JPH043288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱硬化性樹脂材料の成形装置に関
し、特に成形過程の進行状態に即応して常に最適
条件のもとに成形作業を遂行することのできる技
術に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、熱硬化性樹脂材料の成形方法は、予め定
めた標準の成形温度及び成形時間に基づいて成形
していた。ところが、実際に熱硬化性樹脂材料を
成形する場合には、熱硬化性樹脂材料を構成する
各構成物質の構成比率のバラツキ及び外気温度変
化に伴う熱硬化性樹脂材料の粘度変化等により最
適成形温度と予め設定した標準の成形温度とが一
致しないときがあり、標準の成形時間では成形時
間過多又は成形時間不足となることがあつた。そ
こで、従来は、成形時間過多又は不足を修正する
ため、得られた成形品を分析して成形温度あるい
は成形時間の設定値を修正していた。しかし、得
られた成形品の分析のみでは、ゲル化時間及び硬
化時間が的確に把握できないため、最適成形温度
あるいは最適成形時間の修正を迅速にすることが
できず、歩留が低くなる欠点があつた。

〔問題の解決手段とその作用〕

本発明者は、前記従来技術の欠点を解消するた
めに、幾多の実験を繰返した結果、熱硬化性樹脂
材料のゲル化時における熱膨脹現象及び硬化時に
おける収縮現象を可動金型の変位現象として捉え
得ることを発見し、かかる知見に基づいて本発明
を完成するに至つた。

そして、本発明において採用した解決手段は、
固定金型に対する可動金型の押圧力とキヤビテイ
内に充填された熱硬化性樹脂材料のゲル化期にお
ける熱膨脹及び硬化期における収縮に起因するキ
ヤビテイ内圧力の変動に伴なう反発力とがバラン
スを保つて前記可動金型が進退移動し得る如くな
された可動金型用操作手段と、前記可動金型の移
動変位を検出する変位検出装置と、該変位検出装
置の検出値を微分して熱硬化性樹脂材料の硬化終
了時期信号を発する演算装置と、該演算装置から
発せられた硬化終了時期信号を受信して所定の後
処理時間経過後に型開き信号を発する昇降制御装
置とで構成したところにある。

上記の解決手段によれば、圧縮成形中における
金型内の熱硬化性樹脂材料が如何なる成形進行状
態にあるかを即時且つ連続的に検知することがで
きる。そして成形進行状態に即応した金型温度の
調整や成形時間の調整が可能となり、常に最適条
件のもとに成形作業を遂行することができるの
で、成形品の歩留を向上させ得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。第１図Ａ，Ｂは本発明に係る熱硬化性樹
脂材料用の成形装置の実施例を示す要部断面図で
ある。成形装置１は、加圧成形方式の成形装置で
あつて、固定盤２に雄型の固定金型３が取付られ
ていると共に、上下移動自在の可動盤４に雌型の
可動金型５が固定してある。該可動盤４は、油圧
シリンダー等からなる可動金型用操作手段６の出
力端６ａに接続されており、該可動金型用操作手
段６の出力を受けて上下移動するように構成され
ている。該可動金型用操作手段６は、油圧シリン
ダーを定圧制御する等して、前記可動金型５を固
定金型３へ所定圧力で型締めし、且つ金型キヤビ
テイ内にある熱硬化性樹脂材料８の膨脹・収縮に
より発生する反発力の変動が可動金型５へ作用
し、該可動金型５を固定金型３に対して前進又は
後退させ得るように構成されている。該可動金型
５には成形厚み調節用のスペーサー７，７が配設
されている。

前記可動盤４には、変位検出装置９の検出器９
ａが取付けられている。該検出器９ａは、差動ト
ランス方式等が採用され、可動金型５と連動して
比例状態に移動する可動盤４の変位を検出して、
固定金型３に対する可動金型５の変位を間接的に
検出するように構成されている。なお、図示省略
したが、固定金型３に対する可動金型５の変位を
直接的に検出する構造とすることも勿論可能であ
る。該検出器９ａの検出信号ａは、第２図に示す
如く、変位計器９ｂで処理され可動金型５の変位
が適宜方式で表示出力される。該変位計器９ｂか
らの出力信号ｂは、レコーダー１０及び演算装置
１１へ入力される。

