(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から(A)不織布、織布あるいは紙にあらかじめ模様を印刷した柄材からなる表面層、(B)厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料層、(C)マットもしくは織物状の繊維強化材層、(D)ＦＲＰ成形材料層から成り、表面に凹凸模様を有することを特徴とするＦＲＰ成形品。
【請求項２】
引抜き成形方法によって製造されることを特徴とする請求項１のＦＲＰ成形品。
【請求項３】
上から(A)柄材からなる表面層、(B)厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料層、(C)マットもしくは織物状の繊維強化材層、(D)ＦＲＰ成形材料層からなる断面構造の成形材料を加熱硬化引抜き成形することを特徴とする凹凸模様を有するＦＲＰ成形品の製造方法。
【請求項４】
シート・フィルム材料(B)の開口率が、３０〜９９．９％であることを特徴とする請求項１記載のＦＲＰ成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凹凸模様を有するＦＲＰ成形品及び引き抜き成形方法によるその連続的製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰは、軽量・高強度で耐食性に優れる等多くの特徴を有し、バスユニット、タンク類、自動車部品等多岐に亘り使用されている。従来、これらの製品で表面に凹凸模様を形成する場合、表面に凹凸形状を施した成形型（金型）を用いて、ＦＲＰ表面に凹凸を転写し製造されている。
【０００３】
しかし、これらの方法は、生産性が悪く、また、立ち面部分を有する成形品においては、立ち面部分の凹凸模様はアンダーカットとなり一体で形成する事が困難であった。また、従来の引き抜き成形方法では、成形品の引き抜き方向に直角に凹凸を付けた成形品を得ることは困難であった。
【０００４】
そこで、引き抜き成形法において、成形品の引き抜き方向に直角に凹凸を付ける成形方法として、ダイス孔内に引き込む樹脂含浸繊維基材の層間に、片面にエンボス模様を有し、かつ該エンボス模様表面が引き抜き成形後に剥離できるように処理されているシート状体を連続的に介在させて前記樹脂含浸繊維基材と一体硬化させ、次いでエンボス模様を有する面を剥離させる方法でエンボス模様（凹凸模様）を成形する方法が提案されている（特開平１−３１７７５０号公報）。しかし、この方法は、成形後のシート状体の剥離作業が必要で、合理的な手段とは言えず、生産上煩雑であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、引き抜き成形法において成形品表面に引き抜き方向に直角に連続的に凹凸模様を形成してなるＦＲＰ成形品とその成形方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、ＦＲＰ成形品の最外層に用いる柄材とＦＲＰ材料との間に厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料を挿入し一体で成形することによって、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、加熱されたダイスに、樹脂含浸繊維基材を加熱されたダイス孔中に引き込み、ダイス軸方向に走行させながら硬化させてＦＲＰを連続的に引き抜き成形する方法において、樹脂含浸繊維基材をダイス孔中に引き込む前に、表面層に配する柄材と樹脂含浸繊維基材との間に、厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料を連続的に重ね合わせて引き揃えた後に、ダイス孔中に引き込み、一体硬化させる成形法と、この成形法を用いて製造した、片側または、両側の表面層に部分的または全面的に凹凸模様を形成されたＦＲＰ成形品に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明を詳細に説明する。
本発明の(A)不織布、織布あるいは紙にあらかじめ模様を印刷した柄材からなる表面層とは、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維等を用いて製造された不織布、織布あるいは紙が、ＦＲＰ成形材料に由来のマトリックス樹脂で一体成形されて形成された層である。柄材とは、これらの不織布、織布あるいは紙にあらかじめ模様を印刷したものである。この厚みは、好ましくは０．１〜１．０mmである。
【０００９】
