JP2015093425A - Method for manufacturing molded article - Google Patents
Method for manufacturing molded article Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015093425A JP2015093425A JP2013233984A JP2013233984A JP2015093425A JP 2015093425 A JP2015093425 A JP 2015093425A JP 2013233984 A JP2013233984 A JP 2013233984A JP 2013233984 A JP2013233984 A JP 2013233984A JP 2015093425 A JP2015093425 A JP 2015093425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polypropylene resin
- molding die
- molding
- resin
- prepreg
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、構造部材に用いられる繊維強化された成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced molded product used for a structural member.
ガラス繊維や炭素繊維を強化材とした樹脂複合材料は、所謂、比強度や比剛性といった軽量化指標の数字が高いため、環境、経済性の面から交通輸送機器全般で広く適用されつつある。この中の熱硬化樹脂材料をマトリクスとした複合材料については、弾性率や引張強度の機械特性が優れているものの、リサイクル性、賦型性といった面の問題がある。大量に生産される製品分野などではリサイクル性は重要であり、又、賦型性は高機能化、複雑化する部品において一体化、部品削減といった役割を満足するために必要条件となっている。このため、特に自動車分野では熱可塑樹脂をマトリクスとした複合材料へのニーズが高まっている。 Resin composite materials using glass fiber or carbon fiber as a reinforcing material have high numbers of lightening indexes such as so-called specific strength and specific rigidity, and are therefore widely applied to traffic transportation equipment in general from the viewpoint of environment and economy. Among these, the composite material using the thermosetting resin material as a matrix has excellent mechanical properties such as elastic modulus and tensile strength, but has problems in terms of recyclability and moldability. Recyclability is important in the field of products that are produced in large quantities, and moldability is a necessary condition for satisfying the role of integration and reduction of parts in highly functional and complicated parts. For this reason, especially in the automobile field, there is an increasing need for a composite material using a thermoplastic resin as a matrix.
熱可塑材料による複合材料としては、２ミリから５ミリ程度のペレットサイズとして射出成形に使用されるものが一般的である。射出成形によるものは成形性が良く、形状自由度が高い反面、強化繊維の繊維長が短いために衝撃強度が低いという問題がある。特に近年はＬＦＴ（Ｌｏｎｇ Ｆｉｂｅｒ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ）としてペレット内の長繊維化が計られているものの、成形機内のスクリュー及びノズル或いは成形型のゲート部における折損の為に強化繊維の繊維長は成形後には１〜数ｍｍ程度以下になるため、衝撃強度はどうしても限定されるものとなってしまう。 A composite material made of a thermoplastic material is generally used for injection molding as a pellet size of about 2 mm to 5 mm. Injection molding has good moldability and a high degree of freedom in shape, but has a problem that impact strength is low because the fiber length of the reinforcing fiber is short. Particularly, in recent years, long fibers in pellets have been measured as LFT (Long Fiber Thermoplastics), but the fiber length of reinforcing fibers is 1 after molding because of breakage at the screw and nozzle in the molding machine or the gate part of the molding die. Since it is about ~ several mm or less, the impact strength is inevitably limited.
そこで、高い衝撃強度と弾性率などを両立させる場合は、連続繊維体に熱可塑樹脂を溶融含浸させた材料で成形体を設ける必要性が出てくる。ここで、成形工程となるプレス成形や射出成形において、直接連続繊維体をセットし工程内でマトリクス樹脂を含浸する方法では、含浸が不十分になったり工程時間が長くなり効率が悪くなることから、予めプリプレグを設けることが一般的である。 Therefore, in order to achieve both high impact strength and elastic modulus, it becomes necessary to provide a molded body made of a material obtained by melt-impregnating a continuous fiber body with a thermoplastic resin. Here, in the press molding or injection molding that is the molding process, the method of directly setting the continuous fiber body and impregnating the matrix resin in the process results in insufficient impregnation or a long process time, resulting in poor efficiency. Generally, a prepreg is provided in advance.
次に、このプリプレグを用いて成形体を設けることについては、特許文献１のように平板状の構成や接着の提案はあるものの成形方法としては汎用的なものが少ない。特許文献２、３は、強化繊維部分が織物状態かどうかは明確でないが成形工程を明確にした提案となっている。具体的成形製品に適用するためには立体的な成形が必要である。
しかし、これらは共に１次成形又は仮成形により基材を型形状に追従させることが記されているものの、樹脂の材質と加熱温度等の最低限最適化されるべき項目が具体的にされていない。熱可塑性樹脂がマトリクス材料のプリプレグについては、軟化点以上の加熱により塑性をもち、加圧とあいまって成形が可能となる訳だが、これを効率的に実現するための材料および工法が必要である。
Next, regarding the provision of a molded body using this prepreg, there are few general-purpose molding methods although there are proposals for a flat configuration and adhesion as in
However, although both of these are described as causing the base material to follow the mold shape by primary molding or temporary molding, the items to be optimized at the minimum such as the material of the resin and the heating temperature are specifically specified. Absent. A prepreg made of a matrix material with a thermoplastic resin has plasticity by heating above the softening point and can be molded in combination with pressurization, but materials and methods are required to efficiently achieve this. .
