JP2000254931A - 強化繊維入り成形体の製造方法並びに安全靴先芯の製造方法 - Google Patents

強化繊維入り成形体の製造方法並びに安全靴先芯の製造方法

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JP2000254931A
JP2000254931A JP11060313A JP6031399A JP2000254931A JP 2000254931 A JP2000254931 A JP 2000254931A JP 11060313 A JP11060313 A JP 11060313A JP 6031399 A JP6031399 A JP 6031399A JP 2000254931 A JP2000254931 A JP 2000254931A
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JP
Japan
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molding
reinforcing fiber
molding material
resin
molded article
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Yoshiharu Tanaka
嘉治 田中
Takahito Takizawa
孝人 滝沢
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YKK Corp
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YKK Corp
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用する材料の形態を特定化せず、又、作業
工程を簡略化して、例えば安全靴先芯の如く強度の高い
成形体を量産化あるいは自動化を可能に製造する。 【解決手段】 強化繊維と樹脂よりなる成形用材料Mを
ランダム状に堆積し、これを加熱することにより成形用
材料同士を溶融接合させて集合体6を作製し、得られた
集合体6を成形型8内に配置して加熱成形する方法であ
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、例えば安全靴先芯
のような強度の高い成形体を提供するための強化繊維入
り成形用材料を用いた成形体の製造方法並びに安全靴先
芯の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の成形体を製造する方法とし
て、安全靴先芯の製造方法として特許第2567828
号公報に開示の方法が知られている。この公報には、ま
ず、強化繊維含有の成形用シート材料を作製し、このシ
ート材料を製品の展開図に近い形にカットし、遠赤外線
炉で予備加熱して軟化させ、これを成形型に沿わせて型
内面に挿入し、コア(雄型)を押下げて圧縮成形して安
全靴先芯を製造することが開示されている。
【0003】しかしながら、上記の安全靴先芯の製造方
法においては、シート状の形態のみからしか成形でき
ず、使用する材料の形態が特定されてしまうとともに、
予備処理としてシートを成形しなければならない。ま
た、製造する過程において、(1)製品の展開図に近い
形にカットを行わなければならず、(2)成形型内に投
入する前に予備加熱しなければならない、さらには
(3)成形型内面に沿わせて挿入しなければならない、
など多数の工程が必要であるとともに、それぞれの工程
における作業が複雑であるという問題を有し、量産化あ
るいは自動化は困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用する材
料の形態が特定されず、又、工程における作業が簡略化
でき、全体の製造工程をも簡略化でき、安全靴先芯の如
き成形体を容易に製造することができ、さらには量産化
あるいは自動化が可能な強化繊維入り成形体の製造方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載した下記のと
おりである。
【0006】(1)強化繊維と樹脂よりなる成形用材料
をランダム状に堆積し、これを加熱することにより成形
用材料同士を溶融接合させて集合体を作製し、得られた
集合体を成形型内に配置し、加圧成形することを特徴と
する強化繊維入り成形体の製造方法。
【0007】(2)強化繊維と樹脂よりなる成形用材料
を計量して加熱室内に落下堆積させ、これを押送しなが
ら融着させて集合体とし、該集合体を加熱室端部より成
形型に投入して成形することを特徴とする強化繊維入り
