JPH09141654A - ガラス繊維プリフォ−ムの製造方法 - Google Patents

ガラス繊維プリフォ−ムの製造方法

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JPH09141654A
JPH09141654A JP7328151A JP32815195A JPH09141654A JP H09141654 A JPH09141654 A JP H09141654A JP 7328151 A JP7328151 A JP 7328151A JP 32815195 A JP32815195 A JP 32815195A JP H09141654 A JPH09141654 A JP H09141654A
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glass
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジン・トランスファ−成形法(RTM)な
どのガラス繊維強化プラスチックのクロ−ズドシステム
成形法において、成形型に導入してセットし、マトリク
ス樹脂を注入したとき、ガラス繊維が流れず、かつシワ
が発生せず、均一な厚みを有し、かつ均質なFRP成形
品を得ることが出来るガラス繊維プリフォ−ムを容易、
かつ安価に製造し得る方法を提供する。 【解決手段】 ガラス繊維プリフォ−ムの製造方法は、
ガラス繊維に、空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原
料、硬化剤、硬化促進剤、および有機溶剤からなるバイ
ンダ組成物を付着させ、ついでバインダ組成物中の不飽
和ポリエステル樹脂を硬化せしめて、ガラス繊維を樹脂
で一体に結合し、ガラス繊維プリフォ−ムを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維強化プ
ラスチック(FRP)のクロ−ズドシステム成形法に使
用するガラス繊維プリフォ−ムの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、FRPは、建設資材、住宅機材、
船艇、船舶、自動車、車両、工業材料、雑貨などの部材
として多く用いられているが、これらのFRP成形品を
つくるのに多くの成形法が知られており、成形品の形
状、大きさ、機能、性能、生産数量によって適宜の成形
法が選択されている。
【0003】これらの成形法のうち、多量生産する場合
は、最も効率の良いシ−トモ−ルディングコンパウン
ド、バルクモ−ルディングコンパウンドなどの成形材料
による成形が行われる。これに対し、大形品や数の少な
い製品は、ハンドレイアップ法やスプレ−アップ法など
のオ−プンモ−ルド法によって成形される。しかしなが
ら、これらのハンドレイアップ法やスプレ−アップ法に
よれば、揮発性物質の発生により作業環境が悪く、かつ
成形時間が長くかかり、生産効率が悪いという問題があ
った。
【0004】そこで、従来、上記のオ−プンモ−ルド法
に代えてレジン・トランスファ−成形法(RTM)、ス
トラクチャル・リアクション・インジェクション成形法
(SRIM)、レジン・インジェクション・バキュ−ム
成形法(RIVM)、ロ−プレッシャ−・メタルダイ成
形法(LPMDM)などのクロ−ズドシステム成形法に
移行するものが増えている。
【0005】これらのクロ−ズドシステム成形法の利点
は、つぎの通りである。すなわち、設備コストが低く、
より高い生産性をもっており、少中量生産への対応がで
きる。住宅機材、自動車の外装部品、船艇、建設資材部
品などを構成するFRP成形品の製造に利用できる。デ
ザインの自由度が高く、揮発性物質の発生もなく、作業
環境が良好である。FRP成形品の両面が平滑となり品
質も安定している。ハンドレイアップ法やスプレ−アッ
プ法に比較して、作業時間を大幅に短縮することができ
る。また、1つの樹脂注入機で多数の成形型に順次樹脂
注入を行なうことができて、多品種の製品を同時に成形
するのに最適である。このようなクロ−ズドシステム成
形法においては、ガラス繊維補強材は、コンテニアスマ
