JPH1044182A - 繊維強化樹脂複合体の製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂複合体の製造方法

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JPH1044182A
JPH1044182A JP20184896A JP20184896A JPH1044182A JP H1044182 A JPH1044182 A JP H1044182A JP 20184896 A JP20184896 A JP 20184896A JP 20184896 A JP20184896 A JP 20184896A JP H1044182 A JPH1044182 A JP H1044182A
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JP
Japan
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mat
resin
fiber
shaped
raw material
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JP20184896A
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Hajime Naito
一 内藤
Kazuhiro Noguchi
和裕 野口
Yoshitaka Nakatani
好孝 中谷
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維強化樹脂複合体を成形するにあたり、原
料樹脂未含浸部やウエルドラインの発生を防止する。 【解決手段】 反応射出成形用金型内に、2枚のマット
状強化繊維15と、1枚の網状体14とをサンドイッチ状に
積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂Rを金
型内の得られるべき繊維強化樹脂複合体の重心位置にお
けるマット状強化繊維に向けて射出することにより、マ
ット状強化繊維を通過せしめた原料樹脂をマット状強化
繊維と網状体により形成された樹脂流通空間16に浸入せ
しめるとともに、樹脂流通空間に浸入した原料樹脂をマ
ット状強化繊維に含浸せしめて繊維強化樹脂複合体Aを
成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂複合
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軽量、高剛性、高強度の性能が要求され
る部材として、近時、繊維強化樹脂成形体が注目されて
いる。繊維強化樹脂成形体は種々の成形方法により得る
ことができるが、その一方法としてS−RIM(Struct
ual Reaction Injection Molding)がある。S−RIM
とは、マット状強化繊維を金型内に配した状態で2種類
以上の低分子かつ低粘度の液状モノマーを圧力下にミキ
シングヘッド中で混合すると同時に密閉型内に射出し、
金型内で重合反応を完結させて成形品を得る成形法であ
る。
【0003】S−RIMにおいて、繊維強化樹脂成形体
の前記性能を向上させるには、繊維含有量を増加すれば
よい。しかしながら、マット状強化繊維は、密度が高い
にかかわらず、低い圧力でマット状強化繊維への原料樹
脂の含浸を行うため、繊維含有率が高いと、原料樹脂の
流動抵抗が増加し、原料樹脂がマット状強化繊維に充分
に含浸されない。したがって、繊維含有率をあまり高く
することができない(従来、20重量%未満)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ものとして、原料樹脂を金型内に射出する前に、繊維含
有率の高い部分または原料樹脂が含浸しにくい部分の繊
維に、あらかじめ原料樹脂を含浸させておく方法が提案
されている(特開平2−215510号公報参照)。
【0005】しかしながら、金型を閉じて原料樹脂を金
型内に射出充填する時間を必要とするので、原料樹脂と
して反応性の早いウレタン樹脂を使用した場合、上記提
案方法では、前記繊維にあらかじめ含浸せしめられた原
料樹脂が、前記射出充填前に硬化し、その部分がウエル
ドラインになるし、成形工程が煩雑にもなる。本発明の
目的は、全体的に高強度の繊維強化樹脂複合体の製造方
法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による繊維強化樹
脂複合体の製造方法は、反応射出成形用金型内に、1ま
たは複数のマット状強化繊維と、マット状強化繊維より
も樹脂流通性の高い1または複数のマット状体または網
状体とを、前者がゲートに面するように積層して収めた
後、金型を閉じて反応性原料樹脂を金型内の得られるべ
き繊維強化樹脂複合体の重心位置またはその近傍におけ
るマット状強化繊維に向けて射出することにより、マッ
ト状強化繊維を通過せしめた原料樹脂をマット状体若し
くは網状体の樹脂流通空間にまたはマット状強化繊維
と、マット状体若しくは網状体により形成された樹脂流
通空間に浸入せしめるとともに、樹脂流通空間に浸入し
た原料樹脂をマット状強化繊維に含浸せしめることを特
徴とするものである。
【0007】重心位置の近傍とは、得られるべき繊維強
化樹脂複合体の重心位置を中心として、前記繊維強化樹
脂複合体の底部全体の表面積の1/4以内の領域、好ま
しくは1/10以内の領域をいう。それ以外の領域で射
出を行なうと、樹脂の流れが不均一な部分が生じ、エア
ーを巻き込んで全体含浸が困難になる場合があるからで
ある。
【0008】マット状強化繊維としては、チョップドス
トランドマット、コンティニアスマット、クロス等、マ
ット状体にされた、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等で弾性率3000kg/mm2 、強度200kg/
mm2 以上のものを用いるのが好ましい。この値未満で
あると繊維含有率を高くしても補強効果がない。
【0009】マット状強化繊維の1枚当たりの目付け
は、300〜600g/m2 が望ましい。300g/m
2 未満であると、マットの目が粗くなるために強度のば
らつきが大きくなり、600g/m2 を超えると、原料
