JPS629017B2

JPS629017B2 -

Info

Publication number: JPS629017B2
Application number: JP54132052A
Authority: JP
Inventors: Kohei Tsumura; Ikuo Hoshi
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1979-10-12
Filing date: 1979-10-12
Publication date: 1987-02-26
Also published as: JPS5655230A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は繊維強化複合材の製造法に関するもの
である。繊維強化複合材の製造方法には、ハンド
レイアツプ法、コールドプレス法、マツチドダイ
法、SMC法等種々の製法があるが、近年連続気
泡構造を持つ樹脂発泡シートに未硬化の熱硬化性
樹脂を含浸させ、それに繊維強化材を片面または
両面に配置し、プレスに挿入し加圧、加熱を行な
い繊維強化材に樹脂を含浸させながら硬化させる
ERM（Elastic Reservoir Molding）法といわれ
る繊維強化複合材の製造方法が注目され始めた。

この製造法は加圧力が２〜10Kg／cm²とSMC法
の80〜100Kg／cm²、マツチドダイ法の30Kg／cm²等
に比較して低圧で成形でき、成形品は剛性の大き
い繊維強化層が外側に位置し、軽量で剛性の少な
い硬化した発泡シート層が内側にあるサンドイツ
チ構造になり、他の製造法より比剛性、比強度が
大きくできるため、軽量化に最適な方法で、自動
車のボデイー、バンパー、オイルパン、フエンダ
ーやパネル材等の製造法に適している。

従来この製造法の連続気泡構造を持つ樹脂発泡
シートには熱可塑性樹脂発泡材やウレタンフオー
ム等が、また繊維強化材にはガラスマツト、ガラ
スクロス、カーボン繊維強化材等が使用されてい
た。

しかし、これらの樹脂発泡シートを使用した場
合発泡シートの硬化時の剛性、強度が繊維強化層
に比べ非常に弱いため、脱型時に繊維強化層と内
側の発泡シート層の界面に剥離が生じ繊維強化層
が外側にふくれる問題があつた。特に５mm以上の
厚い物を成形した場合、このふくれがひんぱんに
生じ製品を作ることが困難であつた。そこでこの
剥離をなくす種々の検討が行なわれた。

その結果、本発明者らは樹脂発泡シートを使用
しないで、かさ密度が0.008〜0.2ｇ／cm³で弾力性
と気孔の連続性を持つた無機繊維質よりなる不織
布状シート材を使用することが最も効果があり、
この方法で剥離が生じなくなることを見出した。

本発明はこの新しい成形法の応用例に関するも
のである。

すなわち、用途によつては強度、剛性と共に比
重１以下の特性や断熱特性、減衰特性等が要求さ
れるものがある。しかし、従来のSMC等の方法
ではこれらの条件を満たすために一体成形ではで
きず、せつかく機械成形した成形品に軽量部材、
断熱材、フオーム等をハンドレイアツプ法により
適宜貼付けていたが非常に手間がかかり均一な物
ができず強度も低下する問題があつた。

また、従来のERM法でも内側の発泡シートの
部分は硬化した熱硬化性樹脂で満たされ、全体の
比重を１以下にすることや、断熱効果、減衰効果
を求めることは困難であつた。

しかし本発明は比重１以下の特性や断熱特性、
減衰特性の要求を満たす複合材を一体成形で成形
できる新規な製造方法を提案するものである。

本発明は液体が浸透しない表面層を有するシー
ト材の片面あるいは両面に未硬化の熱硬化性樹脂
を含浸させたかさ密度が0.008〜0.2ｇ／cm³で弾力
性と気孔の連続性を持つた無機繊維質よりなる不
織布状シート材を置き、その上に繊維強化材を配
置させて熱硬化性樹脂が不織布状シート材と繊維
強化材に十分含浸し、液体が浸透しない表面層を
有するシート材の表面に十分接するまで積層物を
圧縮し、圧縮を維持しながら熱硬化性樹脂を硬化
させることを特徴とする繊維強化複合材の製造方
法である。

この方法は、エポキシ樹脂、フエノール樹脂等
をバインダーとして付着させた無機繊維に弾力性
と気孔の連続性を持たせ、かさ密度を0.008〜0.2
ｇ／cm³にした不織布状シート材を樹脂の保持体と
して使用するもので、たとえばこのようなものに
は断熱材に使われているガラスウール、ロツクウ
ールあるいはバインダーを焼き取つり針を通して
ガラス繊維をからませたガラスウール等がある。
この不織布状シート材に未硬化の熱硬化性樹脂を
含浸させ、これに液体が浸透しない表面層を有す
るシート材をかさねる。かかるシート材には、用
途に応じ次の様な物がある。

軽量、断熱特性、減衰特性を要求する場合、該
シート材は独立気泡を持つ樹脂発泡シートたとえ
ばポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、PVA等の発泡体が良く、これ
らの発泡体は比重が１〜0.01と非常に小さくでき
断熱特性、減衰特性にすぐれている。しかし連続
気泡の発泡体では加圧時に樹脂が表面から内部に
しみ込んでしまい、樹脂の連続層ができるため軽
量化、断熱特性、減衰特性の効果が低下してしま
う。

しかし、該シート材が低発泡倍率（１〜５倍）
の表皮層を持ちそれが内部の発泡層と連続に形成
されているいわゆるインテグラルスキンを持つ発
泡体であれば内部の発泡層が連続気泡であつても
表面から内部に樹脂が入つていかないのでかまわ
ない。このような発泡体には最も一般的に使用さ
れている軟質または半硬質ポリウレタン発泡体が
ある。

