(57)【要約】【課題】外観上の体裁、成形の作業性を良好にすることができ、補強効果を高めることができるようにすること。【解決手段】浴槽１０における底面部１１の裏面側には、補強層１２が設けられている。補強層１２は、連続繊維１２Ａに樹脂材料を含浸して作製されたプリプレグシート１７により形成される。連続繊維１２Ａに樹脂材料を含浸するときの当該樹脂材料の粘度は、４Ｐａ・ｓ以下に設定されている。連続繊維１２Ａは、ガラスクロス又はガラスマットにより構成される繊維シートからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続繊維に樹脂材料を含浸して形成される補強層を備え、当該補強層とそれ以外の形成層とが同時に圧縮成形により形成される成形品であって、
前記連続繊維に樹脂材料を含浸するときの当該樹脂材料の粘度が４Ｐａ・ｓ以下に設定されていることを特徴とする成形品。
【請求項２】
前記連続繊維は、繊維シートからなることを特徴とする請求項１記載の成形品。
【請求項３】
前記補強層は、成形品の裏面側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品に係り、更に詳しくは、連続繊維により補強される成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に開示されているように、連続繊維に樹脂材料を含浸して補強した浴槽等の成形品が知られている。同文献では、連続繊維を成形型内に配置した後、樹脂材料を投入して圧縮成形する方法を開示している。この方法では、樹脂材料の粘度が高いと、連続繊維内に樹脂材料が含浸する際、連続繊維が切れ易くなる他、連続繊維に樹脂材料が含浸し難くなり、十分な補強効果が得られない。
【０００３】
ここで、特許文献１では、前述の方法とは別の方法として、連続繊維と樹脂材料とによりプリプレグを予め作製し、当該プリプレグを浴槽裏面に貼り付けて硬化させることで補強層を形成する方法を開示している。これによれば、成形時において、連続繊維を含むプリプレグを手で持って任意の位置に配置でき、当該連続繊維を容易に位置決めすることが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２９８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、本発明者は、前記プリプレグを作製すべく特許文献１の表１と略同じ条件により樹脂材料を作製した。すると、この樹脂材料では、粘度が高すぎて連続繊維に良好に含浸できず、補強効果を十分に得られ難くなる、いう不都合があった。
また、本発明者は、前記条件とは異なる条件、すなわち、表１からガラス繊維を除いた条件で配合を行ったところ、これによっても、樹脂材料が高粘度となり、連続繊維への含浸性が悪いために補強効果を十分に得られ難い、という不都合を生じた。
【０００６】
［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、外観上の体裁を良好にすることができ、成形の作業性を良好に保ちつつ、補強層による補強効果を高めることができる成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、連続繊維に樹脂材料を含浸して形成される補強層を備え、当該補強層とそれ以外の形成層とが同時に圧縮成形により形成される成形品であって、
前記連続繊維に樹脂材料を含浸するときの当該樹脂材料の粘度が４Ｐａ・ｓ以下に設定される、という構成を採っている。
【０００８】
本発明において、前記連続繊維は、繊維シートからなることが好ましい。
【０００９】
また、前記補強層は、成形品の裏面側に設けられるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連続繊維の内部に樹脂材料を含浸し易くすることができ、樹脂材料の均一含浸性も優れたものとすることができる。これにより、補強層に気泡や艶むら等の欠陥が生じることを回避可能となり、補強層が外観不良となることを防止でき、補強層の強度向上を図ることが可能となる。しかも、成形時において、樹脂材料を含浸した連続繊維をプリプレグシートとしてハンドリングし易くなり、成形作業を楽に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、特に明示しない限り、「粘度」とは、材料温度が２５℃の条件下で、デスカップ（株式会社サンプラテック、品番１６６５、ＰＰディスカップ、１００ｍｌ）に樹脂材料を１００ｍｌ入れ、粘度計（トキメッキ株式会社、デジタル粘度計（ＤＶＵ−２型））を用いて測定した粘度とする。
