JPH02301412A - 繊維強化樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は金型のキャビティに繊維クロス、マットなど
をインサートし、そのキャビティに樹脂を加圧注入して
、繊維強化樹脂成形品を成形する方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 一般にこの種の成形方法は、一対の合わせ型のいずれか
一方の型面に添わせて、ガラス繊維、有機繊維、無ｍｅ
ａｔ４などによるクロスやマットをインサートし、型を
閉じて型締を行なったのち、キャビティを減圧し、その
状態を保ちながら樹脂を加圧注入している。この成形に
用いられる樹脂は、硬化剤を予め配合したポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ・ア
クリレート樹脂、不飽和アクリレート樹脂等の未硬化熱
硬化性樹脂液で、注入後に硬化して繊維強化樹脂成形品
となる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来法では、加圧力と減圧によるキャビティ内の吸
引力とにより、繊維間への樹脂の浸透と脱泡とを行なっ
ているのであるが、繊維の間は樹脂が流れ難いため、キ
ャビティに注入された樹脂は、繊維クロス等とキャビテ
イ壁との間や、積層された繊維クロス等の間隙など、流
動抵抗の少ない空間を流れ、それらの空間を埋めてから
、繊維クロス等に浸透して行く。

このため樹脂が繊維間を浸透しつつ一方向に流れるよう
に、キャビティに対しゲート位置や減圧位置を設定して
も、空間を充填してのちの樹脂の浸透は、繊維クロス等
の周囲から生じるようになり、また周囲が先に樹脂によ
り閉ざされたｍ離間の空気は、他に流出する所がないた
め、これが抵抗となって加圧注入による樹脂の浸透を阻
害し、含浸むらと気泡の発生原因となる。

このような課題を解決する手段として、一区画ごとに樹
脂をキャビティに加圧注入し、加圧力と毛細管現象とに
より、その樹脂を繊維間に均一に含浸する発明（特願昭
６３−６４９４５、特願昭６３−７１００１、特願昭６
３−７１００２）をなした。しかしこの発明では、繊維
への含浸に時間を要した。

そこで本発明者は、更に繊維間における樹脂の浸透につ
いて種々の研究を重ねた結果、インサート材が存する部
分と、隙間として存する部分とにおける流動抵抗の差を
、樹脂の注入過程において小さく制御することが、先の
発明による場合よりも効果的であることを見出したので
ある。

したがってこの発明の目的は、きわめて簡単な手段によ
り流動抵抗差を小さくすることができ、これにより成形
時間を長く要することなく、含浸むらや気泡の発生を防
止できる新たな成形方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの発明の１つは、繊維クロス、マット
等のインサート材を金型のキャビティにインサートし、
そのキャビティにゲートから樹脂を加圧注入して繊維強
化樹脂成形品を成形するにあたり、上記金型の樹脂流先
端部が到達する壁部に気体の給排口を設け、その給排口
からキャビティに気体を加圧充填してのち、樹脂の加圧
注入を行ない、かつキャビティの気体を樹脂の注入量と
相関させながら排出して、流動抵抗の差から生じる樹脂
流先端の位置差を、気体圧に・より樹脂の加圧注入ごと
に制御する繊維強化樹脂成形品の成形方法にある。

またこの発明の他１つは、繊維クロス、マット等のイン
サート材を金型のキャビティにインサートし、そのキャ
ビティにゲートから樹脂を加圧注入して繊維強化樹脂成
形品を成形するにあたり、上記ゲートからの樹脂の加圧
注入と、樹脂未注入部分への気体の給排とを交互に繰返
し行ない、流動抵抗の差から生じる樹脂流先端の位置差
を、気体圧により樹脂の加圧注入ごとに制御する繊維強
化樹脂成形品の成形方法にある。

更にこの発明の他の１つは、繊維クロス、マット等のイ
ンサート材を金型のキャビティにインサートし、そのキ
ャビティにゲートから樹脂を加圧注入して繊維強化樹脂
成形品を成形するにあたり、金型内の樹脂流に対する流
動抵抗が小さな部分を冷却し、当該部分の樹脂流の粘度
を増して、流動抵抗の差から生じる樹脂流先端の位置差
を制御する繊維強化樹脂成形品の成形方法にある。

