(57)【要約】【課題】ＳＭＣ成形時に、成形担当者が触感などの感覚的な手段を用いたり、硬さ測定器で測定する時間ロスが発生したりすることなく、成形に使用するＳＭＣシートの硬さをリアルタイムで認識することができるシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸したシートモールディングコンパウンドシート１を、切断刃１１を用いて所定の長さに切断し、プレス成形するシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法であって、切断時に切断刃が受ける応力を測定する工程を含むことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸したシートモールディングコンパウンドシートを、切断刃を用いて所定の長さに切断し、プレス成形するシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法であって、
前記切断時に前記切断刃が受ける応力を測定する工程を含むことを特徴とするシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法。
【請求項２】
前記シートモールディングコンパウンドシートを、その幅方向に前記切断刃を移動させて切断することを１回の単位として、１回または２回以上の前記単位における前記応力の移動平均を出力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、シートモールディングコンパウンド（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、以下、ＳＭＣとも称する。）成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維強化プラスチックの成形材料として、ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸したＳＭＣが使用されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
樹脂、充填剤、硬化剤などを含む樹脂コンパウンドとガラス繊維を上下２枚の離型フィルムで挟み込み、シート状にして搬送しつつ含浸装置で押圧含浸することによってＳＭＣシートが製造される。このＳＭＣシートは、つづら折れ状にコンテナに収納されるか、あるいはロールに円筒状に巻き取られて収納される。
【０００４】
コンテナやロールから引き出されたＳＭＣシートは、搬送装置で切断装置に搬送されて所定質量（長さ）に切断される。この切断したＳＭＣシートを下金型に積み重ねて所望の投影面積（チャージパターン）にセットし、上金型を降下して上下金型でプレス成形することにより、ＳＭＣ成形品である繊維強化プラスチックが製造される。
【０００５】
ＳＭＣ成形品の製造上、ＳＭＣシートの硬さを把握することが重要である。下金型にセットされるＳＭＣシートの硬さが変わればプレス時の流動性も変わり成形不良など生産性に影響するからである。
【０００６】
ＳＭＣシートは、製造ロットや製造後の経過時間でシートの硬さが変動し、成形品の不良発生率に影響を与える。そのため、成形担当者は、使用時の触感でＳＭＣシートの硬さを判断し、あるいは硬さ測定器を用いてＳＭＣシートの硬さを測定して、成形不良が発生しにくいように成形条件を変更している。
【０００７】
変更する成形条件は、シートをカットして積層するサイズ、パターン（チャージパターン）や金型温度、成形圧力、金型締切速度などである。例えば、浴室洗い場パンの成形の場合、シートが硬い場合、材料が流動しにくく未充填（欠肉）不良やカスレ不良が発生しやすくなるので、チャージパターン（ＳＭＣシートを積み重ねたときの投影面積）を大きくし、流動距離を短くしている。シートが柔らかい場合、硬い場合とは逆に、チャージパターンを小さくし、なるべく材料を流動させることで、成形品表面のピンホール不良を少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−７６２３１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、成形担当者が触感などの感覚的な手段によりＳＭＣシートの硬さを判断することは熟練が必要である。