JPH1158537A - Ｆｒｐ成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面平滑性や光沢の良好なＦＲＰ成形品を得
ることができ、しかも強度低下を少なくでき、リサイク
ル粉体の含有量を多くできるＦＲＰ成形品の製造方法を
提供する。 【解決手段】 成形用金型の内表面の少なくとも一部に
ゲルコート層を形成した後、その金型内に、リサイクル
ＦＲＰ粉体を含有するバルクモールディングコンパウン
ド（ＢＭＣ）材料を配置し、加熱・加圧して成形を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リサイクルＦＲＰ
粉体を用いてバルクモールディングコンパウンド（以下
「ＢＭＣ」と略称する）成形を行うＦＲＰ成形品の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＲＰ成形品をリサイクルする方
法としては、ＳＭＣ成形品からのリサイクルＦＲＰ粉
体を用いて、ＳＭＣ成形品を製造する方法、スプレイ
アップ等による成形品からのリサイクルＦＲＰ粉体を用
いて、スプレイアップにより成形品を製造する方法、
微細に粉砕したリサイクルＦＲＰ粉体を充填材としてリ
サイクルする方法などが知られていた。

【０００３】上記の方法としては、例えば特開平７−
１１２５００号公報に、ＳＭＣ成形品からのリサイクル
ＦＲＰ粉体を含有する第１層の両面に、リサイクルＦＲ
Ｐ粉体を含有しない第２層を形成することにより、ＳＭ
Ｃ成形品の曲げ弾性率や曲げ強度の低下を少なくする技
術が提案されている。上記の方法としては、例えば特
開平８−１１２１１号公報に、ゲルコート層の表面に、
リサイクルＦＲＰ粉体を含有するバックアップ層をスプ
レイアップにより形成する技術が提案されている。上記
の方法としては、例えば特開平５−３０９７５３号公
報に、１００μｍ以下に微粉砕したリサイクルＦＲＰ粉
体を充填材としてリサイクルする技術が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
および上記のようなリサイクル方法では、廃棄ＦＲＰ
成形品がＳＭＣ成形品やスプレイアップ成形品にリサイ
クルされる際、粉砕等により含有される補強繊維が短く
なるのが避けられないため、成形品の強度低下が避けら
れない。即ち、ＳＭＣ成形品やスプレイアップ成形品に
は、通常、１０ｍｍ以上の長さの補強繊維が用いられる
が、リサイクル可能な程度の大きさに粉砕すると、その
そのリサイクル粉体は粉砕時に含有される繊維の長さが
かなり短くなってしまい（長くても２ｍｍ程度）、ＳＭ
Ｃ成形品やスプレイアップ成形品に対する補強効果はあ
まり期待できなくなる。そのため、上記ではサンドイ
ッチ構造をとって、強度低下を少なくしており、また上
記では、２０〜２００μｍに粉砕したリサイクル粉体
を用いているため、補強効果が小さいと考えられる。

【０００５】一方、上記の方法では、いかなる成形品
にリサイクルされるのか、明らかにされていないが、１
００μｍ以上の繊維が除去されているなどの記載がある
ことから、リサイクル粉体に含有される繊維に補強効果
を期待するものではなく、単なる充填材（炭酸カルシウ
ムなど）の代替としてリサイクル粉体が用いられている
ことが明らかである。

【０００６】つまり、従来の方法では、リサイクルによ
り得られるＦＲＰ成形品の強度が低下し易く、また強度
低下を補うような構造にする必要性があるなど、実用性
の面でいずれも問題があった。

【０００７】一方、リサイクルにより得られるＦＲＰ成
形品は、表面の平滑性や光沢が劣ることが知られてお
り、特にＢＭＣ成形を行う場合には、リサイクルしない
場合との差が顕著であった。そして、上記の技術にお
いて、ゲルコート層の表面に、リサイクルＦＲＰ粉体を
含有するバックアップ層をスプレイアップにより形成す
るものが提案されているが、これまでＢＭＣ成形品とし
てリサイクルされた例が存在しなかったため、ＢＭＣ成
形において、ゲルコート層による上記表面特性の改善効
果がどの程度のものかが当業者に不明であった。

【０００８】従って、本発明の目的は、表面平滑性や光
沢の良好なＦＲＰ成形品を得ることができ、しかも強度
低下を少なくでき、リサイクル粉体の含有量を多くでき
るＦＲＰ成形品の製造方法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、この目的
を達成するために、鋭意研究を進めた結果、ＢＭＣ成形
においてゲルコート層を設けることにより、表面平滑性
や光沢の良好なＦＲＰ成形品を得ることができることを
見出し、更に、ゲルコート層の形成法などを検討して本
発明を完成するに至った。即ち、本発明のＦＲＰ成形品
の製造方法の特徴構成は、成形用金型の内表面の少なく
とも一部にゲルコート層を形成した後、その金型内に、
リサイクルＦＲＰ粉体を含有するバルクモールディング
コンパウンド（ＢＭＣ）材料を配置し、加熱・加圧して
成形を行う点にある。

