CN111556802A - 热塑性树脂片材的加热装置及热塑性树脂成型体的制造方法 - Google Patents

热塑性树脂片材的加热装置及热塑性树脂成型体的制造方法 Download PDF

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Abstract

加热装置，其特征在于，其为用于加热由热塑性树脂形成的热塑性树脂片材的加热装置，并且为前述加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，前述加热装置的加热壁具有升降功能，通过前述热塑性树脂片材与加热壁接触从而将前述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂的熔点以上。本发明提供在预热、加热至规定的温度并进行处理时，能够高速加热并且温度偏差小的加热装置，及使用该加热装置，制造高品质的热塑性纤维增强成型体的方法。

Description

热塑性树脂片材的加热装置及热塑性树脂成型体的制造方法
技术领域
本发明涉及热塑性树脂片材的加热装置及使用加热装置的热塑性树脂成型体的制造方法。更详细而言，涉及用于将经纤维增强的热塑性树脂制片预热至规定的温度进行加热处理时、精度良好且均匀地加热的装置，及用于进行冲压成型而得到成型体的制造方法。
背景技术
广泛知晓下述技术：使用由不连续的增强纤维(例如，碳纤维)的束状集合体(以下，有时称为纤维束)和基体树脂形成的成型材料，利用加热、加压成型，制造期望形状的成型品。
为了使用由增强纤维和基体树脂形成的热塑性纤维增强复合材料进行冲压成型，需要将热塑性树脂板预热·加热至规定的温度而使其软化·熔融，作为用于实施前述加热处理的加热装置，作为间接加热方式之一的暖风加热方式比较容易进行温度调节，且加热炉外的外部气温的影响也小，温度的控制精度也高。然而，在该方式中，具有加热时间变长的缺点，因此，广泛使用将红外线、远红外线区域的电磁波照射·加热到热塑性树脂片材的辐射加热方式。冲压成型中使用的加热炉使用照射红外线、远红外线区域的电磁波的辐射式加热炉，但近红外线式加热器存在在高温下热流速大而塑料类的吸收效率低的倾向。另一方面，远红外线加热器与近红外线加热器相比存在在低温下热流速小但塑料类的吸收效率高的倾向，将远红外线加热器(以下称为IR加热器)用作加热炉用的加热器的情况较多。
使用IR加热器的加热炉通常在上下配置加热器，将加热器分为多个区段来进行控制，从而实现均匀加热。该方式具有加热炉廉价且加热效率良好，维护性优异等长处，但另一方面，具有被加热物的温度偏差变大的缺点。
热塑性树脂片材的预热根据壁厚而不同，通常需要数分钟，预热时间占据成型周期的大半。进而，在热塑性树脂片材的加热中产生偏差时，有时需要使最低温度部分升温至树脂的熔点以上，由于预热时间增加导致的成型性降低、由于片的过度加热导致的物性降低成为外观不良的原因，谋求对热塑性树脂片材的加热方法的改良。
作为改良方法之一，为了提高冲压成型的成型性，使用由传送带连续地自动搬送热塑性树脂片材的连续式预热炉。然而，对于连续加热方式的预热炉而言，其构造使得难以完全地进行热塑性树脂片材的入口与出口的密封，而且，由于外部气氛的影响而难以对热塑性树脂片材进行均匀加热。
出于对热塑性树脂片材进行均匀加热的目的，将加热炉内划分为多个区域、改变加热器设定温度而实现最优化，但受到来自相邻的加热器的辐射、预热炉壁的辐射、基材端部的表面积差等复杂的影响，难以对大型的热塑性树脂片材整体进行均匀加热，因此谋求改良。
专利文献1中提出了：在由多个加热器形成的连续式加热炉的出口附近设置温度传感器来测定基材的温度，并且调整加热器输出来控制热塑性树脂片材的温度的方法。本方法中，可以实现传感器测定位置的温度控制，但对于片整体的均匀加热没有任何记载。
现有专利文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60－79916号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的课题在于，提供：预热、加热至规定的温度来进行处理时，可实现高速加热且温度偏差少的加热装置，及使用该加热装置，制造高品质的热塑性树脂成型体的方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述课题，本发明具有以下的构成。
(1)加热装置，其特征在于，其为用于加热由热塑性树脂形成的热塑性树脂片材的加热装置，并且为前述加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，所述加热装置的加热壁具有升降功能，通过前述热塑性树脂片材与加热壁接触从而将前述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂的熔点以上。
(2)根据(1)记载的加热装置，其中，其至少具有选择性地加热温度低的部位的自感应功能[A]。
(3)根据(1)或(2)记载的加热装置，其中，作为热介质使用有机化合物。
(4)根据(1)或(2)记载的加热装置，其中，作为热介质使用无机物。
(5)热塑性树脂成型体的制造方法，其特征在于，利用(1)～(4)中任一项记载的加热装置将由热塑性树脂形成的热塑性树脂片材加热至前述热塑性树脂的熔点以上而熔融，然后实施冲压成型，所述冲压成型中，将所述热塑性树脂片材设置于包括上模和下模的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化而得到热塑性树脂成型体，前述加热装置为装置壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，加热壁具有升降功能，通过前述热塑性树脂片材与加热壁接触，从而将前述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂片材的熔点以上。
