JPH0757533B2 - 繊維強化樹脂製品の製造方法および製造用金型 - Google Patents
繊維強化樹脂製品の製造方法および製造用金型Info
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- JPH0757533B2 JPH0757533B2 JP3272892A JP27289291A JPH0757533B2 JP H0757533 B2 JPH0757533 B2 JP H0757533B2 JP 3272892 A JP3272892 A JP 3272892A JP 27289291 A JP27289291 A JP 27289291A JP H0757533 B2 JPH0757533 B2 JP H0757533B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化樹脂製品の製造
方法および該方法に用いる成形用の金型に関し、特に、
繊維強化材をキャビティ内に配置した後に未反応原料液
をキャビティ内に射出して、繊維強化材に含浸させつつ
反応を生じさせる反応射出成形法により、ヘルメット等
の半球殻形状の成形品を製造するために好適に用いられ
るものである。
方法および該方法に用いる成形用の金型に関し、特に、
繊維強化材をキャビティ内に配置した後に未反応原料液
をキャビティ内に射出して、繊維強化材に含浸させつつ
反応を生じさせる反応射出成形法により、ヘルメット等
の半球殻形状の成形品を製造するために好適に用いられ
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の繊維強化樹脂製品を反応
射出成形法により製造する方法において、図３に示すよ
うに、製品面を形成する金型１の型面２の少なくとも一
部に可撓性シート３を用い、金型型面により囲まれるキ
ャビティ４内に繊維強化材５を配置した後、上記シート
３をかぶせて金型１に固定し、シート３と金型型面２に
より囲繞されるキャビティを形成し、上記シート３に対
して外部より圧力空気を注入口６より加えて、シート３
を介してキャビティ４の内部に配置している繊維強化材
５を加圧し、未反応原料液をキャビティ内に射出口７よ
り射出して繊維強化材中に原料液を含浸させつつ反応を
生じさせる方法が本出願人より提案されている。(特願
平２−７５２２６号)
射出成形法により製造する方法において、図３に示すよ
うに、製品面を形成する金型１の型面２の少なくとも一
部に可撓性シート３を用い、金型型面により囲まれるキ
ャビティ４内に繊維強化材５を配置した後、上記シート
３をかぶせて金型１に固定し、シート３と金型型面２に
より囲繞されるキャビティを形成し、上記シート３に対
して外部より圧力空気を注入口６より加えて、シート３
を介してキャビティ４の内部に配置している繊維強化材
５を加圧し、未反応原料液をキャビティ内に射出口７よ
り射出して繊維強化材中に原料液を含浸させつつ反応を
生じさせる方法が本出願人より提案されている。(特願
平２−７５２２６号)
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したキャビティの
一部を可撓性シートを用いて形成し、該シートを外部よ
り加圧する製造方法では、その余剰となる樹脂の排出が
不十分で成形品の肉厚、重量のばらつきが非常に大きい
ものであった。
一部を可撓性シートを用いて形成し、該シートを外部よ
り加圧する製造方法では、その余剰となる樹脂の排出が
不十分で成形品の肉厚、重量のばらつきが非常に大きい
ものであった。
【０００４】上記不具合の解決方法として、 未反応原料液の射出の際にキャビティ内を減圧する； 射出時間を長くとる； シートの加圧時間を長くとる 等の改良方法が考えられ、本出願人はこれら方法を用い
て実験を重ねた。
て実験を重ねた。
【０００５】特に、マトリクス樹脂として反応射出成形
するＲＩＭナイロンやシクロペンタジエンを使用した場
合、その未反応原料液の反応時間が速く、キャビティ内
の繊維強化材の量に対して樹脂量が多いままに、即ち、
余剰樹脂が十分に排出されないままに、成形が完了し
た。その場合、図４に示すように、型面側に部分的に樹
脂のみの部分Ｚが生じた状態で成形が完了し、重量や肉
厚の不安定となる欠点があった。特に、重合時間が短い
樹脂を用いた場合に顕著となっていた。
するＲＩＭナイロンやシクロペンタジエンを使用した場
合、その未反応原料液の反応時間が速く、キャビティ内
の繊維強化材の量に対して樹脂量が多いままに、即ち、
余剰樹脂が十分に排出されないままに、成形が完了し
た。その場合、図４に示すように、型面側に部分的に樹
脂のみの部分Ｚが生じた状態で成形が完了し、重量や肉
厚の不安定となる欠点があった。特に、重合時間が短い
樹脂を用いた場合に顕著となっていた。
【０００６】本発明は、上記した問題点を解消し、繊維
強化材中に樹脂が均一に浸透し、樹脂が不十分な部分お
よび樹脂のみの部分が生じることのない製造方法および
該方法に用いる金型を提供することを目的とするもので
ある。
強化材中に樹脂が均一に浸透し、樹脂が不十分な部分お
よび樹脂のみの部分が生じることのない製造方法および
該方法に用いる金型を提供することを目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、金型内に予め繊維強化材を配置した後、
金型内に未反応原料液を射出し、金型内で繊維強化材に
