JPH08302206A - 複合成形物製造用樹脂組成物及びそれを主とする成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンタクチックフォームコアを有するサンド
イッチ複合成形物を製造するための新規な樹脂組成物を
提供する。 【構成】 繊維強化樹脂からなるスキン層の間に多孔質
コア層が存在しかつ全体が一体化したサンドイッチ構造
の複合成形物を製造するために使用する樹脂組成物であ
って、該樹脂組成物が、熱硬化性マトリックス樹脂１０
〜６５体積％及び軽量粒子９０〜３５体積％から実質的
になり、かつ、該軽量粒子が、熱膨張後の中空樹脂粒子
などの圧縮性軽量粒子（ａ）とガラスバルーンなどの剛
性軽量粒子（ｂ）とを含み、しかも上記（ａ）／（ｂ）
の体積比が１００／０〜２０／８０、好ましくは９０／
１０〜３０／７０、であることを特徴とする、複合成形
物製造用樹脂組成物。この組成物を層状となし、これを
強化用繊維質シート及び分離膜などで挟み込むように積
層した成形材料とすれば、成形に簡便である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多孔質コアを有する複
合成形物を製造する際に使用される樹脂組成物又はそれ
を主とする成形材料に関する。さらに詳しくは、繊維強
化樹脂からなるスキン層と多孔質コア層とからなるサン
ドイッチ構造の複合成形物を製造する際に使用される、
熱硬化性マトリックス樹脂と軽量粒子から構成される樹
脂組成物、ならびに、この樹脂組成物を利用した成形材
料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような繊維強化樹脂（ＦＲＰ）か
らなるスキン層と多孔質コア層とからなるサンドイッチ
構造を有するパネル構造の軽量な複合成形物としては、
芯材としてポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレ
ン等の樹脂フォームを用い、その上下両側を石綿スレー
トや金属板、繊維強化樹脂板（ＦＲＰ板）等で被覆した
ものが良く知られている。しかしながら、これらのもの
は、芯材としてのフォームの剛性や圧縮強度が不十分
で、複合成形物としての機械的特性が十分でないという
欠点を有する。

【０００３】この欠点を補うため、芯材として樹脂にガ
ラス中空粒子等を大量に添加して作成したシンタクチッ
クフォームをＦＲＰ板等の表面被覆材と積層接着させる
方法が知られている。しかしながら、予め作成した芯材
（シンタクチックフォーム）を用いる既知の方法は、い
ずれも芯材と表面被覆材との接着が難しく剥離を起こし
易い欠点を有している。

【０００４】この欠点を解決する手段として、液状成形
樹脂にガラス中空粒子等の微小中空球充填材を配合した
樹脂混合物を繊維補強材に塗布し、その樹脂成分を繊維
補強材中に浸透させ、さらにその上に繊維補強材を載置
した後、樹脂混合物が繊維補強材表面に残存した状態で
加圧硬化せしめることによって、シンタクチックフォー
ム層をＦＲＰ層で挟み込んだサンドイッチ構造の複合成
形物を製造する方法が提案されている（例えば、特公昭
５８−２１５７９号）。しかしながら、この方法は、型
内にて相当の高圧力を加えて成形する必要があるだけで
なく、微小中空球が表面ＦＲＰ層にもぐり込むことが避
け難いため、表面性の良好な複合成形物が得られない。

【０００５】このような従来法の問題点を解決する手段
として、液状成形樹脂に発泡性樹脂粒子を混合した樹脂
混合物を繊維補強材及び分離膜で挟み込むように成形用
型内に収納し、型を加熱して該粒子を膨脹させるととも
に、その膨脹圧力で樹脂を分離膜を通して表面の繊維補
強材に浸透させ、その状態で硬化させてシンタクチック
フォーム層とスキン層とを同時に成形する方法が提案さ
れている（例えば、欧州特許第４０７９９６号、特公平
７−１２６１３号等参照）。この方法では、一工程で軽
量かつ強靭なサンドイッチ型複合成形物を製造できる
が、成形時に樹脂混合物中で上記粒子を加熱発泡させる
ため、発泡性樹脂粒子の膨脹と液状成形樹脂の硬化のタ
イミングをうまく合わせることが必要であった。また、
この方法では、型内で発泡性樹脂粒子の膨脹及び樹脂の
成形を行なうため、成形工程の連続化が困難であった。

【０００６】本発明者らは、上述の問題点を解決する手
段として、先に、（１）上下の強化用繊維質シートの相
対する面側にそれぞれ液状成形樹脂は通すがガラスビー
ズ等のような軽量充填粒子は通さない分離膜を配置し、
各分離膜間に上記軽量充填粒子と液状成形樹脂とを含む
樹脂混合物層を存在せしめた積層体を形成すること、
（２）引き続き、該積層体の上下方向から面圧をかける
ことにより、樹脂混合物中の液状成形樹脂の少なくとも
一部を分離膜を通じて上下の強化用繊維質シート層に浸
透させて全体を樹脂で十分に濡らすとともに積層体中に
含まれる気泡を外部に排出すること、（３）そして、そ
の状態で加熱し、液状成形樹脂を硬化させて成形するこ
とによって、成形時に発泡等を行なわずにシンタクチッ
クフォームコアを有するサンドイッチ構造の複合成形物
を製造する方法（特願平６−１８３３５５号、特願平６
−２１８７３６号）を提案した。

