JPS63302024A - 繊維強化プラスチック成形品の製造方法及びその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、スプレーアップ成形法による繊維強化プラス
チック成形品の製造方法及びその装置に関するものであ
る。

（従来技術） 繊維強化プラスチック成形品の製造方法の一つとして、
スプレーアップ成形法は設備費が安くて汎用されている
。即ち、予め製作された型の表面に、必要に応じてゲル
コート層を設け、その表面にガラス繊維等の短繊維を不
飽和ポリエステル樹脂等の樹脂を吹き付けて繊維補強層
を形成するのであるが、繊維補強層の形成後層内にでき
た大小の気泡を脱泡ロールや槌を用いて潰す所謂脱泡作
業は欠かせないものとなっている。

このようなスプレーアップ成形法は繊維補強層を形成す
る際に、ガラス繊維等の短繊維や樹脂の飛散、樹脂中に
含まれているスチレンモノマー等の溶剤の発散等、安全
衛生上好ましくない環境下での成形作業がしいられると
共に、脱泡作業は機械化が困難であるため、人手作業で
ありしかも経験を頼りとするものであるから、生産性、
品質確保上に多くの問題が残されている。′ そこで、これらの問題点を解決するために、長尺状のガ
ラス繊維を短繊維に切断して樹脂とともに吹き付ける噴
霧工程そのものを真空下で行い、次にこれを大気中に暴
露して気泡を崩壊させるという技術が知られている。

（発明が解決しようとする・問題点） しかしながら、上記従来技術では、繊維切断カッター等
の装置が室内に設置されているので、成形作業が長時間
進行すると成形用型に吹き付けられた樹脂（繊維および
硬化剤が含有されている）が成形用型からはね返り、繊
維切断のカッターに付着し、次第に堆積して、連続的な
切断および吹き付けが困難となる。このため、真空室の
運転及びスプレーアップ成形を一時中断して付着した樹
脂を除去しなければならず、スプレーアップ成形におけ
る稼働率および生産性の低下を招いていた。また、必要
に応して短繊維の切断長を変えて吹き付けを行う場合、
複数台のカッターを用いるのが好ましいが、カッターは
ロボットアームの先端に取付けされているので、複数台
のカッターを取付けるとロボットアーム及び手首部に過
荷重が加わり、ロボットアームの搬送操作および手首部
の首振り動作に不具合を生しる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、１１部分真空下の室内で成形用型を用いて、
スプレーアップ成形法により、繊維強化プラスチック成
形品を製造するに際し、真空室外に設けたカッターを用
いて連続長繊維を所定長さに切断して短繊維を形成し、
次いで該短繊維を導入管を介して部分真空下にある室内
のスプレーガン付近まで導き、スプレーガンより吐出す
る樹脂とともに、前記短繊維を成形用型の表面に吹き付
けて繊維補強層を形成し、形成された未硬化の状態にあ
る成形品を大気圧下に移すことを特徴とする繊維強化プ
ラスチック成形品の製造方法、および、２．真空室内に
スプレーアップ成形のためのスプレーガンがロボットア
ームの手首部に取付けられて成形用型とともに設置され
ており、真空室外には、連続長繊維を切断するカッター
が設置され、該カッターの切断繊維吐出口に導入管の一
端が連結され、他端は噴出口とされて前記スプレーガン
とともにロボットアームの手首部に取付けられてなるこ
とを特徴とする繊維強化プラスチック成形品の製造装置
に存する。

本発明における部分真空の程度は、通常８０〜９０％（
０，２〜０．０５気圧）程度が好ましく、また、部分真
空室は、スプレーアップ成形に必要な設備が設けられた
主作業室の外、バッチ方式で進行する生産ラインでの主
作業室の真空度を常時維持するために、主作業室の前後
に常圧一部分真空のサイクルを繰り返し変換し得る予備
室をそれぞれに設けてもよい。

本発明において、成形用型に繊維補強層を設ける前に、
必要に応じてゲルコート層を設けてもよい。また、ゲル
コート層を設ける工程は必ずしも部分真空下で行う必要
はない。

本発明における繊維補強層の形成は、通常のスプレーア
ップ成形に用いられる材料が使用される。即ち、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
、エポキシ樹脂等があげられるが通常液状、粘液状にし
て使用する。また、繊維は連続長繊維であれば、その種
類に制限されるものではなく、例えば、ガラス繊維、炭
素繊維、ボロン繊維等の無機系の繊維、アクリル樹脂、
ビニロン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステル
等の各種合成樹脂繊維があげられるが、特に、強度１弾
性率、経済性の点からガラス繊維のロービングが用いら
れる。