(6)根据(5)记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将2张以上的前述热塑性树脂片材同时使用前述加热装置进行熔融加热。
(7)根据(6)记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，前述加热装置至少具有选择性地加热温度低的部位的自感应功能[A]。
(8)根据(5)～(7)中任一项记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，通过前述加热炉将热容量不同的前述热塑性树脂片材以不重叠的方式排列并进行熔融加热。
(9)根据(5)～(7)中任一项记载的前述热塑性树脂成型体的制造方法，其中，通过前述加热炉将热容量不同的前述热塑性树脂片材重叠并进行熔融加热。
(10)根据(5)～(9)中任一项记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将热容量不同的前述热塑性树脂片材熔融加热后，实施冲压成型，所述冲压成型中，将前述热塑性树脂片材重叠设置在包括上模和下模的具有肋形状的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化从而得到具有肋形状的热塑性树脂成型体。
(11)根据(5)～(9)中任一项记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将热容量不同的前述热塑性树脂片材熔融加热后，实施冲压成型，所述冲压成型中，将前述热塑性树脂片材重叠地设置在包括上模和下模的具有凸台形状的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化从而得到具有凸台形状的热塑性树脂成型体。
(12)根据(5)～(11)中任一项记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，前述热塑性树脂片材为包含热塑性树脂和增强纤维的纤维增强热塑性树脂。
(13)根据(12)记载的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，前述热塑性树脂片材中所含的增强纤维包含碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维中的至少1种。
发明效果
根据本发明的热塑性树脂片材的加热装置，加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热，所述加热装置的加热壁具有升降功能，通过前述热塑性树脂片材与加热壁接触从而将前述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂的熔点以上，因此，在对前述热塑性树脂性片进行加热时，温度偏差小，可以高速加热。
此外，由于使用上述加热装置来加热热塑性树脂片材，因此，即便为体积不同的热塑性树脂片材，也能实现对2张以上的热塑性树脂片材同时均匀地进行加热，能够制造具有肋、凸台形状等复杂的三维形状的成型体。
附图说明
图1为示出本发明所述的加热装置的整体构成图。
图2为示出图1的A－A’截面的加热装置的截面图。
图3为示出图1的B－B’截面的加热装置的截面图。
图4为示出图1的C－C’截面的加热装置的截面图。
图5为示出温度测定用材料的示意图。
图6为示出成型用材料的示意图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行说明。需要说明的是，本发明并不限于该附图的方式。首先，对于加热装置进行说明。
图1为示出本发明的实施例的片材的加热装置的概要的整体构成图，图2为加热装置的示意性的侧面截面图。在这些图中，101为加热装置，102为加热装置机箱，103为操作、控制板，104为门部，105为基材导出导入部，106为滑动部，107为加热上壁升降用气缸，201为上部套箱，202为下部套箱，203为热介质，204为饱和蒸气，205为热介质加热用加热器，206为温度传感器，207为加热上壁面，208为加热下壁面，209为加热室，201为保温箱，211为热塑性树脂片材(基材)。
前述加热装置101包含收纳热介质的上下2个套箱201和202，上部套箱具有沿上下升降的功能，加热壁面成为能够与基材接触的结构。套箱的形状与待加热的热塑性树脂片材的形状·大小相匹配，可对应于各种各样的形状。套箱201也可以以在上下方向以外的方向上工作的方式构成。
前述加热装置101的特征在于，其为加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置(热介质气相加热方式的加热装置)，并且为加热上壁、加热下壁通过使前述热塑性树脂片材与加热壁接触从而将前述热塑性树脂片材加热到热塑性树脂的熔点以上的加热装置。利用热介质气相加热方式的加热装置属于压力容器，具备作为压力容器(套箱(jacket))的安全装置。通过检测套箱的内部压力并使微动开关在工作温度区域工作的压力检测式安全装置来将套箱内部热介质的饱和蒸气的压力保持为恒定，由此，套箱内的温度变得恒定。
前述加热装置101形成箱状，在正面侧具有开口部。在开口部设置门部104，且具有滑动机构，通过使其滑动从而进行开关，可平顺地进行热塑性片材的取出。滑动部106具备2对固定导轨及可动导轨。2对固定导轨以及可动导轨形成板状，安装于门部的下部，固定导轨也制成板状、安装于加热装置机箱。可动导轨内嵌于固定导轨，以在前后方向上可滑动的方式被固定导轨支持。
