JPH0722972B2 - 繊維強化樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，浴槽・水容器等として
用いられる繊維強化樹脂成形品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】浴槽等に用いられる樹脂成形品は，水密
性・耐熱性等が要求される。従来，この種の樹脂成形品
は，例えば，ガラスファイバー，カーボンファイバー等
の補強繊維を，25〜50mm（１〜２インチ）程度の長さと
して熱硬化性強化樹脂に混入したラミネートの表面にゲ
ルコートを形成したものが一般的であった。このような
成形品では，ラミネート，あるいはゲルコートとラミネ
ートとの間に直径１mm以上の気泡が存在すると，浴槽の
ように高温・低温が繰り返し付与されることにより，ゲ
ルコートが破壊される。ゲルコートが破壊されると，汚
れが付着する等，外観上見苦しくなると共に，漏水の原
因にもなる。このため，浴槽等に用いられる樹脂成形品
は，ラミネートあるいはラミネートとゲルコートの間か
ら有害な気泡を除去しなければならない。

【０００３】繊維強化樹脂のラミネート形成方法として
は，比較的簡便な設備で実施できるスプレーアップ法が
知られている。該スプレーアップ法は，所定長（25〜50
mm程度）の補強繊維を霧化された熱硬化性強化樹脂と共
に成形型に吹付けて，ラミネートを形成する。従来，ス
プレーアップ法によりラミネートを形成する際に，有害
な気泡を除去するための方法が各種開発されている。例
えば，特公昭59-35765号公報には，減圧下で成形型に補
強繊維と共に樹脂を吹付けてラミネートを形成し，次い
で該ラミネートに気泡表面層を形成して大気圧下に露呈
することにより気泡を崩壊させる方法が開示されてい
る。また，特開昭 60-124237号公報には，成形型に補強
繊維と共に樹脂を吹付けてラミネートを形成し，次い
で，該ラミネートに気密表面層を形成して加圧する方法
が開示されている。いずれの方法においても，樹脂製の
気密表面層を形成する必要があり，該表面層には，補強
繊維が含有されていないために，成形品の強度が低下す
る。該表面層は，硬化時にクラックが生じるおそれもあ
る。特開昭 60-124237号公報に開示された方法では，成
形品が完全に硬化するまでの間，該成形品を加圧タンク
内に養生しておかなければならず，該成形品が加圧タン
クを占有する時間が長くなって生産性が悪くなり，経済
的でない。補強繊維の長さも25〜50mmであるため，大気
泡が発生しやすい。特に成形品の隅部には大気泡が発生
しやすく，脱泡作業は容易に行えない。このため，脱泡
不備も発生しやすく，品質にバラツキが生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記従来の
問題点を解決するものであり，その目的は，ラミネート
内に有毒な気泡が存在せず，従って浴槽等のように，水
密性・耐熱性が要求される物品に用いて好適な繊維強化
樹脂成形品を提供することにある。本発明の他の目的
は，脱泡作業がきわめて容易であり，生産性の向上が図
れる繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化樹脂成
形品は，比較的短い補強繊維および熱硬化性樹脂からな
る第１のラミネートと，比較的長い補強繊維および熱硬
化性樹脂からなる第２のラミネートと，第１ラミネート
表面のゲルコートとを具備してなり，該気泡を含まない
第１ラミネートをゲルコートと第２ラミネートの間に介
在することにより上記目的が達成される。

【０００６】本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法
は，スプレーアップ成形法により繊維強化樹脂成形品を
製造する方法であって，成形型に，比較的短い補強繊維
および熱硬化性樹脂を吹付けて第１のラミネートを形成
する工程と，該第１のラミネートが硬化する前に該第１
のラミネートに比較的長い補強繊維および熱硬化性樹脂
を吹付けて第２のラミネートを形成する工程と，前記第
１および第２のラミネートを硬化させる工程と，を包含
してなり，そのことにより上記目的が達成される。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【０００８】本発明の繊維強化樹脂成形品は，第１図に
示すように，比較的短い補強繊維11ａおよび熱硬化性樹
脂11ｂからなる第１のラミネート11と，比較的長い補強
繊維12ａおよび熱硬化性樹脂12ｂからなる第２のラミネ
ート12を有する。第１のラミネート11の表面には，トッ
プコートとしてのゲルコート13が形成されている。

