JPH045025A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の成形方法に関
するものである。

（従来の技術） 従来、強化繊維と熱可塑性樹脂を含むドレープ性のある
シート状物壱成形用型にドレープさせたものをダイヤフ
ラムを用いて成形する場合、オートクレーブを用いてい
る。

（発明が解決しようとする課題） オートクレーブを用いる場合、成形用型、シール部分な
ど本来昇温させる必要のない部分も昇温させるため、そ
れらの昇温、冷却に長時間を要し、その結果成形サイク
ルが長くなってしまう（生産性が小さい）という問題が
ある。また同し理由で昇温・冷却に多くのエネルギーを
消費する結果となっている。これらが原因でオートクレ
ーブを用いる成形は非常にコストが高くなっている。

オートクレーブを用いず、成形用型、シール部など本来
昇温させたくない部分の昇温を非常に小さくし、成形サ
イクルを短くする方法として、前記型を断熱性のよい材
料を用いた断熱型にし、咳型にドレープさせた前記シー
ト状物の外側に接触ないし非接触状態でヒーターを設置
し、該シート状物を加熱することが考えられる。しかし
この場合、該シート状物の熱伝導率は小さいため全面を
均一に昇温することが困難であり、大きな温度むらが発
生するため、該シート状物を構成する熱可塑性樹脂を溶
融し、同じく該シート状物を構成する強化繊維中に該熱
可塑性樹脂を含浸させる操作を該シート状物全面にわた
り行うことは困難であった。たとえば前記ヒーターとし
てふく射ヒーターを用いた場合、型の凸の部分が過大に
昇温し、前記熱可塑性樹脂の熱劣化が発生するのに対し
て、凹部が昇温せず該熱可塑性樹脂の溶融が全くできな
いトラブルが容易に発生していた。

（課題を解決するための手段） 本発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有するシート
状物を成形用型の成形面に沿わせて配置した後、前記熱
可塑性樹脂を加熱溶融させて前記シート状物から繊維強
化熱可塑性樹脂成形品を成形するに際し、加熱ヒーター
と前記シート状物との間に前記成形品の形状に対応させ
た金属製形状付与体とダイヤフラムとを介在させること
を特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の成形方法で
ある。

本発明の成形方法における成形装置の設置の例としでは
、第１図および第２図に示すように、金属製形状付与体
１をシート状物２とダイヤフラム３の間や、ヒーター６
とダイヤフラム３の間に介在させることを挙げることが
できる。

金属製形状付与体１は熱伝導率が良好であるので、金属
製形状付与体１はヒーター６によってほぼ均一に加熱昇
温させられ、加熱昇温させられた該金属製形状付与体に
よって、接触または非接触状態でシート状物２が加熱さ
れることになる。

金属製形状付与体１の形状は実質的に成形用型４、つま
り成形品の形状と同じであることが望ましい。このこと
により、金属製形状付与体１がシート状物２を全面にわ
たりより均一に加熱することが可能になる。特に金属製
形状付与体１をダイヤフラム３とシート状物２の間に用
いる場合、金属製形状付与体１の形状は型４つまり成形
品と同じにすることが、均−加熱性、成形品の寸法精度
を高める上で重要である。金属製形状付与体１をヒータ
ー６とダイヤフラム３の間に用いる場合、金属製形状付
与体１はダイヤフラム３に接触させてもよいし、非接触
状態に保持してもよい。非接触状態で用いる場合、金属
製形状付与体のダイヤフラム側の面は２次的なふく耐加
熱ヒーター面となるが、この面をふく射率が大きくなる
ような処理、たとえばふく射率の大きいコーティング剤
でコーティングをしてもよい。

本発明における金属製形状付与体の材料は特に限定され
るものではないが、容易に成形でき、熱伝導率が大きい
アルミニウム、銅およびそれぞれの合金などが挙げられ
る。特にアルミニウムは安価であり加工しやすいという
点から好ましい材料である。金属製形状付与体の成形方
法は特に限定されるものではないが、金属平板を昇温し
、軟化させた後、成形用型を用いて圧空あるいは真空あ
るいは両者により成形することが挙げられる。この方法
による成形が困難な場合、複数の金属平板を用いて板金
加工的に型と実質的に同一形状に組立ててもよい。

金属製形状付与体の金属の肉厚は特に限定されるもので
はないが加工性と温度の均一化の効果の両面から判断し
て０．１ｍｍ〜５閣が好ましく、特に０．２Ｍ−１，０
１が好ましい。

本発明におけるヒーターは特に限定されるものではない
が赤外・遠赤外ふく射ヒーター（第１図、第２図のヒー
ター６は赤外・遠赤外ふく射ヒーターを想定している）
、熱風の循Ｎおよびふき付けあるいはドレープ性のある
画状ヒーターを前記ダイヤフラムの上側あるいは前記金
属製形状付与体の上側にドレープさせることが挙げられ
る。赤外・遠赤外ふく射ヒーターを用いる場合、前記金
属製形状付与体のふく射の吸収性を高めるために該金属
製形状付与体の前記ヒーター側の面をふく射の吸収性を
大きくするように処理することが好ましい。たとえばふ
く射の吸収率の高いコーティング剤でコーティングする
ことが挙げられる。

