JPH0458770B2 - - Google Patents
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- JPH0458770B2 JPH0458770B2 JP62063663A JP6366387A JPH0458770B2 JP H0458770 B2 JPH0458770 B2 JP H0458770B2 JP 62063663 A JP62063663 A JP 62063663A JP 6366387 A JP6366387 A JP 6366387A JP H0458770 B2 JPH0458770 B2 JP H0458770B2
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- molding
- mold
- die
- vacuum
- cavity
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-
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、真空圧縮成形法に関し、殊に真空を
利用して材料を圧縮整形する方法に関する。
利用して材料を圧縮整形する方法に関する。
従来技術の問題点
圧縮成形法は、繊維強化プラスチツク（FRP）
部品の製造にしばしば用いられる技術である。硬
化しうる樹脂を含む材料が成形空洞を形成する上
方ダイス及び下法ダイスを有する加熱されたダイ
ス間に供給される。ダイスは近接位置に移動され
て、その位置でダイスは材料を圧縮して材料を流
動させ、成形空洞内を満たす。樹脂が硬化した
後、モールドが開かれて、成型品が取り出され
る。
部品の製造にしばしば用いられる技術である。硬
化しうる樹脂を含む材料が成形空洞を形成する上
方ダイス及び下法ダイスを有する加熱されたダイ
ス間に供給される。ダイスは近接位置に移動され
て、その位置でダイスは材料を圧縮して材料を流
動させ、成形空洞内を満たす。樹脂が硬化した
後、モールドが開かれて、成型品が取り出され
る。
圧縮成形法は、自動車の外装パネルのような、
比較的平らな表面を有する部品の製造に用いられ
てきた。そのような部品の製造に用いられる材料
は、一般に補強用繊維や様々な充填材を含んだ熱
硬化性樹脂である。材料は、屡々シート状に成形
されており、そのような材料は当該技術において
シート状成形配合材料（SMC）として知られて
いる。遺憾ながら、極度に平滑な表面を持つた成
形部品を、品質のバラツキなしに一貫して提供す
ると言う面で、過去においては問題があつた。平
滑な表面を持つた成形部品は自動車工業において
要求されている。モールド内に成形材料を不均等
に充填すると、成型された部品内に空気が捕捉さ
れて、「す」もしくは多孔構造が出来てしまう。
不均等な充填によつて、モールド内で材料の構成
素材が不均等に分散される原因にもなる。「す」
の発生と素材、殊に補強繊維の不均等な分散は表
面の非平滑性の問題を生じる。層間に空気が捕捉
されると、部品に気泡を生じ、耐久性を劣化させ
る。
比較的平らな表面を有する部品の製造に用いられ
てきた。そのような部品の製造に用いられる材料
は、一般に補強用繊維や様々な充填材を含んだ熱
硬化性樹脂である。材料は、屡々シート状に成形
されており、そのような材料は当該技術において
シート状成形配合材料（SMC）として知られて
いる。遺憾ながら、極度に平滑な表面を持つた成
形部品を、品質のバラツキなしに一貫して提供す
ると言う面で、過去においては問題があつた。平
滑な表面を持つた成形部品は自動車工業において
要求されている。モールド内に成形材料を不均等
に充填すると、成型された部品内に空気が捕捉さ
れて、「す」もしくは多孔構造が出来てしまう。
不均等な充填によつて、モールド内で材料の構成
素材が不均等に分散される原因にもなる。「す」
の発生と素材、殊に補強繊維の不均等な分散は表
面の非平滑性の問題を生じる。層間に空気が捕捉
されると、部品に気泡を生じ、耐久性を劣化させ
る。
フエイズカス（Fazekas）等に与えられた1974
年の米国特許第3840239号の明細書の記載によれ
ば、表面の欠陥を減少させるために多くの方法が
試みられた。例えば、(a)材料の塑性を変える試
み、(b)成形圧力の増大、(c)成形型の温度を低くす
る試み、(d)成形型を速く閉じて直ぐに高圧を加え
る試み、(e)成形配合材料を予め加熱する試み、(f)
異なつた負荷荷重を与える試み、(g)モールド内の
背圧を大きくするために高濃度を成形配合材料を
用いる試み、(h)モールドの息抜きを早めに行う試
