JP2005074950A - Manufacturing process of shaped body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長繊維含有材料など押出し成形やブロー成形に適さない材料を中空形状に成形できる成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a molded body that can form a material that is not suitable for extrusion molding or blow molding, such as a long fiber-containing material, into a hollow shape.
近年、種々の構造体、特に車両など移動する構造体において、強度を保持したまま軽量化することが求められている。この要求に対して、構造体の骨組み、枠組みや外装板などの構成材料を金属から繊維強化プラスチックなど樹脂系材料に代えることが考えられている。しかしながら、繊維強化プラスチックなどより強度の高い樹脂系材料は熱硬化性のものが多く、再成形が困難で、成形体同士の高強度を有する接合が困難な場合も多い。したがって、樹脂系材料では、原料を直接最終の形状、例えば、湾曲部や屈曲部を備える形状に成形することが重要である。 In recent years, various structures, particularly moving structures such as vehicles, have been required to be reduced in weight while maintaining strength. In response to this requirement, it is considered that the structural material such as the framework of the structure, the framework, and the exterior plate is changed from a metal to a resin-based material such as fiber-reinforced plastic. However, resin materials with higher strength such as fiber reinforced plastics are often thermosetting, are difficult to remold, and often have high strength between molded bodies. Therefore, it is important for the resin-based material to directly mold the raw material into a final shape, for example, a shape having a curved portion or a bent portion.
プラスチック材料において、三次元形状を有し、且つ中空に形成した成形体の製造方法として、ブロー成形を用いる方法が公知である(例えば、特許文献1または2参照。)。また、射出成形型内に水溶性プラスチックより成る中型を配置して射出成形後、水に浸して中空成形体を得る方法が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、強度を確保するために繊維、特により長い繊維を含む繊維と樹脂とが複合された樹脂系材料は押出しや射出に適さない。
As a method for producing a molded body having a three-dimensional shape and formed hollow in a plastic material, a method using blow molding is known (for example, see
比較的長い繊維を含む樹脂系材料では、繊維どうしの絡み合いを利用してシート状に予備成形することができる。したがって、例えば、低融点の合金やアルカリ溶解が容易な金属等を所定形状に成形して中子とし、この中子の外周に樹脂系材料のシートを巻きつけて加熱成形した後、中子を融解又は溶解させて除去する中空成形体を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。あるいは、中空成形体の内壁を構成する材料を予め袋状に成形して中空部分に微粒子を充填して減圧した中型を作成し、この樹脂系シートを中型の外周に巻きつた状態で加熱成形した後、中型の微粒子を排出して中空成形体を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献5参照。)。 A resin-based material containing relatively long fibers can be preformed into a sheet shape by utilizing the entanglement between the fibers. Therefore, for example, a low melting point alloy or an alkali-soluble metal is molded into a predetermined shape to form a core, a sheet of resin material is wrapped around the outer periphery of the core, and then the core is molded. A method for producing a hollow molded body that is removed by melting or dissolving is disclosed (for example, see Patent Document 4). Alternatively, the material constituting the inner wall of the hollow molded body is formed into a bag shape in advance and filled with fine particles in the hollow portion to create a medium mold that is decompressed, and this resin sheet is heat molded in a state of being wound around the outer periphery of the medium mold Thereafter, a method for producing a hollow molded article by discharging medium-sized fine particles is disclosed (for example, see Patent Document 5).
しかしながら、これらの方法では、中子、または中型を所定の精度で成形しなければならず、中子又は中型の成形と中空成形体の成形の2回の成形を必要とする。また、中子を用いる方法では、中子の除去に手間がかかる。中型を用いる方法では、中型自体が中空成形体であるためブロー成形などで成形できる形状に限定され、さらに、複数の開放部分がある中空体のための中型を作成するのは困難である。
そこで、本発明では、繊維など固体を含有する材料や高粘性材料などを、より単純に中空形状に成形できる成形体の製造方法を提供することを課題とする。
However, in these methods, the core or the middle mold must be molded with a predetermined accuracy, and the molding of the core or the middle mold and the molding of the hollow molded body are required twice. Further, in the method using the core, it takes time to remove the core. In the method using the middle mold, the middle mold itself is a hollow molded body, so that it is limited to a shape that can be molded by blow molding or the like. Further, it is difficult to create a middle mold for a hollow body having a plurality of open portions.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a molded body that can more simply form a material containing solids such as fibers or a highly viscous material into a hollow shape.