また、ＳＭＣシートの硬さは硬さ測定器を用いて正確に把握することができるが、そのためにＳＭＣシートを所定の大きさに切断して硬さ測定を行うなど作業工程が増えるので時間ロスが発生し、生産性が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、ＳＭＣ成形時に、成形担当者が触感などの感覚的な手段を用いたり、硬さ測定器で測定する時間ロスが発生したりすることなく、成形に使用するＳＭＣシートの硬さを認識することができるシートモールディングコンパウンド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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明のシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法は、ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸したシートモールディングコンパウンドシートを、切断刃を用いて所定の長さに切断し、プレス成形するシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法であって、切断時に切断刃が受ける応力を測定する工程を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＳＭＣ成形時に、成形担当者が触感などの感覚的な手段を用いたり、硬さ測定器で測定する時間ロスが発生したりすることなく、成形に使用するＳＭＣシートの硬さを認識することができる。
【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実施形態における、ＳＭＣシート切断工程を概略的に示した図である。
【図２】図１の実施形態に使用される、ＳＭＣシート切断機構を概略的に示した図である。
【図３】（ａ）は、図１の実施形態に使用される、切断ユニットを概略的に示した正面図、（ｂ）は、その切断刃と固定ユニットを概略的に示した側面図である。
【図４】図１の実施形態の切断刃によるＳＭＣシート切断時の応力を測定した結果をモニタに出力した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態のＳＭＣ成形品の製造方法は、ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸したＳＭＣシート１を、切断刃１１を用いて所定の長さに切断し、プレス成形するＳＭＣ成形品の製造方法である。そして本実施形態のＳＭＣ成形品の製造方法は、切断時に切断刃１１が受ける応力を測定する工程を含むことを特徴としている。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のＳＭＣ成形品の製造方法では、ガラス繊維を樹脂コンパウンドに含浸した後、ＳＭＣシート１は、箱状のコンテナ２につづら折れ状に折り重ねて収納される。
【００１７】
その後、ＳＭＣシート１は、コンテナ２の上方に設けられた支持ロール３ａを介して送りロール３で引き出されて切断刃１１の位置に搬送され、切断刃１１によりプレス成形用に所定質量に切断される。切断されたＳＭＣシート１ａは、不図示のプレス成形装置に供給され、プレス成形することによって、ＳＭＣ成形品である繊維強化プラスチックが製造される。
【００１８】
図１の切断刃１１は、図２に示すようにＳＭＣシート切断機構１０によって、切断刃１１を固定した部品である切断ユニット２０を、ＳＭＣシート１の幅方向に移動することにより、切断刃１１の下方に位置するＳＭＣシート１を切断する。
【００１９】
図２に示すように、ＳＭＣシート切断機構１０は、切断ユニット２０、ワイヤ２３、ガイド２４、モータ２１、２５、巻取りロール２２、２６を備えている。
【００２０】
切断ユニット２０は、ワイヤ２３を介してモータ２１、２５に接続されている。
【００２１】
巻取りロール２２は、ＳＭＣシート１の幅方向の一端側に、ＳＭＣシート１よりも上側に配置されている。巻取りロール２２の下部には、巻取りロール２２を水平に回転させるモータ２１が接続されている。
【００２２】
巻取りロール２６は、ＳＭＣシート１の幅方向の他端側に、ＳＭＣシート１よりも上側に配置されている。巻取りロール２６の下部には、巻取りロール２６を水平に回転させるモータ２５が接続されている。
【００２３】
ガイド２４は棒状で、ワイヤ２３と平行に、ワイヤ２３よりもやや下方の位置に、巻取りロール２２の近傍から巻取りロール２６の近傍までに設置されている。
【００２４】