本発明におけるダイヤフラムの材料は特に限定されるも
のではないが、シリコンゴム、ポリエーテルエーテルケ
トン、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、
ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラクロロエチレ
ン、ポリエーテルサルホン、などが挙げられる。シリコ
ンゴムのような柔軟性、伸縮性に冨む材料でない場合、
事前に圧空ないし真空あるいは両者によって型形状に成
形しておくことが好ましい。

本発明における成形用型の材料は特に限定されるもので
はないが、例を挙げると断熱性がよく耐熱性のよい樹脂
およびセラミックが考えられる。

前記シート状物を構成する熱可塑性樹脂の融点が低けれ
ば木材の使用も考えられる。

成形を行う際に加える圧力は真空あるいは圧空あるいは
両者の併用のいずれでもよい。

本発明におけるシート状物は特に限定されるものではな
いが、例を挙げると繊維状の熱可塑性樹脂と強化繊維の
引き揃え糸あるいは混繊糸からなる織物、編物、組物お
よび不織布、繊維状の熱可塑性樹脂と強化繊維の混交織
、あるいは粉末状の熱可塑性樹脂を強化繊維に付着させ
た糸からなる織物、編物、組物、および不繊布が挙げら
れる。

強化繊維の例を挙げると、ガラス繊維、炭素繊維、芳香
族ポリアミド繊維、セラミック繊維、などがある。熱可
塑性樹脂の例としてポリエーテルエーテルケトン、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート
、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステルエラスト
マー、共重合ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレ
ン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルイミドなどが
挙げられるが、これら熱可塑性樹脂は強化繊維と混繊す
ることができる点で繊維状が好ましい。

（作　用） ヒーターにより厚さの薄い金属成形体を一旦加熱すると
金属は熱伝導性がよいため該金属成形体は全面にわたり
ほぼ均一な温度になるので該金属成形体により型にドレ
ープさせたシート状物を全面にわたり均一に加熱できる
ようになる。これにより該シート状物を構成する熱可塑
性樹脂を一様に溶融させることができ、該熱可塑性樹脂
が全面にわたり強化繊維のまわりに十分に含浸した成形
品を成形することができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例により説明するが、本発明は何ら
これに限定されるものではない。

実施例１ 強化繊維としてガラス繊維、熱可塑性樹脂として繊維状
のポリエチレンテレフタレートを使用し、両者からなる
１１０００デニールの混繊糸を作った。

ガラス繊維の含有量は４０重量％とじた。該混繊糸から
なる目付６００　ｇ　／　ｒｒｒの平織物を製織し、こ
れをシート状物とした。これを第１図に示すような半球
のめす型に２枚重ねてドレープさせた。成形用型は耐熱
性がよく、断熱性のあるエポキシ樹脂製であり、直径は
１２０閣とした。表面にはフロン系の離型剤をスプレー
しておいた。グイヤクラムとして厚さ１２５閣のポリイ
ミドフィルム（宇部興産■製ユービレックスーＲ＠）を
事前に前記型により真空で半球に成形したものを用いた
。金属製形状付与体として厚さ０．３−のアルミシート
を３００℃で圧空にて半球に成形したものを用いた。該
金属製形状付与体は第１図に示す位置に設置した。

ヒーターは赤外ふく射ヒーターを用い第１図に示すよう
な位置に設置した。

成形条件として前記シート状物の裏面の温度を真空下で
２７５°Ｃ近傍に１０分間保持した。該シート状物の表
面の場所による温度分布は最低温度と最高温度の差で６
℃以内であった。成形品の品質をチエツクするために半
球を細かく切断し、各部の断面を研磨した後その断面を
観察した。その結果ボイドがほとんど存在しない非常に
よい含浸状態の成形品が得られたことがわかった。本半
球成形の昇温スタートから冷却終了までの時間は１５分
であった。

実施例２ 実施例Ｉで熱可塑性樹脂としてナイロン６を用いたもの
を同様に半球に成形した。ただし半球状の金属製形状付
与体の成形は多数のアルミニウムシートの小片をテフロ
ンテープで組立てることにより作成した。また成形条件
としてシート状物の裏面の温度を真空下で２３５”Ｃ近
傍に１０分間保持した。該シート状物の裏面の場所によ
る温度分布は最低温度と最高温度の差で５　’Ｃ以内で
あった。成形品の含浸状態は実施例１と同様にボイドが
ほとんど存在しない非常によいものであった。

（発明の効果） 本発明によればオートクレーブを用いなくても型にドレ
ープされた曲面状のシート状物を均一に加熱することが
できるため成形サイクルが非常に短くなり、かつ装置が
大幅に安価になる。また型、シート部分など本来昇温さ
せる必要のない部分の加熱、冷却をしなくてすむためエ
ネルギーの消費量を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の成形方法のための各部材
の設置状態の例を示す概略図（断面よりみた）である。 １・・・金属製形状付与体　　２・・・シート状物３・
・・ダイヤフラム　　　　４・・・成形用型５・・・シ
ール　　　　　　　　６・・・ヒーター特許出願人　　
東洋紡績株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　強化繊維と熱可塑性樹脂とを含有するシート状物を成
   形用型の成形面に沿わせて配置した後、前記熱可塑性樹
   脂を加熱溶融させて前記シート状物から繊維強化熱可塑
   性樹脂成形品を成形するに際し、加熱ヒーターと前記シ
   ート状物との間に前記成形品の形状に対応させた金属製
   形状付与体とダイヤフラムとを介在させることを特徴と
   する繊維強化熱可塑性樹脂成形品の成形方法。