JPH0369320A - 繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法及びそれに用いる断熱材 - Google Patents
繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法及びそれに用いる断熱材Info
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- JPH0369320A JPH0369320A JP20639089A JP20639089A JPH0369320A JP H0369320 A JPH0369320 A JP H0369320A JP 20639089 A JP20639089 A JP 20639089A JP 20639089 A JP20639089 A JP 20639089A JP H0369320 A JPH0369320 A JP H0369320A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/52—Heating or cooling
-
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- B29C2043/585—Measuring, controlling or regulating detecting defects, e.g. foreign matter between the moulds, inaccurate position, breakage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
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°繊維強化プラスチック成形体をプレス成形す
る際に、プリフォームとともに型の中に装入される断熱
材、及びその断熱材を用いたプレス成形方法に関する。
る際に、プリフォームとともに型の中に装入される断熱
材、及びその断熱材を用いたプレス成形方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来か
ら、繊維強化プラスチック成形体を製造するには、通常
、射出成形法やシートモールデイングコンバウンド法Ｃ
５ＭＣ法〉等が用いられている。一般に射出成形法は小
型の成形品に適しており、ＳＭＣ法は大型の成形品に適
している。
ら、繊維強化プラスチック成形体を製造するには、通常
、射出成形法やシートモールデイングコンバウンド法Ｃ
５ＭＣ法〉等が用いられている。一般に射出成形法は小
型の成形品に適しており、ＳＭＣ法は大型の成形品に適
している。
しかし、これら従来の方法では成形圧力が高すぎたり、
成形時間が長すぎたりして、大型で複雑な形状のものを
効率良く成形するにはふされしくないことがわかった。
成形時間が長すぎたりして、大型で複雑な形状のものを
効率良く成形するにはふされしくないことがわかった。
そこで、本出願人は先に、まず樹脂粉末と強化繊維チョ
ップとをプリフォーム成形型に吸着させて、その上にバ
インダーを散布し、次いで乾燥することにより、厚さが
均一で複雑な形状のプリフォームを製造する方法につい
て特許出願した（特願昭６３−１４３６８２号）。この
方法では、プリフォーム成形型を、排風機を有する吸引
チャンバーに設置し、あらかじめチョップ繊維及び樹脂
パウダーを投入しておいたタンク内にプリフォーム成形
型を挿入し、排風機を作動させることによって、タンク
内のチョップ繊維及び樹脂パウダーを舞い上がらせてプ
リフォーム成形型に吸着させ、未固化のプリフォームを
形成する。さらにプリフォームにバインダーを塗布して
含浸させ、乾燥固化した後、予熱して金型の中に装入し
てプレス成形する。
ップとをプリフォーム成形型に吸着させて、その上にバ
インダーを散布し、次いで乾燥することにより、厚さが
均一で複雑な形状のプリフォームを製造する方法につい
て特許出願した（特願昭６３−１４３６８２号）。この
方法では、プリフォーム成形型を、排風機を有する吸引
チャンバーに設置し、あらかじめチョップ繊維及び樹脂
パウダーを投入しておいたタンク内にプリフォーム成形
型を挿入し、排風機を作動させることによって、タンク
内のチョップ繊維及び樹脂パウダーを舞い上がらせてプ
リフォーム成形型に吸着させ、未固化のプリフォームを
形成する。さらにプリフォームにバインダーを塗布して
含浸させ、乾燥固化した後、予熱して金型の中に装入し
てプレス成形する。
