JPH06270268A - 液晶樹脂複合体の成形方法 - Google Patents
液晶樹脂複合体の成形方法Info
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- JPH06270268A JPH06270268A JP5060478A JP6047893A JPH06270268A JP H06270268 A JPH06270268 A JP H06270268A JP 5060478 A JP5060478 A JP 5060478A JP 6047893 A JP6047893 A JP 6047893A JP H06270268 A JPH06270268 A JP H06270268A
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- Japan
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- liquid crystal
- molded product
- resin
- matrix resin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶樹脂複合体のストランドを用いてフィラ
メントワインディング法により樹脂成型品を成形するに
際して、特異現象として発生しやすいボイドを解消する
液晶樹脂複合体の成形方法を提供することである。 【構成】 本発明に係る方法は熱可塑性マトリックス樹
脂中に該マトリックス樹脂の最低成形可能温度よりも高
い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で
存在してなる液晶樹脂複合体を押し出し成形してなるス
トランドをマトリックス樹脂の最低成形可能温度以上液
晶樹脂の液晶転移温度未満(モールドウインド)にフィラ
メントワインディングの前および後の少なくともいずれ
かの工程において加熱し、フィラメントワインディング
する方法であって、フィラメントワインディング後スト
ランド間に存在するボイドを圧潰するかまたは該ストラ
ンドの接着材料をボイドに充填して埋める工程に付する
ことを特徴とする。
メントワインディング法により樹脂成型品を成形するに
際して、特異現象として発生しやすいボイドを解消する
液晶樹脂複合体の成形方法を提供することである。 【構成】 本発明に係る方法は熱可塑性マトリックス樹
脂中に該マトリックス樹脂の最低成形可能温度よりも高
い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で
存在してなる液晶樹脂複合体を押し出し成形してなるス
トランドをマトリックス樹脂の最低成形可能温度以上液
晶樹脂の液晶転移温度未満(モールドウインド)にフィラ
メントワインディングの前および後の少なくともいずれ
かの工程において加熱し、フィラメントワインディング
する方法であって、フィラメントワインディング後スト
ランド間に存在するボイドを圧潰するかまたは該ストラ
ンドの接着材料をボイドに充填して埋める工程に付する
ことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶樹脂複合体の成
形方法、特に、液晶樹脂複合体からなるストランドを用
いて行う所謂フィラメントワインディング法による成形
方法に関する。
形方法、特に、液晶樹脂複合体からなるストランドを用
いて行う所謂フィラメントワインディング法による成形
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維強化樹脂材料を用いて成形を
行う成形方法として、繊維強化材に樹脂を含浸させたス
トランド状の成形用素材を、回転しているマンドレルの
外周側に規則正しく幾層にも巻き付けて所定厚さの成形
体を形成した後、上記繊維強化材に含浸した樹脂を硬化
させてマンドレルを抜脱することにより、中空筒状の成
型品を得るようにした、所謂、フィラメントワインディ
ング法は一般に良く知られている。このフィラメントワ
インディング法によれば、比強度(強度/密度)が高く力
学的特性の優れた中空円筒状の繊維強化樹脂製成型品を
得ることができ、また、このような樹脂成型品を高い効
率で大量生産することが可能になる。
行う成形方法として、繊維強化材に樹脂を含浸させたス
トランド状の成形用素材を、回転しているマンドレルの
外周側に規則正しく幾層にも巻き付けて所定厚さの成形
体を形成した後、上記繊維強化材に含浸した樹脂を硬化
させてマンドレルを抜脱することにより、中空筒状の成
型品を得るようにした、所謂、フィラメントワインディ
ング法は一般に良く知られている。このフィラメントワ
インディング法によれば、比強度(強度/密度)が高く力
学的特性の優れた中空円筒状の繊維強化樹脂製成型品を
得ることができ、また、このような樹脂成型品を高い効
率で大量生産することが可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般にフィ
ラメントワインディング法に使用される繊維強化材への
含浸樹脂は熱硬化性樹脂であるため、そのリサイクル性
に問題がある。他方、繊維強化材への含浸樹脂として熱
可塑性樹脂によるものの使用が提案されているが、上記
熱硬化性樹脂を使用する場合に比して比強度(強度/密
度)が低く力学的特性が劣るにもだけでなく、熱硬化性
樹脂の場合と同様リサイクルできないので、使用されて
いないのが現状である。ところで、近年、繊維強化樹脂
材料の強化繊維として熱可塑性の液晶樹脂を用いること
が提案されており(例えば、特開昭62−116666
号公報)、そこで熱可塑性液晶樹脂を強化繊維とした液
晶樹脂複合体をストランド状に成形するようにしたもの
を使用してフィラメントワインディングを行うことが提
案される。このように強化繊維として熱可塑性液晶樹脂
を採用した場合、使用済みで廃棄された樹脂成型品をリ
サイクルする際に樹脂成型品の粉砕に伴って強化樹脂と
しての熱可塑性液晶樹脂繊維が切断されても、液晶樹脂
の液晶転移温度以上の温度に加熱して材料調製を行うこ
とにより、強化材としての液晶樹脂の繊維化状態を容易
に再現でき、従来、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維