【０００７】この成形方法によれば、発泡性樹脂粒子を
使用せずに、シンタクチックフォームコアを有する複合
成形物を低コストで連続的に製造することが可能となる
が、本発明者らがさらに検討を重ねた結果、得られる複
合成形物の軽量性が充分でなく、また、成形時の樹脂の
収縮により成形物にボイドやウネリが生じて表面性や強
靭性が低下する等の問題点があることが判明した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の方法
の問題点を改善しようとするものであり、その第１の目
的は、かかる軽量粒子として圧縮性粒子を含む非熱膨張
性軽量粒子を用いる新規な成形方法に好適に使用され
る、圧縮性粒子を含む新規な樹脂組成物を提供すること
にあり、第２の目的は、その樹脂組成物を有効に利用し
た成形材料を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ボイドやウネリ
がなく、軽量性、表面性、強靭性のすべてにおいて極め
て良好なシンタクチックフォームコア複合成形物を形成
するには、成形に使用する樹脂組成物の構成が重要であ
り、軽量粒子として圧縮性粒子を含む樹脂組成物を使用
することが有効であることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１０】すなわち、本発明の樹脂組成物は、繊維強
化樹脂からなるスキン層の間に多孔質コア層が存在しか
つ全体が一体化したサンドイッチ構造の複合成形物を製
造するために使用する樹脂組成物であって、該樹脂組成
物が、熱硬化性マトリックス樹脂（Ａ）１０〜６５体積
％及び軽量粒子（Ｂ）９０〜３５体積％からなり、かつ
該軽量粒子（Ｂ）が、圧縮性軽量粒子（ａ）と剛性軽量
粒子（ｂ）とを含み、しかも上記（ａ）／（ｂ）の体積
比が１００／０〜２０／８０であることを特徴とする、
多孔質コアを有する複合成形の製造用の樹脂組成物であ
る。

【００１１】本発明の樹脂組成物を構成する熱硬化性マ
トリックス樹脂は、通常の複合成形物や樹脂成形物の製
造に使用される熱硬化性樹脂システムであり、常温で液
状のもの乃至は硬化に際しての加熱条件下で流動性を示
すものが望ましい。かかる熱硬化性マトリックス樹脂の
具体例としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリイミド樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリ
ジシクロペンタジエン樹脂、石油樹脂等をあげることが
できる。なかでも、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂等が好まし
い例である。これらは、通常、必要な硬化剤、硬化促進
剤、稀釈剤等とともに使用される。

【００１２】なお、硬化剤、硬化促進剤等は、通常の場
合、上記樹脂に直接混合して使用されるが、成形温度に
おいて溶融乃至溶解するような固形樹脂でマイクロカプ
セル化した状態で添加混合してもよい。

【００１３】本発明の樹脂組成物において上記熱硬化性
マトリックス樹脂に配合される「軽量粒子」とは、有機
又は無機の微小なモノセル及び／又はマルチセル状の微
小な中空構造を有する軽量粒子であり、すでに膨脹した
状態であるが加圧することにより圧縮される圧縮性軽量
粒子（ａ）及び加熱加圧によっても本質的に体積変化を
起こさない剛性軽量粒子（ｂ）を総称する。

【００１４】上記の圧縮性軽量粒子（ａ）は、成形時の
加圧により圧縮変形（弾性変形又は塑性変形）して体積
の約１〜７０％（好ましくは５〜５０％）程度減少する
低比重の微小な中空粒子である。かかる圧縮性軽量粒子
としては、熱膨脹性を有する微小樹脂粒子（例えば、後
述の松本油脂製薬（株）製の「マツモトマイクロスフェ
アー」等）を予め加熱膨脹させた中空の軽量樹脂粒子又
は多孔質ポリプロピレン粒子等があげられる。これらの
圧縮性軽量粒子は、再加熱しても実質的には体積膨脹を
示さない非膨脹性粒子の１種であるが、成形時の加圧で
圧縮変形する点において従来のシンタクチックフォーム
形成に用いられるガラスビーズ等の無機中空粒子とは異
なる。

【００１５】これらの圧縮性軽量粒子の比重（真比重で
表示）は０．３以下であることが好ましいが、比重０．
２以下の超軽量であることがさらに好ましい。また、圧
縮性軽量粒子の大きさは、平均粒径にして、通常０．０
１〜５ｍｍ、好ましくは０．０５〜２ｍｍの範囲のもの
が好適である。

【００１６】かかる圧縮性軽量粒子の具体例としては、
例えば、松本油脂製薬（株）製「マツモトマイクロスフ
ェアー」、ノーベル（株）製「エクスパンセル」、積水
化学工業（株）製「エスレンビーズ」等の熱膨脹性樹脂
粒子を、蒸気加熱あるいは空気中又は不活性ガス雰囲気
中で加熱して膨脹させたものがあげられる。

【００１７】本発明の樹脂組成物において上記のような
圧縮性軽量粒子（ａ）と併用可能な軽量粒子である剛性
軽量粒子（ｂ）は、加圧状態でも変形し難い剛性のある
微小粒子であり、例えば、一般に「ガラスバルーン」、
「シラスバルーン」、「シリカバルーン」等と称される
無機中空粒子である。目的とする複合成形物の軽量化の
ためには、剛性軽量粒子を使用する場合、比重（真比重
で表示）０．８以下、とくに０．６以下の剛性軽量粒子
の使用が好ましい。代表的な剛性軽量粒子としては、ガ
ラス中空粒子をあげることができる。かかる剛性軽量粒
子の大きさは、平均粒径にして０．０１〜５ｍｍ、とく
に０．１〜２ｍｍの範囲のものが好適に使用される。