【００１０】上記構成において、前記リサイクルＦＲＰ
粉体が、シートモールディングコンパウンド（ＳＭ
Ｃ）、スプレイアップ、又はハンドレイアップにより成
形されたＦＲＰ成形品からリサイクルされたものである
ことが後述の作用効果より好ましい。

【００１１】〔作用効果〕そして、上記特徴構成による
と、後述の実施例の結果が示すように、成形用金型の内
表面に形成したゲルコート層が、加熱・加圧成形により
リサイクル粉体を含有するＦＲＰ成形品の表面に形成さ
れ、これがリサイクル粉体による表面特性の劣化を防止
するため、表面平滑性や光沢の良好なＦＲＰ成形品を得
ることができる。そして、ＢＭＣ成形においては、通
常、比較的短い補強繊維が使用されるため、リサイクル
ＦＲＰ粉体に含有される補強繊維が多少短くても、得ら
れるＦＲＰ成形品の強度を低下しにくくすることができ
る。また、上記のように表面特性の劣化も少ないので、
より多量のリサイクルＦＲＰ粉体を含有させることがで
き、地球環境上の効果も大きい。なお、ＢＭＣ成形用の
ＦＲＰ成形材料組成物に比較的短い補強繊維が用いられ
るのは、補強繊維を混合した後にある程度の流動性が必
要とされるためである。その結果、表面平滑性や光沢の
良好なＦＲＰ成形品を得ることができ、しかも強度低下
を少なくでき、リサイクル粉体の含有量を多くできるＦ
ＲＰ成形品の製造方法を提供することができた。

【００１２】前記リサイクルＦＲＰ粉体が、シートモー
ルディングコンパウンド（ＳＭＣ）、スプレイアップ、
又はハンドレイアップにより成形されたＦＲＰ成形品か
らリサイクルされたものである場合、特に、リサイクル
ＦＲＰ粉体中に、ＢＭＣ成形に適した長さの補強繊維を
含ませ易くなるため、強度低下をより少なくでき、リサ
イクル粉体の含有量をより多くできる。その際、含まれ
る補強繊維の長さが比較的長くなるため、その影響など
により、ＦＲＰ成形品の表面特性がより損なわれ易い
が、上述のようなゲルコート層の作用効果によって、そ
れを有効に改善できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１４】本発明のＦＲＰ成形品の製造方法は、成形
用金型の内表面の少なくとも一部にゲルコート層を形成
した後、その金型内に、リサイクルＦＲＰ粉体を含有す
るＢＭＣ材料を配置し、加熱・加圧して成形を行うもの
である。

【００１５】まず、リサイクルＦＲＰ粉体を含有するＢ
ＭＣ材料について説明する。本発明に用いられるＢＭＣ
材料は、リサイクルＦＲＰ粉体を含有すること以外、通
常のＢＭＣ材料と何ら異なるものではなく、リサイクル
ＦＲＰ粉体以外の成分や含有量などについては、通常含
有される熱硬化性樹脂、充填材、低収縮剤、硬化剤、内
部離型剤、顔料、各種添加剤等がいずれも本発明におい
て用いることができる。

【００１６】前記リサイクルＦＲＰ粉体としては、前述
の理由より、シートモールディングコンパウンド（ＳＭ
Ｃ）、スプレイアップ、又はハンドレイアップにより成
形されたＦＲＰ成形品からリサイクルされたものが好ま
しく用いられるが、リサイクルＦＲＰ粉体が大き過ぎ
て、材料の混合時や成形時に支障をきたすことのないよ
うに、前記リサイクルＦＲＰ粉体が、破砕後に、１０メ
ッシュアンダーに分級されたものであることが好まし
い。このようなリサイクルＦＲＰ粉体は、粉粒体と繊維
を含むものであり、ＢＭＣ成形に好ましい範囲の長さの
補強繊維を含有するという観点から、繊維長１ｍｍ以上
の繊維を実質的に含有するもの、特に繊維長１ｍｍ以上
の繊維を主体として含有するものが好ましい。

【００１７】また、前記リサイクルＦＲＰ粉体は、曲げ
破壊時の撓み量が増加し、また耐衝撃性も向上するた
め、ＦＲＰ成形材料組成物中に、２０〜７０重量％、特
に３０〜６０重量％含有されることが好ましい。

