JP2001524898A

JP2001524898A - プラスチック部品を形成することに関連した装置、方法および中空体

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Publication number: JP2001524898A
Application number: JP54911398A
Authority: JP
Inventors: ウエスターランド，ガナー
Original assignee: ボルボパーソンワグナーアーベー
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2001-12-04
Also published as: EP1009622B1; EP1009622A1; SE9701763L; WO1998051480A1; SE9701763D0; DE69810487D1; SE509446C2; DE69810487T2

Abstract

(57)【要約】本発明は、強化プラスチック層を含有する中空プラスチック部品の成形に関連して、実施できる。問題のプラスチック部品は、本発明に従って、中空体との表現で呼ばれる。本発明は、強化プラスチック層を含有する中空体(14)の成形用の装置に関する。この場合の装置は、予備形成され非加圧状態で自己支持している圧膜(１)を包含する。本発明はまた、このような装置を使用して中空体を成形する方法に関し、そしてこの方法により製造した中空体(14)に関する。本発明は、強化プラスチックを含有する中空体が必要な多くの異なる領域(例えば、強化プラスチックから製造した車両部品を製造する領域)で、適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称プラスチック部品を形成することに関連した装置、方法および中空体発明の分野本発明は、強化プラスチック層を含有する中空プラスチック部品の成形に関連して、実行できる。問題のプラスチッタ部品は、本発明によれば、中空体との表現で呼ばれる。本発明は、請求項１の前提部分に従って、強化プラスチック層を含有する中空体の成形用の装置に関する。この場合の装置は、予備形成され非加圧状態で自己支持している圧膜を包含する。本発明はまた、このような装置を使用する中空体の成形方法に関し、そしてこの方法に従って製造した中空体に関する。本発明は、強化プラスチックを含有する中空体を必要とする多くの異なる領域 (例えば、強化プラスチックから作製した車両部品の製造の領域)に適用できる。発明の背景現在、強化プラスチック部品の多くの異なる製造方法が存在する。このような以前に開示された方法の１つには、いわゆる圧力バッグ法があり、これは、大バッチでの中空強化プラスチック部品の製造で使用され、２部分金型にて、繊維、網製品、SMCまたは予備形成ガラス繊維補強の切り欠きビットの形態で、補強材料を配置することを包含する。柔軟で可撓性の材料から作製した圧力バッグなどは、この金型の内側にて、この強化材料内に置かれ、その後、この金型のが閉じられる。次いで、この金型には、この強化材料を含浸するために、硬化開始ポリエステル樹脂の形態のマトリックス材料が注入され、この圧力バッグは、0.5〜１MPaのオーダーの圧力を受ける。このようにして、今ここで硬化剤で含浸される強化材料は、良好な接触で、この金型の内側に押し付けられる。このマトリックス材料が充分に硬化した後、この金型半体は開かれ、ガラス繊維強化ポリエステルプラスチックの中空体が取り除かれる。この圧力バッグ法の改良型は、細長中空体(例えば、マストおよび旗竿)の製造で使用されている。ここで、この強化材料は、切り刻まれ、そして外部金型および離型層の両方として役立つ箔上に配置される。この強化材料の頂部には、柔軟で可撓性の材料のブラダーが配置されるが、このブラダーは、膨張した状態では、大体、最終製品の内部寸法を有する。このブラダーは、次いで、この強化材料を膨張ブラダーの周りで折り畳んでこの位置に固定するのと同時に、低い圧力を受ける。それは、クランプ固定ルーラーなどの助けを借りて、固定できる。