【００１８】かかる剛性軽量粒子の具体例としては、例
えば、住友スリーエム（株）製「グラスバブルズ」、旭
硝子（株）製「セルスター」等のガラスバルーン、日本
フィライト（株）製「フィライト」等の無機中空粒子を
あげることができる。

【００１９】本発明に係る多孔質コアを有する複合成形
物成形用樹脂組成物は、実質的に、上述した熱硬化性マ
トリックス樹脂（Ａ）と、圧縮性軽量粒子（ａ）又は圧
縮性軽量粒子（ａ）と剛性軽量粒子（ｂ）との混合物か
らなる軽量粒子（Ｂ）とで構成される。

【００２０】上記の熱硬化性マトリックス樹脂（Ａ）と
軽量粒子（ｂ）との配合比率は、体積比率で、熱硬化性
マトリックス樹脂１０〜６５％、軽量粒子９０〜３５％
であることが望ましく、さらに好適には、熱硬化性マト
リックス樹脂１５〜６０％、軽量粒子８５〜４０％であ
る。

【００２１】ここで言う熱硬化性マトリックス樹脂の体
積とは、該マトリックス樹脂自体（狭義の樹脂成分）の
他、成形に使用する硬化剤、硬化促進剤、希釈剤を合わ
せた広義の熱硬化性樹脂システム（硬化系）全体の合計
体積をいう。また、軽量粒子の体積は、成形時に加圧さ
れる前の定常状態での体積である。

【００２２】樹脂組成物における軽量粒子の体積比率が
上記範囲より多いと、軽量化には有利ではあるが、成形
に際しての樹脂組成物の流動性が低下するばかりでな
く、複合成形物中の樹脂の充填が不足して複合成形物特
性の低下を招くので好ましくない。一方、軽量粒子の体
積比率が上記範囲より少いと、成形物の軽量化効果が期
待できなくなり、好ましくない。

【００２３】さらに、本発明の樹脂組成物中において軽
量粒子を構成する圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子との割
合は、圧縮性軽量粒子／剛性軽量粒子（体積比）＝１０
０／０〜２０／８０の範囲とする必要がある。全軽量粒
子に占める圧縮性軽量粒子の比率が２０体積％より低く
なると、成形に際しての圧縮粒子の反発（圧縮圧）力が
小さくなり、得られる複合成形物の表面状態が不良とな
る傾向があり、良好な複合成形品が得られない。本発明
における圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子との好適な混合
割合（体積比）は、９０／１０〜３０／７０の範囲であ
り、この範囲内において表面性のとくに良好な複合成形
物が提供される。

【００２４】本発明の樹脂組成物は、上述のように、圧
縮性軽量粒子を含む微小な軽量粒子と熱硬化性マトリッ
クス樹脂とを所定割合に混合したこと最大の特徴とする
ものであるが、成形性をさらに向上させる目的あるいは
成形物の機械的特性を改善する目的で、必要に応じて、
軽量粒子の一部、具体的には剛性軽量粒子の一部、を他
の成分に置き換えることも可能である。かかる他の成分
としては、ミルドガラス、シリカ、マイカ、炭酸カルシ
ウム、珪砂、カオリン等の充填剤、熱膨脹性軽量粒子等
をあげることができる。さらに、使用済みのフォームコ
アＦＲＰ複合成形物の回収品（使用済品、不良品、工程
屑等）の粉砕物等を加えることも可能である。このよう
な他の成分の割合は、本発明の樹脂脂組成物の特性を損
なわない範囲内で適宜選択されるべきであるが、軽量粒
子の４０体積％以下、とくに３０体積％以下とするのが
好ましい。

【００２５】本発明に係る樹脂組成物は、上述のよう
に、主としてマトリックス樹脂と軽量粒子とからなる混
合物であって、通常は流動性を持つかあるいは互いに粘
着性を示す、変形可能な無定形状態にあるが、混合割合
の調整により常温における流動性を制御することが可能
である。その結果、該樹脂組成物を、塊状、粒状さらに
はシート状にすることが可能である。塊状、粒状の樹脂
組成物は重量計量等で取扱いが可能となり、シート状樹
脂組成物はその厚みを規制することにより、長尺物とし
て面積計量も可能となる。

【００２６】上記シート状樹脂組成物は、その上下両面
を、他の薄葉材料で挟んだ成形材料とすることが可能で
ある。かかる薄葉材料は、シート状樹脂組成物の形状保
持にきわめて有効であり、さらに樹脂組成物の表面を覆
ったままで複合成形物の成形に使用できるのできわめて
有用な成形材料を提供することができる。

【００２７】例えば、上記薄葉材料として成形時に剥離
可能な可撓性フィルムを使用することにより、該シート
状樹脂組成物の取扱い性が格段に向上する。また、シー
ト状樹脂組成物の上下両面に、マトリックス樹脂は通過
するが軽量粒子は通過しない分離膜を積層し、必要に応
じ、さらにその上下両面を強化用の繊維質シートで覆っ
て、強化用繊維質シート／分離膜／本発明の樹脂組成物
／分離膜／強化用繊維質シートからなる積層構造の成形
材料とすると、そのまま、あるいは所定サイズに裁断
後、成形用の型内に配置して成形に供し得るので、簡便
に成形操作を行うことが可能となる。