ットとプリフォ−ムが使用される。これらのうち、立上
がりが浅く、平らな形状の成形品にはコンテニアスマッ
トが適し、深絞り、あるいは曲面の多い形状にはプリフ
ォ−ムが適している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガラス繊維プリフォ−ムの製造方法において、バインダ
樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を使用すると、常温
では樹脂の硬化物は空気に触れる部分は、樹脂が硬化せ
ずにべとつき、粘着性が残る。例えば、塗料などに応用
する場合には、パラフィンやワックスなどを樹脂の中に
添加し、平滑塗膜の上部にワックスを浮かせ、空気を遮
断し、表面を硬化させる方法が一般的であるが、バイン
ダ組成物のスプレ−後、ガラス繊維に付着する樹脂は細
粒で、ワックスやパラフィンによって空気接触面に膜を
つくることができず、未硬化の軟らかい部分がべとつ
き、粘着性をもったガラス繊維プリフォ−ムとなり、ま
た、クロ−ズドシステム成形でもガラス繊維が流れ、均
質な強度のあるFRP成形品が得られないという問題が
あった。良質のガラス繊維プリフォ−ムが簡易にできる
技術の確立は、クロ−ズドシステム成形法の大きな課題
の1つであった。
【0007】本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を
重ねた結果、ガラス繊維のバインダ組成物として、空気
硬化型不飽和ポリエステル樹脂混合液を使用することに
より、上記の従来技術の問題を解決し得ることを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。本発明の目
的は、レジン・トランスファ−成形法(RTM)などの
ガラス繊維強化プラスチックのクロ−ズドシステム成形
法において、成形型に導入してセットし、マトリクスス
ク樹脂を注入したとき、ガラス繊維が流れず、かつシワ
が発生せず、均一な厚みを有し、しかも、かつ均質なF
RP成形品を得ることが出来るガラス繊維プリフォ−ム
を容易、かつ安価に製造し得る方法を提供しようとする
にある。本発明において使用するバインダ組成物は、水
で希釈して水溶液化することなく、低粘度の液状物とし
てガラス繊維にスプレ−ガンにより吹き付けることがで
き、かつ高熱温度で硬化する必要がなく、常温〜中温の
温度範囲で硬化してガラスチョップを固定することがで
きるものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるガラス繊維プリフォ−ムの製造方法
は、ガラス繊維強化プラスチックのクロ−ズドシステム
成形法に使用されるガラス繊維プリフォ−ムの製造方法
であって、ガラス繊維に、空気硬化型不飽和ポリエステ
ル樹脂原料、硬化剤、硬化促進剤、有機溶剤からなるバ
インダ組成物を付着させ、ついでバインダ組成物中の不
飽和ポリエステル樹脂を硬化せしめて、ガラス繊維を樹
脂で一体に結合し、ガラス繊維プリフォ−ムを形成する
ことを特徴としている。
【0009】上記において、ガラス繊維としては、ガラ
スチョップドストランドマット(ガラスマット)を主と
して使用する。ガラスマットは、JIS R3411に
規定されており、その厚みもEM300からEM900
までの厚みのグレ−ドがあり、また、厚みのバラツキも
小さい。その選択と組合せで所定の厚みのプリフォ−ム
が得られる。ガラスマットの幅も広く、成形品のプリフ
ォ−ムに充分対応できる大きさとなっている。ガラスマ
ットと併用してFRP表面の平滑性を得るために、サ−
フェイスマットを表面にセットすることもできる。FR
Pの剛性や強度を必要とする場合、ガラスロ−ビングク
ロス(#570,#860)、ガラスクロス(#20
0,#300)などをプリフォ−ムの中間またはFRP
の裏面になる側に入れることもできる。また、高強度や
高剛性にするため、カ−ボンクロス(一例として東レ社
製、商品名トレカCo6343)やケプラ−クロス(一
例として東レ・デュポン社製、商品名ケプラ−K28
1)などをガラス繊維と併用することもできる。複雑な