そして、連続長繊維がカッターにより切断され短繊維と
される切断長は、長すぎると気泡や空洞が形成され易く
、また逆に短か過ぎると成形品の強度が低下するという
傾向があるので、−概にはいえないが平均的には５〜７
５１Ｉｌ１１１程度のものを用いる。ただ入隅部もしく
は複雑形状部には５〜２５ｍｍ程度のものを使用すれば
より好ましい。

本発明に用いられるカッターは１台に限定されるもので
はなく、複数台を部分真空室外に設けてもよい。

また、本発明における繊維補強層の形成は部分真空室で
行うので、スプレーアップ成形に必要なスプレーガンの
操作は電算機で制御された工業用ロボットが採用される
。

（作用） 本発明は上記した構成により、真空室外に設けたカッタ
ーを用いて連続長繊維を所定長さに切断して短繊維を形
成し、次いで該短繊維を導入管を介して部分真空下にあ
る室内のスプレーガン付近まで導くのであるが、切断長
の変更等のカッターの操作は全て真空室外で真空運転し
ながらスプレーアップ成形が可能となり、しかも、スプ
レーガンにより吹き付けられて成形用型からはね返った
樹脂がカッターに付着するのを防止でき、カッターの保
守点検は真空室の真空運転を停止することなく可能とな
る。

（実に４１ｇ） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明するが
、まず装置について説明する。

第１図は本発明繊維強化プラスチック成形品の製造装置
を示している。

１は図示しない真空ポンプにより減圧された部分真空室
であり、０．２〜０．０５気圧に制御可能である。２は
回転軸３の回りに回動可能なターンテーブルであり、こ
の上に成形用型４がセントされる。５は液状樹脂槽であ
り輸送管６によって部分真空室１内に入り、更にスプレ
ーガン７に導かれる。８は連続長繊維としてのガラスロ
ービングであり、ガイド９に案内されてガラスロービン
グ８を切断するカッター１０に導かれる。１１は可撓性
のホース等からなる導入管であり、その一端がカッター
１０の切断繊維吐出口１２に連結され、他端は噴出口１
４とされて部分真空室１に入り、更に、スプレーガン７
のノズル７１と同じ方向に向けられてスプレーガン７の
上部に取付けされる。１５は工業用ロボットであり、基
盤１６上にロボット胴部１７と、手首部１８を有したロ
ボットアーム１９とを組立てて構成しており、多方向自
在に動作可能である。そして、導入管１１の先端に設け
られた噴出口１４とともにスプレーガン７がロボットア
ーム１９の手首部１８に取付けされている。

一方、工業用ロボット１４は図示しない部分真空１外に
設置された電算機組込みの操作盤により樹脂の吹き付け
、ガラスロービング８の切断、ターンテーブル３の回転
等と連動して操作される。

なお、上記例では、ガラスロービング８の切断に１台の
カッターｌＯを用いているが、本発明は１台のカッター
１０に限らず、例えば第２図に示すように２台のカッタ
ー１０ａ、１０ｂを用いてもよいし、もしくは必要に応
じて２台以上のカッターを用いてもよい。２台のカッタ
ー１０８，１０ｂを用いる場合、導入管１１の一端側は
分岐した管１１ａ、ｌｌｂとされたものを用い、それぞ
れの端部をカッター１０ａ。

