(57)【要約】【課題】より簡便な方法で補強繊維材の含浸性を向上させることができるＳＭＣの製造方法を提供する。【解決手段】補強繊維材２が供給される樹脂コンパウンド１の被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材２を樹脂コンパウンド１に供給する。次いで、加圧により補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１を含浸させてシートモールディングコンパウンドを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂コンパウンドに補強繊維材を供給した後、加圧により前記補強繊維材間に前記樹脂コンパウンドを含浸させてシートモールディングコンパウンドを製造する方法において、補強繊維材が供給される樹脂コンパウンドの被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材を前記樹脂コンパウンドに供給することを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造方法。
【請求項２】
樹脂コンパウンドの被供給部の温度よりも５℃〜１５℃高い温度に加熱された補強繊維材を前記樹脂コンパウンドに供給することを特徴とする請求項１に記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートモールディングコンパウンドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂コンパウンドとガラス繊維等の補強繊維材とを有するシートモールディングコンパウンド（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、以下、ＳＭＣと称する）は、例えば、以下のようにして製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
２つの巻出ロールからそれぞれ長尺のフィルムを供給し、各フィルム上に、ペースト状の樹脂コンパウンドを供給し塗布する。一方のフィルムの樹脂コンパウンド上に補強繊維材を散布し、その上に、他方のフィルムの樹脂コンパウンドの塗布面を合わせる。これによって、２枚のフィルム間に樹脂コンパウンドと補強繊維材とを有するＳＭＣ材料が挟み込まれた長尺のＳＭＣシートを得る。次いで、含浸用ロールにてＳＭＣシートに一定圧力を加え、補強繊維材間に樹脂コンパウンドを含浸させる。こうしてＳＭＣが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＭＣの製造方法においては、補強繊維材の含浸性の向上が望まれている。含浸性が悪いと成形品にフクレ等の外観不良が発生したり、強度が低下したりする場合があるからである。
【０００６】
上記特許文献１では、補強繊維材の含浸性の向上のために、含浸工程においてフィルムの走行方向に対してつづら折り状に配置した多数の含浸用ロールの間を一定の張力の下にＳＭＣシートを通過させている。
【０００７】
しかしながら、多数の含浸用ロールの間を通過するＳＭＣシートにたるみが生じる場合があり、このような場合においてＳＭＣシートに一定の張力を加えることが難しいことが指摘されている。ＳＭＣシートにたるみを生じさせないようにするために張力を高めることが考えられるが、そうすると樹脂コンパウンドのはみ出しや補強繊維材の分散の偏り等が生じるおそれがある。このようにつづら折り状に配置した多数の含浸用ロールの間を一定の張力の下にＳＭＣシートを通過させることは容易ではなく、より簡便な方法で含浸性を向上させることが望まれている。
【０００８】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、より簡便な方法で補強繊維材の含浸性を向上させることができるＳＭＣの製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のＳＭＣの製造方法は、樹脂コンパウンドに補強繊維材を供給した後、加圧により前記補強繊維材間に前記樹脂コンパウンドを含浸させてシートモールディングコンパウンドを製造する方法において、補強繊維材が供給される樹脂コンパウンドの被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材を前記樹脂コンパウンドに供給することを特徴とする。
