JPS58500242A

JPS58500242A - 繊維強化プラスチック品の製造方法および該方法の実施のためのプリプレッグ並びにこの方法により製造された物品

Info

Publication number: JPS58500242A
Application number: JP57500858A
Authority: JP
Inventors: シユライベル・ヘルベルト
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1983-02-17
Also published as: CA1173213A; DE3109424A1; US4478771A; WO1982003198A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】繊維強化グラスチック品の製造方法および該、方法の実施のためのプリプレ、グ並びにこの方法によシ製造された物品本発明の主題は、真空成形によりブリプレラグから繊維強化グラスチック品を製造する方法と該方法の実施のだめのノリブレツブおよび該方法によシ製造された物品である。

硬化性樹脂を含浸した繊維マットから成るブリプレラグは、これまで熱したダイでプレスして処理した。

この方法は糧々の欠点がある。一方では、雌型と雄型の一致が必要であるため、ダイかはなはだ高価である。

他方では、間隙並びに成形品肉厚の最小厚みを下まわってはならない。さもなければ強化材料の流れが妨げられるからである。この理由から例えば車輪部品の場合は、繊維強化グラスチック部材で元来得られる重量の節減を全面的に実現することができず、その適用は厚肉部材に限られていた。

ノリブレツブは請求の範囲第１項による真空成形によって処理され、その際上記の欠点が回避されることが判明した。熱可塑性プラスチックで既に大規模に適用される真空成形に２いては、プリブレツブを片側が開いたダイの上に置き、ダイの縁端部に気密に圧接する。ダイとノリブレツブのあいだに真空を働かせることによって、ブリプレラグがダイに密着し、次いで硬化することができる。ブリプレラグに直接作用する気圧差によシ成形を生じさせる方法は、すべて真空成形と同一視される。

放射硬化性材料を使用すれば、本方法は特に好適である。これによって極めて急速な、かつ省エネルギー的な硬化が達成される。また特定の面、例えば再加工の時に加工品を分断しようとする線を、遮蔽によって硬化から除外することができる。重合性樹脂では一般に適当な増感剤の添加によって紫外線硬化または光硬化が得られるが、電子線による硬化能は多くの樹脂で元来既に与えられている。

紫外線および光硬化挽脂を使用する時は、これらの放射を透過する強化繊維を使用する。このために例えはガラス繊維、水晶繊維および合成繊維が適する。

繊維の割合は、ガラス繊維約１０ないし５０重量−の慣用の範囲内を推移する。

プリプレラグの両側を薄い、伸張しやすいシートで包めば、本方法の操作が特に簡単になる。この場合、硬化した成形品から剥離しやすいシート、例えば低結晶質のポリオレフィン・シートまたはポリ塩化ビニリデン・シートを使用することが極めて有用な変法は、表層として完成品に残るように、硬化樹脂に緊密に付着するカバーシートを使用することである。カバーシートとして重合可能な単量体、例えば多官能メタクリルエステルを含むＰｖＣシートを使用すれば、特に高級部が得られる。またこの方法によって、装飾的に着色した不透光性の表面が得られる。装飾的に着色した薄層をプリプレ、グの構成部分として、剥離可能なシートの下に内股することもできる。いずれの場合も一般にこの層の熱硬化が必要である。これは光硬化の際または光硬化に続いて、場合によっては離型の後に行うことができる。

実施例実施例１２枚の薄い軟質ポリエチレン・シートまたはポリ塩化ビニリデン・シートのあいだで、長さ１３閣のガラス織＝　４５０　＆Ａｎ’の均一な堆積物をスチロール含有不飽和ポリエステル樹脂１３４０９／ｍ２で含浸してノリプレラグを作製する。不飽和ポリエステル樹脂は紫外線増感剤１．５チを含む。また含浸の直前に２．６％の粉末状アセト酪酸セルロースを不飽和ポリエステルに混入する。この混合物はガラス繊維の不在で、セルロースエステルの完全な溶解の後にスピンドル７本、１ｏないし１００回転毎分のブルックフィールド粘度計で測らす。増稠しない樹脂の粘度は６ポイズ（＝０．６Ｎｍｍ　’）である。

ブリプレラグをダイの上に置き、縁端部を押さえつけ、ダイＯ穴を介して真空を作用させて吸込み、成形する。成形過程は数秒で完了する。次に成形品を紫外線で照射する。硬化は光源の強さに従って１ないし１０分で終了し、次いで成形品を取出すことができる。

ポリエチレン・シートは硬化の後にたやすく引き剥すことができる。このブリプレラグでは粘度が比較的低いため、より強く延伸される場所への樹脂の流れが起こシ、そこに樹脂が著しく集積する。それ故、このプリブレノブの使用は、曲率半径が最小１５簡の成形品に限られる。

