JPH05104559A - 反応射出成形装置および反応射出成形方法 - Google Patents
反応射出成形装置および反応射出成形方法Info
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- JPH05104559A JPH05104559A JP27290091A JP27290091A JPH05104559A JP H05104559 A JPH05104559 A JP H05104559A JP 27290091 A JP27290091 A JP 27290091A JP 27290091 A JP27290091 A JP 27290091A JP H05104559 A JPH05104559 A JP H05104559A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 繊維強化樹脂製品を反応射出成形する場合に
おいて、金型内への樹脂の射出圧力を制御して、樹脂浸
透性を向上し、かつ繊維の移動を防止する。 【構成】 金型４内に予め繊維強化材を配置した後に未
反応原料液を金型４内へ射出して、上記繊維強化材に樹
脂を含浸させつつ硬化して成形品を成形する反応射出成
形装置において、上記金型と、未反応原料液の衝突混合
装置の間に、未反応原料液を所要の一定圧力で金型４へ
圧送可能とする圧力調整容器３を介設している。該圧力
調整装置３により金型４内に配置している繊維強化材の
繊維密度に応じて射出圧を制御する。
おいて、金型内への樹脂の射出圧力を制御して、樹脂浸
透性を向上し、かつ繊維の移動を防止する。 【構成】 金型４内に予め繊維強化材を配置した後に未
反応原料液を金型４内へ射出して、上記繊維強化材に樹
脂を含浸させつつ硬化して成形品を成形する反応射出成
形装置において、上記金型と、未反応原料液の衝突混合
装置の間に、未反応原料液を所要の一定圧力で金型４へ
圧送可能とする圧力調整容器３を介設している。該圧力
調整装置３により金型４内に配置している繊維強化材の
繊維密度に応じて射出圧を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応射出成形装置およ
び該装置を用いた反応射出成形方法に関し、詳しくは、
金型内に予め繊維強化材を配置した後に金型内へ未反応
原料液を射出して、上記繊維強化材に樹脂を含浸させつ
つ重合反応させて成形品を成形するもので、特に、強
度、耐衝撃性等が要求される一般構造材、建築用材、自
動車用材、防具材等の成形に好適に用いられるものであ
る。
び該装置を用いた反応射出成形方法に関し、詳しくは、
金型内に予め繊維強化材を配置した後に金型内へ未反応
原料液を射出して、上記繊維強化材に樹脂を含浸させつ
つ重合反応させて成形品を成形するもので、特に、強
度、耐衝撃性等が要求される一般構造材、建築用材、自
動車用材、防具材等の成形に好適に用いられるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の反応射出成形では、２個
の容器に未反応原料液を分けて入れ、一方には重合触
媒、他方に重合開始剤と活性調整剤とを添加して、２種
類の安定した反応溶液を調整し、この２種類の反応溶液
をミキシングヘッド(衝突混合装置)で瞬間的に衝突混合
させて撹拌し、混合後、直ちに加熱した金型のキャビテ
ィ内に射出する方法がとられている。上記の未反応原料
液を衝突混合する方法では、衝突圧力により充分な撹拌
が得られ、撹拌手段を設ける必要がない利点がある。
の容器に未反応原料液を分けて入れ、一方には重合触
媒、他方に重合開始剤と活性調整剤とを添加して、２種
類の安定した反応溶液を調整し、この２種類の反応溶液
をミキシングヘッド(衝突混合装置)で瞬間的に衝突混合
させて撹拌し、混合後、直ちに加熱した金型のキャビテ
ィ内に射出する方法がとられている。上記の未反応原料
液を衝突混合する方法では、衝突圧力により充分な撹拌
が得られ、撹拌手段を設ける必要がない利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衝突混
合させるためには、衝突圧力を所要の大きな圧力にする
必要があり、よって、該衝突混合装置より直ちに金型に
射出される未反応原料液の射出圧は大きな圧力となって
いる。このように、金型内への未反応原料液の射出圧が
大きいと、金型内に予め積層配置している繊維強化材の
