JPH0399814A - 固体充てん材を含む複合材料の成形方法 - Google Patents

固体充てん材を含む複合材料の成形方法

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JPH0399814A JP1237570A JP23757089A JPH0399814A JP H0399814 A JPH0399814 A JP H0399814A JP 1237570 A JP1237570 A JP 1237570A JP 23757089 A JP23757089 A JP 23757089A JP H0399814 A JPH0399814 A JP H0399814A
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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） 本発明は複合材料の成形方法に係り、詳しくはバンパー
等のウレタン廃材を利用して自動車用防音マットを製造
する如き比較的大きな固体充てん材を含む複合材料の成
形方法に関するものである。
（従来の技術） 熱可塑性ポリマーの成形は、加熱溶融状態の樹脂を型キ
ャビティー内へ注型し、冷却固化して行れる。そして、
これらの成形方法としては、射出成形、押し出し成形等
があげられるが、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ
、ジシクロペンタジエン等のポリマーは、液状のオリゴ
マー、あるいは、七ツマー原料を原料同志あるいは、触
媒と、注型直前に混合して型キャビティー内へ注型し、
重合反応ゲル化により、成形物が得られる。
これらは、型を閉じた状態で射出成形される場合、反応
射出成形（ＲＩＭ）として知られている。
これらのポリマーは、しばしば、固体の充てん材との複
合材料として成形される。これら充てん材としては、ガ
ラス繊維炭酸カルシウム、マイカ。
硫酸バリウム等が例としてあげられるが、なかでも、ガ
ラス繊維とポリウレタンの複合材料の成形方法はＲＲＩ
Ｍとして知られている。
これらの液状成形方法においては、熱可塑性ポリマーの
場合は、加熱溶融のため、ポリウレタン等の反応成形の
場合は、正確な化学当量混合比を得るため、又反応射出
成形（ＲＩＭ）の場合は混合用高圧力を得るため、注型
口付近に直径約３ｕ以下のノズルが存在する。従って固
定の充てん材を液状原料に配合したものを、型キャビテ
ィーへ注型しようとする場合、該で固定充てん材の粒径
は、該ノズル部における液状原料の流れを阻害しない程
度まで小さいものでなければならない。
因みに、ガラス繊維とポリウレタンの複合材料を成形す
るＲＲＩＭ工法では、ガラス繊維の大きさは約３００μ
ｍ以下にする必要があり、これ以上の場合、ポリオール
系とイソシアネート系の化学当量混合比率が狂ったり、
混合圧力が低下して、混合が不十分となったり、あるい
はノズルが目詰まりして注型機が停止したりする。
また、複合材料の材料特性は、固体充てん材の粒径によ
っても左右されることが多いので、−室以上の大きさの
充てん材が必要性能を得るために必要な場合がある。
殊に、固体充てん材が、−度成形された熱可塑性以外の
材料であって、これを再生利用のため、粒状化されたも
のである場合、数百μｍ以下の粒を得るのは、加工上、
又加工費用上困難が大きい。
例えば、−度成形されたポリウレタン、ポリウレア、エ
ポキシ、ジシクロペンタジェン、ポリエステル、フェノ
ールボラック等を粒状化する場合、−ａの粉砕機によっ
て直径数日レベルの粒は得られるが、数百μ−の粒状物
を得ることは粉砕刃や、粉砕時の摩擦熱、加工時温度等
の点で困難が大きく、加工費用を高める結果になる。
そこで、注型前に原料中に、該固体充てん材を配合する
のではなく、型キャビティー内に、注型原料とは別に、
あらかじめ固定充てん材を散布しておき、そこへ液状原
料を注型する方法が考えられるが、この場合、キャビテ
ィー内へ流入する液状原料の流れによって、該固体充て
ん材が押し流されキャビティー内の一方に片寄ってしま
い、良好な複合材料成形物が得られないか、あるいは、
成形自体が不可能である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の如き実状に鑑み、これに対処して直径数
酊という大きな固体充てん粒状物である場合にも該固体
充てん材がほぼ均一に液状原料によるマトリックス中に
分散充てん成形されることを課題として型キャビティー
面に凹凸などを形成することにより液状原料とは別に、
注型前に、あらかしめ、型キャビティー内へ散布した固
体充てん材が、注型時、液状原料によって押し流される
ことのないようにすることを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 即ち、本発明成形方法の特徴は、前記の如き固体充てん
材を含む複合材料の成形において、該固体充てん材を予
