JPH0688311B2 - 繊維強化複合成形体の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合成形体の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、繊維強化複合成形体の製造方法に関し、とり
わけ内部の繊維強化樹脂中の補強繊維の筋状の浮き出し
による外観不良を防止する製造方法に関する。
わけ内部の繊維強化樹脂中の補強繊維の筋状の浮き出し
による外観不良を防止する製造方法に関する。
《発明の背景》 長尺状の補強材料に熱硬化性樹脂を含浸し、これを所定
の形状に賦形硬化した繊維強化熱硬化性樹脂の引抜成形
品は、軽量性，高強度性，高復元性，高剛性，耐蝕性，
非導電性などの優れた性質から種々の用途に使用されて
いる。
の形状に賦形硬化した繊維強化熱硬化性樹脂の引抜成形
品は、軽量性，高強度性，高復元性，高剛性，耐蝕性，
非導電性などの優れた性質から種々の用途に使用されて
いる。
従来において、この種の引抜成形品は、ガラス繊維ロー
ビングなどの補強繊維に未硬化状の熱硬化性樹脂を含浸
し、これを加熱された金型中で硬化させながら引取る製
造方法が一般的であるが、金型からの引取抵抗の問題等
から、引抜速度は極端に遅く、生産性に問題があった。
ビングなどの補強繊維に未硬化状の熱硬化性樹脂を含浸
し、これを加熱された金型中で硬化させながら引取る製
造方法が一般的であるが、金型からの引取抵抗の問題等
から、引抜速度は極端に遅く、生産性に問題があった。
本出願人は、この問題を解決できる方法として、補強繊
維に未硬化状の熱硬化性樹脂を含浸させた混合物を熱可
塑性樹脂で被覆し、しかる後、内部未硬化状の熱硬化性
樹脂を硬化することによって、熱可塑性樹脂被覆に上記
の金型の役割をもたせることによって生産性を著しく向
上できる方法を特公昭56-20188により既に提供してい
る。
維に未硬化状の熱硬化性樹脂を含浸させた混合物を熱可
塑性樹脂で被覆し、しかる後、内部未硬化状の熱硬化性
樹脂を硬化することによって、熱可塑性樹脂被覆に上記
の金型の役割をもたせることによって生産性を著しく向
上できる方法を特公昭56-20188により既に提供してい
る。
この方法によれば、高い生産効率で繊維強化熱硬化性樹
脂製品が製造できるとともに、得られる製品も外周に厚
みが0.5〜1.0mm程度の熱可塑性樹脂被覆層を有している
ので、繊維強化熱硬化性樹脂を有効に保護して、耐候
性，耐蝕，耐水性，耐曲げ性等も向上できる。
脂製品が製造できるとともに、得られる製品も外周に厚
みが0.5〜1.0mm程度の熱可塑性樹脂被覆層を有している
ので、繊維強化熱硬化性樹脂を有効に保護して、耐候
性，耐蝕，耐水性，耐曲げ性等も向上できる。
しかしながら、外径寸法が規制され、かつ所定の高い剛
性が要求される場合は、曲げ剛性などの強度に寄与する
繊維強化熱硬化性樹脂（以下FRPと称す）部分の比率を
高める必要がある。
性が要求される場合は、曲げ剛性などの強度に寄与する
繊維強化熱硬化性樹脂（以下FRPと称す）部分の比率を
高める必要がある。
ところが、FRP部分の比率を高めると、表面の熱可塑性
樹脂被覆層の厚みを薄くすると、FRP部を硬化した後の
熱可塑性樹脂被覆層の表面に補強繊維の浮き出しを反映
した凸状が発生して、外観上問題があった。
樹脂被覆層の厚みを薄くすると、FRP部を硬化した後の
熱可塑性樹脂被覆層の表面に補強繊維の浮き出しを反映
した凸状が発生して、外観上問題があった。
そこで、本発明者らは、比較的薄い熱可塑性樹脂被覆層
であっても、硬化後において補強繊維の浮出しを反映し
た熱可塑性樹脂被覆層への凹凸の少ない平滑な表面を有
する繊維強化複合成形体の製造方法について鋭意検討し
て本発明を完成した。
であっても、硬化後において補強繊維の浮出しを反映し
た熱可塑性樹脂被覆層への凹凸の少ない平滑な表面を有
する繊維強化複合成形体の製造方法について鋭意検討し
て本発明を完成した。
《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明の繊維強化複合成形