演算装置１１は、マイクロコンピユーター等か
らなり、入力された信号ｂを微分する演算処理回
路を備え、微分処理して可動金型５の変位速度を
得ると共に、該変位速度と変位量とによる演算に
よつて変位時期の経過時間を得る。このようにす
れば、後述する（第３図参照）熱硬化性樹脂材料
８の流出停止時期○イ、硬化開始時期○ハ及び硬化終
了時期○ニにより、ゲル化時間GT（○イから○ハまで
の経過時間）及び硬化時間CT（○イから○ニまでの経
過時間）を知得することができる。熱硬化性樹脂
材料８の硬化終了時期○ニを知らせる演算装置１１
からの信号Ｃは、昇降制御装置１２に入力され
る。そして、昇降制御装置１２は、信号Ｃを受信
した後に必要な光沢増加時間等の後処理時間HT
が付加された後、可動金型用操作手段６としての
油圧シリンダーを降下させる型開き信号ｄを発し
てこれを油圧ユニツト１３へ出力するように構成
してある。ここに光沢増加時間とは、第３図の曲
線Ｂに示す如く、材料８がSMC（Sheet Mold
Compound）等の場合、硬化終了時期○ニ後に硬化
成形品の表面の光沢が所定の光沢（図の場合は
Gloss 90）に達するに必要な加熱保持時間を言
う。

該演算装置１１はまた、次回以降の形成時にお
ける金型温度を最適条件に設定するためにも機能
する。即ち、微分により得たゲル化時間GT及び
硬化時間CTと予め設定された標準のゲル化時間
GT及び硬化時間CTと比較しつつ、知得したゲ
ル化時間GT及び硬化時間CTが対応する標準の
時間よりも短いときには前記金型３，５を適宜温
度降温せしめる降温信号ｅを金型用の加熱冷却制
御装置１４へ出力し、逆に知得したゲル化時間
GT及び硬化時間CTが対応する標準の時間より
も長いときには前記金型３，５を適宜温度昇温せ
しめる昇温信号ｆを加熱冷却制御装置１４へ出力
する比較回路を備えている。前記演算装置１１か
ら加熱冷却装置１４へ出力する信号ｅ，ｆの出力
頻度は、熱硬化性樹脂材料８を成形する毎に行な
うことに限定することなく、成形回数の数回（例
えば、５回）に対して１回の割合で出力すること
もある。

前記加熱冷却用制御装置１４は、前記降温信号
ｅ又は昇温信号ｆを受けて、金型３，５の熱源
（例えば、電気，熱媒体油等）等を適宜調節して
金型温度を適正加熱温度に調節するようになされ
ている。要するに、時宜に応じて、ゲル化時間
GT及び硬化時間CTがそれらの各標準時間に適
合しているか否かをチエツクし、もし偏差が生じ
ている場合には、次回以降の成形時における金型
温度を適正なものに修正するものである。

なお、本発明に係る熱硬化性樹脂材料用の成形
装置は、前記第１図Ａ，Ｂに示す圧縮成形方式に
限定するものでなく、図示省略したが、トランス
フアー成形方式又は射出成形方式であつてもよ
く、前述の如き可動金型用操作手段６と変位検出
装置９とを備えた成形装置であれば、成形方式を
問わない。

次に、本発明に係る熱硬化性樹脂材料の成形装
置の稼動状況を説明する。先ず、降下状態の可動
金型５の凹部５ａへ所定量の熱硬化性樹脂材料８
（以下、材料８という）を載置する。次いで、可
動金型用操作手段６を作動させて可動金型５を上
昇させ前記材料８を加圧する。材料８が第１図Ｂ
に示す如くキヤビテイ１５内で加圧されると、キ
ヤビテイ１５内の空気及び余分な材料が0.05〜
0.1mm程度のクリアランスからなるピンチオフ部
１６から外部へ流出する。ピンチオフ部１６で材
料８が硬化するとピンチオフ部１６からの材料８
の流出が停止し、金型３，５の加熱によりキヤビ
テイ１５内の材料８が熱膨脹する。所定圧力で型
締めしている可動金型５は、材料８の熱膨脹によ
り発生する背圧が作用し、可動金型５の加圧力と
材料８の内圧とがバランス位置まで降下する。該
降下に伴なう可動金型５の変位量は、変位検出装
置９にり逐次検出される。材料８の熱膨脹がなく
なり、ゲル化した後に材料８の硬化が開始され
る。すると、可動金型５は材料８の硬化収縮に伴
ない上昇する。該上昇に伴なう可動金型５の変位
量は、変位検出装置９により逐次検出される。変
位検出装置９により逐次検出された可動金型５の
変位量はレコーダー１０に出力されると、例えば
第３図に示す如き変位−時間の曲線Ａとして得ら
れる。図中○イはキヤビテイ１５内からの材料８の
流出停止時期、○ロは材料８の熱膨脹終了時期、○ハ
は硬化開始時期及び○ニは硬化終了時期に夫々相当
する。このように、変位検出装置９により可動金
型５の変位を検出することにより、材料８の成形
進行状態を検知することができる。