此外，可在门部设置基材导出导入部105，使基材载置于基材导出导入部105从而可将其平顺地设置在加热室209内。
在加热室209的上下设置有上部套箱201和下部套箱202，在上部套箱201和下部套箱202内收纳有热介质气相加热方式中所使用的热介质203。在上部套箱201和下部套箱202内部设置有热介质加热用加热器205，利用热介质加热用加热器205将热介质203加热，使其气化而形成为饱和蒸气204。
热介质气相加热方式是指使用热介质203的饱和蒸气204的加热方式，通过利用热介质加热用加热器205将热介质加热，从而使热介质气化，通过将上部套箱201和下部套箱202内的温度保持为恒定，从而可使加热壁207、208的温度均匀。
热介质加热用加热器205中可使用电加热器等。利用热介质加热用加热器205将热介质203加热，用温度传感器测定热介质的气相部的温度，重复加热器ON/OFF(开/关)从而进行温度控制，从而保持为使得上部套箱201和下部套箱202内部成为饱和蒸气压的温度。
作为本发明的加热装置101中使用的前述热介质气相加热加热器的热介质203，能够与使用温度区域相应地使用有机化合物或无机物。
作为有机化合物的一个例子，可列举出多元醇类(甘油、聚乙二醇等)、酚类及酚醚类(苯甲醚、二苯基醚、酚类等)、聚苯类(三联苯等)、氯化苯及聚苯(邻二氯苯、多氯聚苯(polychloropolyphenyl)、Kanechlor(日文：カネクロール)等)、硅酸酯类(四烯丙基硅酸盐(Tetraallyl silicate)等)、分馏焦油及石油类(萘衍生物、矿物油等)，等等。
作为无机物，具有熔盐和熔融金属(合金)，作为熔盐的一个例子，有硝酸盐系、碳酸盐系、氯化物系，作为熔融金属的一个例子，有Hg、Na、Na-K(合金)、Pb、Pb-Bi(共熔混合物)等。
此外，在本发明的加热装置101中所采用的接触式的热介质气相加热方式中，使试验体接触利用热介质饱和蒸气而被间接加热的壁面来进行加热，因此，能够进行在试验体的温度低的部分发生饱和蒸气204的冷凝、选择性地将能量供给到需要能量的部分的、所谓自感应功能[A]的加热。
即，加热装置101为热介质加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，且在将热塑性树脂片材211加热时，能够利用自感应功能将片材加热到目标温度，而不会使热塑性树脂片材211过度加热至设定温度以上。
对于上下套箱201和202的周围而言，除加热壁面以外，为了提高温度均匀性以及减少能量损失，用使用保温材的保温箱210包围。
前述加热装置101的上部套箱201通过加热上壁升降用气缸107而能在上下方向上升降，能够使加热上壁面207接触基材。由于能够在上下方向上自由地升降，因此无论何种基材厚度均可对应。需要说明的是，气缸107也可以安装于套箱的两侧。
接着，作为本发明所述的热塑性树脂片材211，可以将热塑性树脂作为基体树脂并含有增强纤维。
作为增强纤维，纤维种类没有特别限定，优选为选自由碳纤维、芳族聚酰胺纤维及玻璃纤维组成的组中的至少1种。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。其中，碳纤维能够提供轻量且强度优异的复合材料，因此，特别适宜。作为碳纤维，可以为PAN系、沥青系中的任一者，其平均纤维直径优选为3～12μm，更优选为6～9μm。
使用增强纤维时，出于提高制成增强纤维复合材料时与基体树脂的粘接性等目的而优选进行表面处理。作为表面处理的方法，存在电解处理、臭氧处理、紫外线处理等。此外，出于防止增强纤维的起毛、或提高增强纤维股线的收束性、或提高与基体树脂的粘接性等目的，也可赋予上浆剂。作为上浆剂，没有特别限定，可使用具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物，它们可以使用1种或并用2种以上。
此外，作为上浆剂的固体成分附着量，为0.01wt％以上，更优选为0.1wt％以上，特别优选为0.15wt％以上，优选为小于4wt％，进而优选为小于3wt％，特别优选为小于2wt％。上浆剂的附着量小于0.01wt％的情况下，制作复合材料时，具有基体与碳纤维的表面粘接性降低的倾向，复合材料的力学特性也容易降低。另一方面，上浆剂的附着量超过4wt％时，反而具有对基体与碳纤维的粘接性产生不良影响的倾向。
此外，作为增强纤维的形态，纤维形态没有特别限定，连续纤维是优选的，或者也可以是短切加工而得的不连续纤维。它们可以单独使用，也可以并用2种以上。
在连续纤维的情况下，以增强纤维的方向为一个方向、准各向同性或0°/90°交替层叠、无规层叠等任意的层叠构成的方式层叠而制成层叠体。作为构成该层叠体的预浸料坯，可以仅使用无切口的预浸料坯，也可以仅使用具有切口的预浸料坯，或也可以使用无切口的预浸料坯和有切口的预浸料坯这两者。从此时处理的难易度出发，也可通过超声波熔接机边对形成相邻层的预浸料坯进行点焊边进行层叠而制成层叠体。
对于可在本发明的热塑性树脂成型体的制造方法中使用的层叠体而言，从减少压制时流动的各项异性的观点考虑，以增强纤维的方向成为准各向同性的方式层叠多个预浸料坯是优选的。层叠构成优选由对0°/45°/90°/－45°这4层的n次重复进行对称层叠而成的构成(〔0°/45°/90°/－45°〕ns)、对0°/60°/－60°这3层的n次重复进行对称层叠的构成([0°/60°/－60°]ns)表示的准各向同性(n表示1以上的整数，s表示为对称层叠构成)。通过形成准各向同性，从而能够抑制层叠体的翘曲。此外，在进行成型而制成用作结构材料的纤维增强复合体的情况下，需要耐受来自多个方向的负载。从力学物性的观点出发，为了使纤维增强复合体耐受通常的使用，优选层叠为准各向同性。
在短切纤维的情况下，优选短切纤维在面内2维无规地取向。通过2维无规地取向，从而能够得到在成型时物性的各项异性小、成型翘曲的偏差小的成型体。
