JP3018143B2 - ポリイミド樹脂の成形方法及びその装置 - Google Patents
ポリイミド樹脂の成形方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミド樹脂の
容易な成形方法およびその装置に関するものである。
容易な成形方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポリイミド樹脂は重合度を増すに
つれて有機溶媒に不溶となるため、複合材料のマトリッ
クス樹脂として使用する場合、脱水閉環（イミド化工
程）する前のアミド酸プレポリマーの状態でジメチルホ
ルムアミド（ＤＭＦ）のような高沸点溶媒に溶かして強
化繊維に含浸させる方法が行われてきた（例えば、フィ
ラメントワインディング成形法）。
つれて有機溶媒に不溶となるため、複合材料のマトリッ
クス樹脂として使用する場合、脱水閉環（イミド化工
程）する前のアミド酸プレポリマーの状態でジメチルホ
ルムアミド（ＤＭＦ）のような高沸点溶媒に溶かして強
化繊維に含浸させる方法が行われてきた（例えば、フィ
ラメントワインディング成形法）。
【０００３】しかし、この方法では、成形の際に閉環に
伴って発生する縮合水や高沸点溶媒の除去が困難であ
り、そのためこれらが成形品に残り、ボイドが生成して
物性が低下するなどの問題があった。また、縮合水や高
沸点溶媒の除去には熟練を要したり、多くの人手を要し
たり、生産設備費が莫大となるなどの問題もあった。
伴って発生する縮合水や高沸点溶媒の除去が困難であ
り、そのためこれらが成形品に残り、ボイドが生成して
物性が低下するなどの問題があった。また、縮合水や高
沸点溶媒の除去には熟練を要したり、多くの人手を要し
たり、生産設備費が莫大となるなどの問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イミ
ド化工程で発生する縮合水、有機溶媒、随伴される空気
等を簡単に除去できるポリイミド樹脂の容易な成形方法
およびその装置を提供することである。
ド化工程で発生する縮合水、有機溶媒、随伴される空気
等を簡単に除去できるポリイミド樹脂の容易な成形方法
およびその装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のポリイミド樹脂
の成形方法は、ナディックアンハイドライドモノメチル
エステル、4,4'-メチレンジアニリン、3,3',4,4'-ベン
ゾフェノンテトラカルボキシリックアンハイドライドジ
メチルエステル、およびメタノールの混合物を、金型の
キャビティ内で加熱して重合硬化せしめると共に、重合
硬化に際して生成する水分および前記メタノールを多孔
質フィルターを介して前記金型のキャビティ外に除去す
ることを特徴とする。
の成形方法は、ナディックアンハイドライドモノメチル
エステル、4,4'-メチレンジアニリン、3,3',4,4'-ベン
ゾフェノンテトラカルボキシリックアンハイドライドジ
メチルエステル、およびメタノールの混合物を、金型の
キャビティ内で加熱して重合硬化せしめると共に、重合
硬化に際して生成する水分および前記メタノールを多孔
質フィルターを介して前記金型のキャビティ外に除去す
ることを特徴とする。
【０００６】また、本発明のポリイミド樹脂の成形装置
は、前記金型の一部に、前記重合硬化に際して生成する
水分および前記メタノールを前記金型のキャビティ外に
除去する多孔質フィルターを設けたことを特徴とする。
このように、本発明では、金型の一部に多孔質フィルタ
ーを設けたために、この多孔質フィルターを介して、重
合硬化に際して生成する水分および前記メタノールを容
易に除去することが可能となる。このため、本発明によ
れば、品質に優れたポリイミド樹脂成形品を得ることが
できる。
は、前記金型の一部に、前記重合硬化に際して生成する
水分および前記メタノールを前記金型のキャビティ外に
除去する多孔質フィルターを設けたことを特徴とする。
このように、本発明では、金型の一部に多孔質フィルタ
ーを設けたために、この多孔質フィルターを介して、重
合硬化に際して生成する水分および前記メタノールを容
易に除去することが可能となる。このため、本発明によ
れば、品質に優れたポリイミド樹脂成形品を得ることが
できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明で用いるナディックアンハ
イドライドモノメチルエステル（ＮＥ）、4,4'-メチレ
ンジアニリン（ＭＤＡ）、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテ
トラカルボキシリックアンハイドライドジメチルエステ
ル（ＢＴＤＥ）、およびメタノールの混合物は、モノマ
ーから直接重合する現場重合型ポリイミド樹脂（in-sit
u Polymerization of Monomeric Reactants)と呼ばれる
ものである。この混合物（ＰＭＲ−１５）は、常温で溶
液の形態にあり、下記式に示されるように、第１工程〜
第３工程を経てポリイミド樹脂となる。このポリイミド
樹脂の分子量は、７５０〜５，０００である。
イドライドモノメチルエステル（ＮＥ）、4,4'-メチレ
ンジアニリン（ＭＤＡ）、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテ
トラカルボキシリックアンハイドライドジメチルエステ
ル（ＢＴＤＥ）、およびメタノールの混合物は、モノマ
ーから直接重合する現場重合型ポリイミド樹脂（in-sit
u Polymerization of Monomeric Reactants)と呼ばれる
ものである。この混合物（ＰＭＲ−１５）は、常温で溶
