JPH1052868A - 繊維強化された熱硬化性発泡樹脂成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】釘打ちなどをしてもひびや割れが生じず、長手
方向だけでなくその他の方向にも充分な曲げ強度を備え
た繊維強化された熱硬化性発泡樹脂成形品およびその製
造方法を提供することを目的としている。 【解決手段】一方向に引き揃えられた線状繊維補強材群
を連続的に引き揃え方向に進行させ、この線状繊維補強
材群の進行中に成形体本体となる発泡硬化性樹脂液を線
状繊維補強材群に供給付着させ、線状繊維補強材群を揉
みほぐし発泡硬化性樹脂液を線状繊維補強材と線状繊維
補強材との間に含浸させたのち、この発泡硬化性樹脂液
が含浸した線状繊維補強材群の上下面にシート状繊維補
強材を沿わせながら成形用通路内に導き、成形用通路内
で発泡硬化性樹脂液を発泡硬化させて成形体本体の最表
面部がシート状繊維補強材によって補強され、残部が一
方向に略平行に引き揃えられた線状繊維補強材によって
補強された成形体を得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化された熱
硬化性発泡樹脂成形品およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】外観的に天然木材と類似しており、また
物性的に天然木材と同等以上の性能を示す繊維強化され
た熱硬化性発泡樹脂成形品が建材や枕木等の構造体とし
て使用されている。従来のこの種の熱硬化性発泡樹脂成
形品は、特公昭５２−２４２１号公報や特開平５−２３
７９４７号公報等に開示されているように、板状または
棒状の成形品本体が、発泡硬化性樹脂液発泡硬化させて
形成されていて、この成形品本体内に長繊維ガラス繊維
からなる線状補強材が長手方向に引き揃えられて略平行
に並んで分散されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
熱硬化性発泡樹脂成形品は、線状補強材が長手方向に引
き揃えられて成形品本体内に略平行に並んで分散されて
いるため、長手方向のまげ強度は、充分備えている。し
かし、たとえば、釘打ちなどの際に線状補強材に平行な
方向にひびや割れが生じやすいと言う欠点があるととも
に、特に薄肉板材製品などの場合、幅方向の曲げ強度が
長手方向の約１割程度しかなく、著しい強度異方性のた
めに用途が限定されると言う問題があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みて、釘打
ちなどをしてもひびや割れが生じず、長手方向だけでな
くその他の方向にも充分な曲げ強度を備えた繊維強化さ
れた熱硬化性発泡樹脂成形品およびその製造方法を提供
することを目的としている。

【０００５】

【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、請求項１の発明にかかる熱硬化性発泡樹脂成
形品（以下、「請求項１の成形品」と記す）は、熱硬化
性発泡樹脂からなる成形品本体が繊維補強材よって補強
されている熱硬化性樹脂成形品において、前記成形品本
体の最表面部がシート状繊維補強材によって補強されて
いて、残部が一方向に略平行に引き揃えられた線状繊維
補強材によって補強されている構成とした。

【０００６】一方、請求項２の発明にかかる熱硬化性発
泡樹脂成形品の製造方法（以下、「請求項２の製造方
法」と記す）は、一方向に引き揃えられた線状繊維補強
材群を連続的に引き揃え方向に進行させ、この線状繊維
補強材群の進行中に成形品本体となる発泡硬化性樹脂液
を線状繊維補強材群に供給付着させる工程、線状繊維補
強材群を揉みほぐし前記発泡硬化性樹脂液を線状繊維補
強材と線状繊維補強材との間に含浸させる工程、この発
泡硬化性樹脂液が含浸した線状繊維補強材群の上下面に
シート状繊維補強材を沿わせながら成形用通路内に導く
工程、および、成形用通路内で発泡硬化性樹脂液を発泡
硬化させて成形用通路の断面形状に成形する工程を備え
ている構成とした。

【０００７】他方、請求項３の発明にかかる熱硬化性発
泡樹脂成形品の製造方法（以下、「請求項３の製造方
法」と記す）は、一方向に引き揃えられた線状繊維補強
材群を連続的に引き揃え方向に進行させるとともに、こ
の線状繊維補強材群を上下から挟むようにシート状繊維
補強材を線状繊維補強材群と同一方向へ連続的に進行さ
せ、これら線状繊維補強材群およびシート状繊維補強材
の進行中に成形品本体となる発泡硬化性樹脂液を線状繊
維補強材群およびシート状繊維補強材に供給する工程、
線状繊維補強材群およびシート状繊維補強材を揉みほぐ
し、前記発泡硬化性樹脂液を線状繊維補強材群の線状繊
維補強材と繊維補強材との間および前記シート状繊維補
強材の繊維間に含浸させる工程、前記発泡硬化性樹脂液
が含浸した線状繊維補強材群およびシート状繊維補強材
を成形用通路内に導く工程、成形用通路内で発泡硬化性
樹脂液を発泡硬化させて成形用通路の断面形状に成形す
る工程を備えている構成とした。

