JPH1158536A - 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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JPH1158536A
JPH1158536A JP9224879A JP22487997A JPH1158536A JP H1158536 A JPH1158536 A JP H1158536A JP 9224879 A JP9224879 A JP 9224879A JP 22487997 A JP22487997 A JP 22487997A JP H1158536 A JPH1158536 A JP H1158536A
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JP
Japan
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resin
mat
fiber
mold
net
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JP9224879A
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English (en)
Inventor
Masanori Hirata
昌徳 平田
Hajime Naito
一 内藤
Kazuhiro Noguchi
和裕 野口
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる肉厚部分があったり、部分的に繊維含
有率が異なっていても、簡単な工程のもとに成形品全体
にわたって樹脂を良好に含浸させることができ、高強度
の繊維強化樹脂複合体を容易に製造できる方法を提供す
る。 【解決手段】 マット状強化繊維5と、マット状体もし
くは網状体4からなる積層物を成形型内に配置した状態
で反応性原料樹脂を型内に注入する際、マット状体もし
くは網状体4の少なくとも一部を、成形型内での樹脂流
動方向に対して平行に樹脂流通速度調節用空間Gが形成
されるように、複数枚に分割して併設した状態で樹脂を
注入する。

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、高強度の性能を持つ材料
として、近年、繊維強化樹脂成形体が注目されている。
このような繊維強化樹脂成形体は種々の成形法により得
ることができるが、その例としてS−RIM(Structura
l Reaction Injection Molding) およびRI(Resin Inj
ection) がある。
【0003】S−RIMとは、マット状強化繊維を成形
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、成形型内で重合反応を完結さ
せて成形品を得る方法である。
【0004】また、RIとは、マット状強化繊維を成形
型内に配した状態で、射出機によって型の射出口より密
閉型内に硬化材混合樹脂を供給し、強化繊維に含浸させ
成形品を得る方法である。
【0005】ところで、以上のような各成形方法におい
ては、発泡を伴う注入成形の場合、成形すべき成形体に
肉厚の異なる部分があれば、相対的に肉厚の薄い部分よ
り厚い部分の方が原料樹脂の流動抵抗が少ないため、原
料樹脂は肉厚の厚い部分に優先的に流れやすく、肉厚の
薄い部分に原料樹脂の未含浸部が生じることがある。ま
た、部分的にマット状強化繊維を増加させた場合も同様
の現象が生じることもある。
【0006】以上のような問題を解決するものとして、
従来、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
くという方法が提案されている(特開平2−21551
0号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た提案技術によると、成形型を閉じて原料樹脂を成形型
内に注入充填する時間を必要とするので、原料樹脂とし
て反応の早いウレタン樹脂等を使用した場合、あらかじ
め原料樹脂を塗布した部分にウエルドラインが形成され
てしまうし、成形工程も煩雑になるという欠点がある。
【0008】本発明の目的は、異なる肉厚部分や部分的
に繊維含有率が異なっても、あらかじめ原料樹脂を塗布
するといった工程を設けることなく、成形品全体にわた
って樹脂を良好に含浸させることができ、もって簡単な
工程のもとに高強度の繊維強化樹脂複合体を製造するこ
とのできる方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の繊維強化樹脂複合体の製造方法は、成形型
内に、1枚または複数枚のマット状強化繊維と、そのマ
ット状強化繊維よりも樹脂流通性の高い1枚または複数
枚のマット状体もしくは網状体を積層配置した後、その
成形型内に反応性原料樹脂を注入することにより、その
原料樹脂をマット状体も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もしくは網
状体とにより形成された樹脂流通空間に侵入させるとと
もに、その樹脂流通空間に侵入した原料樹脂をマット状
強化繊維に含浸させて繊維強化樹脂複合体を製造する方
法であって、マット状体もしくは網状体の少なくとも一
部を、成形型内での樹脂流動方向に対して平行に樹脂流
通速度調節用空間が形成されるように、複数枚に分割し
て併設した状態で樹脂を注入することによって特徴づけ
られる。
【0010】本発明では、マット状強化繊維に対して原