強化樹脂成型品では一般に困難であった、再び同等の物
性を有する素材に再生し得るリサイクル性の大幅な向上
を達成することが可能となるからである。
ラメントワインディング法に使用される繊維強化材への
含浸樹脂は熱硬化性樹脂であるため、そのリサイクル性
に問題がある。他方、繊維強化材への含浸樹脂として熱
可塑性樹脂によるものの使用が提案されているが、上記
熱硬化性樹脂を使用する場合に比して比強度(強度/密
度)が低く力学的特性が劣るにもだけでなく、熱硬化性
樹脂の場合と同様リサイクルできないので、使用されて
いないのが現状である。ところで、近年、繊維強化樹脂
材料の強化繊維として熱可塑性の液晶樹脂を用いること
が提案されており(例えば、特開昭62−116666
号公報)、そこで熱可塑性液晶樹脂を強化繊維とした液
晶樹脂複合体をストランド状に成形するようにしたもの
を使用してフィラメントワインディングを行うことが提
案される。このように強化繊維として熱可塑性液晶樹脂
を採用した場合、使用済みで廃棄された樹脂成型品をリ
サイクルする際に樹脂成型品の粉砕に伴って強化樹脂と
しての熱可塑性液晶樹脂繊維が切断されても、液晶樹脂
の液晶転移温度以上の温度に加熱して材料調製を行うこ
とにより、強化材としての液晶樹脂の繊維化状態を容易
に再現でき、従来、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維
強化樹脂成型品では一般に困難であった、再び同等の物
性を有する素材に再生し得るリサイクル性の大幅な向上
を達成することが可能となるからである。
【0004】しかしながら、上記熱可塑性液晶樹脂を強
化繊維とした液晶樹脂複合体を成形用素材として成形を
行うに際して上記フィラメントワインディング法を適用
する場合、強化繊維を熱可塑性液晶樹脂としたことによ
り、従来、例えばガラス繊維あるいはカーボン繊維など
他の繊維材を強化繊維とした場合に比べて、樹脂成型品
にボイドが生じやすく、強度および剛性等の機械的性質
について安定した特性を得ることが難しいという新たな
問題が惹起される。
化繊維とした液晶樹脂複合体を成形用素材として成形を
行うに際して上記フィラメントワインディング法を適用
する場合、強化繊維を熱可塑性液晶樹脂としたことによ
り、従来、例えばガラス繊維あるいはカーボン繊維など
他の繊維材を強化繊維とした場合に比べて、樹脂成型品
にボイドが生じやすく、強度および剛性等の機械的性質
について安定した特性を得ることが難しいという新たな
問題が惹起される。
【0005】すなわち、第1に、上記熱可塑性液晶樹脂
複合体は、熱可塑性マトリックス樹脂中に該マトリック
ス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温度を有
する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で配向されて形成され
ているが、この液晶樹脂複合体を成形温度に加熱して成
形を行う際には、液晶樹脂の繊維化状態を維持するため
に、加熱温度範囲を、上記マトリックス樹脂の最低成形
可能温度(結晶性のものにあっては融点)以上で、かつ、
上記液晶樹脂の液晶転移温度未満の温度に制限する必要
がある。このため、マトリックス樹脂を余り高温まで加
熱することができず、このマトリックス樹脂の粘度が比
較的高いままで成形されることとなり、よって、マトリ
ックス樹脂の流動に伴う巻き込みエアの排出が行われに
くくなり、成形工程においてエアの巻き込みが生じ易く
なる。第2に、液晶樹脂複合体のストランドでは強化繊
維が熱可塑性であるので、加熱すると不可避的にある程
度の緩みおよび引張強度の低下が生じ、適切な張力を付
与することが困難である。このため、繊維間に介在する
エアを有効に排除することがなかなかに難しく、これが
ボイドとして成型品に残ることになる。
複合体は、熱可塑性マトリックス樹脂中に該マトリック
ス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温度を有
する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で配向されて形成され
ているが、この液晶樹脂複合体を成形温度に加熱して成
形を行う際には、液晶樹脂の繊維化状態を維持するため
に、加熱温度範囲を、上記マトリックス樹脂の最低成形
可能温度(結晶性のものにあっては融点)以上で、かつ、
上記液晶樹脂の液晶転移温度未満の温度に制限する必要
がある。このため、マトリックス樹脂を余り高温まで加
熱することができず、このマトリックス樹脂の粘度が比
較的高いままで成形されることとなり、よって、マトリ
ックス樹脂の流動に伴う巻き込みエアの排出が行われに
くくなり、成形工程においてエアの巻き込みが生じ易く
なる。第2に、液晶樹脂複合体のストランドでは強化繊
維が熱可塑性であるので、加熱すると不可避的にある程
度の緩みおよび引張強度の低下が生じ、適切な張力を付
与することが困難である。このため、繊維間に介在する
エアを有効に排除することがなかなかに難しく、これが
ボイドとして成型品に残ることになる。
【0006】そこで、この発明は、液晶樹脂複合体のス
トランドを用いてフィラメントワインディング法により
樹脂成型品を成形するに際して、特異現象として発生し
やすいボイドを解消する液晶樹脂複合体の成形方法を提
供することを目的とする。
トランドを用いてフィラメントワインディング法により
樹脂成型品を成形するに際して、特異現象として発生し
やすいボイドを解消する液晶樹脂複合体の成形方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本願の第1の
発明に係る方法は熱可塑性マトリックス樹脂中に該マト
リックス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温
度を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で存在してなる
液晶樹脂複合体を押し出し成形してなるストランドをマ
トリックス樹脂の成形可能温度以上液晶樹脂の転移温度
以下(モールドウインド)にフィラメントワインディング
前後において加熱し、フィラメントワインディングする
方法であって、フィラメントワインディング後その成型
品をストランド間に存在するボイドに該ストランドの接
