JPH07112488A - 繊維強化プラスチック成形品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】クローズドモールド工法によるＦＲＰ成形に際
し、表面に繊維目が発生しない良好なＦＲＰ成形品を得
ることができる繊維強化プラスチック成形品の製造法を
提供する。 【構成】成形型表面に、不飽和ポリエステル樹脂および
／またはビニルエステル樹脂と、コーティング材に対し
て５〜２０重量％の粒径範囲が１０〜２００μｍである
軽量フィラーとを含むコーティング材を塗布し、硬化さ
せてコーティング層を形成した後、繊維強化材を充填
し、繊維強化プラスチック成形用樹脂組成物をクローズ
ドモールド工法により注入、硬化させることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化プラスチック
（以下、ＦＲＰと略す）成形品の製造法に関し、さらに
詳しくはＦＲＰ成形用樹脂組成物を用いてクローズドモ
ールド工法により製造される成形品の表面に発生する強
化繊維の浮き出し（以下、繊維目と略す）を抑制するこ
とができるＦＲＰ成形品の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クローズドモールド工法として
は、（１）雄雌一対の型を用いてあらかじめ強化繊維を
型内に充填し、プレス等で型を閉じて雄雌型の一方に設
けた注入孔から樹脂を圧入充填して硬化成形するレジン
インジェクション成形法、（２）（１）の成形法に真空
吸引手段を補助したバキュームアシストレジンインジェ
クション成形法、（３）強化繊維と樹脂をあらかじめ型
内に充填し、真空吸引により型締めと樹脂の含浸を同時
に行うプレストバック成形法、雄雌型の一方を弾性体と
し、真空吸引により型締めと樹脂の含浸を行うバック成
形法などが知られている。

【０００３】これらのクローズドモールド工法は、ハン
ドレイアップ法やスプレアップ法に比較して（ａ）均一
な肉厚の成形品が得られる、（ｂ）両面が比較的平滑に
仕上がる、（ｃ）作業環境がよくなる、（ｄ）周辺設備
の整備により省力化が図れるなどの優れた特長を有する
ため、自動車部材、住宅機器等の多方面の分野に応用さ
れている。しかしながら、樹脂の硬化収縮の増加やスト
ランドが解繊しにくいガラス基材を使用しているなどか
ら成形品表面に繊維目が発生するなどの欠点があり、こ
れらの欠点の解決が強く望まれている。成形表面に発生
する繊維目の対策として、熱可塑性樹脂を添加するなど
の方法が採用されているが、常温成形においては発泡が
充分でなく、繊維目発生の改善効果が不充分であるとい
うのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題を解決し、クローズドモールド工法によるＦ
ＲＰ成形に際し、表面に繊維目が発生しない良好なＦＲ
Ｐ成形品を得ることができる繊維強化プラスチック成形
品の製造法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、成形型表面
に、不飽和ポリエステル樹脂および／またはビニルエス
テル樹脂と、コーティング材に対して５〜２０重量％の
粒径範囲が１０〜２００μｍである軽量フィラーとを含
むコーティング材を塗布し、硬化させてコーティング層
を形成した後、繊維強化材を充填し、繊維強化プラスチ
ック成形用樹脂組成物をクローズドモールド工法により
注入、硬化させることを特徴とする繊維強化プラスチッ
ク成形品の製造法に関する。また本発明は、成形型表面
に、不飽和ポリエステル樹脂および／またはビニルエス
テル樹脂、コーティング材に対して５〜２０重量％の粒
径範囲が１０〜２００μｍである軽量フィラーおよび上
記成分の総量に対して５〜３０重量％の繊維切断長さが
３〜２５mmである繊維強化材を含むコーティング材を、
スプレアップ法により塗布し、硬化させてコーティング
層を形成した後、繊維強化材を充填し、繊維強化プラス
チック成形用樹脂組成物をクローズドモールド工法によ
り注入、硬化させることを特徴とする繊維強化プラスチ
ック成形品の製造法に関する。さらに本発明は、成形型
表面にゲルコート層を形成した後、該ゲルコート層の上
に前記したコーティング層を形成し、上記の方法を行な
う繊維強化プラスチック成形品の製造法に関する。

【０００６】本発明に用いられるコーティング材は、不
飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂と軽量
フィラーとを含有する。用いられる不飽和ポリエステル
樹脂またはビニルエステル樹脂の２５℃におけるゲル化
時間は、垂れの防止の点から３〜５分が好ましく、また
コーティング材により形成型表面に形成されるコーティ
ング層の厚さは、０．３〜１．５mmの範囲が好ましい。

【０００７】軽量フィラーとしては、ガラスバルーン、
シリカバルーン、シラスバルーン、カーボンバルーン、
フェノールバルーン、アルミナバルーン等が用いられ
る。本発明において、軽量フィラーの粒径範囲はコーテ
ィング材の粘度および相分離の防止の点から１０〜２０
０μｍの範囲、好ましくは１０〜１２０μｍの範囲とさ
れる。軽量フィラーの形状は真球体が好ましい。また軽
量フィラーの使用割合は、コーティング材の粘度および
硬化時の収縮の点から、コーティング材に対して５〜２
０重量％、好ましくは１０〜１５重量％の範囲とされ
る。

