JPH11235726A - 積層物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂成形品を重合硬化樹脂補強層で
補強した立体形状（浴槽形状等）の積層物を成形する際
に型の占有時間を短縮し、生産性を向上する。 【解決手段】 型１と、熱可塑性樹脂成形品から成る型
３でセル９を形成し、セル９内の重合硬化性樹脂原料７
の重合発熱開始から重合発熱ピークまでの時間内に、型
１から離型し、積層物を押え具１０だけで支えた状態で
発熱硬化反応を進行させる。離型した型１は、もう一組
の熱可塑性樹脂成形品からなる型３'および押え具１０'
に対して使用し、二回目の成形を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂成形
品を重合硬化樹脂補強層で補強した浴槽等の所定形状の
積層物の製造方法に関し、更に詳しくは、熱可塑性樹脂
成形品から成る型を成形型の一部として用い、型のセル
内に重合硬化性樹脂原料を注入し、重合硬化させ、この
熱可塑性樹脂成形品と一体化させて所定形状の積層物を
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、型内に重合硬化性樹脂原料を
注入充満させ、硬化後離型して得られる重合硬化樹脂成
形品や、さらにガラス繊維を含んだ繊維強化重合硬化樹
脂（以下、ＦＲＰと称す）の成形品が、各種製品として
上市されている。

【０００３】また、熱可塑性樹脂成形品を型の一方に用
い、もう一方の型と組み合わせてセルを形成し、重合硬
化性樹脂原料を注入し、重合硬化させ、その熱可塑性樹
脂成形品と一体化する方法が、特開昭５１−９１９６５
号公報、特開平５−２３７８５４号公報、特開平９−５
７７６８号公報等に開示されている。ここでは、例え
ば、外観に優れるアクリル樹脂（熱可塑性樹脂成形品）
を表層に用い、裏面をＦＲＰにより補強した構成のバス
タブを製造する例などが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した熱可塑性樹脂
成形品から成る型を用いて一体化する積層物の製造方法
においては、セル内の重合硬化性樹脂原料の硬化反応を
十分完了させてから、その積層物を離型している。これ
は、重合硬化性樹脂原料の硬化が不十分の状態で離型す
ると、硬化の進行に伴う収縮による変形が生じたり、離
型時の型面との擦れ等の接触により積層物の表面が傷つ
くからである。

【０００５】しかしながら、硬化反応を十分完了させて
から離型する工程では、型の占有時間が長く、生産性が
低い。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、型の占有
時間が短く、生産性を向上できる積層物の製造方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹脂
成形品から成る型を所定形状の積層物を成形するための
型の一部として用い、該型のセル内に重合硬化性樹脂原
料を注入し、重合硬化させ、前記熱可塑性樹脂成形品と
一体化させて積層物とした後、該積層物を前記熱可塑性
樹脂成形品から成る型以外の型から離型する工程を含む
積層物の製造方法において、前記重合硬化性樹脂原料の
重合発熱開始から重合発熱ピークまでの時間内に、前記
熱可塑性樹脂成形品から成る型以外の型から離型するこ
とを特徴とする積層物の製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の方法により製造される積
層物の代表的な例としては、浴槽、洗面ボール、シャワ
ーパン等が挙げられる。以下、代表例としての浴槽につ
いて、すなわち、熱可塑性樹脂成形品の所定形状が浴槽
形状であるものについて、本発明を説明する。

【０００９】図１は、本発明の製造方法の一実施形態を
示す模式的断面図である。

【００１０】図１に示す例においては、ほぼ相似形をな
すバスタブ形状（浴槽形状）の２つの型（雌型１と雄型
３）を組み合わせることにより、バスタブ形状のセル９
を形成し、また、このセル９の外周部をシールパッキン
４により密閉している。これら２つの型のうち、雄型３
は熱可塑性樹脂成形品から成るものであり、重合硬化性
樹脂原料７により形成する補強層と一体化され、バスタ
ブの表層を構成する部材でもある。すなわち、ここで得
られる積層物から成るバスタブにおいては、外観に優れ
る熱可塑性樹脂成形品が表層側になり、その裏面は重合
硬化性樹脂原料７により形成した補強層になる。この補
強層の厚みは、セル間隔で調整すればよい。さらに、こ
の例では、注入した重合硬化性樹脂原料７によって熱可
塑性樹脂成形品から成る型３が変形しないように、型３
のセル９とは反対側の面（以下、セル外面と称す）側を
押え具１０によって支えている。

