JPS5892522A - 繊維強化プラスチツクス製品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は繊維強化グツスチックスによ、り所定形状の
製品、例えば面積の広いノ４ネル状製品を成形する方法
に関するものである。

従来、繊維強化プラスチ、クス（以下ＦＲＰと記す）を
素材とし九製品の成形方法として、多量生産に適したＳ
ＭＣ圧縮成形法や中量生産に適し九コールドプレス法、
あるいは少量生産に適したノ・ンドレイア、！法が知ら
れているが、ＳＭＣ圧縮成形法により大型の製品を生産
するとすれば、極めて大型のＳＭＣ圧縮成形機が必要と
なるので、設備コストが膨大になる問題があり、またコ
ールドプレス法やハンドレイア、グ法で大盤の製品を多
量生産するとすれば、とｎらの方法は本来中量生産ある
いは少量生産向きであるから、聾の数や作業人員の増大
を招来し、その結果かなりの設備費を要するうえに、作
業スペースを相当広くしなければならなくなり、結局大
ｍ、Ｉｌｉ品を多量生産する場合ニハ、コールドプレス
法や／Ｓンドレイアッグ法は現実には採用することがで
きなか−）た。

他方従来、レジンインジェクション法が知られており、
この方法によれば、上述した如き問題を特に招来するこ
となく大盤の製品を成形することができるが、面積の広
い大型ノ臂ネル状製品を成形する場合、従来のレジンイ
ンジェクション法では樹脂が金型内の成形用空間（キャ
ビティ）の隅々まで行き渡りにくいので、繊維の含有率
を最も高くしたとしても３５％程度が限度であり、要求
される強度、剛性を満足する製品を成形し得ない場合が
あった。また従来のレジンインジェクション法では、樹
脂が成形用空間の隅々に行き渡るのに時間がかかること
もあって、主剤および硬化剤を、硬化時間（キュアタイ
ム）が長くなるよう調整しており、そのため例えば７０
００ｉ程度の／ＩＰネル状製品を得る場合、成形開始か
ら脱型まで、すなわち製品１個当りの成形に要する時間
が数時間にも及ぶ場合があり、結局高強度、高剛性の大
型パネル状製品を多量生産する場合、従来のレジンイン
ジェクション法は実用上採用し得ないのが実情であった
。

この発明は上記の事情に鑑みてなさｎたもので、面積の
広い大型・ダネル状ＦＲＰ製品を迅速に成形することの
できる方法を提供することを目的とするものであり、そ
の特徴とするところは、主剤と硬下でかつ注入時の温度
における硬化時間が１０分以内となるよう予め調整して
おき、補強用繊維を配置した成形用空間内を真空吸引し
て減圧した後、前記主剤と硬化剤とを混合しつつ、製品
面積に対して少なくとも４０００ｄに１個の割合で設け
た注入口から前記成形用空間内に注入する点にある。

以下この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第１
図はこの発明を実施するために使用する塵を示す略解断
面図であって、成形すべき・やネル状製品に対応した形
状の成形用空間ｌが上型２と下型３とによってこれらの
間に形成されており、その上屋２０周辺部には突条４が
全周に亘りて形成さ６％ま念下Ｗ３の周辺部には前記突
条４に対応して可撓性材料からなるバッキング５が配置
され、これら突条４およびバッキング５からなるシール
部６によって前記成形用空間ｌを密閉し、その気密性を
保持するようになっている。前記上製２および下１１３
のうちの一方（第１図では上蓋２）には、製品の面積に
対し１５００〜４０００ａｉに１個の割合で樹脂注入ロ
アが設けられ、その注入ロアには溶剤洗浄子ｌ！型の衝
突混合へ、ド８が連結されている。さらに前記上型２お
よび下！１３のうちの他方（第１図では下型３）には、
ロート状の給排気孔９が形成され、その給排気孔９はノ
クイグ１０を介して真空ｆング（図示せず）に連通され
るとともに、ソレノイド１１によりて駆動されるバルブ
１２により開閉されるようになっている。

な訃、第１図中符号１３は上型２に形成した樹脂溜まり
であって、樹脂を前記成形用空間ｌ内に注入し九際に、
成形用空間１内に残存している空気をその樹脂溜まり１
３に集めることにより、製品に所謂巣が生じることを防
止するようになっている。

つぎに上記の型を使用したこの発明の成・形刃法につい
て説明する。まず、前記成形用空間ｌ内にガラス繊維、
炭素繊維またはケプラー繊維もしくはこれらを組み合わ
せた補強用繊維１４を予め載置しておき、前記パルｆ１
２をソレノイド１１に　　。

