JPH01225533A

JPH01225533A - サンドイッチ繊維強化プラスチックス成形品およびサンドイッチ繊維強化プラスチックス製の自動車部品

Info

Publication number: JPH01225533A
Application number: JP63050784A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Kimura; 吉朗木村; Akiyoshi Yamada; 山田　章義; Kiyotaka Nakai; 清隆中井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; Aisin Corp
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1989-09-08

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、表面材がガラス繊維強化材を３０体積％以上
含有するシートモールディングコンパウンドで構成され
るとともに、芯材が中空状の軽量充填剤を１５体積％以
上含有するシートモールディングコンパウンドで構成さ
れていることを特徴とする軽量・高強度なサンドイッチ
繊維強化プラスチックス成形品およびこのサンドイッチ
繊維強化プラスチックス製の自動車部品に関するもので
ある。

「従来の技術」周知のように、繊維強化プラスチックス（以下、ＦＲＰ
と略す）は金属（特に鉄）に比べ、軽量で強度、耐蝕性
に優れる等多くの特徴を有しており、バスタブ、浄化槽
、パイプ、ボート、いす、各種自動車部品等、多岐に亘
って使用されている。ＦＲＰの成形方法には多くの種類
があるか、その１つにプレス成形法がある。これは、予
め所定の温度に加熱されたプレス用金型内にＦＲＰ材料
を投人し、加圧、硬化させる方法であり、ＦｒｊＰｌ料
として、液状樹脂を用いる場合と、バルクモールディン
グコンパウド、シートモールディングコンパウンドＣ以
下、ＳＭＣと略す）等の成形材料を用いる場合とがある
。なかでも、ＳＭＣ等の成形材料を用いたプレス成形法
は、材料ロスが少ない、生産性が高い、作業環境が良い
等、他のＦＲＰ成形注形法べ多くの長所を有し、ＦＩＩ
Ｐ成形品の生産に広く用いられている。

「発明が解決しようとする課題」Ｓ　Ｍ　Ｃ等の成形材料は、前記の様に多くの長所を有
しているが、アルミニウム等の軽金属よりも比剛性に劣
るため比剛性を要する分野に用いにくく、例えば剛性設
計されている自動車の内、外装部品、例えば、オーバー
フェンダ−、エアスポイラ−等の外装部品、及び、サン
ルーフハウジング、スライディングルーフパネル等の内
装部品のＳＭＣ化を図る場合、軽量化メリットがでない
という問題点がある。

そこで、従来より、ＳＭＣの軽量化や高剛性化を図り、
比剛性を高める検討がなされている。ＳＭＣの軽量化方
法としては、中空状の軽量充填剤を用いる方法が知られ
ているが、この場合、軽量化を図る以上に、機械的特性
（強度、弾性率）の低下が粁しくなるという欠点があり
、アルミニウム並の比剛性を有するまでには至っていな
い。又、このような低比重ＳＭＣは、ハジキ、ピンポー
ル、ブリスタ性等の塗装性にも問題があるため、自動車
外装部品への適用は困難である。一方、ＳＭＣの高剛性
化には、ガラス繊維強化材含有率を高めろ方法が知られ
ているが、高剛性化を図る以上に比重が高くなるという
欠点があり、これも又、アルミニウム並の比剛性を有す
るまでには至っていない。強化材として、ガラス繊維よ
りら軽量でしかも高張力な、カーボン繊維、アラミド繊
維等を用いれば、アルミニウム以上の比剛性を存するこ
とら可能であるが、価格的実用性に難がある。

「課題を解決するための手段」本発明者等は、この様な状況に鑑み脱色研究した結果、
低比重ＳＭＣを芯材とし、高強度Ｓ　Ｍ　Ｃを表面材と
してサントイブチ状に構成するこさ１こより、上記の如
き欠点が解消できることを見い出し、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、表面材がガラス繊維強
化材を３０体積％以上含有するＳＭＣで構成されるとと
もに、芯材が中空状の軽量充填剤を１５体積％以上含有
するＳＭＣで構成されていることを特徴とする軽量でし
かも高強度なサンドイッチＦＲＰ成形品を提供するもの
である。

