JPH0716938A

JPH0716938A - 引抜成形品の製造方法

Info

Publication number: JPH0716938A
Application number: JP5146206A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ueda; 明弘上田; Hajime Naito; 一内藤; Mitsuo Okubo; 光夫大久保
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】引抜成形品の製造方法であって、平滑な表面
を有し、補強繊維の凹凸が表面に現れず、外観品質に優
れたものが得られる製造方法を提供する。【構成】第一の成形材料２０を構成する未硬化の熱硬
化性樹脂含浸繊維６の多数本を、絶えず加振機１６によ
り振動している硬化金型５内に導入しつつ、該第一の成
形材料２０が未硬化又は半硬化である間に、その表面
に、未硬化の熱硬化性樹脂に、該樹脂液に対して不溶性
であり、且つ粉粒状を呈する充填材を添加してなる第二
の成形材料１９を供給して、成形品本体層と一体化され
た表面層を形成し、成形品２１を得る。得られた成形品
２１は、表面層で成形品本体層の補強繊維のパターンが
隠蔽され、硬化金型５の振動による充填材の均一分散に
よって、色むらも発生せず、外観品質に優れたものとな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高度に平滑化された表
面層を有する引抜成形品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の引抜成形品は、その表面に補強繊
維のパターンが露呈しているので、そのままでは表面の
平滑性が悪いばかりでなく、外観上その繊維パターン自
身が不具合となるため、改善策として表層部分にクロス
状またはマット状の補強繊維を用い、これにマトリック
スとなる樹脂を多量に含浸させたものを積層して、樹脂
リッチな表面層を形成する方法が一般的に採られている
（１９９１年発行「プラスチックエージ」３７巻・５
号、第２０４頁参照）。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロ
ス状またはマット状の補強繊維を用いる場合、その材料
自身がやはり繊維で構成されているために、高度な表面
平滑性を具備したものは得られなかった。

【０００４】本発明は、上述のような従来技術の欠点を
解消し、高度の表面平滑性が具備された成形品が得られ
る引抜成形品の製造方法を提供することを目的としてな
されたものである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、「補強繊維に未
硬化の熱硬化性樹脂を含浸させ、硬化金型内で加熱・硬
化しつつ引き取る引抜成形品の製造方法において、絶え
ず振動する硬化金型を使用し、補強繊維に未硬化の熱硬
化性樹脂を含浸した第一の成形材料によって成形品本体
層を形成すると共に、第一の成形材料が硬化金型内で未
硬化又は半硬化である間に、その表面に、未硬化の熱硬
化性樹脂に該樹脂液に対して不溶性であり且つ粉粒状を
呈する充填材を添加してなる第二の成形材料を供給して
成形品本体層と一体化された表面層を形成することを特
徴とする引抜成形品の製造方法」をその要旨とするもの
である。

【０００６】本発明に用いる補強繊維としては、ガラス
繊維、炭素繊維、有機繊維等が挙げられ、これらのロー
ビングやマットをそれぞれ単独で或いは両方を適宜重ね
て用いることができる。

【０００７】本発明に用いる熱硬化性樹脂としては、不
飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル
樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
成形品本体層形成用の第一の成形材料と、表面層形成用
の第二の成形材料とは、それぞれ同じ系統の樹脂でも、
或いは異なる種類の樹脂であってもよい。しかし、硬化
の段階で両方の樹脂が互いに架橋し、化学的な結合構造
を形成するものを選択使用することが好ましい。そし
て、該樹脂固形分、重合性モノマー、低級アルコール等
の該樹脂固形分を溶解させる溶媒、その他必要に応じて
用いられる低収縮剤、添加剤等を配合して所謂樹脂液と
したものを使用する。

