JPH0246150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、繊維強化プラスチツク成形品の製造
方法及びその方法の実施に使用する加圧材に関す
るものである。

＜従来の技術＞ 繊維強化プラスチツク成形品を製作する場合、
この部品の強度を保証する上でフアイバーの使用
率を大きくするのが好都合と言われている。この
ため、冷間プレス成形法が開発されており、この
方法によれば繊維材料を樹脂に含浸させたのち、
この樹脂が硬化するまでプレス機で高圧をかけ、
大規模に樹脂を絞り出すようにしている。しかし
この方法では、フアイバー含有率を約35％以上に
まで上げることができない。とりわけ、この方法
によりアンダーカツト付きの成形部品を取得する
のは不可能である。

米国特許第3050780号明細書には、アンダーカ
ツト付きの繊維強化成形部品を製造する方法が開
示されている。この方法では、ガラス繊維材料を
中空型中に導入し、このガラス繊維材料の内側に
プラスチツク材料成分をつめこみ、一種の加圧バ
ツグを使つてプラスチツク材料をガラス繊維材料
中に圧着させ、加圧バツグを一様に押し込むよう
にする。プラスチツク配合成分が硬化すると、加
圧バツグから圧をとりのぞき、形成された中空体
からバツグを取り去る。このようにしてアンダー
カツト付の中空製品を取得することができる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上記方法には、加圧バツグを膨脹させ
る時、プラスチツク配合物がガラス繊維材料中均
一に分布しないという欠点がある。加圧バツグが
膨脹すると、加圧バツグは全側面でガラス繊維材
料と接触し、これを圧迫する。したがつてガラス
繊維材料に閉じこめられた空気は脱出しにくく、
合成樹脂については、ガラス繊維材料内でフロー
抵抗が増大し、樹脂の分布が一様になりにくい状
態となる。この結果、この方法で得られる成形品
には欠陥がつきものであり、気泡が多数含まれ、
合成樹脂の浸透の悪い部分が多く見受けられる。
したがつて、この既知の方法は、たとえば、モー
タサイクル用安全帽のごとき、安全と強度につい
てきびしい規制を受けるものの製造方法には使用
できない。このため、当方法は、この種安全帽の
製造にはまだ採用されたことがなく、市場で入手
できる安全帽は今まで高樹脂分含有の手積み積層
品として製作されたものばかりであり、したがつ
て重くかつコストがかかるのが現状であつた。

又、この既知の方法（米国特許第3050780号）
では、型内の発生圧を適当にコントロールするこ
とができず、したがつて、型内の不均一な圧力に
より、この中で作られる成形品も、そのガラス繊
維材料が合成樹脂配合物で完全に含浸され得ない
という欠点もある。

本発明は、先行技術による方法を改善して、繊
維材料すべてにわたつてプラスチツク配合物を均
一に浸透させることができ、しかも空気泡もしく
は欠陥部分の形成を防止することができるように
するとを目的とする。更に、本発明は、樹脂含浸
材料を圧着する際、蓄積する圧力をコントロール
し、かつ、型中のすべての部分について均一な押
し出し操作が可能となるようにすることをも目的
とする。

＜問題点を解消するための手段＞ 上記目的を達成する本発明の構成は、繊維強化
プラスチツク成形品を製造する方法であつて、中
空の成形型内に内壁面に沿つて繊維材料を設ける
と共に、繊維材料に合わせてあら目のネツトを設
け、成形型内に液状もしくはペースト状の樹脂を
注入し、加圧材を介して樹脂に圧力をかけて樹脂
を成形型内形状に沿わせると共に繊維材料に浸透
させるようにしたことを特徴とする繊維強化プラ
スチツク成形品の製造方法、及び、成形型内に挿
入され内部に圧力媒体が供給される加圧材であつ
て、内部が二以上の圧力室に仕切られていること
を特徴とする繊維強化プラスチツク成形品製造用
の加圧材に存する。