液の形態にあり、下記式に示されるように、第１工程〜
第３工程を経てポリイミド樹脂となる。このポリイミド
樹脂の分子量は、７５０〜５，０００である。
【０００８】
【化１】
【０００９】上記混合物は、ＮＥの２モル、ＭＤＡのｎ
＋１モル、ＢＴＤＥのｎモルからなり、ｎは１〜１５、
特に１〜１０の範囲内であるのがよい。この範囲外の場
合には、得られるポリイミド樹脂の耐熱性、成形性、物
性の点でバランスがとれなくなるからである。メタノー
ル（CH3OH) は、溶剤として使用されるのであり、適当
量でよい。なお、メタノールの代わりにエタノール（CH
3CH2OH) 又はイソプロピルアルコール（(CH3)2CHOH) 等
を用いてもよい。
＋１モル、ＢＴＤＥのｎモルからなり、ｎは１〜１５、
特に１〜１０の範囲内であるのがよい。この範囲外の場
合には、得られるポリイミド樹脂の耐熱性、成形性、物
性の点でバランスがとれなくなるからである。メタノー
ル（CH3OH) は、溶剤として使用されるのであり、適当
量でよい。なお、メタノールの代わりにエタノール（CH
3CH2OH) 又はイソプロピルアルコール（(CH3)2CHOH) 等
を用いてもよい。
【００１０】図１は、本発明の成形方法を実施するため
の成形装置の概略構成図を示す。この成形装置は、キャ
ビティ１内を減圧してＰＭＲ−１５である混合物７をキ
ャビティ１内に圧入するように構成したものである。同
図において、２はキャビティ１を備えた下部金型、３は
下部金型２に嵌合する上部金型、４は下部金型２のキャ
ビティ１内に配置する炭素繊維布，ガラス繊維等の補強
繊維基材を示す。上部金型３には、多孔質フィルター１
０を備えた真空吸引パイプ５が接続され、また下部金型
２には、混合物注入機６に収容されたＰＭＲ−１５であ
る混合物７をキャビティ１内に供給する配管８が接続さ
れている。
の成形装置の概略構成図を示す。この成形装置は、キャ
ビティ１内を減圧してＰＭＲ−１５である混合物７をキ
ャビティ１内に圧入するように構成したものである。同
図において、２はキャビティ１を備えた下部金型、３は
下部金型２に嵌合する上部金型、４は下部金型２のキャ
ビティ１内に配置する炭素繊維布，ガラス繊維等の補強
繊維基材を示す。上部金型３には、多孔質フィルター１
０を備えた真空吸引パイプ５が接続され、また下部金型
２には、混合物注入機６に収容されたＰＭＲ−１５であ
る混合物７をキャビティ１内に供給する配管８が接続さ
れている。
【００１１】上下金型２，３には、図示しない加熱手段
が設けられ、下部金型２と上部金型３との嵌合部には、
キャビティ１内の水密性及び気密性を保つためのＯリン
グ等のシール材９が設けてある。多孔質フィルター１０
は、ポリ四フッ化エチレン、焼結金属、グラファイト、
又はセラミックス等からなる多孔質物質であり、４０ミ
クロン以下の微細な空隙を有している。また、多孔質フ
ィルター１０としては、混合物すなわちＰＭＲ−１５の
重合硬化に際して生成する水分、溶剤であるメタノー
ル、キャビティ１内の空気等を外部に排出できるよう
に、適宜その空隙率及び空隙の大きさの異なるものを選
択して使用すればよい。
が設けられ、下部金型２と上部金型３との嵌合部には、
キャビティ１内の水密性及び気密性を保つためのＯリン
グ等のシール材９が設けてある。多孔質フィルター１０
は、ポリ四フッ化エチレン、焼結金属、グラファイト、
又はセラミックス等からなる多孔質物質であり、４０ミ
クロン以下の微細な空隙を有している。また、多孔質フ
ィルター１０としては、混合物すなわちＰＭＲ−１５の
重合硬化に際して生成する水分、溶剤であるメタノー
ル、キャビティ１内の空気等を外部に排出できるよう
に、適宜その空隙率及び空隙の大きさの異なるものを選
択して使用すればよい。
【００１２】例えば、粒子径５０ミクロン程度のポリテ
トラフルオロエチレン粒子（ＰＴＦＥ粒子）を用いて製
作したＰＴＦＥ多孔質フィルターの場合、空隙率は４０
％〜１０％の範囲が好ましく、更に好ましくは３５％〜
１５％の範囲である。図１に示す装置を用いてポリイミ
ド樹脂を成形するには、まず、一方の金型２（下部金
型）のキャビティ１内に炭素繊維布，ガラス繊維等の補
強繊維基材４を配置した後、他方の金型３（上部金型）
をこれに嵌合させ、キャビティ１内を図示しない真空ポ
ンプ等に接続された真空吸引パイプ５を介して吸引する
ことにより負圧状態にし、キャビティ１内に混合物注入
機６に収容された混合物７を配管８を介して圧入させ、
補強繊維基材４に混合物７を含浸させる。この時、混合
物７の粘度が高く真空ポンプ等の負圧で圧入が困難な場
合、ギアポンプ等を配管８の何れかの位置に設置し、混
合物７を圧入しても構わない。
トラフルオロエチレン粒子（ＰＴＦＥ粒子）を用いて製
作したＰＴＦＥ多孔質フィルターの場合、空隙率は４０
％〜１０％の範囲が好ましく、更に好ましくは３５％〜
１５％の範囲である。図１に示す装置を用いてポリイミ
ド樹脂を成形するには、まず、一方の金型２（下部金
型）のキャビティ１内に炭素繊維布，ガラス繊維等の補
強繊維基材４を配置した後、他方の金型３（上部金型）
をこれに嵌合させ、キャビティ１内を図示しない真空ポ
ンプ等に接続された真空吸引パイプ５を介して吸引する
ことにより負圧状態にし、キャビティ１内に混合物注入
機６に収容された混合物７を配管８を介して圧入させ、
補強繊維基材４に混合物７を含浸させる。この時、混合
物７の粘度が高く真空ポンプ等の負圧で圧入が困難な場
合、ギアポンプ等を配管８の何れかの位置に設置し、混
合物７を圧入しても構わない。
【００１３】つぎに、キャビティ１内を１６０℃に加熱
し、溶剤であるメタノールを多孔質フィルター１０介し
てキャビティ１外に除去する。ついで、減圧を終了し、
キャビティ１内を２００℃に昇温し、イミド化を行う。