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、弾性率、引張強度、衝撃強度といった機械的強度、更に生産性とコストの面を改善した長繊維強化樹脂材料で補強された成形品の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a method for producing a molded product reinforced with a long fiber reinforced resin material, which has improved mechanical strength such as elastic modulus, tensile strength, impact strength, and productivity and cost. It is to provide.
本発明は、以下に関する。
（１） 成形用金型内に変性ポリプロピレン樹脂を含浸させたプリプレグを配置する工程Ａと、成形用金型を所定の位置まで閉める工程Ｂと、変性ポリプロピレン樹脂を成形用金型内に射出する工程Ｃと、成形用金型を型内圧縮し成形する工程Ｄとを有する成形品の製造方法であって、前記変性ポリプロピレン樹脂が、ラジカル開始剤の存在下で、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂とを反応させ得られたものである、成形品の製造方法。
（２） 工程Ａにおいて、プリプレグを部分的に加熱し、成形用金型の型形状に沿わせて、プリプレグを成形用金型に配置する、（１）に記載の成形品の製造方法。
（３） 工程Ａにおいて、配置されるプリプレグが複数枚である、（１）又は（２）に記載の成形品の製造方法。
（４） 工程Ｃにおいて、金型内に配置したプリプレグの片側又は両側から変性ポリプロピレン樹脂を射出する、（１）〜（３）いずれかに記載の成形品の製造方法。
（５） プリプレグが、ガラスクロスに変性ポリプロピレン樹脂を含浸したものであり、前記ガラスクロスが平織り又は畳織りであり、ガラスクロスの繊維径が７〜２０μｍであり、織り密度が３〜４０本／２５ｍｍである、（１）〜（４）いずれかに記載の成形品の製造方法。
（６） 成形用金型の少なくとも１部がフローティング突き当て構造となっている（１）〜（５）いずれかに記載の成形品の製造方法。
The present invention relates to the following.
(1) Step A in which a prepreg impregnated with a modified polypropylene resin is placed in a molding die, Step B in which the molding die is closed to a predetermined position, and the modified polypropylene resin is injected into the molding die. A process for producing a molded product comprising a process C and a process D for compressing and molding a molding die in-mold, wherein the modified polypropylene resin comprises a polypropylene resin and an alkylphenol resin in the presence of a radical initiator. A method for producing a molded product obtained by reacting.
(2) The method for producing a molded article according to (1), wherein in step A, the prepreg is partially heated, and the prepreg is arranged in the molding die along the shape of the molding die.
(3) The method for producing a molded article according to (1) or (2), wherein in step A, a plurality of prepregs are arranged.
(4) The process for producing a molded product according to any one of (1) to (3), wherein in step C, the modified polypropylene resin is injected from one side or both sides of the prepreg disposed in the mold.
(5) The prepreg is a glass cloth impregnated with a modified polypropylene resin, the glass cloth is a plain weave or tatami weave, the fiber diameter of the glass cloth is 7 to 20 μm, and the weave density is 3 to 40 / The manufacturing method of the molded product according to any one of (1) to (4), which is 25 mm.
(6) The method for producing a molded product according to any one of (1) to (5), wherein at least a part of the molding die has a floating butting structure.
本発明により、弾性率、引張強度、衝撃強度といった機械的強度、更に生産性とコストの面を改善した長繊維強化樹脂材料で補強された成形品の製造方法を提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a molded product reinforced with a long fiber reinforced resin material, which has improved mechanical strength such as elastic modulus, tensile strength, impact strength, and productivity and cost. .
以下に本発明の実施形態を説明する。
本実施形態の成形品の製造方法は、成形用金型内に変性ポリプロピレン樹脂を含浸させたプリプレグを配置する工程Ａと、成形用金型を所定の位置まで閉める工程Ｂと、変性ポリプロピレン樹脂を成形用金型内に射出する工程Ｃと、成形用金型を型内圧縮し成形する工程Ｄとを有する成形品の製造方法であって、前記変性ポリプロピレン樹脂が、ラジカル開始剤の存在下で、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂とを反応させ得られたものである。成形用金型とは、通常、固定側金型と可動側金型からなるものである。
Embodiments of the present invention will be described below.
The method for producing a molded product according to this embodiment includes a step A in which a prepreg impregnated with a modified polypropylene resin is placed in a molding die, a step B in which the molding die is closed to a predetermined position, and a modified polypropylene resin. A method for producing a molded article, comprising: a step C for injecting into a molding die; and a step D for compressing and molding the molding die in-mold, wherein the modified polypropylene resin is present in the presence of a radical initiator. , And obtained by reacting a polypropylene resin and an alkylphenol resin. The mold for molding is usually composed of a fixed mold and a movable mold.