＜作 用＞ 本発明によれば、ガラス繊維材料の上に広くあ
ら目の透し孔生地のネツトを設け、このネツトを
成形操作中樹脂配合物内に一緒に埋め込む。特に
このあら目ネツトは繊維材料二層間に挿入するの
が特色であり、通常、この繊維材料は顕微鏡的に
見て微細延伸フアイバーのストランドもしくは、
繊維管束を用いる。上記あら目ネツトは、繊維材
料に閉じこもる。空気の排出層用として役立つも
のであり、この空気は樹脂配合物が圧縮される場
合放出しなければならぬものである。このあら目
のネツト構造により、これに対応して小空隙がこ
の中で形成され、繊維材料中に封じ込められた空
気は、加圧操作中この内部に侵入することができ
る。ネツト面に沿い空気は外側に放出され、気泡
を生ずることなく樹脂配合物はこれに沿つて流れ
る。のぞましくはこのネツトの網目サイズは約１
mmおよびそれ以上とする。繊維もしくは編組繊維
材料と対照的に、ネツト用フイラメント（繊維）
は単一フアイバーから紡糸したものでなく固体の
モノフイラメント材料から紡糸したものとする。
したがつてこのフイラメントはいかなる樹脂をも
吸収しないものである。この発明で用いる「ネツ
ト」という意味は、この種フイラメントを使つた
任意のあら目編組物である。この場合、フイラメ
ントを相互に結着したものか融着させたものかは
問題にならない。好ましくは、単一フイラメント
またはネツト網目径は、繊維材料を紡糸したり撚
糸したりする繊維管束もしくは加工糸の直径より
大きいものとする。しかし上記直径はその繊維管
束または繊維ストランドの径と等しくても構わな
い。その理由としては、このネツトの網目構造と
しては当然開放された小空隙が必要とされ、その
中を空気が流過し、その空隙に沿つて空気が外方
に運び去らねばならぬからである。またできれ
ば、ネツトのフイラメントの面は平滑であつて、
継続して樹脂が流過する場合抵抗が最低であると
好都合である。

ネツトの材質としては、弾性を示し、張力を受
けて伸長できるものがよい。樹脂配合物が加圧バ
ツグで圧縮される場合ネツトがある程度伸長性を
示し、これによりネツトのしわよりが防がれれ
ば、とくにのぞましいことである。成形品の形状
にも左右されるが、たとえばワイヤースクリーン
（はえとりスクリーン）のごとき、伸長できぬ材
質を使用することも可能である。

成形型が曲面を呈する場合、この金型に合わせ
てネツトを単一部材に切断し、型、もしくは加圧
バツグの内壁に平坦なネツトを圧着した場合折り
目とかしわを生じないようにさせる。

ネツト材料の性状と圧縮性とは、加圧バツグと
ともに加圧操作を行なう場合、樹脂含浸の繊維管
束が絞り出されて、ガス抜きネツトよりさらに容
易に変形を受け、好ましい空気捕集空間を形成す
るように調整する。ネツトがポリアミド、ポリカ
ーボネート、ポリエチレンの何れかであれば好都
合である。

この発明による製造方法は、特に、モータサイ
クル安全帽とか、たとえばカヤツク（Kayak）
用の船体と言つた凹状部材のごとき、アンダーカ
ツト付き中空材料の製造に一層適している。この
製造方法のさらに好ましい利点は、みぞ、ふくら
みと言つた特殊形状のものが、加圧バツグを正確
に型の対応輪郭に密着せしめ得ることから容易に
製作できることである。

この発明の方法を使えばサンドイツチ部材を製
作することもでき、つまりこの方法では加工
PVCボードまたは発泡ボードを種々の繊維材料
層を介して積層させることができる。

加圧バツグの形状は、これが膨脹の際、当初、
型から突出している繊維材料部分から離隔した場
所において型の内壁に当たるようにすると好都合
である。このためには、加圧状態にない加圧バツ
グをある程度、上方部に対するよう、繊維材で被
覆した内壁底部の方に近づけ、加圧バツグが膨脹
した際は、繊維材料が底部から緩慢に持ち上げら
れるようにする。このようにすると空気は成形型
の縁の方に容易に押しやられ、外方に排出される
こととなる。

また、ネツトは二層のガラス繊維材料の中間に
挿入するとよい。その理由としてこの場合、樹脂
配合物が加圧される際編組体が形成する空気集積
部所に両側から空気が流入し得るからである。