この際、生成する縮合水を多孔質フィルター１０介して
キャビティ１外に除去する。つぎに、キャビティ１内を
３１６℃に加熱しすると共に１４ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を
キャビティ１内に印加する。これにより、末端ナジック
酸の付加反応によって硬化物が生成する。
し、溶剤であるメタノールを多孔質フィルター１０介し
てキャビティ１外に除去する。ついで、減圧を終了し、
キャビティ１内を２００℃に昇温し、イミド化を行う。
この際、生成する縮合水を多孔質フィルター１０介して
キャビティ１外に除去する。つぎに、キャビティ１内を
３１６℃に加熱しすると共に１４ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を
キャビティ１内に印加する。これにより、末端ナジック
酸の付加反応によって硬化物が生成する。
【００１４】図２は、本発明の別の成形装置の概略構成
図を示す。この成形装置においては、上部金型３の底面
に複数の連通孔３ａを設けると共に、この底面に、多孔
質フィルター１０ａを設けることを除いて、図１におけ
ると同じである。
図を示す。この成形装置においては、上部金型３の底面
に複数の連通孔３ａを設けると共に、この底面に、多孔
質フィルター１０ａを設けることを除いて、図１におけ
ると同じである。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＭＲ−１５である混合物を、金型のキャビティ内で加熱
して重合硬化せしめると共に、重合硬化に際して生成す
る水分および前記メタノールを多孔質フィルターを介し
て前記金型のキャビティ外に除去するために、ボイド等
を含まない品質精度の高い成形品を得ることができる。
ＭＲ−１５である混合物を、金型のキャビティ内で加熱
して重合硬化せしめると共に、重合硬化に際して生成す
る水分および前記メタノールを多孔質フィルターを介し
て前記金型のキャビティ外に除去するために、ボイド等
を含まない品質精度の高い成形品を得ることができる。
【００１６】また、金型の一部に交換可能な多孔質フィ
ルターを設けた簡単な構造であるため、設備費も安価で
あり、また熟練者でなくても効率良く成形作業を行うこ
とが可能となる。
ルターを設けた簡単な構造であるため、設備費も安価で
あり、また熟練者でなくても効率良く成形作業を行うこ
とが可能となる。
【図１】本発明の成形方法を実施するための成形装置の
一例の概略構成図である。
一例の概略構成図である。
【図２】本発明の成形方法を実施するための成形装置の
別例の概略構成図である。
別例の概略構成図である。
１ キャビティ ２ 下部金型 ３ 上部金型 ４ 補強繊維基材 ５ 真空吸引パイプ ６ 混合物注入機 ７ 混合物 ８ 配管 ９ シール材 １０，１０ａ 多孔質フィル
ター
ター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 79:08
Claims (5)
- 【請求項１】 ナディックアンハイドライドモノメチル
エステル、4,4'-メチレンジアニリン、3,3',4,4'-ベン
ゾフェノンテトラカルボキシリックアンハイドライドジ
メチルエステル、およびメタノールの混合物を、金型の
キャビティ内で加熱して重合硬化せしめると共に、重合
硬化に際して生成する水分および前記メタノールを多孔
質フィルターを介して前記金型のキャビティ外に除去す
ることからなるポリイミド樹脂の成形方法。 - 【請求項２】 前記混合物が、ナディックアンハイドラ
イドモノメチルエステルの２モル、4,4'-メチレンジア
ニリンのｎ＋１モル、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラ
カルボキシリックアンハイドライドジメチルエステルの
ｎモルからなり、ｎは１〜１５の範囲内である請求項１
記載のポリイミド樹脂の成形方法。 - 【請求項３】 前記多孔質フィルターが、ポリ四フッ化
エチレン、焼結金属、グラファイト、又はセラミックス
からなり、４０ミクロン以下の微細な空隙を有する請求
項１又は２記載のポリイミド樹脂の成形方法。 - 【請求項４】 金型のキャビティ内に、ナディックアン
ハイドライドモノメチルエステル、4,4'-メチレンジア
ニリン、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボキシリ
ックアンハイドライドジメチルエステル、およびメタノ
ールの混合物を配置して加熱下に重合硬化せしめる装置
であって、前記金型の一部に、前記重合硬化に際して生
成する水分および前記メタノールを前記金型のキャビテ
ィ外に除去する多孔質フィルターを設けたポリイミド樹
脂の成形装置。 - 【請求項５】 前記多孔質フィルターが、ポリ四フッ化
エチレン、焼結金属、グラファイト、又はセラミックス
からなり、４０ミクロン以下の微細な空隙を有する請求
項４記載のポリイミド樹脂の成形装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176996A JP3018143B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | ポリイミド樹脂の成形方法及びその装置 |