短切纤维的重均纤维长度优选为5mm以上，更优选为6mm以上，特别优选为10mm以上，优选为100mm以下，更优选为50mm以下，进一步优选为25mm以下。碳纤维的重均纤维长度小于5mm时，制成纤维增强树脂成型材料时的力学特性降低。另一方面，碳纤维的重均纤维长度超过100mm时，成型性降低。
作为构成热塑性树脂片材的树脂成分，需要使用热塑性树脂。热塑性树脂能够在不伴随化学反应的情况下发生冷却固化而得到规定的形状，因此能在短时间内成型，生产率优异。进而，通常使用与热固性树脂相比韧性值高的热塑性树脂，从而可提高强度、特别是冲击性。作为具备这样的特性的适于本发明的热塑性树脂，例如，可以为下述树脂：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂、液晶聚酯树脂等聚酯、聚乙烯(PE)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚丁烯树脂等聚烯烃、苯乙烯系树脂，除此以外，还可以为聚甲醛(POM)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、聚氯乙烯(PVC)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚苯醚(PPE)树脂、改性PPE树脂、聚酰亚胺(PI)树脂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂、聚醚酰亚胺(PEI)树脂、聚砜(PSU)树脂、改性PSU树脂、聚醚砜树脂、聚酮(PK)树脂、聚醚酮(PEK)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚醚酮酮(PEKK)树脂、聚芳酯(PAR)树脂、聚醚腈(PEN)树脂、酚系树脂、苯氧基树脂、聚四氟乙烯树脂等氟系树脂、以及聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丁二烯系树脂、聚异戊二烯系树脂、氟系树脂等热塑性弹性体等、它们的共聚物、改性体、及2种以上经共混而成的树脂等。特别是从耐热性、耐化学试剂性的观点出发，更优选的是使用PPS树脂，从成型体外观、尺寸稳定性的观点出发更优选使用聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂，从成型体的强度、耐冲击性的观点出发，更优选使用聚酰胺树脂。此外，作为热塑性树脂使用聚酰胺的情况下，进而优选在聚酰胺中配合无机系的抗氧化剂。
通过在热塑性树脂中添加无机系的抗氧化剂从而提高耐热性，由此，能够防止成型时的基材加热时产生的树脂的氧化劣化，更进一步提高成型体的表面外观、成型体强度。
作为配合量，相对于100重量份聚酰胺，优选配合0.01～1重量份的无机系的抗氧化剂。比0.01重量份少时，难以得到耐热性提高的效果，比1重量份多时，无助于显著的改善。
作为无机系的抗氧化剂，可例示出由卤化铜或者其衍生物构成的抗氧化剂，特别是通过相对于聚酰胺使用碘化铜，从而可发挥耐热性提高的效果。
将基体树脂含浸到增强纤维中的方法没有特别限定，若例示含浸上述热塑性树脂的方法时，则可使用含浸压制机来实施作为基体树脂的热塑性树脂向增强纤维的含浸。作为压制机，若为可实现对于基体树脂的含浸而言必要的温度、压力的压制机，则没有特别限制，可使用具有可上下移动的平面状压盘的通常的压制机、具有1对环形钢带移动的机构的所谓双履带压制机。在该含浸工序中，可将基体树脂制成膜、无纺布或者织物等片状后与不连续纤维垫层叠，在该状态下使用上述压制机等将基体树脂熔融·含浸，或者也可以将粒子状的基体树脂散布到增强纤维上而制成层叠体，或也可以在散布短切纤维的同时将粒子状的基体树脂进行散布而混合到垫内部。
作为增强纤维在纤维增强树脂成型材料中所占的含量，优选整体体积的20～70体积％。增强纤维的含量降低时，存在纤维增强树脂成型材料的力学特性也降低的倾向。另一方面，增强纤维的含量过多时，虽然容易提高纤维增强树脂成型材料的力学特性，但存在成型性降低的倾向。作为增强纤维在纤维增强树脂成型材料中所占的含量范围，更优选为25～50体积％。
接着，对于使用前述加热装置101的热塑性树脂成型体的制造方法进行说明。首先，预先将前述加热装置101内的热介质203加热，将加热室209升温。在升温后的前述加热装置101加热下壁面208上投入热塑性树脂片材211，使上部套箱201下降，使加热上壁面207与加热下壁面208接触热塑性树脂片材211，通过导热从而加热至热塑性树脂片材211的熔点以上使其熔融。
在将前述热塑性树脂片材211投入到加热室209时，可以直接载置于加热下壁面208，考虑到将加热后的熔融树脂片材从加热装置101取出时的脱模性、取出的难易度，也可以设置基材导出导入部105并将热塑性树脂片材211载置于其上来投入。基材导出导入部105中使用的原材料没有特别限定，可以选择金属片材、树脂片材等在加热温度区域不发生变形、熔融的原材料。作为金属片材，也可以使用平板、金属丝网、冲孔金属、被压花加工那样地加工了的金属片材。使用基材导入部105时，与前述热塑性树脂片材的接触面积越大，则温度偏差越小，可实现高速升温，接触面积越小，则脱模性越好。可考虑成型周期、温度精度等的平衡来自由地选择。
