JPH04201209A

JPH04201209A - 熱硬化性材料の熱圧縮成形方法

Info

Publication number: JPH04201209A
Application number: JP2335065A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Takeshima; 武島　正治; Kazuyoshi Yamamoto; 山本　和芳; Natsuki Morishita; 森下　夏樹
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-22

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、シートモールデイングコンパウンド（ＳＭＣ
）やバルクモールディングコンパウンド（ＢＭＣ）等の
熱硬化性材料の熱圧縮成形方法に関する。

（従来の技術）ＳＭＣやＢＭＣは、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂液をガラス繊維等の強化繊維に含浸させてなる熱
硬化性材料である。

この種の熱硬化性材料を加熱された金型に入れこれを型
締めし、この金型内に外装材料を高圧で注入することに
より、成層された熱硬化性材料の表面に外装材料が被覆
された種々の製品に成形する技術は知られている（例え
ば、特開昭６１−２７３９２１号公報参照）。

この場合、金型の加熱方法としては、一般に金型内の配
管或いはチャンバーに、温水、蒸気、油を循環させるか
、或いは金型に電熱ヒーターを配設して加熱する方法が
採用される。

（発明が解決しようとする課題）このような従来技術にあっては、一般に金型の中央部の
成形面の温度が、その周辺寄の成形面の温度より低下す
る。そのため、金型の周辺寄の熱硬化性材料が早く硬化
し、中央部は金型の温度の下降と相俟って硬化が遅れる
。

その結果、成形体の中央部に引張り応力が生じ、得られ
る製品に波打ちが発生しやすいという問題がある。この
ような金型中央部の温度低下は、成形サイクルを短縮す
るほど、或いは成形面積が大きくなるほど発生しやすい
。

さらに、熱硬化性材料の中央部と周辺寄の硬化速度に差
があると、高圧注入される外装材料が注入部の未硬化の
熱硬化性材料部に陥没しやすくなる。この場合、陥没防
止のために硬化を充分に進めた後に外装材料を高圧注入
すると、熱硬化性材料との接着性が悪くなる。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、熱硬化性材料の中央部と周辺寄との硬
化がほぼ同時に行われ、それにより波打ち等の成形不良
がなく、しかも成形された熱硬化性材料の表面に外装材
料を良好に被覆した成形体を得るための熱硬化性材料の
熱圧縮成形方法を提供することにある。

本発明において、金型及び外装材料の高圧注入装置とし
ては、具体的には、例えば前記特開昭６１−２７３９２
１号公報に記載されているような公知の金型及び装置が
使用される。第１図には、説明の便宜上金型の要部のみ
を簡単に断面図で示している。

第１図において、金型は上型１１と下型１２とからなり
、空気圧や油圧により型締め可能になされている。この
場合、上型１１と下型１２とは上下が逆に設けられてい
てもよい。そして、これらの金型は、金型内の配管１３
．１４に、温水、蒸気、油を循環させるか、或いは金型
に電熱ヒーターを配設して加熱するようになされている
。さらに、成形された熱硬化性材料の表面に、外装材料
を被覆するために、上型１１又は下型１２に外装材料を
高圧注入するための高圧注入機（図示せず）に連通した
注入口１５が設けられている。

本発明において、熱硬化性材料としては、不飽和ポリエ
ステル樹脂等の熱硬化性樹脂液をガラス＊ｉ等の強化繊
維に含浸させてなるＳＭＣやＢＭＣが好適に用いられる
。

このようなＳＭＣやＢＭＣは、具体的には、不飽和ポリ
エステル等の樹脂をスチレン等の重合性モノマーで希釈
した熱硬化性樹脂液に、ヘンヅイルパーオキサイドやし
一プチルバーオキシヘンゾエート等の硬化触媒、その他
必要に応して、スチレン重合体等の収縮防止用樹脂、炭
酸カルシウムやクレー等の充填剤、酸化マグネシウムや
水酸化マグぶシウム等の化学増粘剤、ステアリン酸亜鉛
やステアリン酸カルシウム等の剥離剤、ハイドロキノン
やパラヘンゾキノン等の安定剤、着色剤などを適量配合
した配合組成物を作り、これをガラス繊維等のロービン
グ、チョツプドストランド、マットからなる強化繊維に
含浸させ、これを熟成して製造することができる。

