JPH0623763A - 多孔質芯部を有する複合成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多孔質の発泡ウレタンフォームからなる芯部
とウレタン樹脂を含浸固化させた繊維状補強材を含む表
層部とを有する複合成形品を一工程で製造する。 【構成】 成形用の型内に、特定の透過抵抗を有する分
離層を配置するとともに、該分離層と型の内面との間に
繊維状補強材を配置し、分離層で囲まれる領域に発泡性
ウレタン樹脂を供給し、型を閉じて樹脂を発泡させ、そ
の体積膨張力を利用して分離層を通して補強材層まで樹
脂を浸透させ、成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多孔質芯部を有する複合
成形品の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、（ｉ）繊維状補強材を含有する非発泡または低発泡
のウレタン樹脂層よりなる表層部、（ii）発泡したウレ
タン樹脂層よりなる多孔質芯部、および（iii ）該表層
部と該芯部との間に存在する分離層よりなる一体化され
た複合成形品を効率的に製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】芯部が多孔質の発泡コアからなり、表層
部が繊維強化樹脂で構成された複合成形品は、軽量性お
よび強靭性に優れているため、各種の分野に実用化され
ており、近年さらに改良された成形品および製造方法が
提案されている。

【０００３】前記した構造を有する複合成形品の製法と
しては、例えば、芯部の発泡コアを予め成形しておき、
この成形体を補強材としての織布で包んだ後、型に挿入
し、次いで型内へ液状成形樹脂を注入して表層部を形成
させ、複合成形品を型から取り出す方法、あるいは表層
部となる部材を予め成形しておき、その中心部の空隙内
に発泡性ウレタン樹脂などを注入し、その空隙内で発泡
した芯部を形成させることによって複合成形品を得る方
法等が知られている。

【０００４】さらに、特開昭６３―１６２２０７号公報
には、熱膨張トランスファー成形法と称される方法が記
載されている。即ち、この公報に記載されている方法
は、熱弾性硬質フォームを所定形状に予備成形し、この
予備成形フォームを織布で包んだ後、その内部制約面が
最終部材の外形を形成しかつ上記予備成形フォームコア
の特定部位を加熱可能な型内に置き、型内へ熱硬化性の
液状成形樹脂を注入し、加熱によりフォームコアを膨張
させ、その膨張力でフォームコアを包む織布を型の内部
制約面に押し付けると共に樹脂を硬化させて成形品を得
る方法である。

【０００５】この方法は、従来にない軽量で強靭な複合
成形品が得られるという利点を有するが、（ａ）フォー
ムコアとして型の形状とできる限り近似した形状のもの
を予備成形する必要があること、（ｂ）フォームコアの
材質として熱膨張挙動が適切な範囲のものを選択する必
要があること、さらに（ｃ）フォームコアとして熱硬化
樹脂が浸透しないように独立気泡を有するものを使用す
る必要があること、等の制約がある。

【０００６】また、実公昭６２―２４５２１号公報に
は、繊維含有不飽和ポリエステル樹脂からなる二つの表
面層の間に、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子またはその
粉砕物を多数含有する不飽和ポリエステル樹脂からなる
コア層を一体に形成してなることを特徴とする繊維強化
不飽和ポリエステル樹脂軽量成形体、が記載されてい
る。

【０００７】この軽量成形体は、成形用の型内にガラス
繊維を敷載し、これに不飽和ポリエステル樹脂原液を被
覆して表面層を形成させ、次いでポリオレフィン樹脂の
発泡した粒子と不飽和ポリエステル樹脂原液との混和液
を流し込み（コア層）、その上にガラス繊維含有不飽和
ポリエステル樹脂を被覆（表面層）した後、型締めをし
て硬化させる方法により得られる。

【０００８】しかるに、この方法は、既に発泡した後の
粒子を用いるので、成形の際、全体に均一に圧力をかけ
ることが困難である。従って、この方法によっては均質
な複合成形体を安定して得ることは容易ではない。さら
に、この方法は上下の表面層の間に発泡粒子を含む不飽
和ポリエステル樹脂がコアとして存在するボード形態の
成形体を得る方法としては適しているが、屈曲した面を
有する成形体を得る方法としては適当ではない。

