JP2001054917A - Ｆｒｐ成形装置 - Google Patents
Ｆｒｐ成形装置Info
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- JP2001054917A JP2001054917A JP11231134A JP23113499A JP2001054917A JP 2001054917 A JP2001054917 A JP 2001054917A JP 11231134 A JP11231134 A JP 11231134A JP 23113499 A JP23113499 A JP 23113499A JP 2001054917 A JP2001054917 A JP 2001054917A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スノーフレイクの発生しないＦＲＰ成形装置
を提供する。 【解決手段】 樹脂を注入する注入管５を接続した金型
２を炉１内に設置し、金型内に繊維を配置し注入管５よ
り樹脂を供給し加圧した状態で炉内温度を樹脂硬化温度
にして硬化させるＦＲＰ成形装置において、注入管５は
金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に接続されており、
炉１内の注入管５には注入管５の温度を金型温度より低
い温度にする低温装置１１が設けられている。
を提供する。 【解決手段】 樹脂を注入する注入管５を接続した金型
２を炉１内に設置し、金型内に繊維を配置し注入管５よ
り樹脂を供給し加圧した状態で炉内温度を樹脂硬化温度
にして硬化させるＦＲＰ成形装置において、注入管５は
金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に接続されており、
炉１内の注入管５には注入管５の温度を金型温度より低
い温度にする低温装置１１が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲＰ（繊維強化
プラスチィク）成形法の１つであるレジンインジェクシ
ョンモールディング法において発生する欠陥を防止する
ＦＲＰ成形装置に関する。
プラスチィク）成形法の１つであるレジンインジェクシ
ョンモールディング法において発生する欠陥を防止する
ＦＲＰ成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レジンインジェクションモールディング
法は、ＦＲＰの成形技術の一種で、樹脂注入口を設けた
雌雄一対の金型を用い、この中にガラス繊維マットなど
の強化材を配置して金型をクランプした後、硬化剤を配
合した液状樹脂（例えば不飽和ポリエステル）を注入し
硬化させる成形法である。
法は、ＦＲＰの成形技術の一種で、樹脂注入口を設けた
雌雄一対の金型を用い、この中にガラス繊維マットなど
の強化材を配置して金型をクランプした後、硬化剤を配
合した液状樹脂（例えば不飽和ポリエステル）を注入し
硬化させる成形法である。
【０００３】耐熱性のあるＦＲＰをレジンインジェクシ
ョンモールディング法で成形する場合、硬化炉内に金型
を設けて成形することが行われる。図５は従来の硬化炉
を用いたＦＲＰ成形装置を示す。金型２は硬化炉１内に
設置され、金型２の頂部にはオーバーフロー管３が接続
され炉外にコック４が設けられている。金型２の下部に
は注入管５が接続され樹脂供給装置７に接続されてい
る。注入管５にはコック６とコンプレッサ８が接続され
ている。
ョンモールディング法で成形する場合、硬化炉内に金型
を設けて成形することが行われる。図５は従来の硬化炉
を用いたＦＲＰ成形装置を示す。金型２は硬化炉１内に
設置され、金型２の頂部にはオーバーフロー管３が接続
され炉外にコック４が設けられている。金型２の下部に
は注入管５が接続され樹脂供給装置７に接続されてい
る。注入管５にはコック６とコンプレッサ８が接続され
ている。
【０００４】ＦＲＰの成形は、素材繊維を金型２内に配
置し、この金型２を硬化炉１内に装入し、硬化炉２の温
度を上昇させながら硬化剤を混合させた樹脂を注入管５
から供給し、金型内の繊維に樹脂を含浸させた後、オー
バーフロー管３のコック４を閉じ、注入管５側から圧力
を加えた状態で硬化炉１の温度を上げて硬化成形する。
置し、この金型２を硬化炉１内に装入し、硬化炉２の温
度を上昇させながら硬化剤を混合させた樹脂を注入管５
から供給し、金型内の繊維に樹脂を含浸させた後、オー
バーフロー管３のコック４を閉じ、注入管５側から圧力
を加えた状態で硬化炉１の温度を上げて硬化成形する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようにして成形し
た成形品の一部にスノーフレイクと呼ばれる雪片状の欠
陥が発生することがある。図６は従来の成形品に発生し
たスノーフレイクを示す。金型の中央部に発生すること
が多い。成形条件が変わらないにもかかわらず、ときど
きスノーフレイクが発生しており、発生原因が不明であ
った。