【０００８】上記請求項１の成形品の構成において、成
形品本体となる熱硬化性発泡樹脂としては、特に限定さ
れないが、たとえば、ポリウレタン樹脂，フェノール樹
脂，ポリエステル樹脂等の発泡体が挙げられる。線状繊
維補強材としては、ポリエステル繊維等の有機繊維やカ
ーボン繊維，ガラス繊維等のフィラメント，ストラン
ド，ヤーン，ロービング等が挙げられ、ガラス繊維が好
ましい。

【０００９】シート状繊維補強材としては、ポリエステ
ル繊維等の有機繊維やカーボン繊維，ガラス繊維等のロ
ービングを平織にしたロービングクロス、ロービングを
すだれ状にしたもの、ヤーンを平織，しゅす織，一方織
などしたクロス、不織布マット，長繊維マット，オーバ
レイマット等マット状のものなどが挙げられ、ガラス繊
維不織布マットやガラス繊維ロービングをすだれ状にし
たものが好ましい。

【００１０】請求項２および請求項３の製造方法の構成
において、熱硬化性発泡樹脂液とは、比較的短時間で泡
化し硬化する液状の樹脂を意味し、たとえば、ポリウレ
タン樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂等の樹脂
液が好適に用いられ、必要に応じて触媒、着色剤、紫外
線吸収剤等の添加剤を添加混合しておいても構わない。
成形用通路としては、特に限定されないが、スチール
製の無端ベルトを４つ組み合わせて形成することが好ま
しい。

【００１１】

【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は本発明の請求
項１の成形品の実施の形態をあらわしている。図１に示
すように、この成形品１は、熱硬化性ウレタン樹脂発泡
体からなる成形品本体１１の厚み方向の両面近傍、すな
わち、最表面部１１ａにシート状繊維補強材としてのガ
ラス繊維不織布マット（コンティニュアスＧＦマット）
１２，１２が埋設され、残部１１ｂに長手方向に平行に
線状繊維補強材としてのガラス繊維ロービング１３が分
散して埋設されている。

【００１２】この成形品１は、このように、最表面部１
１ａが繊維の方向性がないガラス繊維不織布マット１２
によって補強されているので、縦横いずれの方向に曲げ
力がかかっても、割れることがない。勿論、釘打ち等を
行ってもひびや割れを生じることがない。また、最表面
部１１ａ以外の残部１１ｂが長手方向に平行なガラス繊
維ローズングによって補強されているので、長手方向に
直交する軸を中心とする曲げ方向の力が加わっても充分
な強度を発揮することができる。

【００１３】図２は本発明の請求項２の製造方法の実施
の形態をあらわしている。図２に示すように、この製造
方法は、まず、繊維配列板２１に設けられた小孔２２を
通して所望のピッチに配列させた線状補強繊維材群とし
てのガラス繊維ロービング群（以下、「ロービング群」
と記す）２３を連続的に成形用通路３方向に進行させ
る。

【００１４】そして、このロービング群２３の進行途中
で、散布機５ａを左右に往復動させながらロービング群
２３の上方から熱硬化性発泡樹脂液を散布してロービン
ク群２に熱硬化性発泡樹脂液を付着させる。このように
して熱硬化性発泡樹脂液が付着したロービング群２３
を、含浸台６の所で収束させ、含浸台６の上方に設けた
含浸板６１，６１と含浸台６との間で挟み込み、含浸板
６１を矢印に示すように左右に摺動させてロービング群
２３を揉み、各ロービング群２３を構成するガラス繊維
とガラス繊維との間に熱硬化性発泡樹脂液を含浸させ
る。