着材料を充填して埋める工程に付することを特徴とす
る。
発明に係る方法は熱可塑性マトリックス樹脂中に該マト
リックス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温
度を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で存在してなる
液晶樹脂複合体を押し出し成形してなるストランドをマ
トリックス樹脂の成形可能温度以上液晶樹脂の転移温度
以下(モールドウインド)にフィラメントワインディング
前後において加熱し、フィラメントワインディングする
方法であって、フィラメントワインディング後その成型
品をストランド間に存在するボイドに該ストランドの接
着材料を充填して埋める工程に付することを特徴とす
る。
【0008】上記方法において使用される接着材料は液
晶樹脂複合体からなるストランドのマトリックス樹脂同
士を接着させる機能を有するものであればよいが、マト
リックス樹脂またはマトリックス樹脂を主成分とする樹
脂組成物であるのが成型品の強度分布特異点が形成され
ないので好ましい。また、充填後、上記接着材料をスト
ランド間のボイド内に浸透させてボイドを解消させるた
め、マトリックス樹脂などは溶液または融液の液状態を
なす必要がある。モノマーと重合触媒との混合物を充填
して成型品内部で重合させてもよい。上記接着材料の充
填は上記フィラメントワインディング成型品の内外壁面
のいずれからでも可能であるが、内壁面への加圧充填は
ボイド解消効率に優れる。上記マトリックス樹脂または
マトリックス樹脂組成物の充填は成型品内部に均等に分
配して浸透させる必要があるので、フィラメントワイン
ディング成型品をその長手方向中心軸回りに回転させつ
つ上記成型品の内部に上記接着材料を充填して遠心力を
充填材料に作用させて行うのが好ましい。
晶樹脂複合体からなるストランドのマトリックス樹脂同
士を接着させる機能を有するものであればよいが、マト
リックス樹脂またはマトリックス樹脂を主成分とする樹
脂組成物であるのが成型品の強度分布特異点が形成され
ないので好ましい。また、充填後、上記接着材料をスト
ランド間のボイド内に浸透させてボイドを解消させるた
め、マトリックス樹脂などは溶液または融液の液状態を
なす必要がある。モノマーと重合触媒との混合物を充填
して成型品内部で重合させてもよい。上記接着材料の充
填は上記フィラメントワインディング成型品の内外壁面
のいずれからでも可能であるが、内壁面への加圧充填は
ボイド解消効率に優れる。上記マトリックス樹脂または
マトリックス樹脂組成物の充填は成型品内部に均等に分
配して浸透させる必要があるので、フィラメントワイン
ディング成型品をその長手方向中心軸回りに回転させつ
つ上記成型品の内部に上記接着材料を充填して遠心力を
充填材料に作用させて行うのが好ましい。
【0009】また、本願の第2の発明は、熱可塑性マト
リックス樹脂中に該マトリックス樹脂の最低成形可能温
度よりも高い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂が
繊維状態で存在してなる液晶樹脂複合体を押し出し成形
してなるストランドをマトリックス樹脂の最低成形可能
温度以上液晶樹脂の液晶転移温度未満にフィラメントワ
インディングの前および後の少なくともいずれかの工程
において加熱し、フィラメントワインディングする方法
であって、フィラメントワインディング後その成型品を
ボイドを圧潰する工程に付することを特徴とする。
リックス樹脂中に該マトリックス樹脂の最低成形可能温
度よりも高い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂が
繊維状態で存在してなる液晶樹脂複合体を押し出し成形
してなるストランドをマトリックス樹脂の最低成形可能
温度以上液晶樹脂の液晶転移温度未満にフィラメントワ
インディングの前および後の少なくともいずれかの工程
において加熱し、フィラメントワインディングする方法
であって、フィラメントワインディング後その成型品を
ボイドを圧潰する工程に付することを特徴とする。
【0010】上記ボイドの圧潰はフィラメントワインデ
ィング後の成型品をその肉厚方向に加圧して行うのがよ
く、通常上記成型品の内壁面を半径方向に加圧すること
により行う。具体的には上記成型品の内面加圧を成型品
内部に膨張部材を配し、これを膨張させることにより行
う。上記膨張部材はエアバッグまたはブロー成形におけ
るパリソンを使用することができるが、フィラメントの
ワインディングを行わせるマンドレルをマトリックス樹
脂またはマトリックス樹脂組成物から製造させ、軟化温
度、例えばモールドウインド内に加熱後ブロー成形によ
り膨張させるようにしてもよい。上記成型品の内壁面加
圧をマトリックス樹脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂
の液晶転移温度未満に成型品を加熱しつつその長手方向
中心軸回りに回転させることにより半径方向に遠心力を
付与することにより行うことができるが、上記成型品の
外壁面を半径方向に加圧することにより行うこともでき
る。
ィング後の成型品をその肉厚方向に加圧して行うのがよ
く、通常上記成型品の内壁面を半径方向に加圧すること
により行う。具体的には上記成型品の内面加圧を成型品
内部に膨張部材を配し、これを膨張させることにより行
う。上記膨張部材はエアバッグまたはブロー成形におけ
るパリソンを使用することができるが、フィラメントの
ワインディングを行わせるマンドレルをマトリックス樹
脂またはマトリックス樹脂組成物から製造させ、軟化温
度、例えばモールドウインド内に加熱後ブロー成形によ
り膨張させるようにしてもよい。上記成型品の内壁面加
圧をマトリックス樹脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂
の液晶転移温度未満に成型品を加熱しつつその長手方向
中心軸回りに回転させることにより半径方向に遠心力を
付与することにより行うことができるが、上記成型品の
外壁面を半径方向に加圧することにより行うこともでき
る。
【0011】上記成型品のボイドを圧潰する肉厚方向へ
の加圧にあたり、上記成型品のマトリックス樹脂を軟化
させることによりボイド圧潰効率を向上させることがで