【０００８】本発明において、未硬化の熱硬化性樹脂に
充填材を添加して第二の成形材料とする際の該充填材と
しては、球形もしくはそれに近い形をした微粒子、粉
体、繊維粉末、フレーク等の粉粒状の形態をしたものが
使用され、具体例には、炭酸カルシウム、水酸化アルミ
ニウム、ガラスパウダー、ガラスビーズ、ガラスバルー
ン、ウィスカ等の無機系充填材、熱硬化性樹脂や熱可塑
性樹脂のスクラップの粉砕品等の有機系充填材等が挙げ
られ、上記未硬化の熱硬化性樹脂液中で溶解することな
く、固体の状態で分散するものを使用する。

【０００９】本発明において、第二の成形材料として充
填材を添加したものを用いる理由の一つは、第一の成形
材料との組合せ、或いは成形条件、表面層の厚み等の要
素如何では、両層の界面における接着強度が弱い場合が
あるので、充填材が具有するアンカー効果を利用してそ
の接着強度を高めるところにあり、もう一つの理由は、
表面層は補強繊維を含まないので剪断強度が弱いという
性格を持っている。その結果、表面層が破壊されたり成
形品本体層から脱離して硬化金型内に滞留することがあ
る。そこで、このような表面層の無い不良品が発生して
生産効率を低下させることを無くする為に充填材を用い
るのである。

【００１０】充填材を用いると、表面層の剪断強度が向
上し且つ成形品本体層との接着強度が強くなる傾向にあ
る。只、表面層の表面側は、充填材を全く含めないか、
或いはその含有量をできるだけ少なくする方が、充填材
の露出による悪影響が少なくなるので好ましい。

【００１１】この充填材の平均粒子径としては、５〜５
０μｍの範囲内のものを使用し、熱硬化性樹脂に対する
使用割合としては、１００：５０〜２００重量部とする
のが好ましい。平均粒子径が５μｍに満たないものは、
形成される表面層の剪断強度や、成形品本体層とのアン
カー効果による接着強度が弱くなることがある。また、
充填材の使用割合が５０重量部に満たない場合も、同じ
ように表面層の剪断強度や成形品本体層とのアンカー効
果による接着強度が弱くなることがある。

【００１２】一方、充填材の平均粒子径が５０μｍより
大きくなると、表面層の表面に充填材の粒子の凹凸が露
呈し、表面平滑性が悪くなって充填材を用いた意味がな
くなる虞れがあり、また、充填材の使用割合が２００重
量部よりも多いと、第二の成形材料が高粘度となり、成
形途中の第一の成形材料に対して高圧力下で供給させる
必要があり、その結果、成形材料通路内で壁面との摩擦
により表面層にうねり（＝波状の凹凸）が発生する場合
がある。

【００１３】本発明において用いる硬化金型は二つのゾ
ーンに分かれ、引抜成形に向かって、手前側を第一の硬
化区間、向こう側を第二の硬化区間とし、それぞれの硬
化区間における温度制御は、独立して操作できるように
するのがよい。

【００１４】本発明製造方法において、第一の成形材料
が未硬化または半硬化の間に、第二の成形材料を供給す
る手段としては、硬化金型内の第一及び第二の硬化区間
の境目の成形材料通路内に、第二の成形材料注入管の先
端を開口させ、樹脂液タンクからこの第二の成形材料注
入管を経由して流し込むようにするのがよい。またこの
ときの第二の成形材料の注入圧は、凡そ１．０〜１０Ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の範囲内とするのがよい。

【００１５】本発明で言うところの、「第一の成形材料
が未硬化または半硬化である間」とは、熱硬化性樹脂が
加熱され、液状状態から増粘してゲル化状態となり、更
に完全硬化に至る前までの間を言う。

【００１６】本発明において、表面層の厚み（複数層の
場合はその合計）としては、８０〜２５０μｍとするの
が好ましい。８０μｍに満たない場合は、成形品本体層
の表面に現れているところの、補強繊維の凹凸を隠蔽す
ることが難しくなり、逆に２５０μｍを超えると、硬化
した表面層が剥離し易くなる。