形状のガラス繊維プリフォ−ムの製造をガラスマットを
使用してつくる知見は今までにない。これは、常温から
中温で硬化できる本発明によるバインダを使用すること
で、はじめて可能となったものである。本発明によれ
ば、ガラスマットを使用して精度の高い均一なガラス繊
維プリフォ−ムを提供することができる。
【0010】上記空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂と
は、空気接触面の膜表面が硬化乾燥できるタイプの樹脂
である。空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂は、一般の
不飽和ポリエステル樹脂の原料、グリコ−ル、不飽和2
塩基酸、飽和2塩基酸などを使用できるが、その他の特
殊原料を加えて通常のエステル化反応を行うか、または
化学構造的に2〜3回に分けて反応を行なうことによっ
て得られるエステルを、スチレンモノマ−を主とするモ
ノマ−類と安定剤などに溶解した樹脂である。ここで、
特殊原料とは、下記のものである。 (1)グリコ−ル成分として、多価アルコ−ルのβ〜γア
ルケニルエ−テル類、ペンタエリスリットジアリルエ−
テル、トリアリルエ−テル、トリメチロ−ルプロパンジ
アリルエ−テル、アリルグリシジルエ−テルなどのアリ
ルエ−テルである。 (2)酸成分として、環状脂肪族不飽和多塩基酸であるテ
トラヒドロ無水フタ−ル酸、メチルテトラヒドロ無水フ
タ−ル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタ−ル
酸、αテルピネン無水マレイン酸付加物などがある。 (3)アマニ油、桐油などの乾性油、シクロペンタジエン
と乾性油をディ−ルスアルダ−反応させたシクロペンタ
ジエン化油。 (4)モノマ−成分としてアリルエ−テル構造をもつモノ
マ−の併用、メチロ−ルメラミンのアリルエ−テル、グ
リシジルアリルエ−テルノアジピン酸エステル、アリル
アセタ−ルなどである。 (5)その他、ジシクロペンタジエンをエステル化初期反
応中に添加し、無水マレイン酸と付加反応させて利用す
ることもできる。
【0011】樹脂混合液には、空気硬化型不飽和ポリエ
ステル樹脂の粘度を低下させるための有機溶剤、及び常
温で硬化させるための硬化促進剤、硬化剤からなってい
る。また、樹脂混合液のスプレ−分散、微細噴霧、ガラ
ス繊維のヌレをよくするための界面活性剤を加えること
ができる。
【0012】上記有機溶剤としては、アセトン、ラッカ
−シンナ−、ミネラルスピリット、メチルエチルケト
ン、酢酸エチル、メチルアルコ−ル、イソプロピルアル
コ−ルなど比較的低沸点溶剤を単独または混合して使用
する。
【0013】上記硬化促進剤としては、ナフテン酸コバ
ルト、オクテン酸コバルトなどのコバルトの有機酸塩を
主成分とし、ナフテン酸マンガン、オクテン酸バナジ
ル、ナフテン酸銅などの金属石鹸類、ジメチルアニリ
ン、ジエチルアニリン、トリエタノ−ルアミンなどなど
のアミン類、第4級アンモニウム塩、アセチルアセト
ン、コバルトアセチルアセトネ−トなどの助促進剤を加
えることができる。
【0014】上記硬化剤としては、メチルエチルケトン
パ−オキシド、シクロヘキサノンパ−オキシド、メチル
アセトアセテ−トパ−オキシド、アセチルアセトンパ−
オキシド、クメンハイドロパ−オキシドなどの常中温硬
化用の有機過酸化物が単独または混合して用いられる。
【0015】ここで、本発明の方法において用いるバイ
ンダ組成物の基本的配合をまとめて示す。 空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原料: 100重量部 硬化促進剤:有機酸コバルト塩(金属量7〜9%) 0.5〜3重量部 有機溶剤: 200〜500重量部 硬化剤:有機過酸化物 1〜5重量部
【0016】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を説
明する。本発明によるガラス繊維プリフォ−ムの製造方
法において、使用するプリフォ−ム製造用型は、FR
P、鉄板、ステンレス鋼板などの金属板、鋳物、金網な
どによりつくられており、簡易なFRP製の型で充分に