【００１１】また、雌型１の上側中央部には重合硬化性
樹脂原料７を注入するための注入口５が設けられ、その
下側両端部には、重合硬化性樹脂原料７を充満させる過
程でセル９内の空気を排除するための排気口６が設けら
れている。

【００１２】このような雌型１としては、例えば、エポ
キシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂等を用いたＦＲＰから成る型、ＦＲＰとレジンコンク
リート等との積層体から成る型、Ｎｉ電鋳の型（ＦＲＰ
の表面にニッケルをコートしたもの）、アルミニウム等
の金属から成る型、さらにこれらをリブ構造により補強
した型などが挙げられる。

【００１３】熱可塑性樹脂成形品から成る型３は、例え
ば、熱可塑性樹脂板を、真空成形、圧空成形、プレス成
形などの方法により熱成形して得られる。ここで用いる
熱可塑性樹脂板としては、アクリル樹脂板、ポリスチレ
ン板、ＡＢＳ樹脂板、またはこれらの積層板など、熱成
形可能な樹脂板が使用できる。真空成形や圧空成形に
は、プラグなどによる補助成形を行うこともできる。ま
た、これらの樹脂板に予め印刷を施したり、フィルムを
ラミネートすることもできる。

【００１４】特に、この熱可塑性樹脂板として、熱成形
加工性および耐溶剤性に優れたアクリル樹脂板を用いる
ことが好ましい。この好適なアクリル樹脂板としては、
例えば、特公平６−７００９８号公報に記載のように、
メタクリル酸メチル単独、または、メタクリル酸メチル
６０重量％以上とアクリル酸エステル４０重量％以下と
の単量体混合物を、重合開始剤の存在下で重合させてア
クリル樹脂板を製造するに当たり、予め単量体全体に対
して０.０１〜２０重量％の連鎖移動剤を添加してシラ
ップを製造し、次いでそのシラップに対して０.０２〜
１.０重量％の架橋剤を添加して、鋳型中で注型重合さ
せることによって得られるアクリル樹脂板が挙げられ
る。

【００１５】次に、図１に示す型を用いてバスタブ形状
の積層物を製造する方法について説明する。

【００１６】まず、セル９内にガラス繊維プリフォーム
８を載置する。このガラス繊維プリフォーム８は、例え
ば、吹き付けやプレスするなどして型３に対応する形状
（ほぼ同形状）に成形したガラス繊維で構成することが
できる。また、この代わりに、ガラス繊維を織布や不織
布などにマット化したガラス繊維マットを用いることも
できる。このガラス繊維プリフォーム８やガラス繊維マ
ット（および後に詳述するフィラー）は、主に、積層物
の強度を向上させ、かつ耐熱性を向上させるため所望に
応じて用いる。その含有量は、セル９内に充填する材料
の合計量に対して、１０重量％〜９０重量％の範囲内と
することが好ましい。

【００１７】また、補強材として一枚または複数に分割
したベニヤ板や樹脂板などをセル９内に入れ込み、重合
硬化性樹脂７と一体化することも有効である。

【００１８】次に、注入口５から重合硬化性樹脂原料７
を注入し、セル９内に充満させる。この重合硬化性樹脂
原料７としては、熱可塑性樹脂成形品から成る型３と親
和性を有し、重合硬化してかかる熱可塑性樹脂成形品と
密着一体化可能なものであればよく、熱可塑性樹脂成形
品の種類等に応じて適宜選択すればよい。例えば、不飽
和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹
脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらを変性
した樹脂などが挙げられる。このうち、不飽和ポリエス
テル樹脂としては、オルソフタル酸系、イソフタル酸
系、テレフタル酸系またはビスフェノール系不飽和ポリ
エステル樹脂、およびこれらのアクリル変性不飽和ポリ
エステル樹脂、ならびに、オルソフタル酸系、イソフタ
ル酸系、テレフタル酸系またはビスフェノール系不飽和
ポリエステル樹脂に、アクリル樹脂を添加した樹脂組成
物などが用いられる。

【００１９】また、重合硬化性樹脂原料７に補強用フィ
ラーを混合して用いてもよい。この補強用フィラーとし
て、例えば、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ガ
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維
など、従来より知られる各種フィラーを用いることがで
きる。これらは、一種または二種以上を適宜組み合わせ
て使用できる。また、これらフィラーは、カップリング
処理を施して用いることが好ましい。

