JPH01250458A - 繊維補強樹脂体の製造法 - Google Patents

繊維補強樹脂体の製造法

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JPH01250458A
JPH01250458A JP63074499A JP7449988A JPH01250458A JP H01250458 A JPH01250458 A JP H01250458A JP 63074499 A JP63074499 A JP 63074499A JP 7449988 A JP7449988 A JP 7449988A JP H01250458 A JPH01250458 A JP H01250458A
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glass fiber
mat
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fiber bundles
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Sadao Kawashima
川島 貞男
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は繊維補強樹脂体(FRP)の補強用繊維として
有用な硝子Fpcmマット並びに繊維補強樹脂体(FR
P)の製造法に関するものである。
[従来の技術] 硝子繊維マットのような補強繊維に液状の熱硬化性樹脂
を含浸せしめ、該樹脂を硬化せしめてなる繊維補強樹脂
体(FRP)は、自動車部品、ハスタブ、ボートハル等
各種用途に宜用されており、成型法としては、注入成型
てはレジンインジェクションモールディング法(RI工
法という)が、プレス成型法としてはマツチドタイ法(
MD法という)か主として用いられ、大量生産される。
一定品質のFRPを得るために補強繊維として硝子繊維
束の短かい切断物よりなるチョツプドストランドマット
(CM)、長尺の硝子繊維束よりなるコンティニュスト
ランドマット(CSM)が広く用いられる。
[発明が解決しようとする課題] 補強繊維としてCM或はC3Mを用い、RI法、MD法
によって深く湾曲した形状(以下深絞り形状という)の
FRPを製造しようとすると、マットと型の馴染みが不
良となり、或は成型の際受ける外力により、マットを構
成する硝子繊維束か動き、マット中の硝子繊維束の分布
が不均一となり、或は一方向に配列し易い。特にこの現
象は深絞り形状の角部において起り易く、時としてマッ
トか破断し、硝子繊維束の存在しない部分が生じ、得ら
れたFRPの強度低下、コーナ一部に発生するクラック
等の品質不良の原因となる。
このような難点を解決するため、硝子繊維束の切断物(
チョツプドストランド、以下C8という)を予め結合剤
と共に所定形状を有する型に吹付けることによって得ら
れるプレフォームマットが補強amとして使用されて来
たが、プレフォームマットを使用する成型法(プレフォ
ームマット法という)は次のような欠点を有する。
プレフォームマット法によるときは補強uA雄の分布が
不均一となるのをある程度防止できるが。
この方法は手間と費用を要し、しかも補強繊維の分布を
完全に均一とすることか困難である難点かある。即ち、
プレフォームマットは、所定形状を有する型にC8と結
合剤を同時に吹付けることによって製造されるが、深絞
り形状の型の場合、型の角部或は型の垂直な部分等に対
するC3の耐着、堆積が不充分となり易い。
又プリフォームマットはC8を所定の湾曲した曲面に沿
って分散させるために、C8としては25〜50111
程度の短かいものを使用する必要か生ずる。
C3が短かくなるとFRP成型時にCSか移動して一方
向に配列され易くなり、FRPの強度を低下させ易くな
る。このような短かいCSを型の表面に保持し、又FR
P成型中のCSの移動を防止するために、プリフォーム
マットにおいては、CM、CSMに比し多量(C8に対
し10wt%程度)の結合剤を附与する必要がある。こ
のためプレフォームマットを補強繊維として使用すると
、得られたFRPの透明性、耐水性が低下し易い。
本発明は従来技術のこのような問題点を解決するための
研究に基づく新たなる提案であり、均質な深絞り形状の
FRP (繊維補強樹脂体)の製造を容易ならしめる硝
子繊維マット並びに均質な深絞り形状を有するFRPの
製造法を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明においてはFRP用
補強繊維として長さ30cm以上の長尺の硝子la維離
京、その長さ方向に沿った70%以上の部分において曲
率半径1.5〜20cmの湾曲した形状をなして堆積せ
しめられており、これらの硝子繊維束同志が熱可塑性樹
脂よりなる結合剤で一体に結合されている硝子繊維マッ
トマットを使用し、又長さ30c■以上の長尺の硝子繊
維束がその長さ方向に沿った70%以上の部分において
曲率半径1.5〜20cmの湾曲した形状をなして堆積
せしめられており、これらの硝子繊維束同志が熱可塑性
樹脂よりなる結合剤で一体に結合されている硝子繊維マ
ットを結合剤を軟化せしめた状態て所望の湾曲した形状
となし、ついで液状の熱硬化性樹脂を含浸させ該樹脂を