含浸させつつ反応を生じさせて成形する繊維強化樹脂製
品の製造方法において、上記金型の型面内に繊維強化材
を配置した後、金型のキャビティの一部を構成する可撓
性シートを外部より加圧して、シートを介してキャビテ
ィ内部に配置している繊維強化材を加圧しつつ、該加圧
下で未反応原料液をキャビティ内に射出すると共に、射
出された余剰の原料液をキャビティを形成する金型の型
面に設けた割り面を通して樹脂溜めに排出して、所要の
肉厚と重量を得るようにしたことを特徴とする繊維強化
樹脂製品の製造方法を提供するものである。
め、本発明は、金型内に予め繊維強化材を配置した後、
金型内に未反応原料液を射出し、金型内で繊維強化材に
含浸させつつ反応を生じさせて成形する繊維強化樹脂製
品の製造方法において、上記金型の型面内に繊維強化材
を配置した後、金型のキャビティの一部を構成する可撓
性シートを外部より加圧して、シートを介してキャビテ
ィ内部に配置している繊維強化材を加圧しつつ、該加圧
下で未反応原料液をキャビティ内に射出すると共に、射
出された余剰の原料液をキャビティを形成する金型の型
面に設けた割り面を通して樹脂溜めに排出して、所要の
肉厚と重量を得るようにしたことを特徴とする繊維強化
樹脂製品の製造方法を提供するものである。
【０００８】上記シートとしては可撓性を有するもので
あれば良く、ナイロン、セロファン、ゴム、ポリエステ
ル、ポリエーテルケトン等が用いられる、尚、離型性、
重合性、耐熱性、強度等を考慮するとシリコンゴムが最
も好ましい。また、上記可撓性シートを介してキャビテ
ィ内部に付加する圧力媒体としては、圧縮空気等の気体
あるいは液体等の等方的な圧力媒体を用いている。
あれば良く、ナイロン、セロファン、ゴム、ポリエステ
ル、ポリエーテルケトン等が用いられる、尚、離型性、
重合性、耐熱性、強度等を考慮するとシリコンゴムが最
も好ましい。また、上記可撓性シートを介してキャビテ
ィ内部に付加する圧力媒体としては、圧縮空気等の気体
あるいは液体等の等方的な圧力媒体を用いている。
【０００９】また、上記シートを介して付加する圧力
は、原料液の射出前および射出時に付加する一次圧力
と、原料液の射出後で原料液の固化完了前まで付加する
二次圧力との２段階に分け、二次圧力を一次圧力および
原料液射出圧力より大きく設定することが好ましい。
は、原料液の射出前および射出時に付加する一次圧力
と、原料液の射出後で原料液の固化完了前まで付加する
二次圧力との２段階に分け、二次圧力を一次圧力および
原料液射出圧力より大きく設定することが好ましい。
【００１０】特に、上記一次圧力をＰ１、二次圧力をＰ
２、未反応原料液の射出圧力をＱとすると、下記の３式
を全て充足するように設定することが最も好ましい。 Ｐ１≦Ｑ、 １.２×Ｐ１＜Ｐ２、 Ｑ＜Ｐ２
２、未反応原料液の射出圧力をＱとすると、下記の３式
を全て充足するように設定することが最も好ましい。 Ｐ１≦Ｑ、 １.２×Ｐ１＜Ｐ２、 Ｑ＜Ｐ２
【００１１】また、樹脂浸透性を考慮して、繊維強化材
を配置したキャビティ内を減圧することも有効である。
を配置したキャビティ内を減圧することも有効である。
【００１２】本発明においては、特に、樹脂浸透性が良
くない部分に樹脂を十分に浸透させるため、繊維強化材
層のうち、キャビティを形成するシート面及び／又は金
型型面に沿って、繊維の占める体積割合の小さい繊維層
を配置することを特徴としている。上記繊維の占める体
積割合の小さい繊維としては、ガラス、カーボン、スチ
ール、有機繊維の不織布やマット等が好適に用いられ
る。上記シート面および型面に沿って配置する繊維層以
外の主繊維層には、連続繊維あるいは長繊維形態のカー
ボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊
維、スチール繊維、アモルファス金属繊維、有機繊維及
び／またはそれらの混合物が好適に用いられる。
くない部分に樹脂を十分に浸透させるため、繊維強化材
層のうち、キャビティを形成するシート面及び／又は金
型型面に沿って、繊維の占める体積割合の小さい繊維層
を配置することを特徴としている。上記繊維の占める体
積割合の小さい繊維としては、ガラス、カーボン、スチ
ール、有機繊維の不織布やマット等が好適に用いられ
る。上記シート面および型面に沿って配置する繊維層以
外の主繊維層には、連続繊維あるいは長繊維形態のカー
ボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊
維、スチール繊維、アモルファス金属繊維、有機繊維及
び／またはそれらの混合物が好適に用いられる。
【００１３】更に、本発明においては、上記したよう
に、上記シート側でない金型の型面に割り面を設け、該
割り面にキャビティ内部と連通する部分に樹脂溜めを配
置し、上記割り面より余剰樹脂を押し出して樹脂溜めに
排出するようにしている。
に、上記シート側でない金型の型面に割り面を設け、該
割り面にキャビティ内部と連通する部分に樹脂溜めを配
置し、上記割り面より余剰樹脂を押し出して樹脂溜めに
排出するようにしている。
【００１４】上記繊維強化材に対する余剰樹脂を金型型
面に設けた割り面より排出するようにしているのは、下
記の理由による。即ち、キャビティに開口する点状の排
出口を設けた場合には該排出口の周辺が先に二次圧力に
より加圧されてＰ２に達してしまうと、排出口以外の部
分では余剰樹脂をキャビティ内に残留させることにな
る。そこで、上記点状の排出口を増加することが考えら
