(57)【要約】【課題】樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料を用いて、ＳＭＣ成形品の反りの発生を低減でき、かつ強度を向上させることができるＳＭＣ成形品の製造方法を提供する。【解決手段】幅方向の端部に樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料６を切断して、平面視で４辺の長さがそれぞれ３５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下の範囲内の矩形の形状を有する切断片３０とする。金型内に複数枚の切断片を積み重ねて成形してＳＭＣ成形品を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂コンパウンドと補強繊維材とを含有し、短手方向を幅方向とする幅４００ｍｍ以上の長尺のＳＭＣ材料において、幅方向の端部に、その内側部分よりも補強繊維材の含有比率が低い樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料を切断して、平面視で４辺の長さがそれぞれ３５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下の範囲内の矩形形状を有する切断片とし、金型内に複数枚の前記切断片を積み重ねて成形してＳＭＣ成形品を製造することを特徴とするＳＭＣ成形品の製造方法。
【請求項２】
前記ＳＭＣ材料は、繊維長２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内の補強繊維材を含有することを特徴とする請求項１に記載のＳＭＣ成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＭＣ成形品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ＳＭＣ（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）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の背景技術参照）。
【０００３】
まず、２つの巻出ロールからポリプロピレン等の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。次いで、ガラスロービングをロービングカッターで一定の長さに切断したガラス繊維（補強繊維材）を、樹脂コンパウンドが塗布された一方のフィルム上に層状に散布し、その上に、他方のフィルム上の樹脂コンパウンドの塗布面を合わせる。これによって、図５（ａ）に示されるように、上下２枚のフィルム２，３間に樹脂コンパウンド４と補強繊維材５とを有するＳＭＣ材料６が挟み込まれた長尺のＳＭＣシート１を得る。次いで、このＳＭＣシートをロールもしくはメッシュベルトからなる含浸機にて上下から一定圧力を加えて樹脂コンパウンドを流動させて、補強繊維材間に樹脂コンパウンドを含浸させる。次いで、所定時間養生させ、目的のＳＭＣ材料を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７６２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記含浸作業においては、上下からＳＭＣ材料を加圧して樹脂コンパウンドを流動させるため、図５（ｂ）に示されるように、その加圧力によって樹脂コンパウンド４が補強繊維材５の散布幅を超えて幅方向に流れることがある。補強繊維材５の散布幅を超えて幅方向に流れた部分（ミミ部５０）は、幅方向の内側部分５１に比べて補強繊維材５の含有比率が低くなっている。ミミ部５０は、樹脂コンパウンドリッチ部５２としてＳＭＣ材料６の幅方向の両端部に位置し、ＳＭＣ材料６の長手方向に沿って形成されている。
【０００６】
ＳＭＣ成形品を製造するには、まず、上記したＳＭＣ材料を所定の形状に切断し、次いで、ＳＭＣ材料が有する樹脂コンパウンドリッチ部を金型内の所定の位置に配置し、複数枚重ねて成形する。ＳＭＣ材料の切断形状は、ＳＭＣ成形品の金型形状によって決定される。また、切断したＳＭＣ材料が有する樹脂コンパウンドリッチ部の金型内の位置も、ＳＭＣ成形品の金型形状によって決定される。
【０００７】
ここで、ＳＭＣ材料の樹脂コンパウンドリッチ部の幅や補強繊維材の含有比率は、製造されるＳＭＣ材料毎に少しずつ異なる。このため、このようなＳＭＣ材料を所定の形状に切断してＳＭＣ材料が有する樹脂コンパウンドリッチ部を金型内の所定の位置に配置して成形すると、補強繊維材の分布差等に起因してＳＭＣ成形品に反りが発生したり、強度が低下したりすることがあった。
【０００８】