樹脂の含浸性が悪くなり、マット状強化繊維のみの部分
が発生する。
【0010】マット状体および網状体としては、マット
状強化繊維よりも樹脂流通性の高いものが用いられる。
通常、マット状体は、それ自体が樹脂流通空間を有し、
網状体では、網状体とマット状強化繊維とにより樹脂流
通空間が形成されるが、特殊な製品では逆の場合もあ
る。樹脂流通空間は、反応性原料樹脂がマット状強化繊
維に比べて流動抵抗が少ない状態で通過しうる。マット
状体および網状体は、繊維強化樹脂複合体の強度を高め
るものが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。マ
ット状体の具体例としては、ナイロン、ポリプロピレン
などの合成繊維がランダムまたは規則的に絡み合った比
較的目の粗いものがあげられる。好ましい網状体の具体
例としては、線径が0.5〜5.0mm、網目開口部大
きさが5〜50mmの金網があげられる。
【0011】マット状体および網状体それぞれの厚み
は、0.5mm以上で成形肉厚以下であることが望まし
い。0.5mm未満であると、原料樹脂の流通性が悪く
なり、成形肉厚を超えると、原料樹脂の流動が良い層の
占める割合が大きくなるためにマット状強化繊維の補強
効果が少なくなる。
【0012】マット状体や網状体がない場合、300g
/m2 を超える目付けのマット状強化繊維では原料樹脂
の含浸が困難になる。
【0013】反応性原料樹脂の具体例としては、イソシ
アネートとポリオールを混合するウレタン樹脂、ビスフ
ェノールA型樹脂と酸無水物系硬化剤を混合するエポキ
シ樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂等があげられる。こ
のうちでも、ウレタン樹脂およびジシクロペンタジエン
樹脂が好適に用いられる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1ないし
図3を参照して説明する。図1に示す箱状繊維強化樹脂
複合体(A)を、図2に成形装置すなわち反応射出成形
用金型(1) を用いて成形する。
【0015】反応射出成形用金型(1) は、可動雄型(2)
と固定雌型(3) とよりなり、雌型(3) の底部中央下面に
は、ミキシングヘッド(4) が設けられ、ミキシングヘッ
ド(4) からゲート(5) を介してキャビティ(6) に反応性
原料樹脂(R)が射出されるようになっている。
【0016】ミキシングヘッド(4) には、第1タンク
(7) から第1導管(8) を介して原料樹脂第1成分が導入
せられる第1導入路(9) と、第2タンク(10)から第2導
管(11)を介して原料樹脂第2成分が導入せられる第2導
入路(12)と、第1導入路(8) および第2導入路(12)が合
する位置に、ゲート(5) に通じかつ第1成分および第2
成分が混合された原料樹脂をゲート(5) に供給する供給
路(13)とが三叉状に設けられている。
【0017】1枚の網状体(14)を2枚のマット状強化繊
維(15)で挟んでサンドイッチ状に積層し、この積層物を
金型(1) 内に収める。すると、ゲート(5) の位置が、ち
ょうど金型(1) 内の得られるべき繊維強化樹脂複合体の
重心位置に合致するようになっている。そこで、金型
(1) を閉じて反応性原料樹脂(R)を片方のマット状強
化繊維(15)に向けて射出することにより、図3に示すよ
うに、マット状強化繊維(15)を通過せしめた原料樹脂
(R)をマット状強化繊維(15)と網状体(14)により形成
された樹脂流通空間(16)に浸入せしめて(a)方向に面
状に流動せしめるとともに、樹脂流通空間(16)に浸入し
た原料樹脂(R)をつぎにマット状強化繊維(15)に含浸
せしめる(y)方向に流動せしめるのである。原料樹脂
(R)はこのように、マット状強化繊維(15)に対し、厚
さ方向から含浸せしめられるので、抵抗が少なく満遍な
く含浸せしめることが可能となる。
【0018】図4は、平板状繊維強化樹脂複合体(B)
を示す。この平板状繊維強化樹脂複合体(B)を成形す
るにあたっても、図5に示すように、1枚のマット状体
(17)を2枚のマット状強化繊維(18)で挟み、サンドイッ
チ状に積層する。
【0019】箱状繊維強化樹脂複合体(A)を成形する
さい網状体の代わりにマット状体を用いてもよく、また
平板状繊維強化樹脂複合体(B)を成形するさい、マッ
ト状体の代わりに網状体を用いてもよい。
【0020】繊維強化樹脂複合体を成形するにあたって
は、上記のように、1枚のマット状体または1枚の網状
体を2枚のマット状強化繊維でサンドイッチ状に挾んで
積層する以外に、1枚のマット状または1枚の網状体と
1枚のマット状強化繊維とを積層してもよいし、マット
状または網状体とマット状強化繊維とを、後者が外側に
なるようにして両者1枚ずつ交互に並べることにより両
者それぞれ複数枚を積層してもよい。
【0021】
【実施例】以下本発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例1 図2の反応射出成形用金型(1) を用い、図1に示す厚み
5mm、幅900mm、奥行き1000mの箱状繊維強
化樹脂複合体(A)を成形するにあたり、1枚の網状体
(14)を2枚のマット状強化繊維(15)で挟んでサンドイッ
チ状に積層してなる積層物を金型内に収めた。マット状
強化繊維(15)としては、繊維体積含有率(vf)が30
%になるようにした目付け450g/m2 のガラスコン
ティニアスマット(旭ファイバーグラス社製)を用い、
また網状体(14)としては、全体厚み1.6mm、開口部
大きさ10mm、線径0.8mm、波打ち高さ0.8m
mである平織の金網を用いた。原料樹脂(R)の第1成
分としては、ポリオールおよび同第2成分としてイソシ
アネートを用い、前者は第1タンク(7) から第1導管
(8) を介してミキシングヘッド(4) に、後者は第2タン
ク(10)から第2導管(11)を介してミキシングヘッド(4)
に導入し、ここで両者を混合して原料樹脂(R)である
ポリウレタン樹脂(住友バイエルウレタン社製 バイジ
ュール60)となし、反応射出成形を行なった。射出速
度は500cc/秒、射出時間は0.8秒、反応時間は
17秒であった。
【0022】実施例2 マット状体として、目付け100g/m2 、厚み約1.