| EP96306895A EP0792903A1 (en) | 1996-02-28 | 1996-09-23 | Method of molding polyimide resin and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176996A JP3018143B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | ポリイミド樹脂の成形方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235381A JPH09235381A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3018143B2 true JP3018143B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=12617611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176996A Expired - Fee Related JP3018143B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | ポリイミド樹脂の成形方法及びその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0792903A1 (ja) |
| JP (1) | JP3018143B2 (ja) |
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| JP5041271B2 (ja) | 2005-05-31 | 2012-10-03 | 宇部興産株式会社 | 加熱硬化性溶液組成物および未硬化樹脂複合体 |
| US8030437B2 (en) * | 2006-05-12 | 2011-10-04 | General Electric Company | Methods for forming composite articles from tailorable polyimide resin systems using RTM and RI techniques |
| JP4669031B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2011-04-13 | 株式会社セイエイ | 成形装置及び成形方法 |
| FR3029450B1 (fr) * | 2014-12-03 | 2017-11-03 | Pole De Plasturgie De Lest | Dispositif de moulage pour la fabrication de pieces en materiau composite a partir de resine polymere liquide par injection haute pression. |
| FR3029449B1 (fr) * | 2014-12-03 | 2017-10-13 | Pole De Plasturgie De Lest | Dispositif de moulage pour la fabrication de pieces en materiau composite a partir de resine polymere liquide. |
| NL2027614B1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-09-19 | Paperfoam Holding B V | Mold and method for mold forming products |
| DE102024205436A1 (de) * | 2024-06-13 | 2025-12-18 | Faurecia Innenraum Systeme Gmbh | Fertigungswerkzeug und verfahren zum fertigen eines verkleidungselements |
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|---|---|---|---|---|
| FR2086401A2 (en) * | 1967-07-03 | 1971-12-31 | Trw Inc | Polyamide acid-polyimide prepolymers |
| GB1352505A (en) * | 1970-07-10 | 1974-05-08 | British Aircraft Corp Ltd | Moulding of plastics articles |
| FR2242211A1 (en) * | 1973-08-28 | 1975-03-28 | Sicom | Mould for expanded plastic shoe soles - with gas permeable surface zone for discharging gas from blowing agent |
| JP2852973B2 (ja) * | 1990-09-19 | 1999-02-03 | 横浜ゴム株式会社 | ポリイミド樹脂粉末の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP4176996A patent/JP3018143B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-23 EP EP96306895A patent/EP0792903A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09235381A (ja) | 1997-09-09 |
| EP0792903A1 (en) | 1997-09-03 |
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