た成形品の一部にスノーフレイクと呼ばれる雪片状の欠
陥が発生することがある。図６は従来の成形品に発生し
たスノーフレイクを示す。金型の中央部に発生すること
が多い。成形条件が変わらないにもかかわらず、ときど
きスノーフレイクが発生しており、発生原因が不明であ
った。
【０００６】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、スノーフレイクの発生しないＦＲＰ成形装置を提供
することを目的とする。
で、スノーフレイクの発生しないＦＲＰ成形装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、樹脂を供給する注入管を接続
した金型を炉内に設置し、金型内に繊維を配置し注入管
より樹脂を供給し加圧した状態で炉内温度を樹脂硬化温
度にして硬化させるＦＲＰ成形装置において、前記注入
管は金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に接続されてお
り、炉内の前記注入管には注入管の温度を金型温度より
低い温度にする低温装置が設けられている。
め、請求項１の発明では、樹脂を供給する注入管を接続
した金型を炉内に設置し、金型内に繊維を配置し注入管
より樹脂を供給し加圧した状態で炉内温度を樹脂硬化温
度にして硬化させるＦＲＰ成形装置において、前記注入
管は金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に接続されてお
り、炉内の前記注入管には注入管の温度を金型温度より
低い温度にする低温装置が設けられている。
【０００８】スノーフレイクは樹脂が硬化する際収縮
し、収縮した領域に液体樹脂が供給されず空洞が生じる
現象であることが判明した。また発生する領域は最後に
硬化する領域で、硬化時その領域への液体樹脂の供給が
遮断されている。注入管は金型よりも熱容量が小さいの
で金型よりも高温になり易く、内部の樹脂が金型内の樹
脂よりも早く硬化し、最後に硬化する領域が硬化する時
点には注入管より液体樹脂の供給がなされずスノーフレ
イクが発生することが判明した。このため樹脂が最後に
硬化する金型の箇所に注入管を接続し、注入管の温度を
金型の温度より低くすることにより、最後に硬化する樹
脂の収縮を注入管からの液体樹脂で補い、スノーフレイ
クの発生を防止することができる。
し、収縮した領域に液体樹脂が供給されず空洞が生じる
現象であることが判明した。また発生する領域は最後に
硬化する領域で、硬化時その領域への液体樹脂の供給が
遮断されている。注入管は金型よりも熱容量が小さいの
で金型よりも高温になり易く、内部の樹脂が金型内の樹
脂よりも早く硬化し、最後に硬化する領域が硬化する時
点には注入管より液体樹脂の供給がなされずスノーフレ
イクが発生することが判明した。このため樹脂が最後に
硬化する金型の箇所に注入管を接続し、注入管の温度を
金型の温度より低くすることにより、最後に硬化する樹
脂の収縮を注入管からの液体樹脂で補い、スノーフレイ
クの発生を防止することができる。
【０００９】請求項２の発明では、前記注入管と接続し
ている注入管近傍の金型にもこの近傍の金型の温度を金
型本体の温度より低温にする低温装置が設けられてい
る。
ている注入管近傍の金型にもこの近傍の金型の温度を金
型本体の温度より低温にする低温装置が設けられてい
る。
【００１０】注入管と接続している注入管近傍の金型の
温度が上昇すると金型入口で樹脂が硬化するので、この
領域の温度を低下させ、最後に硬化する金型の領域にそ
の領域の樹脂が硬化して収縮する際、液体樹脂が供給さ
れ空洞が発生しないようにする。
温度が上昇すると金型入口で樹脂が硬化するので、この
領域の温度を低下させ、最後に硬化する金型の領域にそ
の領域の樹脂が硬化して収縮する際、液体樹脂が供給さ
れ空洞が発生しないようにする。
【００１１】請求項３の発明では、前記低温装置は前記
注入管または注入管近傍の金型を覆う断熱材で構成され
ている。
注入管または注入管近傍の金型を覆う断熱材で構成され
ている。
【００１２】注入管や注入管近傍の金型を断熱材で覆う
ことにより、これらの温度を金型本体より低温にするこ
とができる。これにより最後に硬化する金型の領域にそ
の領域の樹脂が硬化して収縮する際、液体樹脂が供給さ
れ空洞が発生しないようにする。
ことにより、これらの温度を金型本体より低温にするこ
とができる。これにより最後に硬化する金型の領域にそ
の領域の樹脂が硬化して収縮する際、液体樹脂が供給さ
れ空洞が発生しないようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態のＦ
ＲＰ成形装置の構成を示す。１は硬化炉で炉内の温度を
樹脂の硬化温度まで上昇させる。２は金型で通常２つ割
りで構成される。３は金型２の頂部に接続されるオーバ
ーフロー管３で、先端は炉壁を貫通しており、コック４
が設けられている。また先端には図示しない吸引装置が
接続可能に設けられ、金型２内の空気を吸引するように