通常のプレス成形によってそのような熱可塑性繊維強化
プラスチック成形体を製造する場合、プレスと同時に繊
維の隙間に樹脂を含浸させるためには金型の加熱と冷却
を行わなければならず、そのため製造時間が長くなると
いう欠点があった。
プラスチック成形体を製造する場合、プレスと同時に繊
維の隙間に樹脂を含浸させるためには金型の加熱と冷却
を行わなければならず、そのため製造時間が長くなると
いう欠点があった。
この問題を解決するため、さらに本出願人は先に、プリ
フォームを金属薄板で形成した予備加熱板の間に挟持し
て金型内でコールドプレスして、溶融した樹脂の含浸と
冷却を行う方法を特許出願した（特願昭６３−１４３６
３１号）。この方法によれば、金型の代わりに金属薄板
を加熱するので、短時間に少ないエネルギーで加熱がお
こなわれるという利点がある。
フォームを金属薄板で形成した予備加熱板の間に挟持し
て金型内でコールドプレスして、溶融した樹脂の含浸と
冷却を行う方法を特許出願した（特願昭６３−１４３６
３１号）。この方法によれば、金型の代わりに金属薄板
を加熱するので、短時間に少ないエネルギーで加熱がお
こなわれるという利点がある。
しかし上述したような大型で複雑な形状のものを成形す
るためには、温度管理を従来以上に厳しく行う必要があ
る。特に成形量の熱容量が大きくなってもその高温状態
を維持しなければならない場合には、熱伝導率の高い金
属薄板を用いた方法では成形量の温度低下が速過ぎて樹
脂を十分に含浸させるのが困難であることがわかった。
るためには、温度管理を従来以上に厳しく行う必要があ
る。特に成形量の熱容量が大きくなってもその高温状態
を維持しなければならない場合には、熱伝導率の高い金
属薄板を用いた方法では成形量の温度低下が速過ぎて樹
脂を十分に含浸させるのが困難であることがわかった。
一方、特開昭５３−８６７５４号において、射出成形用
の溶融樹脂材料の冷却速度を制御するために、金型のキ
ャビティに薄肉金属層と耐熱性プラスチック又は無機材
料からなる断熱材層を設けることが開示されている。し
かし無機材料の断熱材とじては具体的な例示がなく、し
かも射出成形用であり、上述した大型の繊維強化プラス
チック用プリフォームをプレス成形する場合のように、
温度管理を厳しくすることは困難である。
の溶融樹脂材料の冷却速度を制御するために、金型のキ
ャビティに薄肉金属層と耐熱性プラスチック又は無機材
料からなる断熱材層を設けることが開示されている。し
かし無機材料の断熱材とじては具体的な例示がなく、し
かも射出成形用であり、上述した大型の繊維強化プラス
チック用プリフォームをプレス成形する場合のように、
温度管理を厳しくすることは困難である。
また実開昭６１−２０１８２４号においては、被成形材
と成形用型間の熱伝導を阻止するための保温材を取り付
けることが開示されている。しかし、その場合の被成形
材は低熱容量材であって、しかも保温材が具体的に限定
されておらず、やはり大型の熱可塑性繊維強化プラスチ
ック成形体材料のプレス成形を温度管理を厳しくしなが
ら行うには不十分な技術である。
と成形用型間の熱伝導を阻止するための保温材を取り付
けることが開示されている。しかし、その場合の被成形
材は低熱容量材であって、しかも保温材が具体的に限定
されておらず、やはり大型の熱可塑性繊維強化プラスチ
ック成形体材料のプレス成形を温度管理を厳しくしなが
ら行うには不十分な技術である。
従って本発明の目的は、特に大型で複雑な形状の熱可塑
性繊維強化プラスチック成形体をプレス成形する際に、
プリフォームとともに型の中に装入され、プリフォーム
を保温することによって樹脂の含浸を十分に行なわしめ
る断熱材、及びその断熱材を用いてプレス成形する方法
を提供することである。
性繊維強化プラスチック成形体をプレス成形する際に、
プリフォームとともに型の中に装入され、プリフォーム
を保温することによって樹脂の含浸を十分に行なわしめ
る断熱材、及びその断熱材を用いてプレス成形する方法
を提供することである。
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、断熱材と
して熱伝導率が特定値以下の高強度、耐熱性及び可塑性
をもった材料をプリフォームとともに型の中に装入して
プレスすれば、樹脂が繊維の隙間に十分に含浸し、高強
度、高剛性の繊維強化プラスチック成形体を製造できる
ことを発見し、本発明を完成した。
して熱伝導率が特定値以下の高強度、耐熱性及び可塑性
をもった材料をプリフォームとともに型の中に装入して
プレスすれば、樹脂が繊維の隙間に十分に含浸し、高強