硬化剤を有する重合開始エステル樹脂、または他の類似のマトリックス材料が、次いで、この「金型」に注がれ、これは、その外側で折り畳んだ円形箔と、その内側の膨張ブラダーとの間で形成され、この強化材料は、このマトリックス材料で含浸される。この「金型」は、このマトリックス材料が充分に硬化して離型が可能となるまで、この状態で保たれる。強化プラスチックから作製した部品の他の公知の製造方法は、膨張性熱可塑性物質の核を使用することを包含する。この方法は、主として、ギターのネックおよびカヌーの櫂のようなより小さい部品の製造に適当である。この方法では、強化材料は、２部分金型に配置され、その後、この強化材料の内側に、加熱膨張性の熱可塑性物質の核が配置され、この金型半体は、共に押し付けられ、同時に加熱されて、この熱可塑性物質は膨張し、溶融した熱可塑性物質がこの強化材料を含浸すると同時に、この金型の内側の空洞を満たす。冷却後、この部品の表面のマトリックス材料に封入された強化材料と共に、膨張した熱可塑性物質の核を有するプラスチック部品が得られる。以前に開示された他の製造方法では、中空体は、固体核(これは、取り除かれるか、または仕上げプラスチック部品の永久部品として残るか、いずれかであり得る)を用いて熱成形することにより、製造できる。この方法はまた、強化プラスチックから作製した部品を製造するのに使用でき、この場合、この強化材料は、この核の上を通る仕上げ織物ストッキングの形態で、またはこの核の回りを覆う強化材料の切り欠きビットの形態で、この核に添加される。種々の型のポリウレタンセル状プラスチックは、これらの永久核に最も一般的に使用される材料である。この除去可能核に関して、可能な材料には、ワックス、パラフィン、結合剤を有する砂、および低融点金属合金がある。強化プラスチックのより簡単な中空体の以前に開示されたさらに他の製造方法は、いわゆる巻き付け(winding)である。この方法では、吹き込み成形された剛性中空体が、永久核として使用でき、いわゆるロービングの形態の樹脂含浸強化材料は、所定のパターンで、この核の回りに巻き付けられ、その後、硬化される。ゴルフクラブ用のシャフトの製造では、例えば、いわゆるプロフィール押出またはプルトルージョン(pultrusion)が使用される。この方法は、強化繊維またはフィラメントに関して、強力な縦配向材料を与える。改良された材料特性を得るために、この方法は、上記種類の巻き付けと組み合わせることができる。強化プラスチックの中空体の製造のための以前に開示された製造方法は、ある種の欠点を有することが分かる。核として、膨張可能配管、ブラダーまたは柔軟膜を使用する製造方法では、この核の外側への強化材料の塗布は、この強化材料を塗布するときにこの柔軟配管またはブラダーがいずれの安定な支持も与えないので、困難であることが分かっている。さらに、この種の柔軟な膜は、非加圧状熊(すなわち、この強化材料を塗布するとき)では、いずれの一定形状も有しない。膨張性の熱可塑性物質から作製した核を使用する方法は、しばしば高価な最終製品を生じ、また、低重量が重要な用途では、それらは、中空体と比較して最終製品の重量が大きすぎるために、問題を起こし得る。通常型の固体核は、確かに、強化材料の塗布に対して優れた支持を与えるが、それらは、比較的に高価である。さらに、この強化材料を成形するのに必要な圧力は、外側から加えられ、このことは、成形具の設計および製造方法を複雑にし得る。固体核を使用する方法はまた、この強化材料が成形具の内壁と充分に接触して押し付けられないという事実の点から、問題を生じ得る。発明の要旨それゆえ、本発明の第一の目的は、強化プラスチック層を含有する中空体の成形で使用することを意図した装置を利用可能にすることであって、この装置は、先行技術により柔軟圧膜に強化材料を塗布することに関連した上記困難をなくす。本発明のこの目的は、請求項１に従った装置が、加圧取付装置および壁材料から製造した壁を備えた圧膜、この加圧取付装置との接続用の加圧手段、および２部分成形具を包含し、この圧膜は、成形する中空体の形状に適合する形状で、予備形成されており、この圧膜の壁は、非加圧状態および加圧状態の両方で、内部空洞を形成し、そしてこの圧膜は、この非加圧状態にて、自己支持しており、それにより、その上の材料充填物の塗布に対して安定な支持を形成するのに充分な形状安定性を与えるという事実により、達成される。