JP2013209510A - 繊維強化樹脂成形体被覆組成物、該被覆組成物を塗装して得られる繊維強化樹脂成形体及び該繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形体表面の繊維目やピンホールを隠蔽し、更に、優れた付着性を満足させた繊維強化樹脂成形体被覆組成物を提供すること。
【解決手段】(A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、エポキシオリゴマー、ポリエステルオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)該(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーと、
(C)重合開始剤と
を含有することを特徴とする繊維強化樹脂成形体被覆組成物。
【選択図】図1
【解決手段】(A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、エポキシオリゴマー、ポリエステルオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)該(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーと、
(C)重合開始剤と
を含有することを特徴とする繊維強化樹脂成形体被覆組成物。
【選択図】図1
Description
本発明は、繊維強化樹脂成形体との密着性が優れた繊維強化樹脂成形体被覆組成物、並びに軽量、剛性及び表面平滑性に優れた繊維強化樹脂成形体及び該繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供するためのものである。
自動車、家電又は建材等に使用される樹脂成形品に装飾性等の付加価値を付けたり、あるいは耐候性を高めて製品の長寿命化を図ることを目的として、成形品の表面に塗装を施すことは従来から広く行われている。これら樹脂成形品としては、軽量及び剛性に優れた繊維強化プラスチックスとしてSMC(Sheet Molding Compound)やBMC(Bulk Molding Compound)と呼ばれるFRP成形材が特に有用であり、広く使われている。
また、SMC成形品及びBMC成形品等のガラス繊維強化熱硬化性成形材料の表面改質を施すため、型内被覆方法(In−Mold Coating、IMC)が広く用いられている。型内被覆方法については、例えば、特許文献1〜5に示されている方法が挙げられる。
特許文献1には、一方の型が他方の型内に嵌合する分離可能な型の間で第1の部分を成形し、第1の部分が硬化した後、前記型の一方を前記嵌合を離脱させない程度に分離し、計算された量の被覆材料を注入し、前記一方の型に成形圧力を加え、被覆材料が前記第1の部分の表面に固着し、形成された複合品を金型から取り出す複合重合体の成形方法が開示されている。
特許文献2には、成形型内で成形材料を成形及び被覆する方法において、成形材料が被覆可能な点まで硬化した状態に達するまで、2つの分離可能な金型間で、成形体を形成するのに適合する型キャビティ圧力及び温度で成形する工程と、上記金型を所定位置に保持しながら、注入直前にあった型キャビティ圧力をかなり越える圧力で被覆剤を型キャビティ内に注入し、被覆剤で成形体の表面を被覆し且つ被覆剤が成形体を圧縮するようにする工程と、被覆且つ形成された成形体を硬化させる工程とを有する成形体の成形及び被覆方法が開示されている。成形時の型キャビティ圧力としては、3.52〜14.1MPaの範囲としている。或いはまた、被覆剤注入直前の型キャビティ内の圧力を0.703〜1.05MPaという圧力を用いる。即ち被覆剤注入時において、型キャビティは閉じた状態である。しかし、被覆剤注入後のキャビティ内圧力についての記載はない。成形材料としては、任意の熱硬化又は熱可塑性のプラスチックを用いることができる。熱硬化性プラスチックの代表的な例としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、珪素樹脂、又はポリウレタン樹脂等のような圧縮及び射出成形プラスチックがある。有用な熱可塑性樹脂の代表的な例としては、ポリエチレン、ABS、PVC、ポリスチレン、ポリプロピレン、及びアクリル樹脂等が挙げられている。
特許文献3には、型内被覆方法において、金型キャビティ内を減圧脱気する方法は、例えば、成形品の形状及び該成形品の外側に接して塗料の注入口となるタブ部並びに真空吸引口となるタブ部を成形部として分割型の下型に設けた金型を使用してプラスチックを圧縮成形し、該金型を閉じたまま金型内を真空吸引して塗料を高圧で注入し、次いで成形の圧力を上げて注入した塗料を金型内に流動させ、その後に塗料を硬化することを特徴とするプラスチックの型内被覆方法が開示されている。
特許文献4には、第1の成形型と第2の成形型との間に形成されるキャビティ内に成形品を得る工程と、上記成形品が得られた後、上記キャビティ内に対する減圧吸引を行いつつ、該キャビティ内に配置された成形品の表面に対して流動性樹脂材料を吐出し、該流動性樹脂材料を硬化させて、上記成形品の表面の少なくとも一部にインモールドコーティングを施す工程と、を含むことを特徴とするインモールド成形法が開示されている。更に、実施例において、SMC成形時の圧力が8MPa、被覆剤注入する際に金型を開き、注入後6MPaの圧力で再型締めすることが記載されている。
特許文献5には、少なくとも2つのキャビティを有する金型の中で、基材を成形し及びコーティングするデバイス及び方法に関して、(a)金型の第1のキャビティにおいて基材を成形すること、(a)において成形した基材を金型の第2のキャビティに導入すること、ならびに第2のキャビティにおいて、工程(a)中にて成形した基材を塗料によって塗装すること、及びその塗装は高い圧力下で行う方法が開示されている。
また、上記の型内被覆方法に用いられる型内被覆組成物としては、例えば、特許文献6〜9に示されている。
近年では、電気自動車等の需要増加等から、より軽量で高強度のFRP部材が求められているようになっている。そのため、SMCやBMCに比べて、低比重で且つ高強度であるため軽量化なFRP部材を成形し易いRTM(Resin Transfer Molding)成形法が注目されている。RTM成形法は、特に大型部品で、多品種中・少量生産に適する成形法であるが、金型内に配置された強化繊維材にマトリックス樹脂がすばやく、むら無く、均一に含浸するために、マトリックス樹脂の粘度を低く設定する必要がある。そのため、成形品中に気泡や含浸不良によるピンホール、マトリックス樹脂と強化繊維材との熱膨張率差及びマトリックス樹脂の硬化収縮率が大きいことにより生じる成形体のうねり、更には連続繊維を使用することによる繊維同士の交差による凹凸や繊維の蛇行等が発生し易くなるため、RTM成形品の表面平滑性は、SMCに比較してかなり劣っているのが現状である。従って、自動車外板のように外観平滑性を要求される部品に対しては成形品基材のサンディング、パテ埋め、目止め、プライマーサーフェーサー、中塗り、上塗り塗装と言った多大な工数が必要であり、コスト高となっている。
RTM成形に用いられているマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂を主体としたものが多く提案されている(例えば、特許文献10〜12参照)。
しかし、これらのエポキシ樹脂は、金型との密着性が高いため、エポキシ樹脂を主体としたマトリックス樹脂には、多量の離型剤が配合されており、成形型内に注入する表面コーティング材が密着し難いといった問題が生じる。
RTM成形体への塗装については、サンドイッチ成形法(特許文献13)、ゲルコート塗装法(特許文献14及び15)が挙げられている。
特許文献13には、RTM成形品の樹脂ヒケの発生を未然に防ぎ、表面品質の向上を目的として、樹脂が含浸されていない強化繊維積層体を、予め樹脂が含浸されたプリプレグと呼ばれるシートでサンドイッチ状にはさみ、型締めした後、樹脂を注入し強化繊維積層体に含浸させ、加熱硬化させる方法が提案されている。しかし、成形物の表面平滑性等の性能が十分でなく、コスト面でも課題がある。
特許文献14には、表面平滑性を改善するために予め金型表面にゲルコートと呼ばれる塗装を施した後、RTM成形を行っている。例えば、ジシクロペンタジエン系不飽和ポリエステル樹脂を用いて、RTM成形法でFRP成形品を成形するに際し、予め型の表面にゲルコート層を形成した型内にプリフォームされた繊維強化材をセットして型を締めて、硬化剤、硬化促進剤が混合された樹脂組成物が注入される。本方法は、成形品表面のサンディングや塗装回数の低減が期待できるため、工業的には有力なものである。しかしこの方法では、ゲルコート層がある程度硬化する(タックフリー)まで30分を要しており、その上にRTM成形を行うため、成形サイクルとしては著しく長いものとなっている。
特許文献15には、エポキシ樹脂組成物をマトリックスとしたRTM成形法でFRP成形品を成形するに際し、例えば、不飽和ポリエステルゲルコートを金型表面にスプレー塗装し、約2分間乾燥させ、次いでガラス繊維強化材マットプリフォームを成形型内に配置し、型を閉じ、エポキシ樹脂混合物を注入する方法が開示されている。この方法では脱型までに22分を要しており、トータル成形サイクルとしては30分以上と著しく長いものとなっている。しかもこの様なゲルコート組成物を金型表面にスプレー塗装するため、ゲルコート層に気泡やピンホールが発生し易いという問題がある。
そこで、前記特許文献14及び15に例示した金型へのゲルコートの塗布を止め、代わりに成形型内に表面コーティング材を注入して成形品の表面に発生したボイド、ピンホールを覆って、成形品の欠陥を解消しようとする型内被覆方法が提案されている(特許文献16、17参照)。しかしながら、特許文献16に示された金型構造で表面コーティング材を注入した場合、注入口近辺の注入圧力は高く、注入口から離れるに従って表面コーティング材の注入圧力は低下して行くので、成形層の変形量が異なることになり、均等な膜厚のコーティング材は形成し難い。また、コーティング材の注入圧力は、コーティング材の温度、粘度、又は注入速度等によって変動するため、それらを制御することは容易ではない。特許文献17に示された金型構造においては、型を閉じた状態ではストッパーで成形部の上下間隔が規定され、成形樹脂の厚さ方向の硬化収縮量が表面コーティング材の膜厚以上となる場合には、表面コーティング材に充分な型締め圧力がかからない状態となり、硬化したコーティング材表面には、しわ、われ、へこみ、つやむら、又は色むら等の不具合が生じる。
一方、RTM成形体にも適用可能な型内被覆組成物が、例えば、特許文献18〜24に開示されている。また、型内被覆方法を、熱可塑性樹脂等の射出成形法に応用しようとする試み(特許文献25〜特許文献27参照)、あるいは、RIM成形法(Reaction Injection Molding)に応用しようとする試みがなされている(特許文献28〜特許文献30参照)。しかしながら、これら特許文献18〜30においては、RTM成形法に対する被覆方法あるいは、RTM成形品に対する型内被覆組成物についての具体的な実施例等の記載は一切無く、RTM成形品表面の繊維目やピンホールを隠蔽し、更にRTM成形品との優れた付着性を満足させた型内被覆組成物に関する記載は一切無い。
以上のように、繊維強化RTM成形品は、例えば自動車外板等に広く採用されているガラス繊維強化SMC成形品と比較すると、
1.マトリックス樹脂の硬化収縮率が大きい、
2.マトリックス樹脂を金型内で短時間に強化繊維材へ含浸させる必要があるため、マトリックス樹脂が低粘度であることを要求され、無機充填剤を大量に含有させることが出来ない、
3.マトリックス樹脂と強化繊維材との熱膨張率の違い、
4.連続繊維を使用することによる繊維同士の交差による凹凸
等によりRTM成形品の表面平滑性はかなり劣っているのが現状である。また、金型キャビティ内で強化繊維材にマトリックス樹脂を含浸させるため、RTM成形品には、含浸不良によるボイド(巣穴)が表面欠陥として多数存在することとなる。
1.マトリックス樹脂の硬化収縮率が大きい、
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3.マトリックス樹脂と強化繊維材との熱膨張率の違い、
4.連続繊維を使用することによる繊維同士の交差による凹凸
等によりRTM成形品の表面平滑性はかなり劣っているのが現状である。また、金型キャビティ内で強化繊維材にマトリックス樹脂を含浸させるため、RTM成形品には、含浸不良によるボイド(巣穴)が表面欠陥として多数存在することとなる。
従って、自動車外板のように外観平滑性を要求される部品に対しては、マトリックス樹脂を金型内に注入する前にその金型表面にゲルコートを塗布しその表面の粘着性が無くなるまで数十分放置する必要があり、生産性に劣り結果としてコスト高となっている。あるいは、成形後にアフターコートで仕上げる場合は、成形品表面のピンホールや繊維目による凹凸を修正するため、又は成形品表面に付着している離型剤を取り除くため、成形品基材のサンディング、成形品の脱脂、パテ埋め、目止め、プライマーサーフェーサー、中塗り及び上塗り塗装と言った多大な工数とコストをかけているのが現状である。
本発明の目的は、かかる課題に鑑み、極めて短時間の成形サイクルにおいて、RTM成形品との付着性及び耐湿性に優れた型内被覆組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、RTM成形体表面の繊維目やピンホールを隠蔽でき表面のうねりが小さく、RTM成形体の表面外観に優れた繊維強化樹脂成形体及び該繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下の構成により、上記課題を達成できることを見出し、本発明に到達したものである。
