(57)【要約】【課題】熱硬化性樹脂に対して柄材を均一に混合して供給することができ、安定した品質の成形品が成形可能なＳＭＣの製造方法を提供する。【解決手段】柄材４を含有する熱硬化性樹脂１をガラス繊維１２に含浸させて製造するＳＭＣ１４の製造方法であって、熱硬化性樹脂と柄材をホッパー７に供給し、混合して樹脂コンパウンド１０を製造する工程と、ガラス繊維を挟み込むように樹脂コンパウンドを供給した後、上下から加圧して含浸させる工程を有し、樹脂コンパウンドを製造するためのホッパーは、上部に投入口７１を有するとともに下部に排出口７２を備えており、投入口から排出口に行くほど断面積が小さくなる円錐形状を有し、排出口の下流には樹脂コンパウンド排出用ポンプ７５を備え、かつ、ホッパーが水平方向に回転する機能を有し、ホッパーの回転により熱硬化性樹脂と柄材を均一に混合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柄材を含有する熱硬化性樹脂をガラス繊維に含浸させて製造するＳＭＣの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂と前記柄材をホッパーに供給し、混合して樹脂コンパウンドを製造する工程と、前記ガラス繊維を挟み込むように前記樹脂コンパウンドを供給した後、上下から加圧して含浸させる工程を有し、
前記樹脂コンパウンドを製造するための前記ホッパーは、上部に投入口を有するとともに下部に排出口を備えており、前記投入口から前記排出口に行くほど断面積が小さくなる円錐形状を有し、前記排出口の下流には樹脂コンパウンド排出用ポンプを備え、かつ、前記ホッパーが水平方向に回転する機能を有し、
前記ホッパーの回転により前記熱硬化性樹脂と前記柄材を均一に混合することを特徴とするＳＭＣの製造方法。
【請求項２】
ホッパーの内面に突起を備えることを特徴とする請求項１記載のＳＭＣの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＭＣの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
補強繊維材に熱硬化型の樹脂コンパウンドを含浸させたＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド、Sheet Molding Compounds）を用いた成形体は、高い意匠性と強度を兼ね備えていることから浴槽、洗面台やキッチンカウンター等に広く使用されている。また、補強繊維材としては、ガラス繊維が好適に用いられている。
【０００３】
このようなＳＭＣの製造方法としては、通常、図５に示すように、まず、上下２枚の熱可塑性樹脂フィルム９１、９２に樹脂コンパウンド１０を塗布する。そして、樹脂コンパウンド１０の塗布後の層の間にガラス繊維１２を供給し、挟み込むように上下の熱可塑性樹脂フィルム９１、９２を積層している。次に、この積層体を加圧ローラー１５ａ、１５ｂで加圧成形することにより、樹脂コンパウンド１０をガラス繊維１２に含浸させてＳＭＣ１４を製造している。この場合の樹脂コンパウンド１０は、熱可塑性樹脂フィルム９１、９２に塗布する直前に樹脂コンパウンド１０の主剤である熱硬化性樹脂１に増粘剤２や着色剤３を添加し混合して調整されている。
【０００４】
一方、近年、より高い意匠性を有する成形体を製造するためのＳＭＣとして、柄材を配合したものが多く用いられている。柄材を配合したＳＭＣを用いて製造した成形体は、例えば、大理石等の天然石の風合いを付与した成形体にできることから広く用いられている。
【０００５】
柄材をＳＭＣに配合させる方法としては、例えば、樹脂コンパウンドの材料である液状の熱硬化性樹脂に粉状又は粒状の柄材を混合して樹脂コンパウンドを調整したものをポンプでガラス繊維の上下に供給する方法がある。
【０００６】
ただ、この方法によれば、液状の熱硬化性樹脂に柄材を均一に混合することが非常に難しく、供給ポンプの目詰まりが発生したり、成形体にした際に柄材による部分的な斑が発生して、意匠的に安定した品質の成形体が製造できないという問題があった。
【０００７】
そこで、このような問題が発生しない製造方法として、柄材を含まない樹脂コンパウンドを作成して供給した後、その樹脂コンパウンドの上に柄材を散布する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００８】