よって押し上げて給排気孔９を開い九後、図示しない真
空ｆングを駆動して成形用空間１内を所定の真空圧まで
減圧し、しかる後給排、気孔９をパルプ１２によって閉
じる。ついで主剤と硬化剤とを前記衝突混合ヘッド８に
より混合しつつ前記成形用空間ｌ内に加圧注入する。そ
の場合、主剤および硬化剤としては、注入液温度におけ
る硬化時間（キュアタイム）が１０分以下の組み合わせ
のものを選び、そのためには不飽和ヂリエステル、エポ
キシ、ビニルエステル、ウレタンなどの熱硬化性樹脂、
またはカプロラクタムによる新開ナイロンＲＩＭの材料
システムを使用すればよく、また前記主剤および硬化剤
は、混合直後の粘度が２００ｅｐ−以下好ましくは１０
０　ｃｐｓ以下となるように、それぞれの原料タンク（
図示せず）中で加熱しておく。

上記のようにして注入され九樹脂液は、補強用繊維１４
に含浸しながら成形用空間１内に充満し、その後液温お
よび自己発熱により反応が進み、硬化する。この場合、
樹脂液（主剤と硬化剤との混合液）は上記のように、粘
度が２００　ｅｐ−以下好ましくは１００　ｃｐｓ以下
に調整しであるので、繊維含有率を高くしても成形用空
間１内の隅々まで迅速に行き渡り、１＋樹脂液は硬化時
間が１０分以下となるよう設定しであるので、短時間の
うちに製品を得ることができる。

そして、硬化した製品は、前記上屋２を上昇させて型を
開い友後に脱塁するが、第１図に示す成形型では、前記
パルプ１２をンレノイド１１によって駆動することにょ
シ給排気孔９を開放し、かつこの給排気孔９に接続した
パイプ１０を介して空気を成形用空間ｌ内に吹き込めば
、製品の脱型をより容易に行なうことができる。

つぎにこの発明の実施例を示す。

実施例１ 以下の条件で７０００−のパネル状製品を成形した。

材料　主剤：ビスフェノール、ジグリシジルエーテル０
０ｓ 硬化剤；メチルテトラヒドロ無水フタル酸８０部 射出条件 主剤（８０℃）と、硬化剤と促進剤との混合液（４０℃
）とを衝突混合させることにより、５５℃。

１８０　ｃｐｓの射出用樹脂とした。

ガラス繊維含有率　４５チ（重量優） 注入圧力　　８　ｋｆ／ｃｄ 硬化時間　　８分 得られた製品を検査し次ところ、ガラス繊維は完全に樹
脂によって包み込まれ、ガラス繊維のみが残っている箇
所はなく、またその製品は十分な硬度、剛性を有するも
のであった。

実施例２ 実施例１と同様に７０００−のパネル状製品を、以下の
条件で成形した。

材料　Ａ液として、主剤；ビニルエステル（スチレンモ
ノマ６０１１含Ｖ）５０１１ 硬化剤：　ＭＥＫＰＯ１１ｉｔ Ｂｌｌとして、主剤：ビニルエステル（スチレンモノマ
４０ｓ含有）５０部 促進剤；ナフテン酸コバルト α３部 射出条件 Ａｆｉ（２０℃）とＢ液（６０℃）とを衝突混合させ、
４０℃、１５０　ａｐｌの射出用樹脂とした。

ガラス繊維含有率　　　　５０チ 注入圧力　　　　　　　８ｋｆ／ｃＩｉ硬化時間　　　
　　　　　６分 この実施例においても、前記実施例１と同様に、ガラス
繊維は完全に樹脂によって包み込まれ、ガラス繊維のみ
が残っている箇所はなく、またそＯ製品は十分な硬式剛
性を有するものでありた。

これらの実施例１および２からも明らかなように、この
発明の成形方法によれく繊維含有率が従来になく高く、
シ次がって高強度、高剛性の大盤／ｆネル状ＦＢＰ　９
品を短時間（上記の実施例では６分ないし８分以内）で
成形することができる。

第２図はこの発明を実施するために使用する他の成形型
を示す略解断面図であって、この成形呈拡、成形用空間
１内に加圧注入した樹脂を積極的に加熱プるよう構成し
たものである。すなわち、成形用空間１を形成する上下
各Ｗ２，３の面部２ｍ、３ｍは、平均肉厚２〜６■の二
、ケル電鋳製板とし、その背面に加熱用パイプ１５をハ
ンダまた杜金属溶射などの熱良導体１６で一定間隔毎に
固着し、さらに仁の加熱用パイプ１５を含め九前記面部
２　ｍ　、　３　ｍ、の背面側全体を断熱材からなるパ
ックアッグ層１７としたものであり、そして前記加熱用
／ヤイグ１５を熱媒体循環装置（図示せず）に接続し、
成形時に１００〜１８０℃の熱媒体を加熱用パイプ１５
に供給・循環させることにより、成形用空間１内を急速
加熱するよう構成したものである。なお、他の構成は第
１８！ｉ７に示す成形型とほぼ同様であるから、第２図
中に第１図と同一符号を付してその説明を省略する。

