JPS6040364B2 - 内部に仕切板を有する繊維強化熱硬化性樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はしジンインジェクション成形方法により内部に
仕切板を有する成形品を成形する方法に関するものであ
り、特に仕切板と成形品本体とを一体成形する方法に関
するものである。

ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂などの繊維強化
熱硬化性樹脂（以下ＦＲＰと呼ぶ）の成形方法は種々知
られている。

比較的大量生産に通した方法として広く使用されている
ものはマッチドダィ成形法であり、プリフオームと液状
熱硬化性樹脂の組み合せやＳＭＣを金型等を用いてプレ
ス成形するものである。ところで、このマッチドダィ成
形法により浴槽などの断面が凹字形の成形品を成形する
ことは雌雄型を用いることにより容易に成形できる。と
ころが、この成形品の内部に一枚あるいは複数枚の仕切
板を一体的に成形することはマッチドダィ成形法では不
可能である。従って、このような成形品が必要な場合は
、仕切板を別個に成形し、本体成形後にこの仕切板を接
着等により接合して製造されていた。しかしながら、仕
切板を成形後に接合する方法は多くの人手を要する他、
接合部の強度が低く仕切板が本体から剥離し易い欠点が
あった。本体と仕切板とを一体成形することはハンドレ
イアッブ成形法では可能と考えられるが、この方法は大
量生産には全く不適であり、成形コストが高く、外観が
不良で均一な成形品が得られないなどの多くの問題点を
有している。仕切板を有するＦＲＦ成形品、特に各種の
ＦＲＰ製槽類は多くの需要がある。

たとえば、メッキ工業、化学工業、食品工業その他各種
産業分野において要求される耐薬品性の良い貯槽や、便
槽、貯水槽などである。このようなＦＲＰ成形品におい
て、仕切板は本体と一体成形されることが好ましし、。
即ち、一体成形は、仕切板と本体との結合部において強
化繊維や樹脂に不連続部を形成させないことによりその
部分の強度を低下させることがないからである。しかも
、比較的大量生産に通しており、成形コストが低く、外
観が良好で均一な成形品が得られることが望ましい。Ｆ
ＲＰの成形方法の１つとしてレジンィンジェクション成
形法が知られている。

この成形法は内部に強化繊維が配置されて閉じられた合
せ型の内部に液状熱硬化性樹脂を注入し、型内の強化繊
維に液状熱硬化性樹脂を浸透させて両者を一体化し、熱
硬化性樹脂の硬化後型を開いてＦＲＰ成形品を取り出す
成形法である。この成形法はＦＲＰの中〜大量生産に適
しており、比較的成形コストが低く、すべての面が型に
接しているので外観や寸法精度が良く、しかも均一な成
形品が得られる特徴を有している。しかしながら従来の
レジンィンジヱクション成形法では、仕切板と本体とを
一体成形したＦＲＰ成形品を製造することはやはり不可
能であった。即ち、仕切板となるべき溝を備えた雄型と
雌型とを内部に強化繊維を配置して合せる場合、溝内面
に離型剤等を塗布したり構内に強化繊維を配置すること
が比較的困難であることが第１の理由である。特に薄く
かつ底から高い仕切板が要求される時、細くかつ深い溝
の内面に離型剤を塗布しかつ溝内に強化繊維を配置しな
ければならないからである。第１の理由より、より解決
の困難な第２の理由は、仕切板を形成する雄型の溝部に
液状熱硬化性樹脂が完全に浸透せず、気泡残部や或いは
樹脂の全くない部分を生じるからである。この原因は雄
型の溝部に存在する空気等の気体が完全に型外に排出さ
れないことによる。雄型と雌型の間に存在する空気は液
状熱硬化性樹脂の注入圧に押され、雄型と雌型との合せ
部より排出される。通常レジンィンジェクション成形法
では、この型の合せ部で強化繊維の一部を挟んで圧縮し
、空気はこの圧縮された強化繊維の間を通って排出され
るが液状熱硬化性樹脂は極めて排出され難くされている
。ところが、雄型の溝部では上部が閉塞されているため
、下方から昇ってくる樹脂に押されて空気は溝の左右方
向に流れて雌雄型の合せ部から排出されることになるが
、流路が長くなって完全に排出されることが困難になる
他、もし仕切板の本体と結合する部分の高さが他の仕切
板部分よりも低い位置にあれば、その本体と結合する部
分の高さより上の空気は全く排出されない。空気排出の
ため溝上方に穴などをあげることも考えられるが、この
穴からは液状熱硬化性樹脂も同様に排出され、型内の樹
脂を加圧して注入を進めることが不可能となる。そこで
本発明者は、内部に仕切板を有するＦＲＰ成形品をレジ
ンィンジェクション成形法により本体と仕切板とを一体
に成形する方法を研究検討した。