なっている。金型２の下部には樹脂を金型２に注入する
注入管５が接続され、炉壁を貫通しコック６を介して樹
脂供給装置７に接続されている。コック６の金型側には
コンプレッサ８が接続され注入管５内の液状樹脂を加圧
するようにしている。注入管５にはヒータ９が設けられ
樹脂を金型２に充填するのに適した粘度にする。金型２
は金型置台１０に設置される。金型下部の注入管５は円
筒状の断熱材１１で覆われている。円筒の直径は注入管
５の直径より大きくし、注入管近傍の金型下部も断熱範
囲に入るようにしている。
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態のＦ
ＲＰ成形装置の構成を示す。１は硬化炉で炉内の温度を
樹脂の硬化温度まで上昇させる。２は金型で通常２つ割
りで構成される。３は金型２の頂部に接続されるオーバ
ーフロー管３で、先端は炉壁を貫通しており、コック４
が設けられている。また先端には図示しない吸引装置が
接続可能に設けられ、金型２内の空気を吸引するように
なっている。金型２の下部には樹脂を金型２に注入する
注入管５が接続され、炉壁を貫通しコック６を介して樹
脂供給装置７に接続されている。コック６の金型側には
コンプレッサ８が接続され注入管５内の液状樹脂を加圧
するようにしている。注入管５にはヒータ９が設けられ
樹脂を金型２に充填するのに適した粘度にする。金型２
は金型置台１０に設置される。金型下部の注入管５は円
筒状の断熱材１１で覆われている。円筒の直径は注入管
５の直径より大きくし、注入管近傍の金型下部も断熱範
囲に入るようにしている。
【００１４】図２は金型の構成を示す図である。金型２
は２つ割りで構成され、ボルト１２で接合される。金型
内部は成形品の形状に空間１３が形成され、金型２の合
わせ面には空間１３を囲むように溝が設けられ、この溝
にゴムパッキン１４が装入されている。かかる構成によ
り金型内部を負圧にして樹脂を充填することができる。
は２つ割りで構成され、ボルト１２で接合される。金型
内部は成形品の形状に空間１３が形成され、金型２の合
わせ面には空間１３を囲むように溝が設けられ、この溝
にゴムパッキン１４が装入されている。かかる構成によ
り金型内部を負圧にして樹脂を充填することができる。
【００１５】耐熱性のＦＲＰは、耐熱性のある繊維に耐
熱性のある樹脂を含浸して硬化させる。繊維としてはガ
ラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維などが用いられ、
樹脂としては熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル、
エポキシ、フェノール、ポリイミドなどが用いられる。
熱性のある樹脂を含浸して硬化させる。繊維としてはガ
ラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維などが用いられ、
樹脂としては熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル、
エポキシ、フェノール、ポリイミドなどが用いられる。
【００１６】図３は本実施形態で使用するエポキシ樹脂
の温度と粘性の関係を示す図である。縦軸は水の粘度に
対する比を示し、横軸は温度を示す。水の粘度μは１気
圧、２０℃で、μ＝１.0０ｍＰａ・ｓである。エポキシ
樹脂は室温の２３℃では水の１０００倍程度の粘度であ
るが、８０〜９０℃に加熱すると１００倍程度となり、
さらさらして繊維に含浸し易くなる。しかし９０℃を越
えると再び固くなり、１８０℃で硬化する。このため、
硬化炉１外の注入管５にはヒータ９を設け、９０℃程度
に保持し、硬化炉１内の注入管５とこの近傍の金型２に
は断熱材１１を設け温度上昇を少なくする。なお、断熱
材に代えてまたは共に注入管５とこの近傍の金型２を水
冷管で冷却してもよい。
の温度と粘性の関係を示す図である。縦軸は水の粘度に
対する比を示し、横軸は温度を示す。水の粘度μは１気
圧、２０℃で、μ＝１.0０ｍＰａ・ｓである。エポキシ
樹脂は室温の２３℃では水の１０００倍程度の粘度であ
るが、８０〜９０℃に加熱すると１００倍程度となり、
さらさらして繊維に含浸し易くなる。しかし９０℃を越
えると再び固くなり、１８０℃で硬化する。このため、
硬化炉１外の注入管５にはヒータ９を設け、９０℃程度
に保持し、硬化炉１内の注入管５とこの近傍の金型２に
は断熱材１１を設け温度上昇を少なくする。なお、断熱
材に代えてまたは共に注入管５とこの近傍の金型２を水
冷管で冷却してもよい。
【００１７】次に成形方法を図１を参照して説明する。
成形品は板状のものとし、金型２は比較的簡単な形状と
なっている。これによりスノーフレイクの発生を防止す
るメカニズムが明確になる。先ず金型２内に繊維、例え
ばガラス繊維を配置し、金型２をボルト１２で一体に締
め付けた後、硬化炉１内の金型台１０に設定する。金型
頂部にはオーバーフロー管３を接続し、金型下部には注
入管５を接続する。注入管５と金型下部を断熱材１１で
覆う。次にオーバーフロー管３を図示しない吸引装置に