【０００８】本発明においては、上記コーティング材
に、コーティング層の破損を防止するため、例えばガラ
ス繊維にシラン処理、クロム処理、ボラン処理等を施し
た繊維強化材を含有させることができる。この繊維強化
材の切断長さは、コーティング材内の繊維強化材の含浸
不良や繊維の毛羽立ちを防止する点から、３〜２５mmの
範囲とされ、好ましくは３〜１２．５mmの範囲である。
また繊維強化材の使用量は、上記と同様の理由から不飽
和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂と軽量フ
ィラーの総量に対して５〜３０重量％の範囲とされ、好
ましくは１０〜２０重量％の範囲である。

【０００９】コーティング材は、成形型表面に公知のス
プレアップ法により、例えばビーナス社製スプレアップ
機型式ＨＩＳ８０−１１１６、東式スプレアップ機型式
ＨＬＬ１５０００等を用いて塗布し、硬化してコーティ
ング層とされる。コーティング層のコーナ部分の繊維強
化材の追従性が悪い場合は、ローラ等で軽く押さえても
よい。

【００１０】本発明に用いられるコーティング材および
ＦＲＰ成形用樹脂組成物には、公知の不飽和ポリエステ
ル樹脂および／またはビニルエステル樹脂が用いられ、
特に制限はない。不飽和ポリエステル樹脂は不飽和酸と
多価アルコールから得られる不飽和ポリエステルを含み
ビニルエステル樹脂はエポキシ樹脂とアクリル酸または
メタアクリル酸との反応物を含む樹脂である。不飽和ポ
リエステル樹脂またはビニルエステル樹脂には、スチレ
ン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、クロルスチ
レン、ジビニルベンゼン、メチル（メタ）アクリレート
（メチルアクリレートまたはメチルメタアクリレートを
意味する、以下同じ）、エチル（メタ）アクリレート、
ブチル（メタ）アクリレート、β−ヒドロキシ（メタ）
アクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌ
レート、酢酸ビニル、エチレングリコール、１，３−ま
たは１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコールなどのジ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパンのジまたはトリ（メタ）
アクリレートなどの不飽和単量体が含まれる。これらの
不飽和単量体は、組成物の硬化方法、要求される作業性
などにより適宜１種でまたは２種以上を組み合わせて使
用される。

【００１１】コーティング層の形成後に充填される繊維
強化材としては、コンティニュアスストランドマット、
ストランドマット等が用いられる。

【００１２】またＦＲＰ成形用樹脂組成物には、必要に
応じてクレー、炭酸カルシウム、タルク、シリカ粉末、
アルミナ、水酸化アルミニウム、マイカ粉末等の充填剤
を含有させてもよい。さらにＦＲＰ成形用樹脂組成物に
は、硬化剤として、例えばメチルエチルケトンパーオキ
サイド、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチル−パーベンゾエ
ート、アセチルアセトンパーオキサイド、イソブチルケ
トンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメン
ヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物が添加される。

【００１３】また本発明においては、ＦＲＰ成形品の冷
熱サイクルによるクラックやふくれの発生を防止するた
め、成形型表面にゲルコート層を形成した後、上記のコ
ーティング層を形成し、このコーティング層の上に繊維
強化プラスチック成形用樹脂組成物をクローズドモール
ド工法により塗布し、硬化してＦＲＰ成形品を成形して
もよい。ゲルコート層は、公知の材料を用いて公知の方
法で形成され、通常、顔料入りの上記の不飽和ポリエス
テル樹脂またはビニルエステル樹脂が用いられる。さら
に本発明においては、成形する前に成形型表面に離型剤
を塗布してもよい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。なお、例中、
部とあるのは重量部、％とあるのは重量％である。 実施例１〜５ 幅３００mm、長さ３００mm寸法の上下一対のＦＲＰ成形
型を用い、２５℃の作業温度において、表１に示す配合
（重量％）のコーティング材を、東式スプレアップ機Ｈ
ＬＬ１５０００を用いて塗布し、室温で硬化させて０．
８mmのコーティング層を形成した。次いでコーティング
層の上に４５０ｇ／ｍ²のコンティニュアスストランド
マット（旭ファイバーグラス社製商品名、Ｍ８６０９−
４５０）を３プライ充填し、上型をかぶせ、上型の一方
に設けた真空吸引孔より減圧し、上下型を固定すると同
時に型内を減圧した。次にポリセットＨ７１００Ｐ（日
立化成社製商品名）１００部にアセチルアセトンパーオ
キサイド１部添加してＦＲＰ成形用樹脂組成物を調製
し、これを上型のもう一方に設けた樹脂注入孔より注入
して硬化させ、ＦＲＰ成形品を成形した。得られた成形
品の外観および機械的特性を調べ、その結果を表１に示
した。