繊維密度が大きい場合、繊維中に樹脂が浸透せず、繊維
を押し付け、その隙間のみに樹脂が満たされることとな
る。即ち、繊維中に樹脂が十分に含浸されない問題が生
じる。
合させるためには、衝突圧力を所要の大きな圧力にする
必要があり、よって、該衝突混合装置より直ちに金型に
射出される未反応原料液の射出圧は大きな圧力となって
いる。このように、金型内への未反応原料液の射出圧が
大きいと、金型内に予め積層配置している繊維強化材の
繊維密度が大きい場合、繊維中に樹脂が浸透せず、繊維
を押し付け、その隙間のみに樹脂が満たされることとな
る。即ち、繊維中に樹脂が十分に含浸されない問題が生
じる。
【０００４】また、大きな射出圧で射出される樹脂によ
り、繊維に移動が生じ、設計通りの繊維含有率や繊維角
度が維持出来ず、その結果、成形品が設計通りに成形で
きない欠点がある。
り、繊維に移動が生じ、設計通りの繊維含有率や繊維角
度が維持出来ず、その結果、成形品が設計通りに成形で
きない欠点がある。
【０００５】本発明は上記した問題を解消せんとするも
ので、衝突混合後、金型内への未反応原料液の射出圧力
を繊維密度に対応して調整して制御できるようにし、よ
って、繊維中への樹脂の浸透性改善および繊維の移動を
阻止して設計通りの成形品を製造出来るようにすること
を目的とするものである。
ので、衝突混合後、金型内への未反応原料液の射出圧力
を繊維密度に対応して調整して制御できるようにし、よ
って、繊維中への樹脂の浸透性改善および繊維の移動を
阻止して設計通りの成形品を製造出来るようにすること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明は、金型内に予め繊維強化材を配置した後
に未反応原料液を射出して、上記繊維強化材に樹脂を含
浸させつつ重合反応させて成形品を成形する反応射出成
形装置において、上記金型と、未反応原料液のミキシン
グヘッドあるいは混合槽の間に、未反応原料液を所要の
一定圧力で金型へ圧送可能とする圧力調整容器を介設し
ていることを特徴とする反応射出成形装置を提供するも
のである。
ため、本発明は、金型内に予め繊維強化材を配置した後
に未反応原料液を射出して、上記繊維強化材に樹脂を含
浸させつつ重合反応させて成形品を成形する反応射出成
形装置において、上記金型と、未反応原料液のミキシン
グヘッドあるいは混合槽の間に、未反応原料液を所要の
一定圧力で金型へ圧送可能とする圧力調整容器を介設し
ていることを特徴とする反応射出成形装置を提供するも
のである。
【０００７】さらに、本発明は、上記反応射出成形装置
を用いて、反応射出成形に用いる樹脂の未反応原料液を
衝突混合装置で衝突混合させた後、直ちに、圧力調整容
器を通して所要圧力に圧力制御して金型内に射出し、金
型内に予め配置している繊維強化材中に樹脂を含浸させ
つつ重合反応させて繊維強化樹脂製品を成形する反応射
出成形方法を提供するものである。
を用いて、反応射出成形に用いる樹脂の未反応原料液を
衝突混合装置で衝突混合させた後、直ちに、圧力調整容
器を通して所要圧力に圧力制御して金型内に射出し、金
型内に予め配置している繊維強化材中に樹脂を含浸させ
つつ重合反応させて繊維強化樹脂製品を成形する反応射
出成形方法を提供するものである。
【０００８】上記圧力調整容器内の圧力調整は、圧力媒
体を用いて行っており、該圧力媒体としては圧力制御さ
れる窒素等の不活性ガスからなる気体を用い、該気体を
容器内に充填して行うことが好ましい。具体的には、上
記不活性ガスで置換あるいは容器内空気圧を減圧する方
法等が用いられ、圧力調整容器から金型への吐出圧力を
２０kg/cm2以下に設定することが好ましい。また、上記
圧力調整容器にリーク弁または／および圧力リリーフバ
ルブを設け、容器内の圧力を一定以上に上げないように
することが、安全性の点から好ましい。
体を用いて行っており、該圧力媒体としては圧力制御さ
れる窒素等の不活性ガスからなる気体を用い、該気体を
容器内に充填して行うことが好ましい。具体的には、上
記不活性ガスで置換あるいは容器内空気圧を減圧する方
法等が用いられ、圧力調整容器から金型への吐出圧力を
２０kg/cm2以下に設定することが好ましい。また、上記
圧力調整容器にリーク弁または／および圧力リリーフバ
ルブを設け、容器内の圧力を一定以上に上げないように
することが、安全性の点から好ましい。
【０００９】さらに、樹脂浸透を向上するために金型キ