工程Ａにおいて、プリプレグは、賦形用の金型内で所定の位置に、１枚又は２枚以上配置される。この段階でプリプレグは可塑性を持っていることが好ましく、成形用金型内、型外は問わないが、少なくとも部分的に加熱しておくことが好ましい。なお、プリプレグは、固定側金型と可動側金型、いずれに配置されていてもよいが、可動側金型が好ましい。 In step A, one or two or more prepregs are arranged at predetermined positions in a shaping mold. At this stage, it is preferable that the prepreg has plasticity, and it does not matter whether it is inside or outside the molding die, but it is preferable to heat at least partially. The prepreg may be arranged in either the fixed mold or the movable mold, but the movable mold is preferable.
プリプレグを部分的に加熱することによって、プリプレグが部分的に軟らかくなり、形状追従性が向上し、成形用金型の型形状に沿わせて、プリプレグを成形用金型に配置することが容易となる。そして、成形用金型の型形状に沿わせて、プリプレグを成形用金型に配置することよって、プリプレグの位置が安定し、樹脂射出の際に成形構造が安定し、結果的に機械的強度等が安定した成形品を製造することができる。 By partially heating the prepreg, the prepreg is partially softened, shape followability is improved, and it is easy to place the prepreg in the molding die along the shape of the molding die. Become. Then, by placing the prepreg on the molding die along the shape of the molding die, the position of the prepreg is stabilized and the molding structure is stabilized during resin injection, resulting in mechanical strength. It is possible to produce a molded article with stable and the like.
プリプレグの加熱方法は、赤外線、熱板、熱風、高周波等から製品サイズやスペースに合わせて選択することができる。又、プリプレグは成形用型において部分的に配置したり、あるいは、複数箇所に配置することが好ましい。さらに、クロス基材を使用したプリプレグの形状追従性には限界もあるので、断続的に配置することが好ましい。 The heating method of the prepreg can be selected from infrared rays, hot plates, hot air, high frequency, etc. according to the product size and space. Moreover, it is preferable to arrange | position a prepreg partially in a shaping | molding die, or arrange | position at several places. Furthermore, since there is a limit to the shape followability of a prepreg using a cloth base material, it is preferable to dispose the prepreg intermittently.
工程Ｂにおいて、金型を所定の位置まで閉める。本実施形態の成形工程は、射出工程と圧縮工程を共に行うため、射出前の段階では金型は完全には閉じていない。つまり、金型を所定の位置まで閉めるとは、射出後の圧縮代を残した状態を意味する。成形サイズにもよるが、３〜２０ｍｍ程度の圧縮代を残してある。この型閉め工程において、プリプレグは予備成形をされた形となるが、より強いプリフォームを必要とする場合は射出前に型を一旦全閉する事も有効である。 In step B, the mold is closed to a predetermined position. Since the molding process of this embodiment performs both the injection process and the compression process, the mold is not completely closed at the stage before injection. That is, closing the mold to a predetermined position means a state in which the compression allowance after injection remains. Although it depends on the molding size, a compression allowance of about 3 to 20 mm is left. In this mold closing process, the prepreg has a preformed shape, but if a stronger preform is required, it is also effective to fully close the mold once before injection.
次に、工程Ｃにおいて、成形用金型内に賦型樹脂を射出するが、この賦型樹脂は、プリプレグに用いた変性ポリプロピレン樹脂と同じ変性ポリプロピレン樹脂、又は、プリプレグに用いた変性ポリプロピレン樹脂と相溶性の高い変性ポリプロピレン樹脂を用いる。 Next, in step C, the molding resin is injected into the molding die. This molding resin is the same as the modified polypropylene resin used for the prepreg, or the modified polypropylene resin used for the prepreg. A highly compatible modified polypropylene resin is used.
変性ポリプロピレン樹脂としては、ベースのポリプロピレン樹脂としてホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレンの１種あるいは２種以上を使用してよい。中でも本発明では、ホモポリプロピレンやブロックポリプロピレンが好ましい。 As the modified polypropylene resin, one or more of homopolypropylene, block polypropylene, and random polypropylene may be used as the base polypropylene resin. Of these, homopolypropylene and block polypropylene are preferred in the present invention.
変性ポリプロピレンは安価なポリプロピレンをベースとしながら、この樹脂が持つ延性と流動性を併せ持つ特性が選択できる。このため例えば、プリプレグに用いる変性ポリプロピレン樹脂は流動性をより重視した含浸に有効な物とし、成形用（賦型樹脂）の変性ポリプロピレン樹脂は延性をより重視するといった組合せも選択できる。 While the modified polypropylene is based on an inexpensive polypropylene, the properties having both ductility and fluidity of this resin can be selected. For this reason, for example, a modified polypropylene resin used for a prepreg can be selected to be effective for impregnation with more emphasis on fluidity, and a modified polypropylene resin for molding (molding resin) can be selected with a greater emphasis on ductility.
