JPH04351529A - 発熱成形品及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形品としての物性に
優れ、不燃性であって、通電により発熱する繊維強化プ
ラスチック（以下、ＦＲＰという）に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来、床や壁面等の暖房のために、床材
、壁材などの内装材を面状発熱体あるいは発熱成形体が
種々研究されている。これまで開発されている面状発熱
体あるいは発熱成形体としては、（ｉ）金属箔と電気絶
縁性合成樹脂との複合体、（ｉｉ）合成樹脂フィルムに
発熱用抵抗インク皮膜を塗布又は印刷したもの、（ｉｉ
ｉ）ニクロム合金など抵抗の大きい金属材料等がある。

【０００３】しかし、（ｉ）及び（ｉｉ）の材料では、
金属箔と合成樹脂、あるいは抵抗インクと合成樹脂フィ
ルムとの接着に難点があり、更に、（ｉｉ）の場合では
抵抗インクのコストが非常に高く、実用化が困難であっ
た。また、（ｉｉｉ）の金属材料では、発熱温度のコン
トロールが難しく、発熱体を被う絶縁材料に制限があり
、面状発熱体あるいは発熱成形体自体の厚さも大きくな
るという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、発熱作用
を有する成形体を、通常の内装材等と同様の形状、外観
、物性を有し、かつ通常のＦＲＰ製造法で得ることを目
的として、種々検討した結果、カーボン繊維を含有する
紙、布、不織布などの繊維基材を使用することにより、
所期の目的を達成できることを見いだし、本発明を完成
させるに至ったものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、フェノール樹
脂シートモールディングクンパウンドを圧縮成形してな
る成形品において、成形品内部に発熱体としてカーボン
繊維含有シートが配置されていることを特徴とする成形
品、及びその成形品の製造方法に関するものである。

【０００６】本発明において、フェノール樹脂シートモ
ールディングクンパウンド（以下、フェノール樹脂ＳＭ
Ｃという）は、液状レゾール型フェノール樹脂、硬化剤
及び必要により充填材、離型剤からなる配合物をガラス
繊維等の繊維補強材に含浸し、シート状にしたものであ
る。

【０００７】液状レゾール型フェノール樹脂はフェノー
ル化合物とホルムアルデヒドをアルカリ性触媒の存在下
で反応せしめたものであり、通常は水を含有している。 ホルムアルデヒドとフェノール化合物とのモル比は通常
０．８〜３．０であり、好ましくは１．０〜２．５の範
囲である。このモル比が０．８より小さいと硬化性が悪
くなり、物性値も低くなる。逆に３．０より大きくなる
と成形時の臭気が強く、貯蔵安定性の低下を生ずる。

【０００８】硬化剤はレゾール型フェノール樹脂に用い
るものであり、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスル
ホン酸、硫酸、燐酸等の有機又は無機の酸類の単独又は
併用、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム
、酸化マグネシウム等のアルカリ類単独又は併用するこ
とができる。硬化剤の添加量は樹脂固形分に対して、１
〜２０重量％である。この中で、他の材料特に金属の腐
食を防止するためにアルカリ類が好ましい。

【０００９】充填材は、水酸化アルミニウム、炭酸カル
シウム、硫酸バリウム、タルク、クレーなどが使用でき
、その添加量は樹脂固形分に対して２０〜２５０重量％
が適当である。離型剤は、金属石鹸類、ホスフェート類
、ワックス類等が使用できるが、その使用量は樹脂固形
分に対して０．５〜１０重量％が適当である。

【００１０】次に、繊維補強材は、チョップドストラン
ドマット、ガラスチョップ、コンテニアスマット、ロー
ビングのようなガラス繊維が使用できる。かかる繊維補
強材の成型品中の含有量は１０〜６０重量％、好ましく
は２０〜５０重量％である。１０重量％以下では補強の
効果が十分に得られず、６０重量％以上では樹脂の含浸
が不十分となる傾向がある。

【００１１】液状レゾール型フェノール樹脂、硬化剤、
充填材、離型剤等からなる配合物は、通常２枚のプラス
チックフィルムの間で繊維補強材に含浸され、シート化
され、熟成されてフェノール樹脂ＳＭＣが得られる。こ
のようにして得られたフェノール樹脂ＳＭＣは必要重量
分を秤量して、成形型内で加熱加圧成形される。

