JPH1015979A - 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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JPH1015979A
JPH1015979A JP16956996A JP16956996A JPH1015979A JP H1015979 A JPH1015979 A JP H1015979A JP 16956996 A JP16956996 A JP 16956996A JP 16956996 A JP16956996 A JP 16956996A JP H1015979 A JPH1015979 A JP H1015979A
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JP
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mat
resin
reinforcing fibers
fiber
reinforcing
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JP16956996A
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English (en)
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Yoshitaka Nakatani
好孝 中谷
Kazuhiro Noguchi
和裕 野口
Hajime Naito
一 内藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】繊維含有率の高い成形品を容易に得ることがで
きる繊維強化樹脂複合体の製造方法を提供する。 【解決手段】反応射出成形を行う金型内に、一又は複数
のマット状強化繊維1と、前記マット状強化繊維よりも
樹脂流通性が高く且つマット状強化繊維に向けて突起2
1を有する一又は複数のマット状体2或いは網状体と
を、これらマット状強化繊維とマット状体或いは網状体
とが隣り合うように積層した後、金型を閉じて反応性原
料樹脂を射出することにより、該原料樹脂を、マット状
強化繊維から含浸せしめると共に、マット状体もしくは
網状体に形成された樹脂流通空間又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
通空間へ進入せしめると同時に隣り合うマット状強化繊
維に流出せしめる。

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】従来、合成樹脂成形品の製造方法とし
て、反応射出成形法(RIM成形法)がある。この方法
は、それぞれ別の容器に保管された2種類の反応性液体
を、通常、高圧で衝突させて金型の吐出口部分に取付け
てあるミキサーにより混合した後、混合した反応性原料
樹脂を金型内に射出することにより成形を行うものであ
る。
【0003】かかる反応射出成形法は、熱硬化性樹脂の
他の成形方法と異なり、原料樹脂の反応性が高く、成形
サイクルタイムの大幅な短縮化を図ることが可能であ
り、また、金型にかかる圧力が低く、大きな型締力を必
要としないので、設備コストを低く抑えることができる
という利点がある。
【0004】樹脂原料として、ポリウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂およびナイロン樹
脂等が用いられる。特に、ポリウレタン樹脂は、その靱
性、反応性の早さにより、自動車部品を中心として幅広
く用いられている。
【0005】また、上記原料樹脂の反応性液体は、例え
ば、ポリウレタン樹脂の場合ではイソシアネートとポリ
オールであり、エポキシ樹脂の場合ではビスフェノール
A型の樹脂と酸無水物(硬化剤)である。
【0006】反応射出成形法は、通常、樹脂だけを用い
て行われるが、成形品に高い強度が要求される場合に
は、補強のためにガラス繊維等が併用される。この場合
の成形方法としては、ガラス繊維等からなるマット状強
化繊維を予め開いた金型に配置しておき、金型を閉じて
上述の反応性液体が混合されてなる原料樹脂を金型内に
射出充填して加熱硬化させるものである(Structural-R
eaction Injection Molding =S−RIM成形法)。
【0007】そして、上記マット状強化繊維への原料樹
脂の含浸を促進するための手段として、特開平2−21
5510号公報に記載されたものが知られている。この
方法は、原料樹脂が含浸し難い部分または繊維含有率の
高い部分に、予め原料樹脂を塗布しておくことにより、
成形時にマット状強化繊維全体に樹脂が充分に含浸され
るようにしたものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】S−RIM成形法の一
般的な問題として、マット状強化繊維の密度は高く、且
つ低い圧力でマット状強化繊維への原料樹脂の含浸を行
う関係で、成形品における繊維体積含有率(Vf)が高
いと、原料樹脂が上記マット状強化繊維に充分に含浸さ
れないことから、繊維体積含有率をあまり高くできない
ということがある。具体的には、Vfの上限は、15〜
20%程度である。
【0009】また、特開平2−215510号公報に記
載された方法では、予めマット状強化繊維に部分的に原
料樹脂を塗布してから、金型を閉じて、原料樹脂を射出
するまでにある程度の時間がかかるため、反応速度が早
いポリウレタン樹脂の場合、その塗布しておいた原料樹
脂が先に硬化する結果、成形品にむらが生ずるという問
題がある。また、予めマット状強化繊維における樹脂が
含浸し難い部分や繊維含有率の高い部分だけに原料樹脂