本発明に従って、(A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、エポキシオリゴマー、ポリエステルオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)該(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーと、
(C)重合開始剤
を含有することを特徴とする繊維強化樹脂成形体被覆組成物が提供される。
(B)該(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーと、
(C)重合開始剤
を含有することを特徴とする繊維強化樹脂成形体被覆組成物が提供される。
また、本発明に従って、加熱手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM(Resin Transfer Molding)成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
該金型を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
また、本発明に従って、加熱手段と冷却手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させ後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
該金型を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させ後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
また、本発明に従って、加熱手段と冷却手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、該マトリックス樹脂が硬化しない温度に予め調整しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させる工程と、
該金型を該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるような温度に加熱し、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に、上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該金型を該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に加熱し、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
該金型を、該マトリックス樹脂が硬化しない温度に予め調整しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させる工程と、
該金型を該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるような温度に加熱し、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に、上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該金型を該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に加熱し、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
また、本発明に従って、第1のキャビティを構成する型部と、第2のキャビティを構成する型部と、コア型部とからなる金型であって、該第1のキャビティを構成する型部と該コア型部によって第1のキャビティを形成し、該第2のキャビティを構成する型部と該コア型部によって該第1のキャビティよりも大きな第2のキャビティを形成し、該第2のキャビティ内では型内被覆を施すことができ、少なくとも該第1のキャビティを構成する型部又は該コア型部には、マトリックス樹脂を注入する注入口が設けられ、該第2のキャビティを構成する型部には、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた金型を用いて、RTM成形法により、繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該第1のキャビティを構成する型部、該第2のキャビティを構成する型部及び該コア型部を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成する第1のキャビティ内に繊維強化材を配置し、金型を型締めした後、該第1のキャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体を該コア型部に残したまま、該第1のキャビティを構成する型部を該第2のキャビティを構成する型部に交換する工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該第2のキャビティを構成する型部表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
該第1のキャビティを構成する型部、該第2のキャビティを構成する型部及び該コア型部を、マトリックス樹脂及び上記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成する第1のキャビティ内に繊維強化材を配置し、金型を型締めした後、該第1のキャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体を該コア型部に残したまま、該第1のキャビティを構成する型部を該第2のキャビティを構成する型部に交換する工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該第2のキャビティを構成する型部表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法が提供される。
更に、本発明に従って、上記繊維強化樹脂成形体の製造方法により得られたことを特徴とする繊維強化樹脂成形体が提供される。
本発明によれば、成形体との密着性及び吸湿性に優れた繊維強化樹脂成形体被覆組成物、並びに成形体表面の繊維目やピンホールを隠蔽でき表面のうねりが小さく、成形体の表面外観に優れた繊維強化樹脂成形体及び該繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することが可能となる。
以下、本発明のRTM成形法によるFRP成形体の製造方法及び繊維強化樹脂成形体被覆成形体の形成方法を具体的に説明するが、これに限定されるものではない。
図1において、符号1は可動金型部、2は固定金型部であり、それぞれ互いに対向する成形型部材であり、少なくとも二つ型部に分割可能な金型である。この少なくとも二つの型部に分割可能な金型においては、一方の型部が他方の型部内に嵌合する喰い切り構造を持った金型である。固定金型部の全周には、キャビティ内を密閉できるようにシール用パッキン4が装備されている。可動金型部が型締めシリンダ(省略)によって上下動作される構成になっている。可動金型部及び固定金型部内には、型加熱用の熱媒配管17がそれぞれ内蔵されている。そして、可動金型部1及び固定金型部2の嵌合個所には、所要形状のキャビティ3が形成されていて、このキャビティ3中に繊維強化材を配置し、マトリックス樹脂用タンク6に貯蔵された液体状態の熱硬化性マトリックス樹脂成形材料を圧送ポンプ15を介し、樹脂注入口5から注入、充填し硬化させるものである。可動金型部1には、キャビティ3内を減圧にする目的で、減圧吸入部10、バルブ13、真空トラップ11及び真空ポンプ12が装備されている。
また、図1において型内被覆組成物の注入手段としては、シャットオフピン(省略)を備えた繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口7、上記注入口7に所定量の繊維強化樹脂成形体被覆組成物を供給する計量シリンダ9が装備されている。
上記装置を用いて、RTM(Resin Transfer Molding)成形法により型内被覆されたFRP成形体を製造する方法は、下記工程を有する。
1.準備工程
(1)可動金型部1及び固定金型部2のキャビティ表面温度をマトリックス樹脂及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度、通常50〜200℃の間に加熱しておく。本発明においては、マトリックス樹脂が硬化しない温度にしておき、注入後に加熱しても構わない。
(2)硬化剤等が混合されたマトリックス樹脂を減圧脱気した後、マトリックス樹脂用タンク6に投入する。
(3)開始剤等が混合された繊維強化樹脂成形体被覆組成物を減圧脱気した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物用タンク8に投入する。
(4)強化繊維材を所定の寸法に裁断する。必要によっては、製品形状に賦形し固着材で形状保持する。更に、所定の枚数を積層する。
(1)可動金型部1及び固定金型部2のキャビティ表面温度をマトリックス樹脂及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度、通常50〜200℃の間に加熱しておく。本発明においては、マトリックス樹脂が硬化しない温度にしておき、注入後に加熱しても構わない。
(2)硬化剤等が混合されたマトリックス樹脂を減圧脱気した後、マトリックス樹脂用タンク6に投入する。
(3)開始剤等が混合された繊維強化樹脂成形体被覆組成物を減圧脱気した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物用タンク8に投入する。
(4)強化繊維材を所定の寸法に裁断する。必要によっては、製品形状に賦形し固着材で形状保持する。更に、所定の枚数を積層する。
2.強化繊維材配置工程
(1)必要なら離型剤が塗布された金型面上に、前記裁断した強化繊維材を所定の位置に配置する。可動金型部1及び固定金型部2の型部表面は、離型性を考慮し、クロムメッキ、ニッケルメッキあるいはフッ素樹脂コーティング加工等を施すのが好ましい。
(1)必要なら離型剤が塗布された金型面上に、前記裁断した強化繊維材を所定の位置に配置する。可動金型部1及び固定金型部2の型部表面は、離型性を考慮し、クロムメッキ、ニッケルメッキあるいはフッ素樹脂コーティング加工等を施すのが好ましい。
3.減圧吸引工程
(1)可動金型部1を稼動し金型を閉じ、好ましくはキャビティ3内を減圧脱気する。このときの型締め圧力は、マトリックス樹脂の注入圧力に負けない圧力とし、通常は1〜5MPaである。また、減圧吸引は20torr以下、より好ましくは10torr以下とする。
(2)減圧吸入部のバルブ13を閉じる。
(1)可動金型部1を稼動し金型を閉じ、好ましくはキャビティ3内を減圧脱気する。このときの型締め圧力は、マトリックス樹脂の注入圧力に負けない圧力とし、通常は1〜5MPaである。また、減圧吸引は20torr以下、より好ましくは10torr以下とする。
(2)減圧吸入部のバルブ13を閉じる。
4.マトリックス樹脂注入含浸工程
(1)バルブ14を開放し、圧送ポンプ15を介してマトリックス樹脂をキャビティ3内に注入する。この際、注入速度はバルブ14の絞り具合で制御することが好ましい。
(2)繊維強化材にマトリックス樹脂を含浸させる。
(3)注入完了後、バルブ14を閉じる。
(1)バルブ14を開放し、圧送ポンプ15を介してマトリックス樹脂をキャビティ3内に注入する。この際、注入速度はバルブ14の絞り具合で制御することが好ましい。
(2)繊維強化材にマトリックス樹脂を含浸させる。
(3)注入完了後、バルブ14を閉じる。
5.マトリックス樹脂硬化工程
(1)繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力、及び流動圧力に耐えることができるようになるまでマトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る。
(1)繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力、及び流動圧力に耐えることができるようになるまでマトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る。
6.繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入工程
(1)可動金型部1を動作させ、可動金型部1と固定金型部2とを0.1〜5mm程度離す。あるいは、金型締め圧力をかけない“ゼロ”としてもよい。
(2)計量シリンダ9に所定の量計量されていた繊維強化樹脂成形体被覆組成物をキャビティ3内に注入する。繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入量は、20〜600μmの膜厚となるように設定する。好ましくは50〜500μmである。膜厚が20μm未満であると未被覆部分が生じ易くなり、膜厚が600μmを超えると繊維強化樹脂成形体被覆組成物により被覆された繊維強化樹脂成形体の重量が重たくなり軽量化の効果が小さくなる。