れるが、その場合には成形品を金型より離型することが
困難となる。これに対して、上記のように、金型の型面
に割り面を設けて、該割り面より樹脂溜めに樹脂を排出
する場合、樹脂溜め内が二次圧力のＰ２以上にならない
限り樹脂の排出を継続させることが出来る。
面に設けた割り面より排出するようにしているのは、下
記の理由による。即ち、キャビティに開口する点状の排
出口を設けた場合には該排出口の周辺が先に二次圧力に
より加圧されてＰ２に達してしまうと、排出口以外の部
分では余剰樹脂をキャビティ内に残留させることにな
る。そこで、上記点状の排出口を増加することが考えら
れるが、その場合には成形品を金型より離型することが
困難となる。これに対して、上記のように、金型の型面
に割り面を設けて、該割り面より樹脂溜めに樹脂を排出
する場合、樹脂溜め内が二次圧力のＰ２以上にならない
限り樹脂の排出を継続させることが出来る。
【００１５】尚、上記割り面はアンダーカットにならな
いように形成する必要がある。また、キャビティに開口
する割り面の先端部分と該割り面の内部位置に設けると
樹脂溜めは、バリ厚よりも厚いフィルム状あるいは溝状
により連通しても良く、また、このバリ厚そのままの厚
みであっても良い。
いように形成する必要がある。また、キャビティに開口
する割り面の先端部分と該割り面の内部位置に設けると
樹脂溜めは、バリ厚よりも厚いフィルム状あるいは溝状
により連通しても良く、また、このバリ厚そのままの厚
みであっても良い。
【００１６】上記樹脂溜めの容積Ｖと、成形品の樹脂の
占める設計体積Ｖ１及びキャビティ内部に射出する未反
応原料液の体積Ｖ２の関係において、樹脂浸透を向上さ
せるには、十分な樹脂量を射出することが好ましく、よ
って、Ｖ２＞Ｖ１とし、かつ、樹脂溜めとしての効果を
持たせるために、Ｖ＞Ｖ２−Ｖ１であることが好まし
い。
占める設計体積Ｖ１及びキャビティ内部に射出する未反
応原料液の体積Ｖ２の関係において、樹脂浸透を向上さ
せるには、十分な樹脂量を射出することが好ましく、よ
って、Ｖ２＞Ｖ１とし、かつ、樹脂溜めとしての効果を
持たせるために、Ｖ＞Ｖ２−Ｖ１であることが好まし
い。
【００１７】上記成形に用いられる樹脂としては、反応
射出成形(ＲＩＭ)あるいはレジントランスファーモール
ディング(ＲＴＭ)が可能なナイロン、シクロペンタジエ
ン、エポキシ、ウレタン、ポリエステル、ポリエステル
アミド等が用いられる。耐衝撃性を考慮すると、ナイロ
ン、シクロペンタジエンが好ましい。例えば、 ＲＩＭナ
イロンである場合、金型内に重合触媒と重合開始剤とを
含む溶融したラクタム類を注入し、これを加熱によりポ
リアミド重合とするモノマーキャスティング法により成
形される。
射出成形(ＲＩＭ)あるいはレジントランスファーモール
ディング(ＲＴＭ)が可能なナイロン、シクロペンタジエ
ン、エポキシ、ウレタン、ポリエステル、ポリエステル
アミド等が用いられる。耐衝撃性を考慮すると、ナイロ
ン、シクロペンタジエンが好ましい。例えば、 ＲＩＭナ
イロンである場合、金型内に重合触媒と重合開始剤とを
含む溶融したラクタム類を注入し、これを加熱によりポ
リアミド重合とするモノマーキャスティング法により成
形される。
【００１８】上記モノマーであるω−ラクタム類として
は、α−ピロリドン、α−ピペリドン、ω−エナントラ
クタム、ε−カプロラクタム、ω−カプリロラクタム、
ω−ペラルゴノラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウ
ンデカノラクタム、ω−ラウロラクタム、あるいはこれ
らのｃ−アルキル置換−ω−ラクタム、並びにこれらの
二種以上のω−ラクタムの混合物があげられる。また、
ω−ラクタムは必要に応じて改良成分(ソフト成分)を含
むことができる。該ソフト成分は分子中に使用する開始
剤と反応する官能基を有し、しかも、Ｔgの低い化合物
で、通常の官能基を有するポリエーテルや液状ポリブタ
ジエンなどが使用される。
は、α−ピロリドン、α−ピペリドン、ω−エナントラ
クタム、ε−カプロラクタム、ω−カプリロラクタム、
ω−ペラルゴノラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウ
ンデカノラクタム、ω−ラウロラクタム、あるいはこれ
らのｃ−アルキル置換−ω−ラクタム、並びにこれらの
二種以上のω−ラクタムの混合物があげられる。また、
ω−ラクタムは必要に応じて改良成分(ソフト成分)を含
むことができる。該ソフト成分は分子中に使用する開始
剤と反応する官能基を有し、しかも、Ｔgの低い化合物
で、通常の官能基を有するポリエーテルや液状ポリブタ
ジエンなどが使用される。
【００１９】上記ω-ラクタム類として使用される市販
の原料としては、宇部興産(株)会社のＵＢＥナイロン(Ｕ
Ｘ-２１)等がある。これはアルカリ触媒とカプロラクタ
ムからなるＡ成分と、ソフト成分を含むプレポリマーと
カプロラクタムからなるＢ成分とから構成されている。
の原料としては、宇部興産(株)会社のＵＢＥナイロン(Ｕ
Ｘ-２１)等がある。これはアルカリ触媒とカプロラクタ
ムからなるＡ成分と、ソフト成分を含むプレポリマーと
カプロラクタムからなるＢ成分とから構成されている。
【００２０】上記重合触媒としては、水素化ナトリウム
が好ましいが、その他のナトリウム、カリウム、水素化
リチウム等の公知のω−ラクタムの重合触媒を使用する
ことが出来る。その添加量はω−ラクタムに対して０.