モータ２５により巻取りロール２６を回転させ、巻取りロール２２がワイヤ２３を巻取ることで、切断ユニット２０はガイド２４に案内されながら、図示右方向へＳＭＣシート１の幅方向に移動する。これにより、切断ユニット２０に固定された切断刃１１は、その下方に位置するＳＭＣシート１に接触しながらＳＭＣシート１を切断する。また、モータ２１により巻取りロール２２を回転させ、巻取りロール２２がワイヤ２３を巻取ることで、切断ユニット２０はガイド２４に案内されながら、図示左方向へＳＭＣシート１の幅方向に移動する。これにより、ＳＭＣシート１を切断した後、切断ユニット２０を巻取りロール２６側の位置から巻取りロール２２側の位置に戻すことができる。
【００２５】
本実施形態ではモータ２１、２５と巻取りロール２２、２６を用いて切断ユニット２０をＳＭＣシート１の幅方向に移動させているが、別の方法、例えば歯車を用いた機構で切断ユニット２０をＳＭＣシート１の幅方向に移動させてもよい。
【００２６】
図３に示すように、切断ユニット２０は、切断ユニット本体２０ａ、切断刃１１、固定ユニット１２、ロードセル１３を備えている。
【００２７】
切断ユニット本体２０ａは、ワイヤ２３に固定され、ガイド２４が嵌め込まれる摺動面１４を有している。
【００２８】
固定ユニット１２は、切断ユニット本体２０ａに固定され、軸１２ａを備えている。
【００２９】
切断刃１１は、鋭利な先端とは反対側の基端側に穴１１ａが設けられている。切断刃１１は、穴１１ａで、固定ユニット１２の軸１２ａに回転自在に軸支されている。従って切断刃１１は、固定ユニット２０に完全には固定されておらず、穴１１ａによって軸１２ａを中心として回転できるようになっている。
【００３０】
ロードセル１３は、切断刃１１に対して切断時の移動方向とは反対側に、切断ユニット本体２０ａに固定されている。ロードセル１３は、ＳＭＣシート１の切断時における切断刃１１の応力を、固定ユニット１２ａに回転自在に軸支された切断刃１１の切断時の移動方向とは反対側に掛かった状態で受け止め、切断刃１１を支持しながら固定するようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態ではロードセル１３を用いて、切断時に切断刃１１が受ける応力を測定しているが、硬さを検出できる方法であればこれに限らず、例えばモータトルクを測定するようにしてもよい。
【００３２】
以下に、ＳＭＣシート１を製造し、ＳＭＣシート１を、切断刃１１を用いて所定の長さに切断する工程について説明する。
【００３３】
ＳＭＣシート１を製造する際には、図示はしないが、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。まず、ＳＭＣの原料となる樹脂コンパウンドを準備する。例えば、不飽和ポリエステル樹脂等のベース樹脂に、必要に応じて、硬化剤、重合禁止剤、重合性単量体、低収縮剤、無機充填材、内部離型剤等を添加し、撹拌混合して主剤の樹脂コンパウンドを得る。その後、この主剤の樹脂コンパウンドに、増粘剤と、その他に必要に応じて着色剤等の原料を添加し、攪拌混合してペースト状の樹脂コンパウンドを得る。次に、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、２枚のフィルム間に樹脂コンパウンドとガラス繊維とを有するＳＭＣ材料が挟み込まれた長尺の積層シートを得る。次に、この積層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、ガラス繊維間に樹脂コンパウンドを含浸させる。
【００３４】
このようにして製造されたＳＭＣシート１は、箱状のコンテナ２につづら折れ状に折り重ねて収納し、所定時間養生させる。養生後、ＳＭＣシート１のフィルムを除去し、ＳＭＣシート１は、コンテナ２の上方に設けられた支持ロール３ａを介して送りロール３で引き出されて切断刃１１の位置に搬送され、切断刃１１によりプレス成形用に所定質量に切断される。
【００３５】
モータ２５により巻取りロール２６を回転させ、巻取りロール２２がワイヤ２３を巻取ることで、切断ユニット２０はガイド２４に案内されながら、図示右方向へＳＭＣシート１の幅方向に移動する。このようにして切断ユニット２０がＳＭＣシート１の幅方向に移動することにより、切断ユニット２０の下部にある切断刃１１が、その下方に位置するＳＭＣシート１に接触して切断する。このとき、切断ユニット本体２０ａに固定されたロードセル１３は、ＳＭＣシート１の切断時における切断刃１１の応力を、固定ユニット１２ａに回転自在に軸支された切断刃１１の切断時の移動方向とは反対側に掛かった状態で受け止める。ロードセル１３によって切断刃１１の応力を受け止めて支持することにより、ＳＭＣシート１の切断時における切断刃１１が受ける応力をロードセル１３で測定する。
【００３６】
測定された応力は、直接あるいは、その検出された値を加工するために、コンピュータなどのデータ処理装置を介して、モニタ、ゲージ、プリンタなどに出力される。