【００２８】上記樹脂組成物を挟み込むように分離膜を
積層する場合は、積層後に上下の分離膜の両側（端部）
を縫合、接着、融着等の手段で相互に接合し内部に樹脂
混合物を封入するようにしてもよい。さらに、上記樹脂
組成物を直接強化用繊維質シートで挟んだ物も、複合成
形物の製造に際して、有用な成形材料となる。

【００２９】なお、上記の塊状、粒状あるいはシート状
の樹脂組成物は、通常、未硬化のマトリックス樹脂と軽
量粒子との混合物であるが、該樹脂組成物の流動性制御
のため或いは成形条件改善のために、熱硬化性マトリッ
クス樹脂を部分重合したプリプレグ状にすることも可能
である。

【００３０】また、本発明の樹脂組成物は、シート状に
した樹脂組成物の形態保持性、取扱い性を改善するた
め、その上下両面を、成形時に剥離可能な可撓性フィル
ムで覆って、２枚のフィルムの間に樹脂組成物を挟み込
むか、あるいは、シート状にした樹脂組成物の上下両面
に、マトリックス樹脂は通過するが軽量粒子は通過しな
い分離膜を積層し、必要に応じ、さらにその上下両面に
強化用繊維質シートを積層したものの最外層を、剥離可
能な可撓性フィルムで覆って、多層サンドイッチ構造の
シート状成形材料としてもよく、多くの場合、そのよう
に構成するのが好ましい。

【００３１】上記の可撓性フィルムとしては、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セロファン等のフィル
ムや、金属箔等、あるいは薄手の不織布や紙に樹脂を含
浸させて液体不透過性としたものの中より適宜選択して
使用される。

【００３２】一方、分離膜としては、マトリックス樹脂
と軽量粒子の分離機能を有するものが使用され、例え
ば、目開きの小さい薄手の繊維シート及び／又は多孔質
シート等が用いられる。上記繊維シートの具体例として
は、各種天然繊維、合成繊維、無機繊維等の織物、編
物、不織布、組物、紙等があげられ、多孔質シートの具
体例としては、連通気孔を有するシート又はフィルムで
あって、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン
等の発泡シートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スルホン等のシートを延伸、抽出して得られる多孔膜等
が用いられる。代表的な分離膜としては、「ユニセル」
の商標名で知られるポリエステル系不織布があげられ
る。

【００３３】本発明では、場合によって、上記の樹脂組
成物の上下に、分離膜を介して又は直接に、強化用繊維
質シートを積層した成形材料とすることもできる。この
強化用繊維質シートとしては、目的とする成形物の形状
にもよるが、通常はシート状物として使用される。これ
ら繊維の形態の例としては、織物、編物、不織布、マッ
ト、紙、一方向引き揃えたロービング等をあげることが
できる。本発明で使用される強化用繊維の種類としては
とくに限定はないが、複合成形物の強化材として通常使
用されている有機あるいは無機の繊維、例えば、ガラス
繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、金属繊維、アラミド繊
維、ポリアリレート繊維、高強度ポリエチレン繊維等が
使用できる。これらの繊維の他に、ポリエステル繊維、
ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール系繊維、レーヨ
ン繊維、天然繊維等も使用することができる。なかで
も、ガラス繊維、炭素繊維やパラ系アラミド繊維のよう
な高強度、高弾性率繊維を用いるのが好ましい。

【００３４】この成形材料においても形態保持性、取扱
い性を改善するため、強化用繊維質シートの上下両面又
は片面を可撓性フィルムで覆ってもよく、この場合は、
成形時に可撓性フィルムを剥がさずに成形に供しても良
い。

【００３５】以下、本発明に係る樹脂組成物の特徴及び
利点をさらに具体的に説明するために、本発明に係る樹
脂組成物を使用する多孔質コアを有する複合成形物の製
造に関して説明する。

【００３６】すなわち、上述した本発明の樹脂組成物
は、ペースト状のまま、あるいは予め粒状、塊状あるい
はシート状になし、樹脂組成物層の上下を直接もしくは
分離膜を介して強化用繊維質シートで覆った積層体を形
成し、この積層体に対し上下方向から加圧することによ
り、該樹脂組成物中のマトリックス樹脂を搾り出し樹脂
の一部を上下の強化用繊維質シート層にまで浸透させ、
その状態で加熱して樹脂を硬化させることによって、多
孔質コアを有するサンドイッチ構造からなる、軽量かつ
強靭で表面性の良好な複合成形物となし得る。

【００３７】また、シート状にした樹脂組成物の上下両
面を可撓性フィルムで覆った成形材料、あるいは、樹脂
組成物の上下に分離膜を配置しその上下両面を可撓性フ
ィルムで覆った成形材料を使用する場合には、いずれも
該フィルムを剥離した後に成形に供することは当然であ
る。

【００３８】本発明の樹脂組成物は、軽量粒子として圧
縮性軽量粒子を少なくとも２０％以上含むため、成形時
の加圧によるマトリックス樹脂の浸透が良好となり、か
つ、マトリックス樹脂の硬化による収縮に応じて圧縮性
軽量粒子の体積回復が生じ、ヒケ等のない表面性の良い
成形物が得られる。

【００３９】また、圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子との
両者を含む樹脂組成物を使用する場合、コア部分の強度
が改善され、より良好な複合成形物が得られる。

