JPH03502666A - シェル成形物体の製造方法 - 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】 シェル成形物体の製造方法 本発明は密閉型中でプラスチック材料のシェル成形物体を製造する方法および該 方法を実施するためのプレスに関する。

例えば、自動基の車体、タンク、ポートおよびカヌーの本体、プルカー（ｐｕｌ ｋｅｒ）の細部等のような面積が大きいプラスチック材料の物体の製造は、今日 まで一般に、開放式型における手動法によりなされてきた。これに関連して、プ ラスチック材料はファイバーにより強化され、特にポリエチレンプラスチックは グラスファイバーにより強化される。ファイバー強化材およびプラスチック材料 を、開放式型中に層状に適用し、該プラスチック材は、ファイバー強化材を介し て湿潤させ、成形下にて各層中に密閉されうるすべての空気を除去？るため、成 形用具、例えば、圧力ロールの手段によってファイバー強化材に加圧される。カ ット強化用ファイバー形における強化に関しては、プラスチック材を該強化用フ ァイバーと一緒に、層が所望の厚さに達するまで高圧にて直接型上にスプレーす ることができる。

しかしながら、プラスチック材料の物体を製造するためのかかる開放式型の使用 は、健康に害のある物質、例えば、ポリエステルプラスチックを用いた場合、硬 化工程の間にスチレンが遊離し始め、作業室中の空気と混合するという事実によ り、多くの労働環境問題および健康傷害がもたらされ、シＩ；がってかかる室の 換気に対して高度の要求がなされる。これは、換気設備それ自体だけでなく、必 須の換気が生ぜしめる高度の空気交換による室の暖房についてもまた多くの費用 を要する。

これらの欠点は、作業室の空気に影響を及ぼし、汚すことのないように、健康に 害のあるガスを容易にかつ効果的に搾取することのできる完全に密閉された型に てプラスチック物体を製造することにより回避することができる。かかる密閉型 は、一般に、雌型と雄型とからなり、それらが−緒になって１単位にまとまり、 それらの間に、形成されるべき物体を形成するための形成室が形成される。これ に関連して、プラスチック材料は、雌型中に注ぎ込むことにより供給され、つい で雌型の雄塁上への適合と関連して圧縮成型圧が付される。プラスチック材料を 、圧力下にて密閉型に加圧することも、また該プラスチック材料を該型の形成室 に吸い込ませることも可能である。

密閉をにおいてシェル成形物体を形成する場合、相対的に高圧力を必要とし、こ のことは、型の安定性および型の成形表面の表面の細かさに対して非常に高度な 要求を課し、このため、この型の型はスチール製でなければならない。しかしな がら、がかるスチール型は製造が込み入っており、そのため大変高価となり、少 数の物体を製造する場合、または例えば、ボート、カヌーまたは小ポートの船体 、自動車の車体、タンクまたは同様な物の細部のような非常に大きな物体を製造 する場合に用いることができない。

さらには、最近、組立て式の成形体の形態を有し、各々が、成形されるべき物体 に対応する形態の表面およびこの表面に分離できるように合わせ、形成表面とし て供される高細度の表面を有する物質の成形シェルを有する支持体部からなるシ ェル成形生成物を製造するための密閉型が開発されている。本発明の方法に用い ようとする型は、特に、このタイプの型であり、その主たる目的は、強化プラス チック材の表面が大きな物体をも合理的に製造する方法を提供することであり、 前記作業方法の欠点を１つも有しておらず、特別な換気をまったく必要とせず作 業室にて行なうことができ、その上、必須の圧力時間の本質的な減少を可能とし 、この減少にもかかわらず、高品質および表面細度の物体を得ることである。

これは、本発明によれば、該方法が、請求の範囲に記載されている特徴を有する ことにより達成される。本発明のさらなる目的は、本発明の方法を実施するため の成形機を提供することである。

以下において、本発明を図解的に説明している添付図面を参考として、本発明を さらに厳密に記載する；第１図はプラスチックのシェル成形物体を製造する本発 明の關放されたプレスの断面図を示しており、カセットワゴン中の断面図を示し ている第２図および第３図は、共に型としての機能を有するカセットの製造を示 しており、第４図は製造しｔ；型カセットのプレス中への挿入を示しており、第 ５図は圧縮成形圧を加えることなく、密閉状態における整カセットを挿入したプ レスの断面図を示しており、第６図は加圧した状態の型カセットを備えたプレス の断面図を示しており、第７図は別の態様の本発明の方法を実施するプレスの断 面図を示しており、第８図および第９図は、プレスのカセットの下部および上部 、各々の製造を示している。