上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの成形体の製造方法であって、成形材料と、変形可能な芯材とを、成形型内で前記成形材料が芯材を包囲するように成形型に収容するセット工程と、前記成形型で、加熱加圧成形する成形工程とを備える。
また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおり、芯材は、外面を構成するシート部材と、該シート部材の内側に収容される小片材とから構成される、請求項1に記載の成形体の製造方法である。
また、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおり、セット工程では、繊維と樹脂とを含むシートに形成された成形材料を芯材に巻きつける、請求項1又は2のいずれかに記載の成形体の製造方法である。
さらに、本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおり、繊維と樹脂とを含む成形材料を用い、セット工程で、芯材の成形工程における圧縮変形量と、芯材表面の垂線方向における前記成形材料中の繊維の量とを調節する、請求項1に記載の成形体の製造方法である。
また、本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおり、シートに形成された成形材料を巻きつけ回数を調節して芯材の表面に巻きつけて、前記芯材表面の垂線方向における前記成形材料中の繊維の量を調節する、請求項4に記載の成形体の製造方法である。
As means for solving the above-mentioned problems, the first invention of the present invention is a method for producing a molded body as described in
Further, according to a second invention of the present invention, as described in claim 2, the core material is composed of a sheet member constituting the outer surface and a small piece material accommodated inside the sheet member. Item 2. A method for producing a molded article according to
Further, according to a third aspect of the present invention, as described in the third aspect, in the setting step, the molding material formed on the sheet containing the fiber and the resin is wound around the core material. It is a manufacturing method of the molded object as described above.
Further, according to a fourth aspect of the present invention, as described in the fourth aspect, the amount of compressive deformation in the core material molding process and the perpendicular to the surface of the core material are set in the setting process using a molding material containing fibers and resin. It is a manufacturing method of the molded object of
According to a fifth aspect of the present invention, as described in claim 5, the molding material formed on the sheet is wound around the surface of the core material by adjusting the number of windings, and the perpendicular direction of the surface of the core material is measured. The method for producing a molded body according to claim 4, wherein the amount of fibers in the molding material is adjusted.
本発明によれば、繊維など固体を含有する材料や高粘性材料などを、より単純に中空形状に成形できる成形体の製造方法を提供することにより、押出しや射出などが困難な材料、例えば繊維強化プラスチックや繊維を主体とする材料を用いて、種々の複雑な形状を備える成形体を製造することができる。
請求項1に記載の成形体の製造方法では、変形可能な芯材を用意して、セット工程で、この芯材が成形材料で包囲されるように成形型内に収容する。芯材は、変形可能であるため、成形型に沿う種々の形状に追従できる。これにより、芯材を包囲する成形材料を良好に芯材と成形型の型面との間に配置できる。この状態で成形型によって加熱加圧成形することにより、芯材の周りを包囲する形状、すなわち芯材を中心部分とする中空形状に成形材料を成形することができる。したがって、本発明の製造方法は、芯材について精密に成形する必要がないため簡単であり、且つ良好に中空形状を有する成形体を成形できる。
また、請求項2に記載の成形体の製造方法によれば、芯材は、シート部材を外面とし、その内部に小片材を含有しているため、小片材によって良好な変形性を付与できるとともに、芯材の取り扱いが容易である。また、小片材の材質(硬度)や量を選択することにより、芯材の変形容量や剛性を調節することができる。また、シート部材に形状を付与することにより、芯材の大まかな外形を設定することもできる。なお、シート部材は、成形工程で成形材料の内面に一体化されてもよいし、成形工程後に成形材材料側から剥離されても良い。
また、請求項3に記載の成形体の製造方法によれば、シートに形成された成形材料を芯材に巻きつけるため、容易かつ確実に芯材を包囲することができる。また、成形体の各部位における成形材料の量をより正確に制御することができる。
According to the present invention, a material that is difficult to extrude or inject, such as fiber, is provided by providing a method for producing a molded body that can more simply form a solid-containing material such as fiber or a highly viscous material into a hollow shape. A molded body having various complicated shapes can be manufactured using a material mainly composed of reinforced plastic or fiber.
