JPH0596537A - ガラス長繊維プリフオームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス長繊維のストランドを熱可塑性樹脂で
結合してなるガラス長繊維マットを加熱して、金型でプ
レス成形するガラス長繊維プリフォームの製造方法にお
いて、ガラス長繊維マットの加熱後成形までの放熱量を
少なくする。 【構成】 プリフォーム用金型３の上型３ａと下型３ｂ
を上下に一定距離を隔てて配置し、その中間にクランプ
枠２に挟持したガラス長繊維マット１を水平に配置し、
該ガラス長繊維マット１と上型３ａ及び下型３ｂの間に
それぞれヒーター４を挿入して該ガラス長繊維マット１
を熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱した後、該ヒータ
ー４を移動して除去し、該上型３ａ及び下型３ｂを上下
より該ガラス長繊維マット１を挟んで嵌合、プレスして
ガラス長繊維プリフォームを成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス長繊維を合成樹
脂成形体の補強用芯材として用いる際に、予めガラス長
繊維マットを予備成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂成形体の補強用芯材としてガラ
ス長繊維マットを予備成形したプリフォームが用いられ
ている。ガラス長繊維マットは太さ１０〜２０μｍのガ
ラス繊維のフィラメントを数百本束ねたストランドを切
断し、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂をバインダー
としてストランド同士を絡めて接着したものが用いられ
る。補強用芯材として用いられるガラス長繊維マットを
予備成形してプリフォームを製造するには、ガラス長繊
維マットを、製品であるプリフォームの成形に必要な大
きさに裁断し、これをクランプ枠に挟んで両面よりヒー
ターで加熱して、熱可塑性樹脂が溶融し成形可能な温度
になった時、そのガラス長繊維マットをクランプ枠に挟
んだまま、凹及び凸のプリフォーム成形用金型の間に移
動させ、両金型の間でプレス成形する。

【０００３】この従来工法では、熱可塑性樹脂を含浸し
たガラス長繊維マットの熱容量は小さく、加熱後金型の
間まで移動する間のガラス長繊維マットの放熱量が大き
いため、固定されたヒーターの間からガラス長繊維マッ
トを取り出して、金型の間へ移動させる僅かな時間の間
に急速にガラス長繊維マットの温度が低下し、成形前に
その温度が成形に適した温度より低下してしまう欠点が
ある。そこでガラス長繊維マットからの放熱量を少なく
し、温度低下を防ぐために次のような方法が行われてい
る。

【０００４】ヒーターとプリフォーム用金型の距離を
できる限り小さくし、ガラス長繊維マットの移動距離を
極力短くし、移動中の温度の低下を少なくする。

【０００５】ガラス長繊維マットの両面に断熱フィル
ムを貼り、加熱後のガラス長繊維マットからの放熱量を
少なくし、その断熱フィルムと共にプレス成形し、成形
後プリフォームから断熱フィルムを剥がす。

【０００６】２枚のガラス長繊維マットの間に断熱フ
ィルムを挟んで３層を積層し、ガラス長繊維マットの蓄
熱量を増し、加熱後の移動中の温度低下を遅らせ、その
３層の積層のままプレス成形した後、３層を分離して同
時に２枚のプリフォームを得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のプリフォー
ムの成形方法のうち、の加熱したガラス長繊維マット
の移動距離を短くするだけでは、目付量の小さいガラス
長繊維マットの場合は熱容量が小さいため温度低下が早
く、成形温度の維持が困難である。又放熱による温度低
下分だけガラス長繊維マットの加熱温度を高くしておく
必要があり、それだけエネルギー消費量が大きくなり、
加熱時間が長くなり成形サイクルが長くなる。

【０００８】の２枚の断熱フィルムで挟む方法は、断
熱フィルムのコストが余分に嵩み、又成形したプリフォ
ームから断熱フィルムを剥がすのが困難であり、その工
数が増加する。

【０００９】の２枚のガラス長繊維マットの間に断熱
フィルムを挟む方法はの方法より断熱フィルムの使用
量が少なく、１回のプレスで２枚のプリフォームを成形
しうるが、成形後の剥離工程が必要であり、同時に成形
した２枚のプリフォームの間に寸法の差が生ずるという
欠点がある。