この問題を解消するために、樹脂コンパウンドリッチ部を切り落としたＳＭＣ材料を使用することが考えられるが、材料のロスが多くなり不経済である。
【０００９】
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、樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料を用いて、ＳＭＣ成形品の反りの発生を低減でき、かつ強度を向上させることができるＳＭＣ成形品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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明のＳＭＣ成形品の製造方法は、樹脂コンパウンドと補強繊維材とを含有し、短手方向を幅方向とする幅４００ｍｍ以上の長尺のＳＭＣ材料において、幅方向の端部に、その内側部分よりも補強繊維材の含有比率が低い樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料を切断して、平面視で４辺の長さがそれぞれ３５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下の範囲内の矩形形状を有する切断片とし、金型内に複数枚の前記切断片を積み重ねて成形してＳＭＣ成形品を製造することを特徴とする。
【００１１】
このＳＭＣ成形品の製造方法においては、前記ＳＭＣ材料は、繊維長２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内の補強繊維材を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂コンパウンドリッチ部を有するＳＭＣ材料を用いて、ＳＭＣ成形品の反りの発生を低減でき、かつ強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のＳＭＣ成形品の製造方法の一実施形態を説明するための模式図である。
【図２】ＳＭＣの製造工程の一実施形態を示す模式図である。
【図３】浴室洗い場パン金型の下金型の上に切断片を積み重ねて配置した状態を示す模式図である。
【図４】浴室洗い場パンからの成形体の切り出し位置を説明するための浴室洗い場パンの模式図である。
【図５】ＳＭＣの製造工程で得られるＳＭＣ材料を説明するためにＳＭＣ材料を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のＳＭＣ成形品の製造方法は、従来からＳＭＣ材料で製造されている成形品に対しての製造方法として適用できる。例えば、浴室洗い場パンや浴槽などの成形品の製造方法として利用可能である。
【００１５】
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。まず、ＳＭＣの製造工程の概略を図２を参照して説明する。
【００１６】
ＳＭＣは次のようにして製造される。まず、巻出ロール１０，１１から連続的に供給される長尺のフィルム２，３を搬送ベルト１２よりなる搬送装置１３で搬送し、フィルム２，３上にペースト状の樹脂コンパウンド４をディップパン１４，１５から供給して塗布する。ここで、後述する含浸機１８でＳＭＣシート１を加圧した後のＳＭＣ材料６の幅（短手方向の長さ）が、４００ｍｍ以上、好ましくは８００ｍｍ以上となるように樹脂コンパウンド４を塗布する。フィルム２，３の幅（短手方向の長さ）は、含浸機１８でＳＭＣシート１を加圧した後においてもフィルム２，３の幅方向の端部からＳＭＣ材料６がはみ出さないように、ＳＭＣ材料６の幅よりも長く設定される。
【００１７】
次いで、フィルム３の樹脂コンパウンド４上にガラス繊維（補強繊維材５）を散布する。補強繊維材５は、ガラスロービング１６から送り出されたガラス糸をロービングカッター１７で、例えば、繊維長２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で一定の大きさに裁断して得ている。かかる範囲内の補強繊維材を使用することでＳＭＣ成形品の強度をより向上させることができる。補強繊維材５を散布した後、さらにその上に、フィルム２上の樹脂コンパウンド４の塗布面を合わせている。これにより、樹脂コンパウンド４と補強繊維材５とを有したＳＭＣ材料６が上下からフィルム２，３で挟み込まれた長尺のＳＭＣシート１が形成される。
【００１８】
次いで、ＳＭＣシート１を搬送装置１３で含浸機１８に搬送し、含浸機１８において加圧含浸を行う。含浸機１８は、ＳＭＣシート１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１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５間に樹脂コンパウンド４を含浸させる。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１の上下からメッシュベルトで加圧することによって加圧含浸を行う。次いで、ＳＭＣシート１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、所定時間養生させる。