【００１２】本発明の特徴であるカーボン繊維含有シー
トは、紙、布、不織布などの繊維基材の中にカーボン繊
維を含有するものである。カーボン繊維は成形品に導電
性を持たせるためのものであるが、１０〜１００ｇ／ｍ
２が好ましい。１０ｇ／ｍ２以下であると、導電性が小
さく、十分な発熱が生じない。一方、１００ｇ／ｍ２以
上であると、導電性が大となり、発熱が大きすぎる傾向
がある。このカーボン繊維含有シートは、熱硬化性樹脂
を含浸してもよいが、通常含浸しなくてもよい。樹脂含
浸しない場合、積層時、両側に積層される樹脂含浸シー
トの樹脂がカーボン繊維含有シートに含浸し、硬化して
強固な結合が生じる。

【００１３】カーボン繊維含有シートのうち、カーボン
繊維を含有する紙は、所定量のパルプとカーボン繊維と
を混抄した混抄紙であり、この紙の坪量は通常５０〜１
５０ｇ／ｍ２である。カーボン繊維含有布は、カーボン
繊維と天然繊維あるいは合成繊維とを所定の割合で撚り
、これを織って布としたものである。更に、カーボン含
有不織布は、カーボン繊維と上記繊維とを所定の配合で
結合させて不織布としたものである。これらのカーボン
繊維含有シートはおよそ２０〜８０Ω／ｃｍ２の電導度
を有する。この中で本発明においては、発熱の均一さ、
取り扱いの容易さ等から、好ましいカーボン繊維含有シ
ートはカーボン繊維混抄紙である。

【００１４】このカーボン繊維含有シートは発熱するも
のであるので、表面層に近いほどよいが、成形品の意匠
性を考慮すると、表面層のすぐ下、又は表面層及び薄い
芯材層の下が適当である。カーボン繊維含有シートの下
には補強のための芯材層を設ける。

【００１５】カーボン繊維含有シートとフェノール樹脂
ＳＭＣとを直接重ね合わせ加熱加圧成形すると、ＳＭＣ
の樹脂の流れが大きい場合、カーボン繊維含有シートが
動いたり、切れたりする恐れがある。これを防止するた
めに、カーボン繊維含有シートはその片面あるいは両面
に熱硬化性樹脂含浸シートを重ね合わせて成形するとよ
い。この熱硬化性樹脂含浸シートとしては、通常フェノ
ール樹脂含浸紙が入手しやすく、特性上も特に問題がな
いので、好ましく使用され、カーボン繊維含有シートの
両面に使用するのがよい。また、熱硬化性樹脂含浸シー
トとカーボン繊維含有シートとは予め積層一体化してお
くこともできる。

【００１６】本発明の成形品において、予め通電のため
の電極をカーボン繊維含有シートに設けておけば、電源
と成形品との電気的接続が容易である。通常、電極とし
ては、銅、アルミニウムなど導電性の良い金属箔が選ば
れ、その厚さは１０〜６０μｍ程度である。この金属箔
には導電性接着剤又は導電性粘着剤が塗工され、通常５
〜２０ｍｍ巾のテープ状にスリットした後カーボン繊維
含有シートに接合される。電極はこのカーボン繊維含有
シートの相対する２辺の端部に配置するのが面全体の均
一な発熱のために好ましいが、必要により他の位置でも
よい。

【００１７】次いで、フェノール樹脂ＳＭＣとカーボン
繊維含有シートとをＳＭＣ圧縮成形法により成形する。 フェノール樹脂ＳＭＣを両表面とし、その間にカーボン
繊維含有シートを配置するが、カーボン繊維含有シート
は前記の如く、熱硬化性樹脂含浸シートと重ね合わせる
か又は熱硬化性樹脂含浸シートと積層一体化して使用す
る。成形条件は成形品の厚みにもよるが、一般的には、
温度１４０〜１５０℃、圧力６０〜１１０ｋｇ／ｃｍ２
、時間２〜５分程度である。成形後、バリの除去など後
加工して、必要により、表面塗装する。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 （コンパウンドの調製）次の配合物を調製した。 液状レゾール型フェノール樹脂　　　　　　　　　　　
　１００部（住友デュレズ製　　ＰＲ−ＳＢ−１）水酸
化アルミニウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　９０部ステアリン酸亜鉛　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部酸化マ
グネシウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２部