＜実施例＞ 以下にこの発明の実施例を図面に従つて詳述す
る。

第１図は本発明の基本概念を示し、第２図、第
３図はこの発明の方法を実施する場合の使用装置
を示し、第４図はこの発明にもとずく工程段階の
概念を示し、第５図はこの工程を実施するために
使用する加圧バツグの特殊態様の概略図を示す。

まず、第１図は、中空型１の断片部分図を示
し、安全帽のシエルカバーを製作するための実施
例をあらわしている。まず、織物ガラスマツト２
を中空型の内壁上にとりつける。この上に比較的
目の粗いネツト３を上記ガラスマツト２上にあて
がい、ガラス繊維材料、たとえば、ガラス繊維布
４を順次上記ネツト３の上にあてがつて行く。つ
づいて、液状合成樹脂６を注入する。ここで加圧
バツグ７を膨脹させる。これにより液状合成樹脂
６はガラス繊維材料４の方に、さらに織物ガラス
マツト２の方に移行される。繊維材料４またはマ
ツト２何れかに含まれる空気はすべて、あら目の
ネツト３の作る空隙部に入り込み、ネツト３が作
る「排出層」にそつて流出する。合成樹脂が硬化
したら、加圧バツグ７から圧力を抜き去り、バツ
グ７を空洞部から引きはなし、成形品を成形型１
から取り外す。

第２図にはこの製造方法を実施する際の使用装
置の概略を示す。成形型１の底部半分は２組の半
シエル２２と２３に分離可能となつており、この
２つの半シエル２２，，２３には嵌合いアセンブ
リ用の案内装置１４が取りつけてある。これら半
シエル２２と２３とはアンダーカツトの中空空洞
を囲み、この空所の内壁８は加工すべき製品形状
に応じた形状を保つ。第２図中、半シエル２２，
２３内には点線１５により成形型の輪郭が示され
ている。

この成形型輪郭１５上部にある隙間２０は、外
方に伸長し、その外側端部で上方に屈曲しオーバ
ーフロー部１０で終つている。ここでまた、上方
閉止部材９の形状に応じた連続空隙部を設けるこ
ともできる。

導管１６は閉止部材９上部に貫入され、導管１
６の下端部には加圧バツグ７が取りつけ固定され
る。加圧媒体は導管１６を通して加圧バツグ７中
に導かれる。加圧媒体の導入によりバツグ７は成
形型１内壁に向けて膨脹される。

第３図、第４図には、製造工程の概略を示して
ある。繊維材料４たとえば織物ガラスマツトを型
１の内壁８上に置くと共に、隙間２０に沿つて伸
長し、オーバフロー部１０の所まで伸ばす。

次に硬化性液状プラスチツク配合物６を繊維材
料４の上に導入する。次に加圧バツグ７を導入す
る。

つづいて、上方方閉止部材９を所定の位置にと
とつけ、導管１６を介して加圧媒体を供給して加
圧バツグ７を膨脹させる。加圧バツグ７の形状
は、当初このものが型の内壁８に嵌入している状
態であり、この場所では隙間２０から最も離隔し
た位置にある。ここで、合成樹脂配合物６が加圧
バツグ７により、シエルの形状に沿つて導通の隙
間２０の方に押しやられ、隙間２０を流過してオ
ーバフロー部１０から排出される。合成樹脂配合
物が硬化したのち、加圧媒体を加圧バツグ７から
取り外し、閉止部材９を引き揚げ、下方の半型を
２つの半シエル２２と２３に分離する。最終部品
である成形品を型からとり外す。