を塗布することは、成形工程を煩雑化することとなる。
【0010】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであって、繊維含有率の高い成形品を容
易に得ることができる繊維強化樹脂複合体の製造方法の
提供を目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化樹脂複
合体の製造方法は、反応射出成形を行う金型内に、一又
は複数のマット状強化繊維と、前記マット状強化繊維よ
りも樹脂流通性が高く且つマット状強化繊維に向けて突
起を有する一又は複数のマット状体或いは網状体とを、
これらマット状強化繊維とマット状体或いは網状体とが
隣り合うように積層した後、金型を閉じて反応性原料樹
脂を射出することにより、該原料樹脂を、マット状強化
繊維から含浸せしめると共に、マット状体もしくは網状
体に形成された樹脂流通空間又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
間へ進入せしめると同時に隣り合うマット状強化繊維に
流出せしめる方法である。
【0012】マット状強化繊維としては、ガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維等からなるチョップドストラン
ドマット、コンティニアスマット、クロスなどが挙げら
れる。また、このマット状強化繊維は、その引っ張り弾
性率を3000kg/mm2以上とし、引っ張り強度を
200kg/mm2 以上とするのが好ましい。これら弾
性率および強度が上記数値未満の場合には、繊維強化樹
脂複合体における繊維体積含有率を上げても、補強効果
が現れないからである。
【0013】マット状体及び網状体は前記マット状強化
繊維よりも樹脂流通性が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、該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、特殊の製品では逆の場合もある。こ
れら樹脂流通空間は、反応性原料が抵抗なく通過して行
くための樹脂流通路となるものである。マット状体およ
び網状体は、成形品における強度を高めるものであって
も良いし、そうでなくても良い。網状体としては、例え
ば、金網が挙げられる。マット状体としては、ナイロン
繊維やポリプロピレン繊維等の合成繊維がランダムに或
いは規則的に絡み合った比較的目の粗いマットが挙げら
れる。
【0014】マット状強化繊維の一枚あたりの目付け
は、300g/m2 未満では、マットの目が粗くなって
成形品の強度のばらつきが大きくなり、900g/m2
を超えると当該マット状強化繊維における反応性原料樹
脂の含浸性が悪くなってマット状強化繊維だけの部分が
生ずることから、300〜900g/m2 程度とするの
が好ましい。
【0015】因みに、上記マット状体や網状体がない場
合には、反応性原料がマット状強化繊維に充分に含浸さ
れないため、300g/m2 以上の反応性原料の含浸は
困難となる。
【0016】反応性原料樹脂としては、イソシアネート
とポリオールとを混合するポリウレタン樹脂、ビスフェ
ノールA型樹脂と酸無水物系硬化剤とを混合するエポキ
シ樹脂およびジシクロペンタジエン樹脂等が挙げられ
る。これら反応性原料樹脂のうち、特に硬化反応が速
く、マット状強化繊維へ短時間で含浸させる必要のある
ポリウレタン樹脂やジシクロペンタジエン樹脂を使用す
る場合に、本発明の製造方法が特に有効となる。
【0017】マット状強化繊維とマット状体或いは網状
体を積層したものがキャビティの厚みより厚い場合は、
上記積層物を型内にセットし型締めすると、マット状体
或いは網状体に圧縮弾性があるので、マット状強化繊維
が金型表面に押しつけられ、ある程度、マット状強化繊
維が樹脂に流されてしまうことを防ぐことができるが充
分ではない。
【0018】そこで本発明では、マット状体或いは網状
体からマット状強化繊維に向けて突起が出ており、この
突起がマット状強化繊維に刺さることで、マット状強化
繊維とマット状体或いは網状体とを固定させ樹脂の流れ
に対してマット状強化繊維が流されないようにしてい
る。
【0019】この突起は、少なくともマット状体或いは
網状体の表面から露出しており、突起の方向はマット状
強化繊維の方向を向いている。突起の形状としては、円
柱状、円錐状、多角柱状、多角錐状、へら状等マット状
強化繊維に食い込んでズレを防ぐ形状であれば特に限定
はない。また、突起の長さは特に限定されないが、成形
品の表面性を問題にする場合は、マット状強化繊維の厚
み以下であれば成形品の表面に露出しないので好まし
い。
【0020】突起を有するマット状体の製造方法として
は、例えば、図4に示すように、押出機4の複数のノズ
ル5から溶融した樹脂からなる線状体6を押出降下さ
せ、その下方で振動板7を押出方向に直交する方向に振
動させることにより線状体6を屈曲させて相互の接点を
溶着することによりマット状体8を得て、このマット状
体8を引取りロール10にて引き取りつつ、その表面を
カッター9にて削ることにより、外向きの突起を形成す
る。
【0021】(作用) 本発明の繊維強化樹脂複合体の製
造方法は、反応射出成形を行う金型内に、一又は複数の
マット状強化繊維と、前記マット状強化繊維よりも樹脂
流通性が高く且つマット状強化繊維に向けて突起を有す
る一又は複数のマット状体或いは網状体とを、これらマ
ット状強化繊維とマット状体或いは網状体とが隣り合う
ように積層した後、金型を閉じて反応性原料樹脂を射出
することにより、該原料樹脂を、マット状強化繊維の端
部から含浸せしめると共に、マット状体もしくは網状体
に形成された樹脂流通空間又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