【００４０】この際、上述の複合成形物の成形に際し
て、該樹脂組成物と強化用繊維質シート層との間に、未
硬化のマトリックス樹脂は通すが軽量粒子は通さない分
離膜を配置して成形することが好ましい。すなわち、該
分離膜の配置により、加圧・加熱による成形工程に際し
て、マトリックス樹脂に同伴して移動する軽量粒子が、
強化用繊維質シートの空間中に含浸したり、さらには成
形物の表面に出て表面性を低下させることを抑制すると
いう優れた効果がある。かかる分離膜としては、上述の
ような目開きの小さい薄手の繊維シート及び／又は多孔
質シートの１種又は２種以上が用いらる。このように本
発明の樹脂組成物を用いて複合成形物を成形する際、表
層部を形成させる強化用繊維質シートと樹脂組成物との
間に、分離膜を配置して成形することは、表面性の良好
な成形物を得る上でに極めて有効である。

【００４１】かかる分離膜の存在によって、成形時の加
圧によって、強化用繊維質シートが効果的に圧縮されて
緻密化するとともに、分離膜に挟まれた（囲まれた）樹
脂組成物からマトリックス樹脂成分を搾り出しこれを選
択的に表層部の強化用繊維質シート中に浸透させる。そ
れと同時に、軽量粒子が強化用繊維成分中に入り込むこ
とが阻止されるため、表層部に緻密でコンパクトな繊維
強化樹脂層が、芯部に軽量なシンタクチックフォーム層
が、それぞれ形成されることになり、多孔質コアサンド
イッチ構造の複合成形物を製造させる上できわめて有効
である。

【００４２】また、この樹脂組成物及び成形材料は、実
質的に熱膨張性を有しないため、複合成形物を製造する
には、密閉された成型用の金型を必ずしも使用する必要
はなく、積層体の上下面を規制しつつ搬送し・加熱でき
るようにした連続成形装置を用いて連続的に成形を行う
ことができるので、工業的にきわめて有利である。

【００４３】図１は、ペースト状の本発明の樹脂組成物
を用いて連続的にシート状の成形材料を製造する例、及
び該樹脂組成物を用いて連続的に成形物を製造する例
を、同時に示す。

【００４４】図１に示す装置は、ペースト状の樹脂組成
物を用いて成形材料を連続的に製造する場合と、ペース
ト状の樹脂組成物を用いて連続的に成形する場合の両方
に適用可能である。

【００４５】まず、図１の装置で成形材料を製造する場
合を説明する。図１の装置における樹脂混合器（１４）
に本発明に係る熱硬化性マトリックス樹脂、圧縮性軽量
粒子及び必要に応じて添加する剛性軽量粒子からなる流
動性のある樹脂組成物を供給し、可撓性フィルム（１
１、１７）、強化用繊維質シート（１２、１６）、分離
膜（１３、１５）を、それぞれの取り出しローラー
（１、２、３、４、５、６）にて引き出し、可撓性フィ
ルム（１１）、強化用繊維質シート（１２）、分離膜
（１３）をこの順で重ね合わせた、その積層体の上に樹
脂混合器（１４）からの樹脂組成物を層状に塗布した
後、さらにその上へ分離膜（１５）、強化用繊維質シー
ト（１６）、可撓性フィルム（１７）をこの順に重ね
て、強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜
／強化用繊維質シートからなる積層体の上下をポリエス
テルフィルムで覆った状態の積層シート状物を連続的に
形成させる。

【００４６】そして、該積層シート状物はドラム（１
８、１８´）を経由して一連のローラ群（１９）で押圧
して厚みを調整し、シート状の成形材料（２２）として
引き取られ、目的とする成形材料となる。この段階では
図１の加熱函（２１）を使用せず、樹脂の硬化は行わな
い。

【００４７】かくして得られた連続長のシート状成形材
料（２２）は、適当なサイズに切断されて、成形に供さ
れる。この成形材料は、成形前に上下両面のフィルムを
剥がし、金型等に入れて成形され、多孔質コアを有する
複合成形物となる。

【００４８】次に、図１の装置を用いて、ペースト状の
樹脂組成物から連続成形する場合を説明する。

【００４９】この連続成形方法では、上記と同様に形成
した強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜
／強化用繊維質シートからなる積層体の上下をポリエス
テルフィルムで覆った状態の積層シート状物を、ドラム
（１８、１８´）及びローラ群（１９）で押圧して、樹
脂を搾り出し表層にまで浸透させた積層体を、後述の実
施例４のごとく、連続的に加熱函（２１）に導入し、こ
こでマトリックス樹脂の硬化温度以上に加熱して、樹脂
を硬化させることにより、目的とするシンタクチックフ
ォームコアを有するサンドイッチ型複合成形物となる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の、多孔質コアを有する複合成形
物製造用の樹脂組成物は、熱硬化性マトリックス樹脂と
圧縮性軽量粒子を含む特定の軽量粒子とからなる樹脂組
成物であって、好ましくは圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒
子とを特定比率で併用することを最大の特徴としてお
り、そのため成形時に圧力が加えられた時に圧縮性軽量
粒子が圧縮するので型内に反発する圧力を保持できる。
この結果、マトリックス樹脂の硬化過程での体積収縮が
補なわれる他、不要な気泡等を型外に排出する効果もあ
る。さらに、成形材料を成形用の型の内壁面に押し付け
た状態で成形することが可能となり、より表面性の優れ
た成形物を得ることができる。