体の製造方法は、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸して所
定の形状に賦形した未硬化状物の外周を溶融状の熱可塑
性樹脂で継目なく被覆して冷却固化することにより熱可
塑性樹脂被覆層を形成した後、内部の前記未硬化状熱硬
化性樹脂を硬化して熱可塑性樹脂被覆繊維強化複合成形
体を製造する方法において、前記熱可塑性樹脂被覆層の
形成は、ダイから押出された溶融樹脂が引落し状態で未
硬化状物の外周に接触させる際又はさせた後、該熱可塑
性樹脂外周に表面状態矯正具を当接させつつ冷却して行
なうことを特徴としている。
体の製造方法は、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸して所
定の形状に賦形した未硬化状物の外周を溶融状の熱可塑
性樹脂で継目なく被覆して冷却固化することにより熱可
塑性樹脂被覆層を形成した後、内部の前記未硬化状熱硬
化性樹脂を硬化して熱可塑性樹脂被覆繊維強化複合成形
体を製造する方法において、前記熱可塑性樹脂被覆層の
形成は、ダイから押出された溶融樹脂が引落し状態で未
硬化状物の外周に接触させる際又はさせた後、該熱可塑
性樹脂外周に表面状態矯正具を当接させつつ冷却して行
なうことを特徴としている。
本発明の方法に使用できる補強繊維は、ガラス繊維，炭
素繊維，セラミック繊維，アルミナ繊維などの無機繊
維、あるいは芳香族ポリアミド繊維，ナイロン繊維，ポ
リエステル繊維，ビニロン繊維などの長尺状のものであ
って、マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂と接着性
があって補強効果を発現できるものが好ましい。
素繊維，セラミック繊維，アルミナ繊維などの無機繊
維、あるいは芳香族ポリアミド繊維，ナイロン繊維，ポ
リエステル繊維，ビニロン繊維などの長尺状のものであ
って、マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂と接着性
があって補強効果を発現できるものが好ましい。
また、熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂，ビニル
エステル樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂などが使
用できる。
エステル樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂などが使
用できる。
一方、外層を形成する熱可塑性樹脂は、溶融押出しが可
能な樹脂であれば特にその種類を問わないが硬化後のFR
P層と接着することを望むときは、上記熱硬化性樹脂と
親和性を有するもの、例えばスチレンを熱硬化性樹脂の
架橋性モノマーとして使用するときはスチレンを誘導体
としている熱可塑性樹脂であるABS樹脂,AAS樹脂,PS樹脂
（ポリスチレン樹脂）、あるいはPC樹脂（ポリカーボネ
ート樹脂）等が挙げられる。
能な樹脂であれば特にその種類を問わないが硬化後のFR
P層と接着することを望むときは、上記熱硬化性樹脂と
親和性を有するもの、例えばスチレンを熱硬化性樹脂の
架橋性モノマーとして使用するときはスチレンを誘導体
としている熱可塑性樹脂であるABS樹脂,AAS樹脂,PS樹脂
（ポリスチレン樹脂）、あるいはPC樹脂（ポリカーボネ
ート樹脂）等が挙げられる。
本発明の製造方法において、引落し状態での被覆とは、
熱可塑性樹脂の最終被覆断面積よりも大きな開口部を有
する被覆ダイスより、溶融状の樹脂を被覆後の引取速度
よりも遅い速度で押出し、ダイの開口部と未硬化状物の
外周に接触する点、すなわち被覆終了点との間に円錐台
状ないし角錐台状の樹脂の流れが形成される状態での被
覆を意味する。
熱可塑性樹脂の最終被覆断面積よりも大きな開口部を有
する被覆ダイスより、溶融状の樹脂を被覆後の引取速度
よりも遅い速度で押出し、ダイの開口部と未硬化状物の
外周に接触する点、すなわち被覆終了点との間に円錐台
