JPH10296768A - 発泡樹脂成形品の製造方法およびこの製造方法に用いる製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】型面と成形体との間の摩擦抵抗が少なく、硬化
する前の発泡性熱硬化型樹脂液が型面に付着したりする
ことがない発泡樹脂成形品の製造方法およびこの製造方
法に用いる製造装置を提供することを目的としている。 【解決手段】連続的に進行する長繊維束に発泡性熱硬化
型樹脂液を含浸させた含浸体を、型の一端から型内に導
入し型内で発泡性熱硬化型樹脂液を発泡させ、型内面形
状に成形硬化させたのち、型の他端から引き出す発泡樹
脂成形品の製造方法において、発泡性熱硬化型樹脂液が
加熱により発泡し発泡成形体となって型内面に接する前
に型内面に潤滑剤を供給するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化されたウ
レタン樹脂からなる発泡樹脂成形品の製造方法およびこ
の製造方法に用いる製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工木材や枕木等に使用される繊維強化
樹脂発泡成形品は、たとえば、特開昭４８─４５５６０
号公報に開示されているように、発泡性熱硬化型樹脂を
連続的に進行する長繊維束に含浸させた含浸体を、型内
に導入し高周波電圧を型内または型に入る直前で印加し
て型内で発泡性熱硬化型樹脂を発泡硬化させて、型の断
面形状に成形された長尺の成形体を連続的に成形し、こ
の成形体を引取り機で引取り、所定の長さに切断するこ
とによって得られるようになっている。

【０００３】しかし、従来の繊維強化樹脂発泡成形品の
製造方法では、含浸体を型に連続的に導いて型内で発泡
性熱硬化型樹脂液を発泡硬化させる場合、発泡して充満
した発泡成形体と型との間に摩擦力が生じて、発泡成形
体の引き取りに障害が生じたり、発泡成形体の表面性が
損なわれたりする。また、硬化する前の発泡性熱硬化型
樹脂液が流路に付着してしまい連続成形に問題が生じる
場合があった。

【０００４】すなわち、繊維強化樹脂発泡成形品の品質
に問題がでる恐れがあるとともに、メンテナンスを頻繁
に行わなければならず生産性が悪い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、型面と成形体との間の摩擦抵抗が少な
く、硬化する前の発泡性熱硬化型樹脂液が型面に付着し
たりすることがない発泡樹脂成形品の製造方法およびこ
の製造方法に用いる製造装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明にかかる発泡樹脂成形品の製造方法
（以下、「本発明の製造方法」と記す）は、連続的に進
行する長繊維束に発泡性熱硬化型樹脂液を含浸させた含
浸体を、型の一端から型内に導入し型内で発泡性熱硬化
型樹脂液を発泡させ、型内面形状に成形硬化させたの
ち、型の他端から引き出す発泡樹脂成形品の製造方法に
おいて、発泡性熱硬化型樹脂液が加熱により発泡し発泡
成形体となって型内面に接する前に型内面に潤滑剤を供
給するようにした。

【０００７】本発明の製造方法において、発泡性熱硬化
型樹脂液としては、特に限定されないが、たとえば、イ
ソシアネートとポリオールと水とを含むウレタン樹脂液
が挙げられる。潤滑剤としては、発泡性熱硬化型樹脂液
と反応しないことと耐熱性を有することが必要で、たと
えば、発泡性熱硬化型樹脂液がウレタン樹脂液である場
合、シリコーンオイル、フッ化オイル、流動パラフィン
などが適してる。

【０００８】潤滑剤の粘度は、１０poise 以上１０００
poise 以下が望ましい。また、潤滑剤は、成形品表面の
平均潤滑剤厚さが５０μｍ以上１０００μｍ以下となる
量を供給することが望ましい。

【０００９】潤滑剤を供給する位置は、発泡成形体が型
内に充満する前ならどこでも良いが、発泡成形体が型内
に充満する位置が、型の入口から離れている場合、発泡
性熱硬化型樹脂液が型内面に付着することを防ぐため
に、型の入り口付近で潤滑剤を供給することが望まし
い。高周波誘電加熱に用いる高周波は、その出力や印加
時間は、得ようとする成形品の大きさやその組織により
変化するが、その周波数を１０ＭＨＺ〜３０００ＭＨＺ
の範囲にすることが好ましい。また、加熱は、高周波誘
電加熱と別の加熱方式、例えば熱風加熱や遠赤外線等の
加熱方式とを併用しても良いが、含浸体の外部と内部の
温度差を２０℃以下に収める加熱条件であることが望ま
しい。