In the method for producing a molded body according to
According to the method for manufacturing a molded article according to claim 2, since the core material has a sheet member as an outer surface and contains a small piece material therein, the small piece material imparts good deformability. The core material can be easily handled. In addition, the deformation capacity and rigidity of the core material can be adjusted by selecting the material (hardness) and amount of the small piece material. Moreover, the rough external shape of a core material can also be set by giving a shape to a sheet | seat member. The sheet member may be integrated with the inner surface of the molding material in the molding process, or may be peeled off from the molding material side after the molding process.
In addition, according to the method for manufacturing a molded body according to claim 3, since the molding material formed on the sheet is wound around the core material, the core material can be surrounded easily and reliably. In addition, the amount of the molding material at each part of the molded body can be controlled more accurately.
請求項4に記載の成形体の製造方法によれば、芯材の成形工程時の圧縮量を調節することにより、成形型と芯材との間の距離、すなわち成形材料の厚みを制御することができる。さらに、成形材料の芯材表面からの垂線方向の量(目付け)を調節することにより、成形体の所定部位に存在する繊維の量を制御することができ、これらを組み合わせることで、成形体の所定部位における繊維密度を制御することができる。
また、請求項5に記載の成形体の製造方法によれば、簡単に芯材表面の垂線方向の繊維の量を調節することができる。例えば、単一の目付けのシートを作成して、種々の密度となる成形体の原料とすることができる。
According to the method for producing a molded body according to claim 4, the distance between the mold and the core material, that is, the thickness of the molding material is controlled by adjusting the amount of compression during the molding process of the core material. Can do. Furthermore, by adjusting the amount (weight per unit area) of the molding material in the perpendicular direction from the surface of the core material, the amount of fibers existing in a predetermined part of the molded body can be controlled, and by combining these, The fiber density at the predetermined site can be controlled.
Moreover, according to the manufacturing method of the molded object of Claim 5, the quantity of the fiber of the perpendicular direction on the surface of a core material can be adjusted easily. For example, a sheet with a single basis weight can be created and used as a raw material for molded articles having various densities.
