JPH0435129Y2

JPH0435129Y2 -

Info

Publication number: JPH0435129Y2
Application number: JP6119187U
Authority: JP
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1992-08-20
Also published as: JPS6434216U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、航空機、産業機器等の部品として用
いられる繊維強化プラスチツク（FRP）の積層
構造物並びに電子機器部品として用いる多層プリ
ント配線板、銅張積層板、非銅張積層板等の積層
板をオートクレーブにて真空加熱加圧して成形す
る装置に関するものである。

従来の技術従来、FRPをオートクレーブにて真空加熱加
圧成形する技術として、特開昭58−62018号公報
記載のものが知られている。また、プリント配線
板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形する技
術として、特開昭61−277428号公報、特開昭61−
287744号公報記載のものが知られている。

これらの技術は、FRPの積層構造物、プリン
ト配線板の積層板、（以下、成形材という）を治
具上に載置し、真空バツグにて被覆し密封する
か、または、特開昭61−277428号公報では気密室
内に収容して密封する。そして、圧力容器内に搬
入し真空バツグまたは気密室内を減圧手段に接続
した後、該容器を密閉する。次に、前記真空バツ
グまたは気密室内を減圧し、次いで、高圧ガスに
て加圧し、加熱手段にて加熱し、加熱されたガス
は風洞板３１ａにて二重の円筒状に形成せしめた
円筒風洞３２ａを介して容器Ａ内を循環させ、成
形材１を接着硬化させて成形するものである。

考案が解決しようとする問題点しかしながら、これらの技術には、下記のよう
な問題点がある。

ガスを容器内に循環させる円筒風洞（特開昭58
−62018号公報では整流間隔壁）の形状が、第５
図に示すように、圧力容器の形状に沿わせた円形
（圧力容器は高圧力に耐える構造として一般に円
形が用いられている）であるため、成形材の形状
や治具が方形であつたり、または、複雑な形状の
ものであると、容器内に収容した場合、風洞板３
１ａに接触して収容できない。そのため、前記成
形材や治具等を収容するには容器自体を大きくし
なければならず、その結果、容器内に供給する高
圧ガスを必要以上に使用すると共に該ガスを加熱
する熱エネルギーも多く消費することになり、改
善策が切望されている。

本考案は前述の各種問題点を解決することを目
的として開発したものである。

問題点を解決するための手段本考案は、第１図ないし第４図に示すように、
成形材１を収容可能に設けた圧力容器Ａと、前記
容器内に高圧ガスを供給する加圧手段Ｂと、前記
容器内に供給された高圧ガスを加熱、冷却する加
熱冷却手段Ｃと、前記容器Ａ内のガスを送風する
フアン２８を設けた送風手段３０と、前記容器Ａ
内に複数枚の風洞板３１を設け、前記風洞板３１
に囲まれた空間を略方形状に形成し、容器Ａ内壁
と前記風洞板３１との囲む流路と前記方形断面流
路とにより形成された風洞３２とを備え、容器Ａ
内に供給される高圧ガスを前記風洞３２を介して
循環できるよう設けたガス循環手段Ｄとより構成
することにより、成形材１を容器Ａ内に効率よく
収容できるようにしたものである。

実施例以下、添付図面に従い本考案の実施例を説明す
る。

最初に、本考案でいう成形材及びそれに関連し
た用語について説明する。

成形材とは、FRPの積層構造物の場合は、例
えば炭素繊維など補強繊維にＢステージの熱硬化
性樹脂を含浸してなるプリプレグを治具（金型）
に沿わせ積層して構造物を形造るものであり、ま
た、プリント配線板の積層板の場合は、多層の剛
性プリント配線板（リジツトプリント配線板）お
よび多層の可とう性プリント配線板（フレキシブ
ルプリント配線板）、また、その両者を組合せた
もので、更に、多層プリント配線板に用いる銅張
積層板、非銅張積層板（例えばアルミニウム張積
層板）等の積層板も含んだものである。１例とし
て片面銅張積層板、プリプレグ、内層回路板、プ
リプレグ、片面銅張積層板を順次積層し加熱加圧
し接着硬化せしめ成形したもので、その後、孔明
け〜ホーニング〜メツキ〜ラミネート〜焼付、現
像〜２次銅メツキ〜・・・・・〜外形加工などの
各処理工程を経て製品となるものである。