【０００９】前記した如き従来公知の技術は、（ｉ）複
合成形品を得る工程が多岐にわたり操作が煩雑であり、
そのため成形品の生産効率が低くコスト高になるという
欠点を有していたり、（ii）得られた複合成形品の強度
や外観が不満足であったり、また（iii ）複合成形品の
形状や大きさが制限されるという欠点を有していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の第１の
目的は、比較的緻密な表層部および発泡体を含む多孔質
芯部（コア部分）より実質的に形成される複合成形品を
比較的簡単な操作で得ることができる方法を提供するこ
とにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、前記構造を有する
複合成形品を実質的に１工程で得ることができ、しかも
煩雑な操作や複雑な条件を必要としないで得ることがで
きる方法を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、生産効率が優れた、
殊に成形機当たりの複合成形品の生産率が高い方法を提
供することにある。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、軽量で、物理
的に高い強度を有し、かつ外観が優れた構造を有する複
合成形品の製造方法を提供することにある。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、形状や大きさ
を任意に選択しうる複合成形品の製造方法を提供するこ
とにある。

【００１５】本発明の目的は以下の説明から一層明らか
となるであろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、前記本発明の目的は、（ｉ）繊維状補強材を含有す
る非発泡または低発泡のウレタン樹脂層よりなる表層
部、（ii）ウレタンフォーム発泡体である多孔質芯部、
および（iii ）該表層部と該芯部との間に存在する分離
層よりなる一体化された複合成形品の製造方法であっ
て、次の（ａ）〜（ｆ）の工程よりなることを特徴とす
る製造方法によって達成されることが見い出された。 （ａ）成形用の型内に、特定の透過抵抗を有する分離層
即ち通過抵抗が単位時間当たりの空気透過量（室温）に
して１０〜５００cc／cm² ／秒の範囲内にある分離層を
配置すること。 （ｂ）型内における前記分離層と型の内面との間に該分
離層と一体化するかまたは別個の繊維状の補強材を配置
すること。 （ｃ）型内に配置された前記分離層で囲まれた領域に発
泡性ウレタン樹脂を供給すること。 （ｄ）成形用の型を実質的の閉じた状態で該樹脂の発泡
キュアによる体積膨張を生じさせ（樹脂を硬化させなが
ら即ち粘度を増加させながら発泡させて体積膨張を起さ
せて）、それによって分離層を型の内面方向に押し付け
ながら、発泡性ウレタン樹脂のうちの一部を分離層中を
流動透過させて、繊維状補強材に含浸させ、かくして分
離層と型内面との間および分離層内部に発泡性ウレタン
樹脂を存在せしめること。 （ｅ）そして、型内面に達した発泡性ウレタン樹脂は、
樹脂温度よりも低温に保持された型内面との接触による
冷却効果によって発泡を抑制しつつ、固化を完了せしめ
て、前記表層部および芯部を形成させること。 （ｆ）かくして得られた複合成形品を型から取り出すこ
と。

【００１７】前記本発明方法は、イソシアネート化合物
とヒドロキシル基を有するポリエステルまたはポリオー
ルとの混合による発泡性ウレタン樹脂の発泡を型内で行
わせ、かくすることによってこれら発泡性ウレタン樹脂
の体積膨張を生じさせ、この体積膨張の力を最大限にか
つ有効に利用して複合成形品の成形を行う点を特徴の一
つとしている。そして、本発明方法では、前記発泡性ウ
レタン樹脂の体積膨張による力が、その発泡体を取り囲
む分離層を型の内面方向へ押し付ける力として作用す
る。さらに前記発泡性ウレタン樹脂の体積膨張によっ
て、型内に存在するウレタン樹脂自らの一部を分離層中
に含浸通過せしめ、その外側に位置する繊維状補強材中
への浸透を十分に行わせると共に、型内面に接触するこ
とによる冷却効果によりその部分での発泡が抑制され、
密度の高い表層部および高発泡で密度の低い均一な芯部
の形成が達成される。

【００１８】かくして本発明方法によれば下記の特徴を
有する複合成形品が得られる。 （ｉ）繊維状補強材を含有する実質的に気泡を含有しな
いウレタン樹脂層よりなる表層部が成形品の表面全体に
亘って均質かつ緊密に形成される。 （ii）そもそも、発泡ウレタン樹脂を芯部フォームとし
て用いているので、従来と変わらない均質な多孔質芯部
が形成される。 （iii ）該表層部と芯部とは同じ樹脂の連通によって強
固に一体化された構造を形成する。

【００１９】次に、本発明における成形プロセスについ
てさらに詳細に説明する。

【００２０】本発明の成形プロセスは、実質的に密閉さ
れた成形用の型（mold）内で事実上一工程で行われる。
その際に使用される型は、成形時に実質的に密閉するこ
とが可能であり、成形圧力および温度に耐え得るもので
あればよく、通常、ハンドレイ法、ＲＴＭ法（Resin Tr
ansfer Molding法）またはＲＩＭ法（Reaction Injecti
on Molding法）などの成形法に使用される型が使用可能
である。型の材質としては、金型、木型、樹脂型あるい
はシリコン型のいずれであっても差し支えない。