本発明の製造方法によって製造することができる成形体は、少なくとも中空形状に形成された外形部を備える成形体である。典型的には、外形部が成形体の全体である中空成形体であり、例えば、図1に示すような管状部材や、図示しない種々の容器、筐体などである。また、中空形状に形成された外形部と、その内部に別部材や別の材料よりなる芯部(充填材)とを有する成形体(図7参照)を製造することもできる。このような成形体としては、例えば、構造材としてのパイプのように中空形状の内部空間を利用しない用途に用いられる成形体や、管状部材に付加的な性質、例えば、強度、剛性、吸音性、吸湿性、脱臭性、芳香などが付与された成形体を挙げることができる。図1の成形体1は、湾曲部1aを有し、両端が開放されている管状部材である。
The molded body that can be manufactured by the manufacturing method of the present invention is a molded body that includes at least an outer shape formed in a hollow shape. Typically, it is a hollow molded body whose outer portion is the entire molded body, such as a tubular member as shown in FIG. 1, various containers not shown, and a housing. Moreover, the molded object (refer FIG. 7) which has the external shape part formed in the hollow shape, and the core part (filler) which consists of another member and another material in the inside can also be manufactured. As such a molded body, for example, a molded body that is used for applications that do not use a hollow internal space such as a pipe as a structural material, and additional properties such as strength, rigidity, and sound absorption properties of a tubular member , Molded articles to which hygroscopicity, deodorizing property, fragrance and the like have been imparted. The molded
以下、図1に示す成形体1を例に挙げて、本発明に係る成形体の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態の成形体の製造方法は、セット工程と、成形工程とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a method for producing a molded body according to the present invention will be described with reference to the molded
(セット工程)
セット工程では、成形型31内に、芯材10と成形材料21とを、成形材料21が芯材10を包囲するように収容する。まず、芯材10、成形材料21について説明する。
(Set process)
In the setting step, the
まず、芯材10について、図2を参照して説明する。芯材10は、変形可能な構成であり、具体的には、芯材10を包囲するように成形材料を配置しやすい形状と成形工程での成形形状とに変形できる構成である。芯材10は、流動性を有する材料、例えば、気体や粘性流体、あるいは小片状の固体(小片材)を有するように形成することができる。また、これらの流動性を有する材料は、適宜、柔軟なシート部材11に被覆されて芯材10に形成される。
First, the
小片材13は、成形工程で成形に悪影響を与えない範囲で、種々の材質、形状の固体を使用することができる。小片材13の形状は、例えば、粒状、砂状、繊維状、長軸状などを挙げることができる。具体的な小片材13としては、例えば、砂、活性炭、粉炭、各種繊維、樹脂ビーズなどがある。また、埃、天然繊維採取時に出る表皮、コアや鉋屑などの小片廃材を利用しても良い。小片材13は、芯材の剛性や圧縮変形量を制御できる材料が好ましい。典型的には、互いの摩擦係数が比較的小さく、且つ高硬度の材料とされる。また、図7に示す状態のように、特に芯材10を除去しないで成形体とする場合は、成形材料と同系の材料を用いると、使用済みの成形体を再生、再利用等する場合に、成形材料部分と芯材とを分離しなくても良いため、好ましい。
The
シート部材11は、芯材10の変形性を確保できる種々の材料である。後述する成形工程後に成形体1から除去されるシート部材11は、成形材料21に対する剥離性が良い外表面を有する。例えば、外表面がフッ素樹脂でコーティングされたシートを好適に用いることができる。成形工程後、成形体1から除去しなくて良いシート部材11は、少なくとも、成形材料21との固着性が良い外表面を有する。この固着は、例えば、シート部材11(またはその表面)が融解して後述する成形材料のバインダ樹脂と相溶性を有する形態に限定されず、例えば、成形材料のバインダ樹脂が含浸することによって物理的に固定される形態をも含む。
