JPH10202692A - 長繊維強化成形品の成形方法 - Google Patents

長繊維強化成形品の成形方法

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JPH10202692A
JPH10202692A JP9024501A JP2450197A JPH10202692A JP H10202692 A JPH10202692 A JP H10202692A JP 9024501 A JP9024501 A JP 9024501A JP 2450197 A JP2450197 A JP 2450197A JP H10202692 A JPH10202692 A JP H10202692A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形品の強度、弾性率を向上させる。 【解決手段】 成形しようとする製品の形状に近似させ
た芯金1を作る。熱可塑性樹脂に長繊維2aを混合させ
長繊維2aを整列させて作った長繊維プリプレグ2を、
上記芯金1の外側に複数層に巻き付ける。各層の長繊維
プリプレグ2同士を付着させて一体にする。芯金1を引
き抜いて中空状の長繊維強化層3を作る。この長繊維強
化層3を、射出成形金型内にセットし、射出成形機によ
り射出される樹脂4を長繊維強化層3の内部に注入して
該長繊維強化層3を変形させ、射出成形樹脂4と長繊維
強化層3とが一体となった成形品9とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は長繊維で強化された
射出成形品の成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形法で成形品を成形する場
合は、2つ割り構造とした射出成形金型の内部に、射出
成形機より射出される樹脂を注入充填させ、しかる後、
射出成形金型を開いて内部の成形品を取り出すようにし
ているのが一般的であるが、近年、射出成形法で成形品
の引張り強度を向上させる方法として、上記成形金型内
に注入する樹脂中に、短繊維を10〜40%混入して成
形することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、短繊維を強
化繊維として混入させた場合は、引張り強さは2倍程度
向上させることができるが、曲げ、圧縮、衝撃等の他の
強さは、強化繊維を混入しない場合と同等か、むしろ低
下する傾向があり、十分な強化は図れていない。
【0004】そこで、本発明は、射出成形法を用いて高
強度、高弾性で且つ軽量の射出成形品を成形する方法を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、強化材として長繊維に熱可塑性樹脂を含
浸してなる長繊維プリプレグを、成形しようとする製品
の形状に近似させた芯金の外側に、長繊維の方向が斜め
になるように複数層重ね合わせて長繊維プリプレグ同士
を付着させ、次いで、芯金を抜き取って中空状の長繊維
強化層を形成し、次に、上記長繊維強化層を射出成形金
型の内にセットした後、上記長繊維プリプレグの樹脂と
同一又は相溶性の良い樹脂を射出成形機により射出して
上記長繊維強化層内に注入し、上記長繊維強化層を上記
射出成形金型内の形状に変形させると共に該長繊維強化
層と注入樹脂とを一体にした成形品を成形する方法とす
る。
【0006】長繊維強化層が長繊維プリプレグを複数枚
重ね合わせて付着させたものであるため、内部に注入す
る樹脂が洩れることがないと共に、長繊維が斜めになる
ようにしてあるので、内部へ樹脂を注入して成形すると
きに伸びる方向へ無理なく伸ばすことができ、強度、弾
性率を向上させることができる。又、長繊維強化層内部
に射出成形樹脂を注入するだけで成形できるので、成形
時間を短縮でき、且つ製品形状も安定し、更に軽量化さ
せることができる。
【0007】又、強化材として長繊維に熱可塑性樹脂を
含浸してなる長繊維プリプレグを、成形しようとする製
品の形状に近似させて上記長繊維プリプレグの樹脂と同
一又は相溶性の良い樹脂で作った芯金の外側に、長繊維
の方向が斜めになるように複数層重ね合わせて一部を除
き巻き付けて長繊維強化層を作り、次いで、該長繊維強
化層を射出成形金型内にセットした後、該射出成形金型
の温度を高めて上記芯金の樹脂を溶かした後、上記芯金
の樹脂と同じ樹脂を射出成形機にて射出して上記長繊維
強化層内に注入することにより、該長繊維強化層を上記
射出成形金型内の形状に変形させると共に該長繊維強化
層、芯金の樹脂、注入樹脂を一体にした成形品を成形す
る方法とすると、芯金を抜き出す工程が省略できると共
に、芯金が溶けて長繊維強化層内に残るので、不足分だ
け射出成形樹脂を注入すればよいことになるので、射出
成形樹脂の量を少なくすることができる。