きる。そのマトリックス軟化手法としては、マトリック
ス樹脂にその樹脂溶剤を噴霧して行うと、液晶樹脂繊維
の熱劣化を伴わないので好ましい。上記ボイドの圧潰は
フィラメントワインディング後その成型品をそのマトリ
ックス樹脂の流動化工程に付することによっても行うこ
とができる。具体的にはFW(フィラメントワインディ
ング)成型品を軸方向に引き伸ばす方法、巻き戻しのな
いFW成型品では軸方向に捩りを加えてストランドに引
張力を付与することにより行うことができる。また、F
W成型品全体に振動を付与することにより、あるいはス
トランド自身を膨張、収縮または結晶化により変位させ
ることにより行うこともできる。即ち、例えば、液晶樹
脂複合材のストランドは長手方向には線膨張係数が小さ
いので、加熱しても熱膨張は少ないが径方向にはマトリ
ックスと同程度の線膨張係数をもっている。したがっ
て、FW成型品を加熱膨張するだけでストランド間に押
圧力を生じさせることができる。また、液晶樹脂複合材
のストランドは延伸を受けて決勝が長手方向にそろって
いるので、加熱して結晶性がゆるんでくると、長手方向
に収縮しようとする。この収縮によってストランド間に
押圧力が生ずるので、この変位を利用する事ができる。
さらに、マトリックスに結晶性の高い樹脂を使うと、上
記効果がさらに助長される現象が見られるからである。
の加圧にあたり、上記成型品のマトリックス樹脂を軟化
させることによりボイド圧潰効率を向上させることがで
きる。そのマトリックス軟化手法としては、マトリック
ス樹脂にその樹脂溶剤を噴霧して行うと、液晶樹脂繊維
の熱劣化を伴わないので好ましい。上記ボイドの圧潰は
フィラメントワインディング後その成型品をそのマトリ
ックス樹脂の流動化工程に付することによっても行うこ
とができる。具体的にはFW(フィラメントワインディ
ング)成型品を軸方向に引き伸ばす方法、巻き戻しのな
いFW成型品では軸方向に捩りを加えてストランドに引
張力を付与することにより行うことができる。また、F
W成型品全体に振動を付与することにより、あるいはス
トランド自身を膨張、収縮または結晶化により変位させ
ることにより行うこともできる。即ち、例えば、液晶樹
脂複合材のストランドは長手方向には線膨張係数が小さ
いので、加熱しても熱膨張は少ないが径方向にはマトリ
ックスと同程度の線膨張係数をもっている。したがっ
て、FW成型品を加熱膨張するだけでストランド間に押
圧力を生じさせることができる。また、液晶樹脂複合材
のストランドは延伸を受けて決勝が長手方向にそろって
いるので、加熱して結晶性がゆるんでくると、長手方向
に収縮しようとする。この収縮によってストランド間に
押圧力が生ずるので、この変位を利用する事ができる。
さらに、マトリックスに結晶性の高い樹脂を使うと、上
記効果がさらに助長される現象が見られるからである。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、液晶樹脂複合体のスト
ランドをフィラメントワインディングにより成型品を形
成すると、不可避的にストランド間にボイドが発生する
が、そのボイドを埋め、または圧潰することにより解消
させるので、ボイドによる比強度(強度/密度)の低下が
防止でき、力学的特性に優れるFW成型品を製造するこ
とができる。このFW成型品は従来の強化繊維を使用す
るものと異なり、リサイクルが可能であるから、その省
資源効果を伴う。
ランドをフィラメントワインディングにより成型品を形
成すると、不可避的にストランド間にボイドが発生する
が、そのボイドを埋め、または圧潰することにより解消
させるので、ボイドによる比強度(強度/密度)の低下が
防止でき、力学的特性に優れるFW成型品を製造するこ
とができる。このFW成型品は従来の強化繊維を使用す
るものと異なり、リサイクルが可能であるから、その省
資源効果を伴う。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面に基づ
いて詳細に説明する。図11は、液晶樹脂複合体のスト
ランド状成形素材を用いてフィラメントワインディング
法で成形を行うための成形装置の全体構成を概略的に表
す説明図である。図示のように、上記成形装置1は、液
晶樹脂複合体をストランド状に押し出す押出機2と、押
し出されたストランドSを冷却する冷却槽3と、押し出
されたストランドSを延伸させつつ下流側に引き出す一
対の引取ローラ4と、該引取ローラ4,4で引き出され
たストランドSの張力を調整するためのテンションコン
トローラ5と、このテンションコントローラ5で張力が
調整された状態のストランドSが巻き付けられるマンド
レル6と、例えば、マンドレル6への巻き付け前にスト
ランドSを所定温度に加熱するためのヒータ7と、スト
ランドSのマンドレル6への巻き付け時の位置決めを行
うデリバリアイ8とを備えている。尚、上記成形装置1
には、上記各構成要素の作動を総合的に制御するため
に、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成さ
れたコントロールユニットが設けられる。
いて詳細に説明する。図11は、液晶樹脂複合体のスト
ランド状成形素材を用いてフィラメントワインディング
法で成形を行うための成形装置の全体構成を概略的に表
す説明図である。図示のように、上記成形装置1は、液
晶樹脂複合体をストランド状に押し出す押出機2と、押
し出されたストランドSを冷却する冷却槽3と、押し出
されたストランドSを延伸させつつ下流側に引き出す一
対の引取ローラ4と、該引取ローラ4,4で引き出され
たストランドSの張力を調整するためのテンションコン
トローラ5と、このテンションコントローラ5で張力が
調整された状態のストランドSが巻き付けられるマンド
レル6と、例えば、マンドレル6への巻き付け前にスト
ランドSを所定温度に加熱するためのヒータ7と、スト
ランドSのマンドレル6への巻き付け時の位置決めを行
うデリバリアイ8とを備えている。尚、上記成形装置1
には、上記各構成要素の作動を総合的に制御するため
に、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成さ
れたコントロールユニットが設けられる。
【0014】上記成形装置により製造されたFW成型品
9はそのストランド間に多数のボイドが形成されてい
る。そこで、図1に示す場合はFW成型品9を中空回転
