JPH03114811A

JPH03114811A - 繊維強化樹脂材料の成形方法

Info

Publication number: JPH03114811A
Application number: JP25447789A
Authority: JP
Inventors: Yubun Sonoda; 園田　雄文
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-16

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］本発明は繊維強化樹脂材料の成形方法に係り、特に繊維
配向方向を制御することにより成形品の強度を向上させ
ることができる繊維強化樹脂材料の成形方法に関する。

［従来の技術］従来より、樹脂材料を金型内に注入して成形する方法に
おいて、樹脂材料に補強用繊維を添加することが行なわ
れている。

樹脂材料に添加された補強用繊維の配向方向は、樹脂材
料の流れ状態と関連があり、例えば、Ｂ　Ｍ　Ｃ（Ｂｕ
ｌｋ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）の射出成形
では、補強用繊維は樹脂材料の流れ方向と直交する方向
に配向する。このため、樹脂材料に配合された補強用ｉ
ａｍは成形条件や金型形状等に応じて、金型内にて特定
の方向に配向し易い。

従来、補強用繊維の配向を制御しようとする方法として
、次の■又は■の方法がある。

■　振動を加える方法金型注入前後の樹脂材料に振動を加えることより、補強
用ｉａ維の配向を制御する。この場合、補強用繊維とし
ては最大１０ｍｍ程度の長さのものまで有効である。

■　ゲート位置を変える方法金型のゲート位置を例えばダイレクト又はサイドと切り
換えることにより、補強用繊維をその都度別の方向に配
向させて、補強用繊維が交叉するように配向した成形品
として強度向上を図る。

［発明が解決しようとする課題］周知の通り、繊維強化樹脂材料の成形により得られる成
形品の強度は、補強用繊維の閣内方向により大きく左右
される。このため、補強用繊維が特定方向に配向した成
形品では、その機械的強度が方向ないし部位により異な
り、全体的又は部分的な強度異方性の大きいものとなる
。

この現象は圧縮成形による場合にはさほど問題とはなら
ないが、樹脂材料が複雑な流動をする射出成形では、補
強用繊維が目的とする方向に配向せず、得られる成形品
の部位或いは方向により強度が大きく異なるものとなり
、要求強度特性を十分に満足し得る製品を得られないこ
とがある。トランスファー成形による場合にも、同様の
問題が生じることがある。

なお、前記した通り、繊維配向方向を制御しようとする
方法として、上記■、■の方法が知られているが、いず
れの方法によっても十分に満足し得る効果は得られてい
ない。

［課題を解決するための手段］本発明の繊維強化樹脂材料の成形方法は、金型内に繊維
強化樹脂材料を注入して成形する方法において、該樹脂
材料の流れ方向の変更用部材を金型内に配置して該樹脂
材料を注入することを特徴とする。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の好適な一態様を説明する金型の断面図
、第２図〜第６図は樹脂材料の流れ方向の変更用部材の
具体例を示す図であって、各々、（ａ）図は断面図、（
ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

第１図に示す金型３は、第１の金型１及び第２の金型２
によりキャビティ４が形成されるものである。５はゲー
ト、６はランナーであって射出成形機の射出口（図示せ
ず）に接続される。

１１．１２は金型の支持板である。第１の金型１側には
、キャビティ４内に樹脂材料の流れ方向の変更用部材（
以下、単に「変更用部材」と称す、）としてビンフを突
出させるための油圧シリンダ８が設けられている。１３
は油圧シリンダ８の支持板である。

このような金型１を用いて射出成形を行なうには、まず
、油圧シリンダ８を作動させてピン７をキャビティ４内
に突出させ、次いで射出成形機からランナー６、ゲート
５を経てキャビティ４内に補強繊維含有樹脂材料を射出
する。その後、キャビティ４内の樹脂材料の流動が終了
する直前（即ち、射出終了直後）に油圧シリンダ８を作
動させてビンフをキャビティ４内から後退させる。この
後退限は、ピン７の先端面がキャピテイ４の表面と面一
となるようにするのが好適であるが、ピン７が金型１内
に引込むようにしても良い、その後、さらに樹脂材料の
射出を行ない、成形終了後、金型１．２を開いて成形品
を取り出す。

キャビティ４内へのピン７の突出深さは、第２図に示す
如く、キャビティ４の厚さ方向の中心位置程度まででも
良く、また、第３図に示す如く、キャビティ４の略全厚
さ方向（成形品の厚さ方向）に突出させても良い、また
、第４図に示す如く、キャビティ４内に２本のピン７、
ブを対向して突出させても良い。

変更用部材はピンに限らず、第５図に示すような板状部
材９であっても良い、また、第６図に示すような網状部
材１０であっても良い。網状部材１０を用いる場合には
、網状部材１０をピン複数のピン７．７間に張り渡すよ
うにしてキャビティ４内に支持し、樹脂材料の流動終了
直前にピン７を後退させ、網状部材１０をキャビティ４
内に残すようにする。この場合には、網状部材１０は得
られる成形品中に残留し、その補強部材として作用する
ものとなる。なお、第６図では、網面は成形品の厚さ方
向に配向している。

これらの変更用部材の材質としては特に制限はなく、成
形温度等の成形条件に十分に耐える強度、耐久性を備え
るものであれば良い。具体的には、鋼、ステンレス、ア
ルミニウム、銅、ガラス、カーボン等が採用される。

