JPS6147714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面に可撓性発泡樹脂層を有する繊維
強化合成樹脂積層体の成形方法に関するものであ
り、特に可撓性発泡合成樹脂と強化繊維含有合成
樹脂成形材料とを成形型中で一体成形する方法に
関するものである。

比較的長いガラス繊維などの強化繊維を有する
シート状の熱可塑性樹脂成形材料およびそれを用
いた成形方法は公知である。たとえば、特公昭48
−9958号公報、特公昭48−13714号公報、特公昭
51−14557号公報、特公昭53−17720号公報、特開
昭46−5476号公報、特開昭46−5486号公報、特開
昭48−80172号公報、特開昭52−40588号公報、特
開昭54−21476号公報その他にその成形材料や成
形方法が記載されている。この成形材料の特徴
は、比較的長いガラス繊維のマツトなどと熱可塑
性樹脂とを積層あるいは含浸させた複合構造を有
している。また成形方法の特徴は、加熱した成形
材料を成形型で比較的短時間で加圧成形すること
にあり、この方法は型打ち法あるいはより一般的
にはスタンプ成形法と呼ばれている。従つて、以
下では、この成形法をスタンプ成形法と呼び、そ
れに用いられる成形材料をスタンプ成形材料と呼
ぶ。

このスタンプ成形材料の成形品は高い機械的強
度と軽量性に特徴を有する。そのため、この成形
品の用途は自動車等の輪送機器の部品として適し
ている。たとえば自動車部品として、オイルパ
ン、ロツカーカバー、フエンダー、ルーフ、フロ
アー、フロントエンドリテーナー、シートシエ
ル、バンパー、ランプハウジング、バツテリート
レイ、その他の部品がある。勿論、スタンプ成形
材料の用途は自動車部品に限られるものではな
く、機械的強度の要求される比較的大型の種々の
用途に適している。

一方、比較的長いガラス繊維などの強化繊維を
有する熱硬化性樹脂成形材料も公知であり、たと
えばSMCやBMCと呼ばれるものがその代表的な
材料である。この成形材料は、成形型中で加熱加
圧して熱硬化性樹脂を硬化させるとともに成形を
行い成形品とされる。この成形品は前記自動車等
の輸送機器の部品としては勿論他の用途に広く用
いられている。

たとえば、自動車用内装材として繊維強化合成
樹脂成形品を使用する場合、その表面にクツシヨ
ン材として軟質ポリウレタンフオームなどの可撓
性発泡合成樹脂を貼り付ける場合がある。この貼
り付けは通常接着剤をもつて行なわれ、また可撓
性発泡合成樹脂表面に化粧用フイルムや紙、布等
を配置する場合も少くない。具体的には、たとえ
ば自動車のシートやサンシエードを製造する場
合、繊維強化合成樹脂成形品表面軟質ポリウレタ
ンフオームを接着剤に接着し、さらに軟質ポリウ
レタンフオーム表面に塩化ビニル系樹脂レザーを
接着剤で接着することが行なわれている。しかし
ながら、この貼り付けは繁雑であり、多くの人手
と熟練を要するので、コストが高いという問題が
ある。そこで、本発明者は可撓性発泡合成樹脂と
強化繊維含有合成樹脂成形材料との一体成形を検
討した。

可撓性発泡合成樹脂と強化繊維含有合成樹脂成
形材料とを重ねて成形型中で加圧成形すると目的
とする成形品は得られないことがわかつた。その
主な原因は成形時に可撓性発泡合成樹脂中に該成
形材料中の合成樹脂が侵入することにあることが
わかつた。可撓性発泡合成樹脂中に合成樹脂が侵
入すると可撓性が低下し、ある場合は全く失なわ
れてしまう。その原因は、成形材料中の合成樹脂
が熱可塑性樹脂の場合、流動化しうる程度に加熱
された熱可塑性樹脂は圧縮された可撓性発泡合成
樹脂中に容易に侵入し、また成形材料中の合成樹
脂が熱硬化性樹脂の場合、加熱加圧された硬化前
の熱硬化性樹脂は一度極めて流動し易い状態とな
るので可撓性発泡合成樹脂中により容易に侵入す
ることにあることがわかつた。