長期の使用に耐えることが出来る。型の表面には、空気
吸引のための直径5〜6mmの孔を開孔率10〜50%
であけておく。また、型の垂直部と水平部とで開孔率を
大きく変える必要はないが、垂直部の開孔率をやや大き
くするのが好ましい。
【0017】まず、プリフォ−ム製造用型を空気吸引装
置に接続し、型の内側より空気を吸引しながら、通常、
ガラスマットを型の内側に供給する。局部的な凹凸面や
コ−ナ−屈曲面(R面)などでガラスマットが表面にな
じまないときは、ガラスマットを該表面に接合すれば良
い。ここで、ガラスマットとしては、カッタ−ないしは
鋏で所定の大きさに切断したものを使用し、接合面は均
一な厚さとする。接合幅は、10〜30mmとするのが
好ましい。そして、空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂
原料、硬化剤、硬化促進剤、および有機溶剤からなるバ
インダ組成物を予め調製しておき、型内にガラスマツト
を例えば1枚または2枚積み重ねる毎にバインダ組成物
を吹き付け、ガラス繊維にバインダ組成物を付着させて
いく。なお、場合によっては、上記のようなガラスマッ
トを使用することなく、例えば、FRPのスプレ−アッ
プ機を用いてガラスロ−ビングよりガラスチョップにカ
ットしたものをプリフォ−ム製造用型に供給し、レジン
供給装置より上記バインダ組成物の吹付け作業を行な
い、型の内面に均一な厚みのガラスチョップをバインダ
組成物と共に付着させても良い。上記いずれの場合に
も、空気の吸引には1〜5馬力の吸引装置を使用し、そ
の吸引空気量は、例えば、60〜300m3/分とす
る。
【0018】最終製品の用途や形状により、ガラス繊維
に対するバインダの付着量を変えるものであるが、バイ
ンダの付着量は、硬化後の乾燥重量でガラス繊維100
重量部に対して2〜10重量部の範囲が適量であり、特
にガラスマットのみの場合は、ガラス繊維100重量部
に対して2〜5重量部の範囲が適量である。ここで、バ
インダが高付着率であるときは、硬いプリフォ−ムが得
られ、逆にバインダが低付着率であるときは、柔らかい
プリフォ−ムが得られるが、重要な点は、成形時にマト
リクス樹脂を注入したさいに、プリフォ−ムのガラス繊
維が押し流されることなく、シワの無い平滑な表面が、
かつ全体として均質なFRP製品が得られるようにバイ
ンダの付着量を選定することである。
【0019】ついで、バインダ組成物が付着したガラス
繊維を型と共に常温〜70℃(中温)の雰囲気下にお
き、バインダ組成物中の不飽和ポリエステル樹脂を硬化
せしめて、ガラス繊維を樹脂で一体に結合し、ガラス繊
維プリフォ−ムを形成する。このとき、バインダ組成物
中の溶剤は、吸引装置により吸引除去される。
【0020】つぎに、プリフォ−ム製造用型を空気吸引
装置から切り離し、この型を常温に放置するか、または
30〜70℃の硬化炉中に入れてバインダ組成物中の不
飽和ポリエステル樹脂をさらに硬化(熟成)せしめる。
ここで、バインダ組成物中の樹脂分の硬化時間は、例え
ば1次硬化として常温放置が30〜60分、ついで、2
次硬化として炉中硬化が20〜30分で完了する。これ
によって硬質のバインダが付着したガラス繊維プリフォ
−ムを得ることができる。なお、バインダ組成物の不飽
和ポリエステル樹脂の硬化速さは、バインダ組成物の構
成材料、すなわち空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原
料、硬化剤、硬化促進剤、および有機溶剤の種類によっ
て変わるので、これらの配合量を適切に選定する必要が
ある。
【0021】本発明の上記の方法により製造したガラス
繊維プリフォ−ムを使用して、通常のRTMなどのクロ
−ズドシステム成形法でガラス繊維強化プラスチックを
有利に成形することができるものである。すなわち、オ
ス・メスFRP型を使用し、これらの型内に上記の方法
により製造したガラス繊維プリフォ−ムをセットして型
締めを行ない、型に設けられた注入孔よりRTM注入装
置を用いて、硬化剤が混合されたRTM用不飽和ポリエ
ステル樹脂原料組成物を、RTM法の通常の圧力(0.