実施例２ノリプレラグを実施例１と同碌に作製し、処理する。しかし今度は不飽和ポリエステル樹脂に６．７％のセルロースエーテルヲ混入する。これはスピンドル７本、０．５回転毎分のブルックフィールドで測定して、４８００ボイズ（＝４８０　Ｎａｍ　）の粘度に相当する。このプリブレツブは極めて強くわん曲する成形品でもたやすく吸引され、１００％を超える延伸で１部未満の曲率にも完全に呈通りに複製する。本実施例は樹脂の粘度の高いノリプレラグが優れていることを示すものである。

実施例３プリプレラグを実施例１のように作製し、処理する。但ｊ、１１．８％のセルロースエステルを含む。これはスピンドル７本、０．５回転毎分のブルックフィールド粘度計で測定して４５０００ポイズ（＝４５００．Ｎｇｍ−２）の樹脂粘度に相当する。このノリプレラグも極めてよく真空成形される。型通シに複製しうる最小の曲率半径は、狭い場所で５１１１１％広い場所で２．５＋ｗ＋である。

実施例４プリプレラグを実施例２のように作製し、処理する。但し長さ３０■のガラス繊維を使用する。変形能は実施例２よシもやや不良である。最小可能な曲率半径は狭い場所で６諺、広い場所で２．５１１１Ｉである。

実施例５ノリプレラグを実施例２のように、但し長さ５０■の繊維のガラス繊維マットで作製し、処理する。変形能は依然として良好であるが、実施例２よシ明かに不良である。広い場所でも最小６箇の曲率半径しか型通シに複製されない。しかもこのプリブレツブでは特に樹脂の流れが再び大幅に増大する。

実施例６プリプレラグを実施例２のように作製し、処理する。但しノリプレラグのダイに臨む側を軟質ＰｖＣシートで蔽う。この軟質ｐｖｃシートはＰＶＣ１００部に対してフタル酸ジオクチル５０部、トリメタクリル酸トリメチロールゾロ・ぐ７５０部、過酸化ベンジル１部を含む。光硬化と離型の後、成形品を更に１００℃で２０分間再硬化する。ポリエチレン・シートはたやすく引き剥されるが、ｐｖｃシートは平滑で耐引掻き性の大な、よく付着する被覆を形成する。

実施例７ブリブレツブを実施例２のように作製する。但し一方のカバーシートの上にガラス繊維を盛る前に、厚さ約１ｍの不飽和ポリエステルの薄層を張る。この薄層は１．５％の過酸化ベンゾイルを含み、石英粉末の添加によって薄いペースト状に均稠した、硬化収縮の小さい不飽和ポリエステルから成る。また、紫外線を通さない顔料を薄層に混入することもできる。ノリプレラグを実施例１のように処理し、その際薄層側がダイに臨む。光硬化の後またはそれと同時に、成形品を赤外線で約１００℃に２０分間熱する。カバーシートを引き剥した後、成形品は完全な、平滑な、型通りの表面を有する。

請求の範四および明細書の粘度の記述は、ノリゾレッグ中の液状物質の総体に関するものである。ここで液状物質の総体とは、強化城維とカバーシートを除り、）たもし存在するならば薄層を除く、ノリプレラグのすべての成分の混合物のことである。一般にこれは液状の硬化性樹脂と増稠剤およびその他の添加物、例えばチキソトロビ化剤、増感剤、促進剤、安定剤、着色料および場合によっては樹脂と共に液状混合物を作る固体光添材との混合物または溶液である。繊維構造を有する微細な固体添加物、例えばセルロース、石綿粉末または粉砕したガラス繊維も、樹脂と共に流動性混合物を形成する限り、充填材とみなす。降伏点を有する塑性流動混合物の粘度の記述は、公知のように降伏点を超えるせん断応力・せん断速度曲線の上昇から得られる真粘度に関係する。チキントロピー混合物では、静止期間に続いて測定される高い粘度が基準になる。

ノリプレラグに含まれる液状物質の粘度の上限は、約１００００００ポイズ（１００００００Ｎｓ／ｍ”）である。いずれにせよ樹脂混合物は変形温度で固体でなく、流動性でなければならない。このことは次の比較試験で明らかである。

比較試験実施例３により作製したプリブレツブを、セルロースエーテルおよび不飽和ポリエステル樹脂の混合物基準で２０％の重量減量がスチロールの蒸発によって得られるまで、空気中に静置した。このプリプレラグは真空成形にもはや適さなかった。やはり２０チ増稠した不飽和ポリエステル樹脂と１１．８％のセルロースエステルとの混合物に対して、補外によって５００００００ポイズ（＝５０（資）００　Ｎｓ／ｍ”　）の粘度を確かめた。この値は、プリプレラグの真空成形がもはや不可能な、樹脂の粘度の上限である。