【００１５】つぎに、熱硬化性発泡樹脂液を充分に含浸
させたロービング群２３を図２および図３に示すよう
に、４つの無端ベルト（図２では上部２つの無端ベルト
しかあらわれていない）３１，３２，３３，３４を組み
合わせて形成された成形用通路３の入口から出口に向か
って成形用通路３内へ連続的に送り込むと同時に、シー
ト状補強繊維材としての長尺のガラス繊維不織布マット
１２，１２も上下の無端ベルト３１，３３に沿わせなが
ら、成形用通路３内へ連続的に送り込む。

【００１６】そして、成形用通路３内に熱硬化性発泡樹
脂液を加熱発泡硬化させて、成形様通路３と同じ断面形
状の成形品１を連続的に得るようになっている。

【００１７】なお、図２中、７は熱硬化性発泡樹脂液の
含浸室、７１は含浸室７の空調装置、２４はＡ剤の定量
供給ポンプ、２５はＢ剤の定量供給ポンプ、２６はＡ剤
温度調整用熱交換機、２７はＢ剤温度調整用熱交換機、
３５は成形用通路３内の熱硬化性発泡樹脂液を加熱する
ための熱風の発生機である。

【００１８】以上のように、この製造方法によれば、図
１に示す成形品１を連続的に得ることができるととも
に、連続発泡成形では、完全な回避が難しい表面の気泡
痕（ボイド）についても、表面部分に配置されるガラス
繊維不織布マット１２が、気泡痕を覆い隠し目立たなく
することで、外観品質の向上も可能になる。

【００１９】さらに、大断面の成形品を製造する上にお
いても、成形品の膨れや焼けや割れと言った問題も解消
することができる。すなわち、線状繊維補強材のみによ
って補強するようになっている従来の熱硬化性発泡樹脂
成形品の製造方法では、枕木製品等の厚みのある（解く
に厚み１００mm以上のもの）大断面の成形品を製造しよ
うとした場合、発泡硬化による自己発熱のためにヤング
率の下がった製品自体（特に製品表面部分）が残存する
内部発泡圧に負けて厚み方向に変形して、所謂太鼓型に
なってしまう。

【００２０】そこで、現在冷却強化，発泡剤低減，製品
一時冷却後の接着等様々な工夫がなられているが、１％
程度の変形が不可避なため表面研削を施しているのが現
状であり、原料ロス，工数増大が問題になっている。し
かし、この本発明の製造方法によれば、最表面部１１ａ
にガラス繊維不織布マット１２が配せられ、表面部分の
物性が向上するとともに、両表面部分のガラス繊維の密
度が高く、樹脂の発熱をガラス繊維が吸熱（緩和）して
脱型時の製品温度を抑えることができるため、膨れや焼
けや割れを解消できると考えられる。

【００２１】図４は請求項３の製造方法の実施の形態を
あらわしている。図４に示すように、この製造方法は、
繊維配列板２１の上下に配置された偏向ロール２８，２
８を介してガラス繊維不織布マット１２をロービング群
２３の上下から沿わした状態で散布機５ａを左右に往復
動させながらガラス繊維不織布マット１２およびロービ
ング群２３の上方から熱硬化性発泡樹脂液を散布してロ
ービング群２３およびガラス繊維不織布マット１２に熱
硬化性発泡樹脂液を付着させる。

【００２２】このようにして熱硬化性発泡樹脂液が付着
したガラス繊維不織布マット１２およびロービング群２
３を、含浸台６の所で収束させ、含浸台６の上方に設け
た含浸板６１，６１と含浸台６との間で挟み込み、含浸
板６１を矢印に示すように左右に摺動させてロービング
群２３を構成するガラス繊維間およびガラス繊維不織布
マットのガラス繊維間に熱硬化性発泡樹脂液を含浸させ
る。

【００２３】つぎに、熱硬化性発泡樹脂液を充分に含浸
させたガラス繊維不織布マット１２およびロービング群
２３を成形用通路３の内へ連続的に送り込む。

【００２４】そして、成形用通路３内で熱硬化性発泡樹
脂液を加熱発泡硬化させて、成形品１を連続的に得るよ
うになっている。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明の実施例をより詳しく説明す
る。 （実施例１）坪量１５０ｇ／ｍ² のガラス繊維不織布マ
ットを用い、図２に示す製造方法によって厚さ１００m
m、幅２００mmの枕木様の成形品を製造した。

【００２６】（比較例１）ガラス繊維不織布マットを用
いず、従来の製造方法で厚さ１００mm、幅２００mmの枕
木様の成形品を製造した。上記実施例１および比較例１
で得た成形品の成形用通路出口から出た直後（金型過脱
型時）および２４時間放置後の金型出口の断面形状との
厚みの変化を調べ、その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、本発明の製造方法によ
れば、従来の製造方法に比べ脹らみがなく成形品を成形
することができることが判る。