図面に示された本発明の具体例において、細長い、横断面にて基本的にＵ字形シ ェル形状の物体は、例えば、強化プラスチック族のカヌ一体を製造するであろう ことが想定される。本発明によれば、製造は、プレスｌにて型としてカセット２ を用いることによりなされ、その型カセット２は、下部３（雌型）と、上部４（ 雄を）と、所定のシェル形状に対応する型カセットの下部３と上部４の間の密閉 成形室５とからなる。

本発明のプレス１はその構造に関しては非常に単純であり、比較的重い重量で、 その形状に関してはカセットの下部の下面９に対応するかまたは一致する滑らか な上面８を有し、型カセット２用の台座として設計されている形状安定用カセッ トサポート７を支えるスタンド６からなる。カセットサポートの上面８から少し 離れて、カセットサポート７を所定の温度まで加熱するために配置した熱媒体、 例えば、温水、電導体または類似体を循環させるためのチャンネルｌＯがある。

スタンド６には、限定的に可動性であり、重い重量の、その形状に関してはカセ ットの上部の外側１４に対応するかまたは一致する滑らかな側面１３を有し、そ の型押部位がカセットカウンターステイの下面からなる形状安定用カセットカウ ンターステイ１２を支えるトップピース１１が、旋回式に設けられている。また 、カセットカウンターステイ１２は、その側面１３から少し離れて、カウンター ステイ１２を所定の温度まで加熱する熱媒体、例えば、温水、電気熱導体または 類似体を循環させるためのチャンネル１０が設けられている。該プレスのカセッ トサポート７ならびに該プレスのカセットカウンターステイ１２は、鋳物用の安 価な材料、例えば、コンクリートからなっていてもよく、鋳物により形成されて いてもよく、型カセットは、プレスの圧縮状態にて、互いに向かいあう表面８お よび１８が所定の形状を付与する型として用いられる。

プレスのカセットカウンターステイ１２は、カウンターステイ中に固定して配置 された支持手段１５によってトップピース１１に対して制限的に可動するように 連結しており、その手段１５は、カウンターステイ１２がプレスのトップピース １１に対して制限的Ｉこ可動することを可能とし、そしてトップピース１１と連 結し、トップピース１１と一緒になって圧力プレート１９を支える縦方向の支持 バー１８のクロスパー１７上に配置される空気圧式または液圧式ルース手段１６ と連結している。このプレートとプレスのカセットカウンターステイ１２の間に は、プレス手段２０が配置されており、各手段は支持バー１７に面して正確に位 置させることが好ましく、その手段は、その末端にて、図面中に示されていない 圧力媒体源に連結した密閉圧力チューブの形状にて示され、圧力手段２０として の機能を有する圧力チューブ中に、圧力下にて圧力媒体を挿入することにより必 要な圧縮成形圧が得られる。例えば、圧力媒体とじて水ならびに空気を用いるこ とができる。

プレス手段２０として圧力チューブを用いる場合、該圧力チューブの末端が、カ セットカウンターステイ１２の外部にあり、非伸張性ワイヤー２１により相互に 連結している強末端ピースよって圧力チューブの末端を密閉され、軸方向への圧 縮力が処理されるように、カセットカウンターステイ１２よりも多少長い圧力チ ューブを用いることが好適である。

本発明の方法によれば、第１工程として、型カセット２の製造を、その他の作業 を行なう作業室から分離された十分に換気されたスプレーボックスにおいて行な う。型カセットの製造には、カセットワゴン２２を用い、その上に型カセットの 下部３を合わせ、ついでそれをスプレーボックス中に挿入し、そこでカセットの 下部のワックス状形成表面２３にゲルコートの薄層を付与し、その後、合せｔ； ゲルコート層の硬化が終わるまでの間、該カセットの下部３をスプレーボックス Ｉこで全開放状態にて放置していてもよい。こうして合され！ここのゲルコート 層は生成されるべき物体の外部表面を形成する。