【００２１】本発明の方法の利点は、前述したように、
型内で発泡性ウレタン樹脂の発泡による体積膨張を行わ
せ、その体積膨張の力を、前記分離層を用いることによ
って最大限にかつ効果的に働かせることによって達成さ
れる。そのため、前記分離層の使用は本発明の目的達成
のため不可欠である。

【００２２】かくして本発明において分離層は、発泡性
ウレタン樹脂がある程度反応および発泡が進行して粘度
が増加したものは通過しにくいが、発泡、反応開始直後
の粘性の低い発泡性ウレタン樹脂は比較的容易に通過し
うる特定の透過抵抗を有することが必要である。

【００２３】さらに分離層として望まれる性能は、前記
発泡性ウレタン樹脂の体積膨張の結果、その圧力に耐え
得るものであり、体積膨張の際、分離層が破れたり、あ
るいは穴が開いて、発泡した樹脂が分離層を通過する
と、目的とする良好な複合成形品を得ることが困難とな
る。

【００２４】前記した性能を達成するため、分離層の目
開き、強度、孔の大きさに起因する樹脂液の透過抵抗
は、使用される発泡性ウレタン樹脂およびそれに添加す
るフィラーの種類、大きさおよび形状に基づいて選択さ
れるべきである。実際上は、単位時間当たりの空気透過
量にして、室温で１０〜５０cc／cm² ／秒になる透過抵
抗のものが使用される。

【００２５】空気透過量にして１０cc／cm² ／秒より小
さい値となるような大きな透過抵抗を有するものは成形
時に樹脂の透過量が少くなり、表層部の樹脂不足を生じ
やすくなるため、成形品にドライスポットが発生する。
一方、５００cc／cm² ／秒を超える程の小さな透過抵抗
を有するものは、樹脂の発泡によって分離層および繊維
状補強材が型の内面へ充分に押し付けられなくなるた
め、成形品の曲げ剛性が低下する。

【００２６】分離層の材料としては、具体的には、織
物、編物、不織布、ウェッブ、紙、金網または多孔質膜
が挙げられる。これらのうち、好ましいものは織物、編
物、不織布またはウェッブであり、これらの素材は合成
繊維、天然繊維または無機繊維のいずれであってもよ
い。

【００２７】分離層の形状や構造は、成形に使用される
型の構造や目的とする複合成形品の構造あるいは形状に
依存して決められる。一般には袋状構造体あるいは面状
構造体であり、袋状構造体が特に好ましい。上記袋状構
造体あるいは面状構造体は、その全体が分離層である必
要はなく、その一部が樹脂を通さない他の材質、例えば
フィルム、微多孔質膜などで構成されていてもよい。

【００２８】また、分離層は、表層部を形成する繊維状
補強材と一体化された構造材料であってもよい。この一
体化された構造材料を使用することは、本発明方法の好
ましい実施態様の一つである。典型的な一体化された構
造材料は、前述した分離層としての機能を、少なくとも
その表面部に有する繊維状補強材である。

【００２９】表層部を形成する繊維状補強材について
は、後に詳しく説明するが、この補強材として、例え
ば、織物、編物、不織布あるいはウェッブなどを使用し
た場合、その内側表面部分（発泡性ウレタン樹脂が接触
する面）において、実質的に発泡性ウレタン樹脂を前述
の透過抵抗の下に通過させるものであれば、その補強材
自体が分離層を兼ねることができる。このような繊維状
補強材を使用する場合、わざわざ別個に分離層を設ける
必要はない。しかし、分離層と繊維状補強材とは別個に
連携して使用することもできるし、また重ねて一体化し
て使用することもできる。

【００３０】本発明の複合成形品の表層部を形成する繊
維状補強材は、一般に、プラスチックの強化のために使
用される繊維状の材料が使用される。その繊維状補強材
としては、高モジュラス、高強度のガラス繊維、炭素繊
維、シリコン・カーバイト繊維、ポリオレフィン繊維お
よびこれらの２種以上の混合繊維が好ましい。これらの
繊維の他に、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビス
コース繊維または天然繊維なども使用することができ
る。これらは短繊維であっても長繊維であってもよく、
またウイスカーであってもよいが、長繊維特に連続繊維
が好ましい。

【００３１】これら繊維状補強材は、一般には繊維構造
体として使用されるのが好ましい。即ち、この補強材
は、織物（平織り、スダレ織り、綾織りなど）、編物、
不織布、ＵＤ糸（一方向配列フィラメント）、コンティ
ニュアスマットまたはウェッブが有利である。これらの
形態は、平坦なものに限らず、三次元織物、三次元編物
でもよく、またブレードチューブのようなものでもよ
い。