【００１０】従って本発明は断熱フィルムを用いること
なく、ガラス長繊維マットの加熱後成形までの放熱量を
少なくし、目付量の小さいガラス長繊維マットでも高温
に加熱することなく最適温度で成形することができるプ
リフォームの成形方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、従来工法で２枚の
ヒーターの間で加熱したガラス長繊維マットをヒーター
の間から取り出して、金型の間に移動させていたのを、
逆にクランプ枠に挟んだガラス長繊維マットを固定した
ままでヒーター及び金型の方を移動させ、先ずガラス長
繊維マットをヒーターで挟んで加熱した後、ヒーターを
移動して取り去り、その跡にプリフォーム用金型を移動
して直ちにプレスすることにより、ガラス長繊維マット
はヒーターによる加熱前からプレス終了まで移動せずに
済み、その結果ガラス長繊維マットからの放熱は自然放
熱のみであり、従来工法のガラス長繊維マットの移動時
の冷気との接触がなく、プレス成形時に成形に充分な温
度に保持することができることを見出し本発明を完成す
るに到った。

【００１２】即ち、本発明は合成樹脂成形体の補強用芯
材として用いられる、ガラス長繊維を束ねたストランド
を熱可塑性樹脂で結合してなる平面状マットをヒーター
で加熱して、該熱可塑性樹脂を軟化させ、プリフォーム
用金型で予備成形するガラス長繊維プリフォームの製造
方法において、該プリフォーム用金型の上型と下型を上
下に一定距離を隔てて配置し、その中間にクランプ枠に
挟持したガラス長繊維マットを水平に配置し、該ガラス
長繊維マットと上型及び下型の間にそれぞれヒーターを
挿入して該ガラス長繊維マットを熱可塑性樹脂の軟化温
度以上に加熱した後、該ヒーターを移動して除去し、該
上型及び下型を上下より該ガラス長繊維マットを挟んで
嵌合、プレスしてガラス長繊維プリフォームを成形する
ことを特徴とするガラス長繊維プリフォームの製造方法
を要旨とする。

【００１３】次に図面により本発明の内容を詳細に説明
する。本発明のプリフォームの製造方法で用いられるガ
ラス繊維マットは、太さ１０〜２０μｍのガラス長繊維
を数百本束ねたストランドをランダムに配列し、これに
バインダーとしてポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を
添加して、ストランド同士を接着したものが用いられ
る。

【００１４】ガラス長繊維マットを成形するには、先ず
金型の深絞り量に応じてプレスの際巻き込まれることを
考慮して、プレス後にプレス金型の外にはみ出す部分を
残すに必要な大きさにガラス長繊維マット１を裁断し
て、クランプ枠２に挟んで固定する。このクランプ枠２
に固定したガラス長繊維マット１をプリフォーム用金型
３の上型３ａと下型３ｂの間隔を拡げてその間に置く。
上型３ａと下型３ｂの間隔はガラス長繊維マット１と上
型３ａ及び下型３ｂの間にそれぞれヒーター４ａ、４ｂ
を水平方向に出し入れしうる間隔に保つ。

【００１５】上型３ａと下型３ｂの間でガラス長繊維マ
ット１のクランプ枠２の両側に、３５０〜４５０℃に加
熱したヒーター４ａ、４ｂを挿入し、ガラス長繊維マッ
ト１を１２０〜２００℃に加熱する。加熱時間はガラス
長繊維マット１の目付量及び加熱温度に応じて決定され
るが、２０〜４０秒が好ましい。

【００１６】所定温度にガラス長繊維マット１を加熱
後、ヒーター４ａ、４ｂを速やかに水平方向に移動さ
せ、直ちにプリフォーム用金型３の上型３ａ及び下型３
ｂを上下よりガラス長繊維マット１を挟むように移動さ
せてプレスする。プレス時間は２０〜６０秒が好まし
い。プリフォーム用金型３の内面にはガラス長繊維マッ
ト１の熱可塑性樹脂の付着を防止するために離型剤を塗
布し、プリフォーム用金型３内部の冷却水配管により２
０〜３０℃に冷却するのが望ましい。

【００１７】プレス成形後ガラス長繊維マット１をプリ
フォーム用金型３から取り出し、ガラス長繊維マット１
の不要部分を切除すると、目的とするプリフォーム５が
得られる。

【００１８】

【作用】本発明のプリフォームの製造方法によれば、ク
ランプ枠２に挟んだガラス長繊維マット１を加熱しプレ
ス成形が完了するまで動かさず固定しているため、加熱
後のガラス長繊維マット１からの放熱を極めて少なくす
ることができる。

【００１９】本発明のプリフォーム製造方法と従来のガ
ラス長繊維マットをヒーターからプリフォーム用金型に
移動させる方法における加熱後のガラス長繊維マット１
の温度変化のグラフをそれぞれ図２及び図３に示す。

