりにも容
易に型の中に入ってしまい、成形品に皺が発生しやすく
なる。本発明によれば、マット状物にスリットを設ける
ことにより、マット状物を適度な力で外側に引っ張るこ
とができ、型形状の再現性のよい、皺のない成形物を得
ることができる。

【００１１】

【実施例】図６、７には、本発明を実施するための製造
装置の一例が示されている。図６に示されるように、こ
の製造装置は、マット状物１を所定長さに切断するため
のカッター４と、マット状物１を加熱するための加熱装
置５と、マット状物１を成形するためのプレス装置６と
を備えている。

【００１２】プレス装置６は、支持台１８上に固定支持
された雌型７と、フレーム１９に設置されたエアシリン
ダ８を介して昇降自在に支持された雄型３とを備えてい
る。そして、雄型３が雌型７内に進退動作することによ
り、プレス成形がなされるようになっている。雌型７の
両側には、雌型７の上面とほぼ同じ高さに一対のレール
９が設けられ、このレール９の一端は、加熱装置５の中
を通ってカッター４の下方まで延長されており、もう一
端は、図示されていない次工程へと延長されている。

【００１３】レール９には、図７に示すような枠体１０
が、それに取付けられた車輪１１を介して移動可能に支
持されている。すなわち、枠体１０は、レール９に案内
されて、カッター４の下方から、加熱装置５、成形装置
６を通って、次工程へと走行するようになっている。

【００１４】図７に示すように、枠体１０は上枠１２、
下枠１３を有し、上枠１２、下枠１３は、図示しないヒ
ンジにより、矢印で示す方向に開閉自在に係合されてい
る。上枠１２、下枠１３はそれぞれ方形の外枠１４に固
定された内枠１５を有し、内枠１５の寸法は成形すべき
マット状物の大きさよりやや小さく、また、雄型３より
やや大きく形成されている。

【００１５】また、プレス装置６のフレーム１９には、
複数のエアシリンダ１７が設置されており、これらのエ
アシリンダ１７の作動ロッドが下方に突出していて、上
記枠体１０がレール９上を移動してプレス装置６上に載
置されると、上記作動ロッドが下降して枠体１０を押え
るようになっている。

【００１６】次に、この製造装置を用いた本発明による
補強用硝子繊維体の製造法について説明する。

【００１７】本発明のマット状物としては、硝子繊維を
熱可塑性樹脂を主成分とするバインダーで接合したもの
が用いられ、特に、コンティニュアスストランドマット
（以下ＣＳＭと略記する）の使用が好ましい。

【００１８】熱可塑性樹脂としては、例えば、不飽和ポ
リエステル樹脂等を用いることができる。また、上記マ
ット状物がプリフォーム製造時に加熱される際、加熱装
置内で変形することを防止するため、少量の熱硬化性樹
脂をバインダー中に配合することができる。熱可塑性樹
脂と熱硬化性樹脂との配合比は、４：１程度が好まし
い。

【００１９】マット状物としてＣＳＭを用いる場合、硝
子繊維の平均繊維径は６〜３０μｍ程度が好ましく、９
〜２５μｍとするのがより好ましい。また、バインダー
の量は、上記硝子繊維の３〜１５ｗｔ％が好ましく、５
〜１０ｗｔ％がより好ましい。更に、マットの重量は１
５０〜９００ｇ／ｍ² が好ましく、３００〜４５０ｇ／
ｍ² がより好ましい。

【００２０】本発明の製造法では、図６に示すように、
まず、ロール状に巻かれたＣＳＭ等のマット状物１を、
カッター４によって所定の長さに切断し、この切断した
マット状物１を、図７に示すように、枠体１０の下枠１
３に設けられた内枠１５の上に乗せ、上枠１２を下向き
に回動させてマット状物１を挟持する。

【００２１】本発明の特徴は、枠体１０に固定したマッ
ト状物１の所定箇所にスリットを入れることである。図
１は、マット状物１と、これを加圧する雄型３及び雌型
７との関係を示した平面図である。また、図２は、雄型
３の形状を示した側面図である。図１中想像線で示され
た部分は雄型３及び雌型７で挟まれる部分であり、図１
中Ａは、図２における雄型３の凸部３ａが当たる部分で
ある。

【００２２】図１に示すように、スリット２は、マット
状物１において、成形品にならない部分であって、雄型
３の凸部３ａが当たる部分Ａの周囲に設けるのが好まし
い。ここで、成形品にならない部分とは、型からはみ出
した部分や、成形品において透孔となるような部分を意
味する。スリットの長さ及び数は、目的とする成形物の
形状に応じて調整すればよく、特に限定されるものでは
ない。

【００２３】この状態で、図６に示すように、枠体１０
をレール９に沿って例えば熱風循環式オーブンなどの加
熱装置５中に送り込み、マット状物１を所定の温度まで
加熱して軟化させる。加熱条件は、マット状物の重量に
もよるが、１８０〜２００℃程度の温度で、３〜１０分
程度が好ましい。