繊維強化樹脂成形体被覆組成物をキャビティ3内に注入するに際して、可動金型部1をマトリックス樹脂を硬化させる位置に保持しながら、キャビティ3内の圧力を超える圧力で注入しても良い。
(3)繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入が完了したら直ちに繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口7を閉じ、0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行い、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を繊維強化樹脂含浸体表面に押し広げる。好ましい再型締め圧力は、1〜5MPaである。再型締め圧力が0.5MPa未満であると圧力不足により未被覆部やしわの発生が生じ易くなり、7MPaを超える再型締め圧力であると硬化塗膜につやむらが発生したり、プレス機や金型等への設備費が増大するのでRTM成形法の利点が失われる。
(1)可動金型部1を動作させ、可動金型部1と固定金型部2とを0.1〜5mm程度離す。あるいは、金型締め圧力をかけない“ゼロ”としてもよい。
(2)計量シリンダ9に所定の量計量されていた繊維強化樹脂成形体被覆組成物をキャビティ3内に注入する。繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入量は、20〜600μmの膜厚となるように設定する。好ましくは50〜500μmである。膜厚が20μm未満であると未被覆部分が生じ易くなり、膜厚が600μmを超えると繊維強化樹脂成形体被覆組成物により被覆された繊維強化樹脂成形体の重量が重たくなり軽量化の効果が小さくなる。
繊維強化樹脂成形体被覆組成物をキャビティ3内に注入するに際して、可動金型部1をマトリックス樹脂を硬化させる位置に保持しながら、キャビティ3内の圧力を超える圧力で注入しても良い。
(3)繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入が完了したら直ちに繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口7を閉じ、0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行い、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を繊維強化樹脂含浸体表面に押し広げる。好ましい再型締め圧力は、1〜5MPaである。再型締め圧力が0.5MPa未満であると圧力不足により未被覆部やしわの発生が生じ易くなり、7MPaを超える再型締め圧力であると硬化塗膜につやむらが発生したり、プレス機や金型等への設備費が増大するのでRTM成形法の利点が失われる。
7.繊維強化樹脂成形体被覆組成物硬化工程
(1)繊維強化樹脂成形体被覆組成物を金型の熱により硬化させる。繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、少なくとも前記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却して成形サイクルを短時間化してもよい。
(1)繊維強化樹脂成形体被覆組成物を金型の熱により硬化させる。繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、少なくとも前記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却して成形サイクルを短時間化してもよい。
8.脱型工程
(1)可動金型部1を動作させ、金型を開く。
(2)繊維強化樹脂成形体被覆組成物でコーティングされた繊維強化樹脂成形体を取り出す。
(1)可動金型部1を動作させ、金型を開く。
(2)繊維強化樹脂成形体被覆組成物でコーティングされた繊維強化樹脂成形体を取り出す。
図2は、型内被覆の膜厚がマトリックス樹脂の厚さ方向の硬化収縮量よりも小さい場合の金型構造の部分模式図である。成形基材の厚さを規定するため、金型外周に数箇所、油圧シリンダ19に連結されたスライドブロック18を備えている。まず、強化繊維材を所定の位置に配置した後、型締めを行い、キャビティ内を減圧脱気し、マトリックス樹脂を注入する。繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えうる程度までマトリックス樹脂が硬化した段階で、可動金型部と固定金型部を0.1〜5mm程度離した後、油圧シリンダ19を稼働させスライドブロック18を可動金型部と固定金型部の間からスライドさせる。次いで、規定量の繊維強化樹脂成形体被覆組成物をキャビティ内に注入する。上記と同様に、繊維強化樹脂成形体被覆組成物の膜厚が20〜600μm、好ましくは50〜500μmとなるよう注入完了後、直ちに0.5〜7MPa、好ましくは1〜5MPaの圧力にて再型締めを行い、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を樹脂成形体の表面に押し広げ、硬化させる。これにより、薄い膜厚が求められる場合においても、塗膜欠陥の生じない繊維強化樹脂成形体を得ることが出来る。
図3は、第1のキャビティ及び第2のキャビティを用いて製造方法に対応する模式図である。図3の(A)において、第1のキャビティを構成する型部とコア型部にて繊維強化樹脂含浸体を成形しマトリックス樹脂を硬化させる。(B)マトリックス樹脂が、硬化した段階で得られた成形体をコア型部に固定したまま、第1のキャビティを構成する型部を上昇回転させ、第2のキャビティを構成する型部をコア型部に被せ、所定の圧力で型締めを行う。(C)次いで、第2のキャビティと成形体との空間部以上の量の繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する。注入完了後に繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた後、第2のキャビティを構成する型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出す。
前記マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はビニルエステル樹脂が使用できるが、硬化収縮率の小さなエポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、又は環状脂肪族型エポキシ樹脂が使用できる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンをアルカリの存在下に反応させて得られる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、ビスフェノールFとエピクロルヒドリンとをアルカリの存在下に反応させて得られる。ノボラック型エポキシ樹脂は、フェノールとホルムアルデヒトとの反応により、フェノールノボラックが得られる。このフェノールノボラックとエピクロルヒドリンとを反応させてノボラック型エポキシ樹脂が得られる。環状脂肪族エポキシ樹脂は、シクロペンタジエン及びシクロヘキサン誘導体等の不飽和環状脂肪族化合物の二重結合を過酢酸で酸化処理してエポキシ化したものである。
これらのエポキシ樹脂の中でも、特にエポキシ樹脂自体が低粘度であって、強化繊維材への含浸性に優れる点、硬化物の耐熱性、並びに強度の物性バランスが良好である点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、特に常温での流動性に優れ、強化繊維材への含浸性が良好となる点からエポキシ当量500g/eq.以下のものが好ましく、特に100〜350g/eq.の範囲であることが好ましい。
エポキシ樹脂の硬化剤としては、ポリアミン系及び酸無水物系が挙げられる。ポリアミン系硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、イソホロンジアミン、N−アミノメチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド及びポリアミドポリアミンが挙げられる。酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデシル無水コハク酸、無水ピロメリット酸及び無水トリメリット酸が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物には、更に用途に応じて柔軟性や強度等の性能を硬化物に付与する目的で、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、スチレン、メチルスチレン、メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート及びイソボニル(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレート、1,6ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、並びにt−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート及びラウロイルパーオキサイド等のラジカル重合開始剤を併用することができる。
前記不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、有機ポリオール化合物と不飽和カルボン酸とを公知の方法により反応させ、更に必要に応じて、飽和ポリカルボン酸を反応させて製造することができる。使用される有機ポリオールとしては、例えば、エチレングリコールや、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びビスフェノールA等が代表的なものとして挙げることができる。また、使用される不飽和ポリカルボン酸としては、例えば、(無水)マレイン酸や、(無水)フマル酸及び(無水)イタコン酸等を代表的なものとして挙げることができる。不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤としては、有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物としては、イソブチリルパーオキサイド1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ラウロイルパーオキサイド及びベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物が代表的なものとして挙げられる。
前記ビニルエステル樹脂は、エポキシ化合物と不飽和カルボン酸とをエポキシ基1当量当り、カルボキシル基当量0.5〜1.5となるような割合で、通常のエポキシ基への酸の開環付加反応によって得られる。前記不飽和カルボン酸としては、アクリル酸及びメタクリル酸が代表的なものとして挙げられる。エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ及びフェノールノボラック型エポキシ等が代表的なものとして挙げられる。ビニルエステル樹脂の硬化剤としては、有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物としては、イソブチリルパーオキサイド1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ラウロイルパーオキサイド及びベンゾイルパーオキサイド等が代表的なものとして挙げられる。
これらマトリックス樹脂は、金属と付着し易い性質があり、マトリックス樹脂には繊維強化樹脂成形体の物理的特性や、繊維強化樹脂成形体被覆組成物との付着性を損なわない範囲で内部離型剤と組み合わせて使用することが好ましい。内部離型剤としては、例えば、ステアリン酸や、ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸塩、大豆油レシチン、シリコーン油、脂肪酸エステル及び脂肪酸アルコール二塩基酸エステル類等を挙げることができる。これら内部離型剤の配合量は、前記マトリックス樹脂と硬化剤成分の合計100質量部に対して、例えば、0.1〜5質量部、更には、0.2〜2質量部であることが好ましい。この範囲内においては、金型からの離型効果が好適に発揮される。
前記繊維強化材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維及びボロン繊維が挙げられ、中でも、成形体の強度及び軽量化の点からカーボン繊維が特に好ましい。また、繊維強化材の構成として、サーフェシングマットのような連続した細番手の繊維をシート状にした材料を成形体の最表面となる側に積層することにより、得られた成形体の表面平滑性に優れるため好ましい。
次に、本発明において型内被覆に用いられる繊維強化樹脂成形体被覆組成物について説明する。
本発明に係る繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、