大きい剛性と軽量化を要求する場合、該シート
材にはベニヤ板、バルサ、合成木材が良い。これ
らは単なる樹脂発泡シートに比べ弾性率が数倍有
り、剛性が大きくでき、成形後も剛性強化に役立
つためである。

また、難燃特性、耐食特性を有する場合、該シ
ート材に金属箔を使用すると良い。たとえばステ
ンレススチール板等は耐衝撃特性も向上し薄いた
め曲面も低圧で一体成形できる。その他要求によ
り、未硬化の熱硬化性樹脂が表面から内部に透過
していかない物、たとえばガラス、金属、木材、
プラスチツクシート、プラスチツク、ブロツク等
も使用できる。剛性が大きく、低圧で必要な曲面
に変形できない物は前もつて予備成形しておけば
問題はない。

そして、この未硬化の熱硬化性樹脂が表面から
内部に透過していかない表面層を有するシート材
の片面または両面に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸
させた無機繊維質よりなる不織布状シート材を置
き、その上に樹脂の含浸していない繊維強化材た
とえばガラスマツト、ガラスロービングクロス、
ガラス不織布、カーボン繊維強化材等を必要量か
さねプレス型内で含浸させた樹脂が不織布状シー
ト材と繊維強化材に十分含浸しかつ液体が透過し
ない表面層を有するシート材の表面に十分接する
まで加圧し、圧縮を維持しながら熱硬化性樹脂を
硬化させる。通常加圧力は２〜10Kg／cm²で十分で
ある。そして液体が透過しない表面層を有するシ
ート材が発泡体やバルサの様に圧縮強度の低い場
合でもこの方法であれば加圧力が低いため加圧時
に適当量圧縮され、脱型時には圧縮が解放されも
とにもどるが、マツチドダイ法やSMC法の様に
高圧で加圧するとシート材が破壊してしまいもと
にもどらなくなり要求特性が得られず一体成形は
できない。

また多層構造にする場合には必要に応じて材料
構成を自由に容易に選ぶことができる。すなわち
不織布状シート材と液体が透過しない表面層を有
するシート材の間に樹脂が透過するシート材たと
えば繊維強化材をおくこともでき、また不織布状
シート材の上に置く繊維強化材を取り除くことも
さしつかえない。そしてこれらを組み合せ液体が
透過しない表面層を有するシート材を２枚以上使
用し種々の要求特性を満たすこともできる。

次に実施例を第１図に示す。

厚さ1.5mm、比重0.6の低発泡倍率（１〜３倍）
の表皮層を持ち全体の厚さが７mm、比重が0.08の
半硬質インテグラルウレタンフオーム１の上に重
さ450ｇ／m²のガラスマツト２を２枚おき、その
上にかさ密度0.02ｇ／cm³、厚さ20mmのガラスウー
ル３に硬化剤とフイラーを含むポリエステル系樹
脂を１m²の表積当り６Kg含浸させて配置させ、ま
たその上に厚さ0.2mmのステンレススチール板４
を置く。ステンレススチール板の片面にはポリエ
ステル樹脂と接着しやすいようにプライマーを前
もつて塗布しておく。

この積層物をプレス金型５で加圧、加熱硬化を
行なう。加圧力は面圧２Kg／cm²、型温80℃、加圧
時間６分で硬化させた。複合材の硬化後の厚さは
約10mmでみかけの比重は0.8であり、フオーム層
は７mmの厚さだつた。

こうして得られた複合材は、従来の製造法によ
る一体成形品では得られなかつた特性を持つてい
る。すなわち片面はステンレススチール板である
ため、耐食特性に秀れ傷もつきにくく液体のもれ
の心配もなく、片面はウレタンフオームであるた
め断熱特性、耐衝撃特性に秀れ、内部はステンレ
ススチールとガラス繊維強化材のサンドウイツチ
構造になつているため剛性、強度が大きい。しか
も全体の比重が0.8と非常に軽の他の方法では得
られない特性も持つておりパネル材として最適な
ものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は金型の中で低発泡倍率の表皮層を持つ
ポリウレタンフオームの上にガラスマツトを置
き、その上にポリエステル系樹脂を含浸させたガ
ラスウールを配置させその上にステンレススチー
ル板を置いて加圧する状態を示したものである。符号の説明、１……ポリウレタンフオーム、２
……ガラスマツト、３……ガラスウール、４……
ステンレススチール板、５……金型。

Claims

【特許請求の範囲】１液体が浸透しない表面層を有するシート材Ａ
の少なくとも片面に、未硬化の熱硬化性樹脂を含
浸させた、嵩密度が0.008〜0.2ｇ／cm³の無機繊維
よりなる不織布状シート材及び繊維強化材を重畳
し、前記熱硬化性樹脂が前記不織布状シート材と
繊維強化材に十分含浸し、かつ前記シート材Ａの
表面に達するまで積層物を圧縮し、この状態を維
持しながら前記熱硬化性樹脂を硬化させることを
特徴とする繊維強化複合材の製造方法。２液体が浸透しない表面層を有するシート材
が、独立気泡を持つ樹脂発泡体である特許請求の
範囲第１項記載の繊維強化複合材の製造方法。３液体が浸透しない表面層を有するシート材
が、インテグラルスキンフオームである特許請求
の範囲第１項記載の繊維強化複合材の製造方法。４液体が浸透しない表面層を有するシート材
が、金属箔である特許請求の範囲第１項記載の繊
維強化複合材の製造方法。