本発明の第二の目的は、強化プラスチック層を含有する中空体の金型内で使用することを意図した装置を利用可能にすることであって、この装置は、先行技術による固体核の使用に関連した材料充填物と成形具の内壁との間の不充分な接触の上記問題をなくす。本発明のこの第二の目的は、請求項３に従って、この圧膜の壁材料が、本発明による装置において、この圧膜に内圧を加えたとき、取り囲む成形具の内面との良好な接触で、外部材料充填物を伸縮可能に押し付けるような充分な弾性を与えるという事実により、達成される。さらに、本発明の第三の目的は、強化プラスチック層を含有する中空体を成形する方法を利用可能にすることであって、この方法は、本発明による装置を使用する。本発明のこの第三の目的は、請求項８に従って、この方法が、金型半体を備えた２部分金型、強化材料を含有する材料充填物、圧膜、および加圧手段の使用を包含し、この圧膜は、非加圧状態で予備形成され自己支持しており、内部空洞を形成する剛性で薄いが伸縮可能に壁材料からなり、そしてこの材料充填物は、この圧膜に塗布され、その後、成形具の内壁は、圧膜をそこに塗布した材料充填物で取り囲む成形位置にされ、この圧膜の内側では、この加圧手段の助けを借りて、内圧が形成され、そしてこの圧膜は、この内圧によって、外向きに伸縮され、それにより、この成形具の内面との良好な接触で、塗布した材料充填剤を押し付けるという事実により、達成される。最後に、本発明の第四の目的は、中空体を利用可能にすることであって、その内壁は、内部空洞を形成し、この中空体は、本発明に従った方法により、本発明に従った装置を用いて、製造される。本発明のこの第四の目的は、請求項17に従って、この中空体内で一体化され非加圧状態で自己支持している予備形成圧膜から作り出される第一材料層が、この空洞に面し、それゆえ、この内面を形成し、そして強化材料およびマトリックス材料は、強化プラスチックの第二材料層を形成し、そしてこの第二材料層は、実質的に、この第一材料層を取り囲んでいるという事実により、達成される。図面の簡単な説明本発明は、添付の図面を参照して、以下で、さらに詳細に記述するが、ここで：図１は、本発明を実施する際に使用する圧膜の概略斜視図である、図２は、本発明による装置および方法の概略図であり、最も重要な部分および段階を示している、図３は、本発明による中空体の概略断面図である。発明の詳細な説明本発明の第一の好ましい実施態様では、圧膜は、図１で示すように、剛性で薄壁であるが伸縮可能な材料から作製した予備形成中空核の形態で使用される。この種の自己支持圧膜１は、中空プラスチック部品の製造に関して当業者に知られている任意の適当な製造方法(例えば、吹き込み成形または圧縮成形)により、製造できる。圧膜１の壁２、２'は、この壁材料が所望形状の中空で薄壁の核へと形成できる限り、また、使用する材料が、その用途に充分な剛性および伸縮性/弾性を与えることができ、そしてこの壁材料が、この圧膜を圧縮するのに必要な特性を与えることができる限り、多数の異なるプラスチック材料からなり得る。本発明の第一の実施態様では、圧膜１の壁２、２'は、所望のほぼ中空形状および所望の寸法に吹き込み成形した熱可塑性ポリエステル材料からなる。本発明によれば、圧膜１には、加圧手段との接続用に、少なくとも１個の適当な形状にした開口部など(すなわち、加圧取付装置３)が設けられる。図２は、本発明による装置および方法の概略図である。本発明による方法の第一の好ましい実施態様の最も重要な段階は、本発明による装置の第一の好ましい実施態様の記述と同時に、以下で記述する。本発明の第一の好ましい実施態様によれば、材料充填物５は、強化繊維としてガラス繊維50重量％を有する織った織物(woven textile)材料、およびポリエステル繊維50重量％の形態のマトリックス材料からなるが、圧膜１の外側に塗布( ４)される。このことは、記述の実施態様に当てはまるものの、この材料充填物の組成は、以後に記述のように、多くの異なる様式で、変えることができる。第一の実施態様では、材料充填物５は、強化材料およびマトリックス材料の両方と共に、圧膜１に塗布(４)される織物材料ウエブの形態である。