JPH0751293B2 - 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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JPH0751293B2 JP23757089A JP23757089A JPH0751293B2 JP H0751293 B2 JPH0751293 B2 JP H0751293B2 JP 23757089 A JP23757089 A JP 23757089A JP 23757089 A JP23757089 A JP 23757089A JP H0751293 B2 JPH0751293 B2 JP H0751293B2
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

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、モノ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RRIM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）の場合は混合用の高圧力を得るため、注型
口付近に直径約3mm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、該て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形成す
るRRIM工法では、ガラス繊維の大きさは約300μｍ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、一定以上の大きさの
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、一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、一度成形されたポ
リウレタン，ポリウレア，エポキシ，ジシクロペンタジ
エン，ポリエステル，フェノールボラック等を粒状化す
る場合、一般の粉砕機によって直径数mmレベルの粒は得
られるが、数百μｍ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が、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） 本発明は上述の如く実状に鑑み、これに対処して前記一
度成形した廃材を粒状化してなる直径数mm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
かじめ、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、一度成形した廃材を粒
状化してなる比較的大きな大きさをもつ粒状物からなる
固体充てん材を含む複合材料の成形であって、上型と下
型からなる成形型の下型のキャビティー内表面に前記固
体充てん材を固定保持する手段を設け、前記固体充てん
材を該キャビティー内に散布すると共に該散布した固体
充てん材を該手段により固定し、その後、液状原料を注
型し、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固体充てん材を液状原料内に
充てんし成形することにある。
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
凹凸に設け、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。
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、該網の網
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一度成
形した廃材を粒状化したことから比較的大きく通常、少
なくとも１つの辺が2mm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く分散可能で
あればより大きなものも使用することができ、またその
形状もその種々の粒形状のものが含まれるが、一般には
角の大きいものの方が固定する上で好適である。
（作用） 上記の如く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実施例を説明する。
第１図（イ），（ロ）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）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（ロ）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比較的大きな大きさであればよい
が、通常、一度成形した廃材を粒状化したことから少な
くとも一辺が2mm前後あるいはそれ以上のものが使用さ
れる。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４〜10mmの鱗片状のものも使用可能であ
り、また線状のものを利用する場合には10〜100mm程度
のものも使用することができる。
なお、これら固体充てん材（２）の形状は特に制限はな
いが一般に角の多いもの程、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（１）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
例の外、成形型のキャビティー内に網を敷き、該網の網
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例としてはバンパー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5mm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
１層か２層しか存在しないこととなるため、固体充てん
材の片寄りをなく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、340×340×5mm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4mm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:28mgKOH/g）とMDIを用い、これをNCO index（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30mmの接着テープを貼り
あわせて335×335mmの面とし、接着面を上にして、下型
キャビティー表面にセットしておき、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、固体充てん材がポリ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4m
m、直径100mm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、同じく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（ロ）に示す
ように固体充てん材が液状原料のキャビティー内流れに
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前
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
段を有するため一つの辺が2mm以上の粒状物の如き大き
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填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、しかも凹凸の大きさ、深さ、間隔や、膜の大き
さの配置、メッシュの大きさなどを変えることにより固
体充てん材の散布密度をも変化可能とし、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），（ロ）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
ん材散布状態を、（ロ）は注型時の状態を夫々示す。ま
た第３図（イ），（ロ）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、（ロ）は比較例に
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 正 愛知県岩倉市旭町２丁目47番地 メゾンシ ョーホー201号 (56)参考文献 特開 昭57−102329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251107（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−25061（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一度成形した廃材を粒状化してなる比較的
    大きな大きさの粒状物からなる固体充てん材を含む複合
    材料の成形であって、上型と下型からなる成形型の下型
    のキャビティー内表面に前記固体充てん材を固定保持す
    る手段を設け、前記固体充てん材を該キャビティー内に
    散布すると共に該散布した固体充てん材を該手段により
    固定し、その後、液状原料を注型し、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
    て固体充てん材を液状原料内に充てんし成形することを
    特徴とする固体充てん材を含む複合材料の成形方法。
  2. 【請求項２】固体充てん材をキャビティー内に固定する
    手段がキャビテイ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記載の固定充てん材を含む複合材
    料の成形方法。
  3. 【請求項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。
  4. 【請求項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。
JP23757089A 1989-09-13 1989-09-13 固体充てん材を含む複合材料の成形方法 Expired - Lifetime JPH0751293B2 (ja)

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