JP2001047542A - 複合プラスチックパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間層としてフォーム材を使用せずに、軽量
でしかも機械的強度の大きな複合プラスチックパネル
を、簡単に、かつ、安定した品質で提供する。また、極
めて長尺の複合プラスチックパネルを、連続的に製造す
る。 【解決手段】 本発明の複合プラスチックパネルは、ガ
ラスバルーン及びプラスチックバルーンからなる群から
選択されるマイクロバルーンを含む樹脂層を中間層、繊
維強化樹脂層を上層及び下層として一体成形してなる三
層構造を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中間層がガラスバ
ルーン、プラスチックバルーンなどのマイクロバルーン
を含む樹脂層であって、この樹脂層の両側に繊維補強樹
脂層を積層し一体成形してなる軽量な複合プラスチック
パネル及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】両表面層が繊維強化樹脂層であって中間
層にフォーム材を設けて軽量化した複合プラスチックパ
ネルは、軽量であり、機械的強度もあるため、建築物の
外壁材、内張材、屋根材や自動車、鉄道、船舶などの輸
送機器の内、外層板材や陸上、海上のコンテナー部材な
どに適しており、広く用いられている。しかし、中間層
となるフォーム材を構成する発泡セルの形状、大きさは
不均一であるので、得られる複合プラスチックパネルは
品質的に不安定であり、特に圧縮強度はばらつきが大き
く、概して低いものである。

【０００３】又この種の複合プラスチックパネルの従来
から良く知られている技術方法としては、繊維強化樹脂
板の間に板状のフォーム材を挟み、接着剤を塗布して圧
縮成形する方法や、補強繊維のプリプレグの間に板状の
フォーム材を挟み、圧縮成形する方法があるが、いずれ
も事前に繊維強化樹脂板を作ったり、ブリブレグを作る
工程が必要である。また、補強繊維のプリブレグは、補
強繊維に樹脂が十分に含浸されており、気泡がないよう
に注意深く作る必要がある。さもないと出来上がった複
合プラスチックパネルの外層材に気泡が残り、外観が不
良であるのみならず、強度などの機械的特性が十分でな
いのが普通である。更に、いずれの場合でも、圧縮成形
によるためプレスを必要とし、又プレスされる面に圧力
分布が生じ、中間部の層と上下外層部との界面での接着
が不十分な部分が発生するため、品質にばらつきを生じ
やすい。

【０００４】このため、例えば特開平４−２４１９３６
では、２枚の補強繊維のシートを設けて、その２枚の補
強繊維のシートの間に平板状のフォーム材を挟みこんだ
後に、平板状のフォーム材又は／及び繊維質シートに熱
膨張性粒子と熱硬化性樹脂液を注入し、加熱し、プレス
しながら熱膨張性粒子を膨張させて、熱膨張による内圧
によって、熱硬化性樹脂を両外層の繊維質シートにしみ
出させ、中間層がフォームコアである複合プラスチック
パネルを製造する方法を開示している。しかし、この場
合においてもプレスを必要とし、そのため連続生産可能
としてもその生産速度は限定されたものとなり、また長
尺の複合プラスチックパネルを製造する場合は、プレス
のための大掛かりな設備が必要となる。更に、フォーム
材を用いることには間違いなく、前記の品質的に不安定
であるという問題が残っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決して、中間層としてフォーム材を使用せずに、軽
量でしかも機械的強度の大きな複合プラスチックパネル
を、簡単に、かつ、安定した品質で提供しようとするも
のである。しかも本発明によれば、極めて長尺の複合プ
ラスチックパネルを、連続的に製造する方法を提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスバルー
ン及びプラスチックバルーンからなる群から選択される
マイクロバルーンを含む樹脂層を中間層、繊維強化樹脂
層を上層及び下層として一体成形してなる三層構造を有
する複合プラスチックパネルに関する。中間層をガラス
バルーン及びプラスチックバルーンからなる群から選択
されるマイクロバルーンを含む樹脂層、両表面層を繊維
強化樹脂とすることにより、中間層は軽量で両表面層は
機械的強度が大きいため、得られる複合プラスチックパ
ネルは、軽量でしかも機械的強度にも優れたものとな
る。しかもガラスバルーン及びプラスチックバルーンな
どのマイクロバルーンは大きさ、形状はかなり均一であ
るので、軽量でしかも品質的にも均一な優れたものが得
られる。