体10に装着し、回転体10内部に接着材料Wを導入
し、回転体10ごと加熱しながら、回転体10を所定の
回転を与える。上記接着材料Wは上記マトリックス樹脂
パウダー、マトリックス融液、マトリックス溶液、マト
リックスモノマーおよび重合触媒の混合物を使用する。
上記回転体10は一端が開放された中空円筒体の他端に
駆動軸11が連結され、それを軸受12にて支持し、電
動機13により回転駆動されるようになっている。上記
回転体10の回転速度は上記液状になった接着材料がF
W成型品9のストランド間に浸透し、ボイドを埋めるこ
とができる遠心力を付与することができる程度であれば
よく、FW成型品9の多孔度、接着材料Wの粘度などに
より、決定される。
9はそのストランド間に多数のボイドが形成されてい
る。そこで、図1に示す場合はFW成型品9を中空回転
体10に装着し、回転体10内部に接着材料Wを導入
し、回転体10ごと加熱しながら、回転体10を所定の
回転を与える。上記接着材料Wは上記マトリックス樹脂
パウダー、マトリックス融液、マトリックス溶液、マト
リックスモノマーおよび重合触媒の混合物を使用する。
上記回転体10は一端が開放された中空円筒体の他端に
駆動軸11が連結され、それを軸受12にて支持し、電
動機13により回転駆動されるようになっている。上記
回転体10の回転速度は上記液状になった接着材料がF
W成型品9のストランド間に浸透し、ボイドを埋めるこ
とができる遠心力を付与することができる程度であれば
よく、FW成型品9の多孔度、接着材料Wの粘度などに
より、決定される。
【0015】図2は雌型14内にセットされたFW成型
品9の中空部に雄型15を挿入し、挿入した雄型15の
中心部から周囲面に延びて形成されたホットライナー1
6を介して射出成型機17にて溶融されたマトリックス
樹脂をFW成型品9の内面に注入してそのストランド間
に存在するボイドを埋める場合である。この場合、FW
成型品9の内面と雄型表面との間に形成されるキャビテ
ィによりFW成型品9の内面に極めて薄い内側層9aが
形成される。
品9の中空部に雄型15を挿入し、挿入した雄型15の
中心部から周囲面に延びて形成されたホットライナー1
6を介して射出成型機17にて溶融されたマトリックス
樹脂をFW成型品9の内面に注入してそのストランド間
に存在するボイドを埋める場合である。この場合、FW
成型品9の内面と雄型表面との間に形成されるキャビテ
ィによりFW成型品9の内面に極めて薄い内側層9aが
形成される。
【0016】図3では上記図1に示す充填方法におい
て、マトリックス融液をFW成型品9に注入するにあた
り、射出成形機17を使用し、FW成型品9内に挿入し
た注入ノズル18を型内最深部から徐々に抜き出すこと
により回転体10とともに回転するFW成型品9の内面
に充填材料Wを注入するようになっている。この場合、
充填材料WがFW成型品9の内面への均等注入が容易と
なる。他は図1と同一であるので、同一部材に同一番号
を付して説明を省略する。
て、マトリックス融液をFW成型品9に注入するにあた
り、射出成形機17を使用し、FW成型品9内に挿入し
た注入ノズル18を型内最深部から徐々に抜き出すこと
により回転体10とともに回転するFW成型品9の内面
に充填材料Wを注入するようになっている。この場合、
充填材料WがFW成型品9の内面への均等注入が容易と
なる。他は図1と同一であるので、同一部材に同一番号
を付して説明を省略する。
【0017】図4ではFW成型品9をテーパ内面を有す
る雌型19内にセットし、マトリックス融液をFW成型
品9の内部に、射出成形機17を使用して注入し、雄型
プレス20にてプレス成形してマトリックス融液WをF
W成型品9の内面からストランド間に加圧浸透させ、存
在するボイドを埋めるようになっている。この場合も、
FW成型品9の内面と雄型プレス表面との間にFW成型
品9の内面に極めて薄い内側層9aが形成される。
る雌型19内にセットし、マトリックス融液をFW成型
品9の内部に、射出成形機17を使用して注入し、雄型
プレス20にてプレス成形してマトリックス融液WをF
W成型品9の内面からストランド間に加圧浸透させ、存
在するボイドを埋めるようになっている。この場合も、
FW成型品9の内面と雄型プレス表面との間にFW成型
品9の内面に極めて薄い内側層9aが形成される。
【0018】図5ではFW成型品9内に注入される充填
材料Wの成型品内面への均等注入を行うため、FW成型
品9を内装する回転体10の水平駆動軸11とは別個に
垂直駆動軸21を設け、水平駆動軸11の回りに回転さ
せると同時に垂直駆動軸21の回りに回転させ、充填材
料WをFW成型品9の内部に均等に分配し、FW成型品
9の内面から浸透する充填材料Wでストランド間のボイ
ドを埋めるようにしている。この実施例では垂直駆動軸
21の回りの回転により回転体10のFW成型品9の挿
入口10aから注入した充填材料Wがこぼれ落ちないよ
うに蓋体22で封鎖するようにする。他は図1の場合と
同様であるので、説明を省略する。
材料Wの成型品内面への均等注入を行うため、FW成型
品9を内装する回転体10の水平駆動軸11とは別個に
垂直駆動軸21を設け、水平駆動軸11の回りに回転さ
せると同時に垂直駆動軸21の回りに回転させ、充填材
料WをFW成型品9の内部に均等に分配し、FW成型品
9の内面から浸透する充填材料Wでストランド間のボイ
ドを埋めるようにしている。この実施例では垂直駆動軸
21の回りの回転により回転体10のFW成型品9の挿
入口10aから注入した充填材料Wがこぼれ落ちないよ
うに蓋体22で封鎖するようにする。他は図1の場合と
同様であるので、説明を省略する。
【0019】以上の実施例はストランド間に形成される
ボイドをストランドに対し接着性を有する充填材料Wで
埋めることによりボイドを解消する場合について説明し
たが、上記ボイドは圧潰することによっても解消する事
ができ、以下はその実施例を示す。まず、図6は上記F
W成型品9をブロー成形機にかけて肉厚方向に加圧する
場合を示し、第1法ではFW成型品9の中空部にマトリ
ックス樹脂で形成したパリソン23を内装し、1対のブ
ロー成形型25、26の形成する空間に収納し、そのパ
リソン23が軟化して膨張可能なブロー成形温度に加熱
してブロー圧でパリソンをFW成型品9の肉厚方向に加
圧すると、ボイドは潰れて解消されることになる。