硬化させることによりFRPを製造する。
次に本発明を更に具体的に説明する。
本発明においては長さ30cm以上、好ましくは60c
m以上の長尺の硝子繊維束を使用する。この長さがあま
り短いとFRP成型中硝子繊維束が動き易くなり、又結
合剤を多量に使用する必要が生ずる。硝子繊維束として
は、太さ9〜25JL、望ましくは13〜22−の硝子
繊維を20〜200本、好ましくは30〜150本集束
してなるm離京が適当である。
硝子繊維束の太さがあまり小さいと樹脂を含浸させた際
、硝子ma束が移動し易くなり、又この太さがあまり大
きいと得られたFRPの表面平滑性が失われ易くなる。
硝子繊維に附与すべき集束剤としてはアース185(商
品名)のような潤滑剤を0.02〜0.3wt%、好ま
しくは0.05〜0.2wt%、自己乳化性ポリエステ
ル樹脂のような被膜形成剤を1.5〜5wt%、好まし
くは0.2〜4wt%、シランカップリング剤のような
カップリング剤を0,1〜0.3 wt%含む液状物を
用いるのが望ましく、集束剤の附与量は固型分として0
.1〜0.5 wt%とするのか適当である。
なお、FRPに透明性を要求される場合、カップリンク
剤のみを含む集束剤を用いることも可能である。
本発明においては、上述の長尺の硝子繊維束をマット状
に堆積し、後述する結合剤を附与して硝子m離京同志を
結合する。
工業的には、長平方向に所定速度で移動するコンベア上
に1硝子mm束を供給して落下堆積せしめ、好ましくは
40〜200メツシュ程度の粉末状の結合剤を附与する
。なお結合剤は硝子繊維束と同時に、或は硝子fa維離
京供給した後附与することができる。なお硝子繊維束の
堆積量は300〜500gr/rrr′、好ましくは4
00〜5(]Ogr/m″とするのが適当である。この
量があまり多いと硝子緻維マットを所望の湾曲した形状
とするリフォーム工程(予備成型工程)か困難となり、
又この量があまり少ないと生産性か低下する。
長尺の硝子繊維束はコンベヤ上に湾曲した形状をなして
ランダムに堆積するか、この曲率半径はコンベヤの移動
速度、硝子繊維束の落下速度、硝子繊維束の太さ、剛性
等に応じて定まる。本発明においては上記曲率半径か、
硝子繊維束の長さ方向の7C%以上、好ましくは80%
以上の部分において1.5〜20c11、好ましくは2
〜15C11となるようこれらの条件を定める。
なおこのような条件は実験的に定めることができる。
曲率半径か上記範囲より大きいとFRP製造の際硝子繊
維束にずれが生じ易くなり、又曲率半径が上記範囲より
小さいとリフォームか困難となり、又リフォームの際、
マットに部分的な切断を生じ易い。
結合剤としては、Ba1l Ring法で測定した軟化
点か60〜200 ’C1好ましくは80〜150°C
のものが適当である。
又マトリックス樹脂に対する溶解性か大きく、マトリッ
クス樹脂をマットに含浸させた際結合剤の結合力か大幅
に低下するような結合剤は望ましくない。
結合剤は本発明マットに含浸させる樹脂(マトリックス
樹脂)の種類に応じて選択されるか、上記条件を満足さ
せる結合剤としては次のものが適当である。
マトリックス樹脂か不飽和ポリエステル樹脂又はポリウ
レタン樹脂の場合 ポリエステル樹脂、好ましくはイソフタール酸変性アル
キッド樹脂、又はビスフェノール変性アルキッド樹脂、
特に好ましくはイソフタール酸変性アルキッド樹脂樹脂 マトリックス樹脂がメトン樹脂(商品名)の場合 ポリエチレン又はポリプロピレン マトリックス樹脂がフェノール樹脂の場合ノボラック樹
脂 このような結合剤を使用することにより、FRP成型の
際、或は後述する予備成型を行なう際に硝子繊維束かず
れて、硝子繊維束の分布か不均一となることかなく、マ
ットを所望の深絞り形状に予備成型しうる効果が一層顕
著となる。
結合剤を附与した硝子繊維束を加熱し、結合剤を軟化せ
しめて硝子繊維束同志を一体に結合し本発明マットを製
造する。この際一対のロール等て挟圧するのか望ましい
マットの無荷重状態における嵩密度並びにマットに所定
圧力を与えた場合の嵩密度は、上述したマット製造時の
挟圧力、マットを構成する硝子繊維束の弾性反発力によ
って定まるか、以下述べる測定法て測定した嵩密度が次
の範囲にあるマットか特に望ましい。
30cmX 30cm以上の大きさのマット全面に厚さ
3mmの鉄板を乗せた状態で測定した嵩密度(マットの
重量/面積×厚み)(なお、この場合マットの受ける荷
重は約3 gr/crn’て実買上無負荷である)が0
.08〜0.25gr/Cm’好ましくは0.10〜0
.18gr/crn’てあり、マットに約30 gr/
crn’の荷重を与えた場合の嵩密度が0.3〜0.4
2gr/cm″好ましくは0.36〜0.4 gr/c
rn’のもの。
なお、硝子繊維束の弾性反発力は硝子繊維の太さ、集束
本数、集束剤の種類及び附与量、結合剤の種類及び附与
量、硝子繊維束の長さによって定まり、上述の範囲の嵩
密度を有するマットの諸元は、実験的に容易に定めるこ
とができる。
本発明マットは長尺の硝子m離京で構成され、且つマッ
ト自身はほぼ平面形状を有するのて、結合剤の附与量は
硝子fi&m束に対し2〜6wt%程度て充分であり、
硝子繊維束同志は充分強固に結合されFRP成型に際し
、硝子繊維束の移動(ウェルド)が生ずることかない。
本発明硝子繊維マットを補強m維として深絞り形状を有
するFRPを製造する際には、上記マットを100〜2