【００１２】
図１には、実施形態に係る成形品としての浴槽の概略断面図が示されている。この図において、浴槽１０は、裏面側すなわち底面部１１の図１中下面側に設けられた補強層１２と、それ以外の部分を形成する形成層１３とを備えた層構造をなす。底面部１１には、穴からなる排水口１５が設けられ、この排水口１５の内周面は、前記形成層１３からなる。底面部１１の厚みは、８ｍｍに設定されている。
【００１３】
前記補強層１２は、本実施形態では、底面部１１下面の略全ての領域と、当該領域の外周から若干立ち上がる領域とに設けられている。補強層１２は、図２に示されているように、内部に連続繊維１２Ａを含んでいる。連続繊維１２Ａは、経糸と緯糸とにより織られたガラスクロス、又は、不織布となるガラスマットにより構成される繊維シートからなる。連続繊維１２Ａの目付けは、２５０〜１２００ｇ／ｍ２に設定されている。補強層１２の厚みは、補強効果を得るべく、０．３ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは０．７ｍｍ以上に設定されている。
【００１４】
前記補強層１２は、前記連続繊維１２Ａに樹脂材料を含浸して作製されたプリプレグシート１７（図３参照）により形成される。プリプレグシート１７を作製する際、前記樹脂材料の粘度は、４Ｐａ・ｓ以下、好ましくは２．５Ｐａ・ｓ以下、更に好ましくは１．５Ｐａ・ｓ以下に設定されている。前記粘度を４Ｐａ・ｓ以下に設定することにより、前記樹脂材料の連続繊維１２Ａへの均一含浸性が優れたものとなり、外観上の体裁及び底面部１１の強度を安定して良好にすることができる。
【００１５】
前記樹脂材料の付け量は、後述の数式１で求められる樹脂含浸率が８０〜１６０％、好ましくは９５〜１３０％となるように設定されている。かかる範囲内に設定することで、成形中に樹脂材料の粘度が変化しても、連続繊維１２Ａが切れたり、補強層１２に気泡や艶むらが発生することを回避することができる。樹脂含浸率が８０％より小さくなると、連続繊維１２Ａ全面に樹脂材料を含浸することができなくなる。
ここで、連続繊維１２Ａの目付けを５８０ｇ／ｍ２に設定すると、樹脂材料の付け量は、樹脂含浸率８０％で０．４６４ｋｇ／ｍ２、樹脂含浸率１６０％で０．９３ｋｇ／ｍ２、樹脂含浸率９５％で０．５５ｋｇ／ｍ２、樹脂含浸率１３０％で０．７５５ｋｇ／ｍ２となる。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
前記樹脂材料には、必要に応じて、水酸化アルミニウム等からなる充填材が配合されている。この充填材の配合量を調整することにより、前記樹脂材料の連続繊維１２Ａへの含浸性を調整できるとともに、成形時の硬化収縮率を調整することができる。充填材は、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂１００重量部に対し、１００重量部未満、好ましくは５０重量部以下、更に好ましくは１重量部以下に設定されている。これによれば、前記樹脂材料と、形成層１３の後述する圧縮成形材料との収縮率の違いが大きくなることを回避でき、補強層１２及び形成層１３に歪が発生して割れ易くなることを防止することができる。
【００１８】
前記樹脂材料には、硬化剤が配合されている。硬化剤は、その分解温度が浴槽形成層１３の後述する圧縮成形材料で使用される硬化剤の分解温度の±１０℃の条件に設定されたものを含み、これが前記樹脂材料の全硬化剤の５０％以上の割合に設定されている。
【００１９】
前記形成層１３は、ＢＭＣからなる圧縮成形材料１８（図３参照）により形成される。圧縮成形材料１８は、前記樹脂材料と同系色であることが好ましく、具体的には、前記樹脂材料との色差がΔＥ＝１０以下に設定されている。
【００２０】
前記浴槽１０は、図３に示される成形型２０を用いて圧縮成形される。この成形型２０は、浴槽１０に対応する形状を備えたキャビティ空間２２を内側に形成する上型２３及び下型２４からなる。上型２３は、浴槽１０の製品面側を形成する一方、下型２４は、浴槽１０の裏面側を形成する。下型２４のキャビティ空間２２側には、前記排水口１５を形成するための突出部２６が形成されている。
【００２１】
前記浴槽１０を圧縮成形するにあたって、プリプレグシート１７を作製する。この作製では、先ず、不飽和ポリエステル樹脂等からなる熱硬化性樹脂に、ステアリン酸亜鉛等の内部離型剤、金属化合物若しくはイソシアネート化合物からなる増粘剤の他、水及びスチレンを所定割合で配合し、必要に応じて充填材を配合して樹脂材料を作製する。