ボイドをストランドに対し接着性を有する充填材料Wで
埋めることによりボイドを解消する場合について説明し
たが、上記ボイドは圧潰することによっても解消する事
ができ、以下はその実施例を示す。まず、図6は上記F
W成型品9をブロー成形機にかけて肉厚方向に加圧する
場合を示し、第1法ではFW成型品9の中空部にマトリ
ックス樹脂で形成したパリソン23を内装し、1対のブ
ロー成形型25、26の形成する空間に収納し、そのパ
リソン23が軟化して膨張可能なブロー成形温度に加熱
してブロー圧でパリソンをFW成型品9の肉厚方向に加
圧すると、ボイドは潰れて解消されることになる。
【0020】他方、第2法ではマンドレル24をマトリ
ックス樹脂または液晶樹脂複合材料で製造する。マンド
レル24は上記パリソン23より肉厚に形成されるた
め、このマンドレル24は予め赤外線、マイクロ波照射
または内挿ヒータ28で上記モールドウインド内の温度
に加熱し、1対のブロー成形型25、26の形成する空
間に収納してブロー成形に付するようにしてもよい。
ックス樹脂または液晶樹脂複合材料で製造する。マンド
レル24は上記パリソン23より肉厚に形成されるた
め、このマンドレル24は予め赤外線、マイクロ波照射
または内挿ヒータ28で上記モールドウインド内の温度
に加熱し、1対のブロー成形型25、26の形成する空
間に収納してブロー成形に付するようにしてもよい。
【0021】かかるボイド圧潰方法は、上記図1に示す
回転体10にFW成型品9を内装して回転させ、遠心力
を付与する装置および図4に示すプレス金型19よび2
0を使用して内面圧を付与する装置を使用して実施する
ことができる。この場合、FW成型品内部には充填材料
Wを注入せず、上記遠心力および内面圧のみをFW成型
品9の肉厚方向に付与することによりストランド間のボ
イドを圧潰して解消する。その際、ボイドの圧潰作用を
効率よく発揮させるためにFW成型品9は上記モールド
ウインド内に加熱して行うことに留意すべきである。
回転体10にFW成型品9を内装して回転させ、遠心力
を付与する装置および図4に示すプレス金型19よび2
0を使用して内面圧を付与する装置を使用して実施する
ことができる。この場合、FW成型品内部には充填材料
Wを注入せず、上記遠心力および内面圧のみをFW成型
品9の肉厚方向に付与することによりストランド間のボ
イドを圧潰して解消する。その際、ボイドの圧潰作用を
効率よく発揮させるためにFW成型品9は上記モールド
ウインド内に加熱して行うことに留意すべきである。
【0022】図7ではFW成型品9を加熱する代わり
に、第1法(a)ではマトリックス樹脂に対しその樹脂溶
剤をFW成型品9の全面に噴霧してこれを軟化し、マン
ドレル6を内装した状態で一対の加圧ローラ29、29
間で外圧を付与され、ストランド間のボイドを解消す
る。第2法(b)ではマンドレル6から外したFW成型品
9にマトリックス樹脂の溶剤をFW成型品9の全面に噴
霧してこれを軟化し、その状態で図1に示すと同様、回
転体10内に内装して回転させることにより、その遠心
力によりFW成型品9にその内面から肉厚方向の加圧を
行い、ストランド間のボイドを解消させる。
に、第1法(a)ではマトリックス樹脂に対しその樹脂溶
剤をFW成型品9の全面に噴霧してこれを軟化し、マン
ドレル6を内装した状態で一対の加圧ローラ29、29
間で外圧を付与され、ストランド間のボイドを解消す
る。第2法(b)ではマンドレル6から外したFW成型品
9にマトリックス樹脂の溶剤をFW成型品9の全面に噴
霧してこれを軟化し、その状態で図1に示すと同様、回
転体10内に内装して回転させることにより、その遠心
力によりFW成型品9にその内面から肉厚方向の加圧を
行い、ストランド間のボイドを解消させる。
【0023】液晶樹脂複合体ストランドのFW成型品に
対するその他のボイド圧潰方法としては図8に示すよう
に、FW成型品9を軸方向に引き伸ばすと、径方向に縮
小するので、ストランド間に滑りと押圧力が生じ、その
力でマトリックス樹脂をボイド部に流動させることによ
りボイドを解消させることができる。また、図9に示す
ように、FW成型品9’が巻き戻しのない場合には軸方
向に捩りを加えると、径方向に縮小するので、ストラン
ド間に押圧力が生じ、マトリックス樹脂を流動させてボ
イドを圧潰することができる。
対するその他のボイド圧潰方法としては図8に示すよう
に、FW成型品9を軸方向に引き伸ばすと、径方向に縮
小するので、ストランド間に滑りと押圧力が生じ、その
力でマトリックス樹脂をボイド部に流動させることによ
りボイドを解消させることができる。また、図9に示す
ように、FW成型品9’が巻き戻しのない場合には軸方
向に捩りを加えると、径方向に縮小するので、ストラン
ド間に押圧力が生じ、マトリックス樹脂を流動させてボ
イドを圧潰することができる。
【0024】さらに、図10に示すように、FW成型品
の軸方向に引張圧縮および捩りの振動を与えると、スト
ランド間に滑りが生じ、摩擦熱でマトリックスが溶融
し、ストランド間のボイドを潰すことができる。
の軸方向に引張圧縮および捩りの振動を与えると、スト
ランド間に滑りが生じ、摩擦熱でマトリックスが溶融
し、ストランド間のボイドを潰すことができる。
【0025】本実施例では、上記熱可塑性液晶樹脂およ
び熱可塑性マトリックス樹脂として、例えば、以下のも
のを用いることができる。 ・熱可塑性液晶樹脂 − 材質名 : 芳香族ポリエステル樹脂 − 商品名 : ベクトラA950(ポリプラスチックス株
式会社製) − 液晶転移温度 : 280℃ ・熱可塑性マトリックス樹脂 − 材質名 : ポリオレフィン樹脂 − 商品名 : ノーブレンD501(住友化学工業株式会
社製) − 融点 : 約155℃ (通常成形温度200℃)
び熱可塑性マトリックス樹脂として、例えば、以下のも
のを用いることができる。 ・熱可塑性液晶樹脂 − 材質名 : 芳香族ポリエステル樹脂 − 商品名 : ベクトラA950(ポリプラスチックス株
式会社製) − 液晶転移温度 : 280℃ ・熱可塑性マトリックス樹脂 − 材質名 : ポリオレフィン樹脂 − 商品名 : ノーブレンD501(住友化学工業株式会
社製) − 融点 : 約155℃ (通常成形温度200℃)
【0026】マイクロ波を利用して加熱する場合はマイ
クロ波による加熱温度が約230℃であることを考慮し
