JPH01317729A - 複合成形品の製造方法 - 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】 産業上の分野 本発明は、熱膨張性フオームから所望形状の成形品を製
造する方法に関し、更に詳しくはあらかじめ成形された
部材を含めて一体的に成形する方法に関する。

従来の技術 複合成形法の１つとして、マクシミリアン・ウェアによ
って新規な熱膨張性樹脂トランスファー成形法（ｔｈｅ
ｒｍａｌ　４３ＸｐａｎＳｉＯｎ　ｒｅＳｉｎ　ｔｒａ
ｎｓｒｅｒｍｏｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）が提案さ
れている（特願昭６１−３０３５６０＞。この方法は、
熱弾性硬質フオーム（発泡コア）を所定形状に成形する
こと、予備成形７オームコアを補強繊維体で包むこと、
その内部制約面が最終成形品の形状を形成しかつ前記予
備成形フオームコアの選択領域を加熱可能な型内に前記
の包まれた予備成形フオームコアを置くこと、予備成形
フオームコアの周りに包まれた補強Ｉｌｌ鉢体包囲しか
つ湿潤化するように、液状熱硬化性樹脂を注入すること
、型の所定領域を十分高い温度まで選択的に加熱するこ
とにより型の加熱領域の影響下の硬質フオームコアを膨
張させ、これによりフオームコアの補強繊維体包囲面を
型の内部制約面に対して押しつけること、および成形工
程を完了するように硬質フオームコアの加熱を終了させ
ること、および型を冷却して成形品を型から取出すこと
からなる複合成形部材の成形方法であり、通常の複合成
形法に比べて幾つかの有利な点を有している。この方法
の主な利点は、複雑な形状の成形品を容易にかつ安価に
製造できることにあり、木材、金属または多くのプラス
チック材料から製作するのに不適かまたは実用的でない
新製品の製作にもこの方法は使用可能であることである
。更にこの方法は、軽量材料を有効に利用して、軽量で
高強度および高剛性を有するサンドイッチコア製品を製
作するのに経済性の点でも魅力的な方法である。このよ
うに、この方法は極めて広範囲に種々の設計でかつ異な
る形状を有する部品や部材の製作に適用され、例えば航
空様、原動機付または原動機なしの乗物、遊戯施設、ス
ポーツ用品などの構造部品等に適用しても、この方法自
身有効である。

本発明は上述の如き熱膨張性樹脂トランスファー成形法
を更に改良し、この方法の利点を更に強化すべくなされ
たものである。

発明が解決しようとする課題 上述の様な熱膨張性樹脂トランスファー成形法は、軽量
で高強度および高剛性を有するサンドインチコア製品を
製造するのに経済性の点で魅力的な方法であるが、製品
の一部分で更に高度の機能が求められる時、その機能を
何らかの手段で追加する必要がある。例えば部分的に耐
摩耗性を向上させるとか、繰返し締結の可能なネジ穴が
求められる時などである。本発明はこの点に鑑みてなさ
れたものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上述の熱膨張性樹脂トランスファー成形法に
おいて、予備成形フオーム内にあらかじめ成形された別
の部材を固定し、補強繊維体で上記部材を上記予備成形
フオームとともに包むことにより、金属、プラスチック
あるいはセラミックおよび／又はこれらを組合せたもの
よりなる部材を成形品と一体的に成形し得るようにした
ものである。

本発明方法は、すでに述べた熱膨張性樹脂トランスファ
ー成形法（以下ｒＴＥＲＴＭ法」と略称することがある
）において、これを更に改良したものであるが、熱弾性
硬質フオーム（発泡コア）を形成するポリマーは、ポリ
塩化ビニル、ポリウレタン、ポリイミド等が適当であり
、特に耐熱性の要求される分野ではポリイミドが好適で
ある。

このポリマーの中には、種々の添加剤、例えば顔料。

無機充填剤、補強用短繊維等を含んでも差しつかえない
。

一方、発泡コアを包みこむ補強繊維体としては、例えば
、織編物、不織布、その他の繊維構造物が用いられる。

繊維の種類は例えば炭素ａｕｉ、パラ系−アシーアラミ
ド繊維ス繊維、ポリエステル繊維などを用いることがで
きる。

ＴＥＲＴＭ法では、補強繊維体で包んだ予備成形フオー
ムコアを型内のキャビティに置き、該予備成形コアの周
りに補強繊維体を包囲しかつ湿潤化するように液状熱硬
化性樹脂を注入するが、かかる樹脂としてはエポキシ樹
脂が好ましい。しかし、不飽和ポリエステル樹脂やポリ
ウレタン樹脂も使用可能である。

ＴＥＲＴＭ法では、熱硬化性樹脂の注入に続いて型が加
熱される。熱は型から熱硬化性樹脂を介してフオームコ
アへ伝達される。コア温度がコア材料の膨張温度に到達
するとフオームコアは膨張し、これによりコアの包まれ
た表面は型の制約面に押しつけられる。

型の中へ注入される熱硬化性樹脂は、フオームが十分に
膨張して型内面に押しつけられ、型内に設けられた空気
抜きを介して型から余剰の樹脂をすべて排除するまでの
十分長い時間、液状を保持していなければならない。フ
オームコアが膨張したら、熱硬化性樹脂が成形されて急
速に硬化しなければならない。従って熱硬化性樹脂の硬
化特性はこの成形工程のこの過程に対応するものでなけ
ればならない。次に、型は冷却され、得られた複合成形
品は型から取出される。