なお、成形体が芯材を保持する形態、例えば図7に示す形態では、成形材料21の樹脂が芯材10に含浸する形態でも良い。この場合、芯材10を所定の部位に安定に固定することができる。また、中空部分から小片材やシート部材などを厳密に取り除かなくても良い場合は、中空を備える成形体1を製造する場合でも、含浸する構成や、剥離しにくい構成の芯材を用いても良い。
The
In the form in which the molded body holds the core material, for example, the form shown in FIG. 7, the
本実施形態の芯材10は、図2の下に示すように、長方形状のシート部材11と小片材13とから構成されている。この芯材10は、図2に示すように、シート部材11上に所定量の小片材13を載せて小片材13を包むようにシート部材11を丸めて、両端をしぼり、適宜、テープ、紐、接着剤で封じることによって得られる。
The
なお、芯材10の他の形態としては、図8(a)に示すような予め袋状に縫製等されたシート部材41と、シート部材41に充填される小片材43とから構成される芯材40がある。この場合、適宜袋状のシート部材41に大体の形状を付与しておくことも可能である。また、図8(b)に示すような、所定の長さ、形状を備える弾性を有する柔軟なゴムよりなる芯材45でも良い。柔軟なゴムよりなる芯材45は、適宜、中空部分の形状に大まかに、あるいは精密に形状を付与しておくことも容易である。図8(c)に示すような所定の太さの綱で形成された芯材47でも良い。また、図8(d)に示すような、柔軟な長軸状のワラなどの繊維材料51を繊維などで形成された紐53で縛りつけて集合状態を安定化した芯材49でも良い。
さらに、芯材10は、砂、薄片、繊維などの小片材を、特に包んだりすることなく直接成形原料に接触させても良い。この場合、成形材料21によって包囲することにより、芯材10が成形材料21の包囲しやすい形状に作成され、成形型31に収容することにより成形形状に沿って変形可能である。
In addition, as another form of the
Furthermore, the
次に、成形材料について説明する。成形材料21は、成形体1(外形部)を構成する材料であり、芯材10を包囲するように配置でき、成形工程でも芯材10を包囲しつづけられる材料である。典型的には、高粘性材料あるいは所定の形状を保持し得る固体状の材料である。好ましくは、固体状の材料であり、また、加熱加圧成形時にも固体状態を保持する固体状材料が好適である。このような成形材料としては、繊維を含有する材料が好適であり、繊維がシート状、ロープ状など所定の形状に成形されている材料がより好ましい。また、特に、成形後も繊維が残留するものが好ましく、例えば、ガラスウールやロックウールなどの無機繊維や獣毛、高融点の合成繊維、植物繊維などが好ましい。中でも獣毛や植物繊維など天然由来の材料であると、石油資源の利用を低減でき、また使用済みの成形体の再生や廃棄において自然環境にかける負荷を軽減でき、好ましい。植物性の繊維は、木本類または草本類に由来する種々の繊維であり、栽培可能な資源が好ましい。栽培可能で、生長が比較的早い植物には、サイザル、ジュート、ケナフなどがある。栽培が容易で良質の長繊維が得られやすいため、特にケナフが好ましい。繊維は、公知の紡糸方法、紡績方法やウェブ製造方法、不織布製造方法、あるいは種々の織地、編地の製造方法によってシート(マットを含む)やロープに形成することができる。
Next, the molding material will be described. The
繊維等の固形物を含む成形材料は、熱可塑性又は熱硬化性のバインダ樹脂を含有する。熱可塑性のバインダ樹脂の例としては、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、ポリ乳酸等のポリエステルを挙げることができる。また、熱硬化性のバインダ樹脂としては、例えば、フェノール樹脂やウレタンなど、接着剤として利用される樹脂を用いることができる。シート、ロープなどの所定形状を保持する繊維成形材料では、繊維によって良好に成形材料の収縮を抑制して所定の大きさの成形体が得られる。このため、バインダ樹脂として収縮しやすい熱硬化性樹脂を用いることにより、精度よく且つ高強度の成形体が得られ、好ましい。 A molding material containing solids such as fibers contains a thermoplastic or thermosetting binder resin. Examples of the thermoplastic binder resin include polyolefins such as polypropylene and polyesters such as polylactic acid. Moreover, as thermosetting binder resin, resin utilized as adhesives, such as a phenol resin and urethane, can be used, for example. In a fiber molding material that retains a predetermined shape such as a sheet or a rope, a contraction of the molding material is satisfactorily suppressed by the fibers, and a molded body having a predetermined size is obtained. For this reason, it is preferable to use a thermosetting resin that easily contracts as the binder resin because a molded body with high accuracy and high strength can be obtained.