次いで、作製した樹脂材料を連続繊維１２Ａに含浸しつつ、樹脂材料を脱泡する処理を行う。この処理は、作製した樹脂材料を離型フィルムに刷毛で塗り、その上に連続繊維１２Ａを載せた後、更に、前記樹脂材料を連続繊維１２Ａに塗布してから離型フィルムを被せてローラーで押圧する。
その後、樹脂材料を含浸した連続繊維１２Ａを４０℃の熟成炉に入れて３６時間放置して増粘する処理を行い、プリプレグシート１７が作製される。増粘処理では、樹脂材料を含浸した連続繊維１２Ａの少なくとも一方の面を離型フィルムにより覆った状態とすればよく、好ましくは、両方の面を離型フィルムによりそれぞれ覆った状態とする。
【００２２】
前記プリプレグシート１７の作製と前後して、圧縮成形材料１８を作製する。この作製は、以下の表１に示される割合で各材料を配合し、プラネタリーミキサーを用いて混練して押出した後、４０℃の熟成炉に入れて３６時間放置して増粘する。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
前記プリプレグシート１７及び圧縮成形材料１８を成形型２０に投入する前に、上型２３のキャビティ空間２２側を１４５℃、下型２４のキャビティ空間２２側を１３０℃に加熱する。また、上型２３及び下型２４のキャビティ空間２２側に離型剤を塗布する。
次に、下型２４内に、離型フィルムを剥離したプリプレグシート１７をセットする。このとき、プリプレグシート１７は、補強層１２が前述した領域に位置するようなサイズに予めカットする。また、プリプレグシート１７の前記突出部２６に対応する位置に穴１７Ａを設け、この穴１７Ａに突出部２６を挿入することで、プリプレグシート１７の位置決めを行う。穴１７Ａは、突出部２６と非接触となるサイズに形成する。
その後、プリプレグシート１７の上に圧縮成形材料１８を載せ、上型２３及び下型２４を締めてプリプレグシート１７及び圧縮成形材料１８を同時に圧縮する。４８０秒間型締めを行ってから脱型することにより、補強層１２が一体化された浴槽１０を得る。
【実施例】
【００２５】
以下に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
【００２６】
［実施例１〜５、比較例１〜３］
実施例１〜５、比較例１〜３では、表２に示される割合で各材料を配合して樹脂材料を作製し、この樹脂材料を、目付け５８０ｇ／ｍ２のガラスクロスからなる連続繊維１２Ａに含浸させたプリプレグシートを用いた。表２中、不飽和ポリエステル樹脂は、スチレン含有量３５〜３６％品を使用し、水酸化アルミニウムは、シランカップリング処理された平均粒径２５μｍのものを使用した。圧縮成形材料１８及び成形方法は、前記実施形態と同様とした。
なお、比較例１は、前述した特許文献１の表１と略同じ条件により樹脂材料を作製し、比較例２では、同文献の表１からガラス繊維を除いた条件により樹脂材料を作製した。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
各実施例及び各比較例において、連続繊維１２Ａに前記樹脂材料を含浸するときの当該樹脂材料の粘度と、前記樹脂材料の単位面積当たりの使用量を測定した。その結果を表３に示す。表３中、粘度Ａは、材料温度２５℃、回転数５０ｒｐｍの条件下で測定し、粘度Ｂは、材料温度３７．５℃、回転数５０ｒｐｍの条件下で測定した。粘度測定ローターＮｏは、実施例１〜５は５、比較例１〜３は、７とした。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
以下の表４に示されるように、各実施例及び各比較例の各性能を比較、評価した。
表４中の含浸性は、前記樹脂材料における連続繊維１２Ａへの含浸し易さを評価した。この評価において、「××」は、繊維の影響により粘度測定が上手くできず、粘度が高すぎて上手く含浸できない状態を表す。「×」は、粘度Ａが１００Ｐａ・ｓ以上と非常に高粘度であるため、含浸性が非常に悪く、連続繊維１２Ａに樹脂材料を均一に含浸できない状態を表す。「○」は、含浸性が良好で連続繊維１２Ａに樹脂材料が均一に含浸した状態であり、「◎」は、含浸性が特に良好で、連続繊維１２Ａに樹脂材料が均一に含浸した状態である。「△」は、「×」と「○」との中間程度の状態である。
比較例２のように、１．８ｋｇ／ｍ２の使用量が必要な含浸性になると、含浸する樹脂材料にむらが生じたプリプレグシート１７が作製され、これを用いた成形時に、樹脂材料が多いところは当該樹脂材料が流れ出し、樹脂材料が少ないところは成形後も含浸不良となる。