第２図に示す成形型を用いれば、成形用空間ｌ内に加圧
注入した樹脂をより一極的に加熱してその硬化を促進さ
せることができるので、迅速な成形が可能となり、ま九
注入液温度における硬化時間が１０分以上の樹脂組成の
ものでも、同様に迅速に成形することができる。なお、
第２図に示す成形層で製品を成形し、その製品を脱蓋し
念後は、次の成形に備えて前記加熱用／４′イグ１５に
低温の熱媒体を流して上下各型２，３を冷却して訃〈。

以上の説明では、この発明の基本的操作について述べ九
が、この発明では、従来のレジンインゐクシ、ン法と同
様に、所謂インサート成形を行なうことができる。すな
わち、この発明の方法でインサート成形を行なう場合に
拡、補強用繊Ｍ１４と共に硬質フオームコアや部分的補
強金属インサートあるいは？ルト、カット等を成形用空
間ｌ内に配置しておけばよい。この場合、インサート部
材としての硬質７オームは、製品の要求に応じて密度が
α１〜α３シーのウレタンやアクリル製のものを用いる
のが一般的であるが、その表面はグラスチックス層との
密着力を確保するために溶剤などによシー渥剤を落とし
ておくことが好ましく、更に高強度の密着力を必要とす
る場合には、硬質フオームの表面層をサンディングして
落とすことにより発泡セルを外表面に開口させ、成形時
に樹脂を牛の発泡セル内に入り込ませて硬化させる所謂
アンカー効果を利用することが好ましい、ｔた硬質７オ
ームコアはインサー）後、ＦＲＰの硬化時の熱によりガ
スを多量に発生し、製品の所ｕ７クレを起こすおそれが
あるので、硬質７オームコアはインサート成形する以前
にｆストキ、アを施しておくことか好ましく、特にこの
発明では短時間に樹脂を硬化させるために発熱温度が相
当高くなるので、高温でのｆストキ、アを施しておくこ
とが好ましい、さらに部分的補強金属インサート、？ル
トインサートあるいはカットインサートなどを成形用空
間１内に載置する場合には、マトリックス樹脂との密着
力を十分なものとするために、これらのインサート部材
にグ２イマーと称する樹脂を塗布したり、脱腫するなど
の表面処理を施すことが好ましい、その場合ｏｈｍ処理
剤としては、金属の材質とマトリックス樹脂の種類との
関係カーら、インシアネート系、ニーキシ系あるいはシ
ラン系などを使い分ける必要があることは勿論である。

また金属インサートが鉄の場合、成形用空間ｌ内への固
定具としてマグネ、トを用いれば、固定作業を簡単かつ
効率良く行なうことができる。

以上の説明から明らかなようにこの発明の成形方法によ
れば、主剤と硬化剤とを、混合直後における粘度が２０
０６ＰＩ以下でかつ注入時の温度における硬化時間が１
０分以内となるよう調整し、補強用繊維を配置した成形
用空間内を真空吸引して減圧し九後、前記主剤と硬化剤
とを混合しつり、製品面積に対し′て少なくとも４００
０−に１個の割合で設けた注入口から前記成形用空間内
に、注入するから、面積の広い大盤Δネル状製品を成形
する場合、繊維含有率を５Ｏｔｓ程度まで従来になく高
めても、ｍｓを成形用空間内の隅々まで迅速に行き渡ら
せ、しかもその樹脂を短時間で硬イヒさせることができ
る。したがってこの発明の方法によれば、従来では樹脂
が注入途中でグルイヒを開始してしまうなどのことによ
り短時間で成形することのできなかつた大型かつ高強度
・高剛性の／４ネル状製品を短時間で成形することがで
き、□実用上優れ創効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の成形方法を実施するために使用する
成形層の一例を示す略解断間図、第２図は成形型の他の
例を示す略解断面図である。 １・・・成形用空間、２・・・上屋、３・・・下製、７
・・・樹脂注入口、８・・・衝突混合ヘッド、１４・・
・補強用繊維。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上製と下振との間に形成された密閉成形用空間内に予め
   補強用繊維を配置し、しかる後主剤と硬化剤とを前記成
   形用空間内に加圧注入するとともに硬化させて製品を得
   るにあたり、前記主剤と硬化剤とを、混合直後における
   粘度が２００　ｗｙ−以下でかつ注入液温度における硬
   化時間が１０分以内となるよう調整し、藺紀成形用空閲
   内を裏空吸引して減圧した後、前記主剤と硬化剤とを混
   合しつつ、製品面積に対して少なくとも４００ＭＫ１個
   の開門で設けた注入口から前記成形用空間内に注入する
   ことを特徴とする繊維強化グラスチ、クス製品の成形方
   法。