(A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー、エポキシオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)前記(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーが、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(C)重合開始剤と、
を必須成分とするものである。
(A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー、エポキシオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)前記(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーが、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(C)重合開始剤と、
を必須成分とするものである。
(1)(A)成分について
本発明に係る繊維強化樹脂成形体被覆組成物に使用される(A)成分は、(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー、エポキシオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
本発明に係る繊維強化樹脂成形体被覆組成物に使用される(A)成分は、(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー、エポキシオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
(a−1)(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマー
(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーは、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート及びポリエーテル(メタ)アクリレートである。
(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーは、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート及びポリエーテル(メタ)アクリレートである。
これらのオリゴマーの質量平均分子量は、それぞれの種類により変動し得るが、一般に、約300〜10,000が好ましく、より好ましくは500〜5,000である。上記(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーは、(メタ)アクリロイル基を1分子中に少なくとも2個〜8個、好ましくは2〜4個有することが適当である。
(a−1−1)ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー
本発明で使用されるオリゴマーとしてのウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、(1)有機ジイソシアネート化合物と、(2)有機ポリオール化合物と、(3)ヒドロシキアルキル(メタ)アクリレートとを、NCO/OH比が、例えば、0.8〜1.0、好ましくは0.9〜1.0となるような存在比で混合し、通常の方法により製造することができる。水酸基が過剰に存在する場合や、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを多量に使用することにより、水酸基を多く有するオリゴマーが得られる。
本発明で使用されるオリゴマーとしてのウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、(1)有機ジイソシアネート化合物と、(2)有機ポリオール化合物と、(3)ヒドロシキアルキル(メタ)アクリレートとを、NCO/OH比が、例えば、0.8〜1.0、好ましくは0.9〜1.0となるような存在比で混合し、通常の方法により製造することができる。水酸基が過剰に存在する場合や、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを多量に使用することにより、水酸基を多く有するオリゴマーが得られる。
具体的には、(1)有機ジイソシアネート化合物と(2)有機ポリオール化合物等とを例えば、ジブチル錫ラウレート等のウレタン化触媒の存在下で反応させて、イソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーを得る。次いで、ほぼ全ての遊離イソシアネート基が反応するまで、(3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを反応させることにより、上記ウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマーを製造することが出来る。なお、(2)有機ポリオール化合物と(3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの割合は、後者1モルに対し、例えば、前者0.1〜0.5モル程度が適当である。
上記の反応に使用される(1)有機ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,2−ジイソシアナトエタン、1,2−ジイソシアナトプロパン、1,3−ジイソシアナトプロパン、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトエチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、及び1,3−ビス(イソシアナト−1−メチルエチル)ベンゼン等を挙げることができる。これら有機ジイソシアネート化合物は、単独で用いても、また、それらの2種以上の混合物として使用することもできる。
上記反応で使用される(2)有機ポリオール化合物は、好ましくは、有機ジオール化合物として、例えば、アルキルジオール、ポリエーテルジオール及びポリエステルジオール等を挙げることができる。
有機ジオール化合物としてのアルキルジオールとしては、例えば、エチレングリコールや、1,3−プロパンジオール、プロピレングリコール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−エチルブタン−1,4−ジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、4,8−ジヒドロキシトリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン及び2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等を代表的なものとして挙げることができる。
有機ジオール化合物としてのポリエーテルジオールは、例えば、既知の方法により、アルデヒドや、アルキレンオキサイド又はグリコール等の重合により合成することができる。例えば、ホルムアルデヒドや、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド又はエピクロルヒドリン等を適当な条件下でアルキルジオールに付加重合させることによって、ポリエーテルジオールが得られる。
有機ジオール化合物としてのポリエステルジオールとしては、例えば、飽和又は不飽和のジカルボン酸及び/又はそれらの酸無水物と、過剰のアルキルジオールとを反応させて得られるエステル化反応生成物、並びにアルキルジオールに、ヒドロキシカルボン酸、該ヒドロキシカルボン酸の分子内エステルであるラクトン及び該ヒドロキシカルボン酸の分子間エステルであるラクチドの少なくとも1つを重合させて得られるエステル化反応生成物を挙げることができる。これらの有機ポリオール化合物は、単独で用いても、それらの2種以上を併用して使用することもできる。
上記(3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートや、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。その他、本発明で使用されるオリゴマーとしてのウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、1分子中に(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物と有機ジイソシアネート化合物とを、NCO/OHの比が、例えば、0.9〜1.0の割合で、例えば、ジブチル錫ジラウリレート等のウレタン化触媒の存在下で反応しても製造することができる。
本発明で使用されるオリゴマーとしてのウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、好ましくは脂環構造を有するウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーあるいは脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの少なくとも1種であり、特に好ましくは脂環構造を有するウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであることが、塗膜の耐候性や反応性の面から有用である。
(a−1−2)ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー
本発明で使用されるオリゴマーとしてのポリエステル(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基を末端に有するポリエステルポリオールと不飽和カルボン酸との反応によって製造することができる。このようなポリエステルポリオールは、代表的には飽和又は不飽和のジカルボン酸又はその酸無水物と、過剰量のアルキレンジオールとをエステル化反応することによって調製することができる。使用されるジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸や、コハク酸、アジピン酸、フタル酸及びマレイン酸等が代表的なものとして挙げられる。また、使用されるアルキレンジオールとしては、例えば、エチレングリコールや、プロピレングリコール、ブタンジオール及びペンタンジオール等が代表的なものとして挙げることができる。ここで、不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸及びメタクリル酸等を代表的なものとして挙げることができる。
本発明で使用されるオリゴマーとしてのポリエステル(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基を末端に有するポリエステルポリオールと不飽和カルボン酸との反応によって製造することができる。このようなポリエステルポリオールは、代表的には飽和又は不飽和のジカルボン酸又はその酸無水物と、過剰量のアルキレンジオールとをエステル化反応することによって調製することができる。使用されるジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸や、コハク酸、アジピン酸、フタル酸及びマレイン酸等が代表的なものとして挙げられる。また、使用されるアルキレンジオールとしては、例えば、エチレングリコールや、プロピレングリコール、ブタンジオール及びペンタンジオール等が代表的なものとして挙げることができる。ここで、不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸及びメタクリル酸等を代表的なものとして挙げることができる。
(a−1−3)エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー
本発明で使用されるオリゴマーとしてのエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、エポキシ化合物と上記のような不飽和カルボン酸とを、エポキシ基1当量当たりのカルボキシル基当量を、例えば、0.5〜1.5となるような割合で用い、通常のエポキシ基への酸の開環付加反応によって調製させたものである。ここで使用されるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ及びフェノール性ノボラック型エポキシ等を好適に挙げることができる。
本発明で使用されるオリゴマーとしてのエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、エポキシ化合物と上記のような不飽和カルボン酸とを、エポキシ基1当量当たりのカルボキシル基当量を、例えば、0.5〜1.5となるような割合で用い、通常のエポキシ基への酸の開環付加反応によって調製させたものである。ここで使用されるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ及びフェノール性ノボラック型エポキシ等を好適に挙げることができる。
(a−1−4)ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマー
本発明で使用されるオリゴマーとしてのポリエーテル(メタ)アクリレートは、例えば、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、前述の不飽和カルボン酸との反応によって調製することができる。