ゲルコート層の凝固後、切断または予備成形グラスファイバー形状の必要な強化 材２４および他の強化材を、カセットの下部３および／またはカセットの上部４ に適用する。強化材２４が正しい位置にあれば、必要量のプラスチック材料２５ をカセットの下部３に供給し、その後、第３図から明らかなように、その内側に ワックスを付したカセットの上部をカセットの下部３上に合せる。そのようにす ることにより、型カセットは順序通りに製造され、第４図に示すように、プレス ｌへの吊り上げは吊上げヨーク２６により容易に実施することができる。

その形成に、少なくとも、プラスチック用の長い流路、すなわち、大きなプレス 圧力を要する物体に関しては、第３図の２８に示されているようにカセットの上 部と下部の７ラング部位２７の間にガスケットを適当に配置する。

型カセット２を、そのサポートが所定の温度、例えば、３０〜６０℃、好ましく は４０〜５０℃まで加熱されているプレスのカセットサポート７に降ろした後、 該プレスのトップピース１．１を、厳密には示されていない液圧式まｔ；は空気 圧式シリンダーの手段により、第５図に示されているように密閉状態まで旋回さ せ、その状態においてトップピース１１を該プレスのスタンド６に固着する。こ の状態にて、カセットカウンタースティ１２がトップピース１１に関連して動か され、プレスｌに合せた型カセット２に対して配置されるようにルース手段１６ の連結を切断する。これと関連して、該カセットカンウターステイ１２はカセッ トサポート７と同一の温度、例えば、３０〜６０℃を有する。この密閉状態のプ レスは、圧縮成形圧を加えることなく、第５図にて示されている。

プラスチックが、すでに、型カセット２中に存在し、それをプレス１中に挿入し た場合、圧力媒体を圧力チューブ２０に導入することにより圧力増加に伴う加圧 が生じ、それが、所定の圧縮成形圧が得られるまで、カセットサポート７により 支持されている型カセット２に対向するカセットカンウターステイ１２を圧縮す るようになり、それによって成形室５のプラスチックが流出し、完全に成形室５ を満たすようになる。これと関連して、型カセットの成形室５は、形状抵抗のサ ポート７およびプレスのカウンターステイ１２によりその形状が変化する可能性 はまったくない。必要な圧縮成形圧は、製造される物体の大きさおよび形状に依 存して変化しうるが、圧力チューブの形態にて示されているプレス手段２０によ れば、非常に大きな圧力が得られ、そのためプラスチックを所定のように流出さ せ、非常に大きな面積を有する物体でさえもその成形室を完全に満たすようにす ることができる。

製造した型カセット２をプレスｌに挿入する場合、特にプラスチックの流路が長 い場合、必要な時間が与えられ、それによりプラスチック材料が粘性となる前に 流出し、成形室５を完全に満たすことができるようにプラスチック材料の凝固を 遅らせるため、１７〜２２℃、すなわち室温よりも高い温度にすべきではない。

製造された型カセット２をプレスに挿入し、加圧する限り、該型カセットは加熱 したカセットサポート７およびプレスのカセットカウンターステイ１２により外 側から加熱が始まる。該サポートおよびカウンターステイからの熱が型カセット ２を通って流出しているプラスチック材料に到達し、影響し始めるのに要する時 間は、いくらかカセットサポートおよびカセットカウンターステイと挿入した型 カセットの間の初期温度差に依存し、いくらか型カセットの壁面厚に依存する。

これらの要素をプラスチック流路の長さに、すなわち、物体および成形室の形状 および伸長に合せることによって、常に、プラスチック材料が粘性となる、少な くとも昇温により凝固する前の、該プラスチック材料の流出が可能となるのに必 要な時間が得られる。大きな面積の物体を形成する場合、厚い壁面厚でかつ低入 口温度の型カセットを用いるが、面積に関して小さな物体を形成する場合、比較 的高入口温度で、比較的薄い壁面の型カセットを用いてもよい。