【０００７】また本発明の複合プラスチックパネルの繊
維強化樹脂層からなる上層、下層の少なくともいずれか
の外表面にゲルコート層を設けることにより、耐熱性、
耐水性、または美的外観にすぐれた複合プラスチックパ
ネルを得ることができる。

【０００８】また本発明は、ガラスバルーン及びプラス
チックバルーンからなる群から選択されるマイクロバル
ーンを含む樹脂層を中間層、繊維強化樹脂層を上層、下
層として一体成形されてなる三層構造の複合プラスチッ
クパネルを製造するに際して、（ａ）定速で移動する帯
状コンベア上に、未硬化の下層用熱硬化性樹脂液を塗布
し、該塗布した下層用熱硬化性樹脂液上に下層用補強繊
維を堆積して、該下層用熱硬化性樹脂液を下層用補強繊
維に含浸させて、下層の繊維強化樹脂層を形成する段
階、（ｂ）前記下層の繊維強化樹脂層の上部に、ガラス
バルーン及びプラスチックバルーンからなる群から選択
されるマイクロバルーンを含む中間層用コンパウンドを
塗布して中間層を形成する段階、（ｃ）前記中間層上に
上層用熱硬化性樹脂液を供給し、次いで上層用補強繊維
を未硬化の上層用熱硬化性樹脂液上に供給して、該液状
熱硬化性樹脂を上層用補強繊維に含浸させて繊維強化樹
脂層を形成する段階、（ｄ）前記上層、中間層、下層か
らなる複合積層物をスクイズアウトしてから、硬化成形
する段階とを経ることを特徴とする複合プラスチックパ
ネルの製造方法に関する。このように、中間層がマイク
ロバルーンを含み、フォーム材を使用しないため、中間
層と上下層との接着剤による接着を必要とせず、また中
間層の熱膨張性粒子による熱膨張も必要としないので、
プレスは不要とすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】また本発明の複合プラスチックパ
ネルの製造方法において、前記（ａ）段階と前記（ｂ）
段階との間に、分離シートを配置する段階、更に前記
（ｂ）段階と前記（ｃ）段階との間に、それぞれ分離シ
ートを、配置する段階を設けることが好ましい。分離シ
ートとしてはガラス不織布、ガラス織布及びチタンペー
パーからなる群から選択されるシートが好ましい。分離
シートを設けることにより、三層を積層した後、スクイ
ズローラーで三層をスクイズしたときに、中間層である
ガラスバルーン又は／及びプラスチックバルーンを含む
樹脂層はガラスバルーン、プラスチックスバルーンはほ
とんど移行せず、樹脂のみがほとんど分離シートを通過
して、上下層により移行する。そのため中間層がガラス
バルーン、プラスチックバルーンなどのマイクロバルー
ンで極めて高密度に充填され、上下層の繊維強化樹脂層
は、中間層から滲み出た樹脂により含浸されて、極めて
含浸性のよい複合プラスチックパネルが得られる。

【００１０】また複合プラスチックパネルは前記繊維強
化樹脂層からなる上層、下層の少なくともいずれかの外
表面にゲルコート層を設けることができる。

【００１１】本発明に用いる中間層を構成する一成分で
あるマイクロバルーンは、内部が中空のガラスバルー
ン、プラスチックバルーンであり、例えばガラスバルー
ン、塩化ビニリデンバルーン、シラスバルーンなどを使
用することができる。特にガラスバルーンは非膨張性の
無機中空粒子であるので好ましく用いることができる。
また、マイクロバルーンは、中空の内部に炭酸カルシウ
ム、鉄粉などの固体微粒子、ｎ−ヘキサン、流動パラフ
ィンなどの液状物、あるいはそれら固体微粒子を液状物
に分散させたものであってもよい。

【００１２】この上、下層の繊維強化樹脂層を構成する
補強繊維の種類としては、一般に繊維強化樹脂の補強材
として用いられる無機繊維、有機繊維、金属繊維であれ
ばよく、例えばガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、
カーバイト繊維など任意である。特にガラス繊維は、性
能が優れかつ安価であるため好ましく用いることができ
る。ガラス繊維を使用する場合は、繊維径３〜２０μｍ
のものを使用することができる。繊維強化樹脂層を構成
する上、下層用の補強繊維の種類は同一であっても、異
なってもよい。

【００１３】複合プラスチックパネルの上、下層の繊維
強化樹脂層を構成する樹脂の種類は、通常繊維強化プラ
スチックとして用いられる熱硬化性樹脂であれば特に制
限はなく、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹
脂などを、用いることができる。