【００２０】図１に示す例においては、重合硬化性樹脂
原料７を充満させる過程で、セル９内の空気が排気口６
から排除される。ただし、本発明はこのような方式に限
定されない。例えば、型１と型３を組み合わせたセル９
の外周部から空気を排気する方式等も採用できる。

【００２１】ここで、重合硬化性樹脂原料７に気泡が残
留することがあっても、図１に示すように、熱可塑性樹
脂成形品から成る型３を下に配置し、雌型１を上に配置
することにより、型３側から型１側に気泡を集め、外観
や強度などの性能の低下を防ぐこともできる。

【００２２】次に、セル９内に充填した重合硬化性樹脂
原料７を重合硬化し、この重合硬化性樹脂原料７の重合
発熱開始から重合発熱ピークまでの時間内に、型１から
離型する。離型前の重合硬化反応においては、硬化発熱
により熱可塑性樹脂成形品から成る型３が変形すること
がないように、硬化条件を制御することが望ましい。具
体的には、硬化剤量を減らすなどして発熱温度が高くな
らないようにすればよい。さらに、硬化時に重合硬化性
樹脂原料７が発泡しないように、充填する重合硬化性樹
脂原料７の脱泡を行うことも有効である。

【００２３】また、離型性を良好にする目的で、あらか
じめ型１のセル９を構成する面（重合硬化性樹脂原料７
が接する面）に離型剤を塗布したり、その面をテフロン
等密着し難い材料でラミネートすることが好ましい。

【００２４】ここで、重合硬化性樹脂原料７の硬化反応
がまだ完了していない時点で型１から離型すれば、型１
の占有時間は短縮できる。しかし、離型時における重合
硬化性樹脂原料７が未硬化で流動性が高いと、その形状
が保持されず、良好な積層物は得られない。すなわち、
その離型する時点は、重合硬化性樹脂原料７の重合硬化
の度合いに大きく影響される。しかしながら、成形中の
型内における硬化状態を逐次観察することは困難であ
る。そこで、本発明においては、この離型の時点の基準
を、その重合硬化性樹脂原料７の重合発熱開始から重合
発熱ピークまでの時間内とすることにより、型に設けら
れる通常の測温手段などを用い、簡易に適切な離型時を
判断できるようにしている。

【００２５】この離型時の具体的な温度については、重
合硬化性樹脂原料７の種類、熱可塑性樹脂成形品から成
る型３の形状、両型１、３の熱容量など、各種条件に応
じて最適な値が異なる。したがって、本発明において、
具体的な温度については特に限定は無い。例えば、予め
その重合発熱ピークの温度の具体値を調べておき、その
具体値以前の温度段階であって、その形状が保持される
程度に重合硬化性樹脂原料７の流動性が無い状態の温度
時に離型すればよい。ただし、この離型時の温度は、発
熱ピーク時よりもある程度前である方が好ましく、具体
的には発熱ピーク時の温度よりも約５℃以上低い温度の
時点で離型することが好ましい。

【００２６】この離型後、硬化反応が完了していない重
合硬化性樹脂原料７は、熱可塑性樹脂成形品から成る型
３によって形状が保持され、その変形が防止される。ま
た、さらに熱可塑性樹脂成形品から成る型３自体も変形
しないように、型３のセル外面を押え具１０によって支
え、変形防止をより確実にしている。

【００２７】また、離型時の型１の面との擦れ等の接触
による積層物の傷については、本例で得られるバスタブ
では、外観に優れる熱可塑性樹脂成形品が表面になり、
重合硬化性樹脂原料７により形成した傷のつき易い補強
層は裏面になるので、その傷は問題にならない。

【００２８】離型後、この積層物、すなわち熱可塑性樹
脂成形品からなる型３と硬化反応途中の重合硬化性樹脂
原料７から成る補強層から成る積層物は、押え具１０で
支えられた状態で、そのまま発熱硬化反応が進行する。

【００２９】押え具１０としては、例えば、一体化され
たまたは分割された押え具を使用できる。具体的には、
エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂などのＦＲＰ、アルミニウムなどの金属、木材な
どで構成される押え具を好適に使用できる。また、固体
から成る押え具１０の代わりに、気体、液体などの流体
を用いて型３を支えることもできる。具体的には、型３
側のセル外面に密閉空間を形成し、空気や窒素などの気
体、水やシリコンオイルなどの液体により支持する方法
がある。また、この押え具１０や支持用流体を温調可能
な構成にすれば、成形サイクルアップなど、成形性向上
の点でも有効である。