【００１０】発泡性熱硬化型樹脂液を構成するポリオー
ルとしては、ウレタン発泡成形に一般的に用いられる、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポ
リマーポリオールが挙げられ、その粘度が３００cps/２
０℃以上２００００cps/２０℃以下のものが好ましい。
すなわち、粘度が３００cps/２０℃未満であると発泡性
熱硬化型樹脂液を長繊維束に含浸させている途中、また
は含浸後に長繊維束に発泡性熱硬化型樹脂液を保持する
ことができなくて、通過してしまう恐れがあり、２００
００cps/２０℃を越えると、発泡性熱硬化型樹脂液を長
繊維束に含浸する工程で、十分長繊維束に発泡性熱硬化
型樹脂液が含浸できない恐れがある。ポリオールの樹脂
平均官能数は、２を越えて８未満が好ましい。すなわ
ち、ポリオールの樹脂平均官能数が２以下の場合、重合
反応時に３次元的に反応しないために樹脂としての剛性
が弱くなり、８を越える場合、ポリオールの粘度が上昇
してしまい含浸不能となる恐れがある。

【００１１】発泡性熱硬化型樹脂液を構成するイソシア
ネートとしては、ウレタン発泡成形に一般的に用いられ
る、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下「ＭＤ
Ｉ」と記す）やトルエンジイソシアネート（以下「ＴＤ
Ｉ」と記す）が挙げられる。ポリオールとイソシアネー
トとの混合比率は、ポリオールを１００重量部に対して
イソシアネートを１００重量部以上１８０重量部以下と
することが好ましい。すなわち、ポリオール１００重量
部に対してイソシアネートが１００重量部未満の混合比
率の場合、イソシアネートが少なすぎ、１８０重量部を
越える混合比率の場合、ポリオールが少なすぎて、どち
らも未反応物が系に多すぎて物性が低下する恐れがあ
る。

【００１２】また、発泡性熱硬化型樹脂液には、必要に
応じて、一般的なウレタン発泡成形に使用される、触
媒、整泡剤、難燃剤、可塑剤、着色剤、架橋剤、安定
剤、ガラス繊維、無機系フィラー、粒状または粉状のウ
レタン成形体などの充填材を含有させることができる。

【００１３】長繊維束を構成する長繊維は、短繊維を絡
ませて、糸状としたものであっても良く、またモノフィ
ラメントであってもよい。要するに長繊維は連続した長
い繊維であればよい。長繊維束を構成する繊維の材質
は、特に限定されず、ガラス繊維、天然繊維、合成繊維
が用いられる。

【００１４】合成繊維としては、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリオレフィン等を用いることができる。またレ
イヨンであっても良い。繊維束を構成する長繊維の径
は、２μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。すなわち、
長繊維の径が２μｍ未満であると、発泡性熱硬化型樹脂
液を含浸する際に長繊維が切断されてしまい、１００μ
ｍを越えると、長繊維の表面積が減少して成形体の剛性
が低下する恐れがある。

【００１５】長繊維と発泡性熱硬化型樹脂液の混合比率
は、発泡性熱硬化型樹脂液１００重量部に対して長繊維
を２０重量部以上８０重量部以下とすることが好まし
い。発泡性熱硬化型樹脂液１００重量部に対して長繊維
が２０重量部未満であると、長繊維の比率が少ないため
に長繊維で剛性を向上した部分としていない部分での剛
性の分布が現れてしまい結局成形体の剛性が低下する恐
れがあり、長繊維が８０重量部を越えると、長繊維束全
体に発泡性熱硬化型樹脂液を均一に含浸することができ
ないため、やはり剛性の分布が生じてしまう恐れがあ
る。

【００１６】発泡性熱硬化型樹脂液を長繊維束に含浸さ
せる時の温度は、１０℃以上３５℃未満が好ましい。す
なわち、低温すぎると、発泡性熱硬化型樹脂液の粘度が
高すぎて、長繊維束に含浸しにくくなり、高温過ぎる
と、含浸中に発泡開始する恐れがある。

【００１７】一方、本発明にかかる発泡樹脂成形品の製
造装置（以下、「本発明の製造装置」と記す）は、連続
的に進行する長繊維束に発泡性熱硬化型樹脂液を含浸さ
せた含浸体が、一端から連続的に導入され、含浸体に含
浸された発泡性熱硬化型樹脂液が加熱されて発泡し、内
面形状に成形硬化されながら他端から引き出されるよう
になった型を備える発泡樹脂成形品の製造装置におい
て、型の一部に設けられ、高周波を透過する材質で形成
された高周波誘電加熱部と、この高周波誘電加熱部越し
に含浸体に高周波を印加して含浸された発泡性熱硬化型
樹脂液を高周波誘電加熱する高周波誘電加熱装置と、発
泡性熱硬化型樹脂が加熱発泡して発泡成形体となって型
内面に接する前に型内面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給
手段とを備えている構成とした。