本発明で使用されるオリゴマーとしてのポリエーテル(メタ)アクリレートは、例えば、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、前述の不飽和カルボン酸との反応によって調製することができる。
(a−2)不飽和ポリエステル樹脂
一方、本発明において、(A)成分として使用される不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、有機ポリオール化合物と不飽和カルボン酸を公知の方法により反応させ、更に必要に応じて、飽和ポリカルボン酸を反応させて製造することができる。使用される有機ポリオールとしては、例えば、エチレングリコールや、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びビスフェノールA等が代表的なものとして挙げることができる。また、使用される不飽和カルボン酸としては、例えば、(無水)マレイン酸や、(無水)フマル酸及び(無水)イタコン酸等を代表的なものとして挙げることができる。
一方、本発明において、(A)成分として使用される不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、有機ポリオール化合物と不飽和カルボン酸を公知の方法により反応させ、更に必要に応じて、飽和ポリカルボン酸を反応させて製造することができる。使用される有機ポリオールとしては、例えば、エチレングリコールや、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びビスフェノールA等が代表的なものとして挙げることができる。また、使用される不飽和カルボン酸としては、例えば、(無水)マレイン酸や、(無水)フマル酸及び(無水)イタコン酸等を代表的なものとして挙げることができる。
これら(A)成分としては、上記(メタ)アクリロイル基含有オリゴマーと不飽和ポリエステル樹脂とを併用してもよい。
(2)(B)成分について
本発明で使用される(B)成分は、上記(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであり、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも1種類を含む。これら不飽和モノマーを有することにより繊維強化材との付着性が向上する。スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート又はエトキシ化(メタ)アクリレートの質量割合は、繊維強化樹脂成形体被覆組成物中5〜70質量%の範囲が好ましく、より好ましくは10〜50質量%の範囲である。この範囲であれば、繊維強化材との付着性が向上する。70質量%を超えると、硬化塗膜が脆くなり好ましくない。
本発明で使用される(B)成分は、上記(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであり、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも1種類を含む。これら不飽和モノマーを有することにより繊維強化材との付着性が向上する。スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート又はエトキシ化(メタ)アクリレートの質量割合は、繊維強化樹脂成形体被覆組成物中5〜70質量%の範囲が好ましく、より好ましくは10〜50質量%の範囲である。この範囲であれば、繊維強化材との付着性が向上する。70質量%を超えると、硬化塗膜が脆くなり好ましくない。
上記(A)成分と上記(B)成分の質量割合は、(A)成分及び(B)成分として使用される化合物等の種類にもよるが、通常、(A)/(B)=30/70〜70/30であり、更に、35/65〜65/35が好ましい。この範囲であれば、硬化特性が良く堅牢な硬化塗膜が得られ、また、繊維強化樹脂成形体被覆組成物の型内での流動性が良く、気泡の混入もなく均一な被覆が得られるので好ましい。
(3)(C)成分について
本発明で使用される(C)成分は、フリーラジカルを発生し、前記(A)成分及び(B)成分を重合させるために使用する重合開始剤であり、詳しくは有機過酸化物重合開始剤が用いられる。
本発明で使用される(C)成分は、フリーラジカルを発生し、前記(A)成分及び(B)成分を重合させるために使用する重合開始剤であり、詳しくは有機過酸化物重合開始剤が用いられる。
有機過酸化物重合開始剤としては、イソブチリルパーオキサイド1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ラウロイルパーオキサイド及びベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物が代表的なものとして挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよいし、併用してもよい。
有機過酸化物重合開始剤の配合量は、前記{(A)+(B)}成分の合計100質量部に対して、0.5〜5質量部が好ましく、より好ましくは1〜4質量部である。(C)成分の有機過酸化物重合開始剤の配合量が、0.5質量部未満であると(A)及び(B)成分の反応がうまく進まず、硬化不良となり金型から繊維強化樹脂成形体を取り出す際に塗膜が剥離し満足な成形体が得られない。また、5質量部を超えると繊維強化樹脂成形体被覆組成物のポットライフが短くなり実用上好ましくない。
(4)(D)成分について
(B)成分以外の(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーとしては、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレエート及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレートからなる群から選択される少なくとも1種を更に含むことにより、繊維強化樹脂含浸体との付着性及び導電性フィラーの存在下で塗膜の導電性が向上するので好ましい。β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレエート及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレートの少なくとも1種の質量割合は、繊維強化樹脂成形体被覆組成物中0.4〜10質量%の範囲であれば充分に性能を発揮するので好ましい。より好ましくは0.5〜5質量%の範囲であり、この範囲内であれば繊維強化樹脂含浸体との付着性及び導電性フィラーの存在下で塗膜の導電性が向上する。また、1分子内に1個のエチレン性二重結合を有するモノマーと、2個以上のエチレン性二重結合を有するモノマーとを含むことにより、形成した被膜の硬度が上がり擦り傷がつき難くなるので好ましい。
(B)成分以外の(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーとしては、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレエート及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレートからなる群から選択される少なくとも1種を更に含むことにより、繊維強化樹脂含浸体との付着性及び導電性フィラーの存在下で塗膜の導電性が向上するので好ましい。β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレエート及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレートの少なくとも1種の質量割合は、繊維強化樹脂成形体被覆組成物中0.4〜10質量%の範囲であれば充分に性能を発揮するので好ましい。より好ましくは0.5〜5質量%の範囲であり、この範囲内であれば繊維強化樹脂含浸体との付着性及び導電性フィラーの存在下で塗膜の導電性が向上する。また、1分子内に1個のエチレン性二重結合を有するモノマーと、2個以上のエチレン性二重結合を有するモノマーとを含むことにより、形成した被膜の硬度が上がり擦り傷がつき難くなるので好ましい。
更に、(B)成分以外の(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーとしては、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)並びに1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(1,6−HDDA)のような脂肪族(メタ)アクリレートモノマー、シクロヘキシルメタアクリレート並びに1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(CHDMMA)のような脂環構造を持った(メタ)アクリレートモノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート(TMPEOTA)、及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネートからなる群から選択される少なくとも1種、特には、脂肪族(メタ)アクリレートモノマーあるいは脂環構造を持った(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも1種を含むことが、塗膜の耐候性や反応性の面から好ましい。
(5)(E)成分について
本発明で使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、更に必要に応じ導電性カーボン又は導電性金属酸化物粒子を含有しても良い。また、導電性金属酸化物粒子を無機粒子表面に被覆した導電性粒子を用いることもできる。
本発明で使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、更に必要に応じ導電性カーボン又は導電性金属酸化物粒子を含有しても良い。また、導電性金属酸化物粒子を無機粒子表面に被覆した導電性粒子を用いることもできる。
導電性カーボンブラックは既知の製造方法、例えばファーネス法、チャンネル法、アセチレン法又はサーマル法等により製造される。導電性の点からはアセチレン法により得られるカーボンブラックが好ましいがこれに限定されるものではない。導電性カーボンブラックの好ましい粉体抵抗値としては、0.3Ω・cm以下である。
導電性金属酸化物粒子としては、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム及びアルミドープ酸化錫が挙げられる。更に、アンチモンドープ酸化錫が、リン、アルミニウム及びモリブデンの少なくとも1種を酸化物全量に対して0.1〜5質量%含有していることが好ましい。
導電性金属酸化物粒子が被覆された無機粒子としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、チタン酸アルカリ及び雲母から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。導電性金属酸化物粒子の好ましい粉体抵抗値としては、20Ω・cm以下である。
(6)その他成分について
本発明で使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、更に必要に応じガラスフレークやパール顔料の少なくとも1種を含むことができる。また、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、クレー、又はマイカ等の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下である無機粒子の少なくとも1種を含むことができる。これら無機粒子は、被膜硬化に伴う収縮応力を分散させ、成形体のソリを防止したり、熱膨張係数や硬化収縮を低減し、基材の強化繊維目を目立たなくする目的で配合する。
本発明で使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、更に必要に応じガラスフレークやパール顔料の少なくとも1種を含むことができる。また、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、クレー、又はマイカ等の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下である無機粒子の少なくとも1種を含むことができる。これら無機粒子は、被膜硬化に伴う収縮応力を分散させ、成形体のソリを防止したり、熱膨張係数や硬化収縮を低減し、基材の強化繊維目を目立たなくする目的で配合する。
本発明で使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、更に必要に応じ重合開始剤の重合反応に影響を与えない範囲で着色顔料の少なくとも1種を含むことができる。着色顔料としては、従来から通常プラスチックス用、塗料用として使用されている各種着色顔料を使用することができる。
本発明では、繊維強化樹脂成形体を金型からスムーズに離型させるために、任意に、離型剤を併用することができる。離型剤は、例えば、ステアリン酸や、ヒドロキシステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム及びステアリン酸カルシウム等のステアリン酸塩、大豆油レシチン、シリコーン油、脂肪酸エステル及び脂肪酸アルコール二塩基酸エステル類等を挙げることができる。これら離型剤の配合量は、前記{(A)+(B)}成分の合計100質量部に対して、例えば、0.1〜5質量部、更には、0.2〜2質量部であることが好ましい。この範囲内においては、金型からの離型効果が好適に発揮される。