そして、この際、配合組成物中の硬化触媒の種類及び配
合量や熱硬化性樹脂液の種類を変更することにより、硬
化速度の異なる複数の熱硬化性材料が用意される。

このような硬化速度の異なる複数の熱硬化性材料を用い
、これを例えば第１図に示すように、硬化速度の遅い熱
硬化性材料Ａを金型の周辺寄りに配置し、硬化速度の早
い熱硬化性材料Ｂを金型の中央寄りに配置する。第１図
の場合は、硬化速度の遅い熱硬化性材料Ａの中央部をく
り抜いて、この空間に硬化速度の早い熱硬化性材料Ｂを
はめ込んだシートを用い、これを複数層（三層）重ねて
いる。

しかし、硬化速度の異なる複数の熱硬化性材料の配置の
方法は、第１図の方法以外にも種々ある。例えば、第２
図の（イ）に示すように熱硬化性材料Ａの中央上部をく
り抜き、この窪みに熱硬化性材料Ｂをはめ込む。（ロ）
に示すように広さの大なる熱硬化性材料Ａ上のほぼ中央
部に、広さの小なる熱硬化性材料Ｂを重ねる。

（ハ）に示すように熱硬化性材料Ａのほぼ中央部に、熱
硬化性材料Ｂを完全にうめ込む。

さらに、（ニ）に示すように上記（ロ）のような重ね合
わせ体の上に、熱硬化性材料Ａを重ねる。（ホ）に示す
ように上記（ロ）のような重ね合わせ体の上に、硬化速
度の異なる別の熱硬化性材料Ｃを重ねる。その他、種々
の配置の方法があり、また熱硬化性材料は一層乃至三層
に限らずそれ以上の層となされてもよい。

上記のようにして金型に配置された熱硬化性材料１旧友
、一定の条件で型締めされる。金型の温度は一般に１３
０〜１６０°Ｃ１型締め圧は一般に７０〜１５０　ｋｇ
ｆ／ＣＴＡとされる。また、型締め時間は一般に１０〜
３００秒とされる。

なお、金型の温度は上型と下型とを同じ温度としてもよ
く、異なる温度としてもよく、或いはいずれか一方の型
のみを加熱するようにしてもよい。予め加熱された下型
に硬化速度の最も遅い熱硬化性材料が接するように配置
するのが好ましい。

また、成形された熱硬化性材料の表面に被覆する外装材
料としては、−船釣には熱硬化性樹脂を主成分とし、さ
らに充填剤、重合開始剤、硬化促進剤、禁止剤、顔料、
染料、低収縮剤または離型剤等の種々添加剤を含むもの
が用いられる。用いる樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂またはウレタンアクＩＪ−
ト樹脂等が挙げられる。これ等の熱硬化性樹脂は、それ
ぞれ単独で用いられてもよく、あるいは複数種を混合し
て用いら五でもよい。

また、先に成形される熱硬化性樹脂と同種であってもよ
い。

そして、この外装材料は、金型内の熱硬化性材料の硬化
が全体として適度に進んだ時点、例えば硬化による発熱
のピーク温度の直後で、金型が閉している間に注入口１
５より高圧注入される。注入圧力は、注入前の型圧より
高（、好ましくは２〜４倍の圧力となされるが、注入直
前に一旦型圧を緩めこれに外装材料を高圧注入するよう
にしてもよい。なお、外装材料は一般に熱硬化性材料の
全表面に被覆されるが、熱硬化性材料の表面の一部に被
覆されるようにしてもよい。

（作用）このように、硬化速度の早い熱硬化性材料を金型の中央
寄りに配置し、硬化速度の遅い熱硬化性材料を金型の周
辺寄りに配置して熱圧縮成形すると、金型の中央部の成
形面の温度が、その周辺寄の成形面の温度より低いため
、熱硬化性材料の硬化速度がその中央部から周辺寄にか
けて全体として同しように均されてバランスがとれる。

（実施例）以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

１隻班硬化速度の遅いＳＭＣの熱硬化性材料シート（Ａ）（厚
さ３．４■）と、硬化速度の早いＳＭＣの熱硬化性材料
シート（Ｂ）（厚さ３．４園）とを用意した。このシー
ト（Ａ）及び（Ｂ）はいずれも不飽和ポリエステル樹脂
液を、長さ２５閣、太さ１３μｍのガラス繊維（２８重
量％）に含浸させてなり、両者は硬化触媒及びその量が
異なるものである。