【００２４】次いで、枠体１０をレール９に沿って加熱
装置５から取出し、プレス装置６の雄型３を上昇させた
状態で、雄型３と雌型７の間に移動させる。マット状物
１が冷えると、プレスが困難になるので、加熱装置５か
ら取り出してプレスするまでの時間は３０秒以内が好ま
しく、可能な限り短時間とするのが好ましい。

【００２５】続いて、エアシリンダ１７の作動ロッドを
下降させて上枠１２に設けられた内枠１５を押圧し、こ
の状態でエアシリンダ８に支持された雄型３を下降さ
せ、雄型３でマット状物１をプレスし変形させつつ、雌
型７内に挿入し、雄型３と雌型７とで挟圧する。これに
より、平面状のマット状物１は、変形して所定形状に成
形される。なお、雄型３及び雌型７のプレス圧は、成形
品の形状によるが、０．１ｋｇ／ｃｍ² 程度が好まし
く、プレス時間は３〜５分程度が好ましい。

【００２６】図３には、こうして成形された補強用硝子
繊維体（プリフォーム）が示されている。雄型３及び雌
型７によってプレスされた部分１ａが立体形状をなし、
雄型３の凸部３ａが当たった部分Ａもきれいに再現され
ている。なお、プレスされた部分１ａの外周の必要のな
い部分は、後の工程で切断されて、プリフォームが完成
する。

【００２７】このように、マット状物１を枠体１０で挟
持した状態でプレスするので、マット状物１を外側に引
っ張る力が作用し、成形品に皺が発生するのを防止でき
る。また、雄型３の凸部３ａが当たる部分Ａは、特に強
く引っ張られるので、マット状物１の硝子繊維が伸び切
って成形品がひきつったり、マット状物１が破断されて
成形品の密度の低い部分ができたりする虞れがあるが、
本発明では、雄型３の凸部３ａが当たる部分Ａの周囲に
スリット２を設けたので、ある程度の引っ張り力が作用
すると、スリット２が開くことによって、マット状物２
が雄型３と雌型７との間にスムーズに導入される。この
ため、型形状の再現性のよい、皺のない成形物を得るこ
とができる。

【００２８】なお、比較例として、図１のマット状物１
において、スリット２を形成しないで同様にプレスを行
ったところ、マット状物１の型馴染みが悪く、図４に示
すように、雄型３の凸部３ａが当たった部分Ａの先端形
状をきれいに再現できなかった。また、マット状物１に
おいて、上記スリットに相当する部分を、図５に示すよ
うに完全にカットした場合には、成形時にマット状物１
に皺が生じてしまい、やはり所望の成形物を得ることは
できなかった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱可塑性樹脂をバインダーとする硝子繊維のマット状物
を用い、このマット状物の周囲を枠体で固定し、かつ、
所定の箇所にスリットを設けた後、これを加熱してプリ
フォーム用の型で加圧するようにしたので、マット状物
に適度な引っ張り力を付与して皺の発生を防止できると
ともに、型の深絞り部分でマット状物が強く引っ張られ
ても、上記スリットが開くことによってマット状物の型
への導入をスムーズにし、型再現性がよく、皺の少ない
成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造法の一実施例において、マット状
物と、それを加圧する雄型及び雌型との関係を示した平
面図である。

【図２】上記実施例に用いられる成形型の雄型を示す側
面図である。

【図３】上記実施例により成形された補強用硝子繊維体
を示す平面図である。

【図４】本発明の比較例として、マット状物にスリット
を設けないで成形した補強用硝子繊維体を示す平面図で
ある。

【図５】本発明の比較例として、マット状物にスリット
を設ける代りに、その部分をカットした状態を示す平面
図である。

【図６】本発明に使用される製造装置の一例を示す概略
説明図である。

【図７】上記製造装置に使用される枠体の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ マット状物 ２ スリット ３ 雄型 ４ カッター ５ 加熱装置 ６ プレス装置 ７ 雌型 ８、１７ エアシリンダ ９ レール １０ 枠体 Ａ 雄型の凸部が当たる部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー
   で接合した硝子繊維束よりなるマット状物（１）の周囲
   を枠体（１０）で固定し、 前記マット状物の所定箇所にスリット（２）を入れ、 このマット状物（１）を加熱してプリフォーム用の型
   （３、７）でプレスすることを特徴とする補強用硝子繊
   維体の製造法。
2. 【請求項２】 前記スリット（２）を、成形品にならな
   い部分であって、前記型の凹凸部に当たる部分（Ａ）の
   周囲に設ける請求項１記載の補強用硝子繊維体の製造
   法。
3. 【請求項３】 前記マット状物がコンティニュアススト
   ランドマットである請求項１又は２記載の補強用硝子繊
   維体の製造法。