【００１０】
このＳＭＣの製造方法においては、樹脂コンパウンドの被供給部の温度よりも５℃〜１５℃高い温度に加熱された補強繊維材を前記樹脂コンパウンドに供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より簡便な方法で補強繊維材の含浸性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＳＭＣの製造工程の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、ＳＭＣの製造工程の一実施形態を示す模式図である。
【００１４】
ＳＭＣは次のようにして製造される。まず、ＳＭＣの原料となる樹脂コンパウンド１と補強繊維材２を準備する。
【００１５】
樹脂コンパウンド１は、次のようにして得られる。不飽和ポリエステル等のベース樹脂に、必要に応じてフィラー、低収縮剤、内部離型剤、硬化剤、重合性単量体、重合防止剤、無機充填材等を添加し、撹拌タンク２１において攪拌混合してペースト状の樹脂混合物を得る。次いで、この樹脂混合物にタンク２２から増粘剤を添加し、タンク２３から必要に応じてトナーを添加する。次いで、送りポンプ２４により一定流量で送り出し、スタティックミキサー２５を経て樹脂コンパウンド１を得る。得られた樹脂コンパウンド１はディップパン１４，１５に投入される。
【００１６】
ベース樹脂に添加される増粘剤は、ＳＭＣが成形加工に適した粘度となるように添加される。このような増粘剤を含む樹脂コンパウンド１は、一般的には後述する含浸作業後に樹脂コンパウンド１の増粘が始まるように配合設計されている。すなわち、増粘剤を含む樹脂コンパウンド１は、補強繊維材２間への樹脂コンパウンド１の含浸作業時は粘度の低い状態に保たれ、養生後は成形加工に適した粘度の高い状態とされる。増粘剤の具体例として、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。
【００１７】
本実施形態では補強繊維材２としてガラス繊維を用いている。このような補強繊維材２は、ロール２８から引き出されたガラスロービング７をロービングカッター１７で一定の大きさに裁断することで得られる。ロール２８から引き出される前のガラスロービング７は、必要に応じて、図１に示すように温湿度調整庫２９内において所定の温度及び湿度に保温、加湿される。こうすることでガラスロービング７がロール２８から引き出された後においても静電気の発生が抑えられ、静電気による補強繊維材２同士の凝集を防止することができる。温湿度調整庫２９内の温度は、例えば、室温付近の温度、より具体的には２０℃〜３０℃の温度範囲内に調整される。後述するが、それ以上の温度に調整することもできる。温湿度調整庫２９内の湿度は、静電気の発生を抑えることができれば特に制限されない。例えば４０％ＲＨ以上とすることができる。上限値は樹脂コンパウンド１への影響を考慮し、例えば９０％ＲＨとすることができる。
【００１８】
得られた樹脂コンパウンド１と補強繊維材２とを用いて、次のようにしてＳＭＣを製造する。
【００１９】
巻出ロール１０，１１から連続的に供給される離型性の長尺の２枚のフィルム３，４を搬送ベルト１２よりなる搬送装置１３で搬送し、ペースト状の樹脂コンパウンド１をディップパン１４，１５からフィルム３，４上に供給して塗布する。フィルム３，４上に塗布された樹脂コンパウンド１の温度は例えば３０℃〜３５℃の範囲内とされている。
【００２０】
樹脂コンパウンド１を塗布した後、フィルム４の樹脂コンパウンド１上に補強繊維材２を散布等の方法で供給する。ここで、樹脂コンパウンド１上には加熱された補強繊維材２が供給される。その詳細については後述する。
【００２１】
フィルム４の樹脂コンパウンド１上に補強繊維材２を供給した後、さらにその上に、フィルム３上の樹脂コンパウンド１の塗布面を合わせる。これによって、樹脂コンパウンド１と補強繊維材２とを有したＳＭＣ材料５が２枚のフィルム３，４で上下から挟み込まれた長尺のＳＭＣシート６を得る。フィルム３，４の幅（短手方向の長さ）は、後述する含浸機１８でＳＭＣシート６を加圧した後においてもフィルム３，４の幅方向の端部からＳＭＣ材料５がはみ出さないように、ＳＭＣ材料５の幅よりも長く設定されている。