度、高剛性の繊維強化プラスチック成形体を製造できる
ことを発見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形体のプレ
ス成形用断熱材は、０．２ ｋｃａｌ／ｍ−ｈ ｒ℃以
下の熱伝導率を有することを特徴とする。
ス成形用断熱材は、０．２ ｋｃａｌ／ｍ−ｈ ｒ℃以
下の熱伝導率を有することを特徴とする。
また、本発明の繊維強化プラスチック成形体のプレス成
形方法は、０．２ ｋｃａｌ／ｍ−ｈ ｒ ・を以下の
熱伝導率を有する断熱材の上にプリフォームを載せて予
熱した後、前記断熱材と前記プリフォームを型の中に積
層して装入し、プレスすることを特徴とする。
形方法は、０．２ ｋｃａｌ／ｍ−ｈ ｒ ・を以下の
熱伝導率を有する断熱材の上にプリフォームを載せて予
熱した後、前記断熱材と前記プリフォームを型の中に積
層して装入し、プレスすることを特徴とする。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図はプレス前の状態を示していて、１は繊維強化プ
ラスチックのプリフォームであり、吸弓法によって樹脂
パウダーと強化繊維チョップをプリフォーム吸引型に吸
着した後、バインダーを含浸し、乾燥固化して略完戒形
状にしたものである。
ラスチックのプリフォームであり、吸弓法によって樹脂
パウダーと強化繊維チョップをプリフォーム吸引型に吸
着した後、バインダーを含浸し、乾燥固化して略完戒形
状にしたものである。
２は断熱材であり、また３は弾性を有するシリコン型で
あり、このシリコン型３を介して上下の金型４．５の間
にプリフォーム１と断熱材２が積層して挟まれている。
あり、このシリコン型３を介して上下の金型４．５の間
にプリフォーム１と断熱材２が積層して挟まれている。
断熱材２は低い熱伝導率、及び高い強度、耐熱性及び可
塑性を有するセラミック質材料である。
塑性を有するセラミック質材料である。
その熱伝導率は０．２ ｋｃａｌ／ｍ−ｈ ｒ ・”Ｃ
以下であり、プリフォームを一定時間、高温に保持する
。熱伝導率は好ましくは０．０４〜０．０６ ｋｃａｌ
／ｍ −ｈ ｒ −ｔ：のものが良い。また断熱材
２は、曲げ強度が２５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、圧縮強度が
２０ｋｇｆ／ｃｉ以上、曲げ弾性率が２． ＯＸ １０
２ｋｇｆ／ｍｍ２以上であることが望ましく、より好ま
しくは、曲げ強度が６０ ｋｇｆ／ｍｍ２以上、圧縮強
度が６０ ｋｇｆ／ ｃｄ以上、曲げ弾性率が２．０Ｘ
１０’ｋｇｆ／ｍｍ２以上であれば良い。それによって
、高いプレス圧力に耐えることができる。
以下であり、プリフォームを一定時間、高温に保持する
。熱伝導率は好ましくは０．０４〜０．０６ ｋｃａｌ
／ｍ −ｈ ｒ −ｔ：のものが良い。また断熱材
２は、曲げ強度が２５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、圧縮強度が
２０ｋｇｆ／ｃｉ以上、曲げ弾性率が２． ＯＸ １０
２ｋｇｆ／ｍｍ２以上であることが望ましく、より好ま
しくは、曲げ強度が６０ ｋｇｆ／ｍｍ２以上、圧縮強
度が６０ ｋｇｆ／ ｃｄ以上、曲げ弾性率が２．０Ｘ
１０’ｋｇｆ／ｍｍ２以上であれば良い。それによって
、高いプレス圧力に耐えることができる。
成形前にプリフォーム１は断熱材２の上に載せられて樹
脂の融点よりも２０℃以上高い温度に予熱される。そし
て第１図のように両者を重ねたまま型の中に装入され、
ただちにプレスされる。プレス開始後、プリフォーム１
は型の中において断熱材２によって一定時間、高温に保
持される。すなわち、断熱材２の有する低い熱伝導率に
よって、第２図に示すように、３分間以上樹脂の融点以
上の温度に保持される。一方、成形サイクルの短縮とい
う観点からは、むやみに保温時間を長くする必要はなく
、５分間以内に樹脂の融点よりも２０℃低い温度以下に
冷却されるようにするのが好ましい。この間に樹脂は繊
維の隙間に十分に含浸されるので、完成した成形品は高
強度、高剛性を有する。
脂の融点よりも２０℃以上高い温度に予熱される。そし
て第１図のように両者を重ねたまま型の中に装入され、
ただちにプレスされる。プレス開始後、プリフォーム１
は型の中において断熱材２によって一定時間、高温に保
持される。すなわち、断熱材２の有する低い熱伝導率に
よって、第２図に示すように、３分間以上樹脂の融点以
上の温度に保持される。一方、成形サイクルの短縮とい
う観点からは、むやみに保温時間を長くする必要はなく
、５分間以内に樹脂の融点よりも２０℃低い温度以下に