【００２０】両グラフともガラス長繊維マット１の表面
温度を加熱後の最高温度からプレス完了まで、放射温度
計により測定したものである。Ａはプレス直前の温度で
あり、Ｂはプレス完了時の温度である。図３の従来法の
ガラス長繊維マット１を移動させる方法の場合はプレス
直前のＡ段階で既にガラス長繊維マット１の温度が室温
近くに下がり、熱可塑性樹脂が完全に硬化しているた
め、成形は不可能である。図２の本発明の場合はプレス
直前のＡ段階の温度が成形に必要充分な温度であり、プ
レス完了時には既にプリフォーム用金型３で冷却されて
いるため、ただちにクランプ枠２から製品を外し、形崩
れなく不要部分を切除することができる。

【００２１】本発明のプリフォームの製造方法によれ
ば、目付量４５０ｇ／m²のガラス長繊維マットで５０cm
の深絞りが可能であり、ヒーター温度等の成形条件を調
節することにより、５００ｇ／m²以下の目付量のガラス
長繊維マットについて、加熱後の放熱を防止することが
できる。

【００２２】

【実施例】本発明のガラス長繊維プリフォームの製造方
法により、図１に示すように次の工程によってプリフォ
ームを製造した。

【００２３】 プリフォーム用金型３に離型剤を塗布
する。

【００２４】 製品となるプリフォームの大きさと製
品外の面積を考慮して、ポリエステル樹脂をバインダー
とするガラス長繊維マット１を裁断し、クランプ枠２に
挟持する（図１ａ）。

【００２５】 ヒーター４ａ、４ｂをクランプ枠２と
プリフォーム用金型３ａ、３ｂの間に移動し、上下両面
よりガラス長繊維マット１を加熱する。ヒーター４ａ、
４ｂの温度は４００℃に設定した（図１ｂ）。

【００２６】 ３０秒後にガラス長繊維マット１の温
度が１３０〜１７０℃に達した時加熱を終了し、ヒータ
ー４ａ、４ｂを水平方向に移動させ、プレスの邪魔にな
らない位置に退避させる（図１ｃ）。

【００２７】 ガラス長繊維マット１を上下よりプレ
スする。この時プリフォーム用金型３は熱可塑性樹脂の
付着を避けるため冷却しておく。

【００２８】 ２０〜４０秒後にプレスが完了し、プ
リフォーム用金型３を上下に離隔し、クランプ枠２から
製品であるプリフォーム５を取り出す（図１ｃ）。

【００２９】 製品外の部分を切除し、熱可塑性樹脂
が完全に硬化するまで形崩れしないように保持し、完成
品とする（図１ｄ）。

【００３０】

【発明の効果】本発明のガラス長繊維プリフォームの製
造方法によれば、断熱フィルムを用いることなく、ガラ
ス長繊維マットの加熱後成形までの放熱量を少なくし、
目付量の小さいガラス長繊維マットでも最適温度で成形
することができる。

【００３１】本発明の方法で製造したプリフォームはプ
レス成形時の繊維の引き千切れがなく、物理的性質が均
一であり、これを補強用芯材として用い、ポリウレタン
フォームと一体発泡させると、品質の優れた成形品が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス長繊維プリフォームの製造工程
を示す説明図である。

【図２】本発明のガラス長繊維プリフォームの製造方法
におけるガラス長繊維マットの温度変化を示すグラフで
ある。

【図３】従来のガラス長繊維プリフォームの製造方法に
おけるガラス長繊維マットの温度変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ ガラス長繊維マット ２ クランプ枠 ３ プリフォーム用金型 ４ ヒーター ５ プリフォーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂成形体の補強用芯材として用いら
   れる、ガラス長繊維を束ねたストランドを熱可塑性樹脂
   で結合してなる平面状マットをヒーターで加熱して、該
   熱可塑性樹脂を軟化させ、プリフォーム用金型で予備成
   形するガラス長繊維プリフォームの製造方法において、
   該プリフォーム用金型の上型と下型を上下に一定距離を
   隔てて配置し、その中間にクランプ枠に挟持したガラス
   長繊維マットを水平に配置し、該ガラス長繊維マットと
   上型及び下型の間にそれぞれヒーターを挿入して該ガラ
   ス長繊維マットを熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱し
   た後、該ヒーターを移動して除去し、該上型及び下型を
   上下より該ガラス長繊維マットを挟んで嵌合、プレスし
   てガラス長繊維プリフォームを成形することを特徴とす
   るガラス長繊維プリフォームの製造方法。