本発明で用いる高強度ＳＭＣは、ガラス繊維強化材に熱
硬化性樹脂を含浸してなる、好ましくは曲げ弾性率１２
００　ｋｇ／　ｍｍ”以上のもので、ガラス繊維強化材
を３０体積％以上含有するものである。この場合、ガラ
ス繊維強化材含有率が３０体積形未満のＳＭＣを表面材
として用いた場合、サンドイッチＦＲＰ成形品の高強度
化は発現し難く、好ましくは、ガラス繊維強化材含有率
が３５〜５５体積％のＳＭＣである。

また、本発明で用いる低比重ＳＭＣは、ガラス繊維強化
材に中空状の軽量充填剤と熱硬化性樹脂を混合した樹脂
ペーストを含浸してなる、好ましくは比重０．８〜１．
５のもので、中空状の軽量充填剤を！５体積％以上含有
する−ものである。中空状の軽量充填剤１５体積％未満
のＳＭＣを芯材として用いた場合、サンドイッチＦＲＰ
成形品の低比重化は発現し難＜、好ましくは、中空状の
軽量充填剤含有率が２０〜５０体積％のＳＭＣである。

ここで、ガラス繊維強化材とは、チョツプドストランド
マット、ガラスクロス、ロービングクロス等のシート状
の繊維強化材及びチョツプドストランドであり、好まし
くは、繊維長か１／２〜２インチのチョツプドガラスス
トランドである。

また、中空状の軽量充填剤とは、好ましくは比重０．１
〜０，７の微小なプラスチック、ガラス等の中空体であ
り、好ましくは、１００　ｋｇ／　ｃｍ”以上の耐圧強
度を有するガラス中空体である。

さらに、熱硬化性樹脂としては、例えば、マトリクス樹
脂として、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、アクリル樹脂、フェノール樹脂等を
用いることができる。また、これら樹脂中には、充填剤
、低収縮化剤、顔料、離型剤、硬化剤、硬化促進剤、増
粘剤及びその他公知の添加剤等を混合することができる
。

本発明で用いるＳＭＣは、従来公知の製造方法で容易に
製造することができる。本発明のサンドイッチＦＲＰ成
形品の製造方法としては、例えば所定の寸法に裁断した
ＳＭＣを、高強度ＳＭＣ／低比重ＳＭＣ／高強度ＳＭＣ
のように、サンドイッチ状に重ね合わせたものをプレス
成形することにより、容易に得られるものである。プレ
ス成形条件は、通常のＳＭＣプレス成形条件と同様に、
温度が４０〜１８０℃、圧力が１０〜２００ｋｇ／ａｍ
”、加圧時間が１〜６０分間の範囲であるが、使用する
ＳＭＣの配合組成、成形品の形状・大きさ等により適宜
選定できる。

また、本発明の自動車部品とは、例えばオーバーフェン
ダ−、エアスポイラ−等の外装部品、サンルーフハウジ
ング、スライディングルーフパネル等の内装部品である
。この自動車部品としての性能は、その比剛性がアルミ
ニウムより優れたもの、即ち比剛性３ｒＥ／ρ＝７．１
５以上であることが望ましい。

「作用」前記構成によれば、従来のＳＭＣに比べて軽量性、機械
的特性において大幅な改善がなされており、アルミニウ
ムよりも比剛性及び成形自由性に優れ、自動車の内・外
装部品、さらには住宅用パネル、ハウジング類、工業部
品、レジャー用品、電子・電気機器部品等多岐に亘って
使用することができる。

「実施例」以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。

（実施例−１）表−１に示す高強度Ｓ　Ｍ　Ｃ（Ｂ　）と低比重ＳＭＣ
（Ｅ）をそれぞれ２５０Ｘ２５０ｍｍ寸法に切断し、第
１図に示すように、高強度ＳＭＣ（Ｂ）１枚／低比重Ｓ
ＭＣ（Ｅ）２枚／高強度ＳＭＣ（Ｂ）１枚の構成で重ね
合わせたものを、３００Ｘ３００ｍｍ平板成形用金型に
投入し、温度１４０℃、加圧カフ０トン、加圧時間３分
間の条件でプレス成形を行い、厚み約３．５ｍｍの平板
成形品を得た。なお、第１図中、符号Ｉは高強度ＳＭＣ
を示し、２は低比重ＳＭＣを示すものである。