【００１７】本発明の製造方法では、稼働中の硬化金型
に絶えず微振動を与える必要がある。その理由は、第二
の成形材料には粉粒状を呈する充填材が添加されている
が、該第二の成形材料の調製段階、硬化金型への供給段
階、硬化金型内での移送段階等において、充填材が第二
の成形材料中で局部的に集中し易く、その結果、得られ
る成形品の表面に色むらが発生して外観不良となる場合
が多いと予測される。従って、硬化金型内で未硬化の状
態にある第二の成形材料を振動させてその中の充填材を
均等に分散させる為である。

【００１８】硬化金型に微振動を与える具体的手段とし
ては、金型に加振機を取りつけるのがよい。加振機の種
類としては、カム・クランク式、アンバランスウェイト
式等の機械的方式、電磁的方式、電気油圧方式等が挙げ
られる。加振機の振動数は、数十〜数万Ｈｚの振動数で
振動させればよく、好ましくは、５０〜１５０Ｈｚの振
動数に設定すれば、振幅が最大となり、最も効果的に硬
化金型を共振させることができる。

【００１９】尚、その他は、従来知られている引抜成形
方法がそのまま採用可能であり、硬化金型を出た後は、
カッターで切断して定尺とすればよい。成形速度は通常
２０ｃｍ／分〜２ｍ／分である。

【００２０】

【作用】本発明製造方法は、成形品本体層を形成する為
の第一の成形材料が、硬化金型内で未硬化または半硬化
である間に、その表面に新たに表面層を形成する為の第
二の成形材料を供給し、成形品本体層と一体化された表
面層を形成するので、成形品本体層の補強繊維の凹凸が
この表面層によって隠蔽され、平滑な表面層を有するも
のが得られる。

【００２１】また、成形品本体層と表面層とは一体的に
硬化されるので、両層の界面の接着強度の優れたものが
得られる。

【００２２】また、第二の成形材料には、未硬化の熱硬
化性樹脂に、該樹脂液に対して不溶性であり且つ粉粒状
を呈する充填材が添加されているから、引抜成形工程中
に、表面層が成形品本体層から脱離して硬化金型内に滞
留するようなことがない。

【００２３】また、硬化金型として絶えず振動するもの
を使用するので、第二の成形材料中の充填材は、該第二
の成形材料の調製段階、硬化金型への供給段階で充填材
が表面層成形材料中で局部的に集中しても、該硬化金型
内での移送段階で該振動により表面層内部を移動して均
等に分散する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。図１は、本発明の実施に用いる装置の
一例を示す概略説明図であり、図２は、同上の要部を拡
大して示す断面図である。

【００２５】これらの図において、１は、連続繊維から
なる補強繊維であって、複数のボビンから連続的に引き
出される。２は、第一の成形材料の一つである樹脂液槽
であって、補強繊維１はこの樹脂液槽２内を連続的に通
過して、補強繊維１内に樹脂液を含浸する。３、３・・
は補強繊維１のガイドであって、成形方向に沿って配置
され、補強繊維１はこのガイド３により漸次最終的に賦
形すべき断面形状に整列される。４、４はクロス状また
はマット状の補強繊維であって、この装置の場合、補強
繊維１、１・・の上下に配されたボビンから巻き戻され
る。

【００２６】５は硬化金型であって、整列された樹脂含
浸繊維６はその一端から連続的に送り込まれる。尚、第
一の成形材料の一つである樹脂液は、このように、硬化
金型５に送り込む前段階で含浸させてもよいし、硬化金
型５の入り口付近に設けられた図示しない樹脂液注入孔
より送り込んでもよい。

【００２７】硬化金型５は、図２にも示すように、手前
側の約半分が第一の硬化区間７となされ、その前方に、
引き続いて第二の硬化区間８が設けられている。第一の
硬化区間７と、第二の硬化区間８には、連通した成形材
料通路９が貫設されている。また、第一及び第二の硬化
区間７、８の境目の成形材料通路９内に、第二の成形材
料注入管１０が設けられ、その先端は、該成形材料通路
９を取り囲むようにして開口部１１となされ、樹脂液タ
ンク１２からこの第二の成形材料注入管１０を経由して
該第二の成形材料を流し込むようにされている。