プリプレグとは、紙、ガラス布などの基材にフ
エノール樹脂ワニスやエポキシ樹脂ワニスなど熱
硬化性樹脂ワニスを含浸させて樹脂含浸シートを
作成し、この樹脂含浸シートを乾燥させてＢステ
ージ化したものである。

銅張積層板とは、前記プリプレグを定寸法に切
断し、該プリプレグを複数枚重ねてプリプレグの
片面または両面に銅箔を貼り合わせ加熱加圧し接
着硬化せしめたものである。

更に、本考案で用いる特殊な用語について説明
する。

ボイドとは、プリプレグには若千の水分、積層
時の空気、塗工紙布に内包されている空気および
未反応の樹脂原料の揮発性物質等が気泡として含
まれており、その状態のまま加熱加圧成形した場
合に積層構造物または積層板内部に発生するガス
状の物体のことをいう。また、プリプレグと銅箔
とを積層する際、積層間に介在する空気が圧接さ
れて内部に空気が封入され、プリプレグが加熱に
より溶融状態になると、その空気が気泡としてプ
リプレグ内部やプリプレグと銅箔との間に残溜す
るガス状の物体のことをいう。そして、このボイ
ドの残溜は積層構造物や積層板の特性を著しく低
下させる。

真空バツグとは、耐熱性があり、しかも柔軟性
のあるフイルムで成形材を外部から遮断し、真空
圧によつて成形材に密着させるものである。そし
て、一般に、ナイロン６、ナイロン66、ポリテト
ラフルオロエチレン等のプラスチツクフイルムが
用いられているが、他に、アルミ箔や薄いゴム製
のシート、バツグなども考えられる。

ブリーザクロスとは、真空バツグ内が減圧さ
れ、容器内に圧力が負荷された時でも空気や反応
によつて発生したガス（気泡）を通過させ均一な
圧力負荷を維持できるようにしたもので、一般
に、耐熱性のあるガラスクロスが用いられてい
る。

シーラントとは、成形材を定盤（プラテン）に
対して完全に密封し、成形中密封性を確保するも
ので、一般に、粘着性のある粘土状の物体が用い
られているが、本考案実施例では真空バツグ内を
密封するために用いている。

鏡面板とは、積層板の成形用治具であり、表面
を鏡面状に仕上げ且つ板厚を均一にした１〜２mm
程度のステンレス製、アルミ合金製などの平板で
あり、成形材の上下に載置して積層するものであ
る。

次に、実施例の構成を説明する。

本考案実施例の装置は、第１図、第２図に示す
ように、成形材１を収容可能に設けた圧力容器Ａ
と、前記容器Ａ内に高圧ガスを供給して成形材１
を加圧する加圧手段Ｂと、前記容器Ａ内に供給さ
れた高圧ガスを容器Ａ内部後方に設置した熱交換
器４を介して加熱、冷却する加熱冷却手段Ｃと、
前記加熱冷却手段Ｃにより加熱または冷却された
ガスを容器Ａ内に搬入せしめた真空バツグ５内の
成形材１へ風洞板３１を介して送風し循環するよ
うに設けたガス循環手段Ｄと、前記成形材１を密
封した真空バツグ５内を減圧して高真空にする減
圧手段Ｅとより構成したものである。

次に、各手段及び部材についてその詳細を説明
する。

圧力容器Ａは、真空バツグ５にて密封された成
形材１を載置する台車１８をレール１９へと搬
入、搬出可能で且つ扉３にて密閉できるよう設け
たものである。また、台車１８上には定盤２を載
せ支持する支持枠１０を設け、該支持枠には成形
材１を載せる定盤２を数段挿入できるよう設けて
いる。また、前記定盤２は、第４図に示すよう
に、その表面を平滑に形成せしめ、更に、該定盤
の略中央部には真空路１４を設け、該真空路１４
は真空バツグ５にて密封された成形材１の空気を
第２図にしめす真空継手１２ａ，１２ｂを介して
外部減圧手段Ｅに着脱できるよう設けている。

加圧手段Ｂは、第１図、第２図に示すように、
一般には、容器Ａ内に20Kg／cm²以下の高圧チツソ
ガス、高圧炭酸ガス、高圧空気などの高圧ガスを
自動弁２０を介して供給するよう設けたもので、
前記ガスは熱交換器４を介して加熱または冷却さ
れる。そして、自動弁２１を通じて排気される。
また、容器Ａ内が所定の圧力を越えた時に減圧す
るための安全弁２２を設けている。