【０００９】第１のラミネート11に含有される補強繊維
11ａの長さは， 2.0〜10.0mmの範囲，好ましくは 3.0〜
6.0mmの範囲とされる。また，該第１のラミネート11は
0.6〜1.25mmの厚さとされる。

【００１０】第２のラミネート12に含有される補強繊維
の長さは25〜50mmの範囲とされる。第１のラミネート11
に含有される補強繊維11ａは，従来のラミネートに含有
される補強繊維の長さ25〜50mm（１〜２インチ）に比較
すると短く，該ラミネート11の機械的強度はわずかなが
ら低下するが，樹脂とのなじみがよく，繊維間のブリッ
ジ等の絡みによる空隙・気泡は小さくなると共に少なく
なる。補強繊維の長さが25〜50mmである従来のラミネー
トでは，直径が 2.0〜 3.0mm程度の気泡が生じるのに対
し，本発明のように補強繊維の長さが10mm程度になれば
直径が 1.0〜1.5mm程度の気泡が生じ，さらに補強繊維
の長さが６mm以下になれば，直径が0.5〜1.0mmのきわめ
て小さい気泡が発生するにすぎない。ラミネートの機械
的強度は，補強繊維の長さが10mm程度になれば，補強繊
維の長さが25〜50mmの従来のラミネートの80〜90％の強
度を有するが，補強繊維の長さが６mm以下になると強度
は半減し，２mm以下では硬化収縮によるクラックは防止
し得るものの，補強効果はほとんど発揮されない。ま
た，補強繊維の長さが２mm未満では，スプレーアップ機
による繊維の切断・吹付けが困難でもある。このため，
第１のラミネート11に含有される補強繊維は２mm以上と
することが望ましい。

【００１１】長さが10mm程度の補強繊維を有するラミネ
ートでは，直径が1.0〜1.5mmの気泡が発生し，直径1.0m
m以上の有害な気泡が発生するため，脱泡作業が必要に
なる。この場合も，気泡の直径は最大1.5mm程度である
ので脱泡作業が容易である。しかし，補強繊維が６mm以
下のラミネートでは，気泡の直径は1.0mm以下という小
さなものとなり，有害な気泡は発生しないため，脱泡作
業が不要になる（補強繊維が６mm以下のラミネートで
は，脱泡すべくラミネート上にローラーを転接させる
と，ローラーの移動に伴ってラミネート全体が移動し，
脱泡作業は行えない）。第１のラミネート11における補
強繊維11ａの含有量としては，ラミネート100重量％に
対して25〜30重量％，好ましくは28重量％程度である。
補強繊維の含有量がこの範囲内にあれば，ラミネート表
面に樹脂が浮き上がり，補強繊維が表面に露出するおそ
れがない。

【００１２】第１のラミネート11の厚さは， 0.6mm未満
では該ラミネート自身が強化層とはなり得ない。1.25mm
以上になると，補強繊維が短いために，成形時に液垂れ
が生じるおそれがある。また，0.6mm未満では第２ラミ
ネートで発生した気泡が第１のラミネートを突き破り，
ゲルコートとの境界に侵入し，1.25mm以上になると第２
ラミネートがその分だけ薄くなり，成形品の曲げ強度が
弱くなる。このため，0.6mm〜1.25mmの範囲が好まし
い。

【００１３】第２のラミネート12に含有される補強繊維
12ａの長さは，従来のラミネートに含有される補強繊維
と同様25〜50mm程度である。このため，直径が１mm以上
の有害な気泡が発生するが，このような気泡は，第１の
ラミネート11の存在により表面に浮上することがなく，
ゲルコート13を破壊させるものではない。また，該ラミ
ネート12自身の強度を低下させるものでもない。

【００１４】各ラミネート11および12における補強繊維
としては，ガラス繊維，カーボン繊維，アラミド繊維等
が用いられる。また熱硬化性樹脂としては，ゲルコート
と同様に，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂，フ
ェノール樹脂等が用いられる。

