JPH0815742B2

JPH0815742B2 - 繊維強化合成樹脂製成形体の製造方法および成形用シート

Info

Publication number: JPH0815742B2
Application number: JP3262083A
Authority: JP
Inventors: 克己小浜; 倶久阿部; 賢一上田; 弘岡本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH05131477A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化合成樹脂製成形
体の製造方法および成形用シートに関する。

【０００２】この成形体は、繊維強化合成樹脂からなる
基体と、その基体と一体で、且つ合成樹脂からなる表層
部とを有する。

【０００３】

【従来の技術】本出願人は、先に、この種成形体の製造
方法として、特開平２−２７３２２３号公報に開示され
た方法を提案している。

【０００４】この方法においては、未硬化状態の基体形
成層と、その基体形成層に積層された未硬化状態の表層
部形成層とを有する成形用シートに賦形加工を施し、次
いで、両層の硬化を同時に進行させる、といった手段が
採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この種成形用シートに
おいては、合成樹脂からなる表層部形成層と、強化用繊
維集合物および合成樹脂からなる基体形成層との構造上
の相違に起因して、表層部形成層の硬化収縮率が基体形
成層の硬化収縮率に比べて大きくなる。

【０００６】このような状況下において両層の硬化を同
時に進行させると、表層部に比較的大きな内部応力が生
じ、その結果、軽度の衝撃力によっても表層部にクラッ
クが発生するおそれがある。

【０００７】また表層部形成層および基体形成層の表層
部形成層近傍を含む領域においては、強化用繊維集合物
の強化用繊維から表層部形成層表面に至る部位に存する
樹脂量よりも、相隣る両強化用繊維間から表層部形成層
表面に至る部位に存する樹脂量の方が多いため、その樹
脂量の多い部位の収縮量が他の部位の収縮量よりも大き
くなり、その結果、樹脂量の多い部位のひけ（凹み）が
大きくなって、前記集合物における表層部形成層側の粗
面に対応する凹凸模様が表層部に現われ、成形体の表面
性が損われる、という問題もある。

【０００８】本発明の第１の目的は、表層部に生じる内
部応力を低減して優れた耐軽度衝撃性を有する表層部を
備えた前記成形体を得ることにある。

【０００９】また本発明の第２の目的は、優れた耐軽度
衝撃性と表面性を有する表層部を備えた前記成形体を得
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
め本発明によれば、繊維強化合成樹脂からなる基体と、
その基体と一体で、且つ合成樹脂からなる表層部とを有
する成形体を製造するに当り、未硬化状態の基体形成層
と、その基体形成層に積層された未硬化状態の表層部形
成層とを有する成形用シートに賦形加工を施し、次いで
前記基体形成層および前記表層部形成層のいずれか一方
を先に硬化させる繊維強化合成樹脂製成形体の製造方法
が提供される。

【００１１】また第２の目的を達成するため本発明によ
れば、前記表層部形成層を前記基体形成層よりも先に硬
化させる繊維強化合成樹脂製成形体の製造方法が提供さ
れる。

【００１２】

【実施例】図１は繊維強化合成樹脂製成形体１を示し、
その成形体１は箱形本体２と、その箱形本体２の開口部
外周縁全体に設けられたフランジ部３とを有する。成形
体１は積層体であって、内側の基体４と、外側に在って
基体４と一体の表層部５とを有する。基体４は繊維強化
合成樹脂からなり、また表層部５は合成樹脂からなる。

【００１３】図２は成形体１を得るために用いられる成
形用シート６を示し、その成形用シート６は、上部可撓
性フィルム７₁と下部可撓性フィルム７₂との間に、上
部可撓性フィルム７₁側に位置する未硬化状態の基体形
成層８と、下部可撓性フィルム７₂側に位置する未硬化
状態の表層部形成層９とを相互に積層して設けたもので
ある。

【００１４】上、下部可撓性フィルム７₁，７₂として
は、ビニロン、ポリビニルアルコール、ナイロン等の可
撓性熱可塑性合成樹脂より構成された厚さ５〜５００μ
ｍ、好ましくは１０〜１００μｍのフィルムが用いられ
る。それらフィルム７₁，７ ₂は基体形成層８および表
層部形成層９の支持体として機能し、成形後は成形体１
より剥離される。