【００２２】
次いで、ＳＭＣシート６を搬送装置１３で含浸機１８に搬送し、含浸機１８において含浸作業を行う。含浸機１８は、ＳＭＣシート６を上下から加圧する押圧ロール１９を備えている。ＳＭＣシート６の上下から押圧ロール１９で加圧することによって、補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１を含浸させることができる。含浸機１８は、メッシュベルトを備えた構成であってもよい。この場合、ＳＭＣシート６の上下からメッシュベルトで加圧することによって含浸させることができる。次いで、ＳＭＣシート６を箱状のコンテナ２０につづら折り状に折り重ねて収納し、所定時間熟成、養生させる。養生後、ＳＭＣシート６のフィルム３，４を除去し、ＳＭＣ材料５をプレス成形用に所定の形状に切断する。切断物をプレス成形装置で成形することで浴槽や洗面化粧台等の成形品を得る。
【００２３】
本実施形態では、補強繊維材２が供給される樹脂コンパウンド１の被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材２を樹脂コンパウンド１に供給している。
【００２４】
このような補強繊維材２は、補強繊維材２を直接加熱することによって得ることができる。ガラスロービング７を加熱することによっても得ることができる。図１では、ロール２８から引き出されたガラスロービング７を温調ロール３０で加熱することによって所定の温度に加熱された補強繊維材２を得ている。以下、温調ロール３０を使用した方法について説明する。
【００２５】
温調ロール３０は、円柱状の形状を有しており、その円周面の温度を所望の温度に調節可能とされている。また、補強繊維材２の滑りをよくするためにクロムメッキが施されている。
【００２６】
図１に示すように、４つの温調ロール３０がガラスロービング７の進行方向に上流側から第１の温調ロール３１、第２の温調ロール３２、第３の温調ロール３３、第４の温調ロール３４として順次一列に連続して配置されている。このように配置された複数の温調ロール３０の間をガラスロービング７が蛇行して進行するように、隣接する温調ロール３０間にガラスロービング７を交互に通過させている。より詳細には、第１の温調ロール３１の下側半分の円周面に沿ってガラスロービング７を温調ロール３０の円周面に接触させている。この第１の温調ロール３１と第２の温調ロール３２との間を下から上に向かってガラスロービング７を通過させ、第２の温調ロール３２の上側半分の円周面に沿ってガラスロービング７を第２の温調ロール３２の円周面に接触させている。さらに、第２の温調ロール３２と第３の温調ロール３３との間を上から下に向かってガラスロービング７を通過させ、第３の温調ロール３３の下側半分の円周面に沿ってガラスロービング７を第３の温調ロール３３の円周面と接触させている。以降、その繰り返しのため説明を省略する。このように、ロール２８から引き出されたガラスロービング７を複数の温調ロール３０の円周面に順次接触させて進行させている。こうして温調ロール３０の円周面の温度に応じた温度にガラスロービング７が加熱される。
【００２７】
ガラスロービング７は、樹脂コンパウンド１に供給される補強繊維材２の温度が樹脂コンパウンド１の被供給部の温度以上になるように加熱される。樹脂コンパウンド１の被供給部とは、樹脂コンパウンド１において補強繊維材２が供給される部分である。こうすることで、補強繊維材２を樹脂コンパウンド１に供給した際、補強繊維材２との接触により樹脂コンパウンド１の被供給部の温度が高められる。樹脂コンパウンド１の被供給部の温度が高められると粘度が下がり、補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１が含浸し易くなる。これによって、補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１をより効果的に含浸させることができ、補強繊維材２の含浸性を向上させることができる。従来から含浸性が悪いとされている補強繊維材２でも補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１をより効果的に含浸させることができる。また、多量の補強繊維材２を樹脂コンパウンド１に供給した場合でも、補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１をより効果的に含浸させることができる。