ャビティ内を真空に減圧しても良い。
ャビティ内を真空に減圧しても良い。
【００１０】上記圧力調整容器は、金型へ射出する未反
応原料液の温度を最適温度とすると共に、該容器内部に
残留する余った樹脂を取り出すために、容器内で重合さ
せて取り出すことが出来るように、圧力調整容器に温度
制御手段を設けている。
応原料液の温度を最適温度とすると共に、該容器内部に
残留する余った樹脂を取り出すために、容器内で重合さ
せて取り出すことが出来るように、圧力調整容器に温度
制御手段を設けている。
【００１１】上記圧力調整容器の容積は、１回の金型に
射出される未反応原料液よりも大きくても小さくてもよ
いが、混合された液がミキシングヘッド内に逆流するこ
とを妨げる設定が好ましい。そのため、例えば、 ミキシ
ングヘッドからの吐出量よりも圧力調整容器内の内容積
が大きくなるように設定するか、あるいは、金型内の圧
力＜圧力調整容器内の圧力の関係になるように設定して
いる。
射出される未反応原料液よりも大きくても小さくてもよ
いが、混合された液がミキシングヘッド内に逆流するこ
とを妨げる設定が好ましい。そのため、例えば、 ミキシ
ングヘッドからの吐出量よりも圧力調整容器内の内容積
が大きくなるように設定するか、あるいは、金型内の圧
力＜圧力調整容器内の圧力の関係になるように設定して
いる。
【００１２】上記反応射出成形装置により成形する繊維
強化樹脂に用いる繊維強化材としては、連続繊維及び／
または長繊維の形態で、かつ、カーボン繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ス
チール繊維、アモルファス金属繊維、ポリエステル繊
維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、有機繊維及び／
またはそれらの混合物が用いられる。また、必要に応じ
て、上記繊維の不織布も用いられる。
強化樹脂に用いる繊維強化材としては、連続繊維及び／
または長繊維の形態で、かつ、カーボン繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ス
チール繊維、アモルファス金属繊維、ポリエステル繊
維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、有機繊維及び／
またはそれらの混合物が用いられる。また、必要に応じ
て、上記繊維の不織布も用いられる。
【００１３】上記成形法に用いられる樹脂は反応射出成
形法(ＲＩＭ)あるいはレジントランスファーモールディ
ング(ＲＴＭ)により成形されうる樹脂であり、その例と
しては、ＲＩＭナイロンやシクロペンタジエン、エポキ
シ、ウレタン、ポリエステル、架橋ポリエステルアミド
等があげられる。
形法(ＲＩＭ)あるいはレジントランスファーモールディ
ング(ＲＴＭ)により成形されうる樹脂であり、その例と
しては、ＲＩＭナイロンやシクロペンタジエン、エポキ
シ、ウレタン、ポリエステル、架橋ポリエステルアミド
等があげられる。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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
アナート、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
アナート、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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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重合が起
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重合が起
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。
【００２２】上記金型への射出成形に際しては、金型温
度を通常４０〜１３０℃の範囲とし、通常１〜５分間重
合反応を行っている。
度を通常４０〜１３０℃の範囲とし、通常１〜５分間重
合反応を行っている。
【００２３】
【作用】上記したように、衝突混合装置から金型への原
料供給路に圧力調整容器を介設して、金型へ射出する未