【００５１】また、本発明の樹脂組成物は、実質的に熱
膨張性を有しないため、複合成形物を製造するには、成
形用の型を使用するバッチ方式の成形法だけでなく、コ
ンベアー等で成形材料を挟持して搬送しつつ加熱成形す
る連続方式によっても成形を行うことができるので、工
業的にきわめて有利である。

【００５２】かくして、本発明の樹脂組成物を用いて得
られる多孔質コアを有する複合成形物は、軽量かつ強靭
であり、しかも表面性が優れているため、例えばビルの
床板材、垂直間仕切りパネル、断熱壁材、ベンチ用材等
の建築部材、船舶、航空機、鉄道車両、自動車等の輸送
機器の部材、陸上又は海上コンテナ用材、電気・通信機
器の部材や筐体等の各種用途に広く利用することができ
る。

【００５３】

【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を示す。た
だし、これらの例は、本発明をさらに詳細に説明するた
めのものであり、これらによって本発明が限定されるも
のではない。

【００５４】なお、以下の各例において、「部」はとく
に断らない限り重量部を表わす。

【００５５】［実施例１］室温の不飽和ポリエステル樹
脂（大日本インキ（株）製「ポリライトＦＧ１０４
Ｎ」）１００部に、硬化剤としてベンゾイルパーオキサ
イド（ＢＰＯ）及びクメンハイドロパーオキサイド（Ｃ
ＨＰ）の合計量１．４部と硬化促進剤としてのジメチル
アニリン（ＤＭＡ）６．０部とを添加し、よく混合した
後、圧縮性軽量粒子（松本油脂製薬（株）製「マツモト
マイクロスフェアーＬＦ−１００ＣＡ」：比重０．１
３、粒径０．１ｍｍ）７．８部及び剛性軽量粒子（住友
スリーエム（株）製「グラスバブルズＫ−１：比重０．
１３、粒径０．１〜１ｍｍ）１０．６部を添加、混合
し、樹脂組成物を調製した。

【００５６】この樹脂組成物における熱硬化性マトリッ
クス樹脂と軽量粒子との体積比は３９／６１であり、ま
た、圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子との体積比は４１／
５９であった。

【００５７】圧縮性軽量粒子の圧縮率（成形前後の圧縮
性軽量粒子の体積変化率）が４４体積％になるような上
記樹脂組成物を、金型の外で、分離膜（ユニセル（株）
製ポリエステル系不織布「ユニセルＢＴ０９０８Ｗ」：
目付４０ｇ／ｍ² ）／強化用繊維質シート（旭ファイバ
ーグラス（株）製ガラス繊維チョップドストランドマッ
ト「グラスロンＣＭ３０５」：目付３００ｇ／ｍ² ）か
らなる積層体の上にほぼ均一な厚みの層状に供給し、さ
らにその上から上記分離膜及び強化用繊維質シートをこ
の順序で積層して、強化用繊維質シート／分離膜／樹脂
組成物／分離膜／強化用繊維質シートからなる積層体を
形成した。

【００５８】次いで、この積層体を上下方向に均一に加
圧してマトリックス樹脂を上下の強化用繊維質シート層
に十分浸透させた後、予め１００℃に加熱した金型（８
３０ｍｍ×５５３ｍｍ×７．５ｍｍｔ：キャビティー容
積３４４２ｃｍ³ ）の下型内にセットし、上型を閉じ
て、６分間保持した後に金型を開いて成形物を取り出し
た。

【００５９】かくして得られたシンタクチックフォーム
コアを有するサンドイッチ型の複合成形物は、ボイドや
ウネリがない優れた表面性を示した。また、成形物の重
量は１．８６Ｋｇであり、成形物の比重は０．５４と軽
量性にも優れていることが確認された。

【００６０】［比較例１］実施例１に使用した不飽和ポ
リエステル樹脂及び硬化剤・硬化促進剤と強化用繊維質
シート（ガラス繊維チョップドストランドマット）とを
用いて軽量粒子が添加されていない樹脂組成物を調製
し、この樹脂組成物を用いて実施例１と同じ金型中で複
合成形物を成形した。得られた成形物の比重は１．５９
と重く、軽量性に劣ることが確認された。

【００６１】［比較例２］実施例１において、圧縮性軽
量粒子と剛性軽量粒子とを併用する代わりに剛性軽量粒
子１８．１部を単独で使用する以外は、実施例１と同様
にして樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を用いて、
実施例１と同様の条件で金型での成形を試みた。得られ
たシンタクチックコア型複合成形物の比重は０．６１と
比較的軽量であったが、成形物の表面には硬化収縮に伴
うヒケやウネリがあり、さらに表面に多数のボイドが観
察された。

【００６２】すなわち、本比較例の樹脂組成物のマトリ
ックス樹脂と軽量粒子との体積比は３９／６１、圧縮性
軽量粒子と剛性軽量粒子との体積比は０／１００である
が、この樹脂組成物では表面性の良好な複合成形物を得
ることはできなかった。