在前述热塑性树脂成型体的制造方法中，用前述加热装置101将前述热塑性树脂片材211加热至热塑性树脂的熔点以上时，也可将1张或2张以上的前述热塑性树脂片材211同时熔融加热。将2张以上前述热塑性树脂片材211同时加热的情况下，片材的容积、比热可以相同，也可以不同。在通常的加热装置中，当对2张以上同时地加热的情况下，所投入的热塑性树脂片材的容积、比热不同时，则将在各个片材间产生温度差。若在热塑性树脂片材间产生温度差，则需要使温度低的热塑性树脂片材的最低温度部分升温至树脂的熔点以上，在高温部分预热时间将增加、成为由于过度加热导致物性降低、外观不良的原因，但在本发明的前述热介质气相加热方式加热装置101中，利用自感应功能[A]，可选择性地使低温部位升温，能够在不致过度的情况下进行加热，因此即便将2张以上不同容积、比热、热容量的热塑性树脂片材同时加热，也能够实现没有温度差的加热，能够成型出不存在因过度加热导致的物性降低、外观不良的热塑性树脂成型体。
此外，将2张以上前述热塑性树脂片材211同时用前述加热装置101进行加热时，可以以热塑性树脂片材211不重叠地方式排列并进行加热，或也可以重叠来进行加热。在重叠并进行加热的情况下，可以热塑性树脂片材211的一部分重叠，也可以整面重叠。在通常的加热装置中，在仅将热塑性树脂片材的一部分重叠并进行加热的情况下，在热塑性树脂片材重叠的部分升温变慢，产生重叠的部位与未重叠的部位的温度差，在未重叠的部位将过度加热，成为物性降低、外观不良的原因。在本发明的前述热介质气相加热方式加热装置101中，由于热介质气相加热方式独特的自感应功能，即便在仅一部分重叠并进行加热的情况下，也可均匀地加热。此外，即便容积、比热不同的基材，也能够预先层叠来进行加热，因此，加热后，将基材向模具填充时，可省略层叠工序，可防止加热后的基材的温度降低、缩短循环周期。
将利用前述加热装置101加热至熔点以上的熔融热塑性树脂片材211从前述加热装置101取出后，通过实施冲压成型，从而能够得到热塑性树脂成型体，所述冲压成型中，将所述热塑性树脂片材211设置于包括上模和下模的成型模，合模后，进行加压并冷却固化而得到热塑性树脂成型体。
进行冲压成型时，对于成型模的模具温度，将热塑性树脂片材211的热塑性树脂的固化温度设为Tc时，优选为Tc－10℃以下～25℃以上。考虑成型性时，模具温度越高越好，考虑成型体翘曲量等成型体稳定性时，模具温度越低越好。
此外，进行冲压成型时，从设备、基材流动的观点出发，加压力为0.1MPa以上、优选为0.5MPa以上、进一步优选为1MPa以上，且为40MPa以下、优选为20MPa以下、进一步优选为10MPa以下。小于0.1MPa时，不能充分地对热塑性树脂片材211施加压力，存在产生填充不足(short shot)、或出现气泡、或表面品质变差、或物性呈现率变差等不良的可能性。大于40MPa时，存在需要大型压制设备、高强度的模具的可能性，在热塑性树脂片材中含有增强纤维的情况下，存在增强纤维折断、物性呈现率变差的可能性。
此外，作为前述记载的成型模的形状，可以为平板，也可以为具有复杂形状的三维形状。特别是在具有肋、凸台的形状的成型中，能够最大限度地发挥本发明的加热装置的特征。在前述加热装置101中，相对于整面成型用的热塑性树脂片材而言，另行将与肋、凸台形状部分相应的容积的热塑性树脂片材层叠于前述热塑性树脂片材上，在保持该状态的情况下对2张以上不同容积、比热、热容量的热塑性树脂片材同时加热，即便如此，也能够利用自感应功能[A]选择性地使低温部位升温，并且能够不过度地加热，因此能够实现没有温度差的加热，能够将层叠的加热基材保持原样地设置在成型模具上，因此能够容易地成型为肋、凸台形状，进而在前述加热装置101中能够防止由于过度加热导致的物性降低、外观不良。此外，能够削减设置在成型模中时的层叠工序，因此，能够缩短成型周期，能够期待低成本化，并且能够防止由于设置在成型模中之前热塑性树脂片材被冷却而发生的成型不良。根据本发明的方法，通过使用前述加热装置，在上述条件下对热塑性树脂片材进行成型，从而能够得到物性、表面外观也极其良好的、具有高肋形状等那样的三维复杂形状的热塑性树脂成型体。
实施例
接着，对本发明的实施例、比较例进行说明。需要说明的是，本发明并不限于本实施例、比较例。
(1)使用原料
纤维[F]：使用纤维直径为7.2μm，拉伸弹性模量为240GPa，单丝数为50,000根的连续碳纤维束(ZOLTEK公司制，“PX35(注册商标)”)。
基体树脂[M]：使用聚酰胺树脂(Toray Industries,Inc.制，“Amilan(注册商标)CM1001”)。
(2)基材的制备
将纤维[F]连续地插入到切割刃相对于纤维束的长度方向倾斜15°角的旋转切割机来切断纤维束，得到纤维长度12.7mm、宽度1mm、厚度0.1mm、纤维数1000根的短切纤维束[A]。
接着上述切断工序，通过将短切纤维束[A]以均匀分散的方式进行散布，从而得到纤维取向为各向同性的无规垫。所得到的不连续纤维垫的单位面积重量为1270g/m2。
使用压制机在280℃、3Mpa的条件下进行5分钟加压，使基体树脂[M]含浸于所得不连续纤维垫，进行冷却，从而得到纤维增强热塑性树脂复合材料的基材。
(3)Vf(纤维增强树脂成型材料中的碳纤维的含有率)
从冲压成型基材切取约2g的样品，测定其质量。之后，将样品在加热至500℃的电炉中进行1小时加热，烧掉基体树脂等有机物。冷却至室温，之后测定剩余的碳纤维的质量。测定碳纤维的质量相对于烧掉基体树脂等有机物之前的样品的质量的比率，算出碳纤维的含有率(％)。本次使用的样品的体积含有率为35vol％(体积％)。
(4)使用的加热装置
使用下述这3种：基于远红外线加热器方式的加热装置(IR)；及热介质气相加热方式且上部套箱不具有升降功能、仅通过辐射导热进行加热的气相加热装置(气相加热1)；热介质气相加热方式且上部套箱具有升降功能、能从上部和下部进行接触加热的气相加热装置(气相加热2)。
(5)加热后的基材的温度测定方法
使用180mm×180mm×2mmt(材料a)及180mm×120mm×2mm(材料b)这2种基材。将基材表面背面均等分割为60mm×60mm的区域，在其各个中心设置热电偶，将由此得到的物体(图4)并列或重叠，将该基材投入到升温至加热器温度为320℃的IR加热装置及升温至290℃的气相加热1及气相加热2中，测量基材的表层温度和内层温度。对基材整体达到280℃时的整体的温度偏差、以及达到280℃所需时间进行评价。