反応原料液の圧力を減圧調整しているため、金型内には
予め配置している繊維強化材の繊維密度に対応させた圧
力に制御して未反応原料液を射出することが出来る。よ
って、繊維中への樹脂の浸透を十分に行うことが出来る
と共に、射出圧による繊維の移動を無くして、設計通り
の繊維含有率および繊維角度を維持することが出来る。
料供給路に圧力調整容器を介設して、金型へ射出する未
反応原料液の圧力を減圧調整しているため、金型内には
予め配置している繊維強化材の繊維密度に対応させた圧
力に制御して未反応原料液を射出することが出来る。よ
って、繊維中への樹脂の浸透を十分に行うことが出来る
と共に、射出圧による繊維の移動を無くして、設計通り
の繊維含有率および繊維角度を維持することが出来る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細
に説明する。図１は本発明に係わる反応射出成形装置の
全体概略図であって、１Ａは未反応原料液の第１容器、
１Ｂは第２容器、２は衝突混合装置となるミキシングヘ
ッド、３は圧力調整容器、４は金型である。
に説明する。図１は本発明に係わる反応射出成形装置の
全体概略図であって、１Ａは未反応原料液の第１容器、
１Ｂは第２容器、２は衝突混合装置となるミキシングヘ
ッド、３は圧力調整容器、４は金型である。
【００２５】上記未反応原料液の第１および第２容器１
Ａ、１Ｂはそれぞれミキシングヘッド２と還流路５Ａ、
５Ｂを介して接続しており、還流路には未反応原料液を
所要の高圧でミキシングヘッド２へ供給するためのシリ
ンダ６Ａ、６Ｂを設けている。 ミキシングヘッド２
は、その内部では第１容器１Ａと第２容器１Ｂより供給
された未反応原料液をミキシングヘッド２の供給部分に
設けたオリフィス１５Ａ、１５Ｂより高圧で供給して衝
突混合させる構成としており、この衝突混合した未反応
原料液をミキシングヘッド２の吐出口側に付設した圧力
調整容器３へ吐出させている。
Ａ、１Ｂはそれぞれミキシングヘッド２と還流路５Ａ、
５Ｂを介して接続しており、還流路には未反応原料液を
所要の高圧でミキシングヘッド２へ供給するためのシリ
ンダ６Ａ、６Ｂを設けている。 ミキシングヘッド２
は、その内部では第１容器１Ａと第２容器１Ｂより供給
された未反応原料液をミキシングヘッド２の供給部分に
設けたオリフィス１５Ａ、１５Ｂより高圧で供給して衝
突混合させる構成としており、この衝突混合した未反応
原料液をミキシングヘッド２の吐出口側に付設した圧力
調整容器３へ吐出させている。
【００２６】上記圧力調整容器３は、ミキシングヘッド
２の吐出口に連通した取入口３ａと、金型４のキャビテ
ィ７に供給管８を介して連通させた吐出口３ｂと、圧力
制御用の圧力源９と圧力供給管１０を介して連通した圧
力口３cとを設けた密閉容器からなる。尚、圧力調整容
器３にはミキシングヘッド２から未反応原料液が吐出さ
れると、その容積が圧縮されるため、圧力が所定の一定
以上にならないように、リリーフ弁１２を取り付け、か
つ、安全性を考慮するとリーク弁２８も取り付けてい
る。
２の吐出口に連通した取入口３ａと、金型４のキャビテ
ィ７に供給管８を介して連通させた吐出口３ｂと、圧力
制御用の圧力源９と圧力供給管１０を介して連通した圧
力口３cとを設けた密閉容器からなる。尚、圧力調整容
器３にはミキシングヘッド２から未反応原料液が吐出さ
れると、その容積が圧縮されるため、圧力が所定の一定
以上にならないように、リリーフ弁１２を取り付け、か
つ、安全性を考慮するとリーク弁２８も取り付けてい
る。
【００２７】上記圧力源９から圧力調整容器３には窒素
を供給し、圧力調整容器３の内部を窒素と置換して所要
の圧力に調整するか、或はリーフ弁を用いて窒素流通状
態にすることが可能である。
を供給し、圧力調整容器３の内部を窒素と置換して所要
の圧力に調整するか、或はリーフ弁を用いて窒素流通状
態にすることが可能である。
【００２８】また、圧力調整容器３の外周部にヒータ等
からなる温度調整装置２０を取り付け、圧力調整容器３
内の原料液の温度を所要温度に制御出来るようにしてい
る。
からなる温度調整装置２０を取り付け、圧力調整容器３
内の原料液の温度を所要温度に制御出来るようにしてい
る。
【００２９】上記圧力調整容器３から金型４までの供給
管８は極めて短く設定し、ミキシングヘッド２で衝突混
合した未反応原料液を約５００cm2／sec〜３cm2／secで
キャビティ７へ供給出来るように内径を設定し、供給管