従って、プリプレグに用いる変性ポリプロピレン樹脂はメルトフローレート（２３０℃、２．１６ｋｇｆ、１０分間）が、３０〜３００ｇであることが好ましい。また、成形用（賦型樹脂）の変性ポリプロピレン樹脂は、特性とし流動性が高く、延性が高いことが好ましい。なお、メルトフローレートは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠し、測定し、求めた。 Therefore, the modified polypropylene resin used for the prepreg preferably has a melt flow rate (230 ° C., 2.16 kgf, 10 minutes) of 30 to 300 g. Further, the modified polypropylene resin for molding (molding resin) preferably has high flowability and high ductility as characteristics. The melt flow rate was measured and determined according to JIS K 7210.
勿論、成形用の変性ポリプロピレン樹脂も流動性は重要であるが、前記特性を有することにより、インサートしたプリプレグを変形、破壊したりすることも防げるし、成形圧を無闇に高くする必要も無いため成形歪みも小さくできるので好ましい。 Of course, fluidity is also important for the modified polypropylene resin for molding, but by having the above properties, it is possible to prevent the inserted prepreg from being deformed or broken, and it is not necessary to raise the molding pressure to darkness. It is preferable because molding distortion can be reduced.
本発明に使用される、変性ポリプロピレン樹脂は、ラジカル開始剤の存在下で、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂とを反応させ得られたものであり、例えば、プロピレンの重合体であるが、本発明においては、他のモノマーとの共重合体も含む。ポリプロピレン樹脂の例には、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンおよび炭素数４〜１０のαオレフィンとのブロック共重合体（「ブロックポリプロピレン」ともいう）、プロピレンとエチレンおよび炭素数４〜１０のαオレフィンとのランダム共重合体（「ランダムポリプロピレン」ともいう）が含まれる。「ブロックポリプロピレン」と「ランダムポリプロピレン」を合わせて、「ポリプロピレン共重合体」ともいう。 The modified polypropylene resin used in the present invention is obtained by reacting a polypropylene resin and an alkylphenol resin in the presence of a radical initiator. For example, a propylene polymer is used in the present invention. Also included are copolymers with other monomers. Examples of the polypropylene resin include homopolypropylene, a block copolymer of propylene, ethylene, and an α olefin having 4 to 10 carbon atoms (also referred to as “block polypropylene”), propylene, ethylene, and an α olefin having 4 to 10 carbon atoms. Random copolymers (also referred to as “random polypropylene”). The combination of “block polypropylene” and “random polypropylene” is also referred to as “polypropylene copolymer”.
本発明においては、ポリプロピレン樹脂として上記のホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレンの１種あるいは２種以上を使用してよい。中でもポリプロピレン樹脂としては、ブロックポリプロピレンが好ましい。 In the present invention, one or more of the above-mentioned homopolypropylene, block polypropylene, and random polypropylene may be used as the polypropylene resin. Among these, block polypropylene is preferable as the polypropylene resin.
本発明に使用されるアルキルフェノール樹脂とは、ノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂をいう。本発明におけるノボラック型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類を、酸触媒下で縮合させて得られる樹脂である。また、レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類を、アルカリ触媒下で縮合して得られる樹脂をいう。ノボラック型フェノール樹脂及びレゾール型フェノール樹脂は、単独又は併用してもよい。 The alkylphenol resin used in the present invention refers to a novolac type phenol resin or a resol type phenol resin. The novolak-type phenol resin in the present invention is a resin obtained by condensing phenols and aldehydes under an acid catalyst. The resol type phenol resin refers to a resin obtained by condensing phenols and aldehydes under an alkali catalyst. The novolac type phenol resin and the resol type phenol resin may be used alone or in combination.
アルキルフェノール樹脂の原料となるフェノール類の例には、フェノール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、カテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、プロピルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノールが含まれる。これらは、単独で用いてもよく、または２種以上を用いてよい。 Examples of phenols used as a raw material for the alkylphenol resin include phenol, orthocresol, metacresol, paracresol, bisphenol A, bisphenol F, catechol, resorcin, hydroquinone, propylphenol, butylphenol, octylphenol, and nonylphenol. These may be used alone or in combination of two or more.
アルキルフェノール樹脂の原料となるアルデヒド類の例には、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒドが含まれる。これらは、単独で用いてもよく、または２種以上を用いてもよい。
また、変性剤として、アルキルベンゼン（キシレン系樹脂）、カシューオイル、ロジンなどのテルペン類およびホウ酸を用いてもよい。
Examples of aldehydes that can be used as raw materials for alkylphenol resins include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, and acetaldehyde. These may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, you may use terpenes, such as alkylbenzene (xylene-type resin), cashew oil, and rosin, and boric acid as a modifier | denaturant.
