リムとは何ですか？

反応射出成形サービス ポリウレタンプラスチックから作られています。プロセス技術の進歩により、そのプロセスはさまざまな材料の加工にも拡張されています。同時に、特に自動車産業における RIM 技術の応用分野を広げるために、このプロセスでは繊維強化技術も導入されています。

反応射出成形 (RIM) の概要

反応射出成形 (略して「RIM」) とは、高い化学活性と低い相対分子量を持つ 2 成分材料を混合し、室温および低圧で閉じた金型に射出して重合、架橋を完了させることを指します。そして硬化。反応して製品を形成するプロセス。重合反応と射出成形を組み合わせたこの新しいプロセスは、高い材料混合効率、良好な流動性、柔軟な原料準備、短い生産サイクル、低コストという特徴を備えています。大型厚肉製品の生産に適しており、世界中で高い評価を得ています。各国の注目。

RIMは当初、ポリウレタン素材のみに使用されていました。プロセス技術の進歩により、RIM はさまざまな材料 (エポキシ、ナイロン、ポリウレア、ポリシクロペンタジエンなど) の加工にも適用できます。ゴムおよび金属成形用の RIM プロセスは、現在の研究の注目のスポットです。

RIMの適用分野を広げ、RIM製品の剛性・強度を向上させ、構造製品化するために、RIM技術はさらに発展し、特殊な成形に特化した反応射出成形（RRIM）が開発されました。強化製品と構造部品成形のための特殊な構造反応射出成形 (SRIM) 技術。

RRIM および SRIM 成形プロセスの原理は RIM と同じですが、主に繊維強化複合製品の製造方法が異なります。現在、代表的な RIM 製品には、自動車のバンパー、フェンダー、ボディパネル、トラックボックス、トラックミドルドア、リアドア部品などの大型製品が含まれます。SMC製品に比べて製品品質が良く、生産スピードが速く、二次加工の量も少なくて済みます。

RIM成形工程

1. プロセス

RIM プロセスは次のとおりです。モノマーまたはプレポリマーは、液体状態で定量ポンプを介して一定の割合でミキシングヘッドに流入し、混合されます。混合物は金型に射出された後、金型内で急速に反応し、架橋して固化し、脱型後に RIM 製品となります。このプロセスは、保管→計量→混合→充填→硬化→排出→後処理として簡略化できます。

2. プロセス制御

(1) 保管。RIM プロセスで使用される 2 成分原液は、通常、2 つのリザーバーに特定の温度で保管されます。リザーバーは通常、圧力容器です。原液が形成されていないときは、通常、原液は 0.2 ～ 0.3 MPa の低圧でリザーバー、熱交換器、ミキシングヘッド内を連続的に循環します。ポリウレタンの場合、原液温度は一般的に20～40℃、温度管理精度は±1℃です。

(2) 測定。2 成分原液の計量は、通常、ポンプ、バルブ、付属品 (液体材料を制御する配管システムと分配シリンダーの動作を制御する油回路システム) で構成される油圧システムによって完了します。射出時には高低圧変換装置を介して射出に必要な圧力に変換されます。原液は油圧式定量ポンプで計測・出力されますが、計測精度は±1.5%以上が要求され、±1%以内に管理するのがベストです。

（３）混合する。RIM製品の成形において、製品の品質はミキシングヘッドの混合品質に大きく左右され、生産能力はミキシングヘッドの混合品質に完全に依存します。一般的に使用される圧力は10.34～20.68MPaであり、この圧力範囲内でより良好な混合効果が得られます。

(4) 金型に充填します。反応注入材料充填の特徴は、材料の流速が非常に速いことです。このため、原液の粘度は高すぎないことが要求され、例えば金型に充填する際のポリウレタン混合物の粘度は0.1Pa・s程度である。

材料系や金型が決まるとき。重要なプロセスパラメータは 2 つだけ、つまり充填時間と原料温度です。ポリウレタン材料の初期温度は 90℃を超えてはならず、キャビティ内の平均流速は通常 0.5m/s を超えてはなりません。