８の内部で未反応原料液が硬化しないようにしている。
尚、供給管８を無くして、ミキシングヘッド２と金型４
との間に圧力調整容器３を直付けで介設しても良い。上
記金型４のキャビティ７は真空ポンプ２６と連通して、
キャビティ２７内を減圧状態に制御出来るようにしてい
る。
管８は極めて短く設定し、ミキシングヘッド２で衝突混
合した未反応原料液を約５００cm2／sec〜３cm2／secで
キャビティ７へ供給出来るように内径を設定し、供給管
８の内部で未反応原料液が硬化しないようにしている。
尚、供給管８を無くして、ミキシングヘッド２と金型４
との間に圧力調整容器３を直付けで介設しても良い。上
記金型４のキャビティ７は真空ポンプ２６と連通して、
キャビティ２７内を減圧状態に制御出来るようにしてい
る。
【００３０】次に、上記反応射出成形装置を用いて反応
射出成形を行う第１実施例について記載する。まず、シ
クロペンタジエンの未反応モノマー(帝人ハーキュレス
製メトン)を、第１容器１Ａ、第２容器１Ｂ(ポリウレタ
ンエンジニアリング製のＭＣ１０４ＨＲ)に分けて入
れ、かつ、第１容器１Ａ側には重合触媒、第２容器１Ｂ
側には重合開始剤と活性調整剤とを添加して、２種類の
安定したＡ液とＢ液とかなる反応溶液を調整した。か
つ、これらＡ液とＢ液とを２０℃に保温した。
射出成形を行う第１実施例について記載する。まず、シ
クロペンタジエンの未反応モノマー(帝人ハーキュレス
製メトン)を、第１容器１Ａ、第２容器１Ｂ(ポリウレタ
ンエンジニアリング製のＭＣ１０４ＨＲ)に分けて入
れ、かつ、第１容器１Ａ側には重合触媒、第２容器１Ｂ
側には重合開始剤と活性調整剤とを添加して、２種類の
安定したＡ液とＢ液とかなる反応溶液を調整した。か
つ、これらＡ液とＢ液とを２０℃に保温した。
【００３１】次に、シリンダ６Ａ、６Ｂを用いて、ミキ
シングヘッド２へＡ液とＢ液とを圧送し、該ミキシング
ヘッド２の内部でＡ液とＢ液とを混合させた。その際、
ミキシングヘッド２直前の圧力が６０kg/cm2となるよう
に上記シリンダ６Ａ、６Ｂの速度およびオリフィス１５
Ａ、１５Ｂの径を調整して圧送した。
シングヘッド２へＡ液とＢ液とを圧送し、該ミキシング
ヘッド２の内部でＡ液とＢ液とを混合させた。その際、
ミキシングヘッド２直前の圧力が６０kg/cm2となるよう
に上記シリンダ６Ａ、６Ｂの速度およびオリフィス１５
Ａ、１５Ｂの径を調整して圧送した。
【００３２】上記ミキシングヘッド２で衝突混合された
未反応原料液は直ちに、内容積８００cm3の圧力調整容
器３に吐出された。 その際の吐出量は５００cm3とし、圧
力調整容器３の内容積を大としている。
未反応原料液は直ちに、内容積８００cm3の圧力調整容
器３に吐出された。 その際の吐出量は５００cm3とし、圧
力調整容器３の内容積を大としている。
【００３３】上記圧力調整容器３の内部は減圧状態とし
ており、該圧力調整容器３より金型４のキャビティ７に
３kg/cm2の圧力で圧送した。金型４は８０℃に加熱して
おり、かつ、該金型４に射出される原料液は温度調整装
置２０により２０℃に設定した。
ており、該圧力調整容器３より金型４のキャビティ７に
３kg/cm2の圧力で圧送した。金型４は８０℃に加熱して
おり、かつ、該金型４に射出される原料液は温度調整装
置２０により２０℃に設定した。
【００３４】キャビティ７は３００mm×１５０mm×厚み
４mmとしている。該キャビティ７内には予めガラス繊維
クロス２１層(表面はシランカップリング処理を施し、
バインダーの無いもの)を配置している。 キャビティ７内で上記圧力調整容器３より射出したシク
ロペンタジエンは繊維強化材中に含浸しながら重合し、
約１分後に重合が終了した。
４mmとしている。該キャビティ７内には予めガラス繊維
クロス２１層(表面はシランカップリング処理を施し、
バインダーの無いもの)を配置している。 キャビティ７内で上記圧力調整容器３より射出したシク
ロペンタジエンは繊維強化材中に含浸しながら重合し、
約１分後に重合が終了した。
【００３５】上記方法で成形された製品では、図２に示
すように、繊維のずれがなく、かつ、各部における繊維
含有率は設計通りであった。図２において、図中、斜線
Ｘ１が繊維強化材、斜線Ｘ２が樹脂浸透部分、空白が樹
脂のみの部分を指しており、図２では全体に斜線Ｘ１と
Ｘ２とが均等に交差した状態で繊維のずれがなく、樹脂
が均等に浸透していることが示されている。