したがって、型カセット２が、圧力下のプレスｌ中にあるのに必要な時間は、前 記の温度差およびカセット壁面厚により決定され、温度が、硬化が始まり、それ 自身が熱を発する温度、すなわち、プラスチックの発熱グラフの発熱点に達した 場合、プレス手段２０を圧力開放状態とし、カセットからのプレスのカセットカ ウンターステイ１２を吊り上げるためにルース手段１６を接続した後、該型カセ ット２をプレスから取り出す。トップピース１１をスタンド６から開放し、開い た状態とし、その後、暖かい状態の型カセット２をプレスから吊り上げ、カセッ トワゴン２２に降ろし、必然的な熱が、いわば、型カセット中に貯えられている ため、プラスチックが完全に硬化するまで、２次硬化をその上にて行なうことが できる。塁カセットをプレスｌから吊り上げると同時に、次の製造カセットを、 前記方法にて加圧用プレスに挿入してもよく、本発明の聾カセットを用いること により非常に合理的かつ迅速な物体の製造が達成され、また面積に関して非常に 大きな物体も得られる。言わば、をカセットと共にプレスに熱を加えるため、公 知技法の場合のように、プレスを冷却し、硬化工程の間に加えられた熱を除去す る必要がない。

したがって、本発明によれば、２次硬化はプレス本体とは別に行なわれ、硬化が 完了した後、カセットの上部４を７０から持上げ、形成された物体をカセット２ から抜き取り、高光沢を付与することができる。その後、表面をクリーニングし 、再度ワックスを付すことによりカセット処理を行ない、つづいて再度、該カセ ットを使用し、前記方法におけるゲルコート層を付与する用意をする。

第７図においては、プレス中に配置されたカセット型２中に、プラスチック材料 をスプレー装置３０の手段により圧力下にてスプレーすることによる、前記方法 と異なる別の態様の本発明の方法が示されており、それは、ウェット圧縮法（ｗ ｅｔ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ）として特徴付けることができる前記方法と異なり、７ ０−イング圧縮法（ｆｌｏｗｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ）ということができる。

プラスチック材料を圧力を用いて型カセット中にスプレーした場合、十分な圧縮 成形圧が、パート６および１２との関係において、カウンタースティとして機能 するプレスに加えられる。ウェット圧縮法、すなわちスプレーすることなくプラ スチックを導入する方法を用いる場合、圧縮は、前記のように圧縮成形圧の増加 によりなされる。

第８図および第９図においては、カセットの下部３および上部４、各々を製造す るのに用いることができる本発明の簡単な使用方法を示している。カセットの下 部３を製造するには、ワックス処理後のプレスサポート６の表面８に、カセット の下部に所定の厚さを付与する量のグラスファイバーおよび湿式プラスチックの 層３１を供給する。ついで、この層の上に、減少した厚さの予め製造しであるカ セットの下部３２を合わせ、ついでこの下部の上に、型カセットの形成室５の形 状を決定する原型体３３を備えたカセットの上部４を配置する。その後、プレス １を密閉し、カセットの下部を形成するのに必要な圧縮成形圧を安定化し、プラ スチックの硬化に伴い、減少した厚さの予め製造したカセットの下部３２が、グ ラスファイバー強化材および湿式プラスチックの層３１と強固に合体する。

プレスにおけるカセットの上部４の製造は第９図に示されている。

これと関連して、プレスのサポート６中にカセットの下部３を配置し、該カセッ トの下部の所定の位置に原型体３３を配置する。その後、該カセットの減少した 厚さの予め製造した上部３５を合わせ、プレスのカセットカウンターステイ１２ の表面１３に、カセット４の最終上部に所定の厚さを付与する量のグラスファイ バーおよび湿式プラスチックの表面３６を置く。その後、プレスを密閉し、圧縮 成形圧を安定化し、カセットの下部と同様の方法を行ない、カセットの上部を形 成させる。