加熱冷却手段Ｃは、第１図に示すように、容器
Ａの外部より内部の熱交換器４に高圧蒸気を供給
するようにすると共に冷却水を供給するようにし
たもので、高圧蒸気を供給する自動弁２３と冷却
水を供給する自動弁２４とを容器Ａを貫通し熱交
換器４に連通して設け、更に、該熱交換器の下方
より容器Ａの下部を連通して排水用自動弁２５を
設けたものである。

なお、加熱冷却手段Ｃの他の例として、容器Ａ
の外部で加熱および冷却する手段を設け、その加
熱および冷却されたガスを容器Ａ内に供給するよ
うにしてもよい。また、加熱手段として高圧蒸気
の替りに電気ヒータを用いてもよい。但し、この
場合、熱交換器４は冷却専用として用いる。

ガス循環手段Ｅは、第１図に示すように、容器
Ａの内部にフアン２８を設けると共に該フアンを
駆動するモータ２９を容器Ａの外部に気密を保持
できるようにした送風手段３０を配置し、該送風
手段及び熱交換器４の手前位置で且つ前記容器Ａ
内には複数枚の風洞板３１を設け、前記風洞板３
１に囲まれた空間を略方形状に形成し、容器Ａの
内壁と前記風洞板３１との囲む流路と前記方形断
面流路とにより形成された風洞３２とを備えたも
のである。そして、送風手段３０のフアン２８に
より送られる加熱または冷却ガスは、第１図、第
２図に示す風洞板３１の外周（容器Ａの内壁と前
記風洞板３１との囲む流路）を通り抜け、扉３の
内壁にて反転し、該風洞板と成形材１との間（方
形断面流路）を矢印に示すように流れ、Ｕターン
して循環できるよう構成したものである。

このように、ガス循環手段の風洞３２を容器Ａ
の内壁と前記風洞板３１との囲む流路と方形断面
流路に形成することにより、第３図に示すよう
に、圧力容器Ａが同寸法であるとすると、従来の
円筒風洞３２ａでは、本考案で用いる支持枠１０
や成形材１、台車１８が接触して収容することが
できないのに対して、本考案の風洞３２では、従
来の円筒風洞３２ａに比べて成形材１の収容容積
を大きくできるか、または、風洞３２の方が円筒
風洞３２ａに比べて圧力容器を小型にすることが
できる。なお、風洞３２の方形断面流路の形状
は、本実施例では、角を丸めた略方形状に形成し
ているが、例えば正方形でもよく、また、矩形で
もよく、本実施例には限定されない。

減圧手段２Ｅは、第１図、第２図に示すように
容器Ａ外部に設置された真空ポンプ３３から自動
弁３４と自動弁３５とで分岐して容器Ａ内部へ連
通して配管したものである。そして、自動弁３４
の先端部は容器Ａの内部にて開放されており、自
動弁３５の先端部には、第２図に示すように、真
空継手１２ａを設け、該真空継手１２ａは、真空
バツグ５内部より連通して、しかも、気密を保持
して接合せしめた真空継手１２ｂと着脱可能に設
けている。そして、真空ポンプ３３の作動により
成形材１を被覆し密封した真空バツグ５内部を減
圧し高真空にすることができる。

次に、その作用を説明する。

最初に、第４図に示すように、成形材１を定盤
２上の治具（金型）２ａに積層載置し、その上に
離型フイルム８、ブリーザクロス７を被せ真空バ
ツグ５にて被覆しシーラント１７にて真空バツグ
５内をシールする。

次に、真空バツグ５にて密封された成形材１を
台車１８上の支持枠１０に載せ、第１図、第２図
に示す容器２内に搬入する。

そして、真空バツグ５の真空継手１２ｂを容器
内配管部の真空継手１２ａに接続して扉３を閉じ
容器Ａを密閉する。

そして、真空ポンプ３３と自動弁３４と自動弁
３５とを作動させて容器Ａ内部と真空バツグ５内
部とを減圧し、容器Ａ内部が真空になつた時点で
自動弁３４を逆作動させて容器内部への減圧を停
止させる。