【００１９】
樹脂コンパウンド４は、次のようにして得られる。まず、不飽和ポリエステル等のベース樹脂に、フィラー、低収縮剤、内部離型剤、硬化剤、希釈剤等を撹拌タンク２１において攪拌混合し、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、タンク２３からトナーを添加し、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を経てディップパン１４，１５に投入して、樹脂コンパウンド４を得る。
【００２０】
こうして幅４００ｍｍ以上の長尺のＳＭＣ材料６を得る。幅の上限値は生産が可能であれば特に制限はないが、例えば、２０００ｍｍである。
【００２１】
このＳＭＣ材料６は、図５（ｂ）に示すように、幅方向の端部に、その内側部分５１よりも補強繊維材５の含有比率が低い樹脂コンパウンドリッチ部５２を有する。樹脂コンパウンドリッチ部５２は、ＳＭＣ材料６の長手方向に沿って形成されている。このような樹脂コンパウンドリッチ部５２は、幅Ｄが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内に形成されていることが多い。また、ＳＭＣ材料６の幅方向の端部以外の部分、すなわち、幅方向の内側部分５１では、補強繊維材５の幅方向の分布のバラツキが小さく、補強繊維材５が略均等に分散した状態になっている。このため、本発明では、使用するＳＭＣ材料６として、幅１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内の樹脂コンパウンドリッチ部５２を有する、幅４０００ｍｍ以上の長尺のＳＭＣ材料６を対象とするのが好ましい。
【００２２】
ＳＭＣシート１を養生した後は、図１に示すように、一対の送りロール７，８でＳＭＣシート１を連続して送りながら、フィルム巻き取り機９でＳＭＣ材料６からフィルム２，３を剥離して巻き取る。次いで、フィルム２，３を剥離したＳＭＣ材料６を切断装置２６でプレス成形用に所定の形状及び大きさに切断して多数の切断片３０を得る。次いで、切断片３０を金型内に積み重ねるようにして配置し、成形してＳＭＣ成形品を得る。
【００２３】
切断片３０は、平面視で４辺の長さがそれぞれ３５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下の範囲内、好ましくは５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の範囲内の矩形形状を有する。
【００２４】
かかる範囲内の大きさ及び形状を有する切断片３０は、ＳＭＣ材料６から多数作製される。このような切断片３０が集められた材料（複数枚の切断片からなる材料４０）は、マクロ的に、補強繊維材の分布のバラツキが小さい材料になっている。したがって、このような材料４０を成形材料として金型に必要量配置して成形することで、ＳＭＣ成形品の反りの発生を低減でき、かつ強度を向上させることができる。
【００２５】
切断片の４辺の長さがそれぞれ３５ｍｍ未満の場合には、ＳＭＣ材料に含まれる補強繊維材がＳＭＣ材料の切断処理時に切断されて短くなることがあり、ＳＭＣ成形品の強度を向上させることが難しい。１０５ｍｍを超える場合には、成形材料（複数枚の切断片からなる材料）において、ＳＭＣ材料が有する樹脂コンパウンドリッチ部の影響が大きくなり、マクロ的に補強繊維材の分布のバラツキが大きくなる。このような成形材料を用いて成形すると、補強繊維材の分布が不均一なＳＭＣ成形品になるため、ＳＭＣ成形品の反りの発生を低減することが難しい。
【００２６】
ＳＭＣ材料の切断処理は、例えば、連続的に供給されるＳＭＣ材料を幅方向に沿って切断し、後段で幅方向と直交する方向に切断する。または、連続的に供給されるＳＭＣ材料を長手方向に沿って切断し、後段で幅方向に沿って切断する。こうして、平面視で矩形形状に所定の大きさに切断された複数枚の切断片を得る。連続的に供給されるＳＭＣ材料を、幅方向及び長手方向に沿うように形成された切断刃で切断して、平面視で矩形形状に所定の大きさに切断された切断片を複数枚得るようにしてもよい。本実施形態では、ＳＭＣ材料を矩形形状に切断するので、切断処理が容易であり、作業性が良好である。
【００２７】
こうして得られた複数枚の切断片からなる材料を成形材料として金型内に必要量配置して成形するが、金型内では、切断片を積み重ねるようにして配置する。切断片に樹脂コンパウンドリッチ部が存在していても、その切断片を金型内に配置する際に切断片の向きなどを考慮せずに、下金型の上に載置することができる。