本発明の(B)厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料層とは、シート・フィルム材料が、ＦＲＰ成形材料に由来のマトリックス樹脂で一体成形された層で、このシート・フィルム材料は厚みが、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍ、中でも好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍのもので、材質としては、ガラスなどの無機質のものでも、ポリエルテル、レーヨン、ポリプロピレン、ビニロン等の有機質のものでもよい。形態としては、平滑なシート・フィルムに穴をくり抜き加工したもの、糸状の材料を網目状に織ったもの、あるいは、糸状の材料を接着する事で網目状のシートにしたもの等が挙げられる。また、穴の開口率は、好ましくは３０〜９９．９％、中でも、７０〜９９．９％が好ましい。
【００１０】
本発明の(C)マットもしくは織物状の繊維強化材層には、マットもしくは織物状の繊維強化材がＦＲＰ成形材料に由来のマトリックス樹脂で一体成形された層、で、繊維強化材としては好ましくはガラス繊維が用いられるが、炭素繊維、アラミド繊維、その他ビニロン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を用いることもできる。このマットとは、好ましくはチョップドストランドマット、スワールマット、この織物状とは、好ましくはロービングクロス、ガラスクロスである。この厚みは、好ましくは１．０〜１０mmである。
【００１１】
本発明の(D)ＦＲＰ成形材料層とは、ＦＲＰ用繊維強化材にマトリックス樹脂を含浸させて硬化させたものである。本発明に用いるＦＲＰ用繊維強化材としては、好ましくはガラス繊維であるが、炭素繊維、アラミド繊維、その他ビニロン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維を単独、或いは併用して用いることもできる。その繊維強化材の形態としては、マトリックス樹脂を含浸し硬化前の状態で所定の形状に賦型し得るもの、好ましくは、ロービング、クロス、マット等が挙げられる。これらは、単独、或いは併用して用いることができる。
【００１２】
また、含浸するＦＲＰ用マトリックス樹脂としては、好ましくは不飽和ポリエステル樹脂が代表的であるが、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、その他熱硬化性樹脂等を用いることができ、更に、硬化触媒、無機或いは、有機の充填材を混合したコンパウンドを使用することもできる。また、顔料を添加して着色してもよい。このコンパウンドは、含浸槽に入れられる。
【００１３】
充填材としては、特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、炭酸カルシウム粉、クレー、アルミナ粉、硅石粉、タルク、硫酸バリウム、シリカパウダー、ガラス粉、マイカ、水酸化アルミニウム、またはなどの、公知慣用ののものが挙げられるが、就中、炭酸カルシウム、ガラス粉、水酸化アルミニウムまたは硫酸バリウムなどの使用が望ましい。
【００１４】
本発明の引き抜き成形方法とは、ＦＲＰを構成するために必要な強化繊維を引き揃え、マトリックス樹脂含浸槽を通過させて、ＦＲＰ成形材料(D)とし、その上にマットもしくは織物状の繊維強化材(C)、厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料(B)、柄材(A)を重ね合わせた後に、それらを一体に所定の形状に賦型し、加熱されたダイス孔中に引き込み、ダイス軸方向に走行させながら硬化させてＦＲＰを連続的に引き抜き成形する。
【００１５】
ここで、成形品表面にクリア樹脂層を形成させ、光沢、質感を向上させる為に、(A)柄材からなる表面層は、ＦＲＰ用マトリックス樹脂含浸槽と別のマトリックス樹脂を満たした含浸槽を通過させ、そのマトリックス樹脂を含浸させた後に重ね合わせることもできる。さらに、ダイスの入り口付近に設けた樹脂注入口から、ＦＲＰ用マトリックス樹脂とは別のマトリックス樹脂を注入し、(A)柄材からなる表面層にマトリックス樹脂を含浸させることもできる。
【００１６】
引き抜き成形の条件は、好ましくはダイス加熱温度は４０℃〜１８０℃、引き抜き速度は１０ｃｍ／分〜１５０ｃｍ／分の範囲であるが、使用するマツリック樹脂の配合、成形品の形状、大きさ等により適宜選定できる。
【００１７】
本発明の成形品とは、成形品の片側又は両側、若しくは、外面又内面の表面層に部分的または全面的に凹凸模様を(A)層、(B)層、(C)層の順に成形材料層(D)上に形成されたものである。本発明の成形品が、両側（内面および外面）に凹凸模様を形成する場合、その断面は外面側から(A)層、(B)層、(C)層、成形材料層(D)、(C)層、(B)層、(A)層となるものである。凹凸模様を部分的に設ける場合、(A)層、(B)層、(C)層が(D)層上に部分的に形成されるものである。
【００１８】
引き抜き成形ＦＲＰ成形品の厚さは、特に限定されるものではないが、好ましくは通常１〜２０ｍｍ、なかでも２〜６ｍｍであることが好ましい。また、その断面形状は、平板、Ｃ型、Ｌ型、Ｈ型、Ｔ型、Ｅ型、ロ型等の開き断面形状、丸、角、三角等、或いは異形の閉じ断面のパイプ形状、又は、丸、角、三角等、或いは異形断面の中実棒形状とすることができる。この断面形状は、ダイスの断面形状でもある。
【００１９】