(5) 硬化。ポリウレタン二液混合物は金型キャビティ内に射出された後の反応性が高く、短時間で硬化・硬化することができます。しかし、プラスチックの熱伝導率が低いため、多量の反応熱が時間内に放散されず、成形体の内部温度が表面温度よりもはるかに高くなり、成形体の硬化が進行してしまいます。内側から外側へ。キャビティ内の温度が高くなりすぎないように（樹脂の熱分解温度以下）、金型の熱交換機能を最大限に活用して放熱する必要があります。

反応射出成形金型の硬化時間は、主に成形材料の配合と製品のサイズによって決まります。また、反応射出成形品は金型から取り出した後に熱処理する必要があります。熱処理には硬化を補助する役割と、塗装後に焼成して製品表面に強固な保護膜や装飾膜を形成する役割があります。

さまざまなRIM技術

1. ポリウレタンRIM

ポリウレタンRIMに使用される原料は、汎用のポリウレタン原料とは異なり、液状原料は低粘度、良好な流動性、高い反応性が要求され、原料をA（ポリオール）とA（ポリオール）の2成分に配合する必要があります。 B（ジイソシアネート）。

工程としては、原料のA成分とB成分を射出機の原料タンクに入れ、N2雰囲気下で一定の温度で適切な粘度（1Pa・s以下）と反応性を持たせて保持します。定量ポンプは、2 成分原料を一定の比率に従ってミキサーに押し込み、密閉された金型に注入します。混合物は型内で急速に重合し、固化します。このプロセスでは、原料をキャビティに充填するのに 1 ～ 4 秒しかかかりません。完全な生産サイクルは 30 ～ 120 秒です。

2. ポリウレタンRRIM

ポリウレタン RRIM プロセスで使用される 2 つの成分は、ポリオールとイソシアネートです。ポリオールはポリエーテルタイプで、相対分子量は 1 ～ 800 ～ 2 ～ 400、官能価は 2 ～ 3 です。イソシアネートは一般に、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、またはポリイソシアネートとその異性体の混合物である。度数は2～7です。RRIM 強化材には主に 2 つのタイプがあります。それは、チョップト強化繊維とミルド強化繊維です。繊維の長さは通常 1.5 ～ 3.0 mm で、この長さは補強効果を確実にするだけでなく、射出システムの通過を容易にすることができます。繊維長の分散が大きいほど補強効果は悪くなります。RRIM 製品中の強化繊維の含有量 (質量分率) は、通常 20% 未満です。特別な要件を持つ高強度製品の場合、強化繊維の含有量は 50% に達する場合があります。

3. エポキシRIM

エポキシRIM製品は、引張強さ、曲げ弾性率が高く、線膨張係数が低く、耐薬品性、耐熱性に優れています（ポリウレタン、ナイロンと比較）。エポキシ樹脂の衝撃強度を向上させるために、イソシアネート基を有し相対分子量 4,000 のポリエチレングリコール プレポリマーを原料に添加することができます。

また、機械的特性をさらに向上させるために、各種繊維、ウィスカー粉末、フレーク粉末、マイクロビーズ、長繊維などの各種強化材を添加してRRIM製品とすることも可能です。これらは自動車業界で非常に役立ちます。競争力。

4.ナイロン6リム

ナイロン 6 RIM の原料には、ポリエーテルポリオールと、触媒からなるプレポリマー（A 成分）とカプロラクタム（B 成分）が含まれます。処理中は、まずカプロラクタムを原料タンクに加え、温度を74〜85℃に制御し、次に触媒を加え、容器を閉じ、激しく撹拌して触媒をカプロラクタムに溶解し、混合物をN2下で15分間脱気します。

次に、カプロラクタムとプレポリマーを74～85℃の混合温度で混合し、よく撹拌して脱気します。次に、圧力の作用下で、2 つの液体成分がミキサーを通って金型に入り、固化して成形されます。プレポリマーとカプロラクタムがブロック共重合反応するため、柔軟性と衝撃強度に優れた製品が得られます。