5〜7Kg/cm2)で注入し、成形温度30〜60℃
の温度範囲で成形を行なうものである。ここで、ガラス
繊維含有量は、通常20〜35%であり、注入樹脂組成
物は、上記RTM樹脂単独のものと、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、3酸化アンチモンなどの充填材
を、樹脂に対して20〜50重量部の割合で添加したも
のを使用することができる。
【0022】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を説明する。 実施例1 (1) バインダ組成物の調製 まず最初に、下記の配合割合を有するバインダ組成物を
調製した。 空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原料 100重量部 (商品名;リゴラック2158T、昭和高分子株式会社製) ナフテン酸コバルト塩(金属量8%)(硬化促進剤) 2重量部 アセトン(有機溶剤) 300重量部 メチルエチルケトンパ−オキサイド(硬化剤) 3重量部 (商品名;パ−メックN、日本油脂株式会社製) 空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原料、硬化促進剤、
および有機溶剤を上記の割合配合し、よく撹拌して混合
した。なお、上記硬化剤は使用時に混合して最終バイン
ダ組成物を調製した。
【0023】(2) ガラス繊維プリフォ−ムの調製 つぎに、上記バインダ組成物を使用して、本発明の方法
によりガラス繊維プリフォ−ムの製造を行なった。本発
明の方法において使用するプリフォ−ム製造用型とし
て、外表面をゲルコ−トした平滑表面のバスタブ形状を
有し、かつ約1m3のFRP製容器に直径5〜6mmの
孔を開孔率30%であけたものをプリフォ−ム製造用型
とした。また、型の水平部の開孔率をやや小さくし、垂
直部の開孔率をやや大きくした。上記プリフォ−ム製造
用型に1馬力の空気吸引装置を接続し、型の内側より空
気を吸引しながらガラスマットを型の内側に供給するよ
うにした。ここで、ガラスマットとして、厚みEM45
0(JIS R3411に規定)のものを使用し、5枚
のマットを25mm幅にラップさせてつなぎあわせたも
のを1プライとして、上記型内に3プライのマットを重
ね合わせ、1プライ毎に上記バインダ組成物の吹き付け
作業を行ない、ガラス繊維にバインダ組成物を付着させ
た。この時、空気吸引装置によって型の内側より60m
3/分の吸引空気量の空気を吸引除去した。このような
マット積層作業の終了後、積層マットを簡易に型押しし
た。ついで、バインダ組成物が付着したガラスマット
を、型と共に常温の雰囲気下におき、バインダ組成物中
の不飽和ポリエステル樹脂を硬化せしめて、ガラス繊維
を樹脂で一体に結合した。この時、1次硬化としての常
温放置時間を40分とした。また、バインダ組成物中の
溶剤は、吸引装置により吸引除去された。つぎに、プリ
フォ−ム製造用型を空気吸引装置から切り離し、この型
を45℃のFRP用硬化炉中に入れてバインダ組成物中
の不飽和ポリエステル樹脂をさらに硬化(熟成)せしめ
た。この時、2次硬化として炉中硬化は、25分で完了
した。これによって乾燥し、かつ硬質バインダが付着し
たガラス繊維プリフォ−ムを得た。なお、バインダの付
着量は、3重量%であった。
【0024】(3) FRP成形品の製造 上記(2) の本発明の方法により製造したガラス繊維プリ
フォ-ムを使用してRTMのクロ−ズドシステム成形法
により、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)の成形
品をつぎのようにして製造した。RTM用につくったバ
スタブ形状のFRP製容器のオス・メスFRP型を使用
し、これらの型内に上記のガラス繊維プリフォ−ムをセ
ットして型締めを行なった。ついで、型に設けられた注
入孔より注入装置(Hydrajecter Venus ProductInc.