【００１５】このような，本発明の繊維強化樹脂成形品
は，例えば，第２図に示す成形装置にて製造される。該
成形装置は，ターンテーブル21上に配設された成形型22
と，２つのスプレーアップ機30および40を有する。一方
の，スプレーアップ機30は，例えば，不飽和ポリエステ
ル等の熱硬化性樹脂を噴霧する樹脂噴霧機31と，例えば
ガラス等の連続繊維条33を所定長（２〜10mm）に切断し
短繊維として吹付ける繊維吹付機32とを有する。他方の
スプレーアップ機40は，前記スプレーアップ機30が噴霧
する樹脂と同様の樹脂を噴霧する樹脂噴霧機41と，例え
ばガラス等の連続繊維条43を所定長（25〜50mm）に切断
し長繊維として吹付ける繊維吹付機42とを有する。樹脂
噴霧機31には樹脂供給管34および硬化剤供給管35が取り
つけられており，樹脂供給管34は所定の熱硬化性樹脂を
噴霧機31に供給し，硬化剤供給管35は硬化剤を噴霧機31
に供給する。他方の噴霧機41にも同様の樹脂供給管44お
よび硬化剤供給管45が取り付けられている。

【００１６】このような構成の成形装置による繊維強化
樹脂成形品は次のように製造される。まず，ターンテー
ブル21上の成形型22に，予めゲルコートを形成してお
く。成形品がゲルコートを必要としない場合には，成形
型22のゲルコートの形成は不要である。次に，一方のス
プレーアップ機30の樹脂噴霧機31より，硬化剤が混入さ
れた熱硬化性樹脂を成形型22に噴霧すると共に，繊維吹
付機32により２〜10mmの範囲の所定長の短繊維を吹付
け，第１のラミネートを形成する。該ラミネートが未硬
化である間に，スプレーアップ機40の樹脂噴霧機41よ
り，硬化剤が混入された熱硬化性樹脂を第１ラミネート
上に噴霧すると共に，繊維吹付機42より25〜50mmの範囲
の所定長の長繊維を吹付け，第２のラミネートを形成す
る。そして，短繊維の長さが６mm以上（10mm以下）であ
る場合には，両ラミネートが未硬化の間に，第２ラミネ
ート表面上にローラーを所定の圧力で転接させる。これ
により第１ラミネート内に発生している気泡は，脱泡さ
れる。この脱泡作業は，気泡の大きさが，従来のラミネ
ート内の気泡の大きさよりも小さいために，容易に行な
える。短繊維の長さが６mm以下の場合には，第１ラミネ
ート内に発生する気泡の直径は，通常，１mm以下であ
り，ローラーによる脱泡作業は不要である。そして，第
２ラミネートを形成し，脱泡作業後に第１および第２の
ラミネートを硬化させて，両ラミネートが一体化した所
定の形状の成形品を得る。

【００１７】

【発明の効果】本発明は，このように，有害な気泡がほ
とんど存在しない第１のラミネートを有しているため，
ゲルコートの破壊等を招来するおそれがなく，水密性・
耐熱性に優れ，浴槽等のように温度変化の激しい環境下
で使用しても外観を損なわず，高寿命化が図れる。

【００１８】本発明の製造方法によれば，脱泡作業がき
わめて容易，あるいは脱泡作業が不要であり，水密性・
耐熱性に優れた成形品が容易に得られ，生産性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維強化樹脂成形品の一例を示す断面
図

【図２】その成形品を製造するための装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

１１ 第１のラミネート １１ａ 補強繊維 １１ｂ 熱硬化性樹脂 １２ 第２のラミネート １２ａ 補強繊維 １２ｂ 熱硬化性樹脂 ２２ 成形型 ３０，４０ スプレーアップ機

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ３２Ｂ 5/28 Ａ 7421−4Ｆ 27/04 Ｚ 8413−4Ｆ Ｂ２９Ｋ 105:06 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプレーアップ成形法により繊維強化樹
   脂成形品を製造する方法であって，成形型に，比較的短
   い補強繊維および熱硬化性樹脂を吹付けて第１のラミネ
   ートを形成する工程と，該第１のラミネートが硬化する
   前に該第１のラミネートに比較的長い補強繊維および熱
   硬化性樹脂を吹付けて第２のラミネートを形成する工程
   と，前記第１および第２のラミネートを硬化させる工程
   と，を包含する繊維強化樹脂成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１のラミネートの補強繊維の長さ
   が２〜10mmであり，前記第２のラミネートの補強繊維の
   長さが25〜50mmである特許請求の範囲第１項に記載の繊
   維強化樹脂成形品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１のラミネートの厚さが0.6〜1.2
   5mmである特許請求の範囲第１項に記載の繊維強化樹脂
   成形品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記成形品にはゲルコートが形成されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の繊維強化樹脂成形品
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第２のラミネートを形成する工程後
   に脱泡作業が行われる特許請求の範囲第１項に記載の繊
   維強化樹脂成形品の製造方法。