JPH074880B2

JPH074880B2 - 樹脂含浸繊維基材および繊維強化プラスチツクの製造法

Info

Publication number: JPH074880B2
Application number: JP2290523A
Authority: JP
Inventors: 雅昭安田; 道幸一ノ瀬; 茂彦船橋
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH04163132A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は樹脂含浸繊維基材および繊維強化プラスチック
の製造法に関し、さらに詳しくは機械特性および難燃性
に優れた、異方性の少ない樹脂含浸繊維基材およびこれ
を用いた繊維強化プラスチックの製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来、繊維強化プラスチック（以下、FRPと略す）の成
形方法として、樹脂を含浸した繊維強化材を連続的に加
熱ダイス孔中に引き込み、ダイス軸方向に走行させて硬
化する引抜成形法が知られている。この方法は、連続成
形で自動化が容易であり、量産に適し、設備費や型費が
比較的安価であることから、近年、この方法によるFRP
の生産が急増している。特に電気絶縁性、軽量性、機械
特性に優れたFRPにさらに難燃性を付与したものは、絶
縁梯子、電車用第３軌条用カバー等の電気機器、化学工
場の各種耐蝕基材およびトレーラの側壁、バスのトリム
部品等の輸送機器などに大量に使用されている。

FRPに用いられる繊維強化材としては、主に作業性およ
び機械特性に優れた連続ストランドマットやロービング
が用いられている。しかし、繊維強化材が引抜き方向に
配列されるため、成形品の引抜き方向の強度および弾性
率は高いが、引抜き方向と垂直な横方向の機械特性は著
しく低く、大きな異方性を示し、引き抜き方向以外の方
向に強度や剛性が必要な場合には用いることができない
という欠点があった。

この欠点を解決するため、繊維強化材の一部にロービン
グクロスなどの織布を用い、横方向に対する機械特性の
改良が図られているが、この方法でも引抜き方向と横方
向の機械特性を同等にすることは困難であった。

またFRPに難燃性を付与する場合には、水酸化アルミニ
ウムなどの無機フィラを含有する樹脂混和物が用いられ
るが、この混和物は粘度が高いため、ロービングクロス
などの織布を繊維強化材に用いると、樹脂混和物の繊維
への含浸性が悪く、成形品の機械特性が著しく低下する
という問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、機械
特性および難燃性に優れた、異方性の少ない繊維強化プ
ラスチックの生成する樹脂含浸繊維基材およびこれを用
いた繊維強化プラスチックの製造法を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、マットとクロスからなる１対の積層された層
の少なくとも１層とマット層とを最外層の両面がマット
層となり、マット層とクロス層とが交互に位置するよう
にして樹脂液に含浸した後、含浸ローラで積層処理して
得られる樹脂含浸基材および樹脂含浸繊維基材を連続的
に加熱ダイス孔中に引き込み、ダイス軸方向に走行しな
がら上記樹脂を硬化させて引抜く繊維強化プラスチック
の製造法において、この樹脂含浸繊維基材を用いる繊維
強化プラスチックの製造法に関する。

本発明に用いられる樹脂含浸繊維基材の繊維強化材には
マットとクロスが用いられる。マットしてはチョップド
ストランドマット、コンティニュアスマットなどを、ま
たクロスとしてはロービングクロスなどを用いることが
できるが、成形性の点からコンティニュアスマットとロ
ービングクロスの組合わせで用いるのが好ましい。繊維
強化材の種類には特に限定はされないが、価格の面から
ガラス繊維が好ましい。

本発明に用いられる樹脂液には、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などが用いられる
が、成形性の点から、不飽和ポリエステル樹脂が好まし
い。

上記樹脂液には、樹脂100重量部に対して無機フィラを5
0重量部以上混合して用いるのが好ましく、成形品の外
観および機械特性の点からは50〜100重量部とするのが
より好ましい。無機フィラとしては、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、クレー、ガラス粉末などが用いら
れるが、成形品に難燃性が要求される場合は、水酸化ア
ルミニウムを用いるのが好ましい。