成形体の製造方法。
【0008】(3)強化繊維と樹脂よりなる成形用材料
を計量して加熱室内に落下堆積させ、これをそのまま融
着させて集合体とし、該集合体を加熱室底面を開いて下
方にある成形型に投入して加圧成形することを特徴とす
る強化繊維入り成形体の製造方法。
【0009】(4)成形用材料が特定方向に並んだ強化
繊維と少なくとも表面に樹脂が表出した部分を有する樹
脂部とからなるものである(1)ないし(3)のいずれ
かに記載の強化繊維入り成形体の製造方法。
【0010】(5)成形用材料が、強化繊維の束を樹脂
で均一に被覆してなり、少なくとも長さ方向の2面が平
坦面である短長形に形成したものである(4)記載の強
化繊維入り成形体の製造方法。
【0011】(6)成形用材料が、特定の方向に並んだ
強化繊維を樹脂に含有する複合成形材料を平板状又は柱
状に切断してなるものである(4)記載の強化繊維入り
成形体の製造方法。 (7)(1)〜(3)のいずれかにおいて、成形型を安
全靴先芯成形型としたことを特徴とする安全靴先芯の製
造方法。
【0012】すなわち、本発明の成形体の製造方法の最
も特徴とする点は、成形用材料を加熱室内にランダム状
に落下堆積させ、その状態で加熱して、成形用材料同士
を含有する樹脂により溶融接合させて集合体を作製し、
得られた集合体を成形型内に配置し、そのままあるいは
必要に応じて加熱して加圧成形することを特徴とする点
にある。このようにすることによって、材料の無駄を省
き、又、強化繊維の偏向もなくし、作業工程も簡略化し
て、強度の高い成形体を容易に得ることができる。
【0013】より具体的な方法としては、請求項2に示
す方法がある。これを図面によって説明すると、図1に
おいて、1は材料の供給部、2は同計量部、3は溶融
部、4は加熱部である。後述する強化繊維と樹脂よりな
る成形用材料を供給部1に供給し、計量部2において、
目的とする成形体の大きさに見合った量の成形材料を計
量し、それを溶融部3内に落下させる。逐次落下する成
形用材料Mはランダム状に積重なり、繊維の方向性がな
い状態で一固まりに堆積する。そして加熱部4で加熱す
ると、成形用材料の樹脂分が溶融して成形用材料同士を
溶融接合させる。これをプランジャ5をもって押送しな
がら成形用材料Mを集合体6とする。そして、溶融部3
の末端に備えたシャッタ7を開くことによって、成形用
材料Mの集合体6を成形型8の下型9内に落下させる。
これに上型10を押下することにより、所望形状の成形
体を得る。下型9は例えばターンテーブルの周囲にいく
つか設け、集合体6の供給、上型10の押下による成
形、成形体の取出し、等の工程を連続的に行うことがで
きる。さらに、別の具体的方法としては請求項3に示す
方法がある。これを図面によって説明すると、図2に示
すように、材料供給部11に続いて、計量部12を設
け、さらにそれに続いて溶融部13を設け、溶融部13
には加熱部14を付設する。溶融部13の底面には開閉
式の排出部15となっており、その下方に成形型8の下
型9が位置するようになっている。
【0014】成形用材料Mは供給部11から計量部12
に供給され、成形すべき成形体の大きさに見合った量を
計量されて、溶融部13内に落下して堆積する。この場
合、成形用材料Mはアトランダムの方向性をもって堆積
する。これを加熱部14によって加熱することによっ
て、樹脂分が溶融して成形用材料同士を溶融接合させ
て、集合体16とする。ついで、排出部15を開いて集
合体16を下方の成形型8の下型9内に落下させる。こ
れに上型10を押下することにより所望形状の成形体を
得る。なお、図1及び図2とも成形用材料Mの溶融は、
溶融部へ落下後に加熱することあるいは加熱された溶融
部内へ成形用材料Mを落下することなどにより行われ
る。
【0015】本発明の強化繊維入り成形用材料Mの一例
を図3ないし図5に示す。強化繊維21の束を樹脂層2
2で均一に被覆したもので、全体は扁平な形状をした短
長形であり、上下に平坦面23,23を有している。強
化繊維21の束は長繊維を平行に束ねたものでよく、一
部撚りをかけたものでもよい。
【0016】この場合、樹脂層22の形成は、射出、コ
ーティング、フィルム被覆のいずれでもよい。また、1
=3〜50mm、w=1〜40mm、t=0.1〜10
mmが良く、強化繊維の含有量は45〜80wt%が良
い。
【0017】図6は他の例で外形は角柱状に近い形状を
したものである。この場合は平坦面24は4面となって
いる。そして、円形の強化繊維21の束に射出にて樹脂
層22を形成している。この場合の1,w,tの価及び
強化繊維の含有量は図3〜5の場合に準ずる。その他、
長さ方向に平坦面が少なくとも2面以上ある形状であれ
ばよい。平坦面が少なくとも2面以上とするのは、もし