へ進入せしめると同時に隣り合うマット状強化繊維に流
出せしめることにより、突起がマット状強化繊維に突き
刺さるので、射出成形時にマット状強化繊維がずれるこ
とを防止できる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明において、成形にあたって
は、例えば、図1に示すように、マット状強化繊維1,
1間に、マット状強化繊維1,1よりも樹脂流通性が高
く且つマット状強化繊維1,1に向けて突起21,21
を有するマット状体2を一枚だけ積層したものを、図5
にその一部を示すような反応射出成形用の金型内に配設
する。その後、金型を閉じて反応性原料樹脂を射出す
る。
【0023】又、図2に示すように、マット状強化繊維
1,1間に、マット状強化繊維1,1に向けて突起3
1,31を有する網状体3を一枚だけ積層したもの用い
てもよい。又、図3に示すように、マット状強化繊維
1,1,1と突起31,31を有する網状体3,3とを
交互に複数積層したものを用いてもよい。
【0024】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実施例 マット状強化繊維としてガラスコンティニアスマット
(旭ファイバーグラス社製、商品名「M8609」、目
付け量600g/m2 )を用いた。マット状体として
は、図4を参照して説明した方法により製造した、線径
0.6mm、厚み5mm、両面に突起を有するポリプロ
ピレン製コンティニアスマット(以下、PPマットとい
う)を用いた。反応性原料として、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:1
7秒)を用いた。
【0025】図5にその一部を示すような、金型D内
に、マット状強化繊維2枚の間に、突起を有するマット
状体を、その突起をマット状強化繊維に向けて挟むよう
にして積層した後、金型を閉じて反応性原料を射出し
た。そして、反応性原料を、マット状強化繊維の端部か
ら含浸せしめると共に、マット状体により形成された樹
脂流通空間へ進入せしめると同時に隣り合うマット状強
化繊維へ流出させた。所定時間経過後、金型を開いて繊
維強化樹脂複合体を得た。
【0026】これにより、得られた繊維強化樹脂複合体
は、全面において樹脂の含浸が良好で、マット状強化繊
維のズレのないものであった。得られた繊維強化樹脂複
合体について、JIS K 7055に準じて曲げ試験
を行った。その結果、曲げ強度は、10.7kg/mm
2 、曲げ弾性率は356kg/mm2 であった。
【0027】比較例 突起を有するマット状体を用いることなく、マット状強
化繊維2枚だけを積層したものを用いたこと以外は実施
例と同様にして繊維強化樹脂複合体を得た。得られた繊
維強化樹脂複合体は、図6に示すように、流動末端のマ
ット状強化繊維に、樹脂が未充填の部分aと、マット状
強化繊維がずれてしまい樹脂のみの部分bとを有するも
のであった。
【0028】
【発明の効果】本発明の繊維強化樹脂複合体の製造方法
は、上記の如き構成とされているので、射出成形時にマ
ット状強化繊維がずれることを防止し、成形品のむらの
ない、繊維含有率の高い繊維強化樹脂複合体の成形品を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において用いられる、マット状強化繊維
2枚の間に、突起を有するマット状体を、その突起をマ
ット状強化繊維に向けて挟むようにして積層したものを
示す断面図である。
【図2】本発明において用いられる、マット状強化繊維
2枚の間に、突起を有する網状体を、その突起をマット
状強化繊維に向けて挟むようにして積層したものを示す
断面図である。
【図3】本発明において用いられる、マット状強化繊維
と、突起を有する網状体とを、その突起をマット状強化
繊維に向けて挟むようにして交互に積層したものを示す
断面図である。
【図4】本発明において用いられる、突起を有するマッ
ト状体の製造方法の例を示す斜視図である。
【図5】本発明において用いられる、金型の例の一部を
示す斜視図である。
【図6】従来の成形品の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 マット状強化繊維 2 マット状体 3 網状体 21,31 突起

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応射出成形を行う金型内に、一又は複
    数のマット状強化繊維と、前記マット状強化繊維よりも
    樹脂流通性が高く且つマット状強化繊維に向けて突起を
    有する一又は複数のマット状体或いは網状体とを、これ
    らマット状強化繊維とマット状体或いは網状体とが隣り
    合うように積層した後、金型を閉じて反応性原料樹脂を
    射出することにより、該原料樹脂を、マット状強化繊維
    から含浸せしめると共に、マット状体もしくは網状体に
    形成された樹脂流通空間又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へ
    進入せしめると同時に隣り合うマット状強化繊維に流出
    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。
JP16956996A 1996-06-28 1996-06-28 繊維強化樹脂複合体の製造方法 Pending JPH1015979A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115998471A (zh) * 2023-02-08 2023-04-25 山东大学 一种卡合式预成型牙龈袖口封闭帽及其使用方法

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