ラジカル開始剤は、公知のものが用いられるが、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂間の反応を起こさせるものであればよい。これらを反応させる方法は特に限定されないが、本発明におけるラジカル開始剤の例には、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類；ｎ−ブチル４，４ービス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等のパーオキシケタール類；ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−ｉ−プロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキセン−３等のジアルキルパーオキサイド類；ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート、ｔ−ブチルパーオキシ３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパ−オキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルジパーオキシイソフタレート等のパーオキシエステル類；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシマレイックアシッド、ｔ−ブチルパーオキシｉ−プロピルカーボネート等のパーオキシエステル類が含まれる。この中でも、ジーｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドが好ましく用いられる。
Any known radical initiator may be used as long as it causes a reaction between the polypropylene resin and the alkylphenol resin. The method of reacting these is not particularly limited, but examples of radical initiators in the present invention include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; n-butyl 4,4-bis (t-butyl peroxy) Peroxyketals such as valerate and 2,2-bis (t-butylperoxy) butane; t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, di-i-propylbenzene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide Hydroperoxides such as 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide; di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2, 5-di (t-butylpero Ii) Dialkyl peroxides such as hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexene-3; t-butylperoxyacetate, t-butylperoxyoctoate, t-butyl Peroxyesters such as
ラジカル開始剤の存在下で、ポリプロピレン樹脂とアルキルフェノール樹脂を反応させる方法は特に限定されず、溶媒中で加熱して反応させてもよいし、あるいは、溶融混練して反応させてもよい。例えば、８０〜２８０℃で、１０〜１８０分程度、反応させ、変性ポリプロピレン樹脂を得ることができる。 The method of reacting the polypropylene resin and the alkylphenol resin in the presence of the radical initiator is not particularly limited, and the reaction may be performed by heating in a solvent, or the reaction may be performed by melt-kneading. For example, the modified polypropylene resin can be obtained by reacting at 80 to 280 ° C. for about 10 to 180 minutes.
本実施形態の成形品の製造方法に使用される、プリプレグは、ガラスクロスに変性ポリプロピレン樹脂を含浸したものである。また、使用されるガラスクロスの繊維表面には少なくともシランカップリング剤が付与された状態で、ストランド状態（連続した１本の繊維を多数束ねた状態）となり、さらに織物として構成されたものであることが好ましい。 The prepreg used in the method for producing a molded article according to this embodiment is obtained by impregnating a glass cloth with a modified polypropylene resin. In addition, at least a silane coupling agent is applied to the fiber surface of the glass cloth to be used, so that it becomes a strand state (a state in which a large number of continuous single fibers are bundled) and is further configured as a woven fabric. It is preferable.
また、マトリクス材料である、変性ポリプロピレン樹脂は分子鎖に極性基を持たず表面活性が乏しいため、ガラスクロスに対して、カップリング剤、あるいは、集束剤による、適正化（処理）が望まれる。 Further, since the modified polypropylene resin, which is a matrix material, does not have a polar group in the molecular chain and has poor surface activity, optimization (treatment) with a coupling agent or a sizing agent is desired for glass cloth.
本発明においては、ガラスクロスは、シランカップリング剤又は酸変性オレフィン樹脂（集束剤）で表面処理されていることが好ましく、更に集束剤としては、酸変性ポリプロピレン樹脂がより好ましい。また、酸変性ポリプロピレンのガラスクロスに対する配合率は、０．１〜１質量％の範囲であることが特に好ましい。集束剤の配合率が、０．１〜１質量％の範囲であることにより、ガラス単繊維の集束およびガラス繊維束に屈曲や摩擦に対する耐久性が向上し、加工工程において、ガイド、ローラー等による摩擦の影響からガラス単繊維が損傷を受け難くなる。 In the present invention, the glass cloth is preferably surface-treated with a silane coupling agent or an acid-modified olefin resin (bundling agent), and the sizing agent is more preferably an acid-modified polypropylene resin. Moreover, it is especially preferable that the compounding ratio with respect to the glass cloth of acid-modified polypropylene is in the range of 0.1 to 1% by mass. When the blending ratio of the sizing agent is in the range of 0.1 to 1% by mass, durability against bending and friction of the glass fiber bundle and the glass fiber bundle is improved. Glass monofilaments are less susceptible to damage due to friction.
本発明に使用される、ガラスクロスは、面方向で凹凸差が少ないものが加圧含浸する際に有利となるため、平織り、又は、畳織りのものが好ましい。本発明のガラス繊維の径は細いほど単位面積あたりの強度が上がる傾向が見られるがその分コストが上がるため径の選択は重要であるが、ガラス繊維径は、４〜３０μｍが好ましく、さらに７〜２０μｍがより好ましい。なお、平織りとは、縦糸と横糸を交互に浮き沈みさせて織るものであり、また、畳織りとは、縦糸は間隔を開けて並べ、横糸は密着するように並べたものである。
又クロスを形成するガラス繊維ストランドによる織りについては粗すぎると、特性が落ちやすく、細かすぎるとガラスコンテンツが下がりコスト高となる問題があるため、ガラスクロスの織り密度は３〜４０本／２５ｍであることが好ましい。ここで織り密度とは、ＪＩＳ Ｒ３４２０に示されるように、２５ｍｍ当たりのガラス繊維ストランドの本数を示す。
The glass cloth used in the present invention is preferably a plain weave or tatami weave because a glass cloth having a small unevenness in the surface direction is advantageous when it is impregnated with pressure. As the diameter of the glass fiber of the present invention is thinner, the strength per unit area tends to increase. However, the cost increases accordingly, so the selection of the diameter is important, but the glass fiber diameter is preferably 4 to 30 μm, and further 7 -20 μm is more preferable. The plain weave is a fabric in which warp yarns and weft yarns are alternately raised and lowered, and the tatami weave is a fabric in which warp yarns are arranged at intervals and weft yarns are arranged in close contact with each other.