そこで、本発明者は、強化繊維含有合成樹脂成
形材料より可撓性発泡合成樹脂への合成樹脂の侵
入を防止する方法を検討した結果、両者の間に成
形時に流動し難いが接着性を有する合成樹脂フイ
ルム乃至シートを介在させて成形する方法を見い
出した。この合成樹脂のフイルム乃至シートを介
在させることにより合成樹脂の移動が防止され、
しかも両者を接着させることができる。本発明は
この方法を要旨とするものであり、即ち成形型中
で加圧成形して表面に可撓性発泡合成樹脂層を有
する繊維強化合成樹脂積層体を成形する方法にお
いて、可撓性発泡樹脂と成形時に少くとも合成樹
脂が流動化しうる強化繊維含有合成樹脂成形材料
とを成形時に強化繊維含有合成樹脂成形材料中の
合成樹脂が可撓性発泡合成樹脂中に侵入すること
を防止しうる程度に流動化し難いが両者を接着し
うる合成樹脂のフイルム乃至シートを介在させて
重ね、加圧成形時に該可撓性合成樹脂がその元来
の厚さを保ちうる圧力以上の圧力でかつ該強化繊
維含有合成樹脂成形材料を成形しうる圧力で加圧
して成形することを特徴とする繊維強化合成樹脂
積層体の成形方法である。

強化繊維含有合成樹脂成形材料（以下成形材料
と呼ぶ）と可撓性発泡合成樹脂との間に介在させ
る合成樹脂のフイルム乃至シートとしては、熱可
塑性樹脂のフイルムやシートが適当である。この
フイルムやシートの両面または片面に接着剤を付
着させて接着性を有するフイルム乃至シートとし
て本発明に適用することができる。しかしなが
ら、好ましくは少くとも片面が溶融接着性を有す
るフイルム乃至シートである。この接着性を有す
るフイルムやシートは成形条件下で表面が接着剤
の存在によりあるいは溶融して成形材料と可撓性
発泡合成樹脂とを接着しうるものである必要があ
り、さらにその成形条件下でフイルムやシートが
ほぼ完全に溶融して成形材料中の合成樹脂が可撓
性発泡合成樹脂へ侵入することを許すものであつ
てはならない。成形においてフイルム乃至シート
に対して影響を与えるものは主に温度と圧力であ
る。成形材料の温度や成形型内の温度が低い場
合、溶融接着性を有するフイルム乃至シートでは
接着性が充分でないことがあり、その場合は接着
剤の使用が好ましい。しかし、フイルム乃至シー
トの両面ともに接着剤を使用することは、従来の
貼り合せと手間が大きく省けえないので、好まし
くは少くとも片面が溶融接着性を有するフイルム
乃至シートの使用が適当である。通常は可撓性発
泡合成樹脂に比較して成形材料の方が成形時の温
度が高いので、可撓性発泡合成樹脂表面にフイル
ム乃至シートを接着剤で貼つた後、成形時に成形
材料とこのフイルム乃至シートを溶融接着させ
る。また、可撓性発泡合成樹脂に接する面にフイ
ルム乃至シートよりも低温で溶融する接着剤、た
とえばホツトメルト接着剤の層を設けたフイルム
乃至シートを使用し、予め可撓性発泡合成樹脂に
接着しておくことなく一体成形することができ
る。また、SMCのような成形時に比較的高温と
なる成形材料を使用する場合は、接着剤を使用す
ることなく両面とも溶融接着することができる。

介在させるフイルム乃至シートの厚さの上限は
接着剤を使用しない場合は両面とも成形型内の温
度・圧力条件下で溶融接着性を発揮しうる厚さで
あり、接着剤を使用する場合は特に制限がない。
ただし、そのフイルム乃至シートが成形材料とと
もに成形される場合は、成形条件下で成形しうる
厚さに限定される。一方、その下限は成形条件下
で成形材料中の合成樹脂の可撓性発泡合成への侵
入を防止しうる厚さである。たとえば、スタンプ
成形材料を用いた成形では前記のように可撓性発
泡合成樹脂側があまり加熱されないので、接着剤
を用いない厚いシートを用いる場合は可撓性発泡
合成樹脂側が充分溶融しない恐れがある。通常、
このフイルム乃至シートの厚さは３mm以下、特に
0.3〜1.0mm程度が好ましい。