上記樹脂液には、硬化剤、硬化促進剤、必要に応じて低
収縮剤、着色剤、離型剤などが添加されて樹脂混和物と
して用いられる。

本発明において、繊維強化材としてのマットとクロス
は、成形品の引抜き方向と横方向の機械特性を同等に
し、かつ反りなどの変形の少ない成形品を得るために、
１層のマット以外は、マットとクロスの対で用いられ、
かつ最外層の両面がマット層となり、マット層とクロス
層とが交互に位置するように積層される。すなわち、マ
ットとクロスからなる１対の積層された層の少なくとも
１層とマット層とをそれぞれ前記の位置関係として樹脂
液に引き込み、含浸ローラで樹脂液を含浸するとともに
積層処理される。

本発明においては、マットとクロスは積層されて１対の
層とし樹脂液に引き込まれる必要がある。

クロスをマットと積層することなく単独で樹脂液に引き
込んだ場合は、樹脂液の粘度が高いため、クロス表面に
付着した液が含浸ローラで除去され、クロスへの含浸性
が非常に悪くなるが、本発明においてはマットとクロス
からなる１対の層として樹脂液に引き込まれ、クロスの
両側にマットが隣接して積層されるため、含浸工程にお
いて樹脂液保持率の高いマットから除去された余分な樹
脂液がクロスに移行して含浸され、クロスへの樹脂の含
浸性が向上する。

樹脂液に引き込まれたそれぞれの繊維強化材層は、含浸
ローラにより樹脂液が含浸されて積層され、加熱ダイス
孔に連続的に送られて硬化し、成形品とされる。この成
形品は、上記した複数の樹脂含浸繊維基材を重ね合わせ
て得られるため、機械特性に優れ、かつ異方性が少な
い。マットとクロスの成形品に占める割合は、成形品の
機械特性および成形性の点から25〜40重量％とすること
が好ましい。

第１図は、本発明の製造法に用いられるFRP製造装置の
一例を示すフロー図である。

この装置は、複数の繊維強化材（マット１およびクロス
２）に含浸する樹脂液が貯溜された樹脂槽３と、該樹脂
槽３に設置された繊維強化材を案内する案内板４と、上
記繊維強化材に樹脂液を含浸させるとともに余分な樹脂
液を除いて積層する含浸ローラ５と、樹脂液を含浸、積
層した樹脂含浸繊維基材を硬化する加熱ダイス６と、該
加熱ダイス６で硬化された硬化成形体７の引抜速度を調
節する駆動装置10と、上記硬化成形体７を適当な長さに
切断するカッタ８とからなる。上記含浸ローラ５は、繊
維強化材への樹脂液の含浸を向上させるために多数設置
するのが好ましい。加熱ダイスの長さは通常500〜150mm
程度とされ、硬化成形体７の引抜速度は通常0.2〜1.5mm
/分程度とされる。

第１図に示す例においては、構成において、繊維強化材
として、マット１の上層には、クロス2aとマット1a、ク
ロス2bとマット1b、クロス2cとマット1c、クロス2dとマ
ット1dおよびクロス2eとマット1eの５層がそれぞれに順
にセットされ、これらのそれぞれの層（６層）は、樹脂
層３内の案内板４に引き込こまれ、樹脂液を通過した
後、含浸ローラ５で樹脂液が含浸されるとともに余分な
樹脂液が除かれて積層され、加熱ダイス６に引込まれて
硬化される。硬化成形体７の引抜速度は駆動装置８によ
り調節され、該硬化成形体７はカッター９により切断さ
れて成形品とされる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１第１図の装置として、英国プルトレックス社製の引抜形
成機（型式:MC8000）および第２図に示す幅200mm、厚さ
8mmおよび長さ1000mmの引抜形状寸法の加熱ダイス６を
用いた。加熱ダイス６には、上下面の前後、４か所にヒ
ータが設置されており、引込み側のダイス温度が130
℃、出口のダイス温度が150℃になるように設定した。