【００３２】短繊維あるいはウイスカー（例えばシリコ
ンカーバイトウイスカー、炭素ウイスカー、酸化ケイ素
ウイスカーなど）は、それ自体としては表層部における
補強材として使用することは適当ではないが、ウェッブ
や不織布の一部の材料として使用することができる。

【００３３】本発明の複合成形品の製造において、表層
部および芯部に使用される発泡性ウレタン樹脂は、成形
時に流動性を示すものである限り、一般の硬質および軟
質フォームの製作に用いられるウレタン樹脂であればよ
い。かかる発泡性ウレタン樹脂は、通常、芳香族または
脂肪族のジイソシアネート化合物とヒドロキシル基を有
するポリエステルまたはポリオールとの混合物であり、
混合によって反応・発泡し固化する性質を有する。この
混合物中には発泡剤、触媒、水等を含んでもよく、顔
料、展色剤等の添加剤を含んでもよい。

【００３４】本発明方法により成形を実施するに当たっ
ては、成形時に実質上型内が密閉し得る型を用意し、該
型の内面に沿って補強材を配置し、さらにその内側（型
の中心側）に分離層を設置する。分離層と繊維状補強材
とが一体化されている場合（典型的には分離層の機能を
有する繊維状補強材を使用する場合）には、補強材とし
ての機能を有する面がその一体化物の型の内面に接する
如く、かつ分離層としての機能を有する面が内側（型の
中心側）に位置する如く設置するのが好ましい。

【００３５】分離層および繊維状補強材をどのように配
置するかは、目的とする複合成形品の形状、大きさ、物
性および用途などに依存して決められるが、いずれの場
合も、前述したように本発明方法は、成形過程におい
て、発泡性ウレタン樹脂の体積膨張を効果的に利用する
ので、前記発泡性ウレタン樹脂の体積膨張によって分離
層が型の内面に向かって全体に押し付けられるように分
離層および繊維状補強材を配置すべきである。

【００３６】また、当然のことながら、複合成形品の表
層部中に発泡体が入らないように、分離層を型の形状に
応じて配置すべきである。分離層が実質的に発泡直後の
流動性のあるウレタン樹脂しか透過させない性能を有し
ていたとしても、型内において、分離層の配置が不完全
であるために、成形時のその周辺の一部から発泡体が流
れて表層部へ移動することは望ましくなく、避けるべき
である。

【００３７】かかる観点から、例えば、棒状または円柱
状の成形品を製造しようとする場合には、この成形品の
形状に合致して分離層および繊維状補強材を袋構造体
（中空筒形）状に型内面に配置すればよい。また平板の
成形品を製造しようとする場合には、型の内面に分離層
および繊維状補強材を全体に貼りつけるように配置する
のが好ましい。

【００３８】図１および図２はこのタイプの成形過程の
一例を示す概略図である。図１は凹凸のある平板を製造
する場合の分離層および繊維状補強材の型内の配置の例
を示す概略図である。

【００３９】図１において、１ａ、１ｂは成形用の型で
あり、上型１ａと下型１ｂとの組合せによって構成され
る。これらの型の内面にまず繊維状補強材２ａ、２ｂが
配置され、その内側に分離層３ａ、３ｂが設けられる。
この場合、シート状の分離層を用いているが、分離層は
袋状構造体とすることもできる。そして、成形時に分離
層３ａ、３ｂに取り囲まれる位置（即ち、発泡コア形成
位置）に発泡性ポリウレタン樹脂（原液）４が供給され
る。

【００４０】しかる後、図２の如く型を閉じ、ウレタン
樹脂を発泡させて成形する。

【００４１】なお、平板や表裏のある面状の成形品の場
合、分離層は型の内面の一方の側だけに設置することも
できる。この場合、他の側には、分離層を設けない例、
分離層の代わりに発泡直後の流動性のある合成樹脂をも
通さないフィルムなどの材料を設置する例などがありう
るが、目的に応じて選択すればよい。例えば、自動二輪
車のカウリングの場合、表面側に印刷したフィルムを設
置し、裏面側にガラス繊維の織物の分離層を用いること
で、成形後表面を塗装したりデカールを貼る作業を簡略
化できる。高剛性を要する構造材として平板を成形する
場合は、両面に分離層を設け、さらにそれぞれの分離層
と型の内面の間に繊維状補強材を配置すればよい。

【００４２】前記したように、型内に分離層および繊維
状補強材を配置した後、発泡性ウレタン樹脂が分離層の
型内面と反対の位置に、即ち、成形時に発泡性ウレタン
樹脂が分離層によって囲まれるような位置に供給され
る。分離層が袋状構造体の場合は、その内部に注入され
る。