If the weave by the glass fiber strands forming the cloth is too rough, the characteristics are liable to deteriorate, and if it is too fine, the glass content is lowered and the cost is increased. Therefore, the weave density of the glass cloth is 3 to 40/25 m. Preferably there is. Here, the weaving density indicates the number of glass fiber strands per 25 mm as shown in JIS R3420.
本実施形態の成形品の製造方法において、成形用（賦型樹脂）の変性ポリプロピレン樹脂は、ゲートを通して成形用金型内に射出されるが、ゲートは片面に設けるだけでなく両面に設けることで成形性を高めることができる。成形品の製造方法においては、射出開始後に圧縮工程Ｄがあるため、通常、可動側の金型にゲートを設けることが困難である。そこで、本実施形態においては、成形用金型の少なくとも１部はフローティング突き当て構造としており、これにより固定側から可動側の連絡路が確保でき、両面射出が可能となる。 In the method for producing a molded product according to the present embodiment, the modified polypropylene resin for molding (molding resin) is injected into the molding die through the gate, but the gate is provided not only on one side but also on both sides. Formability can be improved. In the method of manufacturing a molded product, since there is a compression step D after the start of injection, it is usually difficult to provide a gate on the movable mold. Therefore, in this embodiment, at least a part of the molding die has a floating butting structure, so that a connecting path from the fixed side to the movable side can be secured, and double-sided injection is possible.
すなわち、成形用金型の少なくとも１部がフローティング突き当て構造とは、成形用金型が、固定側金型と、可動側金型とからなる場合、固定側金型の一部がバネ等の付勢材により、固定側金型から突出し、突出したもの（駒）が、可動側金型を浮き上がらせている（フローティング）構造である。 That is, at least a part of the molding die has a floating butting structure. When the molding die is composed of a fixed side die and a movable side die, a part of the fixed side die is a spring or the like. The urging material projects from the fixed mold, and the projecting piece (piece) has a structure in which the movable mold is lifted (floating).
図１は、成形品の製造方法において、可動側の成形用金型１に変性ポリプロピレン樹脂を含浸させたプリプレグ３を配置し、可動側の成形用金型１を所定の位置まで閉め、ゲート４から、変性ポリプロピレン樹脂５を、可動側の成形用金型１と、固定側の成形用金型２との空間内に射出された状態における、成形用金型の断面模式図である。
FIG. 1 shows a method of manufacturing a molded article in which a
図２はフローティングの駒（固定側金型の一部）６を介した成形用金型構造（ランナー構造）の例である。フローティングの駒（固定側金型の一部）６により、可動側の成形用金型１が浮き上がり、さらに固定側のゲート４と、可動側のゲート（連絡路）７とが連結され、変性ポリプロピレン樹脂が、成形用金型内に両面射出される。
FIG. 2 shows an example of a molding die structure (runner structure) through a floating piece (a part of the fixed die) 6. Due to the floating piece (part of the fixed mold) 6, the
又、このフローティング突き当て構造を、外周部や孔形状部に採用することでバリの回避や後加工の低減を図れる効果をもたらす。また、両面射出が可能となることにより、自由度の高いリブ設計、更には外観の向上などの効果が図れる。一般的にガラスクロス補強面は外観上クロス目が出てしまうおそれもあり、製品によっては外観面には使えない場合があり、このような場合に有効となる。 In addition, by adopting this floating butting structure in the outer peripheral portion or the hole-shaped portion, it is possible to avoid burr and reduce post-processing. In addition, by enabling double-sided injection, it is possible to achieve effects such as rib design with a high degree of freedom and further improvement in appearance. In general, the glass cloth reinforcing surface may have a cross-out appearance, and depending on the product, it may not be used for the appearance surface, which is effective in such a case.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
ガラスクロスとしては、繊維径１７μｍ、本数２０００本のストランド（連続した１本の繊維を多数束ねたもの）を用いたもので目付け４００ｇ／ｍ２（織り密度；５本／２５ｍｍ）に平織りしたクロスを用いた。ガラスクロスの表面処理は、アミノ系シランカップリング剤で行った。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to this.
Example 1
As the glass cloth, a cloth using a strand having a fiber diameter of 17 μm and a number of 2000 strands (a bundle of a large number of continuous single fibers) is plain-woven with a basis weight of 400 g / m 2 (weave density: 5/25 mm). Was used. The surface treatment of the glass cloth was performed with an amino silane coupling agent.