本発明は、前に記載されていることおよび図面に示されていることに限定される ものではなく、請求の範囲に限定されている発明の概念の範囲内にて種々の異な る方法にて変形し、修飾することができる。したがって、本発明はまた、熱を加 えることなく、代わりにプラスチック材料と室温にてプラスチックの硬化を促進 する冷硬化剤とを用いることもでき、ある場合にはまたプラスチック材料が完全 に深部−硬化するまで、聾カセットをプレス中に置いておくこともできる。これ らの場合において、製造物体の外部表面をペイントし、ゲルコート層を排除し、 代わりにいわゆる表面マットを用いることができる。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、６ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．雄型（４）を雌型（３）に合わせることにより形成される密閉形成室（５） をプレス（１）に適用し、型（３、４）からなる型カセット（２）中に密閉し、 該形成室（５）を、少なくとも、プラスチック材料が該形成室の形成表面に留ま ることを防止し、必要な強化材および挿入物を供給することができるようにし、 ついで、予め定められた形状に一体となった型カセット（２）を、プレスの一部 であり、型カセットの第２の側に対応する形状を有する第２のプレス体（７）に 押圧することにより、型カセットをプレス（１）に適用する前に、プレスの一部 であり、型カセットの一側に対応する形状を有するプレス体（１２）を加圧して 形成室（５）に供給されたプラスチック材料を加圧するか、またはプラスチック 材料を加圧下にて型カセット（２）の形成室（５）にスプレーするかのいずれか により、形成室（５）に導入されたプラスチック材料に必要な加圧を行ない、形 成室（５）の形状が加圧プレスの前記プレス体（７、１２）によって決定される ことを特徴とする加圧下のプラスチック材料が、流出し、完全に形成室を満たす ようになる密閉形成室におけるその面積が大きいならびに小さい、好ましくは強 化されているプラスチック材料のシェル成形物体の製造方法。 ２．ワックス処理後、物体の外部表面を形成する形成室の形成表面の一方が、プ レス外側にゲルコート層または表面マットを供給されることを特徴とする請求項 １記載の方法。 ３．型カセット（２）が、熱がプレスから予め決定された温度まで加熱されるプ レス体（７、１２）に移動することにより、プレス（１）において所定の温度ま で上昇することを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４．プラスチック材料がプレス（１）外側のプラスチック材料にて十分に深部硬 化する前に、硬化中のプラスチック材料を有する型カセット（２）をプレス（１ ）から取り出すことを特徴とする前記請求項いずれか１つの方法。 ５．特に、面積が大きい物体を製造する場合、この前記挿入にてプレス体（７、 １２）が有する温度よりも基本的には低い温度で、型カセット（２）をプレス（ １）に挿入することを特徴とする請求項３または４記載の方法。 ６．プラスチック材料それ自体への熱移動を遅らせ、プラスチック材料が凝固し 始める前に、プラスチック材料が流出し、完全に形成室を満たすことができるよ うに、プレスのプレス体（７、１２）と挿入される型カセット（２）の間の温度 差を、型カセットの壁面厚に適合させることを特徴とする請求項５記載の方法。 ７．硬化させる間に硬化性プラスチック材料それ自体が熱を発しだす場合、熱貯 蔵としての機能を有する型カセット（２）に密閉されているプラスチック材料を 最終的に硬化させるため、型カセット（２）をプレス（１）から取り出すことを 特徴とする請求項３〜６記載のいずれか１つの方法。 ８．プレス（１）が、比較的弱い応力で、前記型（３、４）からなる型カセット （２）の外側に対応する形状を有する下位プレス体（７）と、型カセットの別の 外側に対応する形状を有する上位プレス体（１２）とからなり、その密閉状態の プレスにおいて、型カセット（２）はその一外側を下位プレス体（７）に支えら れており、これらプレス体（７、１２）の１つは、圧力下、スタンド（６、１１ ）にて制限的に可動し、プレス手段（２０）によって型カセット（２）が一緒に なって加圧され、該型カセット（２）中に存在するその所定の形状の形成室（５ ）が得られ、該形成室のこの形状が維持され、プラスチック材料が圧力下にある 場合には形成室（５）に流出し、完全に形成室を満たすことを特徴とする加圧下 のプラスチック材料が流出して形成室を完全に満たすようになり、雄型を雌型に 合せることにより形成される密閉形成室における面積が大きいならびに小さい、 好ましくは強化されたプラスチック材料のシェル成形物体の製造用プレス。 ９．プレス手段（２０）が、圧力媒体源に連結され、プレスのスタンド（１１） とプレス体（１２）の間に置かれるプレスチューブからなり、下位プレス体（７ ）上にある型カセット（２）に対して、圧力媒体源と連結した前記プレス体（１ ２）を加圧するため、スタンド（１１）に関して制限的に可動することを特徴と する請求項８記載のプレス。 １０．制限的に可動するプレス体（１２）が、ルース手段（１６）によりプレス のスタンド（１１）に連続し、前記プレス体（１２）の制限的可動を行なうには 連結を切断すれば可能であることを特徴とする請求項９記載のプレス。