一面のみの平坦面である場合には、成形の際に型内に成
形用材料Mを次々に落下させると、先に落下している成
形用材料の上に、次に落下する成形用材料の非平坦面部
が当った場合に、安定が悪く、ずれ落ちる傾向が強くな
り、結果的に、先の成形用材料Mと後の成形用材料Mと
の繊維方向が揃うこととなる。一方、平坦面が2面以上
あると、後から落下する成形用材料Mの平坦面のいずれ
かが、先の成形用材料M上にずれ落ちることなく、落下
したままの角度をもって積重なる傾向が強くなる。した
がって、そのまま、加熱、押圧成形すると、繊維の絡合
状態が均一となって、成形品の強度が増大する。
【0018】図7は強化繊維の束に対し後工程で樹脂を
含浸したものである。円柱状にした場合、集積の際、成
形中材料が転びやすく、ランダム状に集積されにくい
が、前記溶融部内を集積する事前に加熱しておくことに
より成形用材料同士は融着されるので、さしたる問題は
ないが、長さを長くすればよりベターである。
【0019】樹脂層22としては、ポリアミド(ナイロ
ン6、ナイロン66、ナイロン12)、ポリプロピレン
(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテ
レフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド
(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の熱可
塑性樹脂及びポリブチレンテレフタレート(PBT)と
ポリカーボネート(PC)とのポリマーアロイ等を挙げ
ることができるが、中でもポリアミド(ナイロン6)、
ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートが
粘度が低く成形しやすいので好ましく用いられる。
【0020】強化繊維21としては、ガラス繊維(G
F)、カーボン繊維(CF)、アラミド繊維、金属繊維
(スチール繊維、ステンレス繊維)が好適に用いられ
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例として、安
全靴の先芯用の複合材料の製造を強化繊維としてガラス
繊維を用い、樹脂層としてポリアミド(ナイロン6)を
用いた例について説明する。
【0022】ガラス繊維の長繊維を幅約1.9mm、厚
さ約0.4mmの偏平状に束ねて連続的に引出し、表面
にポリアミド樹脂(ナイロン6)層を幅約2〜3mm、
約0.5〜1.2mmの厚さに均一にコーティングす
る。これを長さ約1inch(25.4mm)に切断し
て成形用材料とする。この時のガラス繊維含有率は50
wt%である。
【0023】得られた成形用材料Mを、図1に示す供給
部1に供給し、計量部2にて所定量計量して溶融部3内
に落下堆積させる。加熱部4で加熱することによって、
成形体材料中の樹脂分を溶融して、成形用材料同士を溶
融接合させ、これをプランジャ5で溶融部3内を押送し
ながら集合体6とする。そして、溶融部3終端のシャッ
タ7を開いて集合体6を直下の成形型8の下型9内に落
下させる。この下型9はターンテーブル上に設定されて
おり、集合体6を受入れたら回転して、上型10の位置
に達し、上型10を押下することによって成形体を加圧
成形する。この際、必要に応じて加熱することもある。
【0024】
【発明の効果】本発明では、成形用材料を予じめ所定量
に計量して成形型内に投入して、加圧成形するため、材
料の無駄がなくなり、又、材料の集合体をつくる場合に
ランダム状に堆積させるので、強化繊維の方向性が偏向
することがなく、又、強化繊維の絡合が十分となり、製
品の強度が向上する。
【0025】請求項2および3は、簡単な工程により連
続的成形を容易にして、量産化あるいは自動化を可能に
する。請求項4は強化繊維が束になって樹脂被覆の中に
存在するので組成のバラツキが少なく、又、強化繊維の
破損が少ない。表面に樹脂層があるので成形用材料同士
の融着が均一となる。
【0026】請求項5は成形用材料が落下して集積する
際にころがることが少なく、ランダム状そのままに堆積
することができ強化繊維が偏向するようなことがない。
請求項6は樹脂の含浸量を変えることによって、製品の
所望強度を調整することができる。そして、請求項7で
は、安全靴先芯の成形に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成形方法の一例の説明図である。
【図2】本発明の成形方法の他の例の説明図である。
【図3】本発明に用いる成形用材料の一例の斜視図であ
る。
【図4】図3の長さ方向の断面図である。
【図5】図4のX−X断面図である。
【図6】本発明の成形用材料の他の例の斜視図である。