好ましい接着性の合成樹脂のフイルム乃至シー
トとしては、可撓性発泡合成樹脂層側に接着剤を
有し成形材料側が溶融接着性を有するフイルム乃
至シート、または両面とも接着剤を有しない溶融
接着性を有するフイルム乃至シートである。その
材質としては、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフイ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフイン
系樹脂などの熱可塑性樹脂が適当で、特に塩化ビ
ニル系樹脂が好ましい。接着剤としては、ホツト
メルト型接着剤や硬化型接着剤、粘着型接着剤、
その他の接着剤が使用でき、特にホツトメルト型
接着剤が好ましい。

可撓性発泡合成樹脂は、成形条件下の圧力で厚
さが減少し、圧力を除くとほぼ元の厚さに戻るこ
とのできる弾性回復性を有する可撓性発泡合成樹
脂である。具体的には、たとえば軟質ポリウレタ
ンフオーム、半硬質ポリウレタンフオーム、ポリ
オレフイン系発泡フオーム、ポリステレン系フオ
ームなどがあり、特に軟質ポリウレタンフオーム
が好ましい。

成形材料としては強化繊維を含む合成樹脂、即
ち熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が使用される。熱
可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチ
レンなどのポリオレフイン系樹脂、ナイロン−
６、ナイロン−66などのポリアミド系樹脂、ポリ
塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、
ABS、AS、ハイインパクトポリスチレンなどの
ポリスチレン系樹脂、あるいはその他前記スタン
プ成形材料に関する公報に記載された熱可塑性樹
脂が使用される。これら合成樹脂には充填剤等の
添加剤が含まれていてもよい。熱可塑性樹脂系の
成形材料に含まれる強化繊維としてはガラス繊維
が最も好ましいが、合成繊維、カーボン繊維、ア
スベスト、その他の強化繊維を用いることもで
き、またこれらとガラス繊維を組み合せることが
できる。強化繊維としては比較的長い強化繊維、
具体的には平均長0.5cm以上、特に2.5cmより連続
した長さの繊維が好ましい。特に好ましくは前記
スタンプ成形材料であり、具体的には米国PPG社
の商品名“アズデル”、米国アライドケミカル社
の商品名「S.T.X.」、当社の商品名「FRV」など
を使用しうる。

熱硬化性樹脂系の成形材料としては、未硬化の
熱硬化性樹脂とガラス繊維等の強化繊維を含む材
料が用いられる。熱硬化性樹脂としては、不飽和
ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキ
シ樹脂などが適当であり、強化繊維としては上記
と同様比較的長い強化繊維が適当であり、特に比
較的長いガラス繊維が好ましい。熱硬化性樹脂中
には、開始剤、充填剤、増粘剤、低収縮化剤その
他の添加剤が必要に応じて添加される。この成形
材料としては、常温で固体であるものが好まし
く、たとえば、プリプレグ、プリミツクス、
SMC、BMCなどが適当であり、特にSMCが好ま
しい。勿論、強化繊維のマツト、プリフオームそ
の他に末硬化の液状熱硬化性樹脂を含浸させたも
のなども使用できる。