１〜０.５モル％の範囲が好ましい。
が好ましいが、その他のナトリウム、カリウム、水素化
リチウム等の公知のω−ラクタムの重合触媒を使用する
ことが出来る。その添加量はω−ラクタムに対して０.
１〜０.５モル％の範囲が好ましい。
【００２１】また、重合開始剤(活性剤)としては、 Ｎ−
アセチル−ε−カプロラクタムが用いられるが、その他
のトリアリルイソシアヌレート、Ｎ−置換エチレンイミ
ン誘導体、１.１’−カルボニルビスアジリジン、オキ
サゾリン誘導体、２−（Ｎ−フェニルベンズイミドイ
ル）アセトアニリド、２−（Ｎ−フェニルベンズイミド
イル）アセトアニリド、２−Ｎ−モリホリノ−シクロヘ
キセン−１．３−ジカルボキサニリド等や公知のイソシ
アネート、カルボジイミド等の化合物を用いることが出
来る。上記重合開始剤の添加量はω−ラクタムの量に対
して０.０５〜１.０モル％の範囲内にあることが好まし
い。
アセチル−ε−カプロラクタムが用いられるが、その他
のトリアリルイソシアヌレート、Ｎ−置換エチレンイミ
ン誘導体、１.１’−カルボニルビスアジリジン、オキ
サゾリン誘導体、２−（Ｎ−フェニルベンズイミドイ
ル）アセトアニリド、２−（Ｎ−フェニルベンズイミド
イル）アセトアニリド、２−Ｎ−モリホリノ−シクロヘ
キセン−１．３−ジカルボキサニリド等や公知のイソシ
アネート、カルボジイミド等の化合物を用いることが出
来る。上記重合開始剤の添加量はω−ラクタムの量に対
して０.０５〜１.０モル％の範囲内にあることが好まし
い。
【００２２】マトリクス樹脂としてシクロペンタジエン
樹脂を用いる場合、該シクロペンタジエン樹脂となる重
合性モノマーとしては、ジシクロペンタジエンのほか、
ジヒドロジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエ
ン、テトラシクロペンタジエン、シクロペンタジエン−
メチルシクロペンタジエン共二重体等が用いられる。
樹脂を用いる場合、該シクロペンタジエン樹脂となる重
合性モノマーとしては、ジシクロペンタジエンのほか、
ジヒドロジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエ
ン、テトラシクロペンタジエン、シクロペンタジエン−
メチルシクロペンタジエン共二重体等が用いられる。
【００２３】上記シクロペンタジエン樹脂の重合触媒と
しては、タングステン、モリブデン、タンタル等のハロ
ゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、有機アンモニ
ウム塩等が好適に用いられる。重合開始剤としては、周
期率表第I族〜第III族の金属のアルキル化物を中心とす
る有機金属化合物、アルコール、フェノール等の酸素含
有化合物等が好適に用いられる。
しては、タングステン、モリブデン、タンタル等のハロ
ゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、有機アンモニ
ウム塩等が好適に用いられる。重合開始剤としては、周
期率表第I族〜第III族の金属のアルキル化物を中心とす
る有機金属化合物、アルコール、フェノール等の酸素含
有化合物等が好適に用いられる。
【００２４】さらに、上記重合触媒および活性剤(重合
開始剤)を含む溶液は、重合反応が非常に速く開始され
るので、成形用金型に充分に流れ込まない間に硬化が起
こることがあるため、活性調節剤としてアルキレングリ
コールまたはポリアルキレングリコールから選ばれるグ
リコール化合物のモノエーテルおよび／またはモノエス
テルが好適に用いられる。また、金型への射出に際して
は、金型温度を通常４０〜１３０℃の範囲とし、通常１
〜５分間重合反応を行うことが好ましい。
開始剤)を含む溶液は、重合反応が非常に速く開始され
るので、成形用金型に充分に流れ込まない間に硬化が起
こることがあるため、活性調節剤としてアルキレングリ
コールまたはポリアルキレングリコールから選ばれるグ
リコール化合物のモノエーテルおよび／またはモノエス
テルが好適に用いられる。また、金型への射出に際して
は、金型温度を通常４０〜１３０℃の範囲とし、通常１
〜５分間重合反応を行うことが好ましい。
【００２５】尚、本製造方法に用いる樹脂は、上記ポリ
アミド樹脂(ナイロン)やシクロペンタジエン樹脂に限定
されず、 いわゆる反応射出成形(ＲＩＭ)あるいはレジン
トランスファーモールディング(ＲＴＭ)に用いられる樹
脂、例えば、 エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ウレタン樹脂、架橋ポリエステルアミドなど好
適に用いられる。
アミド樹脂(ナイロン)やシクロペンタジエン樹脂に限定
されず、 いわゆる反応射出成形(ＲＩＭ)あるいはレジン
トランスファーモールディング(ＲＴＭ)に用いられる樹
脂、例えば、 エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ウレタン樹脂、架橋ポリエステルアミドなど好
適に用いられる。
【００２６】本発明は上記した製造方法に用いるための
金型も提供するものであり、該金型は、キャビティを金
型の型面と該型面内に繊維強化材を配置した後に金型に
固定する可撓性シートにより囲繞して形成し、かつ、該