これは、記述の実施態様では、材料充填物５が圧膜１の回りを覆い、次いで、例えば、熱可塑型のテープ６で固定されることによって起こる。圧膜１が、非加圧状態で、既に自己支持しているという事実によって、それは、材料充填物５の塗布４のための信頼できる支持を形成する。この材料充填物で覆った自己支持圧膜７は、次いで、開放位置(図示せず)にある２部分成形具に配置され（８）、その後、この圧膜の加圧取付装置３'、３'' は、加圧手段９(これは、記述の実施態様では、圧縮空気コンプレッサーである) に接続される。この後、成形具10の半体11、11は、それを取り囲む材料充填物を備えた圧膜７の回りで閉じられる。この自己支持圧膜は、次いで、加圧媒体12(これは、記述の実施態様では、コンプレッサー９からの圧縮空気である)の助けを借りて、圧力を受ける。この結果、自己支持圧膜１の弾性壁材料は外側に拡がり、それにより、外部の材料充填物５を、閉じた成形具10の内壁に押し付ける。成形具10の壁は、この場合、この熱可塑性マトリックス繊維の軟化温度を越える温度(記述の実施態様では、およそ220℃)まで加熱され、その結果として、この熱可塑性マトリックス材料は、軟化するかまたは部分的に溶融し、この材料充填物の圧密化および形成が達成される。圧膜１の内側の圧力は、記述の実施態様では、およそ５バールまで高まるが、それは、この塗布が必要とするものおよび熱成形試験の結果に基づいて、合わせることができる。成形を行った後、成形具10は、室温に近い温度まで冷却され、この圧膜の内圧は降下され、そして加圧手段９の取付装置３''は取り外される。２部分成形具10 を開いた後、強化プラスチックの中空体が取り除かれ得る(13)。代替方法では、この材料充填物は、この成形具の内側で加熱する代わりに、材料充填物および圧膜を成形具に配置する前に、既に加熱されている。本発明の第一の好ましい実施態様によれば、仕上げ中空体14は、その自己支持圧膜が一体化部分を構成する特定の構造を有する。図３は、本発明による中空体14の概略断面を示す。第一の好ましい実施態様では、中空体14の壁は、内部空洞15の内側から数えると、予備形成し自己支持している圧膜から作り出される熱可塑性材料の第一層16 からなる。この第一層の外側には、次いで、第二層17が続き、これは、織物材料充填物から作り出され、この第二層17は、ガラス繊維の形態の強化材料およびポリエステル繊維の形態のマトリックス材料を含有する。成形中にて、これらの熱可塑性ポリエステル繊維は、少なくとも部分的に溶融され、それらは、この仕上げ中空体にて事実上、これらの強化繊維用の結合剤として機能する。第二層17中の熱可塑性マトリックス繊維は、さらに、熱結合により、第一層16とのある程度の接着性を与える。本発明による装置において、予備形成され自己支持している圧膜を使用することにより、中空体14の壁の所望領域にて、より大きな厚さを有する強化プラスチックの中空体を製造することが可能となる。このような１つの領域18を、添付の図３で示す。この領域18は、この自己支持圧膜が、その予備形成中にて、仕上げ中空体14でより大きな材料厚さが望ましい位置において、内部曲線19を備えた形状にされるという事実によって、得られる。中空体14の成形中において、この圧膜の内側で適当に合わせた圧力によって、この圧膜の内部曲線19は、この成形工程にて、適当な位置にとどまり、その結果、この位置にて、より多くの強化材料およびマトリックス材料が集まる。これは、仕上げ中空体14のこの壁領域18にて、より大きな局所的材料厚さを与える。より大きな材料厚さが局所的に望ましい場合には、成形前にて、領域18の材料充填物の二重層に、例えば、別の方法が適用される。図２に関連して記述した本発明の第二の好ましい実施態様によれば、材料充填物５は、第一段階にて、第一の実施態様と類似の様式で、自己支持圧膜１の外側に塗布される。第二の実施態様では、材料充填物５は、強化材料だけからなり、この場合、織物の形態のガラス繊維は、適当な様式で、自己支持圧膜１の周りに覆われ、そこに固定(４)されている。第二の実施態様でも、これは、圧膜１の周りに覆われ適当な手段６(例えば、テープ)を用いて固定されている材料充填物５によって、行われる。