【００２８】
樹脂コンパウンド１に供給される補強繊維材２は、樹脂コンパウンド１の被供給部の温度よりも５℃〜１５℃高い温度とされていることが好ましい。より好ましくは、補強繊維材２は樹脂コンパウンド１の被供給部の温度よりも８℃〜１３℃高い温度とされていることが望ましい。樹脂コンパウンド１の被供給部の温度よりも５℃〜１５℃高くすることで、補強繊維材２間に樹脂コンパウンド１をより一層効果的に含浸させることができる。ガラスロービング７は通常、熱可塑性樹脂をバインダーとして単繊維が結束されており、かかるガラスロービング７から得られる補強繊維材２も熱可塑性樹脂を有するが、その熱可塑性樹脂の軟化によるベタつき、変質等の発生を効果的に抑えることもできる。フィルム３，４上に塗布された樹脂コンパウンド１の温度は３０℃〜３５℃の範囲内であることが多いので、樹脂コンパウンド１に供給される補強繊維材２の温度は４０℃〜５０℃であることが好ましい。
【００２９】
このように本実施形態によれば、樹脂コンパウンド１への加熱された補強繊維材２の供給という簡便な方法で補強繊維材２の含浸性を向上させることができる。こうして得られるＳＭＣはより均質化され、成形品においてはフクレ等の外観不良が減り、強度が向上するなど品質が向上する。また、簡便な方法であるため、低コストでＳＭＣ及びその成形品を製造することができる。
【００３０】
さらにまた、補強繊維材２との接触により樹脂コンパウンド１の被供給部の温度が高められて樹脂コンパウンド１の増粘速度が速くなるので、従来の方法と比べて増粘剤の配合量を減量できるという利点も有する。酸化マグネシウム等の通常の増粘剤はアルカリ性であるため、増粘剤の配合によって一般的には耐熱水性が低下する傾向にあるが、増粘剤の配合量を減らすことで耐熱水性による劣化を抑えることができる。増粘剤は一般的に高価であるため、増粘剤の配合量の減量によってＳＭＣを安価に製造することができる。
【００３１】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では４つの温調ロールをガラスロービングの進行方向に一列に連続して配置しているが、温調ロールの数や温調ロールの配置は特に限定されない。樹脂コンパウンドの被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材を得ることができれば、温調ロールの数を１つとすることもできるし、２つ、３つもしくは５つ以上とすることもできる。温調ロールを千鳥状に配置することもできる。
【００３２】
上記した実施形態では温調ロールでガラスロービングを加熱することによって所定の温度に加熱された補強繊維材を得ているが、例えば次の方法で所定の温度に加熱された補強繊維材を得ることもできる。温湿度調整庫等のガラスロービングの保管部屋内を加熱してガラスロービングを加熱し、その加熱されたガラスロービングから補強繊維材を得る方法。ロールから引き出されたガラスロービングを赤外線ヒータ等のヒータで加熱し、その加熱されたガラスロービングから補強繊維材を得る方法。ロールから引き出されたガラスロービングをヒータで加熱された配管内に通すことによってガラスロービングを加熱し、その加熱されたガラスロービングから補強繊維材を得る方法。ロールから引き出されたガラスロービングを加熱炉に通してガラスロービングを加熱し、その加熱されたガラスロービングから補強繊維材を得る方法。補強繊維材を加熱炉に通すことによって加熱された補強繊維材を得る方法。補強繊維材を加熱したシューターに接触させることによって加熱された補強繊維材を得る方法。このように、ロービングのロール状態で加熱したり、ロールから引き出した後、ロービングカッターで切断するまでの間に加熱したり、切断後、樹脂コンパウンドに供給するまでの間に加熱することによって所定の温度に加熱された補強繊維材を得ることができる。これらの方法を複数組み合わせて所定の温度に加熱された補強繊維材を得ることもできる。