【００６３】［実施例２］フェノール樹脂（大日本イン
キ（株）製「ダイスリック１０６」）１００部に硬化剤
（大日本インキ（株）製「ダイスリック１０２Ｃ」）１
０部をよく混合した後、圧縮性軽量粒子（松本油脂製薬
（株）製「マツモトマイクロスフェアーＴＥＭ−８］を
オーブン中で加熱して約２０倍に膨脹させて得た、粒径
０．０２〜０．０５ｍｍ、比重０．０５の中空粒子）の
６．０部と剛性軽量粒子（実施例１の剛性軽量粒子と同
じ）の８．５部とを混合して、樹脂組成物を調製した。
本実施例におけるマトリックス樹脂と軽量粒子との体積
比は３３／６７であり、また圧縮性軽量粒子と剛性軽量
粒子との体積比は６４／３６であった。

【００６４】圧縮性軽量粒子の圧縮率が４０体積％にな
るような上記の樹脂組成物と強化用繊維質シート（旭フ
ァイバーグラス（株）製ガラス繊維チョップドストラン
ドマット「グラスロンＣＭ４５５」：目付４５０ｇ／ｍ
² ）及び実施例１と同じ分離膜とを用いて、実施例１と
同様に、強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分
離膜／強化用繊維質シートからなる積層体を形成し、こ
れを予め７０℃に加熱した金型（３００ｍｍ×２１０ｍ
ｍ×１０ｍｍｔ：キャビティー容積６３０ｃｍ ³ ）内に
セットし、型を閉じた。この状態で１０分間保持してマ
トリックス樹脂を上下の強化用繊維質シートに十分含浸
させ、硬化させた後、型を開いて成形物を取り出した。

【００６５】得られたシンタクチックフォームコアを有
するサンドイッチ型複合成形物は、ボイドやウネリもな
く良好な表面性を示した。また、成形物の重量は３５７
ｇ、比重は０．５７と軽量であることが確認された。

【００６６】［実施例３］不飽和ポリエステル樹脂（大
日本インキ（株）製「ポリライトＦＧ８０１」）１００
部と硬化剤（日本火薬（株）製「カヤエステルＯ−５
０」）０．３部とをよく混合した後、圧縮性軽量粒子
（ＪＳＰ社製ポリプロピレン発泡体粒子「１５Ｐ」：平
均粒径約２ｍｍ、比重０．０８）の８．５部と実施例１
と同じ剛性軽量粒子の１１．１部とを添加・混合して樹
脂組成物を調製した。本実施例におけるマトリックス樹
脂と軽量粒子との体積比は３１／６９、圧縮性軽量粒子
と剛性軽量粒子との体積比は５４／４６であった。

【００６７】圧縮性軽量粒子の圧縮率が５３体積％にな
るような上記樹脂組成物及び実施例１と同じ強化用繊維
質シートと分離膜を用い、実施例１と同様にして、強化
用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜／強化用
繊維質シートからなる積層体を形成し、予め１３０℃に
加熱した実施例２と同じ金型内にセットして、型を閉じ
た。この状態で７分間保持した後、型を開けて成形物を
取り出した。

【００６８】得られた得られたシンタクチックフォーム
コアを有するサンドイッチ型複合成形物は、ボイドやウ
ネリがなく表面性に優れ、重量は３３１ｇ、比重（見掛
け比重）は０．５３と軽量であることが確認された。

【００６９】［実施例４］本発明の樹脂組成物を使用し
て図１に示す装置により、連続的に、シンタクチックフ
ォームコア層を有するサンドイッチ構造の複合成形物を
複合成形物を製造した。

【００７０】すなわち、実施例１で調製した不飽和ポリ
エステル樹脂、圧縮性軽量粒子及び剛性軽量粒子からな
る樹脂組成物、実施例１と同じ強化用繊維質シート及び
分離膜を用い、図１の樹脂混合器（１４）に実施例１で
調製した樹脂組成物を圧縮率１０％となるよう供給し、
のポリエステルフィルム（１１、１７）、強化用繊維質
シート（１２、１６）、分離膜（１３、１５）のロール
をセットして、それぞれの取り出しローラーによってロ
ールから引き出し、図のごとくポリエステルフィルム
（１１）の上に強化用繊維質シート（１２）と分離膜
（１３）とを重ね合わせ、その上へ樹脂混合器（１４）
から樹脂組成物を層状に供給した。さらに、該樹脂組成
物層の上に分離膜（１５）、強化用繊維質シート（１
６）及びポリエステルフィルム（１７）をこの順序に重
ね合わせて、強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物
／分離膜／強化用繊維質シートからなる積層体を形成
し、その上下をポリエステルフィルム（１１、１７）で
覆った状態となし、これを上下１対のドラム（１８、１
８´）を経由して一連のローラ群（１９）で押圧し平坦
な表面に規制しつつ、積層体における樹脂組成物中のマ
トリックス樹脂を搾り出し、分離膜を介して上下（表
層）の強化用繊維質シートに浸透させた後、加熱函（２
１）で加熱し樹脂を硬化させることにより、シンタクチ
ックフォームコア層を有する複合成形物を連続的に製造
した。

【００７１】得られた複合成形物は、表面にボイドやウ
ネリもなく優れた表面性を示した。また、この成形物の
比重は０．５３と極めて軽量であることが認められた。

【００７２】［実施例５］エポキシ樹脂（油化シェル
（株）製「エピコート８２８］）１００部と硬化剤（油
化シェル（株）製「エピキュアＺ」）２２部とを室温で
混合した後、圧縮性軽量粒子（松本油脂製薬（株）製
「マツモトマイクロスフェアーＦ８０ＥＤ」：比重０．
０２、平均粒径０．０２〜０／０８ｍｍ）３．３部と実
施例１で使用したと同じ剛性軽量粒子４．８部とを添
加、混合して樹脂組成物を調製した。