自己支持膜７は、それを取り囲んでいる材料充填物５と共に、次いで、開放位置(図示せず)にある２部分成形具に配置され、その後、この圧膜は、加圧手段９ (これは、記述の実施態様では、圧縮空気コンプレッサーである)に装着される。この後、成形具10の半体11、11'は、そこに塗布した材料充填物５と共に、自己支持圧膜７の回りで閉じられ、強化材料からなる材料充填物５を含浸する目的に適合された注入部材20(破線で示されている)によって、成形具10には、熱硬化性プラスチック(この場合、ポリエステル樹脂)が注入される。記述の実施態様では、この熱硬化性プラスチックの硬化は、それを成形具10に注入したとき、既に開始されている。この自己支持圧膜は、次いで、第一の実施態様と同じ様式で、コンプレッサー９からの圧縮空気の助けを借りて、圧力を受け、その結果、この圧膜の壁は外側に拡がり、それにより、外部の材料充填物５を、成形用の成形具10の内壁に押し付ける。必要なら、成形具10の内壁を加熱することにより、圧密化および硬化を促進できる。この熱硬化性プラスチック(この場合、ポリエステル)を充分に硬化した後、この圧膜中の圧力は低下され、加圧手段９の取付装置３'は、取り外される。成形具10を開いた後、中空体14は、この成形具から取り除くことができる。第二の実施態様でも、本発明による仕上げ中空体は、この自己支持圧膜が一体化部分を構成する特定の構造を有する。既に述べたように、図３は、本発明による中空体14を通る概略断面を示す。第二の好ましい実施態様では、中空体14は、その内側から始まって外向きに進むと、予備形成した自己支持圧膜から作り出される熱可塑性材料の第一層16からなり、その外側には、この材料充填物から作り出される第二層17が続き、この第二層 17は、記述の実施態様では、ガラス繊維およびマトリックス材料として硬化ポリエステル樹脂の形態で、強化材料を含有し、このマトリックス材料は、事実上、これらの強化繊維用の結合剤として機能し、そして第一層16との少なくともある程度の接着性を与える。第一の実施態様と同様にして、第二の実施態様による中空体14には、より大きな局所的材料厚さの壁領域18を設けることができる。本発明は、添付の図面を参照して、好ましい実施態様に基づいて、上で記述されている。本発明は、いずれの様式でも、これらの例によって限定されないこと、代わりに、その範囲は、添付の特許請求の範囲により規定されることを理解しなければならない。それゆえ、ある状況下では、例えば、可能な最も低い重量が必要であり、また、この中空体の形状がそれを許容するとき、この圧膜を、仕上げ中空体から取り除くことが可能である。本発明による装置に含まれる圧膜に、成形具で成形する中空体の内部寸法とよく合致する形状を与えることができるので、多数の利点が得られる。これらの利点のうちで、その上に存在する材料充填物の厚さの改良されたモニタリング、また制御は、成形具にある内部空洞の形状および寸法に対して、この材料充填物の厚さに対して、および仕上げ中空体の所望の材料厚さに対して、この圧膜の形状および寸法を合わせることにより、達成される。この圧膜が、仕上げ中空体の一体化部分を構成することを意図していて、取り除く必要がない場合には、この予備形成した圧膜の形状に関して、大きな制約はない。この圧膜の形状は、この場合には、製造する中空体の形状に基づくことができ、また、この圧膜の外部寸法が、所望の材料厚および所望の局所的成形圧に依存して、この成形具の内部空洞の内部寸法よりも僅かに小さいように、この成形具の内部寸法と合わせることができる。本発明による装置で使用される圧膜は、既に説明した多くの様式で、以前に公知の圧膜とは異なる。このような根本的な相違の１つには、公知の先行技術と比較して、非加圧状態でさえも、この圧膜が、形成する中空体とほぼ一致する形状を有することがある。これはまた、この圧膜の仮想の重心を通る軸が、非加圧状態では、事実上、使用する成形具が閉鎖位置にあるとき、この成形具の内部空洞の対応する仮想の重心を通る軸と一致すると言うことにより、表わすことができる。図１および２では、この圧膜のこれらの仮想の重心を通る長手方向軸は、参照ラベルａ、ｂおよびｃで指定されている。