【００２９】（実施例２）厚さ１０mm、幅６００mmの薄
肉幅広成形品とした以外は、実施例１と同様にして成形
品を得た。 （比較例２）厚さ１０mm、幅６００mmの薄肉幅広成形品
とした以外は、比較例１と同様にして成形品を得た。

【００３０】上記実施例２および比較例２で得られた成
形品の比重および曲げ強度を調べその結果を表２に示し
た。

【００３１】

【表２】

【００３２】表１に示すように、本発明の製造方法によ
れば、従来の製造方法に比べ長手方向の強度を低下させ
ることなく、幅方向の強度を向上させることができるこ
とが明らかである。

【００３３】

【発明の効果】以上のように構成されているので、本発
明の請求項１の成形品は、長手方向の強度だけでなく、
幅方向の強度も優れたものとなるとともに、釘打ち時に
もひびや割れ等の発生を防止することができ、用途が広
がる。また、本発明の請求項２および請求項３の製造方
法は、上記成形品を連続的に製造することができるとと
もに、厚型の成形品においても、成形時に膨れや焼けや
割れなどを生じることがなくなり、不良品が減少する。
しかも、研削等の後加工の必要もなくなり、作業性が向
上するとともに、派生品の削減にも効果を奏する。さら
に、成形品の外観品質の向上を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の成形品の実施の形態をあらわす断面
図である。

【図２】請求項２の製造方法の実施の形態をあらわす製
造工程図である。

【図３】図２の成形用通路入口部分の斜視図である。

【図４】請求項３の製造方法の実施の形態をあらわす製
造工程図である。

【符号の説明】

１ 成形品 １１ 成形品本体 １１ａ 最表面部 １１ｂ 残部 １２ ガラス繊維（線状繊維補強材） １３ ガラス繊維不織布マット（シート状繊維補強材） ２３ ガラス繊維ロービング群（線状繊維補強材群） ３ 成形用通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱硬化性発泡樹脂からなる成形品本体が繊
   維補強材よって補強されている熱硬化性樹脂成形品にお
   いて、前記成形品本体の最表面部がシート状繊維補強材
   によって補強されていて、残部が一方向に略平行に引き
   揃えられた線状繊維補強材によって補強されていること
   を特徴とする熱硬化性発泡樹脂成形品。
2. 【請求項２】一方向に引き揃えられた線状繊維補強材群
   を連続的に引き揃え方向に進行させ、この線状繊維補強
   材群の進行中に成形品本体となる発泡硬化性樹脂液を線
   状繊維補強材群に供給付着させる工程、線状繊維補強材
   群を揉みほぐし前記発泡硬化性樹脂液を線状繊維補強材
   と線状繊維補強材との間に含浸させる工程、この発泡硬
   化性樹脂液が含浸した線状繊維補強材群の上下面にシー
   ト状繊維補強材を沿わせながら成形用通路内に導く工
   程、および、成形用通路内で発泡硬化性樹脂液を発泡硬
   化させて成形用通路の断面形状に成形する工程を備えて
   いる請求項１に記載の熱硬化性発泡樹脂成形品の製造方
   法。
3. 【請求項３】一方向に引き揃えられた線状繊維補強材群
   を連続的に引き揃え方向に進行させるとともに、この線
   状繊維補強材群を上下から挟むようにシート状繊維補強
   材を線状繊維補強材群と同一方向へ連続的に進行させ、
   これら線状繊維補強材群およびシート状繊維補強材の進
   行中に成形品本体となる発泡硬化性樹脂液を線状繊維補
   強材群およびシート状繊維補強材に供給する工程、線状
   繊維補強材群およびシート状繊維補強材を揉みほぐし、
   前記発泡硬化性樹脂液を線状繊維補強材群の線状繊維補
   強材と繊維補強材との間および前記シート状繊維補強材
   の繊維間に含浸させる工程、前記発泡硬化性樹脂液が含
   浸した線状繊維補強材群およびシート状繊維補強材を成
   形用通路内に導く工程、成形用通路内で発泡硬化性樹脂
   液を発泡硬化させて成形用通路の断面形状に成形する工
   程を備えている請求項１に記載の熱硬化性発泡樹脂成形
   品の製造方法。