本発明に係る繊維強化樹脂成形体被覆組成物は、付着性を向上させたり、硬化塗膜のクラックを防止する目的で、改質樹脂を配合することができる。このような目的で使用される改質樹脂として、例えば、塩素化ポリオレフィン、マレイン酸変性ポリオレフィン、飽和ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート等の低収縮剤を挙げることができる。
本発明に使用される繊維強化樹脂成形体被覆組成物には、更に必要に応じて、顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、重合禁止剤、硬化促進剤、顔料分散剤、消泡剤、可塑剤及び難燃剤等の各種添加剤等を配合してもよい。
本発明においては、強化繊維材の最表面に各種表皮材を配置することができる。使用される表皮材としては、例えば印刷フィルムを使用することができる。このような印刷フィルムとしては、例えば、基体フィルム上に絵画、ロゴ、模様又は文字等の図柄層が通常の形成方法で形成されている。基体フィルムとしては、通常のインサート材の基体フィルムとして使用されるものであり、アクリル、スチレン及びポリカーボネート等のプラスチックフィルムを挙げることができる。
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明について更に詳細に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例及び比較例により何ら限定されるものではない。
1.マトリックス樹脂の調製
(1)エポキシ化合物1(EPO−1)
予め60℃に加温しておいたエポキシ樹脂(JER828(商品名、ジャパンエポキシレジン社製)ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、粘度12〜15Pa・s、平均分子量約370)100質量部に対し、重合開始剤(1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール)7質量部、硬化遅延剤(p−トルエンスルホン酸メチル)1質量部、及び内部離型剤(MoldWiz INT−1846N(商品名、AXEL PLASTICS RESEARCH社製))0.5質量部の割合で加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用のエポキシ樹脂1(EPO−1)を調製した。
(1)エポキシ化合物1(EPO−1)
予め60℃に加温しておいたエポキシ樹脂(JER828(商品名、ジャパンエポキシレジン社製)ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、粘度12〜15Pa・s、平均分子量約370)100質量部に対し、重合開始剤(1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール)7質量部、硬化遅延剤(p−トルエンスルホン酸メチル)1質量部、及び内部離型剤(MoldWiz INT−1846N(商品名、AXEL PLASTICS RESEARCH社製))0.5質量部の割合で加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用のエポキシ樹脂1(EPO−1)を調製した。
(2)エポキシアクリレート化合物1(EAC−1)
エポキシアクリレート樹脂(リポキシR−6540(商品名、昭和高分子社製)粘度300mPa・s)70質量部に対し、ポリ酢酸ビニル(サクノールSN−09T(商品名、電気化学工業社製))のスチレン65%溶液30質量部、硬化促進剤(8%コバルトオクトエート)0.5質量部、硬化剤(t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)1質量部、及び内部離型剤(ステアリン酸亜鉛)1質量部を加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用のエポキシアクリレート化合物1(EAC−1)を調製した。
エポキシアクリレート樹脂(リポキシR−6540(商品名、昭和高分子社製)粘度300mPa・s)70質量部に対し、ポリ酢酸ビニル(サクノールSN−09T(商品名、電気化学工業社製))のスチレン65%溶液30質量部、硬化促進剤(8%コバルトオクトエート)0.5質量部、硬化剤(t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)1質量部、及び内部離型剤(ステアリン酸亜鉛)1質量部を加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用のエポキシアクリレート化合物1(EAC−1)を調製した。
(3)不飽和ポリエステル1(UPE−1)
不飽和ポリエステル樹脂(サンドーマPC−350−C(商品名、ディーエイチ・マテリアル社製))65質量部に対し、ポリ酢酸ビニル(サクノールSN−09T(商品名、電気化学工業社製))のスチレン65%溶液35質量部、硬化促進剤(8%コバルトオクトエート)0.5質量部、硬化剤(t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)1質量部、及び内部離型剤(ステアリン酸亜鉛)1質量部を加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用の不飽和ポリエステル1(UPE−1)を調製した。
不飽和ポリエステル樹脂(サンドーマPC−350−C(商品名、ディーエイチ・マテリアル社製))65質量部に対し、ポリ酢酸ビニル(サクノールSN−09T(商品名、電気化学工業社製))のスチレン65%溶液35質量部、硬化促進剤(8%コバルトオクトエート)0.5質量部、硬化剤(t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)1質量部、及び内部離型剤(ステアリン酸亜鉛)1質量部を加え、遊星式(自転公転)ミキサーにて混合と脱泡を行い、マトリックス樹脂用の不飽和ポリエステル1(UPE−1)を調製した。
2.繊維強化樹脂成形体被覆組成物
(1)エポキシアクリレート化合物2(EAC−2)
エポキシ樹脂(商品名:JER828、ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、粘度12〜15Pa・s、平均分子量約370)1000質量部、メタクリル酸490質量部、トリエチルアミン3質量部及びハイドロキノン0.01質量部を反応器中に入れ、125℃、3時間反応させ、酸価約8のエポキシアクリレート化合物2を得た。
(1)エポキシアクリレート化合物2(EAC−2)
エポキシ樹脂(商品名:JER828、ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、粘度12〜15Pa・s、平均分子量約370)1000質量部、メタクリル酸490質量部、トリエチルアミン3質量部及びハイドロキノン0.01質量部を反応器中に入れ、125℃、3時間反応させ、酸価約8のエポキシアクリレート化合物2を得た。
(2)エポキシアクリレート化合物3(EAC−3)
ネオポール8101(商品名、日本ユピカ社製)、ビスフェノールA型、粘度850〜950mPa・s、スチレン40%溶液
(3)ウレタンアクリレート化合物1(UAC−1)
ポリプロピレングリコール(平均分子量1000)1000質量部、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネートの混合物349質量部及びメチルキノン0.2質量部を反応器に入れ、80℃、6時間攪拌しながら反応させ、イソシアネート基末端ポリウレタンプレポリマーを得た。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート233質量部及びジブチル錫ラウレート1質量部を加え、65℃、6時間反応させ重量平均分子量2500のウレタンアクリレート化合物を得た。
ネオポール8101(商品名、日本ユピカ社製)、ビスフェノールA型、粘度850〜950mPa・s、スチレン40%溶液
(3)ウレタンアクリレート化合物1(UAC−1)
ポリプロピレングリコール(平均分子量1000)1000質量部、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネートの混合物349質量部及びメチルキノン0.2質量部を反応器に入れ、80℃、6時間攪拌しながら反応させ、イソシアネート基末端ポリウレタンプレポリマーを得た。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート233質量部及びジブチル錫ラウレート1質量部を加え、65℃、6時間反応させ重量平均分子量2500のウレタンアクリレート化合物を得た。
(4)ウレタンアクリレート化合物2(UAC−2)
EBECRYL8402(商品名、ダイセルサイテック社製)、2官能、粘度1250mPa・s/25℃、分子量1000のウレタンアクリレート化合物。
EBECRYL8402(商品名、ダイセルサイテック社製)、2官能、粘度1250mPa・s/25℃、分子量1000のウレタンアクリレート化合物。
(5)ウレタンアクリレート化合物(UAC−3)
EBECRYL8701(商品名、ダイセルサイテック社製)、3官能、粘度4500mPa・s/60℃、分子量2000のウレタンアクリレート化合物。
EBECRYL8701(商品名、ダイセルサイテック社製)、3官能、粘度4500mPa・s/60℃、分子量2000のウレタンアクリレート化合物。
(6)ポリエステルアクリレート化合物(PES−1)
EBECRYL812(商品名、ダイセルサイテック社製)、4官能、粘度325mPa・s/60℃、分子量800のポリエステルアクリレート化合物。
EBECRYL812(商品名、ダイセルサイテック社製)、4官能、粘度325mPa・s/60℃、分子量800のポリエステルアクリレート化合物。
(7)ポリエーテルアクリレート化合物(PET−1)
EBECRYL80(商品名、ダイセルサイテック社製)、4官能、粘度3000mPa・s/25℃、分子量1000のポリエーテルアクリレート化合物。
EBECRYL80(商品名、ダイセルサイテック社製)、4官能、粘度3000mPa・s/25℃、分子量1000のポリエーテルアクリレート化合物。
(8)不飽和ポリエステル化合物2(UPE−2)
ユピカ7685(商品名、日本ユピカ社製)、酸価10〜20mgKOH/g、スチレン55%溶液。
ユピカ7685(商品名、日本ユピカ社製)、酸価10〜20mgKOH/g、スチレン55%溶液。
<実施例1〜13及び比較例1〜4>
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が、20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入してカーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型部と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より表1及び2に示した繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を下記の試験方法により測定した。それらの結果を表3及び4に示す。
<繊維強化樹脂成形体の外観>
取り出し後室内2時間静置した後の目視による観察によって、つやむら、色むら、しわ、膨れ、割れ、はがれ、はじき及びつぶ等がないときは、“塗膜の外観に異常がない”とする。
取り出し後室内2時間静置した後の目視による観察によって、つやむら、色むら、しわ、膨れ、割れ、はがれ、はじき及びつぶ等がないときは、“塗膜の外観に異常がない”とする。
<繊維強化樹脂成形体被覆物の硬さ>
JIS K 5600−5−4:引っかき硬度(鉛筆法)に従って、繊維強化樹脂成形体表面の被覆物の鉛筆硬度を測定した。
JIS K 5600−5−4:引っかき硬度(鉛筆法)に従って、繊維強化樹脂成形体表面の被覆物の鉛筆硬度を測定した。
<繊維強化樹脂成形体への被覆物の付着性>
JIS K 5600−5−6:付着性(クロスカット法)に従って初期の被覆物の付着性試験を実施した。付着性はJIS K 5600−5−6に記載の試験結果の分類に基づき下記の0〜5の6段階で評価した。
<6段階評価>
0…カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがない。
1…カットの交差点における塗膜の小さな剥がれ。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を上回ることはない。
2…被覆物がカットの縁に沿って及び/又は交差点において剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは明確に5%を超えるが15%を上回ることはない。
3…被覆物がカットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に15%を超えるが35%を上回ることはない。
4…被覆物がカットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び又は数カ所の目が部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に35%を超えるが65%を上回ることはない。
