JPH09314592A - 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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JPH09314592A
JPH09314592A JP13702096A JP13702096A JPH09314592A JP H09314592 A JPH09314592 A JP H09314592A JP 13702096 A JP13702096 A JP 13702096A JP 13702096 A JP13702096 A JP 13702096A JP H09314592 A JPH09314592 A JP H09314592A
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JP
Japan
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resin
fiber
raw material
mat
corrugated plate
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JP13702096A
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English (en)
Inventor
Hajime Naito
一 内藤
Yoshitaka Nakatani
好孝 中谷
Kazuhiro Noguchi
和裕 野口
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度でかつ原料樹脂含浸むらのない繊維強
化樹脂複合体を得る。 【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4と、1枚の波板状体5とを前者を外側にし
て積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂11を
金型内に射出することにより、原料樹脂11をマット状強
化繊維と波板状体により形成された並列状樹脂流通空間
12、13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11をマット状強化繊維4に含浸せしめて繊維
強化樹脂複合体を得る。

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、例えば、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金型内に射出し、
金型内で重合反応を完結させて成形体を得る成形法であ
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、繊維体積含有率をあまり
高くすることができない(従来、15〜20%)。
【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、繊維体
積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、その部分が原料樹
脂含浸むらになるし、成形工程が煩雑にもなる。本発明
の目的は、原料樹脂含浸むらを生ぜしめることなく、高
強度を有する繊維強化樹脂複合体を製造し得る、該複合
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】請求項1の発明による繊
維強化樹脂複合体の製造方法は、反応射出成形用金型内
において成形体全体のうち少なくとも補強の必要な部分
に、1または複数のマット状強化繊維と、波板状体とを
相互に隣り合う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に射出することにより、原料樹
脂をマット状強化繊維と波板状体により形成された並列
状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】請求項2の発明による繊維強化樹脂複合体
の製造方法は、上記請求項1の発明において、波板状体
が多孔紙材製でかつ多数の孔が全体のうち少なくとも波
山頂部および波谷底部にあけられていることを特徴とす
るものである。
【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生じない。マ
ット状強化繊維の1枚当たりの目付けは、300〜90
0g/m2 が望ましい。300g/m2 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、900g/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。
【0009】請求項1の発明における波板状体の具体的
材料としては、紙、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂等があげられる。また、波板状体の山の高さ
は2mm以上が好ましい。山の高さが2mm未満では原
料樹脂の流通性が悪くなる。
【0010】請求項2の発明における波板状体が多孔紙
材製の場合、紙材が波板形状にされた後、自然に原状に
復さないためには、厚みが0.3mm以上が好ましい。
また、山の高さは、2〜10mmが好ましい。山の高さ
が2mm未満では、原料樹脂の流通性が悪く、10mm
を超えると、紙材の波板形状の維持が困難となる。紙材
の具体例としては、段ボール紙をあげることができる。
【0011】孔の直径は0.2〜6mmが好ましい。直
径が0.2mm未満では、原料樹脂が通過し難く、6m
mを超えると、波板形状の保持が困難となる。孔どうし
の間隔は、孔直径の1.5〜5倍が好ましい。孔どうし
の間隔が孔直径の1.5倍未満では、波板形状の保持が
困難であり、孔直径の5倍を超えると、原料樹脂の通過
量が不足し、マット状強化繊維への含浸むらを起こす。
【0012】波板状体がない場合、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。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、さらに
水等を加えることにより発泡させる発泡ウレタン樹脂、
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。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1に示すように、上型(1) および下型
(2) よりなる反応射出成形用金型(3)内に、2枚のマッ
ト状強化繊維(4) と、1枚の波板状体(5) とを前者で後
者を挟み、サンドイッチ状に積層して収め、金型(3) を
閉じる。そして、第1タンク(6) より第1反応性原料樹
脂成分を第1供給管(7) を介してミキシングヘッド(8)
へ、また第2タンク(9) より第2反応性原料樹脂成分を
第2供給管(10)を介してミキシングヘッド(8) へそれぞ
れ供給し、両成分をミキシングヘッド(8) で混合して反