【００３３】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３４】
＜実施例＞
図１に示すＳＭＣの製造工程に従って、環境温度１５℃で以下のとおりＳＭＣを製造した。
【００３５】
ベース樹脂として不飽和ポリエステル樹脂８０質量部、重合性単量体２０質量部、低収縮剤１０質量部、硬化剤１質量部、重合防止剤０．０５質量部、無機充填材１４０質量部、及び離型剤３質量部を撹拌タンク２１で攪拌混合してペースト状の樹脂混合物（粘度：１０ｍＰａｓ、３５℃）を得た。次いで、タンク２２から樹脂混合物に増粘剤を１質量部添加し、送りポンプ２４により一定流量で送り出し、スタティックミキサー２５を経て樹脂コンパウンド１を得、ディップパン１４，１５に投入した。
【００３６】
樹脂コンパウンド１の材料成分は、次のものを使用した。
・不飽和ポリエステル樹脂：昭和電工株式会社製Ｍ−５８０
・重合性単量体：スチレン（三菱化学株式会社製ＣＡＳ（１００−４２−５）準拠スチレンモノマー）
・低収縮剤：ポリスチレン（ＰＳジャパン製  ＧＰＰＳ）
・硬化剤：ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（日本油脂株式会社製  パーブチルＺ）
・重合禁止剤：ｐ−ベンゾキノン（和光純薬工業株式会社製）
・無機充填材：炭酸カルシウム（白石工業社製ホワイトンＳＢ青）
・離型剤：ステアリン酸亜鉛（川村化学工業製）
・増粘剤：酸化マグネシウム（協和化学株式会社製キョーワマグ＃４０）
また、温湿度調整庫２９内で２５℃、６０ＲＨに保温、加湿されたガラスロービング７をロール２８から引き出し、円周面の温度が５０℃の温調ロール３０に接触させて加熱し、ロービングカッター１７で一定の大きさに裁断して補強繊維材２を得た。ガラスロービング７は、日東紡株式会社製ＲＳ４８０ＰＢ−５４９を使用した。
【００３７】
次いで、得られた樹脂コンパウンド１を３５℃に加熱した状態でフィルム３，４上に塗布し、フィルム４の樹脂コンパウンド１上に補強繊維材２を散布し、その上にフィルム３上の樹脂コンパウンド１の塗布面を合わせてＳＭＣシート６を得た。なお、散布される補強繊維材２の温度は４５℃であった。また、補強繊維材２は、樹脂コンパウンド１と補強繊維材２とを有するＳＭＣ材料５全体中、含有量が３０質量％となるように散布された。
【００３８】
次いで、含浸機１８で含浸作業を行った。含浸後のＳＭＣシート６のＳＭＣ材料５の温度は４０℃であった。
【００３９】
次いで、ＳＭＣシート６を４０℃で２４時間熟成、養生させた。その後、ＳＭＣシート６のフィルム３，４を除去し、ＳＭＣ材料５をプレス成形用に切断した。切断物を３００ｍｍ×３００ｍｍの平板金型に投入し、プレス成形装置によって成形し、５ｍｍ厚みの成形品を得た。成形条件は、意匠面側の金型温度１４５℃、裏面側の金型温度１３０℃、成形圧力７ＭＰａ、成形時間５分である。
＜比較例＞
実施例においてガラスロービング７を温調ロール３０で加熱しなかった以外は、実施例と同様の条件及び方法でＳＭＣシート６とその成形品を得た。比較例では、フィルム４の樹脂コンパウンド１上に散布される補強繊維材２の温度は２５℃であり、含浸後のＳＭＣシート６のＳＭＣ材料５の温度は３０℃であった。
【００４０】
実施例と比較例について補強繊維材の含浸状態と成形品の表面状態を調べた。
＜補強繊維材の含浸状態＞
実施例および比較例において得られた各ＳＭＣシートのＳＭＣ材料について、補強繊維材の含浸状態を調べた。実施例で得られたＳＭＣシートのＳＭＣ材料では、未含浸の補強繊維材は見られず、含浸性が良好であることが確認された。一方、比較例で得られたＳＭＣシートのＳＭＣ材料では、一部に未含浸部分が見られた。
＜成形品の表面状態＞
実施例および比較例において得られた各成形品の表面状態を調べた。実施例で得られた成形品では、フクレ等が見られず、表面状態が良好であることが確認された。一方、比較例で得られた成形品では、フクレが５箇所見られた。
【００４１】
以上より、補強繊維材が供給される樹脂コンパウンドの被供給部の温度以上に加熱された補強繊維材を樹脂コンパウンドに供給するという簡便な方法で補強繊維材の含浸性を向上させることが確認できた。
【符号の説明】
【００４２】
１  樹脂コンパウンド
２  補強繊維材
【図１】
2014172298.tif 000003