【００１５】基体形成層８は強化用繊維集合物と、その
集合物に含浸された合成樹脂液とより構成される。ここ
で、合成樹脂液とは、常温下では高粘性を有するが、成
形用シート６の予熱または圧着段階で変形または流動す
るような性質を持つ合成樹脂を意味し、常温下で液状で
ある、ということではない。

【００１６】強化用繊維集合物には、ガラス、炭素、金
属、ケブラー（商標名、アラミド樹脂）、テトロン（商
標名、ポリエステル樹脂）等からなる各種繊維のロービ
ング、マット、スワールマット、不織布等が該当する。
また合成樹脂液には、不飽和ポリエステル樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリウレタン樹脂、エポキシ（メタ）ア
クリレート樹脂等の熱硬化性合成樹脂液が該当する。そ
の他の例として、基体形成層８における合成樹脂として
は電磁線（紫外線、電子線等）硬化型合成樹脂が用いら
れる。この種合成樹脂には、例えば、紫外線により合成
樹脂液を硬化させるために、前記熱硬化性合成樹脂液に
紫外線増感剤を添加したものが該当する。

【００１７】表層部形成層９は、前記熱硬化性合成樹脂
液を主成分とし、これに顔料、増粘剤、硬化触媒等を配
合して調製される。また成形用シート６の取扱い性を良
好にするため表層部形成層９に増粘処理が施される。そ
の増粘処理には、光照射、加熱等が適用される。

【００１８】成形用シート６に対する賦形加工後、基体
形成層８および表層部形成層９のいずれか一方が先に硬
化されるが、この硬化順序の調節は、加熱硬化の場合、
熱硬化性合成樹脂液に添加される硬化触媒の種類、添加
量等を変えることによって行われる。

【００１９】前記賦形加工としては、真空成形加工、空
気圧等の流体圧により成形用シート６を成形型に圧着す
る加圧成形加工、それらの併用等を挙げることができ
る。

【００２０】次に具体例について説明する。

【００２１】〔実施例１〕Ａ．成形用シートの製造不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒社製、商品名エポラックＮ−３２５）１００重量部無水ケイ酸粉末２重量部二酸化チタン顔料１０重量部スチレン（架橋剤）１５重量部をホモミキサに投入して混合し混合液を得た。次いで、
１００重量部の混合液に、２重量部の酸化マグネシウム
および１重量部のｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘ
キサノエート（硬化触媒）を添加して表層部形成層用合
成樹脂液を調製した。この合成樹脂液は、約１００℃で
急速にゲル化が進行して硬化する。

【００２２】前記合成樹脂液を、ビニロンよりなる厚さ
５０μｍの下部可撓性フィルム７₂上面に厚さ約０．８
mmに塗布し、次いで、塗布層に４０℃、２４時間の増粘
処理を施して表層部形成層９を形成した。

【００２３】不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒社製、
商品名エポラックＧ−１０５）１００重量部に、ｔ−ブ
チルペルオキシベンゾエート（硬化触媒）０．５重量部
を添加して基体形成層用合成樹脂液を調製した。この合
成樹脂液は、約１２０℃で急速にゲル化が進行して硬化
する。

【００２４】また５枚のガラス繊維マット（日東紡社
製、商品名Ｃ−４５０Ａ）を重ね合わせて強化用繊維集
合物を製作した。この集合物に前記合成樹脂液を含浸さ
せたものを表層部形成層９の上面に積層して、厚さ約
３．８mm、ガラス繊維の重量分率約４０％の基体形成層
８を形成し、次いでその層８の上面にビニロンよりなる
厚さ５０μｍの上部可撓性フィルム７₁を重ね合せ、そ
の後積層物に脱泡処理、それに次ぐ４０℃にて１時間の
増粘処理を施して厚さ約４．６mmの成形用シート６を得
た。Ｂ．成形体の製造図３（ａ），（ｂ）に示すように、この方法の実施に用
いられる真空成形型１０は上向きに開口するキャビティ
１１と、そのキャビティ１１底面に開口する複数の吸引
孔１２とを備え、それら吸引孔１２は真空源１３に接続
される。キャビティ１１において、その開口部の寸法は
縦５００mm、横２００mm、深さ５０mmである。

【００２５】成形体１の製造に当っては次の各工程を順
次実施するものである。 (i) 図３（ａ）に示すように、成形型１０を１００℃
に加熱し、その成形型１０上に、６０℃に予熱された成
形用シート６を、その表層部形成層９を下側にして配置
した。成形用シート６の予熱は、そのシート６を６０℃
の炉中に３０分間設置して行われた。 (ii) 図３（ｂ）に示すように、真空源１３を作動して
キャビティ１１内の空気を各吸引孔１２を介して排出し
た。キャビティ１１内の減圧により成形用シート６が下
方に向って撓み、次いでキャビティ１１内面に圧着さ
れ、賦形加工が行われた。