(6)基体的劣化评价
用相对粘度(以下称为ηr)评价由加热导致的尼龙6的热解劣化。若尼龙6发生热分解，则分子量降低，相对粘度降低，因此，取得加热前的ηr与加热后的ηr之比，以ηr保持率来进行评价
ηr保持率(％)＝加热后ηr/加热前ηr×100
对于加热后的ηr测定用样品，用水将温度测定完成后的基材骤冷并使其固化之后，在壁厚方向上分割为3份，切取表层部及中心部的分析用样品。将所切取的分析用样品真空干燥之后，使其溶解于98％硫酸中，然后，过滤去除碳纤维。用奥斯特瓦尔德粘度计测定所得到的硫酸溶液，算出ηr。
(7)成型性评价(冲压成型)
使用下模为400mm(长度)×300mm(宽度)的平板，且上模为400mm(长度)×300mm(宽度)的在长度方向中心位置处在宽度方向上具有高度40mm、角度1°、肋根部宽度2mm的槽的肋成型用模具，使用尺寸40mm(长度)×270mm(宽度)×2mm(厚度)的基材以及360mm(长度)×270mm(宽度)×2mm(厚度)这2种基材，进行并列或重叠，以基材中心温度(二张重叠之间的温度)为280℃的方式进行加热后，将层叠有2个基材的成型用材料层叠体601(图6)配置于升温至150℃的前述模具的中心，以2.5MPa进行30秒钟加压，通过下述标准进行判断：是完全填充模具面积(400mm×300mm)及肋形状并且不存在表面树脂烧蚀(○：实际使用上没有问题的水平)，还是产生未填充部分、或者产生表面烧蚀(×：实际使用上存在问题的水平)。
(比较例1)
针对加热装置使用IR，将2张材料a排列并加热，实施此时的温度偏差、升温时间、ηr保持率、成型性评价。结果，在基材内产生最大10℃的温度偏差，至升温为止需要4.5分钟，成为温度偏差大的结果。对于ηr保持率，表层为68.9％，内层为71.7％，发生基材表面的树脂劣化。此外，成型体的一部分发生树脂烧蚀，成型性评价为×。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例2)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与比较例1同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大13℃的温度偏差，至升温为止需要7分钟，成为温度偏差大的结果。对于ηr保持率，表层为64.5％，内层为72.4％，发生基材表面的树脂劣化。此外，成型体的一部分发生树脂烧蚀，成型性评价为×。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例3)
针对材料使用材料a及材料b，除此以外，与比较例1同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大15℃的温度偏差，至升温为止需要4.5分钟，成为温度偏差相当大的结果。对于ηr保持率，表层为67.5％，内层为72.4％，发生基材表面的树脂劣化。此外，成型体的肋部分发生树脂烧蚀、未填充，成型性评价为×。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例4)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与比较例3同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大20℃的温度偏差，至升温为止需要6.5分钟，成为温度偏差相当大的结果。对于ηr保持率，表层为63.0％，内层为70.1％，发生基材表面的树脂劣化。此外，成型体的肋部分发生相当的树脂烧蚀、未填充，成型性评价为×。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例5)
针对加热装置使用气相加热1，除此以外，与比较例1同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大3℃的温度偏差，至升温为止需要15分钟，至升温为止需要相当的时间。对于ηr保持率，表层为72.0％，内层为72.1％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例6)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与比较例5同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大3℃的温度偏差，至升温为止需要20分钟，至升温为止需要相当的时间。对于ηr保持率，表层为71.6％，内层为71.7％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例7)
针对材料使用材料a及材料b，除此以外，与比较例5同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大2℃的温度偏差，至升温为止需要12分钟，至升温为止需要相当的时间。对于ηr保持率，表层为70.5％，内层为70.9％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(比较例8)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与比较例7同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大3℃的温度偏差，至升温为止需要16分钟，至升温为止需要相当的时间。对于ηr保持率，表层为71.2％，内层为71.5％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为×(实际使用上存在问题的水平)。