マットとして幅200mmのコンティニュアスマット＃8624
（旭ファイバーグラス社製）、クロスとして幅200mmの
ロービングクロスFEWR−570（富士ファイバーグラス社
製）を用い、最上層から順に〔マットとクロス層／マッ
トとクロス層／マットとクロス層／マットとクロス層／
マットとクロス層／マットとクロス層／マット層〕の７
層（積層６層とマット層）として樹脂槽３の案内板４に
引き込んだ。

樹脂槽２に第１表に示す樹脂混和物を供給し、駆動装置
10の引抜速度を0.4mm/分として引抜成形機を運転し、約
2mの長さの成形品を製造した。得られた成形品の特性
（樹脂混和物のクロス基材への含浸性、曲げ強さ、曲げ
弾性率、外観および難燃性）を下記のようにして調べ、
それらの結果を第２表に示した。

（１）クロス基材への含浸性：目視によった。

（２）曲げ強さ:JIS K 6911に準じて測定した。

（３）曲げ弾性率:JIS K 6911に準じて測定した。

（４）外観：目視によった。

（５）難燃性:JIS A 1322に準じて測定した。

比較例１実施例１において、繊維強化材を〔マットとクロスとマ
ット層／クロスとマットとクロス層／クロスとマットと
クロス層／マットとクロスとマット層〕の５層に積層し
て案内板４に引き込んだ以外は実施例１と同様にして成
形品９を製造し、成形品の特性を実施例１と同様にして
調べ、その結果を第２表に示した。

比較例２実施例１において、繊維強化材を〔マットとクロス層／
クロス層／クロス層／マットとクロス層／マット層／ク
ロスとマット層／クロス層／クロス層／クロスとマット
層〕の９層として案内板４に引き込んだ以外は実施例１
と同様にして成形品９を製造し、成形品の物性を実施例
１と同様にして調べ、その結果を第２表に示した。

第２表から明らかなように、本発明の実施例１では、樹
脂混和物のクロス基材への含浸性が良く、引抜方向とこ
れに垂直な横方向の曲げ特性の異方性が少なく、外観も
良好で、かつ難燃性に優れた成形品が得られた。これに
対し、比較例１ではマットとクロスとマットまたはクロ
スとマットとクロスを対に用い、マットとクロスを対と
して用いていないため、比較例２ではクロスのみを対と
することなく用いるため、クロス基材への含浸性が悪
く、成形品に巣が発生して外観性に劣り、機械特性が低
下した。

〔発明の効果〕

本発明の製造法によれば、繊維強化材としてマット層と
クロス層とを交互に位置させ、かつ最外層の両面をマッ
ト層とすることにより、クロスへの樹脂液の含浸性を向
上させることができるため、成形法の機械特性および難
燃性に優れた、異方性の少ない成形品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造法に用いられる繊維強化プラス
チック製造装置の一例を示すフロー図、第２図は、第１
図で用いた加熱ダイスの形状を示す図である。１、1a、1b、1c、1d、1e…マット、2a、2b、2c、2d、2e
…クロス、３…樹脂槽、４…案内板、５…含浸ローラ、
６…加熱ダイス、７…硬化成形体、８…駆動装置、９…
カッター。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マットとクロスからなる１対の積層された
層の少なくとも１層とマット層とを最外層の両面がマッ
ト層となり、マット層とクロス層とが交互に位置するよ
うにして樹脂液に含浸した後、含浸ローラで積層処理し
て得られる樹脂含浸繊維基材。
【請求項２】樹脂液として、樹脂100重量部に対して無
機フィラを50重量部以上含有する熱硬化性樹脂混和物を
用いる請求項１記載の樹脂含浸繊維基材。
【請求項３】樹脂含浸繊維基材を連続的に加熱ダイス孔
中に引き込み、ダイス軸方向に走行しながら上記樹脂を
硬化させて引抜く繊維強化プラスチックの製造法におい
て、前記樹脂含浸繊維基材として、請求項１記載の樹脂
含浸繊維基材を用いることを特徴とする繊維強化プラス
チックの製造法。
【請求項４】樹脂液として、樹脂100重量部に対して無
機フィラを50重量部以上含有する熱硬化性樹脂混和物を
用いる請求項３記載の繊維強化プラスチックの製造法。