【００２６】その後、表層部形成層９が成形型１０によ
り加熱されて、その温度が約１００℃に上昇すると、表
層部形成層９が急速にゲル化して硬化する。この硬化反
応は発熱反応であって、その反応熱により基体形成層８
が加熱されて、その温度が約１２０℃に上昇すると、基
体形成層８の熱硬化性樹脂液が急速にゲル化して硬化
し、これにより成形体１を得た。 (iii) 成形体１を離型し、その基体４から上部可撓性
フィルム７₁を、また表層部５から下部可撓性フィルム
７₂をそれぞれ剥離した。

【００２７】前記成形体１における表層部５の表面性を
調べたところ、その表層部５には強化用繊維集合物に対
応する凹凸模様が現われておらず、十分に平滑であるこ
とが確認された。

【００２８】このような平滑面が得られるのは、次のよ
うな理由によるものと思われる。即ち、表層部形成層９
を先に硬化させると、その層９が樹脂単体より構成され
ていることからその全体が略均一に硬化収縮して表層部
９表面が平滑となり、その後の基体形成層８の硬化に伴
うその層８における樹脂単体部のひけが表層部９に何等
影響を与えることがないからである。

【００２９】比較のため、以下に述べる方法を採用して
成形体１を製造した。

【００３０】成形用シート６において、表層部形成層用
合成樹脂液には、実施例１のｔ−ブチルペルオキシ−２
−エチルヘキサノエート（１重量部）の代りに、ｔ−ブ
チルペルオキシベンゾエート（１重量部）が用いられ、
また基体形成層用合成樹脂液には、実施例１と同じｔ−
ブチルペルオキシベンゾエートが用いられたがその添加
量は１重量部に設定された。その外の構成要件は実施例
１の成形用シート６と同じである。

【００３１】そして、成形用シート６および実施例１の
成形型１０を用い、成形型１０を１１０℃に加熱して賦
形後の成形用シート６において基体形成層８および表層
部形成層９の硬化を同時に進行させた、という点を除
き、他の条件を実施例１の場合と同一にして成形体１を
製造した。

【００３２】比較例による成形体１において、その表層
部５の表面性を調べたところ、表層部５に強化用繊維集
合物に対応した凹凸模様が現われていることが確認され
た。

【００３３】次に、表層部５の各種特性を調べるため次
のような三種の試験を行った。（ａ）振り子式重り衝突衝撃試験この試験では、重りを成形体１の底部外面に衝突させ、
表層部５の状況と衝突エネルギとの関係を求めた。

【００３４】表１は試験結果を示す。表中、「○」印は
表層部５にクラックが発生しなかったことを、また
「×」印は表層部５にクラックが発生したことをそれぞ
れ示す。

【００３５】

【表１】表１から、本発明による表層部５は、比較例のものに比
べて耐軽度衝撃性が優れていることが判る。

【００３６】これは、本発明によれば、表層部形成層９
の硬化を、基体形成層８の硬化とは別に行うので、表層
部形成層９が自由に硬化収縮して表層部５に生じる内部
応力が低減されることに起因する。（ｂ）加工性試験この試験では、成形体１の底部にその外面側から、スピ
ンドル回転数１６００ｒｐｍの条件下で三種のホールカ
ッタを用いて、直径２５mm、５１mm、８１mmの各孔をあ
け、表層部５における孔縁域の状況を調べた。

【００３７】その結果、本発明による表層部５において
は、その孔縁域にクラックの発生は認められず、加工性
の良いことが確認された。

【００３８】比較例による表層部５においては、直径２
５mmの孔の孔縁域に微小クラックの発生が認められ、ま
た直径５１mmおよび８１mmの孔の孔縁域には同心円状の
傷の発生が認められた。（ｃ）冷熱サイクル試験この試験では、底部に前記と同一条件で直径２５mmの孔
を２個あけられた成形体１が用いられた。試験に当って
は、成形体１を−３０℃に２時間保持し、次いで昇温速
度５５℃／ｈで８０℃まで昇温し、その後８０℃に２時
間保持し、これを１サイクルとして複数回繰返した。