【００３０】型３のセル外面を支持する際、型３の形状
および寸法が変動した場合、流体による支持は特に問題
ないが、固体による加圧は嵌合に問題が生じることがあ
る。この場合は、変形し難いコーナー部などを除き、平
面部などの変形し易い部分のみを押え具１０により支持
することで、型３と押え具１０との形状余裕、および得
られる積層物の形状安定性を向上させることもできる。

【００３１】さらに、セル外面を一体化された押え具ま
たは分割された押え具により支持する場合、押え具１０
の押え面と、熱可塑性樹脂成形品から成る型３側のセル
外面の間を、例えば減圧状態にすることにより密着さ
せ、熱可塑性樹脂成形品から成る型３の面のたわみを矯
正することができる。この場合は、押え具１０に減圧孔
を設けておき、そこから脱気減圧すればよい。

【００３２】以上のような工程に従い、重合硬化性樹脂
原料７の重合発熱ピーク前に型１を離型すれば、型１の
占有時間が短くなり、その有効利用が可能である。

【００３３】図２は、その離型した型１等を有効に利用
すべく、積層物の硬化を完了させる間に、型１等を次の
成形に使用する実施形態を示す模式的断面図である。こ
の実施形態においては、予め１個の型１に対して複数個
の熱可塑性樹脂成形品から成る型３、３'、および、押え
具１０、１０'を用意しておく。そして、型１、熱可塑性
樹脂成形品からなる型３、押え具１０を用い、先に述べ
た工程を一回目の成形として実施し、重合硬化性樹脂原
料７の重合発熱ピーク前に型１を離型する。

【００３４】この離型後も、一回目の成形による積層物
は、押え具１０で支られた状態で、発熱硬化反応が進行
する。この反応が進行している間に、離型した型１を、
押え具１０'で支えた熱可塑性樹脂成形品から成る型３'
に対して用い、同様のセルを形成し、二回目の成形を繰
返す。これにより、型１やその型締めの装置などの台数
を抑えることができ、その占有時間を短縮でき、その結
果、生産性を向上できる。

【００３５】以上説明した各実施形態においては、バス
タブ（浴槽）形状の例を挙げたが、本発明はこれに限定
されず、例えば洗面ボールやシャワーパンなど、各種の
立体形状の樹脂成形品の製造に有用である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００３７】［実施例１］図１を用いて説明した工程に
従い、以下のようにして、バスタブ形状の積層物を作製
した。

【００３８】まず、不飽和ポリエステル樹脂（商品名ユ
ピカ４５２１Ｐ、日本ユピカ（株）製）１００重量部に
対し、触媒（商品名パーメックＮ、日本油脂（株）製）
１.５重量部を、注入直前にスタティックミキサーによ
り混合し、重合硬化性樹脂原料７とした。

【００３９】次に、バスタブ形状のＦＲＰから成る雌型
１と、アクリル樹脂成形品から成る雄型３の間に、予め
成形したガラス繊維プリフォーム８を入れ、型１、３を
組み合せ、セル９内の型間隔を補強目標厚さの４ｍｍと
し、弾性体のシールパッキン４により密閉した。また、
押え具１０をアクリル樹脂成形品から成る型３のセル外
面に配置して支えた。

【００４０】次に、先に調合した重合硬化性樹脂原料７
を注入口５より１ｋｇ／ｃｍ²の圧力で注入し、セル９
内に充満させた。この重合硬化性樹脂原料７は硬化反応
により発熱した。２５℃から４０℃程度まで発熱したと
ころで、発熱ピーク温度（５０℃程度）になる前に型１
から離型し、押え具１０のみで支えた状態にした。

【００４１】このような状態で４０分間放置したとこ
ろ、重合硬化性樹脂原料７は発熱ピーク温度約５０℃に
達した。この重合硬化反応が十分完了してから、押え具
１０を取り外し、アクリル樹脂成形品に補強層を一体化
した積層物から成るバスタブを得た。

【００４２】本実施例では、重合硬化性樹脂原料７の発
熱ピーク温度になる前の硬化が不十分な状態で離型した
が、アクリル樹脂成形品自体と押え具１０により形状を
保持することができ、形状変化の無い良好なバスタブが
得られた。また、このバスタブは、外観上も問題無く、
ＪＩＳ Ａ １７１８にしたがって性能評価をしたとこ
ろ、変形やクラックは無く、全ての項目に合格した。