【図7】本発明の成形用材料の他の例の斜視図である。
【符号の説明】
1 供給部 2 計量部 3 溶融部 4 加熱部 5 プランジャ 6 集合体 7 シャッタ 8 成形型 9 下型 10 上型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29C 43/18 B29C 43/18 43/34 43/34 // B29K 105:06 B29L 31:50 Fターム(参考) 4F050 AA01 AA06 BC01 BF12 HA20 HA22 HA71 HA86 JA22 KA10 4F201 AC01 AD16 AD19 AH67 AL16 BA02 BC01 BC12 BC17 BC19 BC37 BD05 BL06 BL44 BM06 4F204 AC01 AD16 AD19 AH67 AL16 FA01 FB01 FF01 FF05 FF48 FG08 FH19 FJ09 FJ10 FN11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強化繊維と樹脂よりなる成形用材料をラ
    ンダム状に堆積し、これを加熱することにより成形用材
    料同士を溶融接合させて集合体を作製し、得られた集合
    体を成形型内に配置し、加圧成形することを特徴とする
    強化繊維入り成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 強化繊維と樹脂よりなる成形用材料を計
    量して加熱室内に落下堆積させ、これを押送しながら融
    着させて集合体とし、該集合体を加熱室端部より成形型
    に投入して成形することを特徴とする強化繊維入り成形
    体の製造方法。
  3. 【請求項3】 強化繊維と樹脂よりなる成形用材料を計
    量して加熱室内に落下堆積させ、これをそのまま融着さ
    せて集合体とし、該集合体を加熱室底面を開いて下方に
    ある成形型に投入して加圧成形することを特徴とする強
    化繊維入り成形体の製造方法。
  4. 【請求項4】 成形用材料が特定方向に並んだ強化繊維
    と少なくとも表面に樹脂が表出した部分を有する樹脂部
    とからなるものである請求項1ないし3のいずれかに記
    載の強化繊維入り成形体の製造方法。
  5. 【請求項5】 成形用材料が、強化繊維の束を樹脂で均
    一に被覆してなり、少なくとも長さ方向の2面が平坦面
    である短長形に形成したものである請求項4記載の強化
    繊維入り成形体の製造方法。
  6. 【請求項6】 成形用材料が、特定の方向に並んだ強化
    繊維を樹脂に含有する複合成形材料を平板状又は柱状に
    切断してなるものである請求項4記載の強化繊維入り成
    形体の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜3のいずれかにおいて、成形
    型を安全靴先芯成形型としたことを特徴とする安全靴先
    芯の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1284109A2 (en) * 2001-08-10 2003-02-19 YKK Corporation Toe cap made of long fiber-reinforced thermoplastic resin for safety shoe and method for the production thereof
JP2021177828A (ja) * 2020-05-11 2021-11-18 Kbセーレン株式会社 ダイヤル式レーシングシステム用紐

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EP1284109A2 (en) * 2001-08-10 2003-02-19 YKK Corporation Toe cap made of long fiber-reinforced thermoplastic resin for safety shoe and method for the production thereof
EP1284109A3 (en) * 2001-08-10 2003-03-26 YKK Corporation Toe cap made of long fiber-reinforced thermoplastic resin for safety shoe and method for the production thereof
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