製)を用い、RTM用不飽和ポリエステル樹脂原料組成
物(商品名;リゴラック162R、昭和高分子株式会社
製)を3kg/cm2の圧力で注入した。なお、注入樹
脂組成物は、上記RTM樹脂単独のもの(タイプA)
と、炭酸カルシウムよりなる充填剤を樹脂に対して50
重量部の割合で添加したもの(タイプB)の2種類とし
た。また、成形型の成形温度は45℃とし、硬化時間は
50分とした。こうして得られたFRP成形品は、いず
れも表面にシワが無く、平滑面を有する均質で表面状態
の良好なものであった。なお、FRP成形品のガラス繊
維含有量は、25重量%であった。上記2つのタイプの
FRP成形品の特徴、および製造段階における特徴を表
1にまとめて示した。
【0025】実施例2 (1) バインダ組成物の調製 上記実施例1の場合と全く同様にして、バインダ組成物
を調製した。
【0026】(2) ガラス繊維プリフォ−ムの調製 つぎに、上記バインダ組成物を使用し、つぎのようにし
てガラス繊維プリフォ−ムの製造を行なった。使用する
プリフォ−ム製造用型は、上記実施例1の場合と同様
に、外表面をゲルコ−トした平滑表面のバスタブ形状を
有し、かつ約1m3 のFRP製容器に直径5〜6mmの
孔を開孔率30%であけたものであり、また、型の水平
部の開孔率をやや小さくし、垂直部の開孔率をやや大き
くした。上記プリフォ−ム製造用型に2馬力の空気吸引
装置を接続し、型の内側より120m3/分の吸引空気
量の空気を吸引除去しながらFRPのスプレ−アップ機
(HISモデル80、Chopper Unit. Venus Product In
c.製)を用いて、ガラスロ−ビングよりガラスチョップ
にカットして供給し、レジン供給装置より上記バインダ
組成物の吹付け作業を行ない、型の内面に均一な厚みの
ガラスチョップ(6.7kg)をバインダ組成物と共に
付着させた。このようなバインダ組成物の吹付け作業の
終了後、簡易に型押しした。その後、プリフォ−ム製造
用型を空気吸引装置から切り離し、以下、上記実施例1
の場合と全く同様にして、ガラス繊維に付着したバイン
ダ組成物中の不飽和ポリエステル樹脂を硬化せしめ、硬
質バインダが付着したガラス繊維プリフォ−ムを得た。
なお、バインダの付着量は、8重量%であった。
【0027】(3) FRP成形品の製造 上記(2) の方法により製造したガラス繊維プリフォ−ム
を使用して、実施例1の場合と全く同様にして、RTM
のクロ−ズドシステム成形法により、ガラス繊維強化プ
ラスチック(FRP)成形品を製造した。得られたFR
P成形品は、いずれも表面にシワが無く、平滑面を有す
る均質で表面状態の良好なものであった。また、2つの
タイプのFRP成形品(タイプAとタイプB)の特徴、
および製造段階における特徴を表2にまとめて示した。
【0028】
【発明の効果】本発明は上述のように、ガラス繊維強化
プラスチックのクロ−ズドシステム成形法に使用される
ガラス繊維プリフォ−ムの製造方法であって、ガラス繊
維に、空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂原料、硬化
剤、硬化促進剤、および有機溶剤からなるバインダ組成
物を付着させ、ついでバインダ組成物中の不飽和ポリエ
ステル樹脂を硬化せしめて、ガラス繊維を樹脂で一体に
結合し、ガラス繊維プリフォ−ムを形成するもので、本
発明の方法によれば、クロ−ズドシステム成形法による
ガラス繊維強化プラスチックに使用するガラス繊維プリ
フォ−ムを製造することができ、本発明の方法で得られ
たガラス繊維プリフォ−ムを使用することにより、FR
P成形品はいずれも均質で、シワが発生せず、平滑面を
有するものであり、成形品の品質は外観的にも物性的に
も充分満足できるものが得られる。しかも、従来のよう
な大型の設備を必要とせず、簡易な設備を使用して簡単
な作業により実施することができる。また、高温・熱風
を必要とせず、省エネルギ−化を果たし得るので、経済
的なメリットは非常に大きいものがあるという効果を奏
する。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【手続補正書】