【００４３】［実施例２］図２に示すように、さらに、
もう一組の熱可塑性樹脂成形品からなる型３'および押
え具１０'を用意した。

【００４４】そして、一回目の成形を実施例１と同様の
工程で実施し、重合硬化性樹脂原料７の発熱ピーク温度
になる前に積層物を型１から離型し、押え具１０のみで
支えた状態で重合硬化反応を完了させ、一回目の成形に
よるバスタブを得た。

【００４５】また、一回目の成形における重合硬化反応
が進行している間に、一回目の成形で離型した型１や型
締め等の装置を、もう一組の熱可塑性樹脂成形品からな
る型３'および押え具１０'に対して使用し、同様の成形
を繰返し、二回目の成形によるバスタブを得た。

【００４６】本実施例では、一回目の成形が完了する前
に、型１等を用いて二回目の成形を行なうことができ、
その型１等の占有時間を短縮でき、生産効率を向上でき
た。また、一回目および二回目の成形で得たバスタブ
は、実施例１と同様に形状変化が無く、外観上も問題無
く、ＪＩＳ Ａ １７１８にしたがって性能評価をした
ところ、変形やクラックは無く、全ての項目に合格し
た。

【００４７】［比較例１］図３に示すように、アクリル
樹脂成形品から成る型３および押え具１０の代わりに、
雌型１と同様のＦＲＰ製の雄型２を使用したこと以外
は、実施例１と同様の工程に従い、重合硬化性樹脂原料
７の硬化成形物を得ようとした。

【００４８】しかし、重合硬化性樹脂原料７が２５℃か
ら４０℃まで発熱した時点で、発熱ピーク温度になる前
の硬化が不十分な状態で両型１、２から離型したとこ
ろ、その後の硬化の進行に伴い成形物に反り変形が生じ
た。さらに、表面である雄型２側に擦り傷が生じ、外観
の劣るバスタブとなった。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、熱可塑性
樹脂成形品を重合硬化樹脂で補強した所定形状の積層物
を製造するに当たり、使用する型の占有時間を短縮で
き、生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の一実施形態を示す模式的断
面図である。

【図２】本発明において、離型した型等を有効に利用す
るための実施形態を示す模式的断面図である。

【図３】比較例１の製造方法を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 雌型 ２ 雄型 ３、３' 熱可塑性樹脂成形品から成る型 ４ シールパッキン ５ 注入口 ６ 排気口 ７ 重合硬化性樹脂原料 ８ ガラス繊維プリフォーム ９ セル １０、１０' 押え具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂成形品から成る型を所定形
   状の積層物を成形するための型の一部として用い、該型
   のセル内に重合硬化性樹脂原料を注入し、重合硬化さ
   せ、前記熱可塑性樹脂成形品と一体化させて積層物とし
   た後、該積層物を前記熱可塑性樹脂成形品から成る型以
   外の型から離型する工程を含む積層物の製造方法におい
   て、 前記重合硬化性樹脂原料の重合発熱開始から重合発熱ピ
   ークまでの時間内に、前記熱可塑性樹脂成形品から成る
   型以外の型から離型することを特徴とする積層物の製造
   方法。
2. 【請求項２】 成形の際に、熱可塑性樹脂成形品から成
   る型を、流体または押え具によって支える請求項１記載
   の積層物の製造方法。
3. 【請求項３】 ガラス繊維マットまたは熱可塑性樹脂成
   形品から成る型に対応する形状に成形したガラス繊維
   を、重合硬化性樹脂原料を注入するに先立ってセル中に
   載置しておく請求項１または２記載の積層物の製造方
   法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂成形品から成る型以外の型
   １個に対して、熱可塑性樹脂成形品からなる型および押
   え具を複数個用意し、積層物を前記熱可塑性樹脂成形品
   から成る型以外の型から離型した後、該積層物を押え具
   で支えた状態で重合硬化性樹脂原料の発熱硬化反応を進
   行させる間に、他の押え具で支えた他の熱可塑性樹脂成
   形品から成る型と、前記離型後の熱可塑性樹脂成形品か
   ら成る型以外の型を用いてセルを形成し、積層物を製造
   するための前記工程を繰返す請求項２または３記載の積
   層物の製造方法。