【００４３】発泡性ウレタン樹脂は、前記したように通
常の硬質または軟質フォーム用ウレタン樹脂であるの
で、それ自体流動性を有しており、型を閉じた後で型内
に流通管を通して供給することも可能である。しかし、
細い流通管を通して型内に前記樹脂を安定した操作で供
給することは、注意が必要である。従って、通常の場
合、発泡性ウレタン樹脂は、図１の如く型を閉じる前に
型内に入れておく方が望ましい。この際、分離層が袋状
構造体の場合には、予め発泡性ウレタン樹脂を注入した
袋状構造体を型内に入れるようにしてもよい。

【００４４】この発泡性ウレタン樹脂には、非膨張性軽
量粒子を混合することができる。非膨張性軽量粒子とし
ては、発泡済の樹脂発泡粒子やガラスバルーン、シラス
バルーン等と呼ばれる気泡含有中空無機粒子を用いるこ
とができ、特に、後者の中空無機粒子が好ましい。この
場合の樹脂と粒子との配合割合は重量比で１０／１〜１
／２が好ましい。

【００４５】型内に存在せしめられる分離層、繊維状補
強材、発泡性ウレタン樹脂および他の成分の仕込量は、
目的とする複合成形品の性状、用途などによって、種々
変えることができる。しかし、必要なことは、型内にお
いて、前記した各成分の仕込量が、成形時に発泡性ウレ
タン樹脂が体積膨張した後に、空隙部が存在しないよう
な量であることである。

【００４６】殊に本発明の複合成形品が下記（ａ）〜
（ｃ）の組成となるように分離層、繊維状補強材、発泡
性ウレタン樹脂を選択して使用するのが望ましい。 （ａ）複合成形品の実質的部分において芯部が約３０〜
９０容量％、好ましくは約４０〜９０容量％を占めるこ
と、（ｂ）芯部における比重が約０．０５〜０．８ｇ／
ml、好ましくは約０．１〜０．６ｇ／mlであること、
（ｃ）表層部において繊維状補強材および分離層は約３
０〜８０容量％、好ましくは約３０〜６０容量％を占め
ること。

【００４７】なお、本発明方法では、芯部に補強用の単
繊維またはウイスカーその他の添加剤を含有せしめるこ
とができ、その場合は、予め発泡性ウレタン樹脂中に混
合しておくことが好ましい。

【００４８】かくして本発明方法では、前述したように
型内に各成分を仕込み、型を閉じるだけで複合成形品を
成形できる。しかし、発泡性ウレタン樹脂の発泡および
流動の速度を向上させるために、予め型を昇温しておく
ことも可能であるが、発泡中のウレタン樹脂の温度より
も低温に維持し、型の内面に達した樹脂を冷却してその
部分での発泡を抑制しつつ固化させるようにする必要が
ある。

【００４９】この際、発泡性ウレタン樹脂の体積膨張が
起こっている間、少なくとも一部の発泡性ウレタン樹脂
成分は流動性を保持していることが必要である。かくし
て前記発泡性ウレタン樹脂の体積膨張により分離層が型
の内面方向に押し付けられると共に、該樹脂の一部分が
分離層を介して内側（芯部）から外方（成形品の表層部
側）へ流動する。

【００５０】かくして緻密な表層部が形成される一方で
ウレタン樹脂の発泡体よりなる芯部が形成され、しかも
表層部と芯部が分離層を介して同じ樹脂によって連通し
て強固に一体化された複合成形品が得られる。

【００５１】

【発明の効果】本発明方法により得られる複合成形品の
特徴の一つとして力学特性の向上があげられる。即ち、
強化材として、ガラスコンティニアスマット（目付け３
００ｇ／ｍ² ）を用いて成形した場合、特定の透過抵抗
を有する分離膜を用いない通常の成形法と本発明方法を
用いて成形した厚さ２０×２５０×３４０mmの平板の合
成は、通常の成形法によるものが２２×１０⁵ kg・mmの
合成を有するのに対し、本発明方法による成形物は６．
５×１０⁵ kg・mmもの剛性を示しおよそ３倍に向上す
る。

【００５２】また、成形時に型の最内面にフィルムまた
は薄いシートを配することにより、複合成形品の表層部
の外側にフィルムまたはシートを貼り付けた構造の製品
とすることもできる。このようにすれば型の内面が磨か
れていない型を用いても、美麗な表面の成形品が得ら
れ、フィルム、シートに着色、模様などを施すことによ
り、意匠性の優れた成形品とすることもできる。