【提出日】平成8年9月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を
重ねた結果、ガラス繊維のバインダ組成物として、空気
硬化型不飽和ポリエステル樹脂混合液を使用することに
より、上記の従来技術の問題を解決し得ることを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。本発明の目
的は、レジン・トランスファー成形法(RTM)などの
ガラス繊維強化プラスチックのクローズドシステム成形
法において、成形型に導入してセットし、マトリックス
樹脂を注入したとき、ガラス繊維が流れず、かつシワが
発生せず、均一な厚みを有し、しかも、かつ均質なFR
P成形品を得ることが出来るガラス繊維プリフォームを
容易、かつ安価に製造し得る方法を提供しようとするに
ある。本発明において使用するバインダ組成物は、水で
希釈して水溶液化することなく、低粘度の液状物として
ガラス繊維にスプレーガンにより吹き付けることがで
き、かつ高熱温度で硬化する必要がなく、常温〜中温の
温度範囲で硬化してガラスチョップを固定することがで
きるものである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】まず、プリフォーム製造用型を空気吸引装
置に接続し、型の内側より空気を吸引しながら、通常、
ガラスマットを型の外側に供給する。局部的な凹凸面や
コーナー屈曲面(R面)などでガラスマットが表面にな
じまないときは、ガラスマットを該表面に接合すれば良
い。ここで、ガラスマットとしては、カッターないしは
鋏で所定の大きさに切断したものを使用し、接合面は均
一な厚さとする。接合幅は、10〜30mmとするのが
好ましい。そして、空気硬化型不飽和ポリエステル樹脂
原料、硬化剤、硬化促進剤、および有機溶剤からなるバ
インダ組成物を予め調製しておき、型の外面にガラスマ
ツトを例えば1枚または2枚積み重ねる毎にバインダ組
成物を吹き付け、ガラス繊維にバインダ組成物を付着さ
せていく。なお、場合によっては、上記のようなガラス
マットを使用することなく、例えば、FRPのスプレー
アップ機を用いてガラスロービングよりガラスチョップ
にカットしたものをプリフォーム製造用型に供給し、レ
ジン供給装置より上記バインダ組成物の吹付け作業を行
ない、型の外面に均一な厚みのガラスチョップをバイン
ダ組成物と共に付着させても良い。上記いずれの場合に
も、空気の吸引には1〜5馬力の吸引装置を使用し、そ
の吸引空気量は、例えば、60〜300m/分とす
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】(2)ガラス繊維プリフォームの調製 つぎに、上記バインダ組成物を使用して、本発明の方法
によりガラス繊維プリフォームの製造を行なった。本発
明の方法において使用するプリフォーム製造用型とし
て、外表面をゲルコートした平滑表面のバスタブ形状を
有し、かつ約1mのFRP製容器に直径5〜6mmの
孔を開孔率30%であけたものをプリフォーム製造用型
とした。また、型の水平部の開孔率をやや小さくし、垂
直部の開孔率をやや大きくした。上記プリフォーム製造
用型に1馬力の空気吸引装置を接続し、型の内側より空
気を吸引しながらガラスマットを型の外側に供給するよ
うにした。ここで、ガラスマットとして、厚みEM45
0(JISR3411に規定)のものを使用し、5枚の
マットを25mm幅にラップさせてつなぎあわせたもの
を1プライとして、上記型の外面に3プライのマットを
重ね合わせ、1プライ毎に上記バインダ組成物の吹き付
け作業を行ない、ガラス繊維にバインダ組成物を付着さ
せた。この時、空気吸引装置によって型の内側より60
/分の吸引空気量の空気を吸引除去した。このよう
なマット積層作業の終了後、積層マットを簡易に型押し
した。ついで、バインダ組成物が付着したガラスマット
を、型と共に常温の雰囲気下におき、バインダ組成物中
の不飽和ポリエステル樹脂を硬化せしめて、ガラス繊維