【００１８】リサイクルＦＲＰ粉体は、シートモールデ
ィングコンパウンド（ＳＭＣ）、スプレイアップ、又は
ハンドレイアップにより成形されたＦＲＰ成形品を、ま
ず、クラッシャ等により例えば２００〜４００ｍｍ角の
ＦＲＰ片までクラッシュし、破砕機等により例えば２０
ｍｍ角のＦＲＰ片まで破砕し、更に微粉砕機等により粉
砕後、振動フルイ等により上記のように分級して得るこ
とができる。

【００１９】熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル
樹脂等が挙げられるが、反応硬化性、硬化前の粘度など
がＢＭＣ成形に適しているため、不飽和ポリエステル樹
脂が特に好ましく用いられる。また、樹脂同士の馴染み
が良くなって、混合時の分散性や成形後の強度などが良
くなることから、前記リサイクルＦＲＰ粉体が配合する
前記熱硬化性樹脂と同種の熱硬化性樹脂を含有するもの
であることが好ましい。

【００２０】不飽和ポリエステルとしては、主鎖にエス
テル結合と不飽和結合を有するものであればよく、オル
ト系、イソ系、テレ系、ビス系、ハロゲン系のいずれも
用いることができ、このような不飽和ポリエステルは、
通常、不飽和二塩基酸やその酸無水物等の酸成分と、グ
リコール等のアルコール成分を用いた縮重合により製造
される。上記の酸成分としては、飽和二塩基酸等を併用
してもよく、例えばフマル酸、イタコン酸、無水マレイ
ン酸等が不飽和成分として、イソフタル酸、アジピン
酸、セパシン酸、無水フタル酸等が飽和成分として用い
られる。上記のアルコール成分としては、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ビスフェノールジヒドロキシプロピルエーテル等が
用いられる。

【００２１】不飽和ポリエステルの硬化剤としては、例
えば有機過酸化物が使用され、その化学構造として、ケ
トンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシ
ルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオ
キシケタール、アルキルパーエステル、パーカーボネー
ト等に分類され、使用できる。また、３次元構造形成
（鎖延長モノマー）のためのビニルモノマーとしては、
スチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸メチル等が用
いられる。なお、他の熱硬化性樹脂に対しても、各種重
合触媒、各種重合開始剤、鎖延長モノマーなどが用いら
れる。

【００２２】補強繊維は、前述のリサイクル粉体の補強
効果により、その含有量を低減することができ、要求性
能によっては、新たに補強繊維を配合する必要はなくな
る。補強繊維としては、ガラス繊維やセラミック繊維等
の無機繊維や、高弾性高分子繊維などの有機繊維などが
用いられる。また、繊維の長さは、１〜６ｍｍ程度が好
ましい。

【００２３】充填材は、リサイクル粉体にも充填材がか
なり含有されているため、、その含有量を低減すること
ができ、要求性能によっては、新たに充填材を配合する
必要はなくなる。充填材としては、ガラス粉、炭酸カル
シウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、硫酸バリウ
ム、タルク、クレー等の無機系充填材や、各種エラスト
マー等の有機系充填材が用いられる。低収縮剤として
は、ポリスチレン、ポリエチレン、スチレン／酢酸ビニ
ルコポリマー等が用いられる。内部離型剤としては、ス
テアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金
属塩等が用いられる。顔料としては、アゾ顔料、銅フタ
ロシアニン顔料等の有機系顔料や、酸化チタン、ベンガ
ラ等の無機系顔料等が用いられる。ＢＭＣ材料を配置す
るにあたって、増粘する必要がある場合には、水酸化マ
グネシウム、水酸化カルシウム等の増粘剤が使用され
る。ＢＭＣ材料は、以上の成分を２軸ニーダー等により
混合攪拌することにより得ることができる。

【００２４】次に、各工程について説明する。本発明で
は、最初に成形用金型の内表面の少なくとも一部にゲル
コート層を形成する。ゲルコート層の形成は、表面特性
が要求される部分に対して行われ、通常、浴槽の表面部
などの各種成形品の視覚される部分に行われるが、全体
に形成してもよい。従って、成形用金型の全体のうち、
いずれかの金型（例えば下型）や複数の金型にわたって
ゲルコート層が形成される。

【００２５】ゲルコート層の形成方法は、成形用金型の
内表面に対して、ゲルコート材料がスプレー塗布などさ
れ、塗布されたゲルコート層が未硬化状態で又は硬化後
に、次の工程に供される。

【００２６】ゲルコート層を形成するための材料として
は、前述のような熱硬化性樹脂とその硬化のための成
分、即ち、各種重合触媒、各種重合開始剤、鎖延長モノ
マーなどが用いられる。中でも不飽和ポリエステル樹脂
とその硬化のための成分、即ち、スチレンモノマー等の
ビニルモノマー、各種硬化剤などが好ましく用いられ
る。また、ゲルコート層を形成するための材料には、そ
の他、たれ防止の為にゲルコートに適当な粘度及びチク
ソ性を付与する為の微粉末のシリカ及び炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム等の無機塩類などが用いられ
る。