【００３９】表２は、試験後の表層部５における孔縁域
の状況を示す。

【００４０】

【表２】表２から、本発明による表層部５は比較例のものに比べ
て、苛酷な温度条件下において優れた耐久性を発揮する
ことが判る。

【００４１】〔実施例２〕本実施例における成形用シー
ト６は、基体形成層用合成樹脂液が実施例１のものと異
なる、という点を除き、他の構成要件を実施例１の場合
と同一にしたものである。

【００４２】基体形成層用合成樹脂液は、不飽和ポリエ
ステル樹脂（日本触媒社製、商品名エポラックＧ−１０
５）１００重量部に、紫外線増感剤（チバ・ガイギ社
製、商品名イルガキュア−６５１）２重量部を添加して
調製された。

【００４３】そして、成形用シート６および実施例１の
成形型１０を用い、実施例１と同様の方法で賦形加工、
それに次ぐ表層部形成層９の硬化を行った。その後基体
形成層８に、紫外線ランプを用いて１０分間紫外線を照
射し、基体形成層８を硬化させた。

【００４４】このようにして得られた成形体１において
も、その表層部５は十分に平滑であることが確認され
た。

【００４５】また前記同様に振り子式重り衝突衝撃試験
を行ったところ、実施例１の場合と同一結果が得られ、
表層部５が優れた耐軽度衝撃性を有することが確認され
た。

【００４６】なお、賦形後の成形用シート６の硬化に当
り、基体形成層８を表層部形成層９よりも先に硬化させ
ると、基体４の表層部５側に生じるひけ（凹み）に表層
部５が倣うため、その表面性が前記実施例による場合に
比べて低下するが、表層部５に厳格な表面性が要求され
ないときには、基体形成層８の優先的硬化といった方法
も採用される。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前記のよ
うに特定された手段を採用することによって、優れた耐
軽度衝撃性を有する表層部を備えた繊維強化合成樹脂製
成形体を得ることができる。

【００４８】また請求項２記載の発明によれば、前記の
ように特定された手段を採用することによって、優れた
耐軽度衝撃性および表面性を有する表層部を備えた繊維
強化合成樹脂製成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形体の断面図である。

【図２】成形用シートの要部拡大断面図である。

【図３】成形体の製造工程説明図であり、（ａ）は賦形
加工前を、（ｂ）は賦形加工後をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１成形体４基体５表層部６成形用シート８基体形成層９表層部形成層

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ３２Ｂ 27/16 8413−4Ｆ // Ｂ２９Ｋ 105:06 (72)発明者上田賢一大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒樹脂研究所内 (72)発明者岡本弘大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒樹脂研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維強化合成樹脂からなる基体（４）
と、その基体（４）と一体で、且つ合成樹脂からなる表
層部（５）とを有する成形体（１）を製造するに当り、
未硬化状態の基体形成層（８）と、その基体形成層
（８）に積層された未硬化状態の表層部形成層（９）と
を有する成形用シート（６）に賦形加工を施し、次いで
前記基体形成層（８）および前記表層部形成層（９）の
いずれか一方を先に硬化させることを特徴とする繊維強
化合成樹脂製成形体の製造方法。
【請求項２】前記表層部形成層（９）を前記基体形成
層（８）よりも先に硬化させる、請求項１記載の繊維強
化合成樹脂製成形体の製造方法。
【請求項３】繊維強化合成樹脂からなる基体（４）
と、その基体（４）と一体で、且つ合成樹脂からなる表
層部（５）とを有する成形体（１）を製造するために用
いられる成形用シート（６）であって、未硬化状態の基
体形成層（８）と、その基体形成層（８）に積層された
未硬化状態の表層部形成層（９）とを有し、その表層部
形成層（９）の硬化開始温度を前記基体形成層（８）の
硬化開始温度よりも低く設定したことを特徴とする成形
用シート。
【請求項４】繊維強化合成樹脂からなる基体（４）
と、その基体（４）と一体で、且つ合成樹脂からなる表
層部（５）とを有する成形体（１）を製造するために用
いられる成形用シート（６）であって、未硬化状態の基
体形成層（８）と、その基体形成層（８）に積層された
未硬化状態の表層部形成層（９）とを有し、その表層部
形成層（９）を構成する前記合成樹脂は熱硬化性合成樹
脂であり、また前記基体形成層（８）における合成樹脂
は電磁線硬化型合成樹脂であることを特徴とする成形用
シート。