成形工程で使用される温度は、前記のコア材料の膨張温
度にできるだけ一致させるべきである。

前記のコア材料がポリイミドのときは一般に約１４９℃
〜２０５℃の範囲の温度で膨張し、ポリ塩化ビニル樹脂
のときは一般に約り０４℃〜約１６３℃の範囲の温度で
膨張し、ポリウレタン樹脂のときは約６５℃〜１０７℃
の範囲の温度で膨張するので、これらの温度が好ましく
採用される。

本発明の製造方法は、上述の如きＴＥＲＴＭ法において
、あらかじめ成形された部材以外は本発明にかかる成形
方法で採用される材料および手法は先に提案されたＴＥ
ＲＴＭ法と何ら変るものでは無い。

以下、図面を参照しながら本発明方法を更に詳しく説明
する。

第１図は本発明方法の一実施態様を示す複合成形物の断
面を示すもので、熱弾性硬質７オームコア１（以下発泡
コアと略称する）を包んで補強繊維体２が配置され熱硬
化性樹脂３で一体的に成形されている。

金属ネジ部材４およびプラスチックエラストマー製部材
５が発泡コア１と一体的に成形されている。金属ネジ部
材４は該成形物を他の部品に取りつけるための強固なネ
ジを提供する。ネジ部の強度があまり要求されない場合
はプラスチック類のネジあるいは前−２熱硬化性樹脂３
を成形後ネジ加工してよい。金属ネジ部材４の外形は発
泡コア１と十分係合するとともに熱硬化性樹脂３を注入
した時容易に樹脂で湿潤されるように設計されるべきで
ある。ネジ部４１は成形前に加工しても、成形後加工し
てもよい。金属ネジ部材４に対応する表面はあらかじめ
補強ｍ雄体２を取り除いておく方が後加工を実施しやす
いが必ずしも必要ではない。

また金属ネジ部材４の成形時の型の中での固定方法とし
て、中子による方法、発泡コア１の拘束による方法客種
々あるが、それ程精度が要求されない場合発泡コア１で
拘束する方法でよい。

該成形物の他端の内部にプラスチックエラストマー製部
材５が挿入されているが、該部材５の役目は該成形物の
外部からの衝撃に対し発泡コア１で耐えられない場合該
成形物の他端にはプラスチックエラストマー製部材５が
配置され、該部材５の一端は成形物の外表面の一部を構
成し、他端は発泡コア１と成形物内部で強固に接着され
ている。

かかる構成をとることにより、発泡コア１と補強ＩＩＮ
体２の組合せでは耐えられないような衝撃力にも耐えら
れることになり、ＴＥＲＴＭ法による製品の用途範囲を
非常に広げられる長所があり、製品の各部位の機能を設
計思想のままに発揮させうる。

この方法の好適な実施例としては、スケートボードがあ
げられる。スケートボードは下側にローラを配し周辺、
特に前縁は色々な物に当り衝撃荷重を受は破損が激しい
が、ＴＥＲＴＭ法とエラストマ一部材５の併用によりか
かる問題が一挙に解決される。

第２図はＴＥＲＴＭ法の製品の一部の耐摩耗性の向上を
狙ってセラミック部材６を埋設したもので、成形時の発
泡コア１の膨張によりセラミック部材６の表面６１と補
強繊維体２になる表面２１は型（図示せず）の表面に強
く押しつけられるため全く同一の平面にしつる。また一
体成形のためセラミック部材６は発泡コア１と熱硬化性
樹脂３を介して強く接着され耐久性も向上している。本
発明の方法によれば軽量かつ耐摩耗性の高い機械部品が
得られる。

本発明にかかる製品の好適な実施例としては、上記以外
に大型成形品のボス穴、化学機械の撹拌翼、熱交換器の
鏡板の流体の出入口、ホイール・フレーム等の一体成形
自転車部品他種々のものがあげられる。

発明の効果 以上述べた通り、本発明方法によれば強固な一体成形物
を容易に且つ効率的に製造でき、工業的にきわめて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施態様を説明する複合成
形品の断面図である。 １・・・熱弾性硬質フオーム（発泡コア）２・・・補強
繊維体。 ３・・・熱硬化性樹脂 ４・・・金属ネジ部材。 ５・・・プラスチックエラストマ一部材６・・・セラミ
ック部材 特許出願人　帝　人　株　式　会　礼 式　　理　　人　　弁理士　　前　　１）　純　　博ど
′手続補正書（麗） 昭和６３年１０月メ日 特呂千庁長′ぎ殿 １、事件の表示 特願昭　６３　−　１４８３３７　　号２、発明の名称 複合成形品の製造方法 第４図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱弾性硬質フォーム（発泡コア）を所定形状に成
   形すること、予備成形フォームコアを補強繊維体で包む
   こと、その内部制約面が最終成形品の形状を形成しかつ
   前記予備成形フォームコアの選択領域を加熱可能な型内
   に、前記の包まれた予備成形フォームコアを置くこと、
   予備成形フォームコアの周りに包まれた補強繊維体を包
   囲しかつ湿潤化するように液状熱硬化性樹脂を注入する
   こと、型の所定領域を十分高い温度まで選択的に加熱す
   ることにより型の加熱領域の影響下の硬質フォームコア
   を膨張させ、これによりフォームコアの補強繊維体包囲
   面を型の内部制約面に対して押しつけること、および成
   形工程を完了するように硬質フォームコアの加熱を終了
   させること、および型を冷却して成形品を型から取出す
   ことからなる複合成形品の製造方法において、前記予備
   成形フォーム内にあらかじめ成形された部材を固定し、
   補強繊維体で上記部材を上記予備成形フォームとともに
   包むことを特徴とする複合成形品の製造方法。
2. （２）あらかじめ成形された部材が金属、プラスチック
   又はセラミック、あるいはこれらの組合せであることを
   特徴とする請求項（１）に記載の複合成形品の製造方法
   。