【００３７】
本実施形態のＳＭＣ成形品の製造方法は、ＳＭＣシート１を、その幅方向に切断刃１１を移動させて切断することを１回の単位として、１回または２回以上の単位における応力の移動平均を出力することが好ましい。
【００３８】
同じＳＭＣシート１でも、ガラス繊維の散布量のばらつき等により、含浸機のフィルム送り方向及び幅方向にＳＭＣシート１の硬さのばらつきが発生するので、一定時間の移動平均を表示する方が、よりＳＭＣシート１の硬さに応じた数値を得ることができる。
【００３９】
例えば、出力部がモニタで構成されていれば、ＳＭＣシート１の切断時に掛かった応力の移動平均をグラフ等によって表示することができ、成形担当者はＳＭＣシート１の硬さを容易に把握することができる。図４は、図１の実施形態の切断刃によるＳＭＣシート１の切断時の応力を測定した結果をモニタに出力した状態を示した図であり、３回分の移動平均値を出力した例を示している。
【００４０】
プレス成形用に所定質量に切断した後、切断物をプレス成形装置に供給し、下金型に所定の形状（チャージパターン）にセットした後、上金型を降下し上下型でプレスすることで成形を行う。プレス成形することによって、ＳＭＣ成形品である繊維強化プラスチックが製造される。この成形品は、例えば、浴槽や洗面化粧台等の成形品等として用いることができる。
【００４１】
このとき、成形担当者は、ＳＭＣシート１の切断時に切断刃１１が受ける応力を測定した結果を把握した後、この結果より認識したＳＭＣシート１の硬さをもとに、経験上得た知識に基づいて成形条件を調整する。例えば、ＳＭＣシート１をカットして積層するサイズ、チャージパターンや、金型温度、成形圧力、金型締切速度などの成形条件を調整することができる。これにより、成形品の不良率を低減することができる。
【００４２】
例えば、ＳＭＣシート１が硬い場合には、プレス装置にセットされる、投影面積が大きいＳＭＣシート１のチャージパターンを得るために搬送装置の送りロール３の回転駆動の作動時間を長くしてＳＭＣシート１の送り出し量が多くなるように調整する。またはプレス装置の金型温度を高めに調整する。あるいはプレス装置の金型締切速度を遅めに調整する。これら全てを調整することもできるし、いずれか２つを選択して調整してもよい。送りロール３によるＳＭＣシート１の送り出し量の調整によって切断刃１１に所定の長さのＳＭＣシート１が送り出され、所定の長さに切断され、投影面積が大きいＳＭＣシート１を得る。これによって、ＳＭＣシート１の成形時の未充填（欠肉）不良やカスレ不良の発生を防ぐことができ、成形品の不良率を低減することができる。また、プレス装置の金型温度を高めに調整したり、金型締切速度を遅めに調整したりして金型内でのＳＭＣシート１の流動性を高める。これによって、ＳＭＣシート１の成形時の未充填（欠肉）不良やカスレ不良の発生を防ぐことができ、成形品の不良率を低減することができる。
【００４３】
一方、ＳＭＣシート１が軟らかい場合には、プレス装置にセットされる、投影面積が小さいＳＭＣシート１のチャージパターンを得るために送りロール３の回転駆動の作動時間を短くしてＳＭＣシート１の送り出し量が少なくなるように調整する。またはプレス装置の金型温度を低めに調整する。あるいはプレス装置の金型締切速度を速めに調整する。これら全てを調整することもできるし、いずれか２つを選択して調整することもできる。送りロール３によるＳＭＣシート１の送り出し量の調整によって切断刃１１に所定の長さのＳＭＣシート１が送り出され、所定の長さに切断され、投影面積が小さいＳＭＣシート１を得る。これによって、成形品表面のピンホール不良の発生を防ぐことができ、成形品の不良率を低減することができる。また、プレス装置の金型温度を低めに調整したり、金型締切速度を速めに調整したりして金型内でのＳＭＣシート１の流動性を抑制する。これによって、成形品表面のピンホール不良の発生を防ぐことができ、成形品の不良率を低減することができる。
【００４４】
以上に説明した本実施形態のシートモールディングコンパウンド成形品の製造方法によれば、ＳＭＣ成形時に、成形担当者が触感などの感覚的な手段を用いたり、硬さ測定器で測定する時間ロスが発生したりすることなく、成形に使用するＳＭＣシート１の硬さをリアルタイムで認識することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）シート
１１    切断刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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