可撓性シートを外部より加圧する手段を設け、かつ、上
記金型にキャビティの内部と連通する割り面を設けると
共に、該割り面の一部に余剰樹脂溜を設け、さらに、キ
ャビティへの射出口を上記可撓性シートと繊維強化材の
間に未反応原料液が射出される位置に設けていることを
特徴としている。
金型も提供するものであり、該金型は、キャビティを金
型の型面と該型面内に繊維強化材を配置した後に金型に
固定する可撓性シートにより囲繞して形成し、かつ、該
可撓性シートを外部より加圧する手段を設け、かつ、上
記金型にキャビティの内部と連通する割り面を設けると
共に、該割り面の一部に余剰樹脂溜を設け、さらに、キ
ャビティへの射出口を上記可撓性シートと繊維強化材の
間に未反応原料液が射出される位置に設けていることを
特徴としている。
【００２７】本発明に係わる製造方法は、特に、ヘルメ
ット等の半球殻形状の成形品の製造に好適に用いられる
ものであり、その場合には、金型の型面はを半球形状に
凹設していると共に、上記可撓性シートを上記金型型面
の内周面に沿って押圧されるようにし、成形品が半球殻
形状となるようにキャビティを形成している。
ット等の半球殻形状の成形品の製造に好適に用いられる
ものであり、その場合には、金型の型面はを半球形状に
凹設していると共に、上記可撓性シートを上記金型型面
の内周面に沿って押圧されるようにし、成形品が半球殻
形状となるようにキャビティを形成している。
【００２８】上記したように、本発明に係わる金型で
は、型面の一部をシートにより形成するため、金型型面
は成形する製品の片面のみを規定する型面のみを備えれ
ば足りる。そのため、製品の外側の割り面をアンダーカ
ットにならないよう注意するのみであり、製品面の内面
は可撓性シートで形成されるためアンダーカットを心配
する必要はない。
は、型面の一部をシートにより形成するため、金型型面
は成形する製品の片面のみを規定する型面のみを備えれ
ば足りる。そのため、製品の外側の割り面をアンダーカ
ットにならないよう注意するのみであり、製品面の内面
は可撓性シートで形成されるためアンダーカットを心配
する必要はない。
【００２９】
【作用】上記した本発明に係わる製造方法によれば、余
剰樹脂を金型型面に設けた割り面より排出するため、部
分的に樹脂のみの層が取り残された状態で成形が完了す
ることが防止でき、重量や肉厚を安定させることが出来
る。さらに、樹脂の浸透しにくい部分に原料液を射出す
ると共に、繊維の占める体積割合の小さい繊維強化材を
配置しているため、樹脂の浸透が不十分な部分が生ずる
ことを防止できる。
剰樹脂を金型型面に設けた割り面より排出するため、部
分的に樹脂のみの層が取り残された状態で成形が完了す
ることが防止でき、重量や肉厚を安定させることが出来
る。さらに、樹脂の浸透しにくい部分に原料液を射出す
ると共に、繊維の占める体積割合の小さい繊維強化材を
配置しているため、樹脂の浸透が不十分な部分が生ずる
ことを防止できる。
【００３０】
【実施例】図１は本発明に係わる金型の実施例を示し、
該金型１０は、下型１１に上面開口で半球形状に凹設さ
れた型面１２を形成している。該下型１１の上面には、
型面１２内に繊維強化材１３を配置した後、可撓性シー
ト１４をかぶせ、該シート１４の周縁部を下型１１の上
面に締結具(図示せず)で固定するようにしている。即ち、
シート１４により通常の金型上型を構成するように
し、シート１４と下型型面１２とによりキャビティ１５
を形成している。
該金型１０は、下型１１に上面開口で半球形状に凹設さ
れた型面１２を形成している。該下型１１の上面には、
型面１２内に繊維強化材１３を配置した後、可撓性シー
ト１４をかぶせ、該シート１４の周縁部を下型１１の上
面に締結具(図示せず)で固定するようにしている。即ち、
シート１４により通常の金型上型を構成するように
し、シート１４と下型型面１２とによりキャビティ１５
を形成している。
【００３１】上記金型下型１１には、型面１２の最下端
位置に、型面１２に開口する未反応原料液の射出口２０
を設けている。また、上端と下端との中間位置に割り面
１７を形成している。即ち、下型１１を下部の第１型１
１ａと上部の第２型１１ｂとの分割し、この第１型１１
ａと第２型１１ｂとの接合部分に樹脂溜め１８を形成
し、該樹脂溜め１８に排出通路口１９と連通している。
第１型１１aの上端面にはキャビティ１５に連通する樹
脂溜め１６を設けている。該樹脂溜め１６は金型外部と
連通せず、樹脂溜めとなるものであるが、余剰樹脂がな
い場合には成形品の端部に局在するボイド、ベアを内包
するためのものである。この樹脂溜め１６をシート１４
が加圧しないようにスペーサ２５を設けている。尚、樹
脂溜め１６と排出通路１９はスペーサ２５と第１型１１
aの間に設置しても良い。
位置に、型面１２に開口する未反応原料液の射出口２０
を設けている。また、上端と下端との中間位置に割り面
１７を形成している。即ち、下型１１を下部の第１型１
１ａと上部の第２型１１ｂとの分割し、この第１型１１
ａと第２型１１ｂとの接合部分に樹脂溜め１８を形成
し、該樹脂溜め１８に排出通路口１９と連通している。
第１型１１aの上端面にはキャビティ１５に連通する樹
脂溜め１６を設けている。該樹脂溜め１６は金型外部と
連通せず、樹脂溜めとなるものであるが、余剰樹脂がな
い場合には成形品の端部に局在するボイド、ベアを内包