［実施例］ 図中１は長尺のインサート材で、第２図に示すように金
属薄板の芯材２にガラス繊維クロス３を多重に巻き付け
て偏平に形成したものからなる。

４は金型で、一対の合わせ型からなり、キャビティ５の
一方の金型壁部には、注入バルブ６を備えた管路７と接
続した樹脂注入用のゲート８が設けてあ。

また金型４の樹脂流先端が到達する壁部には、給気バル
ブ９と排気バルブ１０とを備えた管路１１を接続した気
体の給排口１２が設けである。

上記キャビティ５内のインサート材１は、注入圧により
移動しないように一般に行なわれている手段により固定
しである。

また成形は型閉じと型締とを行なったのち、硬化剤を配
合したポリエステル樹脂などの未硬化の熱硬化性樹脂液
をバルブ操作により一定量ずつ闇を置いてゲート８から
キャビティ５に加圧注入される。

上記金型４において、給気パルプ９を閉じ、排気ロバル
プ１０を開いて、ゲートぎからキャビティ５に上記樹脂
を加圧注入すると、注入樹脂１３はゲート周辺のキャビ
ティを部分的に満たす。この状態で注入パルプ６を閉じ
、加圧注入を一次的に停止すると、樹脂はインサート材
１に入り込み、また毛細管現象とにより繊維間に浸透す
るとともに、キャビティ周囲の隙間にも流れ込む。この
２つの流れは、流動抵抗の少ないキャビティ周囲側が早
く、第３図に示すように、樹脂流の先端位置１３ａに差
が生じる。

そのような状態の下に樹脂の加圧注入を断続的に行なう
と、ま樹脂はインサート材１に含浸しつつキャビティ末
端へと流動するが、キャビテイ末端部においては、先行
した樹脂流の打揚がないことから、樹脂はインサート材
１の内部へと浸透するようになる。このため第５図に示
すように、インサート材１の未含浸部分１ａは周囲から
樹脂の含浸を受けることになり、その部分の空気は逃場
がなくなって、インサート材内に残る。この内部空気は
時として完全な樹脂の加圧注入の障害となり、また樹脂
含浸後における気泡の発生原因となる。

そこで、このような現象を避けるために、空気圧を利用
する。まず樹脂の加圧注入前に、キャビタイ内圧を所定
圧力に維持する。この操作は排気バルブ１０を閉じ、給
気バルブ９を開いて、給排口１２からキャビティ５に空
気を加圧充填し、キャビティ内が所定の圧力になったら
、給気バルブ９を閉じることにより容易行なうことがで
きる。

このような準備が完了したら、一定量の樹脂の加圧注入
を行なう。注入されたキャビティ内の樹脂は空気圧によ
り流動が一定範囲内に抑えられる。

しかしインサート材１に入り込んだ樹脂は、毛細管現象
により繊維間に含浸されて行くので、樹脂流が抑制され
ていても、樹脂の含浸は進行し、それに伴ないインサー
ト材周辺の樹脂量が減る。

この結果、流動抵抗の大小に関係なく、樹脂流の先端位
置１３ａの差が第４図に示すように小さくなる。

また樹脂の注入によりキャビテイ圧が上昇し、引続き行
なわれる樹脂の注入が困難となるので、僅な時間の後、
排気バルブ１０を開いて注入最に見合った空気量を排出
し、キャビティ内圧を減する。これにより新たな一定量
の樹脂の加圧注入が可能となる。

このような操作、即ち、樹脂の注入とキャピテイ内圧の
減少とを交互に相関的に行なうと、注入毎の樹脂流の先
端位置１３ａの差が小さくなり、減圧毎にインサート材
内の空気も排出されることから、樹脂の含浸も均一にな
り、気泡の残留もないａＩ繊維強化樹脂成形品が得られ
る。

更に空気圧をもって樹脂流の抑制を行なうには、樹脂の
加圧注入を先行し、給排口１２からの空気の給排を短時
間にて繰返し行なう。この給排気は上記２つのバルブ９
，１０を交互に操作して行なうことができる。

上記給排口１２からの空気の加圧充填により、樹脂流の
先端は圧迫される。この圧迫を短時間で繰返し行なうと
、樹脂流の先端は、丁度ハンマーで叩かれたようになり
、流動抵抗が小さいインサート材周囲の樹脂流が、イン
サート材内の樹脂流よりも流動が抑制されると同時に、
インサート樋内に打込まれるようになる。この結果、イ
ンサート材周囲に樹脂流は後退し、インサート樋内の樹
脂流との流動差がきわめて小さくなる。

このようにして、樹脂の加圧注入毎に流動先端の位置差
を直して、加圧注入を行なって行くと、気泡のない繊維
強化樹脂成形品が得られる。

第６図に示す例は、冷却により流動抵抗を均一化する場
合である。

インサート材周辺の樹脂の流れ易い部分を冷却する目的
で、金型内に流路１４をキャビティ５に沿って設け、こ
の流路１４に冷却媒体を供給してキャビティ周辺を所要
温度に冷却する。