【００１５】比較例１ 実施例１において、成形型表面にコーティング層を形成
しなかった以外は実施例１と同様にしてＦＲＰ成形品を
成形し、得られた成形品の外観および機械的特性を調
べ、その結果を表１に示した。

【００１６】比較例２ 比較例１において、ＦＲＰ成形用樹脂組成物としてポリ
セットＨ７１００Ｐ、８５部にポリ酢酸ビニル（ゴーセ
ニール：日本合成化学工業社製）を１５部添加したもの
を用いた以外は、比較例１と同様にしてＦＲＰ成形品を
成形し、得られた成形品の外観および機械的特性を調
べ、その結果を表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１から、実施例１〜５により得られたＦ
ＰＲ成形品は、外観および機械特性に優れることが示さ
れる。

【００１９】実施例６〜１０ 実施例１において、ＦＲＰ成形型の下型に、ポリセット
６８２ＰＨ（日立化成工業社製商品名、不飽和ポリエス
テル樹脂）を塗布し、硬化させて０．３mmのゲルコート
層を形成させた以外は、実施例１と同様にしてＦＲＰ成
形品を成形し、ゲルコート層表面の外観を脱型３日後に
目視で観察した。また成形品の冷熱サイクルによるクラ
ックおよびふくれの有無を、９５〜１００℃の煮沸を８
時間、外気温冷却１６時間を１サイクルとして１２サイ
クル行い、目視で観察した。これらの結果を表２に示し
た。

【００２０】比較例３ 実施例１で用いたＦＲＰ成形型の下型に、２５℃の作業
温度において、ポリセット６８２ＰＨ（日立化成工業社
製商品名、不飽和ポリエステル樹脂）を塗布し、硬化さ
せて０．３mmのゲルコート層を形成させた後、硬化した
ゲルコート層の上に３０ｇ／ｍ²のＭＦ３０Ｐ（日東紡
績社製商品名、サーフェースマット）を１プライ、４５
０ｇ／ｍ²のＭ８６０９−４５０（旭ファイバーグラス
社製商品名、コンティニュアスストランドマット）を３
プライ充填し、上型をかぶせ、上型の一方に設けた真空
吸引孔より減圧し、上下型を固定すると同時に型内を減
圧した。次に比較例１と同様の方法でＦＲＰ成形品を成
形し、ゲルコート層表面の外観を脱型３日後に目視で観
察した。また成形品の冷熱サイクルによるクラックおよ
びふくれの有無を、実施例６と同様にして目視にて観察
した。これらの結果を表２に示した。

【００２１】比較例４ 比較例３において、ＦＲＰ成形用樹脂組成物としてポリ
セットＨ７１００Ｐ、８５部にゴーセニール（日本合成
化学工業社製商品名、ポリ酢酸ビニル）を１５部添加し
た以外は、比較例３と同様にしてＦＲＰ成形品を成形
し、ゲルコート層表面の外観を脱型３日後に目視で観察
し、さらに成形品の冷熱サイクルによるクラックおよび
ふくれの有無を同様にして目視にて観察した。これらの
結果を表２に示した。

【００２２】

【表２】 表２から、実施例６〜１０により得られるＦＲＰ成形品
は、外観に優れ、また冷熱サイクルにも優れることが示
される。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、クローズドモールド工
法により繊維目のない外観に優れた、機械特性および冷
熱サイクルにも優れたＦＲＰ成形品を得ることができ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形型表面に、不飽和ポリエステル樹脂
   および／またはビニルエステル樹脂と、コーティング材
   に対して５〜２０重量％の粒径範囲が１０〜２００μｍ
   である軽量フィラーとを含むコーティング材を塗布し、
   硬化させてコーティング層を形成した後、繊維強化材を
   充填し、繊維強化プラスチック成形用樹脂組成物をクロ
   ーズドモールド工法により注入、硬化させることを特徴
   とする繊維強化プラスチック成形品の製造法。
2. 【請求項２】 成形型表面にゲルコート層を形成した
   後、該ゲルコート層の上に請求項１記載のコーティング
   層を形成する請求項１記載の繊維強化プラスチック成形
   品の製造法。
3. 【請求項３】 成形型表面に、不飽和ポリエステル樹脂
   および／またはビニルエステル樹脂、コーティング材に
   対して５〜２０重量％の粒径範囲が１０〜２００μｍで
   ある軽量フィラーおよび上記成分の総量に対して５〜３
   ０重量％の繊維切断長さが３〜２５mmである繊維強化材
   を含むコーティング材を、スプレアップ法により塗布
   し、硬化させてコーティング層を形成した後、繊維強化
   材を充填し、繊維強化プラスチック成形用樹脂組成物を
   クローズドモールド工法により注入、硬化させることを
   特徴とする繊維強化プラスチック成形品の製造法。
4. 【請求項４】 成形型表面にゲルコート層を形成し、該
   ゲルコート層の上に請求項３記載のコーティング層を形
   成する請求項３記載の繊維強化プラスチック成形品の製
   造法。