先ず、上記シー）　（Ａ）の１２層重ねと、シート（Ｂ
）の１２層重ねとをそれぞれ単独で、第１図に示す下型
（加熱温度１５０°Ｃ）に載置し、これを上型（加熱温
度１３５℃）で１２．７ＭＰａ　（１３０ｋｇｆ／ｃ＋
ｄ）の圧力で型締めして熱圧縮成形を行い、その硬化特
性を把握した。硬化特性は、シートの中央部（一箇所）
及び周辺寄（左右三箇所）に熱電対が位置するように金
型内面に熱電対を取付け、成形時間とシート温度との関
係を測定した。シート（Ａ）の１２層重ねの硬化特性を
第３図（Ａ）に示す。また、シート（Ｂ）の１２層重ね
の硬化特性を第３図（Ｂ）に示す。

第３図（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、シートの中央
部の温度が周辺寄の温度よりも低下している。そして、
ピーク温度で示されるシートの発熱硬化は、いずれもシ
ートの中央部が遅く周辺寄が早くなっている。この場合
は、いずれの成形体にも波打ちが発生した。

次ぎに、上記シート（Ａ）の中央部の１７４をくり抜き
そこにシート（Ｂ）をはめ込み、これを第１図に示すよ
うに１２層重ねて下型（加熱温度１５０°Ｃ）に載置し
、これを上型（加熱温度１３５°Ｃ）で１２．７門Ｐａ
（１３０ｋｇｆ／ｃｄ）の圧力で型締めして熱圧縮成形
を行った。

この場合のシートの硬化特性を、第４図に示した。第４
図から明らかなように、シートの中央部の温度が周辺寄
の温度よりも低下しているにもかかわらず、ピーク温度
で示されるシートの発熱硬化は、シートの中央部と周辺
寄がほぼ一致しており、硬化がシート全体としてほぼ均
一に行われたことがわかる。

そこで、第４図に示す硬化ピーク温度直後に外装材料と
してゲルコートを金型内に２９．３ＭＰａ（３００ｋｇ
ｆ／ｃｄ）の圧力で高圧注入して熱圧縮成形を行った。

この場合は、得られた成形体には波打ちが発生せず良好
で、しかも外装材料は成形体の表面に均一に且つ強固に
密着して被覆されていた。

ル較拠シート（Ａ）の１２層重ねとシート（Ｂ）の１２層重ね
とをそれぞれ単独で用い、第３図（Ａ）及び（Ｂ）に示
すシート中央部の硬化ピーク温度直後に、それぞれ外装
材料としてゲルコートを金型内に２９．３ＭＰａ（３０
０ｋｇｆ／ｃ１１Ｉ）の圧力で高圧注入して熱圧縮成形
を行った。この場合は、得られた成形体のいずれにも波
打ちが発生し、またいずれもシート周辺寄の硬化が充分
に進行しているため、外装材料と成形体との接着性が悪
かった。

そこで、接着性改良のためシート中央部のピーク温度直
前に、それぞれ外装材料としてゲルコートを金型内に２
９．３ＭＰａ　（３００ｋｇｆ／ｃ＋ａ）の圧力で高圧
注入して熱圧縮成形を行った。この場合は、注入した外
装材料は成形体の中央部に陥没してしまい、表面に良好
に被覆することができなかった。

（発明の効果）上述の通り、本発明方法によれば、熱硬化性材料の中央
部と周辺寄との硬化がほぼ同時に行われ、従来方法のよ
うに熱硬化性材料の周辺寄が早（硬化し中央部の硬化が
遅れることが防止され、それにより波打ち等の成形不良
がなく、しかも外装材料の陥没や接着不良がな（、外装
材料が均−且つ強固に被覆された成形体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる金型の要部の一例を示す断面図
、第２図は本発明に用いる熱硬化性材料の配置の例を示
す断面図を示す。第３図（Ａ）及び（Ｂ）は従来方法に
よる熱硬化性材料の硬化特性の例を示し、第４図は本発
明による熱硬化性材料の硬化特性の例を示す。１１・・・上型、１２・・・下型、１３．１４・・・配
管、１５・・・外装材料の注入口、Ａ・・・硬化速度の
遅い熱硬化性材料、Ｂ・・・硬化速度の早い熱硬化性材
料。

Claims

【特許請求の範囲】

１　熱硬化性材料を金型に入れこれを型締めし、この金
型内に外装材料を高圧で注入し、成形された熱硬化性材
料の表面に外装材料を被覆する熱圧縮成形方法において
、硬化適度の異なる複数の熱硬化性材料を用い、硬化適
度の早い熱硬化性材料を金型の中央寄りに配置し、硬化
速度の遅い熱硬化性材料を金型の周辺寄りに配置するこ
とを特徴とする熱硬化性材料の熱圧縮成形方法。