【００１８】また、本発明の製造装置において、高周波
誘電加熱部は、高周波が透過可能な材質で形成されてい
れば、特に限定されないが、高周波に対する誘電体損失
係数が０．２以下のものが好ましく、たとえば、マイ
カ、エポキシガラスクロス、ガラス、繊維強化プラスチ
ック（以下、「ＦＲＰ」と記す）、セラミック、四フッ
化エチレン樹脂（以下、「テフロン」と記す）、シリコ
ン樹脂が挙げられ、これらのうちでマイカがより好まし
い。

【００１９】さらに、高周波誘電加熱部の必要性能は、
１〜２０kgf/cm² の発泡圧力に耐えるだけの剛性を有
し、反応熱や加熱による熱で変形せずに高温時にも前述
の剛性を備えるとともに、発泡性熱硬化型樹脂が接着に
しくいことが好ましい。そこで、高周波を透過する材料
のうち、剛性や耐熱性の高い材料と発泡性熱硬化型樹脂
液と接着しにくい材料を組み合わせて型を作ることも良
い。例えば、マイカ、エポキシガラスクロス、ＦＲＰな
どで高周波誘電加熱部本体を作り、この高周波誘電加熱
部本体の内壁面にテフロンを貼り付けたりテフロンコー
ティングするといったようなことである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は本発明の製造
装置の実施の形態をあらわしている。

【００２１】図１に示すように、この製造装置１は、吐
出機２と、含浸機３と、型４と、高周波誘電加熱装置
（マイクロ波オーブン）５と、引取り機６とを備えてい
る。吐出機２は、タンク（図示せず）から供給されたポ
リオールと、イソアネートとを混合して発泡性熱硬化型
樹脂液２１としたのち、サプライ（図示せず）から連続
的に供給される長繊維束８上に長繊維束８の進行方向に
対して垂直方向に往復動しながら発泡性熱硬化型樹脂液
２１を吐出して振りかけるようにするようになってい
る。

【００２２】含浸機３は、含浸台３１と３つの揉み板３
２とを備え、揉み板３２を長繊維束８の進行方向に垂直
な方向に往復動させて、含浸台３１との間で発泡性熱硬
化型樹脂液２１が振りかけられた長繊維束８を揉み，長
繊維束８中に発泡性熱硬化型樹脂液２１を含浸させて含
浸体８１にするようになっている。

【００２３】型４は、断面矩形をしていて、入口側が高
周波誘電加熱部４１、出口側が型本体部４２となってい
て、この高周波誘電加熱部４１で型４内に導入された含
浸体８１を高周波誘電加熱して発泡性熱硬化型樹脂液２
１を発泡硬化させるようになっている。また、型本体部
４２は、前半がヒーター（図示せず）加熱ゾーンになっ
ていて、後半が冷却手段（図示せず）を備えた冷却ゾー
ンになっている。

【００２４】高周波誘電加熱部４１は、本体が高周波が
透過しやすいマイカで形成されるとともに、本体の内壁
面がテフロンコーティングされていて、潤滑剤供給手段
としての潤滑剤溜め４３から潤滑剤供給用スリット４４
を介して潤滑剤が内部に供給されるようになっている。
潤滑剤供給用スリット４４は、発泡性熱硬化型樹脂液２
１が発泡して発泡成形体となって型４の内壁面に接する
位置より入口側に設けられている。

【００２５】高周波誘電加熱装置５は、型４の高周波誘
電加熱部４１を外側から囲むように設けられていて、高
周波誘電加熱部４１の壁面越しに型４内に導入された含
浸体８１に含浸された発泡性熱硬化型樹脂液２１を誘電
加熱して発泡硬化させるようになっている。引取り機６
は、型４から送り出されてくる発泡成形体８２を引取
り、切断装置（図示せず）の方へ送るようになってい
る。

【００２６】この製造装置１は、以上のように、潤滑剤
供給用スリット４３が設けられ、このスリット４４から
供給された潤滑剤が発泡性熱硬化型樹脂液２１が発泡し
発泡成形体８２となって型４の内壁面に接する位置より
入口側で型４の内壁面および／または発泡途中の中間体
表面に供給されるため、発泡が進み、型４の内壁面に接
する状態の発泡成形体８２になった時に、発泡成形体８
２と型４との間に潤滑剤が常に存在することになり、発
泡成形体８２と型との間に摩擦力が少なく、成形体８２
の引き取りがスムーズであるとともに、成形体８２の表
面が荒れたり、硬化する前の発泡性熱硬化型樹脂液２１
が型内壁面に付着することがない。

【００２７】したがって、この発泡成形体８２を切断す
ることによって得られる発泡樹脂成形品の表面形状も綺
麗な状態に保たれる。しかも、メンテナンスを行わなく
ても長期間の連続成形が可能になり、作業性が向上す
る。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の実施例をより詳しく説明す
る。

