(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の三次元形状に近似した形状に整えられ、粒状フェノール樹脂を含ませた有機繊維含有不織布を前記所定の三次元形状の成形金型空間に配置して加熱加圧成形するに際し、前記不織布には成形の加圧方向に対して直角でない面にのみ液状樹脂を含浸しておくことを特徴とする熱硬化性樹脂成形品の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械強度に優れ、成形の加圧方向に対して直角でない面の成形性が良好な熱硬化性樹脂成形品の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用部品は、軽量化、製造工程の合理化およびコストダウンを目的として、金属材料からプラスチック材料への代替が進み、熱硬化性樹脂成形品が使用されるようになってきた。自動車用部品には、シリンダヘッドカバー、チエーンカバー等のように高い機械強度を要求される三次元形状の部品がある。これらの部品は、従来の射出成形、圧縮成形による製造では機械強度が不十分で、成形性も悪いという問題がある。
射出成形の場合、機械強度向上のため補強材として繊維長の長い有機繊維を配合した成形材料を用いると、繊維長の長い有機繊維は樹脂とともに流動せず、良好な射出成形ができない。また、補強材として配合したガラス繊維は、射出成形時に破断して繊維長が短くなるため、高い機械強度の成形品を得られない。また、圧縮成形の場合にも、補強材として繊維長の長い有機繊維を多量に配合すると成形材料の流動性が著しく低下する。また、成形の加圧方向に対して直角でない面への成形圧力が不足し、成形圧力が不足した箇所では高い機械強度を期待できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、有機繊維で補強され機械強度に優れた三次元形状の熱硬化性樹脂成形品を成形性良く製造することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱硬化性樹脂成形品の製造法は、所定の三次元形状に近似した形状に整えられた有機繊維含有不織布を補強材にする。これに液状樹脂を含浸した後、前記所定の三次元形状の成形金型空間に配置して加熱加圧成形する。不織布を所定の三次元形状に近似した形状に整えておけば、成形時には繊維長の長い有機繊維の流動を必要としないので、繊維長の長い有機繊維を使用し、しかも多量に配合して成形することができ、高い機械強度の成形品を得ることができる。また、不織布に含浸した液状樹脂は流動性が良いので、成形の加圧方向に対して直角でない面においても十分に流動し厚さ方向全体にいきわたって成形性を向上させることができる。
所定の三次元形状に近似した形状に整えた有機繊維含有不織布には、粒状フェノール樹脂を含ませておく。
【０００５】
本発明に係る熱硬化性樹脂成形品の製造法は、所定の三次元形状に近似した形状に整えられ、粒状フェノール樹脂を含ませた有機繊維含有不織布を補強材にするが、これを前記所定の三次元形状の成形金型空間に配置して加熱加圧成形するに際し、殊に、前記不織布には成形の加圧方向に対して直角でない面に液状樹脂を含浸しておくことを特徴とする。本発明に係る製造法は、上述したように成形品の機械強度を高くできるほか、樹脂の含浸が部分的であるので成形品にできるバリが少なくなり、バリ除去工程を簡略化することができる。しかも、成形の加圧方向に対して直角でない面には樹脂を含浸してあるので樹脂の流動性も良好であり、成形性も向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
所定の三次元形状に近似した形状に整えられた有機繊維含有不織布は、アラミド繊維、アラミド繊維をフィブリル化したアラミドパルプ、ビニロン繊維、ポリアミド繊維等を水中に分散し、これを所定の三次元形状に近似した形状に抄造して得る。抄造に際して、ガラス繊維等も配合し複数種の繊維を混抄した不織布としてもよい。この不織布に液状樹脂を含浸し、所定の三次元形状の成形金型空間に配置して加熱加圧成形する。液状樹脂は、ＣＰレジン（架橋ポリエステルアミド、架橋ポリアミノアミド）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等であり、必要に応じて溶剤で希釈して含浸を行なう。また、含浸後に乾燥をしてから成形金型空間に配置してもよい。
所定の三次元形状に近似した形状は、例えば箱形である。その底面に成形の圧力がかかるような加熱加圧成形を行なうと、底面から立ち上がっている周壁面には成形の圧力がかかりにくい。しかし、上記の液状樹脂は成形時に溶融し、不織布の繊維間に浸透していく。また、補強繊維は、既に補強すべき所定の三次元形状に整えられているので、成形時に改めて流動させる必要はない。液状樹脂が成形時に溶融し繊維間に浸透し厚方向全体にいきわたることにより、成形の圧力がかかりにくい箇所でも十分な機械強度を保持した成形品とすることができる。
所定の三次元形状に近似した形状の有機繊維含有不織布を抄造するに際し、粒状フェノール樹脂を一緒に分散させて抄造をしてもよい。有機繊維含有不織布に含ませた粒状フェノール樹脂は、加熱加圧成形時に一旦溶融して硬化し、成形品の機械強度向上に寄与する。
【０００７】