この流路１４はキャビティ形状に応じて任意の手段を用
いて設けることができるが、図示のように、キャビティ
周壁が曲面からなるとには、金型４の一方のバーテング
面に設けた凹溝ををもって流路１４とすることができる
。この凹溝の両端には冷却媒体の出入口１５．１６が穿
設され、また凹溝内周囲にシール用の環状リング１７を
嵌装して、第７図に示すように、金型４の他方を重ねて
型閉じが行なわれ、その後に冷却媒体が流路１４に供給
される。

この冷却媒体の供給によりキャビティ周囲の温度が、イ
ンサート部分よりも低下し、インサート材周辺を流動す
る樹脂は冷却されて粘度が増し、流動性が低下する。こ
のためインサート材周辺の樹脂流は遅くなり、インサー
ト樋内の樹脂流との間に大きな差がなくなる。この結果
、周辺から樹脂が先行して含浸することがなくなり、樹
脂はインサート材の一方から他方へ、空気を取り込むこ
とな（含浸されて行く。

また樹脂の加圧注入毎にキャビティ内の空気は、排気バ
ルブ１０の開放により所定量ずつ排出され、成形完了後
に成形品を取出すときには、型開き前に流路内の冷却媒
体をエアーなどの吹込により排出する。

また図示のように複数の流路１４をもって冷却を行なう
場合には、流路１４を個々に温度調整することができ、
これにより更に流動制御を細く行なうことができる。

更にまた冷却がインサート樋内の樹脂にまで及ぶような
ときには、金型のインサート部分をヒータなどにより加
温してもよい。

［発明の効果］ この発明は上述のように、気体の圧力や冷却などの手段
を利用してキャビティ内にて先行する樹脂流の速度を制
御し、インサート材内外における樹脂流の先端位置の差
を極力少なくしたことから、インサート材周辺からの樹
脂の含浸が先行して生ずるようなことがない。

したがって、樹脂の含浸がインサート樋内の空気を押出
しながら一方から他方へと順に生じ、流動先端の位置も
揃うので、含浸むらや気泡のない長尺の成形品を、比較
的短時間にて成形することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る繊維強化樹脂成形品の成形方法の
実施例を示すもので、第１図は金型の略示横断平面図、
第２図はその略示断面図、第３図から第５図は成形状態
の説明図、第６図は他の方法の実施例として用いられる
金型の型開時の略示平図、第７図はその略示断面図であ
る。 １・・・・・・インサート材　　　２・・・・・・芯材
３・・・・・・繊維り０ス　　　　４・・・・・・金型
５・・・・・・キャビティ　　　　６・・・由注入バル
ブ８・・・・・・ゲート　　　　　　９・・・・・・給
気バルブ１ｏ・・・・・・排気バルブ　　　１２・・・
・・・給排口１３・・・・・・樹脂流　　　　　］３ａ
・・・・・・流動先端１４・・・・・・流路 特許出願人　　　日精樹脂工業株式会社外１名 第１図 第３図 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維クロス、マット等のインサート材を金型のキ
   ャビティにインサートし、そのキャビティにゲートから
   樹脂を加圧注入して繊維強化樹脂成形品を成形するにあ
   たり、 上記金型の樹脂流先端部が到達する壁部に気体の給排口
   を設け、その給排口からキャビティに気体を加圧充填し
   てのち、樹脂の加圧注入を行ない、かつキャビティの気
   体を樹脂の注入量と相関させながら排出して、流動抵抗
   の差から生じる樹脂流先端の位置差を、気体圧により樹
   脂の加圧注入ごとに制御することを特徴とする繊維強化
   樹脂成形品の成形方法。
2. （２）繊維クロス、マット等のインサート材を金型のキ
   ャビティにインサートし、そのキャビティにゲートから
   樹脂を加圧注入して繊維強化樹脂成形品を成形するにあ
   たり、 上記ゲートからの樹脂の加圧注入と、樹脂未注入部分へ
   の気体の給排とを交互に繰返し行ない、流動抵抗の差か
   ら生じる樹脂流先端の位置差を、気体圧により樹脂の加
   圧注入ごとに制御することを特徴とする繊維強化樹脂成
   形品の成形方法。
3. （３）繊維クロス、マット等のインサート材を金型のキ
   ャビティにインサートし、そのキャビティにゲートから
   樹脂を加圧注入して繊維強化樹脂成形品を成形するにあ
   たり、 金型内の樹脂流に対する流動抵抗が小さな部分を冷却し
   、当該部分の樹脂流の粘度を増して、流動抵抗の差から
   生じる樹脂流先端の位置差を制御することを特徴とする
   繊維強化樹脂成形品の成形方法。