ポリプロピレン樹脂は市販のホモポリマー（ノーブレン、住友化学株式会社製商品名、「ノーブレン」は登録商標）を用いアルキルフェノール樹脂は、荒川化学株式会社製のアルキルフェノール樹脂（レゾール型、熱硬化タイプ） タマノル１０１０Ｒ（「タマノル」は登録商標）を用いた。ラジカル開始剤は日本油脂株式会社製 ジクミルパーオキサイドを用いた。 Polypropylene resin is a commercially available homopolymer (Nobrene, trade name manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., “Nobrene” is a registered trademark), and alkylphenol resin is alkylphenol resin (resole type, thermosetting type) manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd. “Tamanol” is a registered trademark). Dicumyl peroxide manufactured by Nippon Oil & Fat Co., Ltd. was used as the radical initiator.
前記ポリプロピレン樹脂９８．６質量部と、前記アルキルフェノール樹脂１質量部と、前記ラジカル開始剤０．４質量部とを、日本製鋼所製２軸押出機ＴＥＸ３０αによりシリンダー温度１３０〜２３０℃に設定し混練し、マトリクス材料である、変性ポリプロピレン樹脂を作製した（メルトフローレート１３０ｇ；（２３０℃、２．１６ｋｇｆ、１０分間））。 98.6 parts by mass of the polypropylene resin, 1 part by mass of the alkylphenol resin, and 0.4 parts by mass of the radical initiator are set at a cylinder temperature of 130 to 230 ° C. by a twin screw extruder TEX30α manufactured by Nippon Steel, Ltd. and kneaded. Then, a modified polypropylene resin as a matrix material was prepared (melt flow rate 130 g; (230 ° C., 2.16 kgf, 10 minutes)).
含浸プレスは３０トン熱プレス成形機により、前記ガラスクロスと、前記変性ポリプロピレン樹脂を重ねて、２００℃で、５分間、面圧０．１〜５ＭＰａの加圧で行い、ガラスコンテンツ３５質量％のプリプレグ（樹脂固形分量６５質量％）を得た。 The impregnation press was performed by a 30-ton hot press molding machine, with the glass cloth and the modified polypropylene resin overlapped, and performed at 200 ° C. for 5 minutes with a surface pressure of 0.1 to 5 MPa, with a glass content of 35% by mass. A prepreg (resin solid content 65 mass%) was obtained.
前記プリプレグを、２００℃に加熱し、可動側金型に配置（チャージ）し、固定側金型のゲートから、プリプレグの変性ポリプロピレン樹脂（マトリクス）と同じ配合の変性ポリプロピレン樹脂を成形材料（賦型樹脂）として片面に射出し、圧縮成形し、成形品を作製した。成形温度は２３０℃、型温度は７０℃、圧縮ストロークは１５ｍｍとした。 The prepreg is heated to 200 ° C., placed (charged) in the movable mold, and a modified polypropylene resin having the same composition as the modified polypropylene resin (matrix) of the prepreg is molded from the gate of the fixed mold (molding) Resin) was injected on one side and compression molded to produce a molded product. The molding temperature was 230 ° C., the mold temperature was 70 ° C., and the compression stroke was 15 mm.
（比較例１）
成形材料（賦型樹脂）として、変性ポリプロピレン樹脂の代わりに、市販のホモポリマー（ノーブレン、住友化学株式会社製商品名、ホモポリプロピレン樹脂）を使用した以外は、実施例１と同様にして、成形品を得た。
(Comparative Example 1)
Molding is performed in the same manner as in Example 1 except that a commercially available homopolymer (Nobrene, trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., homopolypropylene resin) is used instead of the modified polypropylene resin as the molding material (molding resin). I got a product.
（比較例２）
プリプレグの代わりにガラスクロスのみを金型に配置した以外は、実施例１と同様にして、成形品を得た。
(Comparative Example 2)
A molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that only the glass cloth was placed in the mold instead of the prepreg.
（比較例３）
射出圧縮成型の圧縮を無くし、型全閉後射出のみとした以外は、実施例１と同様にして、成形品を得た。
(Comparative Example 3)
A molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compression of the injection compression molding was eliminated and only the injection after the mold was fully closed was used.
作製した成形品において、以下の評価を行い、結果を表１に示した。
（成形状態）
成形品の成形状態の外観を目視により観察し、「○」；良、「△」；やや不良、「×」；不良とした。
（弾性率）
成形品の弾性率を、ＪＩＳＫ７１７１に準拠し、測定した。
（衝撃強度）
成形品の衝撃強度を、ＪＩＳＫ７１６０に準拠し、測定した。
The produced molded product was evaluated as follows, and the results are shown in Table 1.
(Molded state)
The appearance of the molded product in the molding state was visually observed, and “◯”: good, “Δ”: slightly defective, “×”: defective.
(Elastic modulus)
The elastic modulus of the molded product was measured according to JISK7171.