すように、繊維のずれがなく、かつ、各部における繊維
含有率は設計通りであった。図２において、図中、斜線
Ｘ１が繊維強化材、斜線Ｘ２が樹脂浸透部分、空白が樹
脂のみの部分を指しており、図２では全体に斜線Ｘ１と
Ｘ２とが均等に交差した状態で繊維のずれがなく、樹脂
が均等に浸透していることが示されている。
【００３６】また、圧力調整容器３内に残留した原料液
は、温度調整装置２０により調温することで重合体ある
いは未重合液状態で取り出すことが可能である。
は、温度調整装置２０により調温することで重合体ある
いは未重合液状態で取り出すことが可能である。
【００３７】反応射出成形方法の第２実施例を以下に記
載する。ＲＩＭナイロンの未反応モノマー(宇部興産製
ＵＸ−２１)を第１容器１Ａと第２容器１Ｂとに分ける
入れ、それぞれ第１実施例と同様な配合剤を添加してＡ
液とＢ液とを設け、９０℃に保温した。
載する。ＲＩＭナイロンの未反応モノマー(宇部興産製
ＵＸ−２１)を第１容器１Ａと第２容器１Ｂとに分ける
入れ、それぞれ第１実施例と同様な配合剤を添加してＡ
液とＢ液とを設け、９０℃に保温した。
【００３８】上記Ａ液とＢ液とをシリンダ６Ａ、６Ｂを
用いてミキシングヘッド２直前の圧力を３０kg/cm2とな
るように調整して、 ミキシングヘッド２へ圧送し、Ａ液
とＢ液とを衝突混合させた。この混合液を内容積８００
cm3の圧力調整容器３へ吐出した。その際の吐出量を５
００cm3とした。
用いてミキシングヘッド２直前の圧力を３０kg/cm2とな
るように調整して、 ミキシングヘッド２へ圧送し、Ａ液
とＢ液とを衝突混合させた。この混合液を内容積８００
cm3の圧力調整容器３へ吐出した。その際の吐出量を５
００cm3とした。
【００３９】圧力調整容器３内は窒素と置換して減圧状
態としており、３kg/cm2の圧力で、金型３の３００mm×
１５０mm×厚さ４mmのキャビティ７に圧送した。キャビ
ティ７内にはカーボン繊維クロス(東邦レーヨン製W３１
０１)を２０層予め配置していた。尚、該繊維強化材は
繊維表面をアルコール可溶性ナイロン(東レ製ＡＱナイ
ロンＫ−８０)で処理した。金型３は予め１５０℃に加
熱しており、該金型に圧送するＲＩＭナイロンは９０℃
とした。キャビティ７内に射出したＲＩＭナイロンは繊
維強化材に含浸しつつ重合し、約１.５分後に重合反応
が完了した。
態としており、３kg/cm2の圧力で、金型３の３００mm×
１５０mm×厚さ４mmのキャビティ７に圧送した。キャビ
ティ７内にはカーボン繊維クロス(東邦レーヨン製W３１
０１)を２０層予め配置していた。尚、該繊維強化材は
繊維表面をアルコール可溶性ナイロン(東レ製ＡＱナイ
ロンＫ−８０)で処理した。金型３は予め１５０℃に加
熱しており、該金型に圧送するＲＩＭナイロンは９０℃
とした。キャビティ７内に射出したＲＩＭナイロンは繊
維強化材に含浸しつつ重合し、約１.５分後に重合反応
が完了した。
【００４０】上記方法で成形された繊維強化樹脂製品で
は繊維内にナイロンが十分に浸透しており、かつ、繊維
のずれがなく、 前記図２に示す状態であった。
は繊維内にナイロンが十分に浸透しており、かつ、繊維
のずれがなく、 前記図２に示す状態であった。
【００４１】上記本発明による製造方法と比較するため
に、従来の圧力調整容器を用いない方法で繊維強化樹脂
製品を製造した。即ち、ミキシングヘッドを金型に直接
固定して成形した。用いた樹脂および繊維強化材は第１
実施例と同一とし、かつ、金型も第１実施例と同一のも
のを用い、温度条件等も同一とした。
に、従来の圧力調整容器を用いない方法で繊維強化樹脂
製品を製造した。即ち、ミキシングヘッドを金型に直接
固定して成形した。用いた樹脂および繊維強化材は第１
実施例と同一とし、かつ、金型も第１実施例と同一のも
のを用い、温度条件等も同一とした。
【００４２】ミキシングヘッドでの衝突混合時の圧力を
６０kg/cm2として、 この圧力で混合したＲＩＭシクロペ
ンタジエンをキャビティ内に吐出した。キャビティ内に
予め配置している繊維強化材は射出圧により移動し、キ
ャビティ内で偏った状態となった。成形品は図３に示す
状態で、顕微鏡で観察するまでもなく、明らかに樹脂浸
透は不均一であり、かつ、成形品を切断して顕微鏡で観
察した場合も当然ながら樹脂浸透は不均一であった。ま
た、後述する曲げ試験を行うためにサンプルを取り出す
ことさえも不可能であった。
６０kg/cm2として、 この圧力で混合したＲＩＭシクロペ