【００２８】１３は第一の硬化区間７の外周壁に取り付
けられたヒータ、１４は第二の硬化区間８の外周壁に取
り付けられたヒータである。１５は硬化金型５内に配設
された冷却水路であって、第二の成形材料注入管１０の
開口部１１の周囲に、冷却水を流通させることができ
る。

【００２９】１６は第二の成形材料注入管１０の近傍の
硬化金型５の外壁に取りつけられた加振機であって、動
電型等の電磁的方式のものであり、１７はこの加振機１
６の振動数を調整する制御機である。尚、１８は引取機
である。

【００３０】上述の装置を用いて、本発明の製造方法を
実施するには、先ず、補強繊維１の多数本を、ボビンか
ら引き出しつつ、樹脂液槽２内を通過させ、ガイド３、
３・・により整列させつつ、補強繊維４、４を巻き戻し
ながら、補強繊維１及び４を引き揃えて、硬化金型５内
に送り込む。

【００３１】このようにして、樹脂含浸繊維６の樹脂
は、加振機１６によって微振動している硬化金型５を通
過する過程で、余分の樹脂を補強繊維４に吸引させら
れ、徐々に硬化するが、第一の硬化区間７を通過する段
階では完全に硬化せず、未硬化または半硬化の状態に維
持される。そして、第二の成形材料注入管１０から、第
二の成形材料１９を、樹脂液タンク１２より図示しない
ポンプにより加圧下で注入する。

【００３２】注入された樹脂液は開口部１１より成形材
料通路９内に導入され、且つ成形されつつある第一の成
形材料２０の表面に流延する。それと共に、硬化金型５
の振動により、未硬化の表面層形成用樹脂１９中の充填
材は、アトランダムの方向に移動して均一に分散する。
そして、半硬化状態にある成形品本体形成用樹脂２０
と、供給された第二の成形材料１９とは、硬化金型５の
第二の硬化区間８を通過する過程で加熱され、充填材が
充分分散した状態で硬化が完了し、成形品２１となって
引取機１８により引き取られ、更に、図示しないカッタ
ーにより切断される。

【００３３】このようにして、成形された成形品２１の
断面は、図３に示すように成形品本体層２１１の周囲
に、表面層２１２が形成された構造のものとなってい
る。

【００３４】上記装置において、開口部１１は、成形材
料通路９、即ち引抜方向に対して、直角方向に設ける
と、成形材料の周囲に効率よく均一に第二の成形材料１
９を供給することができる。また、第二の成形材料注入
管１０の周囲に設けた冷却水路１５は、第二の成形材料
１９を局部的に冷却することによって、該第二の成形材
料１９が、硬化金型５内で開口部１１に達するまでの
間、硬化することなく且つ第一の成形材料２０の硬化を
妨げないようにすることができる。

【００３５】上記装置において、成形材料通路９の断面
積は、第一の硬化区間７の部分９１よりも、第二の硬化
区間８の部分９２（開口部１１以降）のほうが、大きく
設定されており、この大きくされた分が、成形品２１に
おける表面層２１２となり、該表面層２１２の厚みは、
この断面積の増加程度如何により、任意に設定すること
が可能である。

【００３６】実施例１．上記成形工程に従って、次の成
形材料及び成形条件により引抜成形品を製造した。

【００３７】（１）成形材料．成形品本体補強繊維；ガラスロービング；（旭ファイバー社製、４４５０番）及びコンティニアスマット（旭ファイバー社製、４５０番）樹脂；イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂１００重量部硬化剤；ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート１．４重量部充填材；炭酸カルシウム１０重量部内部離型剤；正燐酸系内部離型剤０．７重量部．表面層樹脂；イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂１００重量部硬化剤；ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート１．５重量部充填材；ガラスパウダー（日本フェロー社製、Ｍ− ５００Ｓ、平均粒径３５μｍ）１００重量部顔料；フタロシアニングリーン（緑色、大日精化社製、ＳＴ５２６６）３．０重量部内部離型剤；正燐酸系内部離型剤０．７重量部