繊維とバインダ樹脂との比は特に限定されないが、例えば、重量比で繊維:バインダ樹脂=7:3が好ましい。バインダ樹脂の繊維への添加は、シート、ロープなど所定の形状に形成された繊維に対して、スプレー、ローラなどによる塗布や、バインダ樹脂浴への繊維の浸漬によって良好に行うことができる。また、所定形状に形成する前の繊維をバインダ樹脂浴に浸漬させても良いし、特に熱可塑性樹脂の場合は、バインダ樹脂を繊維状に成形して、上述の繊維と混合して、所定形状に形成することによっても添加できる。本実施形態では、図3に示すように、成形材料21は、一定の幅を有する帯状のシートに形成されている。
The ratio of the fiber to the binder resin is not particularly limited. For example, the weight ratio of fiber: binder resin = 7: 3 is preferable. The addition of the binder resin to the fibers can be performed satisfactorily by applying the fibers formed in a predetermined shape such as a sheet or a rope with a spray or a roller or immersing the fibers in a binder resin bath. Further, the fibers before being formed into a predetermined shape may be immersed in a binder resin bath, and particularly in the case of a thermoplastic resin, the binder resin is formed into a fiber shape and mixed with the above-described fibers to obtain a predetermined shape. It can also be added by forming. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
セット工程では、成形材料21に芯材10を包囲させたものを成形型31に収容しても良いし、成形型31に成形材料21を収容し、その後芯材10を成形型31中の成形材料21によって包囲される状態に成形型31内に配置しても良い。本実施形態では、図3に示すように芯材10に成形材料21を巻きつけた後、図4に示す成形型31に成形材料21および芯材10を収容して、図5に示すセット状態とする。
In the setting step, the
図3に示すように、シートまたはロープに形成された成形材料21は、芯材10の外周に巻きつけることによって容易に芯材10の外周を包囲するように配置することができる。巻きつけでは、特に、芯材10への包囲状態が安定するため、この状態での保管も可能である。巻き付け方は特に限定されず、シートを得ようとする成形体1の長さに等しく形成して長さに垂直な方向に丸めるようにしても良いし、図3に示すようにらせん状に巻いても良い。植物由来の繊維では、シート等の作成方法にも依存するが、植物中に存在するときと同様の角度のらせん状に巻くことによって、繊維への負荷が低減され、より高強度の成形体1が得られることも期待される。また、1枚(1本)の成形材料21に限定されず、複数本用いても良い。また、異なる種類、例えば、繊維や繊維の目付けが異なる成形材料を用いても良い。所定の部分だけ巻きつけ量(積層数)を増大または減少させてもよく、これにより高密度部分または低密度部分を形成することができる。
As shown in FIG. 3, the
また、芯材10に食い込ませるように、すなわち、芯材10を変形させるようにして所定の部位に成形材料21を設けても良い。例えば、らせん状または所定の間隔で芯材10の外周円を形成するように、ロープ状の成形材料を、芯材10が凹状になるように巻きつけても良い。この後、例えば均一にシート状の成形材料を巻きつけることにより、ロープ状の成形材料が内側に突出した形状となる。これにより、得られる成形体1の外周部を補強するリブを成形できることが期待できる。なお、このように内側に突出するようにする成形材料を外周部の本体と別体の成形材料で用意する場合、これは、バインダ樹脂のみから成る円盤状部材や軸状部材などでも良い。いずれにおいてもこのように内側に突出させたい部位を構成する成形材料は、芯材10の所定の外表面が凹状となるように押し付けた状態で固定する。
Further, the
その後、図4に示す成形型31に成形材料21が巻きつけられた芯材10を収容する。ここで、成形型31は、公知の対を成す割型よりなるプレス型の一方の型であり、図1に示す成形体1を成形するように、成形体1の外形と同様の凹状の成形面31aを備えている。
芯材10は変形可能であるため、成形型31の成形面31aに沿うように押し込むようにして収容することができる。また、成形材料21が巻きつきによって芯材10を包囲している本実施形態では、成形材料21は、成形型31への収容のときに成形面31aと擦れても、芯材10との位置が安定しており、単純な操作で成形材料21が芯材10を包囲した状態で成形型31内に収容できる。
Then, the
Since the
(成形工程)
図6に加熱加圧成形のようすを示す。加熱加圧成形は、図5に示す成形型31と対を成す成形型32とを型閉めして行う。本実施形態では、成形型31,32は、それぞれ所定の温度に加熱できる型である。成形工程では、成形材料21中の熱硬化性樹脂の硬化温度に合わせて所望の温度に設定し、バインダ樹脂が完全に硬化するまで加熱加圧状態を保持させて成形する。このとき、図6に示すように、成形材料21は、内周側に位置する芯材10と、外周側に位置する成形型31の成形面31aとの間で挟みつけられて加圧されることによって圧縮され、所定の厚みに成形される。成形工程における加熱、加圧の具体的な条件は、熱硬化性樹脂や成形材料21の厚みなどに応じて当業者に公知の技術によって設定することができるため、詳細な説明は省略する。
(Molding process)
FIG. 6 shows a state of heat and pressure molding. The heat and pressure molding is performed by closing the
成形材料21中の熱硬化性樹脂が完全に硬化した後、型を開いて、成形体1を脱型する。脱型された直後の成形体1を図7に示す。このとき、成形体1の中空部分には芯材10が充填された状態となっている。芯材10をそのまま保持する構成では、適宜、芯材10の端部などを処理することで製品とすることができる。
芯材10を除去した中空状の成形体1を得る場合は、芯材10を除去する。芯材10の除去方法は、特に限定されず、種々の方法で良い。本実施形態では、例えば、シート部材11の両端の絞った部分を開放して、内部の小片材を成形体1から回収し、その後、シート部材11を引っ張って剥離させて引き抜くことで芯材10を成形体1から除去できる。
After the thermosetting resin in the
When obtaining the hollow molded
この製造方法では、芯材10を変形可能に作成することにより、成形材料21が芯材10を包囲するように成形型31内に収容することで、成形材料21を通常の方法で加熱加圧成形するときと同様の成形で、成形材料21を中空状に成形することができる。また、三次元形状、例えば、3以上の割型を用いるような複雑な形状についても変形可能な状態の芯材10および成形材料21を成形型に沿うように収容することで、セットでき、良好に成形することができる。
In this manufacturing method, by forming the
また、芯材10として小片材で構成されるものを用いることにより、成形後に中空部分から容易に引き抜くことができる。すなわち、小片材は、集合している状態で相互の間に結合がないため、少量ずつ取り出すことができ、また、これにより容易に芯材の形状を変更して成形体の開口部分から取り出せる。したがって、端部より中央の径や形状が大きい形状の中空部分など複雑な中空形状を有する成形体を良好に製造することができる。
Moreover, by using what is comprised with a small piece material as the
この製造方法では、セット工程で、芯材の成形工程における圧縮変形量と、芯材表面の垂線方向における前記成形材料中の繊維の量とを調節することができる。これにより、得られる成形体、特に外形部分の密度や肉厚を制御することができる。例えば、芯材の成形工程における圧縮変形量を調節することにより、成形工程における成形型31の成形面から芯材10表面までの距離を制御することができ、成形材料の厚みを制御できる。この場合、さらに、所定の厚み部分に対応する成形材料、すなわち、芯材表面の垂線方向における繊維の量を調節することにより、得られる成形体(の外形部分)における単位体積あたりの繊維の量、すなわち繊維密度を制御することができる。すなわち、芯材10の圧縮変形量が芯材全体において一定の場合、部分的に成形材料中の繊維の量を増大させておくことにより、その部分の繊維密度を増大させることができ、得られる成形体の当該部分の強度を向上させることができる。
In this manufacturing method, the amount of compressive deformation in the core material molding step and the amount of fibers in the molding material in the direction perpendicular to the surface of the core material can be adjusted in the setting step. Thereby, the density and wall thickness of the molded object obtained, especially an outer shape part are controllable. For example, by adjusting the amount of compressive deformation in the molding process of the core material, the distance from the molding surface of the molding die 31 to the surface of the
一方、芯材10に含まれる流動性の材料として、液体または流動体(気体を含む)を使用した場合、芯材10全体の内圧を均一にできるため、得られる成形体において一定の繊維密度にすることができる。これにより、例えば、所定部位において成形材料中の繊維の量を増大させておいた場合、成形材料は内側に突出するように成形されて、内部にリブや突条を備える成形体または肉厚部分を備える成形体を成形することも可能である。
このように、本発明にかかる成形体の製造方法では、一回の成形で肉厚の異なる部分や密度(強度や硬度)の異なる部分を設けることができ、複雑な形状に合わせて種々の性能を備える成形体を製造することが可能である。
On the other hand, when a liquid or fluid (including gas) is used as the fluid material contained in the
Thus, in the method for producing a molded body according to the present invention, it is possible to provide portions with different thicknesses and portions with different densities (strength and hardness) in a single molding, and various performances according to complex shapes. Can be produced.
ケナフより採取できる繊維(平均繊維長70mm)をニードルパンチングによって目付け350g/m2のマット状に形成した。次いで、フェノール樹脂接着剤を、このマットに重量比でケナフ繊維マット:接着剤固形分=7:3となるようにスプレー塗布し、成形材料とした。
マット状の成形材料の一面の一辺に沿って、砂を1300g/m2の割合で載せた後、砂を芯材として成形材料を巻いた。このとき、マット状の成形材料は3層または4層となるようにした。3層の部分における芯材表面から垂線方向の繊維の量は約1500g/m2であり、4層の部分における芯材表面から垂線方向の繊維の量は約2000g/m2である。
次に、巻いた成形材料を砂ごと成形金型の下型の凹部に沿って収容し、上型を閉めて200℃で10分間熱プレスした。冷却後型から成形品を砂ごと取り出し、芯部分の砂を除去することにより中空状の成形体が得られた。この成形体の中空部分を除いた実質部分の密度は約0.9g/cm3だった。また、肉厚は1〜5mmであった。
Fibers (average fiber length 70 mm) that can be collected from kenaf were formed into a mat shape with a basis weight of 350 g / m 2 by needle punching. Subsequently, a phenol resin adhesive was spray-applied to the mat so that the weight ratio of kenaf fiber mat: adhesive solid content = 7: 3 was obtained, thereby obtaining a molding material.
After placing sand at a rate of 1300 g / m 2 along one side of one surface of the mat-shaped molding material, the molding material was wound using sand as a core material. At this time, the mat-shaped molding material was made to be three layers or four layers. The amount of fibers in the direction perpendicular to the core surface in the three-layer portion is about 1500 g / m 2 , and the amount of fibers in the direction perpendicular to the core surface in the four-layer portion is about 2000 g / m 2 .
Next, the rolled molding material was accommodated together with the sand along the concave portion of the lower mold, and the upper mold was closed and hot pressed at 200 ° C. for 10 minutes. After cooling, the molded product was taken out from the mold together with the sand, and the core was removed to obtain a hollow molded body. The density of the substantial part excluding the hollow part of the molded body was about 0.9 g / cm 3 . The wall thickness was 1 to 5 mm.
1 成形体
1a 湾曲部
10 芯材
11 シート部材
13 小片材
21 成形材料
31 成形型
DESCRIPTION OF
Claims (5)
成形材料と、変形可能な芯材とを、成形型内で前記成形材料が芯材を包囲するように成形型に収容するセット工程と、
前記成形型で、加熱加圧成形する成形工程と
を備える、成形体の製造方法。 A method for producing a molded body, comprising:
A setting step of accommodating the molding material and the deformable core material in the molding die so that the molding material surrounds the core material in the molding die;
The manufacturing method of a molded object provided with the shaping | molding process which heat-press molds with the said shaping | molding die.
The amount of fibers in the molding material in the perpendicular direction of the core material surface is adjusted by adjusting the number of windings of the molding material formed on the sheet and adjusting the number of windings around the surface of the core material. Manufacturing method of a molded object.
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