１０ｂのそれぞれの切断繊維吐出口１２ａ、１２ｂに連
結すればよい。

次に、上記例の装置を用いて繊維強化プラスチック成形
品を製造する本発明の方法について説明する。

先ず、部分真空室ｌ内のターンテーブル２上に浴槽等の
成形用型４を取付け、必要に応して不飽和ポリエステル
樹脂と顔料からなる材料をスプレーガン７から成形用型
４上に吹き付けてゲルコート層を設け、次に全面もしく
は入隅部Ａに、部分真空室ｌ外に設置されているカッタ
ー１０ａを用いてガラスロービング８ａを１３ｍｍ長に
切断しながら、導入管１１を介して部分真空下にある室
内のスプレーガン７の上部にまで真空吸引しながら導き
、第３図に示すように成形用型の全面もしくは第４図に
示すように入隅部Ａにスプレーガン７より吐出する樹脂
とともに吹き付けて第１繊維補強層２１を形成し、次ぎ
に、第１繊維補強層２１が未だ硬化しない段階で、真空
運転を継続しながら前記同様に部分真空室１外に設置さ
れているカッターＪｏｂを用いてガラスロービング８ｂ
を３９ｍｍ長に切断しながら、スプレーガン７にまりの
不飽和ポリエステル樹脂とともに全面に吹き付けて第２
繊維補強層２２を形成する。然る後、形成された成形品
を未硬化状態のまま大気圧下に移したところ第１繊維補
強層２１．第２繊維補強層２２の何れの気泡及び空洞も
殆ど圧潰した状態で崩壊した。また、このように真空室
内で成形用型に吹き付けられた樹脂が、成形用型からは
ね返ってスプレーガン７側に飛散しても、噴出口１４に
付着する程度であり、カッターｌＯの連続切断作業は支
障なく行うことができた。

（発明の効果） 本発明の製造方法及びその装置によれば、真空室外に設
けたカッターを用いて連続長繊維を所定長さに切断して
短繊維を形成し、次いで該短繊維を導入管を介して部分
真空下にある室内のスプレーガン付近まで導くので、真
空室内で成形用型に吹き付けられた樹脂が、成形用型か
らはね返ってスプレーガン側に飛散してもカッターに付
着するということがなくなり、従って、カッターの切断
トラブルがなくなり連続生産性を向上させることができ
た。

また、連続長繊維の切断長さの変更等の際、カッターの
操作は全て真空室外で行うことができるので、真空運転
を停止することなく真空下でスプレーアップ成形が可能
となる。

更にまた、ロボットアームの手首部に取付けされるのは
導入管の一端に設けられた切断繊維噴出口であるので、
ロボットアーム及び手首部に荷重の負担が加わらず、ロ
ボットの支持補強が不要となり、しかも複数台のカッタ
ーを設置することが可能となるから、種々の切断作業を
連続して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法及びその装置の一例を示す概略
説明図、第２図は他の実施例を示す概略部分説明図、第
３図は本発明により繊維補強要が成形用型に形成されて
なる成形品を示す一部拡大断面図、第４図は同上におい
て入隅部にのみ第１繊維補強層が形成されてなる成形品
を示す一部拡大断面図を示す。 埼 符喰の説明 １・・部分真空室、４・・成形用型、７・・スプレーガ
ン、８・・連続長繊維、１０・・カッター、１１・・導
入管、１２・・切断繊維吐出口、１４・・噴出口、１５
・・ロボット、１８・・手首部、１９・・ロボットアー
ム 特許出願人　積水化学工業株式会社 同　　　岡山積水工業株式会社 代理人弁理士大西　浩１；’、、、、ｊ。 、’、　、−、：ｉ−、ｌ 第　１　図 Ｉ３ 第　２　図 １０ｎ　／／ａ ｔｏｅ　　　／／４ ）　　　　ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　−
第　３　図 第４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部分真空下の室内で成形用型を用いて、スプレーア
   ップ成形法により、繊維強化プラスチック成形品を製造
   するに際し、真空室外に設けたカッターを用いて連続長
   繊維を所定長さに切断して短繊維を形成し、次いで該短
   繊維を導入管を介して部分真空下にある室内のスプレー
   ガン付近まで導き、スプレーガンより吐出する樹脂とと
   もに、前記短繊維を成形用型の表面に吹き付けて繊維補
   強層を形成し、形成された未硬化の状態にある成形品を
   大気圧下に移すことを特徴とする繊維強化プラスチック
   成形品の製造方法。 ２、短繊維が５〜７５ｍｍの範囲の切断長さであり、先
   に５〜２５ｍｍの範囲の短繊維を成形用型の全面もしく
   は入隅部もしくは複雑形状部に吹き付け、つづいて２５
   〜７５ｍｍの範囲の短繊維を吹き付けることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の繊維強化プラスチック成
   形品の製造方法。 ３、真空室内にスプレーアップ成形のためのスプレーガ
   ンがロボットアームの手首部に取付けられて成形用型と
   ともに設置されており、真空室外には、連続長繊維を切
   断するカッターが設置され、該カッターの切断繊維吐出
   口に導入管の一端が連結され、他端は噴出口とされて前
   記スプレーガンとともにロボットアームの手首部に取付
   けられてなることを特徴とする繊維強化プラスチック成
   形品の製造装置。 ４、連続長繊維を切断するカッターが複数台設置されて
   なることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の繊維
   強化プラスチック成形品の製造装置。