ンタジエンをキャビティ内に吐出した。キャビティ内に
予め配置している繊維強化材は射出圧により移動し、キ
ャビティ内で偏った状態となった。成形品は図３に示す
状態で、顕微鏡で観察するまでもなく、明らかに樹脂浸
透は不均一であり、かつ、成形品を切断して顕微鏡で観
察した場合も当然ながら樹脂浸透は不均一であった。ま
た、後述する曲げ試験を行うためにサンプルを取り出す
ことさえも不可能であった。
【００４３】さらに、本発明に係わる製造方法による繊
維強化樹脂成形品の強度をテストした。即ち、上記第２
実施例により製造した成形品を１０mmに切断してテスト
片を設けた。該テスト片をＪＩＳ Ｋ ７０５５による
試験方法を用い、サンプル支持長さ８０mmにより３点曲
げ試験を行い、曲げ弾性率および曲げ強度を測定した。
維強化樹脂成形品の強度をテストした。即ち、上記第２
実施例により製造した成形品を１０mmに切断してテスト
片を設けた。該テスト片をＪＩＳ Ｋ ７０５５による
試験方法を用い、サンプル支持長さ８０mmにより３点曲
げ試験を行い、曲げ弾性率および曲げ強度を測定した。
【００４４】その結果は、曲げ弾性率が５１９０kg/m
m2、 曲げ強度が６９.０kg/mm2で、 十分な曲げ弾性率お
よび曲げ強度を有していた。 また、 比重も１.４６１〜１.４６８とバラツキなく、 設
計通りものが得られた。
m2、 曲げ強度が６９.０kg/mm2で、 十分な曲げ弾性率お
よび曲げ強度を有していた。 また、 比重も１.４６１〜１.４６８とバラツキなく、 設
計通りものが得られた。
【００４５】さらに、図４に示すように、圧力調整容器
３’を金型形状で離型可能としても良い。その場合、圧
力調整容器３'の洗浄作業を短縮化することが出来る利
点がある。
３’を金型形状で離型可能としても良い。その場合、圧
力調整容器３'の洗浄作業を短縮化することが出来る利
点がある。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば金型内に射出する射出圧力を圧力調整容器によ
り圧力制御しているため、大きな射出圧により金型内に
予め配置している繊維強化材が押圧されて樹脂の浸透性
が不十分となることが防止出来ると共に、繊維強化材の
移動が防止出来る。よって、成形品の各部は設計通りの
強度、繊維含有率、繊維角度を保持することが出来る。
によれば金型内に射出する射出圧力を圧力調整容器によ
り圧力制御しているため、大きな射出圧により金型内に
予め配置している繊維強化材が押圧されて樹脂の浸透性
が不十分となることが防止出来ると共に、繊維強化材の
移動が防止出来る。よって、成形品の各部は設計通りの
強度、繊維含有率、繊維角度を保持することが出来る。
【図１】 本発明に係わる反応射出成形装置の実施例を
示す全体図である。
示す全体図である。
【図２】 上記装置により成形された成形品の断面状態
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図３】 従来の圧力調整容器がない装置により成形さ
れた成形品の断面状態を示す概略図である。
れた成形品の断面状態を示す概略図である。
【図４】 本発明の反応射出装置の他の実施例を示す
全体図である。
全体図である。
１Ａ、１Ｂ 未反応原料液容器 ２ ミキシングヘッド ３ 圧力調整容器 ４ 金型 ７ キャビティ
Claims (5)
- 【請求項１】 金型内に予め繊維強化材を配置した後に
未反応原料液を金型内へ射出して、上記繊維強化材に樹
脂を含浸させつつ重合反応させ成形品を成形する反応射
出成形装置において、 上記金型と、未反応原料液の衝突混合装置の間に、未反
応原料液を所要の一定圧力で金型へ圧送可能とする圧力
調整容器を介設していることを特徴とする反応射出成形
装置。 - 【請求項２】 上記圧力調整容器は未反応原料液の温度
調整手段も備えていることを特徴とする請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】 上記圧力調整容器内を不活性ガスで置換
あるいは減圧して、該圧力調整容器から金型への吐出圧
力を２０kg/cm2以下に設定している前記請求項のいずれ
か１項に記載の装置。 - 【請求項４】 上記圧力調整容器にリーク弁または／お
よび圧力リリーフバルブを設けたことを特徴とする請求
項１および２のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項５】 反応射出成形に用いる樹脂の未反応原料