その結果、雄型を２以上に分割された分割型とし、その
分割型の２つの対向する南の間に仕切板を形成する空間
を設けることにより、強化繊維の配置や離型剤の塗布な
どの問題が解決され、しかも仕切板が形成される空間の
延長部となる対向する分割型の合せ面間で強化繊維を挟
んで圧縮することにより空気等の気体の排出の問題が解
決されることを見し、出した。この方法により仕切板と
本体とが樹脂は勿論強化繊維においても連続しているＦ
ＲＰ成形品を容易に得ることができる。本発明はこれを
要旨とする成形方法であり、即ち、レジンィンジェクシ
ョン成形法により内部に仕切板を有する繊維強化熱化性
樹脂成形品を−体的に成形する方法において、型が雌型
と複数に分割されうる雄型とからなり、該分割雄型同志
の対向する面の間に仕切板が成形される空間を形成し、
該仕切板成形空間に強化繊維を配置し、かつ該仕切板成
形空間の延長部において強化繊維を対向する分割雄型あ
るいはその付属片によって挟持することにより成形の際
型内の気体を強化繊維の侠持部より排出しうるようにし
たことを特徴とする内部に仕切板を有する繊維強化熱硬
化性樹脂の成形方法である。本発明をより詳細に説明す
るため、１例としてガラス繊維と不飽和ポリエステル樹
脂からなるＦＲＰ製の第１図に示すような貯槽の成形方
法を説明する。

第１図ＦＲＰ製の本体１と２板のＦＲＰ製仕切板２，３
からなる貯槽である。従来はマッチドダィ成形法で成形
された本体１と別個に成形された仕切板３，４とを接着
等で接合して図のような貯槽を製造していたが、本発明
は、これをレジンィンジェクション成形法で一体的に成
形しようとするものである。第２図は本発明における組
み合せ前の分割雄型の斜視図を、第３図は組み合せた分
割雄型と雌型とをガラス繊維を配置して合わせた型の断
面を概略的に示した断面図である。

第２図に示すように、分割雄型は左分割雄型４、中分割
雄型５および右分割雄型６よりなり、左右の分割雄型５
，６は補強枠７により結合されている。各分割雄型の内
部は図では中空に示してあるが、実際は中空の場合以外
に補強筋を入れて補強したり充填物を入れることが多礼
、上方も補強されることが多い。第１図に示す仕切板２
は第２図における左分割雄型４と中分割雄型５の間に、
仕切板３は中分割雄型５と右分割雄型６の間に形成され
る。分割雄型は組み合せ前に離型剤を塗布され、また必
要によりゲルコート等が施される。組み合せ前であるの
で仕切板が成形される表面にも容易にこれら処理を施す
ことができる。次いで、ガラス繊維が配置される。特に
中分割雄型５の周囲にガラス繊維のマットやロービング
等が巻回される。他の分割雄型や中分割雄型５の底部に
は組み合せ後にガラス繊維を配置してもよい。次に、中
分割雄型５を左右分割雄型４，６の間に挿入し、分割雄
型を組み立てる。組み立てた段階では少くとも仕切板の
成形される空間にはすでにガラス繊維が配置されいるこ
とが好ましいが、仕切板が厚い場合、分割雄型組み合せ
後に一部あるいは全部のガラス繊維が配置されてもよい
。次いで、この組み合された分割雄型と雌型とを通常の
レジンィンジェクション成形法の場合と同様に内部にガ
ラス繊維を配置して合わせる。第３図に雌雄型を合わせ
た状態における型の断面が示されている。左分割雄型４
、中分割雄型５および右分割雄型６からなる雄型と雌型
８との間にガラス繊維９が配置されており、図では雌型
８に設けられている注入孔１０より不飽和ポリエステル
樹脂が注入される。次に、仕切板成形空間における空気
等の気体の排出について説明する。