【００５３】また、抵抗値の異なる分離層と補強材を兼
ねた分離層とを組合せて使用することにより、以下に述
べる応用が可能となる。

【００５４】即ち、木ネジなどを複合サンドイッチフォ
ームコア成形品に対して用いる場合、その木ネジの引き
抜き強度を評価する際、表層部と芯部の間から剥離が生
じることによる強度不足の問題が存在している。ところ
が、本発明方法では図３で説明するように、通常の部位
には、透過抵抗は小さいが体積占有率の高い補強材を兼
ねた分離層７ａ、７ｂと透過抵抗がこれら７ａ、７ｂよ
りも高い分離層６ａ、６ｂとを重ね合せて配置するが、
木ネジ１２が当てられると予想される部位には、透過抵
抗の小さいもの７ａ、７ｂのみを配し分離層６ａ、６ｂ
を配置しないでおくと、成形することにより、木ネジ１
２を挿入する部分のみを、図４に示す如く密度の高い表
層部が発泡成分である芯部の発泡コア層８に深く入り込
んだ構造とすることができる。即ち、この成形物は両端
部に肉厚の含浸層９ａ、９ｂが形成され、中央部上面お
よび底部には肉薄の含浸層１０、１１を有するものとな
る。このように型内面へ補強材の押しつけ具合を調節す
ることにより、局所的に木ネジなどの引き抜きに対する
力学的強度を増加させることができる。

【００５５】かくして、本発明によれば軽量で強靭性を
有する複合成形品が実質上一工程で得られる。かかる複
合成形品は、各種構造材料、車輌や航空機等の部品や構
成材料、スポーツ用品、家具等種々の用途に応用でき
る。

【００５６】以上のごとく、本発明によれば、予め発泡
コアを形成する必要がなく、一工程でかつ強靭な一体成
形されたサンドイッチフォームコア複合成形品を生産性
よく低コストで製造することができる。さらに、従来法
では製造が非常に困難であった薄物の複合成形品が容易
に製造することができるという利点もある。

【００５７】

【実施例】次に、本発明方法を実施例によりさらに詳細
に説明する。ただし、これらの実施例は本発明をより具
体的に説明するためのものであって、本発明がこれらの
実施例によって限定されるものではない。

【００５８】

【実施例１】本例は平板状の複合サンドイッチフォーム
コア成形品を本発明方法により製造する例である。

【００５９】縦３４０mm、横２５０mm、厚み２０mmの平
板用のアルミ製金型を用意した。次に縦３４０mm、横２
５０mmに切断した特定の透過抵抗を有するガラス繊維サ
ーフェイスマット（旭ファイバーグラスＭＳ３６００
Ｅ）２枚２組（透過抵抗が単位時間当たりの空気透過量
にして、室温で約３００cc／cm² ／秒のもの）を用意し
て型の両内面にそれぞれ設置し、型の両面を合せて型を
閉じ締め付けた後、型の下部注入口から、ウレタン発泡
注入機（シバコーＣＨＥＭＩＸ ＳＳＵ―０３）を用い
てイソシアネート（根上工業（株）製Ｃ―４６）とポリ
オール（東洋ゴム工業（株）製「ソフラン」Ｒ１１０９
―５０ＨＲＥ）を１００：７８の割合で混合攪拌しなが
ら注入した。上部空気抜き口から発泡したウレタン樹脂
が出始めたら、その口を閉じ、注入をやめた。注入後約
５分ほど放置したのち、型を開いて成形品を離型した。

【００６０】得られた成形品は、両外側（両面）に薄い
ウレタン樹脂の表皮が形成され、ガラス繊維マットは表
皮のすぐ下に表皮に沿って内層の発泡コアに押し付けら
れた形で存在し、ウレタン樹脂が発泡硬化した発泡コア
層が中心部に存在し、その外側に各ガラス繊維織物から
なる分離層兼繊維補強層にウレタン樹脂が含浸硬化した
表層部が存在し、さらに表面は薄いウレタン樹脂層（表
皮）で構成される平板状複合成形品であった。

【００６１】

【実施例２】本例は実施例１と表層部補強材および分離
層構成の異なる平板状の複合サンドイッチフォームコア
成形品を本発明方法により製造する例である。

【００６２】実施例１と同様な金型を用意し、次に縦３
４０mm、横２５０mmに切断したポリエステル不織布（帝
人（株）製「ユニセル」ＢＴ０９０８Ｗ）（透過抵抗は
単位時間当たりの空気透過量にして、室温で約５０cc／
cm² ／秒）、ガラス繊維コンティニュアスマット（旭フ
ァイバーグラスＣＳＭ―Ｍ８６０８―Ｘ５Ｊ）、前記不
織布の順で３枚重ね合わせたもの２組を用意して型の両
内面にそれぞれ設置し、型の両面を合せて型を閉じ締め
付けた後、型の下部注入口から、ウレタン発泡注入機
（シバコーＣＨＥＭＩＸ ＳＳＵ―０３）を用いてイソ
シアネート（根上工業（株）製Ｃ―４６）とポリオール
（東洋ゴム工業（株）製「ソフラン」Ｒ１１０９―５０
ＨＲＥ）を１００：７８の割合で混合攪拌しながら注入
した。上部空気抜き口から発泡したウレタン樹脂が出始
めたら、その口を閉じ、注入をやめた。注入後約５分ほ
ど放置したのち、型を開いて成形品を離型した。