め、別に型キャビティ内下面に散布し、のち、他の液状
原料を注型するにあたり、キャビティ下部内表面に前記
固体充てん材を固定保持する手段を設け、予め散布する
固体充てん材を該手段によって固定してその後の液状原
料を注型時流れによって該固体充てん材が押し流される
ことがないようにすることにある。
ここで固体充てん材をキャビティー内に固定する手段に
は幾つかがあり、請求項２〜４記載の発明はこれらをよ
り具体的に示すものである。
即ち、請求項２記載の発明はキャビティー下部内表面に
凹凸を設け、前記固体充てん材を該凹凸によって固定せ
しめることを特徴とする特また、請求項３記載の発明は
上記凹凸でなく、粘着性もしくは接着性上面を有する如
く予めセットしてなる膜を配設し又はそのような粘着性
、接着性を有する面にキャビティー内面を形成するもの
である。
更に請求項４記載の発明は上記固体充てん材を固定する
手段として成形型のキャビティーに網を敷き、政綱の網
目にからませることによって行うことを特徴とする。
なお、上記各発明における固体充てん材としては比較的
大きく通常、少なくとも１つの辺が２Ｎ以上の粒状物が
用いられる。
しかし、成形型のキャビティー内に無理な（分散可能で
あればより大きなものも使用することができ、またその
形状も種々の形状のものが含まれるが、一般には角の多
いものの方が固定する上で好適である。
（作用） 上記の如き成形方法により先ず、固体充てん材を下型キ
ャビティー内に設けた凹凸表面上に散布し、その後、上
型を閉じて、液状原料を型内に充てんすると固体充てん
材は、キャビティー内の凹凸によって固定されているた
め、液状原料を注型した場合にも、該原料によって固体
充てん材は押し流されることがなく、従って固体充てん
材がほぼ均一にマトリックス中に分散した複合材料成形
物が得られる。
（実施例） 以下、更に添付図面により本発明の詳細な説明する。
第１図Ｃイ”）　、　（０）は本発明成形方法の具体例
として請求項２に記載の方法を示し、図において、（１
１は下型、（２）は固体充てん材、（３）は注型する液
状原料、（４）は上型であり、下型（１）のキャビティ
ー表面に固体充てん材（２）の粒径に応じた大きさと深
さの凹凸（５）が形成されている。
そして、この場合においては固体充てん材（２）を図（
イ）ように予め下型（１）のキャビティー凹凸（５）表
面に散布し、上型（４）を閉止して、図（０）に示すよ
うに液状原料（３）を注型することによって成形が行わ
れる。
このとき固体充てん材（２）は下型のキャビティー表面
に形成された凹凸（５）によって固定され、液状原料（
３）の注型によっても押し流れることはない。
ここで固体充てん材（２）は成形型のキャビティー内に
無理なく分散できるものであれば特に大きさは限定され
ないこと、通常、少なくとも一つの辺が２龍以上のもの
が好適であることは前述した通りであるが、とりわけ、
バンパーの廃材のような薄いものである場合には一辺が
４鶴〜１０１ｍの鱗片状のものが好ましい。また、線状
のものを利用する場合には１０〜１００ｆｌ程度のもの
が使用可能である。
なお、これら固体充てん材（２）の形状は特に制限はな
いが通常、角の多いもの程固定性がよく効果的である。
要は上述する固体充てん材としては型内の凹凸（５）に
よって固定され易く、原料の流れを不必要に阻害しない
ものであれば充分、その効果を奏する。
しかも上記型において凹凸（５）の大きさは固体充てん
材（２）にほぼ等しい大きさから４倍程度の範囲とする
ことが実用上、好ましい。
第２図は上記実施例がキャビティー内に凹凸を形成して
いるのに対し、下型（１１表面に凹凸を設けることなく
、上面に接着あるいは粘着面を有し、下面は下型（１）
表面と接着しない薄膜（６）を用いることによって固体
充てん材（２）を固定している。
このようなキャビティー内構成を用いることによっても
前記第１図の場合と同様の効果を得ることができる。
更に固体充てん材（２）を固定する手段としては上記各
側の外、成形型のキャビティー内に網を敷き、政綱の網
目に固体充てん材をからませることも可能であり、また
テープを利用したり簡単には成形型のキャビティー内面
に接着剤を塗布するだけでも有効である。網又はテープ
を利用するときは、これらはそのまま成形物中に埋設さ
れる。
以上、本発明について種々説明して来たが、これら成形
方法において、素材や成形品の用途は特に限定するもの
ではないが、１例としてはパンバ−等のウレタンの廃材
を利用して自動車の床に敷く防音マットを製造すること
が挙げられる。
この場合には型のキャビティーの厚さは５寵位と非常に
薄く、固体充てん材が第１図、第２図に示すように僅か
ＩＮか２層しか存在しないこととなるため、固体充てん
材の片寄りをな（し分散性を高めることは肝要である。
次に本発明方法の具体的実施例を揚げる。
実施例１ 型キャビティーとして、３４０　Ｘ３４０　Ｘ　５　ｍ
のものを利用し、固体充てん材としては一度バンパー用
にＲＩＭ成形されたポリウレタンを直径約４ｍに粒状化
したものを用いた。
また液状注型原料には、ポリエーテルポリオール（ＯＨ