(实施例1)
针对加热装置使用气相加热2，除此以外，与比较例1同样地操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大2℃的温度偏差，至升温为止需要3分种，温度偏差、升温时间均为良好。对于ηr保持率，表层为72.2％，内层为72.4％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为○(实际使用上不存在问题的水平)。
(实施例2)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与实施例1同样操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大2℃的温度偏差，至升温为止需要4分种，温度偏差、升温时间均为良好。对于ηr保持率，表层为73.6％，内层为73.7％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为○(实际使用上不存在问题的水平)。
(实施例3)
针对材料使用材料a及材料b，除此以外，与实施例1同样操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大3℃的温度偏差，至升温为止需要3分种，温度偏差、升温时间均为良好。对于ηr保持率，表层为73.1％，内层为73.4％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为○(实际使用上不存在问题的水平)。
(实施例4)
对于材料的层叠方法而言设为重叠，除此以外，与实施例3同样操作，进行各项目的评价。结果，在基材内产生最大2℃的温度偏差，至升温为止需要4分种，温度偏差、升温时间均为良好。对于ηr保持率，表层为71.7％，内层为71.8％，是良好的。此外，成型体完全填充，也未发现树脂烧蚀，成型性评价为○。根据这些结果，综合评价为○(实际使用上不存在问题的水平)。
[表1]
Figure BDA0002568632770000201
产业上的可利用性
本发明能够应用于需要极其均匀并且高速加热的所有用途，特别是，在热塑性树脂片材等加热成型用途中通过高精度温度控制，从而能够得到物性、表面外观也极其良好，具有高肋形状等那样的三维复杂形状的热塑性树脂成型体。
附图标记说明
101 加热装置
102 加热装置机箱
103 操作、控制板
104 门部
105 基材导出导入部
106 滑动部
107 加热上壁升降用气缸
201 上部套箱
202 下部套箱
203 热介质
204 饱和蒸气
205 热介质加热用加热器
206 温度传感器
207 加热上壁面
208 加热下壁面
209 加热室
210 保温箱
211 热塑性树脂片材(基材)
501 温度测定用材料a
502 温度测定用材料b
503 温度测定点
601 成型用材料层叠体

Claims (13)

1.加热装置，其特征在于，其为用于加热由热塑性树脂形成的热塑性树脂片材的加热装置，并且为所述加热装置的壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，所述加热装置的加热壁具有升降功能，通过所述热塑性树脂片材与加热壁接触从而将所述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂的熔点以上。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其至少具有选择性地加热温度低的部位的自感应功能[A]。
3.根据权利要求1或2所述的加热装置，其中，作为热介质使用有机化合物。
4.根据权利要求1或2所述的加热装置，其中，作为热介质使用无机物。
5.热塑性树脂成型体的制造方法，其特征在于，利用权利要求1～4中任一项所述的加热装置将由热塑性树脂形成的热塑性树脂片材加热至所述热塑性树脂的熔点以上而熔融，然后实施冲压成型，所述冲压成型中，将所述热塑性树脂片材设置于包括上模和下模的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化而得到热塑性树脂成型体，所述加热装置为装置壁面被热介质饱和蒸气间接加热的加热装置，加热壁具有升降功能，通过所述热塑性树脂片材与加热壁接触，从而将所述热塑性树脂片材加热至热塑性树脂片材的熔点以上。
6.根据权利要求5所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将2张以上的所述热塑性树脂片材同时使用所述加热装置进行熔融加热。
7.根据权利要求6所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，所述加热装置至少具有选择性地加热温度低的部位的自感应功能[A]。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，通过所述加热炉将热容量不同的所述热塑性树脂片材以不重叠的方式排列并进行熔融加热。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的所述热塑性树脂成型体的制造方法，其中，通过所述加热炉将热容量不同的所述热塑性树脂片材重叠并进行熔融加热。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将热容量不同的所述热塑性树脂片材熔融加热后，实施冲压成型，所述冲压成型中，将所述热塑性树脂片材重叠地设置在包括上模和下模的具有肋形状的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化从而得到具有肋形状的热塑性树脂成型体。