(Impact strength)
The impact strength of the molded product was measured according to JISK7160.
結果、表１のように本発明の製造方法により得られた成形品の、実施例１のみが成形状態、機械強度を両立させる結果となった。このことは、変性ポリプロピレン樹脂のプリプレグと、成形材料の変性ポリプロピレン樹脂と射出圧縮工程の組合せが効果的であることを示している。 As a result, as shown in Table 1, only Example 1 of the molded product obtained by the production method of the present invention achieved both the molding state and the mechanical strength. This indicates that the combination of the modified polypropylene resin prepreg, the modified polypropylene resin of the molding material and the injection compression process is effective.
本発明によれば、ガラスクロスとポリプロピレンといった安価な材料を用いて弾性率が高く衝撃特性も高い、複合成形品を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a composite molded article having a high elastic modulus and high impact characteristics by using an inexpensive material such as glass cloth and polypropylene.
１ 可動側の成形用金型、２ 固定側の成形用金型、３ プリプレグ、４ 固定側の成形用金型のゲート、５ 変性ポリプロピレン樹脂（成形材料）、６ フローティングの駒、７ 可動側の成形用金型のゲート。 1 Mold for mold on movable side, 2 Mold for mold on fixed side, 3 prepreg, 4 Gate for mold for mold on fixed side, 5 Modified polypropylene resin (molding material), 6 Floating piece, 7 Mold on movable side Mold gate for molding.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013233984A JP2015093425A (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method for manufacturing molded article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013233984A JP2015093425A (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method for manufacturing molded article |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015093425A true JP2015093425A (en) | 2015-05-18 |
Family
ID=53196170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013233984A Pending JP2015093425A (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method for manufacturing molded article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015093425A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016215463A (en) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 東芝機械株式会社 | Method for producing molding, and molding production device |
| JP2017119373A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 東レ株式会社 | Method for manufacturing composite molding |
| CN109414887A (en) * | 2016-07-27 | 2019-03-01 | 三菱化学株式会社 | The manufacturing device of preform and the manufacturing method of preform |
| JP2019104138A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 旭化成株式会社 | Injection insert molding method |
-
2013
- 2013-11-12 JP JP2013233984A patent/JP2015093425A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016215463A (en) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 東芝機械株式会社 | Method for producing molding, and molding production device |
| JP2017119373A (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 東レ株式会社 | Method for manufacturing composite molding |
| CN109414887A (en) * | 2016-07-27 | 2019-03-01 | 三菱化学株式会社 | The manufacturing device of preform and the manufacturing method of preform |
| JP2019104138A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 旭化成株式会社 | Injection insert molding method |
| JP7017917B2 (en) | 2017-12-11 | 2022-02-09 | 旭化成株式会社 | Injection insert molding method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106626662B (en) | Sandwich structure composite material and preparation method thereof | |
| US7442435B2 (en) | Long-fiber-reinforced polypropylene compositions and door shield module plate produced with the same | |
| JP2015093425A (en) | Method for manufacturing molded article | |
| EP0018638B1 (en) | A poly(acrylate) containing composition and process for producing molded articles | |
| CN102806877A (en) | Plastic composite bumper beam for vehicle | |
| JP5074673B2 (en) | Method for molding fiber reinforced thermoplastic resin | |
| CN101157794B (en) | Melamine resin modified unsaturated polyester mould plastic | |
| ES2894960T3 (en) | Sheet molding compound (SMC), process for its manufacture and hybrid material containing the molded SMC | |
| US9499689B2 (en) | Carbon fiber reinforced polypropylene resin composition with excellent molding property | |
| JP2016196142A (en) | Molding and method for producing the same | |
| CN110785454A (en) | Fiber-reinforced thermoplastic resin molded article and fiber-reinforced thermoplastic resin molding material | |
| CN113613876B (en) | Laminate, three-dimensional shaped laminate, and method for producing three-dimensional shaped laminate | |
| JP2013072042A (en) | Carbon fiber-reinforced thermoplastic resin sheet | |
| KR102284616B1 (en) | Hybrid fiber reinforced composite material for car parts | |
| JP7243164B2 (en) | VaRTM molding resin composition, molding material, molded article, and method for producing molded article | |
| CN101457014A (en) | High speed highway guardrail made by stretching compound resin material | |
| JP2008291192A (en) | Method for manufacturing fiber-reinforced polyamide resin composition | |
| JP2007112041A (en) | Carbon filament reinforced resin molded article and its manufacturing method | |
| KR102029382B1 (en) | Composite material and method of manufacturing the same | |
| JP2020049925A (en) | Method for producing carbon fiber-reinforced thermoplastic resin composite material | |
| JP2015093921A (en) | Prepreg | |
| JP2015093922A (en) | Method for manufacturing prepreg | |
| JP5584978B2 (en) | Molding material | |
| TW201618962A (en) | Sandwich components composed of poly(meth)acrylate-based foam bodies and reversibly crosslinkable composites | |
| JP6283941B2 (en) | Manufacturing method of molded products |