特許文献１に記載された製造方法によれば、予め製造した樹脂コンパウンドに後から柄材を供給することにより柄材の分布を制限することができ、高品質の成形品が得られるＳＭＣが製造できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−７７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の製造方法では、樹脂コンパウンドと柄材が十分に混合されていないため馴染みが悪く、成形品としたときに柄材の際が目立ち、自然な風合いが得られずらいという問題があった。また、供給する柄材の種類や大きさによって、供給条件を設定し、供給量を一定に制御する必要があるためＳＭＣの製造が非常に煩雑になるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、熱硬化性樹脂に対して柄材を均一に混合して供給することができ、安定した品質の成形品が成形可能なＳＭＣの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、本発明のＳＭＣの製造方法は、柄材を含有する熱硬化性樹脂をガラス繊維に含浸させて製造するＳＭＣの製造方法であって、前記熱硬化性樹脂と前記柄材をホッパーに供給し、混合して樹脂コンパウンドを製造する工程と、前記ガラス繊維を挟み込むように前記樹脂コンパウンドを供給した後、上下から加圧して含浸させる工程を有し、前記樹脂コンパウンドを製造するための前記ホッパーは、上部に投入口を有するとともに下部に排出口を備えており、前記投入口から前記排出口に行くほど断面積が小さくなる円錐形状を有し、前記排出口の下流には樹脂コンパウンド排出用ポンプを備え、かつ、前記ホッパーが水平方向に回転する機能を有し、前記ホッパーの回転により前記熱硬化性樹脂と前記柄材を均一に混合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱硬化性樹脂に対して柄材を均一に混合して供給することができ、安定した品質の成形品が成形可能なＳＭＣの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＳＭＣの製造方法の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明のＳＭＣの製造方法で用いるホッパーの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】ホッパーの一実施形態を示す概略平面図である。
【図４】ホッパーに他の撹拌装置を設けた実施形態を示す概略断面図である。
【図５】従来のＳＭＣの製造方法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】
【００１６】
本発明のＳＭＣの製造方法について図面に基づいて以下に詳述する。図１は、本発明のＳＭＣ１４の製造方法の一実施形態を示す模式図である。
【００１７】
本実施形態のＳＭＣ１４の製造方法は、柄材４を含有する熱硬化性樹脂１をガラス繊維１２に含浸させて製造するＳＭＣ１４の製造方法である。
【００１８】
そして、熱硬化性樹脂１と柄材４をホッパー７に供給し、混合して樹脂コンパウンド１０を製造する工程と、ガラス繊維１２を挟み込むように樹脂コンパウンド１０を供給した後、上下から加圧して含浸させる工程を有している。
【００１９】
また、樹脂コンパウンド１０を製造するためのホッパー７は、上部に投入口７１を有するとともに下部に排出口７２を備えており、投入口７１から排出口７２に行くほど断面積が小さくなる円錐形状を有している。また、排出口７２の下流には樹脂コンパウンド排出用ポンプ７５を備え、かつ、ホッパー７が水平方向に回転する機能を有している。そして、ホッパー７の回転により熱硬化性樹脂１と柄材４を均一に混合する。
【００２０】
図１に示す実施形態のＳＭＣ１４の製造方法では、樹脂コンパウンド１０を製造する樹脂コンパウンド製造工程（Ｓ１）、樹脂コンパウンド１０とガラス繊維１２の上下に供給する樹脂コンパウンド供給工程（Ｓ２）を有している。また、積層体を加圧して含浸させる加圧含浸工程（Ｓ３）を有している。
【００２１】
樹脂コンパウンド製造工程（Ｓ１）では、樹脂コンパウンド１０の原料である熱硬化性樹脂１、そして例えば増粘剤２、着色剤３が、各々が貯蔵されたタンクからポンプ５により配管を通してホッパー７内に導入される。また、柄材４は、柄材４が貯蔵されたタンクからスクリューコンベア６によりホッパー７内に導入される。
【００２２】
樹脂コンパウンド１０の主剤の熱硬化性樹脂１は、通常、ＳＭＣ１４の材料として用いられる熱硬化性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の液状の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、これらに対応する硬化剤を配合することができる。これら熱硬化性樹脂１や硬化剤は単独又は２種類以上を併用して用いることができる。