本発明の成形品の用途としては、平板形状成形品は、床材、壁材、天井材、カウンター材、天板等の住設部材として用いることができる。また、パイプ形状、棒形状の成形品は、装飾用柱、手すり等のインテリア部材、工業部材として用いることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれに限定せれるものではない。
【００２１】
実施例１
第１図に示すようなダイス（ａ）（長さ９０ｃｍ、メッキ処理したスチール製ダイス）とフォーミングガイド（ｂ）、マトリックス樹脂含浸槽（ｃ）を通常の引き抜き成形機に設置した。ここで、ダイス（ａ）は、型内部にマトリックス樹脂注入用スペース（ｘ）を有しており、マトリックス樹脂をこのスペースの圧入し、柄材(A)表面にクリア樹脂層を形成できる構造としている。また、マトリックス樹脂注入用スペース内のマトリックス樹脂の硬化を防止するために、同スペース近傍に冷却用回路（ｙ）を内蔵した構造としている。ダイスは、１５０℃に加熱し、マトリックス樹脂注入用スペース近傍は、３０℃に冷却した。
【００２２】
次いで、ＦＲＰ用マトリックス樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂を用い、充填材として、炭酸カルシウムを用いた。ＦＲＰ用強化繊維(D)としては、ガラス繊維を用い、その形態は、ロービングとスワールマットを併用した。
【００２３】
表面層の柄材(A)には、ポリエステル繊維の不織布にあらかじめ、模様を印刷したものを用いた。
【００２４】
厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料層(B)としては、ビニロン繊維糸を三方向（６０度）に配置し、正三角形を格子目を構成し、耐アルカ性バインダーで目を固定した組布を用いた。
【００２５】
マットもしくは織物状の繊維強化材(C)としては、ガラス繊維チョップドストランドマットを用いた。
【００２６】
ＦＲＰ用強化材(D)をマトリックス樹脂含浸槽に通し、マトリックス樹脂を含浸させた後、フォーミングガイド（ｂ）上で、上から、(A)柄材、(B)厚み方向に穴が複数個開いているシート・フィルム材料、ガラス繊維チョップドストランドマット、(D)マトリックス樹脂を含浸させたＦＲＰ用強化材の順に重ね合わせ、フォーミングガイド（ｂ）によってダイス断面形状にプリフォームしながらダイス（ａ）孔中に引き込むと共に、表面層にクリア樹脂層を形成し光沢・質感を向上させる為に、不飽和ポリエステル樹脂をマトリックとする樹脂コンパウンドをダイスａに設けたマトリックス注入用スペース（ｘ）に圧入しながら、引き抜き速度５０ｃｍ／分で成形し、第２図に示す断面形状を有するパネル形状成形体を得た。
【００２７】
得られた成形体は、肉厚４ｍｍ、幅３７０ｍｍ、両端フランジ高さが４０ｍｍのパネル形状であった。このパネル表面層には、正三角形の凹凸形状模様が設けられており、外観意匠も優れたものであった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、引き抜き成形方法により、表面に凹凸形状模様有するＦＲＰ成形品が効率的に得られ、従来、一体での形成が困難であった立ち面部分にも容易に凹凸形状模様を設ける事が可能である。また、従来の引き抜き成形方法では困難であった、成形品の引き抜き方向に直角に凹凸形状模様を設けたＦＲＰ成形品を容易に得ることが出来る。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１図は、実施例１において、引き抜き成形機に設置した、ダイス（ａ）、フォーミングガイド（ｂ）、マトリックス樹脂含浸槽（ｃ）及び、材料の構成を示す図である。
【図２】第２図は、実施例１において用いたダイス（ａ）の詳細断面図である。
【図３】第３図は、実施例１において引き抜き成形によって得られたパネル形状成形品の軸方向が法線方向である断面図である。
【図４】第４図は、実施例１において用いた厚み方向に穴が複数個あいているシート・フィルム材料（ビニロン繊維糸組布）
【符号の説明】
（ａ）：ダイス
（ｂ）：フォーミングガイド
（ｃ）：マトリックス樹脂含浸槽
（ｘ）：マトリックス樹脂注入用スペース
（ｙ）：冷却回路
（１）：柄材（ポリエステル繊維不織布の印刷物）
（２）：厚み方向に穴が複数個あいているシート・フィルム材料（ビニロン繊維糸組布）
（３）：マットもしくは織物状の繊維強化材（ガラス繊維チョップドストランドマット）
（４）：ＦＲＰ用繊維強化材（ガラス繊維ロービング）
（５）：ＦＲＰ用繊維強化材（ガラス繊維スワールマット）
（６）：厚み方向の穴（空隙）
（７）：糸
(A)  ：柄材からなる表面層
(B)  ：厚み方向に穴が複数個あいているシート・フィルム材料層
(C)  ：マットもしくは織物状の繊維強化材層
(D)  ：ＦＲＰ成形材料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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