するためのものである。この樹脂溜め１６をシート１４
が加圧しないようにスペーサ２５を設けている。尚、樹
脂溜め１６と排出通路１９はスペーサ２５と第１型１１
aの間に設置しても良い。
【００３２】上記樹脂溜め１８とキャビティ１５に面す
る割り面１７の内端位置との間には、バリの厚さよりも
厚い溝１７ａを形成している。この溝１７aは通常のバ
リ厚のみの厚さを持つバリ面でも良い。樹脂溜め１８に
上記したように排出通路口１９を連通している。また、
型面１２の最下端位置に連通して上記射出口２０からも
排出しては排出通路としている。
る割り面１７の内端位置との間には、バリの厚さよりも
厚い溝１７ａを形成している。この溝１７aは通常のバ
リ厚のみの厚さを持つバリ面でも良い。樹脂溜め１８に
上記したように排出通路口１９を連通している。また、
型面１２の最下端位置に連通して上記射出口２０からも
排出しては排出通路としている。
【００３３】また、上記シート１３の上部には、圧力保
持板２１をシート１４と共に金型１１に固定して配置し
ており、該圧力保持板２１に形成した圧縮空気注入口２
２に圧縮空気供給パイプ２３を接続して、シート１４を
圧縮空気で加圧出来るようにしている。
持板２１をシート１４と共に金型１１に固定して配置し
ており、該圧力保持板２１に形成した圧縮空気注入口２
２に圧縮空気供給パイプ２３を接続して、シート１４を
圧縮空気で加圧出来るようにしている。
【００３４】上記した金型を用いて、半球殻形状の成形
品(ヘルメット)を以下の如く成形した。 カーボンクロス(東邦レーヨン製Ｗ３１０１)を頭頂部は
１０層、それ以外は６層積層し、かつ、金型側面にガラ
ス繊維不織布(日本バイリーン製キュムラスＥＰＭ４０
２５)を積層して、 図２に示すように、予め半球殻形状
に成型した繊維強化材１３を金型型面１２の円弧面に沿
って配置する。
品(ヘルメット)を以下の如く成形した。 カーボンクロス(東邦レーヨン製Ｗ３１０１)を頭頂部は
１０層、それ以外は６層積層し、かつ、金型側面にガラ
ス繊維不織布(日本バイリーン製キュムラスＥＰＭ４０
２５)を積層して、 図２に示すように、予め半球殻形状
に成型した繊維強化材１３を金型型面１２の円弧面に沿
って配置する。
【００３５】ついで、厚さ１.３mmのシリコンゴム(信越
化学製ＫＥ５５５Ｕ)からなる可繞性シート１４を圧力
保持板２１と共に金型下型１１の上面に固定する。
化学製ＫＥ５５５Ｕ)からなる可繞性シート１４を圧力
保持板２１と共に金型下型１１の上面に固定する。
【００３６】上記シート１４に対して圧縮空気注入口２
２より注入する圧縮空気を作用し、シート１４を２kg/c
m2で加圧し、 シート１４の型面開口部に位置する部分を
押圧して、型面１２に沿って配置した繊維強化材１３に
押し付ける。即ち、図２に示すように、金型型面１２と
シート１４とにより繊維強化材１３を充填した半球殻形
状のキャビテイ１５を形成する。
２より注入する圧縮空気を作用し、シート１４を２kg/c
m2で加圧し、 シート１４の型面開口部に位置する部分を
押圧して、型面１２に沿って配置した繊維強化材１３に
押し付ける。即ち、図２に示すように、金型型面１２と
シート１４とにより繊維強化材１３を充填した半球殻形
状のキャビテイ１５を形成する。
【００３７】金型を１５０℃に昇温すると共に、射出口
(排出通路)２０を減圧源(図示せず)に連通して上記キャ
ビテイ１５内に５mmＨgに減圧した。
(排出通路)２０を減圧源(図示せず)に連通して上記キャ
ビテイ１５内に５mmＨgに減圧した。
【００３８】ついで、ＲＩＭナイロン(宇部興産製ＵＸ
−２１)のモノマーを９０℃に溶融し、射出口２０より
射出した。その時にシート１４に付加する圧縮空気圧は
０kg/cm2(大気圧)とした。
−２１)のモノマーを９０℃に溶融し、射出口２０より
射出した。その時にシート１４に付加する圧縮空気圧は
０kg/cm2(大気圧)とした。
【００３９】所定量のＲＩＭナイロンを射出した後、射
出圧を解放すると共に、シート１４に二次圧力をかけて
加圧し、 型面１２に設けた割り面１７より余剰樹脂を溝
１７ａを通して樹脂溜め１８に排出した。その際、キャ
ビテイ１５の最下端位置からも射出口(排出通路)２０を
経て余剰樹脂を排出した。
出圧を解放すると共に、シート１４に二次圧力をかけて
加圧し、 型面１２に設けた割り面１７より余剰樹脂を溝
１７ａを通して樹脂溜め１８に排出した。その際、キャ
ビテイ１５の最下端位置からも射出口(排出通路)２０を
経て余剰樹脂を排出した。
【００４０】射出後、２分以内で重合が終了し、シート
１４を取り除いて離型し、ヘルメットからなる成形品を
取り出した。該ヘルメットの重量は２３５ｇであった。
１４を取り除いて離型し、ヘルメットからなる成形品を
取り出した。該ヘルメットの重量は２３５ｇであった。
【００４１】上記ヘルメットからなる成形品を切断して
分析したところ、図４のような金型型面１２側に過剰樹
脂部分の存在は認められず、厚みは均一なものとなり、
改良効果が認められたが、シート１４側の表面にわずか
に樹脂浸透不良の部分が認められた。
分析したところ、図４のような金型型面１２側に過剰樹
脂部分の存在は認められず、厚みは均一なものとなり、
改良効果が認められたが、シート１４側の表面にわずか
に樹脂浸透不良の部分が認められた。