【００２３】
増粘剤２としては、通常、ＳＭＣ１４の製造に用いられる増粘剤であれば特に限定されるものではなく、例えば、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、酸化カルシウム酸化亜鉛等が例示される。これらの中でも酸化マグネシウムは、直径７５μｍ以下の＃４０番手（ＢＥＴ表面積４６ｃｍ３／ｇ）のものが増粘剤２として好適に用いられている。
【００２４】
着色剤３は、成形品としたときのベース色に着色するものであり、通常、ＳＭＣ１４の製造に用いられる着色剤であれば特にその種類は限定されるものではない。これらのものとしては、例えば、顔料、染料、トナー等を用いることができ、製造する成形品の用途やデザイン等に応じて適宜選択して用いることができる。
【００２５】
柄材４としては、通常、ＳＭＣ１４の製造において、大理石や天然石の柄の付与に用いられる柄材であれば特に限定されるものではなく、例えば、着色された熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の粉体又は粒状体、天然石の破砕物、雲母やマイカ等を例示することができる。
【００２６】
なお、樹脂コンパウンド１０の材料として、本発明の目的を阻害しない範囲において他の成分を添加することができる。これらのものとしては、例えば、低収縮剤、重合防止剤、無機充填剤、離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を挙げることができる。
【００２７】
本実施形態の樹脂コンパウンド製造工程（Ｓ１）では、上記熱硬化性樹脂１、増粘剤２、着色剤３、柄材４をホッパー７に導入して、ホッパー７内で均一に混合して樹脂コンパウンド１０を製造する。
【００２８】
図２は、本実施形態のホッパー７の概略断面図を示しており、図３は本実施形態のホッパー７の概略平面図を示している。ホッパー７は、上部に樹脂コンパウンド１０の材料を導入するための投入口７１を有しており、下部に樹脂コンパウンド１０を排出するための排出口７２を有している。また、ホッパー７の形状は、投入口７１から排出口７２に向かうほど断面積が小さくなる円錐形で漏斗状の形状を有している。
【００２９】
また、ホッパー７は水平方向に回転する機能を有している。ホッパー７の回転機構は特に限定されるものではないが、例えば、図１、図２に示すように、かさ歯車７３等により水平に設けられたモーター７４の回転を垂直方向に変換してホッパー７を水平に回転させることができる。
【００３０】
ホッパー７による樹脂コンパウンド１０の製造は、ホッパー７を回転した状態で所定量の熱硬化性樹脂１、増粘剤２、着色剤３及び柄材４等を投入する。ホッパー７内ではホッパー７の回転に伴い、粘性を有する液状の熱硬化性樹脂１が渦状に回転し、投入された柄材４を巻き込んで均一に撹拌、混合される。ホッパー７の回転速度は特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂１の粘度や、配合する柄材４の量や大きさ等により、適宜決定することができる。
【００３１】
また、本実施形態のホッパー７の内面には突起７６を設けることが好ましい。突起７６はホッパー７の回転に伴う熱硬化性樹脂１の渦の発生を促進させるために設けられるものである。突起７６の形状や数には特に制限はないが、例えば、図２、図３に示すように、深さ方向に向けて直線状の突起７６を複数設けることができる。また、本実施形態のホッパー７においては、図４に示すようにホッパー７内に材料を混合するための混合機７７を別途設けることもできる。
【００３２】
ホッパー７の排出口７２の下流には、樹脂コンパウンド１０を排出するための樹脂コンパウンド排出用ポンプ７５が設けられている。樹脂コンパウンド排出用ポンプ７５は、ホッパー７により均一に混合された、粘性を有する樹脂コンパウンド１０をホッパー７から排出させて搬送するものであり、例えば、スクリューポンプ等を用いることができる。
【００３３】
上記の実施形態のホッパー７を用いることにより、熱硬化性樹脂１に対して柄材４が均一に分散された樹脂コンパウンド１０を次工程の樹脂コンパウンド供給工程（Ｓ２）に供給することができる。
【００３４】
次工程の樹脂コンパウンド供給工程（Ｓ２）では、前工程の樹脂コンパウンド製造工程（Ｓ１）で製造した樹脂コンパウンド１０をスタティックミキサー８等によってさらに混合しながら搬送し、途中で二経路に分岐して供給する。そして、二経路の各々を上下の熱可塑性樹脂フィルム９１、９２上に供給してガラス繊維１２を挟み込むように搬送する。
【００３５】