てマトリックス樹脂としてポリアミド樹脂(宇部興産製
ナイロン1013、融点215℃(通常成形温度230
℃))を選択するのが好ましい。
クロ波による加熱温度が約230℃であることを考慮し
てマトリックス樹脂としてポリアミド樹脂(宇部興産製
ナイロン1013、融点215℃(通常成形温度230
℃))を選択するのが好ましい。
【0027】また、溶剤軟化方法を採用するときはマト
リックス樹脂として変性PPE樹脂(日本GEプラスチ
ック製ノリルSE90、通常成形温度200℃)を選択
し、トルエンを溶剤として使用するのが好ましい。
リックス樹脂として変性PPE樹脂(日本GEプラスチ
ック製ノリルSE90、通常成形温度200℃)を選択
し、トルエンを溶剤として使用するのが好ましい。
【図1】 本発明に係る成形方法で、充填材料をFW成
型品のボイドに遠心力により充填する場合の斜視説明図
である。
型品のボイドに遠心力により充填する場合の斜視説明図
である。
【図2】 本発明に係る成形方法で、充填材料をFW成
型品のボイドに射出成形機により充填する場合の断面図
である。
型品のボイドに射出成形機により充填する場合の断面図
である。
【図3】 図1に示す成形方法において射出成形機によ
り充填材料を注入する場合の断面図である。
り充填材料を注入する場合の断面図である。
【図4】 本発明に係る成形方法で、充填材料をFW成
型品に射出成形機により充填し、プレス金型を使用して
加圧する場合の断面図である。
型品に射出成形機により充填し、プレス金型を使用して
加圧する場合の断面図である。
【図5】 本発明に係る成形方法で、充填材料をFW成
型品のボイドに遠心力により充填する場合の変形例を示
す斜視説明図である。
型品のボイドに遠心力により充填する場合の変形例を示
す斜視説明図である。
【図6】 本発明に係る成形方法で、FW成型品のボイ
ドをブロー成形法により圧潰する場合の第1法および第
2法を示す説明図である。
ドをブロー成形法により圧潰する場合の第1法および第
2法を示す説明図である。
【図7】 本発明に係る成形方法で、FW成型品のボイ
ドを溶剤軟化加圧法により圧潰する場合の第1法および
第2法を示す説明図である。
ドを溶剤軟化加圧法により圧潰する場合の第1法および
第2法を示す説明図である。
【図8】 本発明に係る成形方法で、成型品を軸方向に
引張をかけ、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明
図である。
引張をかけ、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明
図である。
【図9】 本発明に係る成形方法で、成型品を軸方向に
捩りをかけ、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明
図である。
捩りをかけ、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明
図である。
【図10】 本発明に係る成形方法で、成型品に振動を
与え、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明図であ
る。
与え、マトリックス樹脂を流動させる場合の説明図であ
る。
【図11】 フイラメントワインディング方法における
成形装置の全体構成を概略的に示す説明図である。
成形装置の全体構成を概略的に示す説明図である。
1…成形装置 6…マンドレル 9…FW成型品 10…回転体 20…プレス金型 23…膨張部材(パリソン)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森脇 健二 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 篠森 正利 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内
Claims (17)
- 【請求項1】 熱可塑性マトリックス樹脂中に該マトリ
ックス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温度
を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で存在してなる液
晶樹脂複合体を押し出し成形してなるストランドをマト
リックス樹脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂の液晶転
移温度未満にフィラメントワインディングの前および後
の少なくともいずれかの工程において加熱し、フィラメ
ントワインディングする方法であって、 フィラメントワインディング後その成型品をストランド
間に存在するボイドに該ストランドの接着材料を充填し
て埋める工程に付する液晶樹脂複合体の成形方法。 - 【請求項2】 上記充填される接着材料がマトリックス
樹脂、マトリックス樹脂を主成分とする樹脂組成物、ま
たはマトリックス樹脂を重合するモノマーおよび重合触
媒の混合物である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 上記接着材料の充填を上記フィラメント
ワインディング成型品の内壁面への加圧充填により行う
請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 上記接着材料の充填をフィラメントワイ
ンディング成型品をその長手方向中心軸回りに回転させ
つつ上記成型品の内部に上記接着材料を充填して行う請
求項1記載の方法。 - 【請求項5】 熱可塑性マトリックス樹脂中に該マトリ
ックス樹脂の最低成形可能温度よりも高い液晶転移温度
を有する熱可塑性液晶樹脂が繊維状態で存在してなる液
晶樹脂複合体を押し出し成形してなるストランドをマト
リックス樹脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂の液晶転
移温度未満にフィラメントワインディングの前および後
の少なくともいずれかの工程において加熱し、フィラメ
ントワインディングする方法であって、 フィラメントワインディング後その成型品をボイドを圧
潰する工程に付することを特徴とする液晶樹脂複合体の
成形方法。 - 【請求項6】 上記成型品をその肉厚方向に加圧してボ