冷却されるようにするのが好ましい。この間に樹脂は繊
維の隙間に十分に含浸されるので、完成した成形品は高
強度、高剛性を有する。
本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例１
樹脂パウダーとして３５＃の６−ナイロンパウダーを用
意し、またチョップ繊維として、平均の長さ２５ｍｍ１
幅２．５ｍｍ及び厚さ０．１ｍｍのチＥＩップド炭素繊
維を用い、炭素繊維の容量比が４０％となるように両者
を吸引法によってプリフォーム成形型に吸着させた。さ
らに、変性ナイロン溶液からなるバインダーを添加した
後、乾燥固化して、第１図に示す厚さ１０ｍｍの略完戊
形状のプリフォームを用意した。
意し、またチョップ繊維として、平均の長さ２５ｍｍ１
幅２．５ｍｍ及び厚さ０．１ｍｍのチＥＩップド炭素繊
維を用い、炭素繊維の容量比が４０％となるように両者
を吸引法によってプリフォーム成形型に吸着させた。さ
らに、変性ナイロン溶液からなるバインダーを添加した
後、乾燥固化して、第１図に示す厚さ１０ｍｍの略完戊
形状のプリフォームを用意した。
断熱材として、ＣａａＳｉＪｓの組成を有する珪酸カル
シウムにチアス■製セラモＮ）を７． Ｏｍｍの厚さに
切削加工したものを用いた。その緒特性は以下のとおり
である。
シウムにチアス■製セラモＮ）を７． Ｏｍｍの厚さに
切削加工したものを用いた。その緒特性は以下のとおり
である。
密 度 ０．５ｋｇ ／ ｃｎｆ曲げ強度
７０ｋｇｆ／ｃｒ１ 曲げ弾性率 ２．３ Ｘ １０’ ｋｇｆ／ｃＩ１１
圧縮強度 ７０ｋｇｆ／ｃｄ 熱伝導率 ０．０５０〜０．０５９ｋｃａｌ／ｍ−
ｈｒ ・ｔ（１００〜４００℃） この断熱材の上にプリフォームを載せて炉中で２４０℃
に２０分間予熱した後、両者を重ねたまま１９０℃で一
定に温度調節されている金型の中に装入して、５分間、
２０ｋｇ／ｃｄの圧力でコールドプレスした。成形中に
プリフォームの内部〈肉厚の中央部）の温度をモニター
したところ、第２図に示すように、プレス開始時は２４
０℃で、３分後に２００℃、５分後に１９３℃となった
。その後、型開けをして室温まで放冷して、成形体を得
た。
７０ｋｇｆ／ｃｒ１ 曲げ弾性率 ２．３ Ｘ １０’ ｋｇｆ／ｃＩ１１
圧縮強度 ７０ｋｇｆ／ｃｄ 熱伝導率 ０．０５０〜０．０５９ｋｃａｌ／ｍ−
ｈｒ ・ｔ（１００〜４００℃） この断熱材の上にプリフォームを載せて炉中で２４０℃
に２０分間予熱した後、両者を重ねたまま１９０℃で一
定に温度調節されている金型の中に装入して、５分間、
２０ｋｇ／ｃｄの圧力でコールドプレスした。成形中に
プリフォームの内部〈肉厚の中央部）の温度をモニター
したところ、第２図に示すように、プレス開始時は２４
０℃で、３分後に２００℃、５分後に１９３℃となった
。その後、型開けをして室温まで放冷して、成形体を得
た。
比較例１
実施例１と同様のプリフォームを製造し、断熱材は用い
ずにその他は同様の条件でのプレス底形した。成形中、
プリフォーム内部の温度をモニターした結果、プレス開
始時は２４０℃で、３０秒後に１９０℃になってしまっ
た。
ずにその他は同様の条件でのプレス底形した。成形中、
プリフォーム内部の温度をモニターした結果、プレス開
始時は２４０℃で、３０秒後に１９０℃になってしまっ
た。
実施例１と比較例１の成形体の曲げ強度と曲げ弾性率を
測定した。各々の物性値平均を第１表に示す。
測定した。各々の物性値平均を第１表に示す。
第 １ 表
以上の試験によって、本発明の方法で製造された繊維強
化プラスチック成形体が高強度、高剛性を有することが
確認された。
化プラスチック成形体が高強度、高剛性を有することが
確認された。
以上説明した通り、本発明の断熱材を使用して繊維強化
プラスチックのプリフォームをプレス底形すれば、プリ
フォームが必要な時間高温に保持され、その間に溶融し
た樹脂は繊維の隙間に十分に含浸される。従って、完成
した繊維強化プラスチック成形体は高強度、高剛性を有
する。
プラスチックのプリフォームをプレス底形すれば、プリ
フォームが必要な時間高温に保持され、その間に溶融し
た樹脂は繊維の隙間に十分に含浸される。従って、完成
した繊維強化プラスチック成形体は高強度、高剛性を有
する。
第１図は本発明の実施例によるプレス成形方法を示す断
面図であり、 第２図は本発明の方法によるプレスの温度変化を示すグ
ラフである。 ｌ・・・プリフォーム ２・・・断熱材 ３・・・シリコン型 ４・・・上型 ５・・・下型 第１図
面図であり、 第２図は本発明の方法によるプレスの温度変化を示すグ