具体的には、まず、ロール状の下側の熱可塑性樹脂フィルム９１をテンションバーによってテンションをかけつつ展伸させる。そして、コンベア上で下側の熱可塑性樹脂フィルム９１を搬送しながら、その表面に樹脂コンパウンド１０を下ディップパンから流量を調整しながら連続的に供給する。
【００３６】
下側の熱可塑性樹脂フィルム９１としては、通常、ＳＭＣ１４の製造に用いられる熱可塑性樹脂フィルムであれば特に限定されず、例えば、ポリエステル樹脂フィルム、ポリエチレン樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム等が例示される。
【００３７】
そして、樹脂コンパウンド１０が供給された下側の熱可塑性樹脂フィルム９１を搬送しながら表面側にガラス繊維１２を連続的に供給する。ガラス繊維１２は、ガラスロービング１１をカッターロール１３等により所望の寸法に切断したものを供給することができる。ガラス繊維１２の長さとしては、通常、ＳＭＣ１４に用いられているものであれば特に制限されず、例えば、長さ１〜５ｃｍ程度のものが例示される。
【００３８】
なお、ガラスロービング１１が含有する水分は、樹脂コンパウンド１０の粘度に影響を及ぼす可能性があるため、予め温度及び湿度を調整した空間で保管しておくことが好ましい。このようなガラスロービング１１の保管空間としては、例えば、温度２５℃、湿度６０％ＲＨに制御された温湿調整庫等が例示される。
【００３９】
次に、上側の熱可塑性樹脂フィルム９２を搬送しながら、その表面に樹脂コンパウンド１０を連続的に供給する。上側の熱可塑性樹脂フィルム９２も下側の熱可塑性樹脂フィルム９１と同様に、ロール状の上側の熱可塑性樹脂フィルム９２をテンションバーによってテンションをかけつつ展伸させる。そして、コンベア上に搬送しながら、その表面に樹脂コンパウンド１０を上ディップパンから流量を調整しながら連続的に供給する。なお、上側の熱可塑性樹脂フィルム９２は、下側の熱可塑性樹脂フィルム９１と同様のものを用いることができる。
【００４０】
そして、図１に示すように、ガラス繊維１２の表面側に、樹脂コンパウンド１０が供給された上側の熱可塑性樹脂フィルム９２の樹脂コンパウンド１０側が接するように、上側の熱可塑性樹脂フィルム９２を連続的に積層する。上側の熱可塑性樹脂フィルム９２の積層は、コンベアにより搬送される下側の熱可塑性樹脂フィルム９１に対し連続的に行われる。
【００４１】
次工程の加圧含浸工程（Ｓ３）では、前工程の樹脂コンパウンド供給工程（Ｓ２）で得られた帯状の積層体を含浸ロール１５ａ、１５ｂにより加圧し、ガラス繊維１２に樹脂コンパウンド１０を含浸させる。具体的には、下側の熱可塑性樹脂フィルム９１の裏面側に下側の含浸ロール１５ａを、また、上側の熱可塑性樹脂フィルム９２の裏面側に上側の含浸ロール１５ｂをあてがう。そして、下側の熱可塑性樹脂フィルム９１と上側の熱可塑性樹脂フィルム９２を含浸ロール１５ａ、１５ｂで挟み込む。このとき、樹脂コンパウンド１０は、加圧によってガラス繊維１２に含浸する。積層体の加圧条件は、樹脂コンパウンド１０がガラス繊維１２に含浸する条件であれば特に限定されるものではなく、例えば、加圧圧力０．５〜３ＭＰａの範囲が例示される。そして、成形したＳＭＣ１４は保管庫内で使用時まで養生する。
【００４２】
以上の製造方法によって製造されたＳＭＣ１４は、浴槽、洗面台やキッチンカウンター等の成形のための高品質な中間材料として幅広く使用することができる。
【００４３】
以上、実施形態に基づき本発明のＳＭＣ１４の製造方法を説明したが、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。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、１つのホッパー７を用いて樹脂コンパウンド１０を製造したが、ホッパー７を２つ用い、ガラス繊維１２の下側の樹脂コンパウンド１０と上側の樹脂コンパウンド１０を別個に製造することもできる。このようにガラス繊維１２に対して上下に異なる樹脂コンパウンド１０を用いることにより、例えば、表裏で色調の異なる成形品としたり、表裏で機能の異なる成形品を製造することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  熱硬化性樹脂
２  増粘剤
３  着色剤
４  柄材
７  ホッパー
７１  投入口
７２  排出口
７５  樹脂コンパウンド排出用ポンプ
７６  突起
１０  樹脂コンパウンド
１２  ガラス繊維
１４  ＳＭＣ
【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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