【0008】更に、射出成形機のノズルを長繊維強化層
の内部へ深く差し込んでおいて、注入に伴い該ノズルを
引き抜くようにすることにより、長繊維強化層の内部へ
確実に注入させることができるようになる。
【0009】
【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。
【0010】図1は本発明の実施の一形態についての成
形過程を示すもので、本発明の成形方法の概要は、先
ず、成形しようとする製品に近似させて芯金1を作っ
て、その外側に、強化材として長繊維に熱可塑性樹脂を
含浸して作った長繊維プリプレグ2を一部分を除き複数
層に重ね合わせて巻き付けて、各層の長繊維プリプレグ
2同士を付着させ、次いで、芯金1を引き抜いて内部を
中空状とした長繊維強化層3を作る。次に、上記長繊維
強化層3を射出成形金型内にセットした後、該長繊維強
化層3内に射出成形樹脂4を注入して長繊維強化層を変
形させることにより成形品を成形するようにする。
【0011】詳述すると、たとえば、コンプレッサの静
翼を成形しようとする場合は、先ず、図1(イ)に示す
如く、製品としてのコンプレッサの静翼に近似した外形
を有するように金属製の芯金1を作り、この芯金1の外
側に、長繊維2aに強化材として熱可塑性樹脂を含浸さ
せて作った長繊維プリプレグ2を、その長繊維2aの方
向が斜め方向となるようにして一端部を残して巻き付け
ると共に、2〜3層巻き付けて重ね合わせる。この場
合、重ね合わされる各層の長繊維プリプレグ2の各長繊
維2aの方向が図1(ロ)に実線と破線で示す如く、互
に交差するようにする。
【0012】次いで、上記芯金1に巻き付けた長繊維プ
リプレグ2に外側から熱を加えて、各層の長繊維プリプ
レグ2同士を付着させて一体化させた後、上記芯金1を
抜き出して、図1(ハ)に示す如き内部が中空状になっ
た長繊維強化層3を形成する。
【0013】次に、上記中空状の長繊維強化層3を、図
2に示す2つ割り構造の射出成形金型5の内部にセット
し、中空状の長繊維強化層3の開口部3aに、射出成形
機8のノズル7を、上記射出成形金型5一端の孔6を通
して挿入させ、しかる後、射出成形金型5を加熱して内
部の長繊維強化層3を伸縮できるように少し軟らかくし
ておき、この状態で射出成形機8より射出成形樹脂4を
射出させてノズル7より中空状の長繊維強化層3内へ注
入することにより該長繊維強化層3を射出成形金型5内
部の形状に沿わせて変形させて成形させるようにする。
この際、長繊維強化層3は長繊維プリプレグ2を2〜3
層に重ねて貼り合わせると共に、長繊維2aの向きが斜
めで且つ積層するプリプレグ間では交差するようにして
あるので、内部へ注入する樹脂が外部へ洩れることがな
いと共に、膨張させられて成形金型5内で成形されると
きに伸びる方向へ長繊維強化層3が無理なく伸びること
ができる。なお、上記射出注入する樹脂4は、長繊維プ
リプレグ2の樹脂と同一又は相溶性の良いものを使用す
る。又、この樹脂4に短繊維を強化材として混入させる
と、強度的により有効である。
【0014】中空状の長繊維強化層3内への樹脂4の射
出注入が終って成形金型5内で成形が行われると、射出
成形金型5を離型させ、内部から長繊維強化層3と射出
成形樹脂4とが一体となった図1(ニ)に示す成形品9
を取り出すようにする。
【0015】上記の成形方法において、射出成形機8か
らの樹脂4が、中空状の長繊維強化層3の内部に入り難
いときは、射出成形機8のノズル7を長くしておいて、
予め上記長繊維強化層3内の最深部まで挿入しておき、
射出成形時に上記ノズル7を後退させながら樹脂4を注
入して行くようにすれば、確実に隅々にまで注入するこ
とができる。
【0016】なお、本発明の長繊維強化成形品の成形方
法は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、
たとえば、長繊維強化層3を形成するときに用いる芯金
1を長繊維強化層3内に注入する樹脂4と同一の樹脂で
作り、この樹脂製の芯金の外側に、上記実施の形態と同
様に長繊維プリプレグ2を巻き付けて長繊維強化層を作
るようにしてもよい。この場合は、射出成形機から樹脂
を注入する前に射出成形金型5内に入れた長繊維強化層
3の芯金1を溶かすために、成形金型5内の温度を高め
て芯金1を作っている樹脂を溶融させて長繊維強化層3
の内部に残し、次いで、射出成形機8から樹脂4を金型
内の長繊維強化層3内部に注入して、長繊維強化層3を
膨張させると共に、注入樹脂4を長繊維強化層3、芯金
1の樹脂と一体にさせる。
【0017】この方法によれば、金属製の芯金1を用い
る場合における芯金1の引き抜き作業が不要となり、且
つ芯金を形成していた樹脂が溶けて注入樹脂と同様に長
繊維強化層3内に残るので、射出成形機8により注入す