料樹脂が含浸しにくい部分に、マット状体もしくは網状
体を存在させず、その不存在部分で樹脂流通速度調節用
空間を形成することで、原料樹脂の流動抵抗を低減さ
せ、含浸性の悪い部分の含浸を良好なものにしようとす
るものである。
【0011】すなわち、含浸性の悪い部分に対応するマ
ット状体もしくは網状体を、成形型内での樹脂流動方向
に対して平行な空間が形成されるように複数枚に分割し
て併設することで、その空間が、樹脂の流動抵抗を低く
して樹脂の流通速度を向上させる機能を果たし、その含
浸性の悪い部分における樹脂流通速度を、他の部分にお
ける樹脂流通速度と同等にまで増大させることが可能と
なる。
【0012】ここで、樹脂流通速度調節用空間を帯状と
する場合には、その幅は10〜50mm程度とすること
が好ましい。幅がこの範囲よりも小さい場合には、含浸
性の悪い領域の大きさにもよるが、含浸性を向上させる
効果が期待できない場合があり、また、幅がこの範囲よ
り大きい場合には、マット状強化繊維が波打つという問
題が生じることもある。
【0013】本発明においては、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
果が得られない場合がある。
【0014】また、マット状強化繊維の1枚当たりの目
付は、300〜900g/m2 が望ましい。300g/
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ることがあり、900g/m2 を越
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場合がある。
【0015】本発明において用いられるマット状体もし
くは網状体は、マット状強化繊維よりも樹脂流通性の高
いものである。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。このような樹脂流
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得る。マット状体および
網状体としては、繊維強化樹脂複合体の強度を高めるも
のを用いることが好ましいが、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、ポリプロピレン等
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
目の粗いものが挙げられる。網状体としては、金網が挙
げられる。
【0016】以上のマット状体および網状体がない場
合、300g/m2 を越える目付のマット状強化繊維を
用いた場合、原料樹脂の含浸が困難になる。
【0017】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、ジシクロヘンタジエン樹脂等が挙げられる。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。
【0018】
【実施例】以下、本発明を適用して実際に繊維強化樹脂
複合体を製造した実施例を、比較例とともに述べる。
【0019】(実施例1)図1はこの実施例1において
成形した箱状繊維強化樹脂複合体Aの外観図で、図2は
その成形に用いた成形装置の構成を示す断面図である。
【0020】箱状繊維強化樹脂複合体Aは、対向する一
対の薄肉側壁tと、同じく対向する一対の厚肉側壁hと
を備えている。薄肉側壁tの厚さは5mmであり、厚肉
側壁hの厚さは8mmである。
【0021】成形装置の反応注入成形型はアルミニウム
製で、可動雄型1と固定雌型2とからなり、雌型2に
は、第1スプルー21と第2スプルー22が形成されて
おり、これらの合流部分にミキシングヘッド23が設け
られている。そして、このミキシングヘッド23からゲ
ート24を介してキャビティ3内に反応性原料樹脂が注
入されるようになっている。
【0022】雌型2のパーティングライン上には、複数
のオーバーフロー溝25が形成されており、キャビティ
3内の空気が成形品内に巻き込まれないように外に排出
されるようになっている。
【0023】型内には、樹脂の注入に先立ち、マット状
体4を2枚のマット状強化繊維5で挟んだ積層物を配置
した。この際、箱状繊維強化樹脂複合体Aの厚肉側壁h
に相当する部分には、図3に模式的に示すように、2枚
のマット状強化繊維5の間に一様なマット状体4を積層
したのに対し、薄肉側壁tに相当する部分には、図4に
模式的に示すように、2枚のマット状強化繊維5の間
に、部分的にマット状体4が存在しない領域、つまり樹
脂流通速度調節用空間Gが形成されるように、マット状
体4を分割し、相互の間に空間Gを開けて併設した。樹
脂流通速度調節用空間Gは帯状とし、成形型内での原料
樹脂の流動方向としている。
【0024】以上のような態様でマット状体4およびマ
ット状強化繊維5からなる積層物を成形型内に配置した
後、成形型を閉じて反応性原料樹脂をゲート24から成
形型内に注入した。
【0025】より具体的に述べると、マット状体4の両
側をマット状強化繊維5で挟んだ図3および図4に示し
た状態の積層物を、温水で70℃に加熱した成形型内の
該当箇所に収納した。
【0026】マット状強化繊維5としては、ガラスコン
ティニアスマット(旭ファイバーグラス社製M860
9、600g/m2 )を用いた。
【0027】マット状体4としては、ポリプロピレン製
コンティニアスマット(以下、PPマットと称する。線
径0.6mm、厚み10mmで圧縮可)を用いた。厚肉
側壁hに相当する部分の型内には、目付300g/m2
のPPマットを一様なマット状のまま、薄肉側壁tに相
当する部分の型内には、同じ目付300g/m2 のPP
マットを100mm幅に切ったものをそれぞれ用い、そ
の両側をマット状強化繊維5で挟んだ。
【0028】そして、薄肉側壁tに相当する部分におい
ては、幅100mmのPPマット相互の間に幅20mm
の樹脂流動速度調節用空間Gを樹脂流動方向に沿うよう
に形成した。
【0029】なお、薄肉側壁tにおけるガラス含有率は
27重量%、厚肉側壁hにおけるガラス含有率は20重
量%であった。
【0030】成形型を閉じて、原料ウレタン樹脂を樹脂
のみで比重0.6になるように、成形体である箱型繊維
強化樹脂複合体Aの底部下面に相当する、ゲート24か
らキャビティ3内に注入した。
【0031】原料成分として用いた樹脂は、ポリオール
(住友バイエルウレタン社製SBUポリオールH52
3)100重量部、および、イソシアネート(住友バイ
エルウレタン社製SBUイソシアネート0389)18
6重量部であり、前者は第1スプルー21からミキシン
グヘッド23に、後者は第2スプルー22からミキシン
グヘッド23にそれぞれ導入し、ここで両者を混合し
た。
【0032】以上のようにして得られた箱状繊維強化樹
脂複合体Aは、原料樹脂未含浸部やウエルドラインがな
いものであった。
【0033】(実施例2)下記以外は実施例1と同じと
して、図5に外観図を示すような箱状繊維強化樹脂複合
体Bを成形した。この箱状繊維強化樹脂複合体Bは、短
側壁sと長側壁dを備え、短側壁sにおけるガラス含有
率は30重量%であるが、長側壁dにおけるガラス含有
率は20重量%である。
【0034】成形型内の長側壁dに相当する部分には、
PPマットを切断せずに2枚のマット状強化繊維5によ
って挟み込んで配置する一方、短側壁sに相当する部分
には、100mm幅に切断したPPマットを幅10mm
の樹脂流通速度調節用空間Gが形成されるように併設し
て、2枚のマット状強化繊維5によって挟み込んで配置
した。
【0035】得られた箱状繊維強化樹脂複合体Bは、原
料樹脂未含浸部やウエルドラインがないものであった。
【0036】(比較例1)下記以外は実施例1と同様に
して、箱状繊維強化樹脂複合体Aを成形した。
【0037】成形型内の薄肉側壁tおよび厚肉側壁hに
それぞれ相当する部分の双方に、切断しないPPマット
を2枚のマット状強化繊維5で挟んだ積層物を配置し
た。
【0038】得られた箱状繊維強化樹脂複合体Aは、原
料樹脂未含浸部の存在する不良品であった。
【0039】(比較例2)下記以外は実施例2と同様に
して、箱状繊維強化樹脂複合体Bを成形した。
【0040】成形型内の短側壁sおよび長側壁dにそれ
ぞれ相当する部分の双方に、切断しないPPマットを2
枚のマット状強化繊維5で挟んだ積層物を配置した。
【0041】得られた箱状繊維強化樹脂複合体Bは、原
料樹脂未含浸部の存在する不良品であった。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、成形す
べき繊維強化樹脂複合体の肉厚や、強化繊維含有率の相
違等に起因する反応性原料樹脂の流動速度差を、マット
状体もしくは網状体を分割することによって形成される
樹脂流通速度調節用空間によって小さくすることができ
るから、強化繊維にあらかじめ樹脂を含浸させる等の工
程を設けることなく、原料樹脂の未含浸部やウエルドラ
インのない良好な成形体を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1および比較例1で成形した箱
状繊維強化樹脂複合体Aの形状を示す外観図
【図2】本発明の実施例1および比較例1で用いた成形
装置の構成を示す断面図
【図3】本発明の実施例1において、箱状繊維強化樹脂
複合体Aの厚肉側壁hに相当する成形型内に配置した積
層物の説明図
【図4】本発明の実施例1において、箱状繊維強化樹脂
複合体Aの薄肉側壁tに相当する成形型内に配置した積
層物の説明図
【図5】本発明の実施例2および比較例2で成形した箱
状繊維強化樹脂複合体Bの形状を示す外観図
【符号の説明】
1 可動雄型 2 固定雌型 21 第1スプルー 22 第2スプルー 23 ミキシングヘッド 24 ゲート 25 オーバーフロー溝 3 キャビティ 4 マット状体 5 マット状強化繊維 G 樹脂流通速度調節用空間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形型内に、1枚または複数枚のマット
    状強化繊維と、そのマット状強化繊維よりも樹脂流通性
    の高い1枚または複数枚のマット状体もしくは網状体を
    積層配置した後、その成形型内に反応性原料樹脂を注入
    することにより、その原料樹脂を上記マット状体もしく
    は網状体の樹脂流通空間に、または、マット状強化繊維
    とマット状体もしくは網状体とにより形成された樹脂流
    通空間に侵入させるとともに、その樹脂流通空間に侵入
    した原料樹脂をマット状強化繊維に含浸させて繊維強化
    樹脂複合体を製造する方法であって、上記マット状体も
    しくは網状体の少なくとも一部を、成形型内での樹脂流
    動方向に対して平行に樹脂流通速度調節用空間が形成さ
    れるように、複数枚に分割して併設した状態で樹脂を注
    入することを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方
    法。
JP9224879A 1997-08-21 1997-08-21 繊維強化樹脂複合体の製造方法 Pending JPH1158536A (ja)

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