を樹脂で一体に結合した。この時、1次硬化としての常
温放置時間を40分とした。また、バインダ組成物中の
溶剤は、吸引装置により吸引除去された。つぎに、プリ
フォーム製造用型を空気吸引装置から切り離し、この型
を45℃のFRP用硬化炉中に入れてバインダ組成物中
の不飽和ポリエステル樹脂をさらに硬化(熟成)せしめ
た。この時、2次硬化として炉中硬化は、25分で完了
した。これによって乾燥し、かつ硬質バインダが付着し
たガラス繊維プリフォームを得た。なお、バインダの付
着量は、3重量%であった。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】(2)ガラス繊維プリフォームの調製 つぎに、上記バインダ組成物を使用し、つぎのようにし
てガラス繊維プリフォームの製造を行なった。使用する
プリフォーム製造用型は、上記実施例1の場合と同様
に、外表面をゲルコートした平滑表面のバスタブ形状を
有し、かつ約1mのFRP製容器に直径5〜6mmの
孔を開孔率30%であけたものであり、また、型の水平
部の開孔率をやや小さくし、垂直部の開孔率をやや大き
くした。上記プリフォーム製造用型に2馬力の空気吸引
装置を接続し、型の内側より120m/分の吸引空気
量の空気を吸引除去しながらFRPのスプレーアップ機
(HISモデル80、Chopper Unit.Ve
nus ProductInc.製)を用いて、ガラス
ロービングよりガラスチョップにカットして供給し、レ
ジン供給装置より上記バインダ組成物の吹付け作業を行
ない、型の外面に均一な厚みのガラスチョップ(6.7
kg)をバインダ組成物と共に付着させた。このような
バインダ組成物の吹付け作業の終了後、簡易に型押しし
た。その後、プリフォーム製造用型を空気吸引装置から
切り離し、以下、上記実施例1の場合と全く同様にし
て、ガラス繊維に付着したバインダ組成物中の不飽和ポ
リエステル樹脂を硬化せしめ、硬質バインダが付着した
ガラス繊維プリフォームを得た。なお、バインダの付着
量は、8重量%であった。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C08L 67/06 KKF 7310−4F B29C 67/14 G // B29K 67:00 105:12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス繊維強化プラスチックのクロ−ズ
    ドシステム成形法に使用されるガラス繊維プリフォ−ム
    の製造方法であって、ガラス繊維に、空気硬化型不飽和
    ポリエステル樹脂原料、硬化剤、硬化促進剤、および有
    機溶剤からなるバインダ組成物を付着させ、ついでバイ
    ンダ組成物中の不飽和ポリエステル樹脂を硬化せしめ
    て、ガラス繊維を樹脂で一体に結合し、ガラス繊維プリ
    フォ−ムを形成することを特徴とする、ガラス繊維プリ
    フォ−ムの製造方法。
  2. 【請求項2】 ガラス繊維にバインダ組成物を付着させ
    た後、常温〜70℃の温度でバインダ組成物中の不飽和
    ポリエステル樹脂を硬化させ、ガラス繊維を樹脂で結合
    する、請求項1記載のガラス繊維プリフォ−ムの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 バインダの付着量が、硬化後の乾燥重量
    で、ガラス繊維100重量部に対して2〜10重量部の
    割合となされている、請求項1記載のガラス繊維プリフ
    ォ−ムの製造方法。
  4. 【請求項4】 ガラス繊維としてガラスチョップドスト
    ランドマット(ガラスマット)を使用する、請求項1記
    載のガラス繊維プリフォ−ムの製造方法。
  5. 【請求項5】 ガラス繊維としてガラスロ−ビングより
    ガラスチョップにカットしたものを使用する、請求項1
    記載のガラス繊維プリフォ−ムの製造方法。
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