【００７３】この樹脂組成物におけるマトリックス樹脂
（エポキシ樹脂硬化系）と軽量粒子との体積比は３０／
７０であり、また、圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子との
体積比は８１／１９であった。

【００７４】上記樹脂組成物を、実施例１と同様に、強
化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜／強化
用繊維質シートからなる積層体に形成し、実施例１で用
いた金型中にセットした後、型を閉じて、１４０℃で１
０分間保持した。金型を冷却後、型を開いて成形物を取
り出した。得られたシンタクチックフォームコアを有す
るサンドイッチ型複合成形物の表面性は良好であり、ま
た成形物の比重は０．５１と極めて軽量であることが確
認された。

【００７５】［実施例６］エポキシ樹脂（大日本インキ
化学（株）製「エピクロン８５０」１００部と硬化剤
（油化シェル（株）製「エピキュア１１３」）３１．７
部及び硬化促進剤（三フッ化ホウ素・モノエタノールア
ミン）１．０部を室温で混合した後、これに圧縮性軽量
粒子（松本油脂製薬（株）製「マツモトマイクロスフェ
アーＴＥＭ−８」：実施例２で使用したものと同じ）
３．４部及び剛性軽量粒子（住友スリーエム（株）製
「グラスバブルズＫ３７」：比重０．３７）２５．２部
とを添加、混合した。得られた樹脂組成物中のマトリッ
クス樹脂と軽量粒子との体積比率は４７／５３であり、
また、軽量粒子における圧縮性軽量粒子と剛性軽量粒子
との体積比率は５０／５０であった。

【００７６】この樹脂組成物を、実施例１と同様に、強
化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜／強化
用繊維質シートからなる積層体に形成した。このもの
は、取扱い性が良く、そのまま成形工程に供給して簡便
に成形することができた。

【００７７】成形工程では、実施例１で用いた金型内に
セットした後、型を閉じて、１４０℃にて６分間保持し
た。金型を冷却後、型を開いて取り出したシンタクチッ
クフォームコアを有するサンドイッチ型複合成形物の表
面性は良好であり、また成形物の比重は０．７０と軽量
性も良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂組成物をシート状の成形材料に形
成するか又は本発明の樹脂組成物を用いて連続的に複合
成形物を製造する工程及び装置の概略図。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６：取り出しローラー １１，１７：ポリエステルフィルム １２，１６：強化用繊維質シート １３，１５：分離膜 １４：樹脂混合器 １８、１８´：ドラム １９：押圧用ローラ群 ２０，２０´：金属製エンドレスベルト ２１：加熱（又は冷却）函 ２２：複合成形物（又はシート状の成形材料）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化樹脂からなるスキン層の間に多
   孔質コア層が存在しかつ全体が一体化したサンドイッチ
   構造の複合成形物を製造するために使用する樹脂組成物
   であって、該樹脂組成物が、熱硬化性マトリックス樹脂
   （Ａ）１０〜６５体積％及び軽量粒子（Ｂ）９０〜３５
   体積％から実質的になり、かつ該軽量粒子（Ｂ）が、圧
   縮性軽量粒子（ａ）と剛性軽量粒子（ｂ）とを含み、し
   かも上記（ａ）／（ｂ）の体積比が１００／０〜２０／
   ８０であることを特徴とする、複合成形物製造用樹脂組
   成物。
2. 【請求項２】 上記（ａ）／（ｂ）の体積比が９０／１
   ０〜３０／７０であることを特徴とする、請求項１に記
   載の複合成形物製造用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成
   物を、シート状、塊状又は粒状に形成したことを特徴と
   する、複合成形物製造用成形材料。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成
   物を、シート状に形成し、かつ、その上下両面を薄葉材
   料で覆ったことを特徴とする、複合成形物製造用成形材
   料。
5. 【請求項５】 上記薄葉材料が、熱硬化性マトリックス
   樹脂は通過するが軽量粒子は通過しない分離膜であるこ
   とを特徴とする、請求項４に記載の複合成形物製造用成
   形材料。
6. 【請求項６】 上記薄葉材料が、強化用繊維質シートで
   あることを特徴とする、請求項４に記載の複合成形物製
   造用成形材料。
7. 【請求項７】 上記薄葉材料が、可撓性フィルムである
   ことを特徴とする、請求項４に記載の複合成形物製造用
   成形材料。
8. 【請求項８】 分離膜の上下両面を可撓性フィルムで覆
   ったことを特徴とする、請求項５に記載の多孔質コアを
   有する複合成形物製造用の成形材料。
9. 【請求項９】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成
   物の層の上下両面に分離膜、強化用繊維質シートを配置
   し、強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組成物／分離膜
   ／強化用繊維質シートの積層体としたことを特徴とす
   る、複合成形物製造用成形材料。
10. 【請求項１０】 請求項１又は請求項２に記載の樹脂組
    成物の層の上下両面に分離膜、強化用繊維質シートを配
    置し、さらにその上下両面を可撓性フィルムで覆って、
    可撓性フィルム／強化用繊維質シート／分離膜／樹脂組
    成物／分離膜／強化用繊維質シート／可撓性フィルムの
    積層体としたことを特徴とする、複合成形物製造用成形
    材料。