応性原料樹脂(11)となし、これを金型(3) 内に射出する
ことにより、マット状強化繊維(4) と波板状体(5) とに
より形成された横断面略三角形と同略逆三角形の並列状
樹脂流通空間(12)(13)に浸入せしめるとともに、樹脂流
通空間(12)(13)に浸入した原料樹脂(11)を両側のマット
状強化繊維(4) に含浸せしめる。原料樹脂(11)は、マッ
ト状強化繊維(4) に、その厚さ方向から含浸せしめられ
るので流動抵抗が少ない。原料樹脂(11)は金型(3) 内で
加熱硬化せしめられ、図2に示すような平板状繊維強化
樹脂複合体(A)を得る。
【0014】マット状強化繊維(4) と波板状体(5) との
積層の仕方としては、上記の外に、図3に示すように、
1枚のマット状強化繊維(4) の上に1枚の波板状体(5)
を積層しただけのものでもよい。この場合は、横断面略
三角形である1種類の樹脂流通空間(12)のみが得られ
る。また、図4に示すように、3枚のマット状強化繊維
(4) と2枚の波板状体(5) とを交互に積層してもよい。
この場合は、2種類の樹脂流通空間(12)(13)の組が2つ
得られる。成形体である繊維強化樹脂複合体に高い強度
を付与するためには、マット状強化繊維(4) と波板状体
(5) とを前者が最外層になるように配置積層するのがよ
い。
【0015】図5および図6は、補強部(15)と非補強部
(16)とを有する箱形成形体(B)を示す。この箱形成形
体(B)を製造するにあたっては、反応射出成形用金型
内において成形体全体のうち補強部(15)形成部分に、2
枚のマット状強化繊維(17)と波板状体(18)とを前者で後
者を挟むように積層して収めた後、金型を閉じて反応性
原料樹脂を金型内に射出することにより、原料樹脂をマ
ット状強化繊維(17)と波板状体(18)により形成された並
列状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(17)に含浸せ
しめ、他方、非補強部(16)形成部分には、反応性原料樹
脂のみを充填する。その結果、補強部(15)は繊維強化樹
脂複合体で形成され、非補強部(16)は原料樹脂のみで形
成される。なお、このさい、原料樹脂が並列状樹脂流通
空間に導かれるようにする。
【0016】図7は、多孔紙材製波板状体(19)を示す。
上記した孔のない波板状体(5) では、マット状繊維強化
樹脂(4) に対して波板状体(5) が接触している部分に原
料樹脂含浸むらを生じるおそれがあるが、多孔紙材製波
板状体(19)では、多数の孔(20)が波山頂部および波谷底
部にあけられているので、各孔(20)を通して樹脂流通空
間(12)(13)を流れる原料樹脂(11)が反対側のマット状繊
維強化樹脂(4) にも含浸せしめられる。多孔紙材製波板
状体(19)の使用の態様は、上記波板状体(5) の場合と同
様である。また、孔(20)は波山頂部および波谷底部以外
の部分にもあけられていてもよい。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例および比較例について
説明する。 [実施例1]下記の材料および成形方法により、図2に
示す厚さ3mm、300×300mmの平板状の繊維強
化樹脂複合体を、そのマット状強化繊維(4) の体積含有
率がVf=30%になるように製造した。 マット状強化繊維:コンティニアスマット 目付け450g/m2 (旭ファイ バー社製) 波板状体 :図3に示すように、波形となされたポリプロピレン押出成 形品(5) であって、厚み3mm、波高さ2mm 反応性原料 :ポリウレタン樹脂(住友バイエルン社製、商品名:バイジ ュール60) A液:ポリオール、B液:イソシアネート 反応時間:17秒 製造方法として、図1に示すように、2枚のコンティニ
アスマット(4) 間に波板状体(5) を挾んで、金型(3) 内
にセットした上、ポリオールが入ったタンク(6) とイソ
シアネートが入ったタンク(9) からそれぞれ所定量だけ
これら反応性液体をミキシングヘッド(8) へ送って混合
した後、このポリウレタン樹脂原料を金型(3) 内へ20
0cc/秒の射出速度で0.8秒間射出した。
【0018】[実施例2〜4および比較例1〜3]発明
の実施の形態において詳述した方法に従って実施例1と
略同様にして、表1に示したマット状強化繊維と必要に
より波板状体とを用いて、厚さ3mm、サイズ300×
300mmの平板状繊維強化樹脂複合体を得た。なお、
反応性原料樹脂の種類、射出速度、時間は表1に記載は
ないが、実施例1と同様である。
【0019】
【表1】 比較例1、2および3では、反応性原料樹脂がマット状
強化繊維に充分含浸していないため、含浸した部分で強
度評価を行なった。上記各例につき、目視含浸性とJI
SK7203に基づいて曲げ試験を行ない強度評価を行
なった結果を表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】
【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、繊維強化樹脂に充分反応性原料樹脂を含浸す
ることができるので、原料樹脂の含浸むらがなく、高強
度の成形体を能率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金型の一部を切り欠いて本発明による繊維強化
樹脂複合体の製造方法を示す金型の一部を切り欠いた斜
視図である。
【図2】本発明の方法で得られた平板状繊維強化樹脂複
合体の部分斜視図である。
【図3】本発明方法に用いられるマット状強化繊維と波
板状体との積層例の1つを示す斜視図である。
【図4】本発明方法に用いられるマット状強化繊維と波
板状体との積層例の他の1つを示す斜視図である。
【図5】本発明方法により得られた、繊維強化樹脂複合
体で形成された補強部と樹脂のみで形成された非補強部
を有する箱状成形体の斜視図である。
【図6】図5のVI−VI線に沿う拡大断面図である。
【図7】多孔性紙材製波板状体の部分拡大斜視図であ
る。
【符号の説明】
(4)(17) :マット状強化繊維 (5)(18) :波板状体 (11):反応性原料樹脂 (12)(13):並列状樹脂流通空間 (19):多孔紙材製波板状体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応射出成形用金型内において成形体全
    体のうち少なくとも補強の必要な部分に、1または複数
    のマット状強化繊維と、波板状体とを相互に隣り合うよ
    うに積層して収めた後、金型を閉じて反応性原料樹脂を
    金型内に射出することにより、原料樹脂をマット状強化
    繊維と波板状体により形成された並列状樹脂流通空間に
    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。
  2. 【請求項2】 波板状体が多孔紙材製でかつ多数の孔が
    全体のうち少なくとも波山頂部および波谷底部にあけら
    れていることを特徴とする請求項1記載の繊維強化樹脂
    複合体の製造方法。
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