11.根据权利要求5～9中任一项所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，将热容量不同的所述热塑性树脂片材熔融加热后，实施冲压成型，所述冲压成型中，将所述热塑性树脂片材重叠地设置在包括上模和下模的具有凸台形状的成型模中，合模后，进行加压并冷却固化从而得到具有凸台形状的热塑性树脂成型体。
12.根据权利要求5～11中任一项所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，所述热塑性树脂片材为包含热塑性树脂和增强纤维的纤维增强热塑性树脂。
13.根据权利要求12所述的热塑性树脂成型体的制造方法，其中，所述热塑性树脂片材中所含的增强纤维包含碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维中的至少1种。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114790113B (zh) * 2022-05-05 2023-05-05 浙江理工大学 一种先驱体转化制备连续陶瓷纤维的装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05147121A (ja) * 1991-11-28 1993-06-15 Hayashi Gijutsu Kenkyusho:Kk 表面にフアブリツクをもつた深い凹凸形状や複雑な形状のビ−ズ発泡成形品およびその製造方法
WO2006068068A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Komatsu Industries Corp. 温調プレートおよび熱転写プレス機械
CN107042605A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 汉达精密电子(昆山)有限公司 热塑性复合材料产品的制作方法及其相应的产品

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577525A (en) * 1978-12-04 1980-06-11 Ppg Industries Inc Method of laminating glass fiber reinforcing thermal plastic resin
JPS5783424A (en) * 1980-11-12 1982-05-25 Meiwa Sangyo Kk Heat-softening method of thermoplastic resin sheet
JPS58171918A (ja) * 1982-04-01 1983-10-08 Asahi Chem Ind Co Ltd 強靭なるアクリルシ−ト
JPS6079916A (ja) 1983-10-11 1985-05-07 Mitsubishi Monsanto Chem Co 熱可塑性樹脂薄板の加熱方法
JPS61215021A (ja) * 1985-03-22 1986-09-24 Hitachi Ltd 多層プリント配線板の製造方法およびその製造装置
JP2534959B2 (ja) * 1992-10-26 1996-09-18 株式会社巴川製紙所 フッ素繊維積層体の製造方法
JP3843416B2 (ja) * 1996-09-13 2006-11-08 東洋電機株式会社 熱媒の飽和蒸気による加熱装置に用いる圧力逃し装置
ITMI981588A1 (it) * 1998-07-10 2000-01-10 Devi Spa Procedimento e macchina per lo stampaggio di materiale plastico espanso accoppiato a pellicole in particolare per realizzare elementi
JP6366036B2 (ja) * 2015-02-10 2018-08-01 コマツ産機株式会社 加熱装置および成形方法
WO2017110595A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 帝人株式会社 加熱された成形材料の製造方法、および成形材料の加熱装置
WO2017179675A1 (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 旭化成株式会社 成形用金型および圧縮成形方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05147121A (ja) * 1991-11-28 1993-06-15 Hayashi Gijutsu Kenkyusho:Kk 表面にフアブリツクをもつた深い凹凸形状や複雑な形状のビ−ズ発泡成形品およびその製造方法
WO2006068068A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Komatsu Industries Corp. 温調プレートおよび熱転写プレス機械
CN107042605A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 汉达精密电子(昆山)有限公司 热塑性复合材料产品的制作方法及其相应的产品

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