接続し金型内の空気を吸引しコック４を閉じて金型内を
負圧にする。これと並行してヒータ９を稼動しコック６
を開け、樹脂供給装置７より硬化剤を混入した樹脂を金
型２に供給する。樹脂供給装置７には加圧装置があり、
この加圧と金型内の負圧により樹脂を金型内に充填し繊
維に含浸させる。なお、コック４を開けて樹脂がオーバ
ーフロー管３より溢れるのを確認し、コック４を締め
る。
成形品は板状のものとし、金型２は比較的簡単な形状と
なっている。これによりスノーフレイクの発生を防止す
るメカニズムが明確になる。先ず金型２内に繊維、例え
ばガラス繊維を配置し、金型２をボルト１２で一体に締
め付けた後、硬化炉１内の金型台１０に設定する。金型
頂部にはオーバーフロー管３を接続し、金型下部には注
入管５を接続する。注入管５と金型下部を断熱材１１で
覆う。次にオーバーフロー管３を図示しない吸引装置に
接続し金型内の空気を吸引しコック４を閉じて金型内を
負圧にする。これと並行してヒータ９を稼動しコック６
を開け、樹脂供給装置７より硬化剤を混入した樹脂を金
型２に供給する。樹脂供給装置７には加圧装置があり、
この加圧と金型内の負圧により樹脂を金型内に充填し繊
維に含浸させる。なお、コック４を開けて樹脂がオーバ
ーフロー管３より溢れるのを確認し、コック４を締め
る。
【００１８】樹脂の充填作業と並行して硬化炉１の温度
を上昇させる。オーバーフロー管３により金型内に樹脂
の充填が確認されると、コック６を閉じ、コンプレッサ
８より加圧する。コンプレッサ８の圧力は８〜９ｋｇｆ
／ｃｍ2 程度である。加圧しながら硬化炉１の温度を樹
脂の硬化温度、本実施例のエポキシ樹脂の場合約１８０
℃に上げて硬化成形する。
を上昇させる。オーバーフロー管３により金型内に樹脂
の充填が確認されると、コック６を閉じ、コンプレッサ
８より加圧する。コンプレッサ８の圧力は８〜９ｋｇｆ
／ｃｍ2 程度である。加圧しながら硬化炉１の温度を樹
脂の硬化温度、本実施例のエポキシ樹脂の場合約１８０
℃に上げて硬化成形する。
【００１９】オーバーフロー管３は金型２より熱容量が
小さいため金型２より先に高温になり内部の樹脂が硬化
する。注入管５と金型下部は断熱材１１で覆われており
金型２より低温になっている。このためオーバーフロー
管３内の樹脂の硬化に続いて金型の上部の樹脂から硬化
が始まり中央部から下部の樹脂に硬化が進む。上部が硬
化するときは中央部は液状樹脂であり、中央部が硬化す
るときは下部が液状であり、下部が硬化するときは注入
管５より液状樹脂が供給されるので、硬化による収縮部
には液状樹脂が供給される。これにより空洞は生ぜずス
ノーフレイクは発生しない。
小さいため金型２より先に高温になり内部の樹脂が硬化
する。注入管５と金型下部は断熱材１１で覆われており
金型２より低温になっている。このためオーバーフロー
管３内の樹脂の硬化に続いて金型の上部の樹脂から硬化
が始まり中央部から下部の樹脂に硬化が進む。上部が硬
化するときは中央部は液状樹脂であり、中央部が硬化す
るときは下部が液状であり、下部が硬化するときは注入
管５より液状樹脂が供給されるので、硬化による収縮部
には液状樹脂が供給される。これにより空洞は生ぜずス
ノーフレイクは発生しない。
【００２０】図４は金型内の樹脂硬化状況を示す図であ
る。金型上部の樹脂は硬化し下部は液状樹脂の状態であ
る。硬化樹脂は硬化する際収縮するが、収縮部に接する
液状樹脂が収縮部に入り込むので空洞は発生しない。硬
化は金型上部から下部まで連続的に行なはれる。
る。金型上部の樹脂は硬化し下部は液状樹脂の状態であ
る。硬化樹脂は硬化する際収縮するが、収縮部に接する
液状樹脂が収縮部に入り込むので空洞は発生しない。硬
化は金型上部から下部まで連続的に行なはれる。
【００２１】金型内で樹脂が最後に硬化する箇所は、金
型の形状が複雑でなく、注入管５を金型下部に設けて金
型より低温にしている場合は、金型下部になる場合が多
い。しかし複雑な成形品の金型の場合、下部以外になる
こともあるので、硬化状況を十分検討する必要がある。
また最終に硬化する箇所が複数発生することもあるの
で、この場合それぞれの箇所に注入管５とこの低温装置
を設ける必要がある。
型の形状が複雑でなく、注入管５を金型下部に設けて金
型より低温にしている場合は、金型下部になる場合が多
い。しかし複雑な成形品の金型の場合、下部以外になる
こともあるので、硬化状況を十分検討する必要がある。
また最終に硬化する箇所が複数発生することもあるの
で、この場合それぞれの箇所に注入管５とこの低温装置
を設ける必要がある。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に樹脂を注入す
る注入管を接続し、この注入管の温度を金型温度より低
い温度にすることにより硬化時の収縮部に樹脂が流入し
て空洞の発生を防止できる。注入管近傍の金型の温度も
金型の他の部分より低下することによりさらに確実に空
洞の発生を防止できる。
は、金型内で樹脂が最後に硬化する箇所に樹脂を注入す
る注入管を接続し、この注入管の温度を金型温度より低