【００１４】上層、下層の繊維強化樹脂層における補強
繊維の含有率は、任意であるが、２０〜４０重量％とす
ることが好ましい。この場合上層と下層の補強繊維の含
有率は無論同一であっても、異なっていてもよい。

【００１５】三層構造の上層、下層の繊維強化樹脂層の
厚さは、特に制限はないが０．５〜３．０ｍｍで、中間
層の厚さが１．０〜１０．０ｍｍとすることが好まし
い。

【００１６】また複合プラスチックパネルは繊維強化樹
脂層からなる上層、下層の少なくともいずれかの外表面
にゲルコート層を設けることができるが、その場合、そ
れぞれの特長を有する公知のゲルコート用樹脂を用いた
配合とした組成物とすればよい。

【００１７】次に本発明の複合プラスチックパネルの製
造方法の１例について、図面により例示して説明する。
図１は、本発明の複合プラスチックパネルの製造方法の
１例を示す工程の概略説明図である。図２は下層用補強
繊維１として長繊維状の補強繊維を一定長に切断しする
工程を加え、また分離シート７、１５を用いた別な製造
方法の実施例を示す概略説明図である。

【００１８】図１において、まず定常速度（定速）で移
動する帯状コンベア１７上に引き出した下部キャリアフ
ィルム２上に、ドクターナイフ４で厚さを規制しつつ、
下層用熱硬化性樹脂液３を塗布した後、必要であれば予
備加熱炉５によって予備的に加熱する。尚、本願発明で
いう「定速で移動する」とは、任意の所定速度で移動す
ることを意味し、途中から速度が変更して移動すること
も含む。次いで、下層用補強繊維１として補強繊維のマ
ットを引き出し、下層用熱硬化性樹脂液３上に供給す
る。下層用熱硬化性樹脂液３とその上部に供給された下
層用補強繊維１を含浸用回転ローラー６、６の間に挟み
ながら通して、下層用熱硬化性樹脂液３を下層用補強繊
維１に含浸させ、下層用含浸混合物１８を得る。

【００１９】一方、図１の右上方部に示すように、上部
キャリアフィルム１２上に上層用補強繊維１１として補
強繊維のマットをロールより引き出し、供給する。更に
上部キャリアフィルム１２上に供給された上層用補強繊
維１１上に、上層用熱硬化性樹脂液１３を塗布し、ドク
ターナイフ１４により、厚さを規制する。その後含浸用
回転ローラー１６、１６の間を通して、上層用熱硬化性
樹脂液１３を上層用補強繊維１１に含浸させて、上層用
含浸混合物１９を得る。

【００２０】次に、前記上層用含浸混合物１９を下層用
含浸混合物１６上に導きながら、同時にガラスバルー
ン、プラスチックバルーンなどのマイクロバルーンと中
間層用熱硬化性樹脂液の混合物からなる中間層用コンパ
ウンド８を、上層用含浸混合物１９と下層用含浸混合物
１６との間に導いて、これら三層を積層、合体する。次
に、これら上層用含浸混合物１９、中間層用コンパウン
ド８、下層用含浸混合物１１８の三層構造物を、含浸用
回転ローラー９、９で含浸させ、スクイズローラー１
０、１０でスクイズアウトして設定した任意の中間層厚
みに規制し、脱泡した後、加熱炉２０に通して、４０〜
１５０℃、５〜３０分、加熱硬化させた後、上部キャリ
アフィルム１２及び下部キャリアフィルム２を剥ぎとっ
て、三層が一体化した本発明の複合プラスチックパネル
２１を得る。複合プラスチックパネルは、必要ならこの
後に続けて耳となる両端をカットする工程を加えてもよ
い。

【００２１】本発明に用いることのできる下部キャリア
フィルム２、上部キャリアフィルム１２は、硬化成形後
に剥がすことのできるものであればよく、特に制限はな
いが、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ナイロン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、セロファンなど
からなる、厚さ２５〜１２５μｍのフィルムを使用する
ことができる。

【００２２】上、下層用の繊維強化樹脂層を構成する補
強繊維１は、その形態がマット状ばかりでなく、織物、
不織布、編み物、組み物などであってもよい。また補強
繊維のマットとする場合は、連続繊維状の補強繊維１を
公知の切断装置により一定長に切断しながら、帯状コン
ベア１７に散布、堆積させて、補強繊維のマットを形成
したものを用いることもできる。