当量：２８ｎ＋ｇＫＯ）Ｉ／ｇ）　とＭＤＩを用い、こ
れをＮＣＯ１ｎｄｅｘ　　（インデックス）１００で混
合し使用した。
そして固体充てん材と液状注型原料の配合比は、重量比
で２：３とした。
以上のような条件下において幅３０ｆｌの接着テープを
貼りあわせて３３５　Ｘ３３５　ｔｍの面とし、接着面
を上にして、下型キャビティー表面にセントしておき、
この上に均一に前記固体充てん材（バンパー用再生ポリ
ウレタン粒）を散布した。
そして次に上型を閉じ、キャビティー内へ上記液状原料
（ポリオールとＭＤＩとアミン触媒）を注型した。
数分のキュアーの後、得られた成形物は、第３図（イ）
に示すように、固体充てん材がボウレタンマトリックス
中にほぼ均一に分布した複合材料成形物であった。
実施例２ 上記実施例における接着テープの代わりに内面に深さ４
寵、直径１０龍の凹部が多数形成された凹凸を有する下
型を用い、前記実施例同様に液状原料を注型し、成形し
た結果、同じ（固体充てん材がポリウレタンマトリック
ス中にほぼ均一に分布された複合材料成形物が得られた
。
比較例 前記実施例１と同様の方法であるが、接着テープを用い
ず、又表面凹凸等固体充てん材を固定するものを全く形
成することなしに下型キャビティー表面に実施例１と同
じ固体充てん材と同量散布し、同じように同じ液状原料
を注型した。
数分キュアー後、得られた成形物は第３図（ＥＴ）に示
すように固体充てん材が液状原料のキャビティー向流れ
により、押し流され一方に片寄せられたものであり、固
体充てん材が密に詰まった部位の固体充てん材間隙には
、液状ポリウレタン原料が殆ど侵入せず、脱型後、該固
体充てん材は、成形体から離脱し、所期の満足すべき成
形体形状は得られなかった。
（発明の効果） 本発明成形方法は以上のように型キャビティー内表面に
固体充てん材を固定する手段を形成し、固体充てん材が
液状原料の注型時流れによってキャビティー内で押し流
されないようにして成形する方法であり、予め散布した
固体充てん材はキャビティー内面に固定されて移動させ
られることがないため、固体充てん材が成形体でほぼ全
面にわたり均一に分布し、液状原料の注型によって一方
に偏して埋設されるようなこともなく、容易に満足すべ
き所期の複合材料成形体製品を得ることができる。
とりわけ、上述の如くキャビティー内表面に固定する手
段を有するため小さな固体充てん材は勿論のこと、比較
的大きな固体充てん材であっても確実に固定がなされ、
従来の成形に見られない大きな充てん材含有成形体製品
を得て、成形における新規材料の軽減を図り、経済性を
向上させる顕著な効果を有する。
なお、固体充てん材を固定する手段として凹凸、接着又
は粘着面、接着テープなどがあるが、何れも同様な効果
を奏し、夫々時宜に適した手段を採用することにより工
業上の実効を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（イ）、（ロ）及び第２図（イ）、（ＩＩ）は本
発明に係る成形方法の各実施例であり、（イ）は固体充
てん打数布状態を、（ロ）は注型時の状態を夫々示す。 また第３図（４）　、　（［１）は得られた成形体製品
例を示す斜視図で（イ）は本発明によるもの、例による
ものである。 （１）・・・下型、 （２）・・・固体充てん材、 （３）・・・液状原料、 （４）・・・上型、 （５）・・・凹凸、 （６）・・・粘着又は接着面を有する膜。 ０ は比較 第 図 第２ 図 第 図 （ロ）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、固体充てん材を含む複合材料の成形において、該固
    体充てん材を予め、別に型キャビティー内下面に散布し
    て後、他の液状原料を注型するにあたり、キャビティー
    下内表面に前記固体充てん材を固定保持する手段を設け
    、予め散布する前記固体充てん材を該手段により固定し
    、その後、液状原料を注型することによって液状原料の
    注型時流れによる固体充てん材のキャビティー内移動を
    阻止して成形することを特徴とする固体充てん材を含む
    複合材料の成形方法。 ２、固体充てん材をキャビティー内に固定する手段がキ
    ャビティー下部内表面に設けた凹凸であることを特徴と
    する請求項１記載の固体充てん材を含む複合材料の成形
    方法。 ３、固体充てん材を固定する手段がキャビティー下部内
    表面に配設した、上面に粘着性もしくは接着性を有する
    薄膜あるいはそのような粘着性、もしくは接着性を有す
    る面であることを特徴とする固体充てん材を含む複合材
    料の成形方法。 ４、固体充てん材を固定する手段が型キャビティー下部
    内表面に敷設した網であり、固体充てん材を該網の網目
    にからませることによって固定することを特徴とする固
    体充てん材を含む複合材料の成形方法。
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