状ないし角錐台状の樹脂の流れが形成される状態での被
覆を意味する。
上記の引落し状態での被覆に際して、未硬化状物の外周
を溶融状から軟化状と降温しつつ被覆する過程におい
て、熱可塑性樹脂が未だ変形可能である状態において、
最終製品形状に対応した内形状の表面状態矯正具を当接
させながら冷却することによって、複合成形体の外形規
制を行ない、しかる後全体を冷却する。
を溶融状から軟化状と降温しつつ被覆する過程におい
て、熱可塑性樹脂が未だ変形可能である状態において、
最終製品形状に対応した内形状の表面状態矯正具を当接
させながら冷却することによって、複合成形体の外形規
制を行ない、しかる後全体を冷却する。
表面状態矯正具を接触させる位置，長さあるいは表面温
度および全周を同時に接触させる場合の内径寸法等は、
被覆の条件，速度などを勘案して適宜調整する。
度および全周を同時に接触させる場合の内径寸法等は、
被覆の条件，速度などを勘案して適宜調整する。
《作用》 本発明の方法では、補強繊維に未硬化状の熱硬化性樹脂
を含浸した未硬化状物の外周を熱可塑性樹脂が溶融状か
ら固体状に変化する過程で被覆するに際し、被覆層が未
だ軟化状態にある間に、最終製品形状に対応した内形状
の表面状態矯正具を当接させつつ冷却するので、被覆層
の表面が平滑化するとともに、内部の未硬化状物も被覆
層を介して表面状態矯正具の形状に賦形しながら、外周
の熱可塑性樹脂被覆層を冷却固化するので、あたかも所
定形状に予め賦形された熱可塑性樹脂の型枠中に未硬化
状物を充填した状態となって、製品全体の表面平滑性が
確保される。また、表面の熱可塑性樹脂被覆層は未硬化
状物外周と密着しているので、後の硬化工程で両者を接
着あるいは密着することができ、表面被覆による効果、
例えば耐候性，耐水，耐蝕性、取扱い性，耐衝撃性など
とFRPの軽量性，高強度性，高剛性等の性質を併せもつ
繊維強化複合成形体を製造できる。
を含浸した未硬化状物の外周を熱可塑性樹脂が溶融状か
ら固体状に変化する過程で被覆するに際し、被覆層が未
だ軟化状態にある間に、最終製品形状に対応した内形状
の表面状態矯正具を当接させつつ冷却するので、被覆層
の表面が平滑化するとともに、内部の未硬化状物も被覆
層を介して表面状態矯正具の形状に賦形しながら、外周
の熱可塑性樹脂被覆層を冷却固化するので、あたかも所
定形状に予め賦形された熱可塑性樹脂の型枠中に未硬化
状物を充填した状態となって、製品全体の表面平滑性が
確保される。また、表面の熱可塑性樹脂被覆層は未硬化
状物外周と密着しているので、後の硬化工程で両者を接
着あるいは密着することができ、表面被覆による効果、
例えば耐候性，耐水，耐蝕性、取扱い性，耐衝撃性など
とFRPの軽量性，高強度性，高剛性等の性質を併せもつ
繊維強化複合成形体を製造できる。
《実施例》 以下本発明につき好適な実施例により説明する。
実施例1. 押出機１よりABS樹脂を押出して内寸40mm,外寸43mmの矩
形状の角形パイプ２を連続的に製造し、この外周に単糸
径が23.5μｍで目付が4.4g/mのガラス繊維ロービング３
を所要本数不飽和ポリエステル樹脂浴４に導いて熱硬化
性樹脂を含浸し、絞りノズル５で絞り成形して外寸49mm
の矩形状の未硬化状物６を得、これを被覆用押出機７に
通して溶融状のABS樹脂で被覆した。このABS樹脂による
被覆について詳細に説明すると、被覆用のダイのヘッド
部20は第２図に示すように、まず未硬化状物６はニップ
ル21の中央通路中に導かれるが、該ニップル21はジャケ
ット状になっていて、冷却水22が循環できる状態となっ
ており、ニップル21の先端等に付着した熱硬化性樹脂が
部分的に硬化するなどしてトラブルが発生するのを防い
でいる。一方、ABS樹脂（MFR＝0.8）を220℃で外径86mm
の円環状ダイ23から溶融押出しし、被覆終了後の被覆断
面積と円環状ダイの開口部の断面積の比、すなわち引落
し比を2.5とし、円錐状樹脂の流部24が、未硬化状物の
外周に接触して略角形状となった直後の冷却水槽の入口
に設置され、内方が50mm角，長さ80mmで上下に分割でき
るように構成された表面状態矯正具８を当接させて、角