【００２３】予備加熱は、必要なら、予備加熱炉５によ
り、下層用熱硬化性樹脂液３を予備的に加熱して、熱硬
化性樹脂液３の粘度、含浸特性を適正に保つことができ
る。予備加熱炉５を設けることにより、複合プラスチッ
クパネルに、繊維強化樹脂層からなる下層の外表面にゲ
ルコート層を設ける場合に、ゲルコート樹脂を硬化する
のに用いることもできる。

【００２４】加熱炉による硬化成形においては、加熱炉
の前半の温度を低めにして硬化をゆっくりにし、硬化が
済んだ後半はそれより高い温度になるように設定するこ
ともできる。加熱条件は６０〜１５０℃、２〜１５分が
好ましい。また本発明の複合プラスチックパネルの製造
方法においては、図２に示すように、前記（ａ）段階と
前記（ｂ）段階との間と、前記（ｂ）段階と前記（ｃ）
段階との間の両方に、それぞれ分離シート７、１５を配
置するようにしてもよい。これらの分離シート７、１５
の種類を選択することにより、中間層のコンパウンド８
から上下層に移行する樹脂量をコントールして、中間層
のマイクロバルーンの比率を上げたり、上下層の表面状
態を良好なものとすることができる。

【００２５】分離シートは、各種天然繊維、合成繊維、
金属繊維、或いはガラス繊維、チタン繊維、セラミック
ス繊維等の無機繊維、更にはアラミド繊維、炭素繊維な
どからなる織物、編み物、組み物、不織布、紙などを挙
げることができ、特にガラス繊維の織布、不織布は安価
であり、入手しやすく、またチタンペーパーは表面に
柄、模様等のデザイン印刷を施した場合に、得られた複
合プラスチックパネル２４の外観意匠の向上にもつなが
るので好ましく用いることができる。

【００２６】使用するマイクロバルーンの大きさは、
Ｖ．Ｓ．８０メッシュ（１７７μｍ）のふるいで残留率
が５ｗｔ％以下のものが好ましい。Ｖ．Ｓ．１００メッ
シュ（１４９μｍ）以上になると中間コンパウンドの粘
度が高くなり、供給が困難な場合がある。中間層におけ
るガラスバルーン、プラスチックスバルーンなどのマイ
クロバルーンと中層用熱硬化性樹脂液の混合物の配合比
率は、その混合物の粘度が１５〜１５０ｐｏｉｓｅにな
るように、５：９５〜５０：５０（重量比）であること
が好ましい。

【００２７】本発明の複合プラスチックパネル２１にゲ
ルコート層を設けるには、下層用熱硬化性樹脂液３の塗
布の後に図２の予備加熱炉５を配置して、予備加熱炉５
でゲルコート樹脂層を加熱硬化すれば、複合プラスチッ
クパネル２１の下の外表面にゲルコート層を設けること
ができる。

【００２８】

【実施例】実施例１下記の条件で、図１の方法により中
間層がガラスバルーン、プラスチックバルーンなどのマ
イクロバルーンを含む樹脂層であって、上層、下層が繊
維強化樹脂層からなる三層構造を有する、一体成形され
た複合プラスチックパネルを得た。

【００２９】 ＜製造条件＞ ａ．上下キャリアフィルム：ポリエチレン樹脂製、厚さ ２５μｍ ｂ．上下熱硬化性樹脂液配合組成： 不飽和ポリエステル樹脂 ＮＡ−１２８ １００部 大日本インキ化学工業（株）製（粘度 ３．０poise) メチルエチルケトンパーオキサイド １部 ｃ．下層用熱硬化性樹脂液の予備加熱：４分、４０℃ ｄ．上下層用補強繊維：各々ガラスチョップドストランドマット １ＰＬＹ 日東紡績（株）製（ＭＣ４５０Ｎ） ｅ．中間層用コンパウンド配合組成： マイクロバルーン：ガラスバルーン（完全中空物） ２０部 住友３Ｍ（株）製、Ｋ−１（５０μｍ、真比重０．０９） 不飽和ポリエステル樹脂 ８０部 大日本インキ化学工業（株）製 中間層用コンパウンドの粘度：５０ｐｏｉｓｅ ｆ．分離シート：なし ｇ．加熱条件 ：９０〜１１５℃、１５分 ｈ．ライン速度：３ｍ／分