【００１９】（ＳＭＣの製造）次
に、上記配合物を通常のＳＭＣ製造機により２枚のポリ
エチレンフィルム上に別々に塗布し、その片方の塗布面
に日東紡製ガラス繊維ロービング「ＲＳ２４０ＰＡ−５
４９」を長さ２５ｍｍに切断したものをその含有率が３
０％になるように落下散布せしめた。もう一方のポリエ
チレンフィルムの塗布面を重ね合わせ、次いでローラで
脱泡・含浸を行いシート化させた。次に、４０℃で４８
時間熟成し、厚さ３ｋｇ／ｍ２のフェノール樹脂ＳＭＣ
とした。

【００２０】（成形品の製造等）図１に示すように、こ
のフェノール樹脂ＳＭＣ（４００×４００ｍｍ）を２枚
と、その間にフェノール樹脂含浸紙（４００×４００ｍ
ｍ）、対向する２辺に幅３０ｍｍの銅箔を導電性接着剤
で接合したカーボン含有率６０ｇ／ｍ２のカーボン繊維
混抄紙（３６０×３６０ｍｍ）及びフェノール樹脂含浸
紙（４００×４００ｍｍ）をこの順で挿入して重ね合わ
せ、図２に示すように、４００×４００×５ｍｍのキャ
ビティを有し上型に木目模様の凹凸を有し下型は平滑面
を有する金型内で１４５℃、９０ｋｇ／ｍ２、３分間の
条件で成形し、板状の成形品を得た。

【００２１】バリを除去した後、表面に褐色のウレタン
塗料を塗布した。電極の一部を露出させるために裏面を
研削した。露出した電極をリード線に接続した後、電極
部はエポキシ樹脂を塗布し絶縁した。リード線を１００
Ｖ電源に接続することにより通電後２０秒で化粧板表面
温度が５０℃に達した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の発熱成形品は、カーボン繊維含
有シートが表面ＳＭＣ層の下に挿入されているため、成
形品の意匠性を損なうことがない。また、通常のＳＭＣ
成形品と同様に、不燃性で、耐熱性、強度、硬度等の物
性にも優れている。更に、カーボン繊維含有シートが熱
硬化性樹脂層で覆われているため、使用時水濡れ等があ
っても漏電の恐れがなく、安全である。

【００２３】従って、床暖房用、壁暖房用等として、台
所やトイレ等に使用され、また、出窓の天井材として使
用すれば、結露の防止に効果的である。箱型に成形すれ
ば、掘りコタツ等の暖房器具を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の発熱成形品の構成を表す側面図。

【図２】実施例に使用した成形金型を示す側面図。

【符号の説明】

１　　フェノール樹脂ＳＭＣ ２　　フェノール樹脂含浸紙 ３　　カーボン繊維混抄紙 ４　　電極 ５　　上型 ６　　下型 ７　　成形品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フェノール樹脂シートモールディング
   クンパウンドを圧縮成形してなる成形品において、成形
   品内部に発熱体としてカーボン繊維含有シートが配置さ
   れていることを特徴とする成形品。
2. 【請求項２】　　カーボン繊維含有シートがフェノール
   樹脂含浸繊維シートの間に配置され、フェノール樹脂シ
   ートモールディングクンパウンドとともに圧縮成形され
   てなる請求項１記載の成形品。
3. 【請求項３】　　カーボン繊維含有シートをフェノール
   樹脂含浸繊維シートの間に配置し、フェノール樹脂シー
   トモールディングクンパウンドとともに圧縮成形するこ
   とを特徴とする成形品の製造方法。
4. 【請求項４】　　予めカーボン繊維含有シートをフェノ
   ール樹脂含浸繊維シートの間に配置して一体化し、これ
   をフェノール樹脂シートモールディングクンパウンドと
   ともに圧縮成形することを特徴とする成形品の製造方法
   。