【００６３】得られた成形品は両外側に薄いウレタン樹
脂の表皮が最上部に位置した不織布に含浸したなめらか
で艶のある状態で得られ、ガラス繊維マットが表皮のす
ぐ下に表皮に沿って内層の発泡コアに押し付けられた形
で存在する断面構造を有する複合サンドイッチコアの成
形品が得られていることを確認した。この成形品の比重
は０．３であった。

【００６４】

【実施例３】本例は図３および図４に説明したように、
殆んどの部位には、透過抵抗は小さいが体積占有率の高
い補強材を兼ねた分離層７ａ、７ｂと透過抵抗がこれら
よりも高い分離層６ａ、６ｂを配置するが、木ネジ１２
が当てられると予想される部位には、６ａ、６ｂを配置
しないでおくことにより、木ネジを挿入する部分が、補
強材を含んだ密度の高い表層部が発泡成分である芯部に
より深く入り込んだ構造を有する平板状の複合サイドイ
ッチフォームコア成形品を本発明方法により製造する例
である。

【００６５】実施例１と同様な金型を用意し、透過抵抗
は小さいが体積占有率の高い補強材を兼ねた分離層７
ａ、７ｂとしてガラス繊維コンティニュアスマット（旭
ファイバーグラスＣＳＭ―Ｍ８６０８―Ｘ５Ｊ）（透過
抵抗：単位時間当たりの空気透過量にして、室温で約５
００cc／cm² ／秒）と、透過抵抗が７ａ、７ｂよりも高
い分離層６ａ、６ｂとしてポリエステル不織布（帝人
（株）製「ユニセル」ＢＴ０９０８Ｗ）（透過抵抗が単
位時間当たりの空気透過量にして、室温で約５０cc／cm
² ／秒）をそれぞれ縦３４０mm、横２５０mmおよび縦１
００mm、横２５０mmに切断し、一組として、図３に示し
たように型の両内面にそれぞれ設置した。

【００６６】型の両面を合せて締め付けた後、型の下部
注入口から、ウレタン発泡注入機（シバコーＣＨＥＭＩ
Ｘ ＳＳＵ―０３）を用いてイソシアネート（根上工業
（株）製Ｃ―４６）とポリオール（東洋ゴム工業（株）
製ソフランＲ１１０９―５０ＨＲＥ）を１００：７８の
割合で混合攪拌しながら注入した。上部空気抜き口から
発泡したウレタン樹脂が出始めたら、その口を閉じ、注
入をやめた。注入後約５分ほど放置したのち、成形品を
離型した。

【００６７】成形品は、両外側に薄いウレタン樹脂の表
皮が最上部に位置したガラス繊維マットの最外表層部に
形成される一方、透過抵抗の高い分離層６ａ、６ｂを配
置した部位では、表層部が表皮に沿って内層の発泡コア
に押し付けられた形で肉薄部１０、１１（表層厚み約１
mm）を形成し、同分離層を配置しない両端の部位では密
度の高い表層部がより発泡成分である芯部に深く入り込
んだ形で補強材が存在する肉厚部９ａ、９ｂ（表層厚み
約３〜３．５mm）が存在し、図４のような断面構造を有
する複合サンドイッチコアの成形品が得られていること
を確認した。

【００６８】なお、図４において、８はウレタン樹脂が
発泡硬化した発泡コア層、１０、１１は透過抵抗が高い
ため分離層兼繊維補強層が発泡により外側へ押し付けら
れた肉薄の含浸部、９ａ、９ｂは密度の高い表層部がよ
り発泡成分である発泡コア層８に深く入り込んだ肉厚部
である。

【００６９】

【実施例４】本例は大型円盤状の複合サンドイッチフォ
ームコア成形品を本発明方法により製造する例である。

【００７０】直径６８０mm、厚み２０mmの円盤を成形す
るための縦７００mm、横７００mm、厚み５０mmの樹脂型
を用意した。次に、縦７００mm、横７００mmに切断した
ガラス繊維コンティニュスマット（旭ファイバーグラス
ＣＳＭ―Ｍ８６０８―Ｘ５Ｊ）、ポリエステル不織布
（帝人（株）製「ユニセルランパス」Ｐ―０４０ＥＫ）
（透過抵抗が単位時間当たりの空気透過量にして、室温
で約２２０cc／cm² ／秒）の順で２枚を重ね合わせたも
の２組を用意して一方を下型の内面に設置した。ウレタ
ン発泡注入機（シバコーＣＨＥＭＩＸ ＳＳＵ―０３）
を用いてイソシアネート（根上工業（株）製Ｃ―４６）
とポリオール（東洋ゴム工業（株）製「ソフラン」Ｒ１
１０９―５０ＨＲＥ）を１００：７８の割合で混合攪拌
しながら定量注いだ。ウレタン樹脂が発泡キュアが顕著
になる前に、すばやく、もう一方の不織布、ガラス繊維
マットを設置して上型を重ねて閉じ、締め付けた後、約
５分ほど放置したのち、成形品を離型した。