実施例１〜５では、連続繊維１２Ａの内部にも樹脂材料が含浸して透明化した状態となり、「◎」の評価では、実施例３、実施例４、実施例５の順に良い含浸性の結果となった。実施例４及び５では、前記使用量が０．６５ｋｇ／ｍ２と少なくて済む含浸性となった。
【００３１】
表４中の補強層１２の外観は、成形後の補強層１２を外側から目視することにより評価した。この評価において、「×」は、補強層１２に樹脂材料が含浸していない部分が多く視認できる状態を表す。「○」は、補強層１２に樹脂材料が含浸していない部分が視認できない状態を表し、「△」は、目視で補強層１２に樹脂材料が含浸していない部分が少ない状態を表す。
実施例１〜５では、気泡のない綺麗な外観の補強層１２が形成された。比較例１〜３では、外観が不良となるばらつきが生じた。従って、比較例１〜３は、強度もばらつきが生じることが予想される。
【００３２】
表４中のハンドリング性は、増粘性によるもので、プリプレグシート１７のハンドリングの行い易さの評価であり、離型フィルムからの剥離の行い易さの評価である。この評価において、「○」は、成形の作業性が良好である状態を表し、「◎」は、作業性が特に良好である状態を表す。
【００３３】
【表４】
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【００３４】
［実施例６及び７、比較例４及び５］
実施例６及び７は、実施例２及び４に対し、連続繊維１２Ａを目付け４５０ｇ／ｍ２のガラスマットに変え、樹脂材料の単位面積当たりの使用量を５００ｇ／ｍ２に設定した。比較例４及び５は、実施例２及び６に対し、連続繊維１２Ａに樹脂材料を含浸させることなく成形を行った。
【００３５】
実施例２，４，６及び７、比較例４及び５の底面部１１に対し、砂袋衝撃試験を行った。この試験は、７ｋｇの砂袋を１ｍ、１．５ｍ、２ｍの三種類の高さから底面部１１に落下し、底面部１１の裏面側を観察することにより評価した。
【００３６】
実施例２及び４では、何れの高さから砂袋を落下させても補強層１２に変化はなかった。実施例６及び７では、１ｍ、１．５ｍの高さから砂袋を落下させた場合、補強層１２に変化はなかったが、２ｍの高さから砂袋を落下させた場合、補強層１２に微小なクレージングが発生した。
比較例４では、１ｍの高さから砂袋を落下させたときに、底面部１１の裏面が割れた。よって、１．５ｍ、２ｍの高さでの試験は行わなかった。なお、比較例４は、成形時の圧力によりガラスクロスの一部に切れがあった。比較例５では、１ｍの高さから砂袋を落下させたときに、底面部１１の表裏を貫通する割れが生じた。よって、１．５ｍ、２ｍの高さでの試験は行わなかった。なお、比較例５は、成形時の圧力によりガラスマットに切れがあった。
【００３７】
実施例２，４，６及び７は、比較例４及び５に比べ、補強層１２により底面部１１を補強して十分な強度に設定可能なことが理解できる。また、前記砂袋衝撃試験によって、実施例６及び７に比べて実施例２及び４の方が良好な強度となり、連続繊維１２Ａは、ガラスマットよりガラスクロスの方が良好な強度となることが理解できる。
【００３８】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施形態に対し、形状、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００３９】
例えば、補強層１２の形成位置は、種々の変更が可能であり、底面部１１の面内に収まるように形成したり、底面部１１に部分的に形成したり、浴槽１０の裏面側全体に形成したりしてもよい。
また、本発明は、浴槽に限定されず、ボウル、シンク、防水パン等の有底容器状をなす成形品や、キッチンカウンター、浴室のカウンター等の略水平方向に延びる形状を備えた成形品としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態に係る浴槽の概略縦断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】前記浴槽の成形型の概略縦断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・浴槽、１２・・・補強層、１２Ａ・・・連続繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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