本発明を実施する際に使用する圧膜の典型的な特徴には、複雑な形状の強化プラスチック部品の製造において、この圧膜が非加圧状態および加圧状態の両方であるとき、この圧膜の異なる領域での仮想の重心を通る長手方向軸が、互いに実質的に一致すること、およびこの圧膜が非加圧状態および加圧状態の両方であるとき、この仮想の重心を通る長手方向軸の仮想延長線が、互いに平行に延びるかまたは互いに横断することがある。ポリエステルは、この圧膜の壁材料として使用するために最も好ましいプラスチック材料であるが、他の適当な重合体(例えば、ポリプロピレン、ポリアミドまたは軟化ポリスチレン)を使用することもまた、考えられる。先行技術による熱吹き込み(hot-blowing)は、本発明で使用する自己支持圧膜を形成するために、有利に使用されるものの、他の公知の製造方法(例えば、熱成形)もまた、使用できる。何らかの理由で、この圧膜が特別な安定性を有するのが望ましい場合には、この圧膜内の空洞は、砂または他の粉末材料で満たすことができ、これらは、この形成工程が完結した後、取り除くことができる。この圧膜の壁用の材料は、これらの壁が、本発明を実施する際に使用する加圧媒体に事実上貫通不可能であるように、選択しなければならない。可能な加圧媒体には、種々の水性液体または炭化水素含有液体、空気、窒素または水蒸気が挙げられるが、他の加圧媒体もまた、考えることができる。それゆえ、圧力を加えるには、空気圧および液圧の両方が使用できる。この圧力は、用途および関与する材料に従って、選択できる。この圧膜の壁の厚さおよび材料の選択は、かなり融通がきくが、それにもかかわらず、この圧膜が、その上での材料充填物の塗布に対して安定な支持を与えるように、しかし、これらの壁が、同時に、外部材料充填物を押し付けて、取り囲む成形具との良好な接触状態になるように、適合しなければならない。さらに、既に述べたように、この壁材料は、事実上、使用する加圧媒体が貫通不可能でなければならない。この圧膜を仕上げ中空体から取り除く場合には、この圧膜の壁には、便宜上、離型層などが設けられる。この材料充填物に含有される強化材料は、もちろん、織物の形態で提供する必要はなく、代わりに、多くの異なる形態(例えば、ロービングの形態、不織材料の形態または個々の強化繊維の形態)で提供できる。例えば、予備形成スクリーンなどの上に強化繊維を吹き込みまたは注入することにより予備形成した異なる型の強化もまた、使用できる。この強化材料は、必ずしも、ガラス繊維からなっている必要はなく、代わりに、使用するマトリックス材料との充分に大きな接着性を有しかつ仕上げ中空体に所望の特性を与えることができる任意の適当な繊維からなり得る。炭素繊維は、このような可能な強化繊維の一例である。これらの強化繊維は、所定長さで不連続であるか、または連続フィラメントを含有するか、いずれかであり得る。これらの繊維またはフィラメントの直径は、１μm未満の繊維直径を有する微小繊維から、数100μmの直径を有する極めて粗い繊維まで、大きな範囲で変えることができる。この繊維の寸法は、それゆえ、その用途に依存して、非常に大きな範囲で変えることができる。種々の合成強化繊維または鉱物性繊維(例えば、ガラス繊維または炭素繊維)に加えて、天然繊維(例えば、亜麻またはラミー繊維)の使用を考えることもできる。異なる強化繊維の混合物もまた、この材料充填物で使用できる。この材料充填物中の強化材料の含量は、有利には、25重量％と60重量％の間にある。使用するマトリックス材料との接着性を高める目的上、この強化繊維または強化材料は、異なる化学的または物理的処理方法に晒すことができる。このような方法の例には、化学酸化剤を用いた酸化、コロナ処理またはプラズマ処理がある。材料充填物または強化材料の塗布は、予備形成した自己支持圧膜の周りに織物または不織シートを手で覆い固定することにより行う必要はなく、代わりに、また、この圧膜の周りに強化材料のロービングまたは強化材料の織物を巻き付けることにより、この圧膜の周りに強化材料を編組することにより、またはこの圧膜に個々の強化繊維を注入してこれらを適当な結合剤でその上に固定することにより、行うことができる。この材料充填物は、有利には、例えば、この強化材料の負荷支持能が仕上げ中空体にて最適に使用できるように、この強化材料の繊維配向および材料厚さが制御されるような様式で、塗布される。