5mmで、ナイロン繊維を連続的にランダム状に配置し
マット状にしたもの(樹脂流通空間は平均6mm角)を
用いた以外は実施例1と同様にして箱状繊維強化樹脂複
合体を成形した。
【0023】実施例1および2とも、得られた箱状繊維
強化樹脂複合体は、原料樹脂未含浸部やウェルドライン
がないものであった。
【0024】比較例1 網状体を用いなかったことおよび射出速度を200cm
3 /秒としたこと以外は実施例1と同様にして箱状繊維
強化樹脂複合体を成形した。
【0025】比較例2 図6に示すように、ゲート(25)の位置が得られるべき繊
維強化樹脂成形体の重心位置から大きく外れたその側壁
上端に対応する位置に存在し、これに伴なってミキシン
グヘッド(24)が雌型(3) の側部上端外面に設けられてい
る金型(21)を用いた以外は実施例2と同様にして箱状繊
維強化樹脂複合体を成形した。なお、図6において、図
2と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。この比較例では、成形品のコーナー部分に空気の巻
き込みが生じ、大きな未含浸部分が生じた。
【0026】上記各例を目視含浸性と、JISK720
3に基づいて曲げ試験を行ない、強度評価を行なった。
ただし、含浸の充分でないものについては含浸した部分
で強度評価を行なった。なお、発泡倍率は2倍になるよ
うにした。以上の結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】本発明の繊維強化樹脂複合体の製造方法
によれば、金型を閉じて反応性原料樹脂を金型内の得ら
れるべき繊維強化樹脂複合体の重心位置またはその近傍
におけるマット状強化繊維に向けて射出するので、マッ
ト状強化繊維を通過せしめた原料樹脂をマット状体若し
くは網状体の樹脂流通空間にまたはマット状強化繊維
と、マット状体若しくは網状体により形成された樹脂流
通空間に均一に浸入流動せしめることができ、樹脂流通
空間に浸入した原料樹脂をマット状強化繊維にほぼ全面
的に満遍なく含浸せしめうるので、原料樹脂未含浸部や
ウェルドラインのない良好な成形体を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により得られた箱状繊維強化樹脂複合体
の斜視図である。
【図2】本発明に用いられる成形装置の一部を切り欠い
た斜視図である。
【図3】図2の成形装置の要部拡大断面図である。
【図4】本発明により得られた平板状繊維強化樹脂複合
体の斜視図である。
【図5】図4の平板状繊維強化樹脂複合体を製造するた
めのマット状体とマット状強化繊維の積層前の状態を示
す分解斜視図である。
【図6】比較例用成形装置の一部を切り欠いた斜視図で
ある。
【符号の説明】
(1) :反応射出成形用金型 (5) :ゲート (14):網状体 (15)(18):マット状強化繊維 (16):樹脂流通空間 (17):マット状体 (R):反応性原料樹脂 (A)(B):繊維強化樹脂複合体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応射出成形用金型内に、1または複数
    のマット状強化繊維と、マット状強化繊維よりも樹脂流
    通性の高い1または複数のマット状体または網状体と
    を、前者がゲートに面するように積層して収めた後、金
    型を閉じて反応性原料樹脂を金型内の得られるべき繊維
    強化樹脂複合体の重心位置またはその近傍におけるマッ
    ト状強化繊維に向けて射出することにより、マット状強
    化繊維を通過せしめた原料樹脂をマット状体若しくは網
    状体の樹脂流通空間にまたはマット状強化繊維と、マッ
    ト状体若しくは網状体により形成された樹脂流通空間に
    浸入せしめるとともに、樹脂流通空間に浸入した原料樹
    脂をマット状強化繊維に含浸せしめることを特徴とする
    繊維強化樹脂複合体の製造方法。
JP20184896A 1996-07-31 1996-07-31 繊維強化樹脂複合体の製造方法 Pending JPH1044182A (ja)

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