い温度にすることにより硬化時の収縮部に樹脂が流入し
て空洞の発生を防止できる。注入管近傍の金型の温度も
金型の他の部分より低下することによりさらに確実に空
洞の発生を防止できる。
【図１】本発明の実施形態のＦＲＰ成形装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】金型の構成を示す図である。
【図３】エポキシ樹脂の温度による粘性の変化を示す図
である。
である。
【図４】本実施形態の金型内の樹脂硬化中の状態を示す
図である。
図である。
【図５】従来のＦＲＰ成形装置の構成を示す図である。
【図６】ＦＲＰ成形品に発生した欠陥を示す図である。
１ 硬化炉 ２ 金型 ３ オーバーフロー管 ４，６ コック ５ 注入管 ７ 樹脂供給装置 ８ コンプレッサ ９ ヒータ １０ 金型台 １１ 断熱材 １２ ボルト １３ 空間 １４ パッキング
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 一功 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Ｆターム(参考） 4F204 AA36 AA37 AA40 AA41 AD02 AD04 AD16 AJ10 AJ13 AR06 EA03 EB01 EB11 EF27 EF49 EK15 EK24 EK26
Claims (3)
- 【請求項１】 樹脂を注入する注入管を接続した金型を
炉内に設置し、金型内に繊維を配置し注入管より樹脂を
供給し加圧した状態で炉内温度を樹脂硬化温度にして硬
化させるＦＲＰ成形装置において、前記注入管は金型内
で樹脂が最後に硬化する箇所に接続されており、炉内の
前記注入管には注入管の温度を金型温度より低い温度に
する低温装置が設けられていることを特徴とするＦＲＰ
成形装置。 - 【請求項２】 前記注入管と接続している注入管近傍の
金型にもこの近傍の金型の温度を金型本体の温度より低
温にする低温装置が設けられていることを特徴とする請
求項１記載のＦＲＰ成形装置。 - 【請求項３】 前記低温装置は前記注入管または注入管
近傍の金型を覆う断熱材で構成されていることを特徴と
する請求項１または２記載のＦＲＰ成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231134A JP2001054917A (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Ｆｒｐ成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231134A JP2001054917A (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Ｆｒｐ成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001054917A true JP2001054917A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16918824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11231134A Pending JP2001054917A (ja) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Ｆｒｐ成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001054917A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010089501A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形方法 |
| JP2014517782A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-07-24 | スネクマ | 樹脂を注入することにより複合構成要素を作製するための圧力維持装置および関連する方法 |
-
1999
- 1999-08-18 JP JP11231134A patent/JP2001054917A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010089501A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ成形方法 |
| JP2014517782A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-07-24 | スネクマ | 樹脂を注入することにより複合構成要素を作製するための圧力維持装置および関連する方法 |
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