本発明による装置に含まれる圧膜上への材料充填物の塗布は、有利には、例えば、織物、編物または編組連続ストッキングがこの圧膜上に機械的に連結されて適当な長さで切断されるように、または適当な結合剤を有する強化繊維を、予備形成した自己支持圧膜に注入することによって、自動化できる。結合剤を用いた強化繊維の注入の場合には、有利には、この結合剤もまた、マトリックス材料( 例えば、硬化開始ポリエステル樹脂)である。この材料充填物に含有されるマトリックス材料は、熱可塑性マトリックス材料の場合には、その軟化点が適当なレベルにある限り、多数の熱可塑性重合体から選択できる。適当なレベルとは、この軟化点(融点)が、仕上げ中空体に置いた耐熱性要件を満たすのに充分に高いレベルにあると同時に、能率的な過程で現実的な軟化/溶融を保証するのに充分に低いレベルにあるべきことを意味する。これらの要件を満たしかつ現実的な価格も伴う重合体の例には、熱可塑性ポリエステルおよびポリプロピレンがあるが、本発明を実施する際にマトリックス材料として使用するのに適当な多くの他の可能な重合体が存在する。硬化可能または重合可能な樹脂等の注入を使用する本発明の実施態様では、マトリックス材料として使用できる多数の化学化合物が存在する。このような熱硬化性プラスチックの例には、ポリエステルおよびビニルエステルがある。熱硬化性プラスチックを使用する本発明の用途では、重合開始剤、促進剤および硬化剤の添加とは別に、他の添加物(例えば、顔料またはＵＶ安定剤)を供給することも可能である。このような添加は、好ましくは、硬化可能マトリックス材料をこの強化材料に添加する前に行われるが、それはまた、この成形具の内側でも行うことができる。

Claims

【特許請求の範囲】１．強化プラスチック層を含有する中空体の成形用の装置であって、該装置は、加圧取付装置(３)および壁材料から製造した壁(２、２')を備えた圧膜(１)、該加圧取付装置(３、３')との接続用の加圧手段(９)、および２部分成形具(10) を有し、該圧膜(１)は、成形する中空体(14)の形状に適合する形状で、予備形成されており、該圧膜(１)の該壁は、非加圧状態および加圧状態の両方で、内部空洞を形成し、そして圧膜(１)は、該非加圧状態にて、自己支持しており、それにより、その上の材料充填物(５)の塗布に対して安定な支持を形成するのに充分な形状安定性を与えることを特徴とする装置。２．前記圧膜(１)が、成形後、前記中空体(14)の一体化部分を構成することを意図していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。３．前記圧膜(１)の前記壁材料が、該圧膜(１)に内圧を加えたとき、取り囲む成形具(10)の内面との良好な接触で、外部材料充填物(５)を伸縮可能に押し付けるような充分な弾性を与えることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。４．前記圧膜(１)が、加圧取付装置(３、３')によって、加圧媒体の助けを借りて、加圧状態にでき、そして該圧膜(１)の前記壁(２、２')の前記壁材料が、前記加圧媒体に実質的に貫通不可能であり、該加圧媒体が、水性液体または炭化水素含有液体、空気、窒素または水蒸気の群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。５．前記圧膜(１)の前記壁材料が、熱可塑性重合体、好ましくは、ポリエステルを含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。６．前記圧膜の前記壁(２、２')が、該圧膜(１)の主要壁厚から相当に逸脱する厚さおよび/または圧膜(１)の主要形状から相当に局所的に逸脱する内側湾曲形状を備えた局所領域を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。７．