第５図には加圧バツグ７の他の例を示す。この
加圧バツグ７は隙間２０から最も遠く離れた位置
から加圧バツグ７を膨脹させることができるよう
にしたものである。つまり、第４図における型１
の内壁８の底部上に相当する個所から静かに液状
合成樹脂６を繊維材料４を介して上方に導き溢流
させるのである。このためには、加圧バツグ７内
は隔膜１８で２つの隔室（圧力室）１１，１２に
仕切られる。下部の圧力室１１には内側導管１６
を介して加圧媒体が供給され、外側の圧力室１２
には外側導管１９を介して加圧媒体が導入され
る。最初に圧力室１１に、次に外方圧力室１２に
加圧媒体を供給する。この際の圧力の蓄積は、外
方圧力室１２より高圧で圧力室１１を操作するよ
うに制御する。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、繊維材料すべてにわたつて樹
脂を均一に浸透させることができ、又、繊維材料
中の空気はネツトを通して抜かれるので、気泡等
のない品質のよい繊維強化プラスチツク成形品を
得ることができる。更に、本発明に係る加圧材に
よれば、成形型内に注入される樹脂に対し段階的
に圧力を加えることができ、成形品の品質向上に
寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法の基本概念図、
第２図及び第３図は本発明方法の実施に使用する
装置の断面図、第４図は本発明方法の工程説明
図、第５図は加圧材の他の実施例の断面図であ
る。 図面中、１は成形型、２は織物ガラスマツト、
３はネツト、４はガラス繊維材料、６は液状合成
樹脂、７は加圧バツグ、８は成形型の内壁、９は
閉止部材、１０はオーバーフロー部、１６は導
管、２０は隙間である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維強化プラスチツク成形品を製造する方法
   であつて、中空の成形型内に内壁面に沿つて繊維
   材料を設けると共に、繊維材料に合わせてあら目
   のネツトを設け、成形型内に液状もしくはペース
   ト状の樹脂を注入し、加圧材を介して樹脂に圧力
   をかけて樹脂を成形型内形状に沿わせると共に繊
   維材料に浸透させるようにしたことを特徴とする
   繊維強化プラスチツク成形品の製造方法。 ２ 前記ネツトとして表面が平滑なフイラメント
   からなるものを使用することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の繊維強化プラスチツク成
   形品の製造方法。 ３ 前記ネツトを二つの繊維材料間に設けること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の繊維強化プラスチツク成形品の製造方
   法。 ４ 網目サイズが１mm以上であるネツトを使用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の繊維強化プラスチツク
   成形品の製造方法。 ５ 前記ネツトを構成するフイラメントの径が繊
   維材料を構成する繊維の径以上であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れかに記載の繊維強化プラスチツク成形品の製造
   方法。 ６ 前記ネツトとして直径が0.2mmより大きいフ
   イラメントで構成したものを用いることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かに記載の繊維強化プラスチツク成形品の製造方
   法。 ７ 前記ネツトとして弾性、伸長性を有するもの
   を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第６項のいずれかに記載の繊維強化プラ
   スチツク成形品の製造方法。 ８ 前記ネツトとして、ポリアミド、ポリエチレ
   ン、ポリカーボネート、金属のいずれかを編んだ
   ものを使用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれかに記載の繊維強化
   プラスチツク成形品の製造方法。 ９ 加圧材を介して圧力を加えられる樹脂の余剰
   分を成形型の上部の隙間から溢出させるようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第８項のいずれかに記載の繊維強化プラスチツク
   成形品の製造方法。 １０ 加圧材として圧力バツグを用い、これを圧
   力媒体により適宜膨張させるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
   ずれかに記載の繊維強化プラスチツク成形品の製
   造方法。 １１ 前記加圧バツグ内の圧力を第１段階ではあ
   る一次圧力に保持し、第２段階では一次圧力より
   高い二次圧力に保持することを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項に記載の繊維強化プラスチツク
   成形品の製造方法。 １２ 前記加圧バツグが当初は余剰樹脂を溢出さ
   れる成形型上部隙間より離れた位置において成形
   型内壁面に係合するように圧力媒体を供給するよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項記載の繊維強化プラスチツク成形品の製造方
   法。 １３ 前記加圧バツグとして二以上の圧力室を有
   するものを用い、予め決められた時間で各圧力室
   に予め決められた圧力が供給されるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の
   繊維強化プラスチツク成形品の製造方法。 １４ 成形型内に挿入され内部に圧力媒体が供給
   される加圧材であつて、内部が二以上の圧力室に
   仕切られていることを特徴とする繊維強化プラス
   チツク成形品製造用の加圧材。