第３図には左右分割雄型４，６の中分割雄型５に対向す
る面の上部に付属片１１，１２が接合され、この付属片
１１，１２が中分割雄型５との間に存在するガラス繊維
を挟持している。この付属片１１近傍の拡大図を第４図
に示す。第４図において、左分割雄型４と中分割雄型５
との間の仕切板成形空間内にガラス繊維９が配置され、
この仕切板成形空間の延長部において、ガラス繊維が付
属片１１と中分割雄型５とで挟持されている。勿論、仕
切板形成空間におけるガラス繊維９も二つの分割雄型の
間に挟まれており、また圧縮されている場合もあるが、
ここでいう延長部における侠特とは、仕切板成形空間と
比較してガラス繊維を圧縮している程度が高いこと、ガ
ラス繊維の密度が高いこと、空間の厚さが薄いこと、あ
るいはこれらが組み合されていることを意味し、液状の
不飽和ポリエステル樹脂が仕切板成形空間よりも延長部
の空間で浸透し難く、かつ空気等は通り易いという目的
を達成しうる手段を示すものある。この仕切板成形空間
におけるガラス繊維の圧縮は第４図に示した付属片を用
いる方法の他、対向する分割雄型の端部の一方あるいは
両方に可鴇・性のある材質を取り付け、あるいは厚さを
薄くし、組み合せ後、その部分を狭めて、間のガラス繊
維を圧縮する方法を用いることもできる。これらについ
て第５図および第６図に第４図と同様の分割雄型の端部
近傍の断面図を示す。以上第４図乃至第６図は、分割雄
型を組み合せた後延長部を侠持すものであり、組み合せ
前から延長部を狭くしておく手段をとることは組み合せ
に支障のある場合を示したものである。

ところが、第２図に示した分割雄型以外の場合は、組み
合せと同時にガラス繊維を侠持することができる場合も
ある。たとえば、第２図における左右分割雄型４，６を
連結している補強枠７を切断して、３分割の雄型とし、
その切断部を連結可能な構造とすること、または第２図
の雄型をそれぞれ独立した３分割型とし、左分割雄型と
中分割雄型とを、および中分割雌型と右分割雄型とを補
強枠等で連続可能な構造とすることによりそれぞれの分
割雄型を連結して組み合せる時に同時に分割雄型でガラ
ス繊維を挟持することができる。第７図にその場合の侠
持部の断面を示す。左分割雄型１３および中分割雄型１
４の対向する端部を凸とし、それら分割雄型を左右から
移動させて組み合せる時に同時に分割雄型でガラス繊維
を挟持することができる。その他説明した方法以外の種
々の挟持方法を用いることができる。第３図にその断面
を示したように、内部にガラス繊維を配置して合わせた
雌雄型内に注入孔から液状の不飽和ポリエステル樹脂を
注入する。樹脂はガラス繊維の存在する型内空間の底部
から徐々に浸透して行き、空気等は雌雄型の合せ部およ
び分割雄型のガラス繊維を侠持した延長部から排出され
る。樹脂が型内に充満したことは樹脂の注入に要する圧
力の上昇あるいは型の合せ部からの少量の樹脂のにじみ
出し等により検出され、次いで樹脂の注入を止めて、樹
脂を硬化させる。硬化は常温硬化は勿論、加熱硬化で行
なわれる場合もある。樹脂硬化後型を開いて、要すれば
分割雄型を分割して成形品が取り出される。以上の説明
は第１図で示したＦＲＰ製成形品の成形の場合を代表例
として本発明を説明したものであるが、本発明によりそ
の他の種々の形状の成形品を成形することができる。

たとえば、１枚の仕切板を有する成形品の場合は２分割
雄型を用いて成形することができ、複数枚の仕切板をす
る成形品の場合２またはそれ以上に分割されうる分割雄
型を用いて成形することができる。また、仕切板の高さ
は、本体の高さあるいは他の仕切板の高さより多少低く
も高くもすることができる。この場合、低い方の型合せ
部のガラス繊維をより強く圧縮するなどの手段をとつて
樹脂の漏れを少くすることが好ましい。また、仕切板と
本体との連結、仕切板の形状なども比較的自由であり、
たとえば、本体と底部のみで連結し、本体側部と連結し
ていない仕切板を一体成形することもできる。また、本
体の形状も限定されるものではなく、底部、周囲の側壁
、およびそれらに囲まれた内部域を仕切る仕切板とから
なる各種成形品を成形しうろことは勿論、従来のレジン
ィンジェクション成形法で成形しうる各種形状の仕切板
を有する成形品を成形することができる。本発明におけ
るＦＲＰの材質としてはガラス繊維と不飽和ポリエステ
ル樹脂の組み合せが最も適しているが、その他の材質を
用いることができる。