【００２７】本発明においては、ＦＲＰ成形品の表面特
性を改善するため、形成されるゲルコート層の厚みが
０．１〜２ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより
好ましい。

【００２８】本発明では、つづいて金型内に、リサイク
ルＦＲＰ粉体を含有する前述のようなＢＭＣ材料を配置
し、加熱・加圧して成形を行う。ＢＭＣ材料を配置する
にあたって、必要により、増粘、賦型、熟成などが行わ
れる。なお、加熱・加圧の条件、プレス装置、金型の形
式等については、通常のＢＭＣ成形に従って設定等する
ことができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の具体的な構成と効果を示す実
施例等について説明するが、本発明は当該実施例に限定
されるものではない。

【００３０】実施例１〜３ 下記のような組成のゲルコート用材料を、ミニバスタブ
試験金型の内表面に塗布して、金型の熱により９０℃
（コア金型温度），約３０秒で硬化させて、厚さ０．５
ｍｍのゲルコート層を形成した。 〔組成〕 不飽和ポリエステル樹脂 １００重量部 （武田薬品工業（株）製ポリマール９３０５Ｚ） スチレンモノマー ２０重量部 硬化剤（ベンゾイルパーオキサイド） １．５重量部

【００３１】表１に示す組成のＢＭＣ材料を上記の金型
内に配置し、８０〜９０℃（キャビ金型温度８０℃，コ
ア金型温度９０℃），１０ＭＰａ，７００秒で加熱・加
圧して成形物を得た。その成形物の底面部分からサンプ
ルを切り出して各試験用のサンプルを成形し、その表面
平滑性、光沢、曲げ強度、アイゾット衝撃値をそれぞれ
のサンプルについて測定した。その結果を表１に示す。
なお、表中の数字は重量部数を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】なお、表中の成分は次の通りである。 不飽和ポリエステル樹脂：武田薬品工業（株）製ポリマ
ール９３０５Ｚ 硬化剤：ベンゾイルパーオキサイド） ガラス粉：平均粒径３０μｍ，日本フェロー（株）製，
Ｍ−６００Ｓ ＦＲＰ粉Ａ：ＳＭＣ成形品を粉砕後１０〜３８メッシュ
に分級したもの ＦＲＰ粉Ｂ：ＳＭＣ成形品を粉砕後３８メッシュパスに
分級したもの ＦＲＰ粉Ｃ：ＢＭＣ成形品を微粉砕して１００μｍ以上
の繊維を含まないように分級したもの ガラス繊維：長さ３ミリ，セントラルガラス製，ＥＣＳ
−０３−５５４Ａ

【００３４】また、各評価方法は次の通りである。 ・表面平滑性と光沢は目視試験にて評価した。 ・曲げ強度 ＪＩＳ−Ｋ ７２０３に準拠して測定した。 ・アイゾット衝撃値 ＪＩＳ−Ｋ ７１１０に準拠して測定した。但し試験片
はノッチなしとした。

【００３５】比較例１〜２ 表２に示す組成のＢＭＣ材料を用いて、実施例と同様し
て、ゲルコート層を形成しないサンプルを成形し、実施
例と同様にして評価を行った。その結果を表２に示す。

【００３６】参考例１ 表２に示す組成のＢＭＣ材料を用いて、実施例と同様に
して、リサイクル粉体を含まないサンプルを成形し、実
施例と同様にして評価を行った。その結果を表２に示
す。

【００３７】参考例２ 表２に示す組成のＢＭＣ材料を用いて、リサイクル粉体
として１００μｍ以上の繊維を含まないものを用いる以
外は、実施例と同様にしてサンプルを成形し、実施例と
同様にして評価を行った。その結果を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】表１及び表２の結果が示すように、実施例
では、表面平滑性と光沢が、比較例に比べて大幅に改善
されており、しかも曲げ強度の低下が参考例２に比べて
小さく、アイゾット衝撃値が参考例２に比べて大きくな
っている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形用金型の内表面の少なくとも一部に
   ゲルコート層を形成した後、 その金型内に、リサイクルＦＲＰ粉体を含有するバルク
   モールディングコンパウンド（ＢＭＣ）材料を配置し、 加熱・加圧して成形を行うＦＲＰ成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記リサイクルＦＲＰ粉体が、シートモ
   ールディングコンパウンド（ＳＭＣ）、スプレイアッ
   プ、又はハンドレイアップにより成形されたＦＲＰ成形
   品からリサイクルされたものである請求項１記載のＦＲ
   Ｐ成形品の製造方法。