る樹脂4の量を少なくできるという利点がある。
【0018】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の長繊維強化成
形品の成形方法によれば、芯金を用いて長繊維プリプレ
グを長繊維が斜めになるように且つ複数層に重ね合わせ
て、各層の長繊維プリプレグ同士を付着させ、上記芯金
を抜き出して中空状の長繊維強化層を作り、該長繊維強
化層を射出成形金型内にセットして、射出成形機から射
出される樹脂を上記長繊維強化層の中空部へ注入するこ
とにより射出成形金型内で長繊維強化層を変形させて成
形させるようにするので、長繊維で強化された成形品が
得られて、成形品の強度、弾性率が向上すると共に、製
品内部が射出成形樹脂のため軽量化が図れ、又、射出成
形で長繊維強化層を変形させて成形するときに長繊維強
化層が伸びる方向へ無理なく伸びることができ、更に、
成形時間を短縮できる優れた効果を奏し得られ、又、上
記芯金を長繊維プリプレグの繊維と同一又は相溶性の良
いもので作ることにより、芯金を引き抜くことなく、溶
かして長繊維強化層内に注入した状態にできて、射出成
形樹脂の注入量を減らすことができ、更に、長繊維の方
向が層毎に交差するようにすることにより、長繊維強化
層が伸び易く且つ強度を高めることができ、又、長繊維
強化層の内部へ射出成形機のノズルを深く挿入しておい
て、樹脂の注入に伴いノズルを引き抜き方向へ後退させ
るようにすることにより、長繊維強化層の内部へ確実に
樹脂を注入することができる、という効果も奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成形方法の実施の一形態を示す成形過
程を示すもので、(イ)は芯金の概略図、(ロ)は芯金
の外側に長繊維プリプレグを複数層に重ねて巻き付けた
状態を示す図、(ハ)は芯金を抜き出して中空状の長繊
維強化層とした状態を示す図、(ニ)は射出成形樹脂を
長繊維強化層内部へ注入して成形した成形品を示す図で
ある。
【図2】射出成形金型内に長繊維強化層をセットして射
出成形する状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 芯金 2 長繊維プリプレグ 2a 長繊維 3 長繊維強化層 4 射出成形樹脂 5 射出成形金型 7 ノズル 8 射出成形機 9 成形品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強化材として長繊維に熱可塑性樹脂を含
    浸してなる長繊維プリプレグを、成形しようとする製品
    の形状に近似させた芯金の外側に、長繊維の方向が斜め
    になるように複数層重ね合わせて長繊維プリプレグ同士
    を付着させ、次いで、芯金を抜き取って中空状の長繊維
    強化層を形成し、次に、上記長繊維強化層を射出成形金
    型の内にセットした後、上記長繊維プリプレグの樹脂と
    同一又は相溶性の良い樹脂を射出成形機により射出して
    上記長繊維強化層内に注入し、上記長繊維強化層を上記
    射出成形金型内の形状に変形させると共に該長繊維強化
    層と注入樹脂とを一体にした成形品を成形することを特
    徴とする長繊維強化成形品の成形方法。
  2. 【請求項2】 強化材として長繊維に熱可塑性樹脂を含
    浸してなる長繊維プリプレグを、成形しようとする製品
    の形状に近似させて上記長繊維プリプレグの樹脂と同一
    又は相溶性の良い樹脂で作った芯金の外側に、長繊維の
    方向が斜めになるように複数層重ね合わせて一部を除き
    巻き付けて長繊維強化層を作り、次いで、該長繊維強化
    層を射出成形金型内にセットした後、該射出成形金型の
    温度を高めて上記芯金の樹脂を溶かした後、上記芯金の
    樹脂と同じ樹脂を射出成形機にて射出して上記長繊維強
    化層内に注入することにより、該長繊維強化層を上記射
    出成形金型内の形状に変形させると共に該長繊維強化
    層、芯金の樹脂、注入樹脂を一体にした成形品を成形す
    ることを特徴とする長繊維強化成形品の成形方法。
  3. 【請求項3】 長繊維の方向が層ごとに交差するように
    して長繊維プリプレグを重ね合わせるようにする請求項
    1又は2記載の長繊維強化成形品の成形方法。
  4. 【請求項4】 射出成形機のノズルを、予め長繊維強化
    層の中空部内へ深く差し込んでおき、樹脂の注入に伴い
    上記ノズルを引き抜いて行くようにする請求項1、2又
    は3記載の長繊維強化成形品の成形方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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