この比較試験の結果は特に注目に値する。なぜならＭｇＯで増稠した熱プレス法のためのプリプレラグの樹脂は、室温で高い粘度を有し、ダル状の非流動状態であるからである。このプリブレツブは通常の環境温度での真空成形に適さない。

本発明による方法は、簡単で安価な装置により僅かなエネルギー消費でプリブレツブ（ＳＭＣ）の合理的な、はとんど自動化された処理を可能にし、繊維強化熱硬化ゾラスチ、りの高い強度を最適に利用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　硬化可能な樹脂で含浸した繊維から成る扁平なｆ　リプレッグを成形する、繊維強化グラスチック品の。製造方法において、ノリブレツブの少くとも片側、但し好ましくは両側を柔軟かつ延伸可能なシートで蔽い、真空成形によシまたは片側に作用する空気圧によシ、片側が開いたダイに密着して圧接し、次いで硬化し、その際ノリブレツブに含まれ、場合によっては充填材を包含する流動性材料全体の、強化繊維の不在下での粘度が、成形温度と低いせん断速度で測定して少くとも１０　Ｎｓ／ｍ”　、好ましくは少くとも１００　Ｎｓ／ｍ２かっ５０００００　Ｎｓ／ｍ２未満、好ましくは１０００００　Ｎａ／ｒｎ２未満であシ、個々の強化繊維の長さが２ｍ好ましくは４ｍ＋より大きく、５０ｍ好ましくは３０ｗ＋ｍよシ小さいことを特徴とする方法。２、７’ｌＪゾレツグが電子線、紫外光または可視光によって硬化しうる樹脂を含み、成形の後にこの放射によって硬化することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。３、硬化した樹脂から分離しうるシート、好ましくは歌声ポリオレフィンまたはポリ塩化ビニリデンのシートをカバーシートとして使用することｆｉ−’％徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。４、硬化された樹脂に硬化の際に緊密に付着して結合するカバーシート、好ましくは硬化放射または熱処理によって硬化される、硬化可能な単量体を含む塩化ビニル重合体または共重合体シートを使用し、熱処理の場合はダイに臨む側にあるシートに遮蔽性または不透光性着色を行うことができることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。５、ダイに臨む側のカバーシートの下に、場合によっては着色した熱硬化可能な薄層があシ、硬化放射または熱処理によってこの薄層を硬化することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。６、樹脂として不飽和ポリエステルまたは不飽和ポリウレタンが、好ましくは重合可能な単量体、特にスチロール中の溶液として含まれていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１に記載の方法。７、それ自体低粘度の樹脂をこの樹脂に可溶の重合体と、ノリブレツブの製造の前または製造時に合体させて上記重合体を溶解させることによって、好ましくは不飽和ポリエステルに可溶のセルロースエステル、特にアセト酪酸セルロースを不飽和ポリエステルに溶解させることによって、請求の範囲第１項に示す粘度範囲に増稠することを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１に記載の方法。８、硬化可゛能な繊維で含浸した扁平配列の強化繊維から成）、プリプレラグに含まれ、場合によっては充填材を包含する液状材料全体の、強化繊維の不在下での粘度が、低いせん断速度と室温で測定して少くとも１０　Ｎａ７ｍ”　、好ましくは少くとも１００　Ｎａ７ｍ２かつ５０００００　Ｎａ７ｍ”未満、好ましくは１０００００　Ｎｓ／−未満であり、個々の強化繊維の長さが２ｍ＋好ましくは４ｍよシ大きく、５０ｍ好ましくは３０閣よシ小さく、電子線、紫外光または可視光によって硬化しうる樹脂が含まれており、かつブリプレラグの少くとも片側、好ましくは両側が柔軟で延伸可能なシートで蔽われていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法の実施のだめの手段としてのノリブレツブ。９、硬化可能または重合可能な単量体を含む重合または共重合塩化ビニル・シートで少くとも片側を被覆し、その際プリブレツブの片側のカバーシートに吸光性着色を行うことができることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のブリプレラグ。１０、スチロール含有不飽和ポリエステル樹脂を含み、該樹脂をこれに可溶のセルロールエステル、好ましくはアセト酪酸セルロースによって請求の範囲第８項に示す粘度範囲に増稠したことを特徴とする請求の範囲第８項または第９項に記載のノリブレツブ。１１、請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１に記載の方法に、よシ製造した繊維強化プラスチック品。