形四辺の外形規制を行ないつつ冷却水槽９に導いて被覆
層全周を冷却した。なお、上記被覆の形成時にはダイヘ
ッド部のパイプ27を減圧ラインに接続することによっ
て、被覆形成層の内部を減圧として、発生ガスの排出と
被覆点の均一化を図った。なお、本実施例においては、
被覆厚み0.5mmとした。被覆層を冷却固化した後、これ
を熱油槽10に導いて硬化し、FRP層のガラス繊維体積含
有率が54％、内部の角形パイプ,FRP層，外部のABS被覆
とが一体化した角パイプ状の繊維強化複合成形体を得
た。
形状の角形パイプ２を連続的に製造し、この外周に単糸
径が23.5μｍで目付が4.4g/mのガラス繊維ロービング３
を所要本数不飽和ポリエステル樹脂浴４に導いて熱硬化
性樹脂を含浸し、絞りノズル５で絞り成形して外寸49mm
の矩形状の未硬化状物６を得、これを被覆用押出機７に
通して溶融状のABS樹脂で被覆した。このABS樹脂による
被覆について詳細に説明すると、被覆用のダイのヘッド
部20は第２図に示すように、まず未硬化状物６はニップ
ル21の中央通路中に導かれるが、該ニップル21はジャケ
ット状になっていて、冷却水22が循環できる状態となっ
ており、ニップル21の先端等に付着した熱硬化性樹脂が
部分的に硬化するなどしてトラブルが発生するのを防い
でいる。一方、ABS樹脂（MFR＝0.8）を220℃で外径86mm
の円環状ダイ23から溶融押出しし、被覆終了後の被覆断
面積と円環状ダイの開口部の断面積の比、すなわち引落
し比を2.5とし、円錐状樹脂の流部24が、未硬化状物の
外周に接触して略角形状となった直後の冷却水槽の入口
に設置され、内方が50mm角，長さ80mmで上下に分割でき
るように構成された表面状態矯正具８を当接させて、角
形四辺の外形規制を行ないつつ冷却水槽９に導いて被覆
層全周を冷却した。なお、上記被覆の形成時にはダイヘ
ッド部のパイプ27を減圧ラインに接続することによっ
て、被覆形成層の内部を減圧として、発生ガスの排出と
被覆点の均一化を図った。なお、本実施例においては、
被覆厚み0.5mmとした。被覆層を冷却固化した後、これ
を熱油槽10に導いて硬化し、FRP層のガラス繊維体積含
有率が54％、内部の角形パイプ,FRP層，外部のABS被覆
とが一体化した角パイプ状の繊維強化複合成形体を得
た。
この複合成形体の被覆表面は、後述する比較例１による
複合成形体と比較して筋状の凹凸は著しく少なく、マイ
クロメータによる測定では150μｍの表面粗さであっ
た。
複合成形体と比較して筋状の凹凸は著しく少なく、マイ
クロメータによる測定では150μｍの表面粗さであっ
た。
比較例1. 実施例１において、熱可塑性樹脂被覆時にその外周に表
面状態矯正具を当接させないほかは、実施例１と同様に
して角パイプ状の繊維強化複合成形体を得た。
面状態矯正具を当接させないほかは、実施例１と同様に
して角パイプ状の繊維強化複合成形体を得た。
得られた複合成形体は被覆表面に高さ約0.3〜0.4mm,幅
約３〜5mmの筋状凸部が１辺50mm中に７〜８本浮き出し
た状態であった。
約３〜5mmの筋状凸部が１辺50mm中に７〜８本浮き出し
た状態であった。
実施例2. 実施例１と同一の角形パイプ２及び未硬化状物６を得
て、これをABS樹脂で被覆するにあたり、実施例１で使
用したニップルに変えて、第４図にその要部のみを拡大
して示すようにニップル21の先端に被覆層の内周を冷却
する角錐台状のフォーマー26を延設し、被覆層24の内周
25を該冷却フォーマーによって冷却させつつ未硬化状物
６に接触させ、かつこの接触と同時に実施例１と同様に
表面状態矯正具８を当接させて、内周および外周の両面
を冷却矯正して被覆し、冷却槽中で被覆層を冷却固化し
た。
て、これをABS樹脂で被覆するにあたり、実施例１で使
用したニップルに変えて、第４図にその要部のみを拡大
して示すようにニップル21の先端に被覆層の内周を冷却
する角錐台状のフォーマー26を延設し、被覆層24の内周
25を該冷却フォーマーによって冷却させつつ未硬化状物
６に接触させ、かつこの接触と同時に実施例１と同様に