液を衝突混合装置で衝突混合させた後、直ちに、圧力調
整容器を通して所要圧力に減圧制御して金型内に射出
し、金型内に予め配置している繊維強化材中に樹脂を含
浸させつつ重合反応させて繊維強化樹脂製品を成形する
反応射出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27290091A JPH05104559A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 反応射出成形装置および反応射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27290091A JPH05104559A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 反応射出成形装置および反応射出成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104559A true JPH05104559A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17520326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27290091A Withdrawn JPH05104559A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 反応射出成形装置および反応射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05104559A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039479A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-13 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 |
| JP2009051208A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-03-12 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形用樹脂注入装置およびそれを用いたｒｔｍ成形装置とｒｔｍ成形方法 |
| JP2018519192A (ja) * | 2015-07-02 | 2018-07-19 | クリスチャン ヴォルフスベルガー | 二輪車用の合成樹脂フレームの製造方法 |
| JP2021084317A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 樹脂含浸成形用金型 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP27290091A patent/JPH05104559A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039479A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-13 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | Ｒｔｍ樹脂流動制御方法及び装置 |
| JP2009051208A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-03-12 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形用樹脂注入装置およびそれを用いたｒｔｍ成形装置とｒｔｍ成形方法 |
| JP2018519192A (ja) * | 2015-07-02 | 2018-07-19 | クリスチャン ヴォルフスベルガー | 二輪車用の合成樹脂フレームの製造方法 |
| JP2021084317A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 樹脂含浸成形用金型 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |