JPH01259915A - 加熱加圧成型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大型で均質かつ緻密な成型体を製造する加圧
加熱成型装置、特にＦＲＰやベークライトのような熱硬
化性樹脂をバインダーとする成型体の製造装置あるいは
炭素繊維を熱硬化性樹脂やピッチをバインダーとして加
圧加熱成型後、炭化あるいは黒鉛化して炭素繊維／炭素
複合材を製造する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ガスの発生を伴なって固化するバインダーを含む
成型原料の加圧加熱成型においては、第５図に示すタイ
プの成型装置が用いられていた。すなわち従来の加圧加
熱成型の成型用型は、上、下ダイス１，２とシリンダー
状のモールド３からなり、発生したガスは上下ダイス１
．２とモールド３との間の間隙４からのみ抜き出す方式
であった。

５は成型原料、６は加熱ヒータ、Ｐはプレス圧を示す。

〔発明が解決しようとする課′題〕

しかるに、従来の方式においては、成型体のサイズをス
ケールアップしていった場合、特にモールド内部の幅す
なわち第５図の間隔りを大きくしていった場合、成型時
に発生したガスが位置によっては成型体から抜けきれず
、成型体内に内包され、位置によって気孔率の異なる不
均質な成型体が得られたり、あるいは成型体の厚み方向
中央部に層状の割れが発生したりした。このような理由
により緻密かつ均質で大型の成型体を得る場合に従来の
加圧加熱成型装置では製造が困難であった。

本発明の目的は、成型時にガスの発生を伴なって固化す
る原料を加圧加熱成型で製造する装置において、緻密か
つ均質で大型の成型体を安定して製造することができる
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記のように従来の方式においては成型体のサイズをス
ケールアンプしていった場合、成型時に発生したガスが
位置によっては成型体から抜けきれず、成型体内に内包
され、位置によって気孔率の異なる不均質な成型体とな
ったり、あるいは成型体の厚み方向中央部に層状の割れ
が発生する。

このような現象は成型用モールドの内寸が２０１を越え
た場合、顕著に見られる傾向にある。成型体内で発生し
たガスは、ガスが発生した位置とガスの成型用型外への
通路であるモールド３とダイス１との間の間隙４との距
離に何らかの関係がありその距離が一定の距離、たとえ
ば１０ｃｍを超えると、ガスが成型用型外へ抜は出し難
くなり、成型体内に内包され前記現象を引き起こす事が
、本発明者らの検討の結果判明した。

この原因はガス発生位置と間隙４との距離が大きくなる
に従い、通気抵抗が大きくなることによるものである。

本発明者らは、このような現象を改善するための手段を
種々検討した結果、成型用型に適当なガス抜き穴を適当
な位置に設けることによって本発明の目的を達成できる
ことがわかった。

すなわち本発明は、ガスの発生を伴なって、固化する原
料を加圧加熱成型して成型体を製造する方法において、
成型用型に、選択透過材料を配設したガス抜き穴を形成
したことを特徴とするものである。ここで選択透過材料
とは、気体のみを透過させ、液体及び固体状成型原料は
透過させない材料である。

〔作用〕

本発明では、モールドとダイスとの間隙からのガス抜き
のみに頼るのではな（、成型用型にガス抜き穴を形成す
るものであるから、ガス抜きが均一に、かつ十分行なわ
れる。したがって、緻密かつ均質で大形の成型体を容易
に得ることができる。

また、選択透過材料の存在によって、ガス抜き穴から成
型原料が抜けないので、そのロスはない。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明の骨子は、成型用型としてダイスやモールドに選
択的に気体のみを通過させ、液体または固体状の成型原
料は通過させないガス抜き穴を、成型体のどの部分もガ
ス抜き穴からの距離が一定距離、好ましくは１０ｃ１１
以下となるようにあけたものを使用することにある。

その態様を第１図および第２図の実験設備に沿って説明
する。第２図は、第１図のガス抜穴１０の部分の拡大断
面図である。

本発明では、たとえば上ダイス１の中央に上下方向に沿
って形成された成型原料ｓ側が大径のポケット部１０Ａ
と、小径の連通孔１０Ｂと、この連通孔１０Ｂに連なり
上ダイス１上面において水平に上ダイス両側面に至る凹
溝１０Ｃとでガス抜き穴１０が形成されている。上記ポ
ケット部１０Ａには、成型時に発生するガスのみを透過
し、液体もしくは固体状の成型原料を透過させない選択
透過材料１１が詰められている。

この選択透過材料としては、鉱物繊維、炭素繊維、耐熱
有機繊維、多孔セラミックスのほか、加熱温度が低けれ
ば、合成繊維、天然繊維や多孔合成樹脂発泡体等をも用
いることができる。

１２は加熱板、１３は断熱板、１・４は測温素子たとえ
ば熱電対である。

本発明において、図示例のような成型機では間隙４もガ
ス抜き穴として機能するが、いずれにしても成型材料の
どの部位においても、ガス抜き穴４および１０から１０
ｃｏ＋を超えて離れることは、ガス抜きが不十分な部位
を生じて好ましくない。

第１図に示す例では、ガス抜き穴１０として基本的に１
つの例を示したが、成型用型の大形化に伴ってその数を
増せばよい。また、第１図に示す例では、上ダイス１の
みにガス抜き穴１０を形成したが、下ダイス２やモール
ド３にも形成することができる。また、上記選択透過材
料１１は、もし何回かの使用によってガス透過性が損わ
れたときは、新品と交換すればよい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１） ＧＰＣＦ　（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｅｆｏｒ＋＋＋ａｎｃ
ｅ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｒｅ　）ミ）Ｌｔ　Ｆ　７　
ｙイバー（強度７Ｑｋｇ／ａｍ”、糸径１８μ、長さ０
．７ｍ）１０重量部と、平均粒径１５μのコークス粉６
９重量部と、軟化点２７５℃のコールタールピッチ２１
重量部を混合して成型用原料を調製した。

この原料６　ｋｇづつを、第１図における上ダイスとし
て、第３図のＡＳＢ、、Ｃの３種の上ダイスを用いて加
圧加熱成型した。ここでＡは上ダイスにガス抜き穴がな
いケースであり、ＢＳＣは上ダイスにそれぞれ１穴およ
び８大のガス抜き穴１０を形成したものである。いずれ
のガス抜き穴においても、ポケット部１０Ａの径＝５Ｂ
φ、連通孔１０Ｂの径＝２鶴φ、凹溝寸法＝巾３龍×深
さ３鶴とした。また、選択透過材料としては、「カオウ
ール」　（イソライト社製）を用いた。ここで成型用型
（ダイス、モールド）の材質は普通鋼とした。

加圧加熱成型は上下ダイス１．２を昇温速度３℃／分で
３００℃まで昇温後、１００ｋｇ／ａｉ”でプレスし、
プレスしながらさらに昇温速度３℃／分で５３０℃まで
昇温し、１時間保持後冷却して行なった。いずれのケー
スも成型体の厚みは約２１であった・ これら３種の成型体の各々の第４図中ａ、ｂの２箇所か
ら４　ｅｌｌ　Ｘ　４　ａａ　Ｘ成型体厚みのサンプル
を切り出し、密度測定、曲げ強度測定を行なった。

その結果を、各位置別にガス抜き穴までの距離と合わせ
て第１表に示す。

第１表から判るようにＡのケース及びＢのケースに見ら
れるように、ガス抜き穴までの間隔が１０１を越えると
密度、強度の低下が起こるのに対して、本発明の好まし
い態様のように間隔を１０ａ１以下としたＣのケースで
は、このような現象は起こらず、大型で均質、緻密な成
型体が得られることが判った。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、大型で均質かつ緻密な成
型体が得られるようになり、大型の樹脂をバインダーと
する成型体や大型Ｃ／　Ｃ（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｒｅ　
Ｒｅ１ｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ）コンポジットの
製造が可能となった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の加圧加熱成型装置を示す断面図、第２
図はそのガス抜き穴の拡大断面図、第３図（Ａ）〜（Ｆ
）は実験に用いた上ダイスを示し、（Ａ）。 （Ｃ）　、　（Ｅ）は平面図、（Ｂ）　、　（Ｄ）　、
　（Ｆ）はその断面図、第４図は実験時における成型体
からの試料切出し位置の平面図、第５図は従来装置の断
面図である。 １・・・上ダイス、２・・・下ダイス、３・・・モール
ド、４・・・間隙、５・・・成型原料、１０・・・ガス
抜き穴、１０Ａ・・・ポケット部、ＩＯＢ・・・連通孔
、ＩＯＣ・・・凹溝、１１・・・選択透過材料、１２・
・・加熱板。 第１図 ビ 第２図 第３図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）（力゛ス七阪
き火ルＬ） （Ｃ）　　　　　　　　　　　　　（Ｄ）（Ｅ）　　　
　　　　　　　　　　（Ｆ）１５、：）Ｃｍ　　　　　
　１５．：）ＣＩＴＩ第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスの発生を伴なって固化する原料を加圧加熱成
   型して成型体を製造する方法において、成型用型に、選
   択透過材料を配設したガス抜き穴を形成したことを特徴
   とする加圧加熱成型装置。