上記のように粒状フェノール樹脂を含ませた有機繊維含有不織布を、所定の三次元形状の成形金型空間に配置して加熱加圧成形する場合、液状樹脂の含浸を成形の加圧方向に対して直角でない面に限定しておく。成形の加圧方向に対して直角の面では、成形圧力が十分に働いて粒状フェノール樹脂の溶融に伴う流動が良好であるので液状樹脂が含浸されていなくても支障はない。成形の加圧方向に対して直角でない面では、含浸した液状樹脂が溶融して不織布の繊維間に良好に浸透していく。このように液状樹脂を含浸する箇所を制限したことにより、成形品にできるバリが少なくなる。
例えば、所定の三次元形状に近似した形状が箱形で、その底面に成形の圧力がかかるような加熱加圧成形を行なう場合、底面から立ち上がっている周壁面に液状樹脂を含浸しておく。
【０００８】
【実施例】
参考例１
アラミド繊維（繊維長：３mm）４０重量％、アラミドパルプ２０重量％、ガラス繊維（繊維長：３mm）４０重量％を水中に分散して抄造し、所定の三次元形状（箱形）の成形品に近似した形状の不織布を得た。この不織布の全体にレゾール型フェノール樹脂ワニス（固形分５０重量％）を含浸、乾燥し、樹脂含有量４５重量％とした。その後、所定の三次元形状の金型成形空間に配置し、温度１８０℃、圧力４０ＭＰａで５分間加熱加圧成形し、厚み２mmの箱形成形品を得た。成形の加圧方向は箱形の底面に対して直角方向とした。
【０００９】
参考例２
アラミド繊維（繊維長：３mm）２６重量％、アラミドパルプ１３重量％、ガラス繊維（繊維長：３mm）２６重量％、粒状フェノール樹脂３５重量％を水中に分散して抄造し、所定の三次元形状（箱形）の成形品に近似した形状の不織布を得た。この不織布の全体にレゾール型フェノール樹脂ワニス（固形分６０重量％）を含浸、乾燥し、粒状フェノール樹脂を含む樹脂含有量４５重量％とした。その後、所定の三次元形状の金型成形空間に配置し、温度１８０℃、圧力４０ＭＰａで５分間加熱加圧成形し、厚み２mmの箱形成形品を得た。成形の加圧方向は箱形の底面に対して直角方向とした。
【００１０】
実施例１
参考例２と同様にして得た箱形の不織布の底面から立ち上がった周壁にのみレゾール型フェノール樹脂（固形分６０重量％）を含浸、乾燥して、含浸部分の粒状フェノール樹脂を含む樹脂含有量４５重量％とした。その後、所定の三次元形状の金型成形空間に配置し、温度１８０℃，圧力４０ＭＰａで５分間成形し、厚み２mmの箱形成形品を得た。成形の加圧方向は箱形の底面に対して直角方向とした。
【００１１】
尚、上記の各参考例、実施例で得られた成形品中のガラス繊維の繊維長を測定したところ、いずれも１〜２mm程度であった。
【００１２】
従来例１
ノボラック型フェノール樹脂３５重量％、ヘキサメチレンテトラミン５重量％、ガラス繊維（繊維長：３mm）５５重量％およびシランカップリング剤、離型剤など５重量％からなる混合物を１３０℃／９０℃のロールで混練後、粉砕して成形材料とした。この成形材料を射出成形して、厚み２mmの箱形成形品を得た。
尚、得られた成形品中のガラス繊維の繊維長を測定したところ、切断されて０．５mm以下になっていた。また、アラミド繊維（繊維長：３mm）を配合した成形材料は、射出成形ができなかった。
【００１３】
従来例２
レゾール型フェノール樹脂（固形分６０重量％）３５重量％、アラミド繊維（繊維長：３mm）５重量％、ガラス繊維（繊維長：３mm）５５重量％およびシランカップリング剤、離型剤など５重量％からなる混合物をスーパーミキサで混合、造粒した後、乾燥して成形材料とした。この成形材料を圧縮成形して、厚み２mmの箱形成形品を得た。成形の加圧方向は箱形の底面に対して直角方向とした。
尚、得られた成形品中のガラス繊維の繊維長を測定したところ、１〜２mm程度であった。また、アラミド繊維（繊維長：３mm）を７重量％以上配合したものは圧縮成形ができなかった。
【００１４】
上記の参考例１〜２、実施例１、従来例１〜２で得た成形品の性能試験結果を表１に示す。
ここで、成形性は、箱形成形品の周壁面の傾きだけを種々変えたテスト金型を用いて各参考例、実施例、各従来例に対応する成形を実施し、周壁面にカスレ等が発生しない成形ができる周壁面の角度（箱形の底面に直角な面と周壁面のなす角度）の最小値およびその角度で成形したときのバリ流出幅で評価した。各参考例、実施例と従来例２の成形は、成形の加圧方向を箱形の底面に対して直角方向とした。
また、曲げ強さはＪＩＳ−Ｋ−７２０３に準拠して、衝撃強さ（シャルピー法）はＪＩＳ−Ｋ−７１１１に準拠して測定した。測定に供した試験片は、上記カスレ等が発生しない最小角で成形をした箱形成形品の周壁面から採取したものである。
【００１５】
【表１】
0003800784.tif 000002
【００１６】
【発明の効果】
表１から明らかなように、本発明に係る方法によれば、繊維長の長い有機繊維を含有する不織布を補強材として、強度の大きい三次元形状の熱硬化性樹脂成形品を製造することができる。そして、成形の圧力に対して直角とならない面の成形性も良好であり、成形の圧力に対して直角な面と直角でない面のなす角度を直角に近づけた成形ができるようになる。従来の圧縮成形（従来例２）では、成形の圧力に対して直角な面と直角でない面のなす角度を１３５°を越えて小さくすることはできないが、本発明に係る実施例では、圧縮成形であるにも拘わらず同角度を１０５〜１１０°まで小さくすることが可能となっている。例えば、箱形の成形品を圧縮成形する場合、底面と底面から立ち上がっている周壁面のなす角度を直角に近づけ、しかも強度の大きい成形品を良好に製造することができる。
上記の不織布に粒状フェノール樹脂を含ませておくことにより強度の大きい熱硬化性樹脂成形品を得ることができる。不織布に粒状フェノール樹脂を含ませたて、液状樹脂を含浸する箇所を成形の加圧方向に対して直角でない面に限定したので、バリ流出の少ない成形品を製造することができ、バリ除去工程を省略ないし簡略にすることができる。