材質を強化したナイロン6 RRIM製品は、剛性が高く、線膨張係数が低くなります。ナイロン 6 RIM および RRIM 製品は、フェンダー、ドアパネル、エンジンフード、クラッシュカバーなど、主に自動車業界で広く使用されています。

5. ジシクロペンタジエン (DCPD) RIM

DCPD RIM の原材料には、主に DCPD、触媒、活性剤、安定剤、調整剤、充填剤、酸化防止剤、エラストマー、発泡剤、難燃剤、核剤が含まれます。

DCPD RIM システムでは、さまざまな原材料が一般に配合要件に従って 2 つの成分 A と B に分割されます。A 成分には、DCPD、触媒、安定剤、その他の添加剤が含まれます。B コンポーネントには、DCPD、活性化剤、調整剤、およびその他の補助剤が含まれます。

処理中、正確に計量された成分 A と B がミキシングヘッド内で均一に混合され、密閉された金型に射出されます。金型内で急速な重合反応が起こり、固化して成形されます。金型がいっぱいになる前に、重合反応時間調整器が化学反応を制御することに注意することが重要です。金型充填後は重合が完了し、約10秒で成形が完了します。通常、製品は後硬化プロセスを行う必要はありません。

6. ポリウレアRIM

ポリ尿素 RIM は、成形中にアミノ末端ポリエーテル、アミン鎖延長剤、およびイソシアネート末端プレポリマー (MDI) の反応によって作られる内部離型剤を含む自己離型材料システムを使用します。ポリ尿素。

このプロセスには多くの優れた特徴があります。アミン基とイソシアネート基の反応性が高いため、触媒が不要です。反応材料が金型キャビティに注入されるとき、粘度が高く、金型に充填されると渦電流が減少するため、導入される空気が少なくなり、製品が無駄になります。率は低いです。材料は型に入れてから 1 ～ 2 秒以内にゲル化し、型内に留まらせる必要があるのは 20 秒だけです。離型中に材料がキャビティに付着せず、内部離型剤システムの選択の制限が少なくなります。ポリを調製するために強化ガラス繊維を添加する。尿素RRIM製品の場合、アミンとイソシアネートの間の反応には影響を与えない。

ポリ尿素形成の全反応プロセスは触媒を必要としないため、製品中に触媒が残留せず、そのためポリ尿素RIM製品は高温で劣化せず、製品の安定性が良好です。

7. 可変繊維反応射出成形（VFRIM）

MM/RIM テクノロジーは、まず金型キャビティ内にファイバーを配置し、次に液体樹脂を注入します。このプロセスの欠点は、事前に作製した繊維マットが必要なため、プロセスが複雑になり、コストが高くなるということです。さらに、繊維フェルトを手作業で敷く必要があるため、労働力が大幅に増加します。これに基づいて、可変繊維反応射出成形（可変繊維＊＊＊＊アクション反応＊＊＊＊ｃｃｔｉｏｎ成形、ＶＦＲＩＭ）が誕生した。

この技術は、1990 年代にドイツのクラウスマッフェイ社とイタリアのキャノンテクノス社によって開発されました。その重要な特徴は、まず繊維ロービングをシュレッダーに送って分散した短繊維に切断し、次にその短繊維をL字型ミキシングヘッドに送って樹脂と混合し、最後に混合物を金型に注入することです。硬化および成形用。

現在、VFRIM技術を使用して生産されている製品には、自動車のドアパネル、クッショントレイ、バンパー、サンバイザー、ラゲッジトレイ、軽トラックのボックスパネルなどがあります。VFRIM テクノロジーで製造された低密度製品の性能は、従来の RIM 製品と同等です。RIM 製品と比較して、VFRIM テクノロジーを使用して製造された高密度製品はより優れたパフォーマンスを示します。