【００７１】成形品は、両外側に薄いウレタン樹脂の表
皮が形成され、ガラス繊維マットは表皮のすぐ下に表皮
に沿って内層の発泡コアに押し付けられた形で存在し、
複合サンドイッチコアの成形品が得られていることを確
認した。この成形品の比重は０．２であった。この円盤
状成形品の成形方法を応用すれば、超軽量の車輪などの
製造に応用できることを確認した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形方法の典型的なプロセスを説
明するもので、型内への樹脂供給段階を示す概略図であ
る。

【図２】本発明に係る成形方法の典型的なプロセスを説
明するもので、型内での発泡段階を示す概略図である。

【図３】本発明の応用例（実施例３）の仕込断面図であ
る。

【図４】本発明の応用例（実施例３）により得られる複
合成形品の断面説明図である。

【符号の説明】

１ａ 成形用の下型 １ｂ 成形用の上型 ２ａ，２ｂ 繊維状補強材 ３ａ，３ｂ 分離層 ４ 発泡性ポリウレタン樹脂（原液） ６ａ，６ｂ 透過抵抗の高い分離層 ７ａ，７ｂ 透過抵抗の低い分離層兼補強材 ８ 発泡コア層 ９ａ，９ｂ 肉厚の含浸層 １０，１１ 肉薄の含浸層 １２ 木ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 75:00 105:04 105:06 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イソシアネート化合物とヒドロキシル基
   を有するポリエステルまたはポリオールとの反応による
   発泡性ウレタン樹脂の発泡により形成される多孔質芯
   部、繊維状補強材を含有するウレタン樹脂よりなる表層
   部、および、該表層部と該芯部との間に存在する分離層
   よりなる一体化された複合成形品の製造方法であって、
   （ａ）成形用の型内に、単位時間当りの空気透過量が１
   ０〜５００cc／cm² ／秒の範囲内にある分離層を配置
   し、（ｂ）型内における前記分離層と型内面との間に該
   分離層と一体化するかまたは別個の繊維状補強材を配置
   し、（ｃ）型内に配置された前記分離層で囲まれる領域
   に発泡性ウレタン樹脂を供給し、（ｄ）成形用の型を実
   質的に密閉した状態で、該樹脂の発泡キュアによる体積
   膨張を生じさせ、それによって分離層を型の内面方向に
   押し付けながら、樹脂のうちの一部を分離層中を流動透
   過させて、繊維状補強材に含浸させ、かくして分離層と
   型内面との間及び分離層内部に発泡性ウレタン樹脂を存
   在せしめ、（ｅ）次いで、型内面に達した発泡性ウレタ
   ン樹脂は、樹脂温度よりも低温に保たれた型内面との接
   触による冷却効果によって発泡を抑制され、固化を完了
   せしめて、前記表層部および芯部を形成させ、（ｆ）か
   くして得られた複合成形品を型から取り出す、工程より
   なることを特徴とする複合成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 分離層が、繊維状補強材と一体化された
   構造材料である請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 繊維状補強材が、織物、編み物、不織
   布、一方向配列フィラメントまたはウェブである請求項
   １または２に記載の製造方法。
4. 【請求項４】 発泡性ウレタン樹脂が、混合により発泡
   して体積膨張することができ、かつ発泡後実質的に気泡
   が内包されている組成物であり、かつ、実質的にイソシ
   アネートとヒドロキシル基を有するポリエステルまたは
   ポリオールの反応によって合成されるものである請求項
   １、２または３に記載の製造方法。
5. 【請求項５】 発泡性ウレタン樹脂は、さらに非膨張性
   軽量粒子を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の製
   造方法。
6. 【請求項６】 発泡性ウレタン樹脂：非膨張性軽量粒子
   の配合割合が、重量比で１０：１〜１：２の範囲内にあ
   る請求項５に記載の製造方法。
7. 【請求項７】 非膨張性軽量粒子が、無機中空粒子であ
   る請求項５または６に記載の製造方法。
8. 【請求項８】 分離層の形態が、袋状構造体である請求
   項１または２に記載の製造方法。