【００３８】（２）成形条件金型温度；第一の硬化区間１００℃ 第二の硬化区間１５０℃ 樹脂注入管の開口部付近６０℃ 金型寸法；全長＝１０００ｍｍ、（第一の硬化区間＝５００ｍｍ、第二の硬化区間＝５００ｍｍ樹脂注入圧；３〜５Ｋｇｆ／ｃｍ² 引取速度；４０ｃｍ／分加振機（電磁的方式）の振動数；７０Ｈｚ

【００３９】実施例２．加振機の振動数を１００Ｈｚと
したこと以外は、実施例１と同様にして引抜成形品を製
造した。実施例３．加振機の振動数を１３０Ｈｚとしたこと以外
は、実施例１と同様にして引抜成形品を製造した。

【００４０】比較例加振機を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様に
して引抜成形品を製造した。

【００４１】上記各実施例及び比較例で得られた引抜成
形品について、表面状態を目視により観察し、その評価
結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】（注）色むら；充填材の粒子が、集中的に存在すること
により筋状もしくは不定形な模様を呈し、該模様部分は
周囲の正常な表面部分とは異なった色彩を発現している
ことを指す。

【００４３】

【発明の効果】本発明製造方法は、成形品本体層を形成
する為の第一の成形材料が、硬化金型内で未硬化または
半硬化である間に、その表面に新たに表面層を形成する
為の第二の成形材料を供給し、成形品本体層と一体化さ
れた表面層を形成するので、成形品本体層の補強繊維の
凹凸がこの表面層によって隠蔽され、平滑な表面層を有
するものが得られる。

【００４４】また、成形品本体層と表面層とは一体的に
硬化されるので、両層の界面の接着強度の優れたものが
得られる。また、第二の成形材料には、未硬化の熱硬化
性樹脂に、該樹脂液に対して不溶性であり且つ粉粒状を
呈する充填材が添加されているから、充填材のアンカー
効果により、両層の界面の接着強度のより優れたものが
得られ引抜成形工程中に、表面層が成形品本体層から脱
離して硬化金型内に滞留するようなことがない。

【００４５】また、硬化金型として絶えず振動するもの
を使用するので、第二の成形材料中の充填材は、該第二
の成形材料の調製段階、硬化金型への供給段階で充填材
が表面層成形材料中で局部的に集中しても、該硬化金型
内での移送段階で該振動により表面層内部を移動して均
等に分散する。

【００４６】総じて、補強繊維の凹凸や色むら等の無い
外観に優れたものが得られ、また、成形品本体層と表面
層との界面の接着強度、表面層の剪断強度等の物性に優
れたものを効率よく安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に用いて好適な装置の一例を
示す概略説明図である。

【図２】同上の要部のみを拡大して示す拡大断面図であ
る。

【図３】図１及び図２に示す装置を用いて成形された引
抜成形品の一例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１補強繊維２樹脂液槽４補強繊維５硬化金型６樹脂含浸繊維７第一の硬化区間８第二の硬化区間９成形材料通路 10 第二の成形材料注入管 11 開口部 16 加振機 17 制御機 19 第二の成形材料 20 第一の成形材料 21 成形品 211 成形品本体層 212 表面層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強繊維に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸
させ、硬化金型内で加熱・硬化しつつ引き取る引抜成形
品の製造方法において、絶えず振動する硬化金型を使用
し、補強繊維に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸した第一の
成形材料によって成形品本体層を形成すると共に、第一
の成形材料が硬化金型内で未硬化又は半硬化である間
に、その表面に、未硬化の熱硬化性樹脂に該樹脂液に対
して不溶性であり且つ粉粒状を呈する充填材を添加して
なる第二の成形材料を供給して成形品本体層と一体化さ
れた表面層を形成することを特徴とする引抜成形品の製
造方法。