（実施例−２）表−１に示す高強度ＳＭＣ（Ｃ）と低比重ＳＭＣ（Ｆ）
を実施例−１と同様にしてプレス成形を行い、厚み約３
．５ｍｍの平板成形品を得た。　・（実施例−３）表−１に示す高強度ＳＭＣ（Ｃ）と低比重ＳＭＣ（Ｆ）
を９２０Ｘ４９０ｍｍの基本寸法に裁断し、実施例−１
と同様の構成で重ね合わせたものを用いて、第２図に平
面図を示す自動車のサンルーフハウジング（一般肉厚３
　ｍｍ）を成形した。サンルーフハウジングとは、自動
車用サンルーフの機構部品を取り付けるためのベースに
なる部品であり、軽重で高剛性であることを必要として
いる。この時の成形条件は、金型温度が（上型）１４６
℃、（下型）１４２℃、加圧力４５０トン、加圧時間３
分間、チャージｆｆ１４．６ｋｇであった。この成形品
の製品重量は、鉄インサート１．６ｋｇを含めて６．２
ｋｇであり、一般ＳＭＣ（比重１．８２）が７　、１　
ｋｇであったのに比べかなり軽量化が図れた。

（比較例−１）表−Ｉに示す高強度ＳＭＣ（Ａ）と低比重ＳＭＣ（Ｅ）
を実施例−１と同様にしてプレス成形を行い、厚み約３
．５ｍｍの平板成形品を得た。

（比較例−２）表−１に示す高強度Ｓ　Ｍ　Ｃ（Ｂ　）と低比重ＳＭＣ
（Ｄ）を実施例−１と同様にしてプレス成形を行い、厚
み約３．５ｍｍの平板成形品を得た。

（比較例−３）表−■に示す高４強度ＳＭＣ（Ａ）と低比重ＳＭＣ（Ｅ
）を９２０Ｘ４９０ＩＩ＋ｌｌの基本寸法に裁断したも
のを用いて、実施例−３と同様にしてサンルーフハウジ
ングを成形した。この成形品の製品重量は、鉄インサー
ト１．６ｋｇを含めて５．９ｋｇであり、−般ＳＭＣ（
比重１．８２）が７　、１　ｋｇであったのに比べ、か
なり軽量化が図れた。しかしながら、成形後に金型から
成形品を脱型した際、すでに割れ欠け等の欠陥か発生し
ており非常にこわれ易いものであった。

〈物性試験〉次に、前記実施例−■、−２、−３及び比較例−１、−
２、−３の成形品より、２５Ｘ６０ｍｍのテストピース
を、平板成形品の場合は端部５０ｍｍを除く中央部から
、１０個切り出し、サンルーフハウジングの場合は第２
図に示す位置から１７個切り出して、曲げ強さ、曲げ弾
性率（ｆｌＳ　　Ｋ−７２０３に準拠）と比重（ＪＩＳ
　　Ｋ−７１１２に帛拠）を測定した。その各平均値を
表２に示したか、本発明のサンドイッチＦＲＰ成形品は
、これまでのＦＲＰ成形品の軽量性、機賊的特性におけ
る欠点を大幅に改善しており、アルミニウムよりら比強
度、比剛性に優れているものであった。

「発明の効果」本発明のサンドイッチＦ、ＲＰ成形品はこれまでの方法
の経用性、機械的特性における欠点を大幅に改善してお
り、アルミニウムよりも比剛性及び成形自由性に優れ、
自動車の内・外装部品、さらには住宅用パネル、ハウジ
ング類、工業部品、レジャー用品、電子−電気機器部品
等多岐に亘って使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形品の一態様を示す断面図、第２図
は自動車のサンルーフハウジングの概略平面図である。１・・・・・・高強度ＳＭＣ，２・・・・・・低比重Ｓ
ＭＣ０出願人　　大日本インキ化学工業株式会社出願人
　　アイシン精機味式会社第１凶第２図ロサ〉アリング舒分

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面材がガラス繊維強化材を３０体積％以上含有
するシートモールディングコンパウンドで構成されると
ともに、芯材が中空状の軽量充填剤を１５体積％以上含
有するシートモールディングコンパウンドで構成されて
いることを特徴とするサンドイッチ繊維強化プラスチッ
クス成形品。
（２）表面材がガラス繊維強化材を３０体積％以上含有
するシートモールディングコンパウンドで構成されると
ともに、芯材が中空状の軽量充填剤を１５体積％以上含
有するシートモールディングコンパウンドで構成されて
いることを特徴とするサンドイッチ繊維強化プラスチッ
クス製の自動車部品。