第１図に本発明により得られる積層体の１例を
断面で示す。成形材料より成形された層１と可撓
性発泡合成樹脂層２との間に、両者を接着した合
成樹脂のフイルム乃至シート３が存在している。
第２図は本発明により得られる積層体の他の例を
示す断面図であり、第１図の積層体における可撓
性発泡合成樹脂層２の表面に接着性のフイルム乃
至シート３と同じかあるいは異るフイルム乃至シ
ート４が設けられている。第２図で示されたよう
な積層体は次のようにして成形される。第３図お
よび第４図は成形型を含めた断面図であり、ま
ず、第３図に示すように上型５と下型６とからな
る成形型の下型６上に成形材料７、接着性を有す
るフイルム乃至シート８、可撓性発泡合成樹脂
９、接着性を有するフイルム乃至シート８と同じ
かあるいは異るフイルム乃至シート１０をこの順
に重ねる。次いで、成形型を閉じると第４図に示
すように、成形材料７が成形され、可撓性発泡合
成樹脂９は圧縮され、接着性を有するフイルム乃
至シート８は両者を接着する。成形終了後成形型
を開くと可撓性発泡合成樹脂９は元の厚さに戻り
目的の積層体が得られる。可撓性発泡合成樹脂９
表面のフイルム乃至シート１０は通常接着性を有
するものが使用され、表面の化粧等の目的を有す
る。しかし、これは必ずしも必要でなく、使用し
ない場合は第１図に示した積層体が得られ、また
表面保護のため非接着性のものを使用し成形後取
り除くこともできる。

成形時に圧縮された可撓性合成樹脂は成形後空
気を吸収して弾性回復を行い元の厚さに戻る。第
２図以下に示したような表面に接着性のフイルム
やシートを使用した場合、この空気は側面などの
フイルムやシートの存在しない面から侵入する。
しかし、可撓性発泡合成樹脂がフイルムやシート
で完全に覆われている場合は空気の侵入が不可能
であるので、予めまたは成形後フイルムやシート
に穴をあけることが好ましい。この穴は空気が流
通すればよく、その大きさ特に限定されるもので
はなく、またフイルムやシートの全面や一部分に
設けることができる。

可撓性発泡合成樹脂の表面に設けるフイルム乃
至シートは接着性のフイルム乃至シートと同様溶
融接着性を有するものが好ましい。これにより、
一体成形で従来の塩化ビニル系樹脂レザーを貼つ
たものと同様の積層体を得ることができる。即
ち、塩化ビニル系樹脂レザー等の模様付のフイル
ムやシートをこの表面のフイルム乃至シートとし
て使用することができ、また平滑なフイルムやシ
ートを使用し、成形時に成形型により模様を形成
することもできる。また、このフイルム乃至シー
トは片面に接着剤を塗布して使用することもでき
る。

成形材料としてスタンプ成形材料を用いる場
合、具体的にはたとえば次のようにして本発明の
積層体の成形が行なわれる。比較的長いガラス繊
維を含むポリプロピレンシート（具体的には商品
名“アズデル”）を加熱炉で加熱し、軟化したと
ころで取り出して成形型の下型上に置く。次に塩
化ビニル系樹脂フイルム（成形材料の熱によつて
完全には溶融されないが表面が接着しうる程度に
溶融し軟化するもの）をその成形材料上に置き、
さらにその上に軟質ポリウレタンフオームシート
および成形型の温度および／または軟質ポリウレ
タンフオームを通して加わる成形材料の温度で表
面が溶融し硬化しうる塩化ビニル系樹脂レザーを
置き、成形型を閉じて成形する。成形型の温度は
成形材料の温度よりも低く保たれている。成形型
を開くと目的の積層体が得られる。

成形材料としてSMCを用いる場合は、たとえ
ば次のようにして成形が行なわれる。成形型に
SMC、塩化ビニル系樹脂フイルム、軟質ポリウ
レタンフオーム、塩化ビニル系樹脂シートをこの
順に重ねる。塩化ビニル系樹脂フイルムは、成形
型の温度および／または成形時に発熱するSMC
の温度により完全には溶融しないが表面が溶融し
て軟化するものを使用し、塩化ビニル系樹脂シー
トも成形型内で表面が溶融し軟化しうるものを使
用する。成形型は加熱しうるものを使用する。成
形型を閉じて加熱加圧し、SMCが硬化した後成
形型を開くことにより目的とする積層体が得られ
る。