ラフである。 ｌ・・・プリフォーム ２・・・断熱材 ３・・・シリコン型 ４・・・上型 ５・・・下型 第１図
Claims (3)
- （１）繊維強化プラスチック成形体をプレス成形するた
めの金型の中にプリフォームとともに積層して装入され
る断熱材において、０．２ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃以下
の熱伝導率を有することを特徴とする繊維強化プラスチ
ック成形体のプレス成形用断熱材。 - （２）樹脂と補強繊維からなる繊維強化プラスチック成
形体のプレス成形方法において、０．２ｋｃａｌ／ｍ・
ｈｒ・℃以下の熱伝導率を有する断熱材の上にプリフォ
ームを載せて予熱した後、前記断熱材と前記プリフォー
ムを金型の中に積層して装入し、プレスすることを特徴
とする繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法。 - （３）請求項２に記載の方法において、前記予熱温度は
前記樹脂の融点よりも２０℃以上高い温度であり、プレ
ス後にはプリフォームを金型の中で、プレス開始時から
３分間以上樹脂の融点以上の温度に保持することを特徴
とする熱可塑性の繊維強化プラスチック成形体のプレス
成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20639089A JP2706988B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法及びそれに用いる断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20639089A JP2706988B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法及びそれに用いる断熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0369320A true JPH0369320A (ja) | 1991-03-25 |
| JP2706988B2 JP2706988B2 (ja) | 1998-01-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP20639089A Expired - Fee Related JP2706988B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 繊維強化プラスチック成形体のプレス成形方法及びそれに用いる断熱材 |
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| JP (1) | JP2706988B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6303053B1 (ja) * | 2017-07-26 | 2018-03-28 | 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ | 金属−繊維強化樹脂複合成型体の製造方法 |
| JP6401413B1 (ja) * | 2018-03-05 | 2018-10-10 | 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ | 金属−繊維強化樹脂複合成型体の製造方法 |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP20639089A patent/JP2706988B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6303053B1 (ja) * | 2017-07-26 | 2018-03-28 | 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ | 金属−繊維強化樹脂複合成型体の製造方法 |
| JP6401413B1 (ja) * | 2018-03-05 | 2018-10-10 | 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ | 金属−繊維強化樹脂複合成型体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2706988B2 (ja) | 1998-01-28 |
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