【００２８】
本実施形態のＳＭＣ成形品の製造方法においてＳＭＣ材料を切断して得られる切断片の投影面積よりもキャビティの投影面積が大きい金型の場合には、下金型の上に切断片を平面的に並べ、かつ積み重ねるようにして配置すればよい。
【００２９】
切断片を平面的に並べる際には、隣接する切断片に部分的に重ねて配置することができる。また、特定の方向に向けて切断片を並べたり積み重ねたりせずに下金型の上に載置することができる。切断片に樹脂コンパウンドリッチ部が存在していても、その切断片を金型内に配置する際に切断片の向きなどを考慮せずに、下金型の上に載置することができる。すなわち、複数枚の切断片をランダムに下金型の上に載置することができる。したがって、切断片の向きや位置などを考慮しないで切断片を金型に載置することができるので、作業性が良好である。
【００３０】
成形材料のチャージ率（キャビティの投影面積に対する投入される材料のカバー率）は、１５〜８０％の範囲内とすることができる。かかる範囲内で成形すると、気泡を少なくできる。また、ＳＭＣ成形品の反りの発生をより一層低減でき、かつ強度をより一層向上させることができる。
【００３１】
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。
【実施例】
【００３２】
＜実施例１−３、比較例１−２＞
＜ＳＭＣ材料の製造＞
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５質量部、硬化剤１質量部、重合禁止剤０．０５質量部、無機充填剤１５０質量部、離型剤５質量部、増粘剤１質量部を混合し、樹脂コンパウンドを得た。この樹脂コンパウンドと２５ｍｍの長さにカットしたガラス繊維（補強繊維材）とを用いて、図２に示した方法でＳＭＣ材料を製造した。得られたＳＭＣ材料は、幅１０００ｍｍ、単位面積あたりの質量が３ｋｇ／ｍ２、ガラス繊含有率が２５質量％であった。このＳＭＣ材料を４０℃にて３日間熟成させた。このＳＭＣ材料の幅方向の端部には、幅１０〜３０ｍｍの樹脂コンパウンドリッチ部が存在していた。
【００３３】
樹脂コンパウンドの材料成分は、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（和光純薬製）
・無機充填剤：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）
＜ＳＭＣ成形品の製造＞
得られたＳＭＣ材料を平面視で矩形形状に所定の大きさに切断し、図３に示すように、１６００ｍｍ×９００ｍｍサイズの浴室洗い場パン金型の下金型６０の中央部分の上に切断片３０を積み重ねて配置した（図中、寸法の単位はｍｍである）。チャージ率は、約１７％である。
【００３４】
次いで、上金型を降下させて型締めし、金型温度１４０℃、圧力１０ＭＰａにて１０分間圧縮成形し、浴室洗い場パン（ＳＭＣ成形品）を製造した。
【００３５】
図４に示すように、浴室洗い場パン７０の中央部Ａと端部Ｂの２箇所から成形体を切り出し、その切り出した成形体中のガラス繊維含有率と、その成形体の曲げ強度を測定した。また、ＳＭＣ成形品の反りの発生の有無も調べた。
【００３６】
その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１の結果から、実施例１−３は、ＳＭＣ材料を３５ｍｍ以上１０５ｍｍ以下の範囲内の矩形形状に切断した材料を使用しているので、ＳＭＣ成形品に反りの発生がなく、強度が良好であることが確認できた。実施例２は、５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の範囲内の矩形形状に切断した材料を使用しているので、ＳＭＣ成形品のガラス繊維含有率のバラツキの程度や曲げ強度などの諸物性のバランスが良好であった。
【００３９】
比較例１では、ＳＭＣ材料を２５ｍｍ×２５ｍｍの矩形形状に切断した材料を使用している。このような材料を用いて製造したＳＭＣ成形品は、中央部Ａ及び端部Ｂから切り出した成形体の曲げ強度が低下していることが確認された。比較例２では、ＳＭＣ材料を１００ｍｍ×１３０ｍｍの矩形形状に切断した材料を使用している。このような材料を用いて製造したＳＭＣ成形品は反りが発生し、また、そのＳＭＣ成形品の端部Ｂから切り出した成形体のガラス繊維含有率の下限値が実施例１−３と比べて小さいことが確認された。
【符号の説明】
【００４０】
４  樹脂コンパウンド
５  補強繊維材
６  ＳＭＣ材料
３０  切断片
５１  内側部分
５２  樹脂コンパウンドリッチ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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