表面状態矯正具８を当接させて、内周および外周の両面
を冷却矯正して被覆し、冷却槽中で被覆層を冷却固化し
た。
しかる後、実施例１と同様に内部の未硬化状態熱硬化性
樹脂を硬化し、実施例１と同一寸法、同一ガラス繊維含
有率であって、ABS層とFRP層とが一体化した角パイプ状
の繊維強化複合成形体を得た。
樹脂を硬化し、実施例１と同一寸法、同一ガラス繊維含
有率であって、ABS層とFRP層とが一体化した角パイプ状
の繊維強化複合成形体を得た。
この複合成形体の被覆表面は、マイクロメータによる測
定では80μｍの表面粗さであった 《効果》 本発明の方法によれば、繊維強化複合体は熱可塑性樹脂
被覆層の表面に補強繊維の飛び出し、乱れなどを原因と
する筋状の凹凸の発生が少ないので、表面が美麗となっ
て商品価値が向上する。また、従来においては表面凹凸
を少くするには、被覆厚みを暑くせざるを得ず、この場
合は寸法の増大、あるいは寸法の上限が規制される場合
はFRP層の薄肉化を余儀なくされるが、本発明によれ
ば、高い生産性を維持しつつ、比較的薄い肉厚の熱可塑
性樹脂との複合による利点を活かした繊維強化複合成形
体の製法を提供できる。
定では80μｍの表面粗さであった 《効果》 本発明の方法によれば、繊維強化複合体は熱可塑性樹脂
被覆層の表面に補強繊維の飛び出し、乱れなどを原因と
する筋状の凹凸の発生が少ないので、表面が美麗となっ
て商品価値が向上する。また、従来においては表面凹凸
を少くするには、被覆厚みを暑くせざるを得ず、この場
合は寸法の増大、あるいは寸法の上限が規制される場合
はFRP層の薄肉化を余儀なくされるが、本発明によれ
ば、高い生産性を維持しつつ、比較的薄い肉厚の熱可塑
性樹脂との複合による利点を活かした繊維強化複合成形
体の製法を提供できる。
第１図は本発明の繊維強化複合成形体の製造工程の全体
説明図、第２図は熱可塑性樹脂被覆用押出機のダイ部断
面図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は第２実施
例の要部拡大図である。 ３……ガラス繊維ロービング（補強繊維） ６……未硬化状物、８……表面状態矯正具 ９……冷却水槽
説明図、第２図は熱可塑性樹脂被覆用押出機のダイ部断
面図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は第２実施
例の要部拡大図である。 ３……ガラス繊維ロービング（補強繊維） ６……未硬化状物、８……表面状態矯正具 ９……冷却水槽
Claims (1)
- 【請求項１】補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸して所定の
形状に賦形した未硬化状物の外周を溶融状の熱可塑性樹
脂で継目なく被覆して冷却固化することにより熱可塑性
樹脂被覆層を形成した後、内部の前記未硬化状熱硬化性
樹脂を硬化して熱可塑性樹脂被覆繊維強化複合成形体を
製造する方法において、 前記熱可塑性樹脂被覆層の形成は、ダイから押出された
溶融樹脂が引落し状態で未硬化状物の外周に接触させる
際又はさせた後、該熱可塑性樹脂外周に表面状態矯正具
を当接させつつ冷却して行うことを特徴とする繊維強化
複合成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1160627A JPH0688311B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 繊維強化複合成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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- 1989-06-26 JP JP1160627A patent/JPH0688311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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