【００４２】尚、比較例として、前記第３図に示す従来
の金型により、上記第１図の実施例の金型を用いて成形
したのと同一条件でヘルメットを成形した。
の金型により、上記第１図の実施例の金型を用いて成形
したのと同一条件でヘルメットを成形した。
【００４３】上記実施例および比較例の金型によりそれ
ぞれ成形したヘルメットの性能をまとめると下記の表１
に示す通りである。
ぞれ成形したヘルメットの性能をまとめると下記の表１
に示す通りである。
【００４４】
【表１】 実施例 比較例 金型型面側に余剰樹脂 無 有 シート側表面への樹脂浸透性 良 不良
【００４５】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、繊維に対する樹脂の量をコントロール出来る
ように、キャビテイを構成する金型型面に割り面を設
け、該割り面に樹脂溜めを設けて、余剰樹脂を樹脂溜め
にスムーズに排出しているため、成形品に余剰樹脂が集
中した部分が生じることがなく、成型品の重量および肉
厚を安定させることが出来る。
によれば、繊維に対する樹脂の量をコントロール出来る
ように、キャビテイを構成する金型型面に割り面を設
け、該割り面に樹脂溜めを設けて、余剰樹脂を樹脂溜め
にスムーズに排出しているため、成形品に余剰樹脂が集
中した部分が生じることがなく、成型品の重量および肉
厚を安定させることが出来る。
【００４６】特に、余剰樹脂の排出は、射出終了後にシ
ートに付加する二次圧力を大きくすることにより、より
効果的になされ、繊維含有率が高く、軽量な成形品を得
ることが出来る。上記成形品がヘルメットの場合、繊維
含有率が高くなると耐衝撃性、強度を向上させることが
出来るうえに、軽量化により頭部への負担を軽減できる
特有の効果を有する。
ートに付加する二次圧力を大きくすることにより、より
効果的になされ、繊維含有率が高く、軽量な成形品を得
ることが出来る。上記成形品がヘルメットの場合、繊維
含有率が高くなると耐衝撃性、強度を向上させることが
出来るうえに、軽量化により頭部への負担を軽減できる
特有の効果を有する。
【００４７】また、本発明では、シートと繊維強化材と
の間に原料液を射出すると共に、シート側および金型型
面に沿った部分に繊維の占める体積割合の小さい繊維層
を配置するため、樹脂浸透が悪かった部分に樹脂を十分
に浸透させることが出来、繊維強化材中に均一に樹脂を
浸透させることが出来る利点を有する。
の間に原料液を射出すると共に、シート側および金型型
面に沿った部分に繊維の占める体積割合の小さい繊維層
を配置するため、樹脂浸透が悪かった部分に樹脂を十分
に浸透させることが出来、繊維強化材中に均一に樹脂を
浸透させることが出来る利点を有する。
【図１】 本発明に係わる金型の実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】 上記金型を用いて成形する本発明に係わる成
形方法を示す断面図である。
形方法を示す断面図である。
【図３】 シートを用いた金型の従来例を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】 従来例による成形品の問題点を示すための成
形品の断面図である。
形品の断面図である。
１０ 金型 １１ 下型 １２ 型面 １３ 繊維強化材 １４ 可撓性シート １５ キャビティ １７ 割り面 １８ 樹脂溜め ２０ 射出口
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｌ 31:48
Claims (5)
- 【請求項１】 金型内に予め繊維強化材を配置した後、
金型内に未反応原料液を射出し、金型内で繊維強化材に
含浸させつつ反応を生じさせて成形する繊維強化樹脂製
品の製造方法において、 上記金型の型面内に繊維強化材を配置した後、金型のキ
ャビティの一部を構成する可撓性シートを外部より加圧
して、シートを介してキャビティ内部に配置している繊
維強化材を加圧しつつ、該加圧下で未反応原料液をキャ
ビティ内に射出すると共に、射出された余剰の原料液を
キャビティを形成する金型の型面に設けた割り面を通し
て樹脂溜めに排出して、所要の肉厚と重量を得るように
したことを特徴とする繊維強化樹脂製品の製造方法。 - 【請求項２】 上記金型内に予め配置する繊維強化材
は、キャビティを形成するシート面及び／又は金型型面
に沿って、繊維の占める体積割合の小さい繊維層を配置
することを特徴とする請求項１記載の繊維強化樹脂製品
の製造方法。 - 【請求項３】 上記金型への未反応原料液の射出完了後
で、かつ未反応原料液が反応固化する前に、シートを介
して繊維強化材を加圧している圧力を増加する二次圧力
作用工程を含むことを特徴とする請求項１あるいは２の
いずれか１項に記載の製造方法。 - 【請求項４】 金型のキャビティ内に予め繊維強化材を
配置した後に、該キャビティ内に未反応原料液を射出
し、繊維強化材に含浸させつつ反応を生じさせて繊維強
化樹脂成形品の製造するための金型において、 上記キャビティを金型の型面と該型面内に繊維強化材を
配置した後に金型に固定する可撓性シートにより囲繞し
て形成し、かつ、該可撓性シートを外部より加圧する手
段を設け、かつ、 上記金型にキャビティの内部と連通する割り面を設ける