このような変更用部材は、金型内のキャビティ内に設け
る他、ゲート、ランナ一部に設けても良い。

なお、本発明において、採用する変更用部材の形状、個
数、配置、キャビティ内等への侵入深さ等には特に制限
はなく、成形する樹脂材料の配合や成形条件、要求特性
等に応じて、最適な繊維配向となるように適宜決定され
る。

このような本発明の方法は、射出成形、トランスファー
成形、圧縮成形等の金型内での樹脂材料の流動を伴うあ
らゆる成形法に適用することができる。

なお、成形に用いる樹脂材料のマトリックス樹脂として
は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ア
クリル樹脂、アセテート樹脂、ポリアミド、ポリカーボ
ネート、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹
脂が挙げられる。

また、補強用繊維としては、ガラス、カーボン、ポリエ
ステル等、各種無機繊維、有機ｉｌｌ維、その他金属繊
維等を用いることがで咎る。その繊維直径や繊維長さに
は特に制限はないが、本発明は特に１〜２５ｍｍの繊維
長さのものに有効である。

このような繊維を含む繊維強化樹脂材料の配合としては
特に！ｌＩ限はなく、成形方法、成形条件に対して通常
用いられている配合組成が採用される。

［作用］本発明においては、金型内に１ａｍ強化樹脂材料の流れ
方向の変更用部材を配置して該樹脂材料を注入するため
、金型内の樹脂材料の流れを該変更用部材により所望の
方向に変更することかできる。そして、樹脂材料の流れ
を変えることにより、含有される補強用繊維を所望の任
意の方向に配向させることができる。

即ち、例えば、円形平板状のキャビティであって、該円
形の中心位置にゲートを有する金型を用いて射出成形を
行なフた場合、ゲートから射出される樹脂材料は、ゲー
トから放射方向に金型内を流動する。このため射出の最
終段階においては、第７図に示す如く、繊維２０はキャ
ビティ４内において、ゲート５を中心とする円の周方向
に配向したものとなる。従って、得られる成形品は直径
方向の曲げ強度や、円を中心とするねじり方向の剪断強
度が低い。

これに対して、本発明の方法に従って、第８図に示す如
く、キャビティ４内に複数のビン７を均等に配置して樹
脂材料の射出を行なった場合には、ゲート５から射出さ
れた樹脂材料はビン５に流れを邪魔され様々な方向に流
動する０例えば、ビン２３を取り巻く方向にも流動する
。このため、射出の最終段階においては、第９図に示す
如く、繊維２０は様々な方向に配向し、互いに交叉した
りする。また、その分布も極めて均等化される。このた
め、得られる成形品は強度の異方性がなく、あらゆる方
向に対して十分な強度を有するものとなる。

本発明においては、このようにして補強用ｉＪＩＭの配
向を制御することにより、強度の異方性のない高性能成
形品を得ることが可能とされる。

［実施例］以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。説明の便宜上まず比較例について説明する。

比較例１下記配合の樹脂材料を下記条件にて射出成形することに
より、下記形状の成形品を製造した。

得られた成形品の強度等の特性を調べ、結果を第１表に
示した。

組１」０支【澄不飽和ポリエステル等の樹脂：１００重量部ガラス繊維
：８０重量部（ｌａ維平均長さ：１２ｍｍ。

繊維平均直径二１３μｍ）炭酸カルシウム：１５０重量部内部離型剤、硬化剤、増粘割等：約５重量部艮覧ゑ豆射出＄　：　１００　ｃ　ｃ　／　ｓ　ｅ　ｃ射出圧カ
ニ６００ｋｇ／ｃｒｎ’ 射出温度：４０℃ 支胆蒸貝上直径２５０　ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤形状実施例１金型のキャビティ内に第８図に示すような均等配置にて
、直径１０ｍｍのビン１０本をキャビティの厚さ方向中
央部まで突出させて樹脂材料の注入（射出）を行ない、
注入終了と同時にビンを後退させたこと以外は、比較例
１と同様にして成形品を製造した。

得られた成形品の強度特性等を調べ結果を第１表にした
。

第１表なお、比較例１及び実施例１において得られた成形品に
ついて、各々切断して断面を観察することにより、繊維
の配向を調べたところ、比較例１のものは、第７図に示
す如く、キャビティー４のゲート５を中心として円周方
向に繊維２０が配向していたが、実施例１のものは第９
図に示す如く、繊維２０は様々な方向に配列していた。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の繊維強化樹脂材料の成形方
法によれば、補強用繊維の配向方向を容易かつ効率的に
制御することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する金型の断面図、第
２図、第３図、第４図、第５図及び第６図は各々樹脂材
料の流れ方向の変更用部材の具体例を示す断面図、第７
図は従来法によるキャビティ内の繊維配向を示す模式図
、第８図はピン配置説明図、第９図は本発明法によるキ
ャビティ内の繊維配向を示す模式図である。１・・・第１の金型、　２・・・第２の金型、３・・・
金型、　　　　　３・・・キャビティ、５・・・−ゲー
ト、　　　　６・・・ランナー７・・・ピン、　　　　
２０・・・繊維。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型内に繊維強化樹脂材料を注入して成形する方
法において、該樹脂材料の流れ方向の変更用部材を金型
内に配置して該樹脂材料を注入することを特徴とする繊
維強化樹脂材料の成形方法。