前記硬化終了時期○ニを知らせる演算装置１１か
らの信号ｃは、昇降制御装置１２において、必要
な光沢増加時間等の後処理時間HTが付加処理さ
れた後、可動金型用操作手段６を降下させる信号
ｄとして油圧ユニツト１３へ出力され、可動金型
用操作手段６を作動させて可動金型５を降下させ
る。型が開いたならば、適宜手段にて成形品を取
出す。

なお演算装置１１で得たゲル化時間GT及び硬
化時間CTが対応する標準の時間より短いときに
は、次回以降の成形時における前記金型３，５を
適宜温度降温せしめる信号ｅを加熱冷却制御装置
１４へ出力し、金型３，５が最適加熱温度になる
ように修正調節する。逆に、得たゲル化時間GT
及び硬化時間CTが対応する標準の時間より長い
ときには、前記金型３，５を適宜温度昇温せしめ
る信号ｆを加熱冷却制御装置１４へ出力し、金型
３，５が最適加熱温度になるように修正調節す
る。このようにして、成形時の金型温度が不用意
に最適条件から逸脱するのを防止する。

本発明者は、下記の条件により実験し第３図に
示す如き結果を得た。

(1) 熱硬化性樹脂材料 種 類 SMC 構 成 不飽和ポリエステル樹脂 80部 低収縮剤 20部 炭酸カルシユウム 100部 硬化剤 １部 離型剤 ３部 増粘剤 １部 ガラス繊維 80部 (2) 成形条件 金型温度 固定金型 135℃ 可動金型 145℃ SMCのチヤージ量 350ｇ 成形品の形状 200×220×4.5mm 加圧力 50Kgｆ／cm² (3) 光沢測定方法 測定機 Gloss Meter GM−26 受光面積 12×20mm 60゜ 〔発明の効果〕 以上詳述の如く本発明は、次の如き優れた効果
を有する (1) 成形時における熱硬化性樹脂材料の実際の硬
化時間から後処理時間経過後に成形品を得るこ
とが出来るので、常に所定品質の成形品を得る
ことが可能となり歩留の向上を図ることが出来
る。

(2) 変位検出装置により熱硬化性樹脂材料の成形
進行状態を瞬時に且つ連続的に知得することが
出来るので、各成形品の品質管理を容易に行な
うことが可能となると共に、金型の温度管理及
び成形時間管理を簡単に行なうことが可能とな
り歩留の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明に係る熱硬化性樹脂材料
用の成形装置の実施例の要部を示す断面図、第２
図は本発明に係る熱硬化性樹脂材料の成形装置の
実施例を示す回路図、第３図は熱硬化性樹脂材料
の成形進行状態を示すグラフである。 ３……固定金型、５……可動金型、６……可動
金型用操作手段、８……熱硬化性樹脂材料、９…
…変位検出装置、１１……演算装置、１２…昇降
制御装置、１４……加熱冷却制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定金型に対する可動金型の押圧力とキヤビ
   テイ内に充填された熱硬化性樹脂材料のゲル化期
   における熱膨脹及び硬化期における収縮に起因す
   るキヤビテイ内圧力の変動に伴なう反発力とがバ
   ランスを保つて前記可動金型が進退移動し得る如
   くなされた可動金型用操作手段と、前記可動金型
   の移動変位を検出する変位検出装置と、該変位検
   出装置の検出値を微分して熱硬化性樹脂材料の硬
   化終了時期信号を発する演算装置と、該演算装置
   から発せられた硬化終了時期信号を受信して所定
   の後処理時間経過後に型開き信号を発する昇降制
   御装置とからなることを特徴とする熱硬化性樹脂
   材料の成形装置。