【００３０】得られた複合プラスチックパネルは、下記
のとおりであった。 上層 ガラス繊維含有率 ： ２７重量％、厚み １ｍｍ 中層 ガラスバルーン含有率： ３０重量％、厚み １ｍｍ 下層 ガラス繊維含有率 ： ２７重量％、厚み １ｍｍ

【００３１】実施例２ 下記の条件で、図２の方法により中間層がガラスバルー
ン、プラスチックバルーンなどのマイクロバルーンを含
む樹脂層であって、上層、下層が繊維強化樹脂層からな
る三層構造を有する、一体成形された複合プラスチック
パネルを得た。 ＜製造条件＞ ａ．上下キャリアフィルム：ポリエチレン樹脂製、厚さ ２５μｍ ｂ．上下熱硬化性樹脂液配合組成： 不飽和ポリエステル樹脂 ＰＳ−２２１０ １００部 日立化成（株）製（粘度 ４．５poise ） メチルエチルケトンパーオキサイド １部 ｃ．下層用熱硬化性樹脂液の予備加熱：４分、３５℃ ｄ．上下層用補強繊維： 上層 ガラスロービング（日東紡績（株）製（ＲＳ２４０Ｈ５５５） よりガラスストランドを引き出して５０ｍｍに切断した。 下層 ガラスチョップドストランドマット 日東紡績（株）製（ＭＣ４５０Ｎ） ｅ．中間層用コンパウンド配合組成： マイクロバルーン：ガラスバルーン（完全中空物） １６部 住友３Ｍ（株）製、Ｋ−１（５０μｍ、真比重０．０９） 不飽和ポリエステル樹脂 ８４部 大日本インキ化学工業（株）製 ＮＡ−１２８ 中間層用コンパウンドの粘度：１８ｐｏｉｓｅ ｆ．分離シート：ガラスクロス（日東紡績（株）製 ＷＦ−２３０Ｃ） ｇ．加熱条件：９０〜１１５℃、１５分 ｈ．ライン速度：３ｍ／分

【００３２】得られた複合プラスチックパネルは、下記
のとおりであった。 上層 ガラス繊維含有率 ： ３０重量％、厚み １ｍｍ 中層 ガラスバルーン含有率： ３０重量％、厚み ３ｍｍ 下層 ガラス繊維含有率 ： ３０重量％、厚み １ｍｍ

【００３３】

【発明の効果】本発明の複合プラスチックパネルは、中
層部がマイクロバルーンを含む樹脂層からなるので、防
音、遮音用としても優れており、機械的強度など品質的
にもばらつきのないものが得られる。また本発明の複合
プラスチックパネルの製造方法は、プレス装置を使用し
ないので、連続生産が極めて容易であり、また従来は不
可能と思われていた極めて長尺の複合プラスチックパネ
ルも、製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合プラスチックパネルの製造方法の
１例を示す概略説明図である。

【図２】本発明の複合プラスチックパネルの製造方法の
別な１例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１ 下層用補強繊維 ２ 下部キャリアフィルム ３ 下層用熱硬化性樹脂液 ４ 下層用ドクターナイフ ５ 予備加熱炉 ６ 含浸用回転ローラー ７ 上部分離シート ８ 中間層用コンパウンド ９ 含浸用回転ローラー １０ スクイズローラー １１ 上層用補強繊維 １２ 上部キャリアフィルム １３ 上層用熱硬化性樹脂液 １４ 上層用ドクターナイフ １５ 下部分離シート １６ 含浸用回転ローラー １７ 帯状コンベア １８ 下層混合物 １９ 上層混合物 ２０ 加熱炉 ２１ 複合プラスチックパネル ２２ カッター ２３ 補強繊維ロービング

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｃ 2/20 Ｅ０４Ｃ 2/20 Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスバルーン及びプラスチックバルー
   ンからなる群から選択されるマイクロバルーンを含む樹
   脂層を中間層、繊維強化樹脂層を上層及び下層として一
   体成形してなる三層構造を有する複合プラスチックパネ
   ル。
2. 【請求項２】 前記繊維強化樹脂層からなる上層と中間
   層との間及び前記中間層と下層との間に、分離シートを
   有する請求項１に記載の複合プラスチックパネル。
3. 【請求項３】 前記分離シートが、ガラス不織布、ガラ
   ス織布及びチタンペーパーからなる群から選択されるシ
   ートである請求項２に記載の複合プラスチックパネル。
4. 【請求項４】 前記繊維強化樹脂層からなる上層、下層
   の少なくともいずれかの外表面にゲルコート層を有する
   請求項１〜３に記載の複合プラスチックパネル。