10℃、好ましくは150〜180℃に加熱した状態で
一対の型を用いて加圧し、所定の形状を予め附与する予
備成型を行なうのが適当であるか、マットを温風て加熱
し、或はマットに溶剤を噴霧して結合剤を軟化させ、手
作業でマットを弯曲させることも可能である。。
本発明マットを用い、公知のRI法或はMD法によって
FRPを製造する。この際使用する液状の熱硬化性樹脂
としては不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メト
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂等を用いる
ことができるか、不蔗和ポリエステル樹脂を用いるのが
実際的である。なお樹脂の附与量はFRP中の硝子ma
マットの割合か20へ70wt%、好ましくは30〜6
0wL%となるよう定めるのが適当である。
上記のような結合剤を使用することにより、FRP製造
の際の液状の熱硬化性樹脂による結合剤の結合力の低下
を防止し、硝子繊維束のウェルドを一層少とすることが
できる。
[作 用コ 長さ30cm以上の長尺の硝子繊維束を、その長さ方向
に沿った70%以上の部分において、曲率半径が1.5
〜20cm湾曲した形状をなして堆積せしめ、これらの
繊維束同志な熱可塑性樹脂よりなる結合剤で結合するこ
とにより、少量の結合剤て硝子繊維束を一体に結合して
マ・ントとなし、しかもこのマットをFRPの補強材と
して使用する際の硝子繊維束のウェルドを減少させ、又
このマットの予備成型を容易ならしめる。
又、このようなマットを、結合剤を軟化せしめた状態で
所望の形状に予備成型し、ついで液状の熱硬化性樹脂を
含浸させ、後樹脂を硬化させることにより、成型時の硝
子繊維束のずれ(ウェルド)を−層小ならしめる。
[実施例] 太さ20鉢の硝子繊維に、自己乳化性ポリエステルエマ
ルジョンを3.5 wt%、アーコ185を0.1 w
t%、A174を0.2 wt%含む集束剤を、固型分
として0.35wt%附与集束してなる連続硝子繊維束
を、走行するコンベヤ上に450gr/rn″の割合で
落下せしめ、上記硝子繊維束がその長さ方向に沿った9
0%以上の部分において2〜10cmの曲率半径を有す
る湾曲した形状をなして堆積しているマット状物を得た
このマット状物にイソフタール醜変性ポリエステル樹脂
よりなる熱可塑性樹脂の粉末(50〜150メツシユ)
を4wt%附与し210’Cに加熱して、無荷重時の嵩
密度か0.14gr/crn’ 、 30 gr/ゴの
荷重を与えたときの嵩密度か0.38gr/crrr′
のマットを得た。
なお上記熱可塑性樹脂結合剤のBa1l Ring法に
よる軟化点は150’Cであった。
このマットを180°Cに加熱し、一対の型で挟圧し8
0cmx 80cm、高さ10c+++の皿状に予備成
型し、不飽和ポリエステル樹脂をFRP中のマットの重
量が35wt%となるよう含浸させ、MD法によりウェ
ルドの少ない、耐水性の良好なFRPを得ることかでき
た。
[実施例2] 実施例の連続硝子繊維束の代りに60cmの長さに切断
した硝子繊維束を用い、実施例1と同様な結果を得た。
U発明の効果コ ウェルトの小さな均質な、且つ透明性、耐水性の良好な
FRPを得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)長さ30cm以上の長尺の硝子繊維束が、その長
    さ方向に沿った70%以上の部分において曲率半径1.
    5〜20cmの湾曲した形状をなして堆積せしめられて
    おり、これらの硝子繊維束同志が熱可塑性樹脂よりなる
    結合剤で一体に結合されていることを特徴とする熱硬化
    性樹脂補強用硝子繊雄マット。
  2. (2)長さ30cm以上の長尺の硝子繊維束がその長さ
    方向に沿った70%以上の部分において曲率半径1.5
    〜20cmの湾曲した形状をなして堆積せしめられてお
    り、これらの硝子繊維束同志が熱可塑性樹脂よりなる結
    合剤で一体に結合されている硝子繊維マットを結合剤を
    軟化せしめた状態で所望の湾曲した形状となし、ついで
    液状の熱硬化性樹脂を含浸させ該樹脂を硬化させること
    を特徴とする繊維補強樹脂体の製造法。
JP63074499A 1988-03-30 1988-03-30 繊維補強樹脂体の製造法 Granted JPH01250458A (ja)

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JPH0340058B2 JPH0340058B2 (ja) 1991-06-17

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS602422A (ja) * 1983-06-20 1985-01-08 大阪機工株式会社 カツプ充填装置に於けるカツプ受けコンベア

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS602422A (ja) * 1983-06-20 1985-01-08 大阪機工株式会社 カツプ充填装置に於けるカツプ受けコンベア

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