前記圧膜(１)の異なる領域における仮想の重心を通る長手方向軸(ａ、ｂ、ｃ)が、該圧膜(１)が非加圧状態および加圧状態の両方のとき、実質的に互いに一致し、該仮想の重心を通る長手方向軸(ａ、ｂ、ｃ)の仮想延長線が、該圧膜 (１)が非加圧状態および加圧状態の両方のとき、互いに平行にまたは互いに横切って延びていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。８．強化プラスチック層を含有する中空体を成形する方法であって、該方法は、金型半体(11、11')を備えた２部分金型(10)、強化材料を含有する材料充填物( ５)、圧膜(１)、および加圧手段(９)の使用を包含し、該圧膜(１)は、非加圧状態で予備形成され自己支持しており、内部空洞を形成する剛性で薄いが伸縮可能な壁材料からなり、そして該材料充填物(５)は、該圧膜(１)に塗布(４)され、その後、成形具(10)の内壁は、そこに材料充填物(５)を塗布した該圧膜(７)を取り囲む成形位置にされ(８)、該圧膜の内側では、該加圧手段(９)の助けを借りて、内圧が形成され、そして該圧膜は、該内圧によって、外向きに伸ばされ、それにより、該成形具(10)の内面との良好な接触で、該塗布した材料充填剤(５)を押し付けることを特徴とする方法。９．前記材料充填物(５)が、強化材料および熱可塑性マトリックス材料の両方を含有し、前記成形具(10)の前記内面が、前記圧膜が内圧下にあるのと同時に、該マトリックス材料の軟化温度を越える温度まで加熱されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。 10．前記材料充填物(５)が、前記成形具(10)への挿入前に、前記マトリックス材料の前記軟化温度を越える温度まで加熱されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。 11．前記材料充填物(５)が、強化材料を含有し、前記硬化可能マトリックス材料が、該強化材料を前記圧膜に塗布した後、該強化材料に添加されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。 12．前記材料充填剤(５)が、好ましくは、連続繊維を備えた織布材料、編み上げ繊維材料または編物材料を含有することを特徴とする、請求項８〜11のいずれかに記載の方法。 13．非加圧状態で、前記圧膜(１)の異なる領域における仮想の重心を通る長手方向軸(ａ、ｂ、ｃ)が、仕上げ中空体(14)における対応する仮想の重心を通る軸と実質的に一致することを特徴とする、請求項８〜12のいずれかに記載の方法。 14．前記圧膜(１)が、前記材料充填物の塗布前に、粉末材料または顆粒材料で満たされており、該粉末材料または顆粒材料が、仕上げ中空体(14)から取り除かれることを特徴とする、請求項８〜13のいずれかに記載の方法。 15．前記圧膜が、前記仕上げ中空体(14)の一体化部分として、適当な位置で残されていることを特徴とする、請求項８〜14のいずれかに記載の方法。 16．前記圧膜が、前記仕上げ中空体(14)から取り除かれることを特徴とする、請求項８〜15のいずれかに記載の方法。 17．中空体であって、該中空体の内壁は、内部空洞を形成し、該中空体で一体化され非加圧状態で自己支持している予備形成圧膜から作り出される第一材料層は、該空洞に面し、それゆえ、該内壁を形成し、そして強化材料およびマトリックス材料は、強化プラスチックの第二材料層を形成し、そして該第二材料層は、実質的に、該第一材料層を取り囲んでいることを特徴とする中空体。 18．前記第一層が、熱可塑性重合体、好ましくは、ポリエステルを含有することを特徴とする、請求項17に記載の中空体。 19．前記マトリックス材料が、熱可塑性物質、好ましくは、ポリプロピレンまたはポリエステルを含有することを特徴とする、請求項17または18に記載の中空体。 20．前記マトリックス材料が、熱硬化性プラスチック、好ましくは、ポリエステルまたはビニルエステルを含有することを特徴とする、請求項17または18に記載の中空体。 21．前記強化材料が、ガラス繊維および/または炭素繊維を含有することを特徴とする、請求項17〜20のいずれかに記載の中空体。 22．前記第二層が、前記第一層のすぐ外側にある領域にて、対応する領域での前記第一層の厚さから相当に逸脱する厚さを有することを特徴とする、請求項17 〜21のいずれかに記載の中空体。