【００２９】（実施例１）０．５ｍの高周波誘電加熱部
４１と全長７ｍの型本体４２からなり、スリット４４が
発泡性熱硬化型樹脂液２１が発泡膨張して発泡成形体８
２となって型４の内壁面に接する位置より入口側に５cm
のところに設けられた型４と４ｋｗの出力の高周波誘電
加熱装置５とを備えた図１の製造装置１と同様の製造装
置を用いて以下のようにして発泡樹脂成形品を得た。

【００３０】まず、粘度５９００ｃｐｓ／２０℃、平均
２官能のポリエーテルポリオールを１００重量部と１４
０重量部と、ＭＤＩを１４０重量部と、水を１重量部
と、ジブチルチンジラウレートを０．５重量部と、シリ
コーンを１重量部とからなる発泡性熱硬化型樹脂液２１
を、吐出機２を介して繊維径が１２μｍのガラスロービ
ングからなる長繊維束８に振りかけたのち、連続的に含
浸させて含浸体を型４内に導入した。 そして、高周波
誘電加熱装置５によって含浸体中の発泡性熱硬化型樹脂
液を高周波誘電加熱して発泡させるとともに、潤滑剤(
東レダウコーニング社製シリコーンオイルSH200 、粘度
10000cps) をコンプレッサーによる５kgf/cm² の空気圧
で型４内に平均潤滑剤膜厚が２００μｍとなるようにス
リット４４から型４内に供給した。

【００３１】つぎに、発泡成形体８２を加熱ゾーンで８
０℃×２分間加熱したのち、冷却ゾーンで１０℃で５分
間冷却した。冷却後、引取り機６によって引取り速度１
ｍ／分で引取り、高さ１００mm、幅２００mmの繊維強化
発泡樹脂成形品を製造し、引取り機６の引取り力および
型４の内壁面への樹脂の付着の有無を目視により調べ
た。

【００３２】（比較例１）スリット４４の位置を発泡性
熱硬化型樹脂液２１が発泡膨張して型４の内壁面に接す
る位置より出口側５cmのところに設けた製造装置を用い
た以外は、実施例１と同様にして繊維強化発泡樹脂成形
品を製造し、引取り機６の引取り力および型４の内壁面
への樹脂の付着の有無を目視により調べた。

【００３３】（比較例２）潤滑剤を用いなかった以外
は、実施例１と同様にして繊維強化発泡樹脂成形品を製
造し、引取り機６の引取り力および型４の内壁面への樹
脂の付着の有無を目視により調べた。実施例１，比較例
１，２で調べた引取り機６の引取り力および型４の内壁
面への樹脂の付着の有無の調査結果を表１に纏めて示し
た。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明の製造方法および製造装置は、以
上のように構成されているので、型面と発泡成形体との
間の摩擦抵抗が少なく、硬化する前の発泡性熱硬化型樹
脂液が型面に付着したりすることがない。すなわち、メ
ンテナンス作業等を軽減できるとともに、引取り機にか
かる負荷も少なく、製品の不良も減少し、製造コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の実施の形態を模式的にあら
わす説明図である。

【符号の説明】

１ 製造装置 ４ 型 ５ 高周波誘電加熱装置 ８ 長繊維束 ２１ 発泡性熱硬化型樹脂液 ４１ 高周波誘電加熱部 ８１ 含浸体 ８２ 発泡成形体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に進行する長繊維束に発泡性熱硬化
   型樹脂液を含浸させた含浸体を、型の一端から型内に導
   入し型内で発泡性熱硬化型樹脂液を発泡させ、型内面形
   状に成形硬化させたのち、型の他端から引き出す発泡樹
   脂成形品の製造方法において、発泡性熱硬化型樹脂液が
   加熱により発泡し発泡成形体となって型内面に接する前
   に型内面に潤滑剤を供給することを特徴とする発泡樹脂
   成形品の製造方法。
2. 【請求項２】連続的に進行する長繊維束に発泡性熱硬化
   型樹脂液を含浸させた含浸体が、一端から連続的に導入
   され、含浸体に含浸された発泡性熱硬化型樹脂液が加熱
   されて発泡し、内面形状に成形硬化されながら他端から
   引き出されるようになった型を備える発泡樹脂成形品の
   製造装置において、型の一部に設けられ、高周波を透過
   する材質で形成された高周波誘電加熱部と、この高周波
   誘電加熱部越しに含浸体に高周波を印加して含浸された
   発泡性熱硬化型樹脂液を高周波誘電加熱する高周波誘電
   加熱装置と、発泡性熱硬化型樹脂が加熱発泡して発泡成
   形体となって型内面に接する前に型内面に潤滑剤を供給
   する潤滑剤供給手段とを備えていることを特徴とする発
   泡樹脂成形品の製造装置。
3. 【請求項３】高周波誘電加熱部がマイカによって形成さ
   れている請求項２に記載の発泡樹脂成形品の製造装置。