イドの圧潰を行う請求項6記載の方法。 - 【請求項7】 上記肉厚方向の加圧を上記成型品の内壁
面を半径方向に加圧することにより行う請求項6記載の
方法。 - 【請求項8】 上記成型品の内壁面加圧を成型品内部に
膨張部材を配し、これを膨張させることにより行う請求
項7記載の方法。 - 【請求項9】 上記膨張部材がマトリックス樹脂、マト
リックス樹脂を主成分とする樹脂組成物または液晶樹脂
複合体から製造されている請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 上記成型品の内壁面加圧をマトリック
ス樹脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂の液晶転移温度
未満に成型品を加熱しつつその長手方向中心軸回りに回
転させ、半径方向に遠心力を付与することにより行う請
求項7記載の方法。 - 【請求項11】 上記肉厚方向の加圧をマトリックス樹
脂の最低成形可能温度以上液晶樹脂の液晶転移温度未満
に成型品を加熱しつつ上記成型品の外壁面を半径方向に
加圧することにより行う請求項6記載の方法。 - 【請求項12】 上記成型品のボイドを圧潰するにあた
り、上記成型品のマトリックス樹脂を軟化させる請求項
5記載の方法。 - 【請求項13】 上記マトリックス樹脂の軟化をマトリ
ックス樹脂に対しその樹脂溶剤を噴霧して行う請求項1
2記載の方法。 - 【請求項14】 フィラメントワインディング後その成
型品をそのマトリックス樹脂の流動化工程に付する請求
項5記載の方法。 - 【請求項15】 上記流動化工程をストランドに引張力
を付与することにより行う請求項14記載の方法。 - 【請求項16】 上記流動化工程を成型品全体に振動を
付与することにより行う請求項14記載の方法。 - 【請求項17】 上記流動化工程をストランド自身を膨
張、収縮または結晶化により変位させることにより行う
請求項14記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060478A JPH06270268A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 液晶樹脂複合体の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060478A JPH06270268A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 液晶樹脂複合体の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06270268A true JPH06270268A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13143429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5060478A Pending JPH06270268A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 液晶樹脂複合体の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06270268A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08174688A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-09 | Ikeda Bussan Co Ltd | 車両用樹脂成形体 |
| JP2005131838A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 管状体の製造方法および管状体 |
| JP2010125826A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 高圧ガスタンク製造装置及び高圧ガスタンクの製造方法 |
| JP6873369B1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-05-19 | 日立Astemo株式会社 | 繊維強化樹脂製管体の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5060478A patent/JPH06270268A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08174688A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-09 | Ikeda Bussan Co Ltd | 車両用樹脂成形体 |
| JP2005131838A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 管状体の製造方法および管状体 |
| JP2010125826A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 高圧ガスタンク製造装置及び高圧ガスタンクの製造方法 |
| JP6873369B1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-05-19 | 日立Astemo株式会社 | 繊維強化樹脂製管体の製造方法 |
| WO2021260953A1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-12-30 | 日立Astemo株式会社 | 繊維強化樹脂製管体の製造方法 |
| CN115427217A (zh) * | 2020-06-26 | 2022-12-02 | 日立安斯泰莫株式会社 | 纤维增强树脂制管体的制造方法 |
| US12296548B2 (en) | 2020-06-26 | 2025-05-13 | Hitachi Astemo, Ltd. | Method for manufacturing tube body made of fiber-reinforced resin |
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