たとえば、強化繊維としては、ガラス繊維以外に炭素繊
維、セラミックス繊維、アスベスト、その他の無機質繊
維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリ
ビニルアルコール系繊維、ポリアミド系繊維その他の合
成繊維や他の有機質繊維、あるいはこれらの組み合せな
どを用いることできる。熱硬化性樹脂としても不飽和ポ
リエステル樹脂以外の常温で液状の各種熱硬化性樹脂、
たとえばビニルェステル樹脂、ェポキシ樹脂などを用い
ることができる。本発明成形方法により成形された成形
品は前記のような各種産業分野で使用される貯槽の他、
容器、ボートなどの輸送機器やその部品、建築構築材料
、機械機具部品等各種分野に使用することできる。

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

実施例 第１図に示す成形品、長さ１９０伽、中８０ｃｍ、高さ
６５伽を製造する。

２枚の仕切板は長さ方向１／３、２′３の位置に設け、
成形品の肉厚は５欄である。

まず、ＦＲＰ表面を有する雌雄型をハンドレィアップで
製造した。

第１図に示す本体１の外面形状を有する凸状木型をマス
ターモデルとし、この表面に離型処理を施した後ゲルコ
ートを行い、その上にガラス繊維と不飽和ポリエステル
樹脂を積層し、さらにレジンコンクリートと補強材で補
強し、雌型底部中央に相当する部分に注入孔を設け、端
部にフランジを形成した後樹脂を硬化し、木型を除いて
雌型を製造した。また、第１図に示す本体１の内面形状
を有する凹状木型に仕切板に相当する２枚の鉄板を立て
てマスターモデルとし、この内面に雌型と同様ＦＲＰを
形成し、鉄板を取り除いて第２図に示す雄型を製造した
。２枚の鉄板の対向する面は他の部分よりも高く積層を
行い、またこの部分のフランジの形成は、その部分に間
に離型処理を施して二重に贋層し、上方のフランジ部を
内面と結合することにより行った。

次に、上記のように製造された雌雄型を用いて、成形品
をレジンィンジェクションで成形した。まず、離型処理
しゲルコートを施した雄型を組み合せるとともに、仕切
板形成空間にガラス繊維を配置した。この時、第２図の
中分割雄型５の立ち上り部には他の部分よりも高くガラ
ス繊維を配置し、雄型を組み合せた後第４図に示した方
法でこの部分のガラス繊維を押圧して挟持した。次に、
雄型と同機の処理を施した雌型とを内部にガラス繊維を
配置して組み合せた。この時、雌雄型のフランジ面で端
部のガラス繊維を挟持した。型を閉じた後、雌型底部の
注入孔から不飽和ポリエステル樹脂を注入し、フランジ
部および仕切板形成空間上方より樹脂のにじみ出しを検
出して型内部に樹脂が充満したことを確認した後、樹脂
の注入を停止し、室温下に樹脂を硬化した。最後に型を
開いて成形品を取り出した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって得られる仕切板２，３が
１体に結合した成形品を示したものであり、第２図はこ
の成形品の成形に用いられる雄型を示したもので、３個
の分割雄型４，５，６からなっている。 第３図は、内部に強化繊維９を配置して閉じた分割雄型
４，５，６と雌型８の断面を示したものである。第４図
乃至第７図は二つの分割雄型４，５の間に仕切板形成空
間において強化繊維９を圧縮して侠持する方法の例を示
したものである。髪ハ幻 髪２図 髪う図 多４図 浮ぶ斑 髪５図 多７図．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レジンインジエクシヨン成形法により内部に仕切板
   を有する繊維強化熱硬化性樹脂成形品を一体的に成形す
   る方法において、型が雌型と複数に分割されうる雄型と
   からなり、該分割雄型同志の対向する面の間に仕切板が
   成形される空間を形成し、該仕切板成形空間に強化繊維
   を配置し、かつ該仕切板成形空間の延長部において強化
   繊維を対向する分割雄型あるいはその付属片によつて挾
   持することにより成形の際型内の気体を強化繊維の挾持
   部より排出しうるようにしたことを特徴とする内部に仕
   切板を有する繊維強化熱硬化性樹脂成形品の成形方法。 ２ 成形品が底部、周囲の側壁、およびそれらに囲まれ
   た内部域を仕切る仕切板とからなる成形品であることを
   特徴とする特許請求の範囲１の成形方法。３ 強化繊維
   がガラス繊維であることを特徴とする特許請求の範囲１
   の成形方法。 ４ 熱硬化性樹脂が常温で液状の不飽和ポリエステル樹
   脂であることを特徴とする特許請求の範囲１の成形方法
   。