5…剥がれの程度が分類4を超える場合。
JIS K 5600−5−6:付着性(クロスカット法)に従って初期の被覆物の付着性試験を実施した。付着性はJIS K 5600−5−6に記載の試験結果の分類に基づき下記の0〜5の6段階で評価した。
<6段階評価>
0…カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれがない。
1…カットの交差点における塗膜の小さな剥がれ。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を上回ることはない。
2…被覆物がカットの縁に沿って及び/又は交差点において剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは明確に5%を超えるが15%を上回ることはない。
3…被覆物がカットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に15%を超えるが35%を上回ることはない。
4…被覆物がカットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び又は数カ所の目が部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に35%を超えるが65%を上回ることはない。
5…剥がれの程度が分類4を超える場合。
<繊維強化樹脂成形体のうねり>
JIS B 0601:算術平均うねりWaに従ってうねりの大きさを測定した。
JIS B 0601:算術平均うねりWaに従ってうねりの大きさを測定した。
<耐湿性>
JIS K 5600−7−2:耐湿性(連続結露法)に従って塗膜の長期耐久性試験(試験条件は、50±1℃、相対湿度95%以上、試験時間240時間)を実施した。評価は、取り出し直後及び室内2時間静置した後の観察によって、塗膜にしわ、膨れ、割れ、さび及びはがれ等が認められず、2時間静置した後の観察でくもり、白化及び変色等がないときは“異常なし”とする。
JIS K 5600−7−2:耐湿性(連続結露法)に従って塗膜の長期耐久性試験(試験条件は、50±1℃、相対湿度95%以上、試験時間240時間)を実施した。評価は、取り出し直後及び室内2時間静置した後の観察によって、塗膜にしわ、膨れ、割れ、さび及びはがれ等が認められず、2時間静置した後の観察でくもり、白化及び変色等がないときは“異常なし”とする。
<繊維強化樹脂被覆成形体の表面抵抗値>
繊維強化樹脂被覆成形体の表面抵抗値は、23±2℃、50±5%RHの室内に24時間静置後、ハイレスターUP MCP−HT450型測定器(三菱化学社製)を用いて測定した。
繊維強化樹脂被覆成形体の表面抵抗値は、23±2℃、50±5%RHの室内に24時間静置後、ハイレスターUP MCP−HT450型測定器(三菱化学社製)を用いて測定した。
<ポットライフ>
JIS K 5600−2−6:ポットライフに従って23±2℃における繊維強化樹脂成形体被覆組成物のポットライフを測定した。
JIS K 5600−2−6:ポットライフに従って23±2℃における繊維強化樹脂成形体被覆組成物のポットライフを測定した。
(実施例14〜20及び比較例5)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入してカーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約1mm上昇させ、固定金型部と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より表5に示した繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表6に示す。
(実施例21〜24)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型部と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より表7に示した繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表8に示す。
(実施例25〜26)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EAC−1をキャビティ内に注入し、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させて、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より表9に示した繊維強化樹脂成形体被覆組成物43cc(膜厚200μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表10に示す。
(実施例27〜28)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂UPE−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物43cc(膜厚200μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表11に示す。
(実施例29〜30)
長さ500mm、幅400mm、板厚2.0mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたガラス強化繊維(第1層サーフェシングマット、第2層以降平織り構造のクロス、厚み0.4mm、5枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚2.0mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたガラス強化繊維(第1層サーフェシングマット、第2層以降平織り構造のクロス、厚み0.4mm、5枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、ガラス強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表12に示す。
(実施例31〜32)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維体に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い5秒間保持した後、1秒かけて型締め圧力を1.5MPaまで減圧した。その後、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表13に示す。
(実施例33〜34)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、型締め圧力をかけないように“ゼロ”とした後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に2MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表14に示す。
(実施例35〜37及び比較例6〜7)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1及び図2に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。実施例35〜37においては図2に示す金型構造を用い、比較例6〜7においては図1に示す金型構造を用い、固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1及び図2に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。実施例35〜37においては図2に示す金型構造を用い、比較例6〜7においては図1に示す金型構造を用い、固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約1mm上昇させ、固定金型部と離した後、実施例35〜37においてはスライドブロックを引き抜いた後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例18において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物を所定の膜厚となる量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。
一方、比較例6〜7においては、可動金型部を約1mm上昇させ、固定金型と離なした後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例18において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物を所定の膜厚となる量を成形体と固定金型表面との間に注入した。注入完了後4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、注入量の少ない膜厚15μmの場合、可動金型部と固定金型部との間に隙間は無かった。
得られた繊維強化樹脂成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表15に示す。
(実施例38〜39及び比較例8〜9)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有する金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約2MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約2mm上昇させ、固定金型部と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物21cc(膜厚100μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に所定の圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。その後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化したところで、金型温度はそのままで、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表16に示す。
(実施例40〜41)
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有し、急速加熱及び冷却機構を備えた金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度部は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、板厚1.4mmの板形状の樹脂成形体を得るためのキャビティを有し、急速加熱及び冷却機構を備えた金型を用い、図1に示す態様に従って成形体に対する型内被覆を実施した。なお、金型キャビティ表面は、#2000ダイヤモンドペーストで入念に研磨した後、クロムメッキを施してある。また、シェアエッジ部のクリヤランスの大きさは、全周に亘って80〜130μmの範囲であった。金型温度部は、固定金型部を140℃に、可動金型部を140℃に設定し、キャビティ表面には予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。固定金型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、可動金型部を下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂がキャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、可動金型部を約1mm上昇させ、固定金型部と離した後、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物32cc(膜厚150μmに相当)の量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に4MPaの圧力で再型締めを行い、2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。このとき、可動金型部と固定金型部との間はわずかに離れていた。即ち、再型締めの圧力が、繊維強化樹脂成形体被覆組成物にかかっている状態である。
次いで、可動金型部及び固定金型部を40℃まで急速に冷却し、その後、可動金型部を上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表17に示す。
(実施例42〜43)