このように、真空バツグ５内部を減圧すること
により、先ず、成形材１を積層する際に介在して
いる空気を真空作用により真空継手１２ｂ〜１２
ａを通じて外部へ排出する。

ここで、容器Ａ内部と真空バツグ５内部の真空
度とを略同圧にすると真空バツグ５が圧着され
ず、真空バツグ５の成形材１内の空気を容易に排
出することができる。

次いで、自動弁２０を作動させて容器Ａ内に高
圧ガスを供給して成形材１を加圧すると共に自動
弁２３を作動させて熱交換器４に高圧蒸気を付与
し容器内の高圧ガスを加熱する。そして、ガス循
環手段Ｄの送風手段３０により加熱されたガスを
容器Ａ内の風洞３２を介して循環させ、成形材１
は真空バツグ５の外方より加熱される。

そして、積層された成形材１の加熱が進行し、
プリプレグ樹脂部の溶融粘度が最小になると、プ
リプレグ樹脂部内に存在している気泡は、真空引
きにより移動し真空中へ排出されるか、または、
プリプレグ樹脂部内に拡散され消滅する。

そして、成形材であるプリプレグへの熱伝達は
全面より均一に行なわれ、温度上昇につれて一様
な溶融状態となり、所定の静水圧加圧により均一
な板厚を得ることができる。

続いて、成形材１の温度を更に上昇させ、規定
温度に至りてしばらくその温度を維持し、成形材
１を接着硬化させる。

次に、自動弁２３を逆作動させて高圧蒸気の供
給を止め加熱を停止し、続いて、自動弁２４を作
動させて熱交換器４に冷却水を供給し容器Ａ内の
高圧ガスを冷却すると共に、冷却された高圧ガス
は、第１図に示すように、ガス循環手段Ｄのフア
ン２８により送風され風洞３２を介して容器Ａ内
を循環し真空バツグ５内の成形材１を冷却する。

次に、自動弁２１を作動させて前記容器Ａ内の
圧力を徐々に低下させる。

そして、成形材１が冷却されると、全ての作動
を停止させ、扉３を開き成形材１を外部へ搬出し
一工程が完了する。

考案の効果以上、本考案によると下記のような効果を奏す
る。

本考案は、以上のように構成しているから、容
器内に成形材を無駄なく収容できるため、従来の
容器に比べて小型にでき、従つて、容器内の高圧
ガスの消費量及び該ガスを加熱、冷却する熱エネ
ルギーが節約でき、省エネ効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の一実施例を示す一
部破断した概略側面図。第２図は第１図に示した
装置の概略断面図。第３図は本考案の風洞と従来
の風洞との圧力容器に収容できる物体の容積比較
を示す概略側面図。第４図は成形材を真空バツグ
にて被覆し密封する状態を示す概略縦断面図。第
５図は従来のオートクレーブ装置における風洞の
形状を示した概略正面図。これらの図において、Ａ……圧力容器、Ｂ……
加圧手段、Ｃ……加熱冷却手段、Ｄ……ガス循環
手段、Ｅ……減圧手段、１……成形材、２……定
盤、２ａ……治具、３……扉、４……熱交換器、
５……真空バツグ、７……ブリーザクロス、８…
…離型フイルム、１０，１０ａ……支持枠、１２
ａ，１２ｂ……真空継手、１３……フレキシブル
チユーブ、１４……真空路、１７……シーラン
ト、１８，１８ａ……台車、１９……レール、２
０，２１……自動弁、２２……安全弁、２３，２
４，２５……自動弁、２８……フアン、２９……
モータ、３０……送風手段、３１，３１ａ……風
胴板、３２……風洞、３２ａ……円筒風洞、３３
……真空ポンプ、３４，３５……自動弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

成形材を収容可能に設けた圧力容器と、前記容
器内に高圧ガスを供給する加圧手段と、前記容器
内に供給された高圧ガスを加熱、冷却する加熱冷
却手段と、前記容器内のガスを送風するフアンを
設けた送風手段と、前記容器内に複数枚の風洞板
を設け、前記風洞板に囲まれた空間を略方形状に
形成し、容器内壁と前記風洞板との囲む流路と前
記方形断面流路とにより形成された風洞とを備
え、容器内に供給される高圧ガスを前記風洞を介
して循環できるよう設けたガス循環手段とより構
成して成るオートクレーブ成形装置。