本発明の積層体は、特に自動車用部品として適
しており、たとえばシートをシートシエルを一体
化したもの、サンシエード、その他軟質ポリウレ
タンフオームと合成樹脂基板とが一体化されて使
用される部品に用いることができる。

以下に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

実施例 １ 成形型として400×500×50mm、厚さ５mmの箱状
成形品を成形しうる成形型を、成形材料としてガ
ラス繊維含有ポリプロピレンシート（商品名“ア
ズデル”）を、可撓性発泡合成樹脂として軟質ポ
リウレタンフオームシート（見掛け比重0.15、厚
さ５mm）を用いた。

まず、軟質ポリウレタンフオームシート両面に
厚さ0.5mmの塩化ビニル系樹脂レーザフイルムを
接着剤で貼り合せた。40℃の成形型上に200℃に
加熱した成形材料（300×400×3.8mm）をのせ、
その上に上記軟質ポリウレタンフオームシート
（500×600mm）を常温の状態で重ね、直ちに成形
型を閉じて成形を行つた。成形は1000トンの油圧
プレスを用い、圧力200Kg／cm²で行つた。成形圧
力下で積層体の厚さは約５mmであつたが、除圧後
軟質ポリウレタンフオームが弾性回復して積層体
の厚さは８mmとなり、軟質ポリウレタンフオーム
の弾性は保持されていた。また、成形された成形
材料と介在させた塩化ビニル系樹脂フイルムは熱
融着していた。

実施例 ２ 200×600mmの曲面状のサンシエード成形用の成
形型を用い、130℃の成形型の上に200×500mmの
SMCを常温の状態で置き、その上をポリエチレ
ンテレフタレート樹脂フイルム（厚さ0.3mm、400
×800mm）で覆つた。さらにその上に軟質ポリウ
レタンフオーム（見掛け比重0.10、厚さ５mm）を
のせ、圧力100Kg／cm²で成形を行つた。成形圧力
下の積層体の厚さは約６mmであつたが、除圧後８
mmとなつた。

比較のため、ポリエチレンテレフタレート樹脂
フイルムを使用せずに同様の成形を行つたとこ
ろ、除圧後も約６mmであり、軟質ポリウレタンフ
オームの弾性は失なわれていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により成形された積層体の１例
を示す断面図であり、第２図は他の積層体の断面
図である。第３図は成形材料等を入れた成形前の
成形型の断面を示す図であり、第４図は成形型を
閉じた状態における成形型の断面図である。 １……成形された成形材料、２，９……可撓性
発泡合成樹脂、３，８……フイルム乃至シート、
７……成形材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形型中で加圧成形して表面に可撓性発泡合
   成樹脂層を有する繊維強化合成樹脂積層体を成形
   する方法において、可撓性発泡合成樹脂と成形時
   に少くとも合成樹脂が流動化しうる強化繊維含有
   合成樹脂成形材料とを成形時に該成形材料中の合
   成樹脂が該可撓性発泡合成樹脂中に侵入すること
   を防止しうる程度に流動化し難いが両者を接着し
   うる合成樹脂のフイルム乃至シートを介在させて
   重ね、加圧成形時に該可撓性合成樹脂がその元来
   の厚さを保ちうる圧力以上の圧力でかつ該成形材
   料を成形しうる圧力で加圧して成形することを特
   徴とする繊維強化合成樹脂積層体の成形方法。 ２ 合成樹脂のフイルム乃至シートが溶融接着性
   を有する熱可塑性樹脂のフイルム乃至シートであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲１の方法。 ３ 成形材料が比較的長い強化繊維を有する熱可
   塑性樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲
   １の方法。 ４ 加圧成形がスタンプ成形であることを特徴と
   する特許請求の範囲１または３の方法。 ５ 成形材料が強化繊維を含むシート状の未硬化
   熱硬化性樹脂成形材料であることを特徴とする特
   許請求の範囲１の方法。 ６ 加圧成形が加熱加工成形であることを特徴と
   する特許請求の範囲１または５の方法。 ７ 可撓性発泡合成樹脂が軟質ポリウレタンフオ
   ームであることを特徴とする特許請求の範囲１の
   方法。