長さ500mm、幅400mm、高さ100mm、高さ方向の抜き角度2°、板厚1.4mmの箱形状の樹脂成形体を得るための第1のキャビティと、第1のキャビティよりも大きな型内被覆を施す第2のキャビティを有する金型と、コア型部からなる金型であって、第1のキャビティ又はコア金型部にはマトリックス樹脂を注入する注入口が、また型内被覆を施す第2のキャビティを有する金型部には、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた金型を用いてRTM成形法(Resin Transfer Molding)によりFRP成形体を製造する方法において、第1のキャビティ、第2のキャビティ及びコア型部を140℃に設定し、第1のキャビティ表面及びコア型部表面には、予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。コア型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、第1のキャビティを下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
長さ500mm、幅400mm、高さ100mm、高さ方向の抜き角度2°、板厚1.4mmの箱形状の樹脂成形体を得るための第1のキャビティと、第1のキャビティよりも大きな型内被覆を施す第2のキャビティを有する金型と、コア型部からなる金型であって、第1のキャビティ又はコア金型部にはマトリックス樹脂を注入する注入口が、また型内被覆を施す第2のキャビティを有する金型部には、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた金型を用いてRTM成形法(Resin Transfer Molding)によりFRP成形体を製造する方法において、第1のキャビティ、第2のキャビティ及びコア型部を140℃に設定し、第1のキャビティ表面及びコア型部表面には、予め外部離型剤ダイフリーMS443(ダイキン工業社製)を5倍に希釈したものを塗布しておいた。コア型面上にプリフォームされたカーボン強化繊維(平織り構造のクロス、厚み0.2mm、7枚重ね)をセットし、第1のキャビティを下降させ約4MPaの圧力で型締めを行った。
次いで、真空ポンプによりキャビティ内を真空吸引した。キャビティ内が20torr以下に達したところで真空吸入ラインのバルブを閉じた後、マトリックス樹脂注入口よりマトリックス樹脂EPO−1をキャビティ内に注入して、カーボン強化繊維に含浸させた。マトリックス樹脂が、キャビティ内に充満した時点でマトリックス樹脂注入を終了した。その後、5分間保持しマトリックス樹脂を繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入及び流動圧力に耐える程度まで硬化させ、強化繊維樹脂含浸体を得た。
次いで、得られた強化繊維樹脂含浸体をコア型部に固定したまま、第1の金型を上昇回転させ、第2のキャビティをコア型部に被せ、2MPaの圧力で型締めを行った。次いで、繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口より実施例25及び26において用いた繊維強化樹脂成形体被覆組成物83ccの量を強化繊維樹脂含浸体表面と固定金型表面との間に注入した。注入完了後に2分間保持し繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた。その後、第2のキャビティを上昇させ、繊維強化樹脂成形体を型内から取り出した。この方法によれば、抜き角度の小さな成形品形状であっても膜厚を付与することが可能であり、得られた成形体の膜厚は全面約200μmであった。得られた成形体を前記試験方法により測定した。それらの結果を表18に示す。
1 可動金型部
2 固定金型部
3 キャビティ
4 シール用パッキン
5 マトリックス樹脂注入口
6 マトリックス樹脂用タンク
7 繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口
8 繊維強化樹脂成形体被覆組成物用タンク
9 計量シリンダ
10 減圧吸入部
11 真空トラップ
12 真空ポンプ
13 バルブ
14 バルブ
15 圧送ポンプ
16 シェアエッジ
17 熱媒配管
18 スライドブロック
19 油圧シリンダ
2 固定金型部
3 キャビティ
4 シール用パッキン
5 マトリックス樹脂注入口
6 マトリックス樹脂用タンク
7 繊維強化樹脂成形体被覆組成物注入口
8 繊維強化樹脂成形体被覆組成物用タンク
9 計量シリンダ
10 減圧吸入部
11 真空トラップ
12 真空ポンプ
13 バルブ
14 バルブ
15 圧送ポンプ
16 シェアエッジ
17 熱媒配管
18 スライドブロック
19 油圧シリンダ
Claims (16)
- (A)(メタ)アクリロイル基を有するウレタンオリゴマー、エポキシオリゴマー、ポリエステルオリゴマー及びポリエーテルオリゴマー、並びに不飽和ポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種と、
(B)該(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、N−ビニル−2−ピロリドン、ベンジル(メタ)アクリレート及びエトキシ化フェニル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーと、
(C)重合開始剤と
を含有することを特徴とする繊維強化樹脂成形体被覆組成物。 - (D)前記(B)成分以外の前記(A)成分と共重合可能な不飽和モノマーであって、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレエート及びβ−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレートから選ばれる少なくとも1種の不飽和モノマーを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物。
- 更に、(E)導電性カーボンブラック又は導電性金属酸化物粒子を無機粒子表面に被覆した導電性粒子を含むことを特徴とした請求項1又は2に記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物。
- 加熱手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM(Resin Transfer Molding)成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、マトリックス樹脂及び請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させた後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 - 加熱手段と冷却手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、マトリックス樹脂及び請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させ後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる該繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 - 加熱手段と冷却手段を備え、マトリックス樹脂を注入する注入口及び繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた、少なくとも2つの型部に分割可能な金型を用いてRTM成形法により繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該金型を、該マトリックス樹脂が硬化しない温度に予め調整しておき、該金型が形成するキャビティ内に繊維強化材を配置し、該金型を型締めした後、該キャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させる工程と、
該金型を該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるような温度に加熱し、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該金型表面の間に、請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該金型を該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に加熱し、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、少なくとも該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口を備えた型部表面を冷却する工程と、
該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 - 前記少なくとも2つの型部に分割可能な金型として、一方の型部が他方の型部内に嵌合する喰い切り構造を持った金型を用いることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記少なくとも2つの型部に分割可能な金型が、キャビティを密閉できるようにパッキンを備え、且つ該金型が形成するキャビティ内を減圧する手段を備え、前記マトリックス樹脂をキャビティ内に注入する直前にキャビティ内を減圧脱気することを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を、前記繊維強化樹脂含浸体表面と前記金型表面の間に注入する際は、金型型締め圧力をかけず、注入後に型締め圧力をかることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記繊維強化樹脂成形体被覆組成物を、前記繊維強化樹脂含浸体表面と前記金型表面の間に注入する際に、前記少なくとも2つの型部を0.1〜5mm離し、注入後に再型締めを行うことを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 第1のキャビティを構成する型部と、第2のキャビティを構成する型部と、コア型部とからなる金型であって、該第1のキャビティを構成する型部と該コア型部によって第1のキャビティを形成し、該第2のキャビティを構成する型部と該コア型部によって該第1のキャビティよりも大きな第2のキャビティを形成し、該第2のキャビティ内では型内被覆を施すことができ、少なくとも該第1のキャビティを構成する型部又は該コア型部には、マトリックス樹脂を注入する注入口が設けられ、該第2のキャビティを構成する型部には、繊維強化樹脂成形体被覆組成物を注入する注入口が設けられた金型を用いて、RTM成形法により、繊維強化樹脂成形体を製造する方法において、
該第1のキャビティを構成する型部、該第2のキャビティを構成する型部及び該コア型部を、マトリックス樹脂及び請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化する温度に予め加熱しておき、該金型が形成する第1のキャビティ内に繊維強化材を配置し、金型を型締めした後、該第1のキャビティ内に該マトリックス樹脂を注入して該繊維強化材に含浸させ、該マトリックス樹脂が該繊維強化樹脂成形体被覆組成物の注入圧力及び流動圧力に耐えることができるようになるまで、該マトリックス樹脂を硬化させ、繊維強化樹脂含浸体を得る工程と、
該繊維強化樹脂含浸体を該コア型部に残したまま、該第1のキャビティを構成する型部を該第2のキャビティを構成する型部に交換する工程と、
該繊維強化樹脂含浸体表面と該第2のキャビティを構成する型部表面の間に該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を20〜600μmの膜厚になるように注入する工程と、
注入完了後直ちに0.5〜7MPaの圧力にて再型締めを行う工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物を硬化させる工程と、
該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後、該金型を開き、該繊維強化樹脂成形体被覆組成物が繊維強化樹脂含浸体表面に硬化してなる繊維強化樹脂成形体を該金型から取り出す工程と
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 - 前記繊維強化樹脂成形体被覆組成物が硬化した後で且つ前記金型を開く前に、少なくとも前記第2のキャビティを形成する型部表面を冷却する工程を更に含むことを特徴とする請求項11に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びビニルエステル樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする請求項4〜12のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記マトリックス樹脂が、内部離型剤と組み合わせて使用されることを特徴とする請求項13に記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 前記繊維強化材が、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれる少なくとも1種である請求項4〜14のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法。
- 請求項4〜15のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形体の製造方法により得られたことを特徴とする繊維強化樹脂成形体。
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