と共に、該割り面の一部に余剰樹脂溜を設けたことを特
徴とする繊維強化樹脂成形品の製造用金型。 - 【請求項５】 上記金型型面を半球形状に凹設している
と共に、上記可撓性シートを上記金型型面の内周面に沿
って押圧されるようにし、成形品が半球殻形状となるよ
うにキャビティを形成していることを特徴とする請求項
３記載の金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272892A JPH0757533B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 繊維強化樹脂製品の製造方法および製造用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272892A JPH0757533B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 繊維強化樹脂製品の製造方法および製造用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104642A JPH05104642A (ja) | 1993-04-27 |
| JPH0757533B2 true JPH0757533B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=17520216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3272892A Expired - Fee Related JPH0757533B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 繊維強化樹脂製品の製造方法および製造用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757533B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3649902B2 (ja) | 1998-04-08 | 2005-05-18 | 松下電器産業株式会社 | ドームカバーの製造方法 |
| JP3125069B2 (ja) * | 1998-09-02 | 2001-01-15 | 富山県 | 内圧成形法によるｆｒｐの製造方法 |
| US7128996B2 (en) | 2001-05-11 | 2006-10-31 | Kureha Corporation | Separator for solid polymer fuel cells, and production process thereof |
| US8162658B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-04-24 | Central Glass Company, Limited | Injection molding die |
| JP2009028939A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形方法 |
| JP5136193B2 (ja) | 2008-05-12 | 2013-02-06 | セントラル硝子株式会社 | 枠体付きガラスの射出成形用金型および枠体付きガラスの製造方法 |
| EP2804885B1 (de) * | 2012-01-19 | 2017-12-20 | Basf Se | Zusammensetzungen umfassend lactam |
| FR3030502B1 (fr) * | 2014-12-23 | 2017-01-13 | Snecma | Procede de fabrication d'une piece en materiau composite |
| JP2017007266A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 学校法人日本大学 | 繊維強化ポリアミド複合材料の引抜製造装置及び引抜製造方法 |
| CN106182558A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-07 | 江苏天瑞仪器股份有限公司 | 一种制备制冷型旋流雾化室的方法 |
| CN114619683A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-06-14 | 湖北爱骑士体育用品有限公司 | 一种安全头盔成型工艺及安全头盔 |
| CN118024617B (zh) * | 2024-04-12 | 2024-06-11 | 四川衡耀复合材料科技有限公司 | 一种碳纤维安全帽一体成型装置 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3272892A patent/JPH0757533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05104642A (ja) | 1993-04-27 |
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