み、(i)セミポジテイブモールドの使用などであ
る。上記特許の所有者は、それらの何れもが、
「す」もしくは多孔構造の発生を回避するのに成
功しなかつたと述べている。
年の米国特許第3840239号の明細書の記載によれ
ば、表面の欠陥を減少させるために多くの方法が
試みられた。例えば、(a)材料の塑性を変える試
み、(b)成形圧力の増大、(c)成形型の温度を低くす
る試み、(d)成形型を速く閉じて直ぐに高圧を加え
る試み、(e)成形配合材料を予め加熱する試み、(f)
異なつた負荷荷重を与える試み、(g)モールド内の
背圧を大きくするために高濃度を成形配合材料を
用いる試み、(h)モールドの息抜きを早めに行う試
み、(i)セミポジテイブモールドの使用などであ
る。上記特許の所有者は、それらの何れもが、
「す」もしくは多孔構造の発生を回避するのに成
功しなかつたと述べている。
空気の捕捉を回避するために用いられた他の方
法は、モールドの比較的狭い面積を覆う比較的薄
い材料を用いることである。この着想は、モール
ドをゆつくりと閉じることにより、材料中の空気
を押し出すことを狙つている。材料を予め加熱す
ることは生産性が悪くなる傾向を持つ。何故なら
ばダイスの加熱温度を低下させる必要があり、さ
もないと材料が流動してモールドを満たす前に硬
化するからである。従つて、SMC材料を予め加
熱することは何等の実質的な利益を与えないと考
えられていた。
法は、モールドの比較的狭い面積を覆う比較的薄
い材料を用いることである。この着想は、モール
ドをゆつくりと閉じることにより、材料中の空気
を押し出すことを狙つている。材料を予め加熱す
ることは生産性が悪くなる傾向を持つ。何故なら
ばダイスの加熱温度を低下させる必要があり、さ
もないと材料が流動してモールドを満たす前に硬
化するからである。従つて、SMC材料を予め加
熱することは何等の実質的な利益を与えないと考
えられていた。
近年、「イン・モールド・コーテイング」技術
として知られる技法が広く利用されるようになつ
てきており、商業的に満足できる平滑な仕上がり
を持つた繊維強化プラスチツク（ERP）部品を
提供できる。このイン・モールド・コーテイング
技術は、例えばグアン・エツセン（van Essen）
等に与えられた米国特許第4081578号に記載され
ている。簡単に説明すると、この方法は硬化した
部品がモールド内にある間に部品の表面に組成物
を塗り広げ浸透させて小孔や欠損部を充填する付
加的な工程を用いている。この技術にも若干の欠
点がある。例えば、付加的なコーテイング作業が
高価なマシーン・タイムを消費し、単一のモール
ド当たりの生産量を減少させる。比較的精巧で高
価な機構を用いて、部品の表面にコーテイングを
施す作業を制御し、コーテイングが確実に部品の
表面に適切に接着するよう注意しなければならな
い。
として知られる技法が広く利用されるようになつ
てきており、商業的に満足できる平滑な仕上がり
を持つた繊維強化プラスチツク（ERP）部品を
提供できる。このイン・モールド・コーテイング
技術は、例えばグアン・エツセン（van Essen）
等に与えられた米国特許第4081578号に記載され
ている。簡単に説明すると、この方法は硬化した
部品がモールド内にある間に部品の表面に組成物
を塗り広げ浸透させて小孔や欠損部を充填する付
加的な工程を用いている。この技術にも若干の欠
点がある。例えば、付加的なコーテイング作業が
高価なマシーン・タイムを消費し、単一のモール
ド当たりの生産量を減少させる。比較的精巧で高
価な機構を用いて、部品の表面にコーテイングを
施す作業を制御し、コーテイングが確実に部品の
表面に適切に接着するよう注意しなければならな
い。
圧縮成形工程中に減圧を行うことについては、
上述の米国特許第3840239号、及びゴルズフ
（Gorsuch）等の「成形における真空及び他の諸
条件に起因するSMC成形物の表面の多孔性及び
平滑性」と題する論文（リインフオースト・プラ
ステイツクス／コンポジツト・インステイテユー
トの第33回、1978年年次技術会議、プラスチツ
ク・インダストリー・インコーポレーテツド発
行、第９−Ｆ章、第１〜７頁参照）に記載されて
いる。更に最近になつて、本発明の譲り受け入れ
は、イン・モールド・コーテイング技術を用いる
ことなく、真空を利用して満足な成形部品を成型
することに成功している。例えば、米国特許第
4488862号、第4551085号及び「真空を利用した材
料の圧縮成形（Compression Molding ａ
Charge Using Vacuum」と題するアイセラ
（Iseler）等の米国特許出願第640470号を参照さ
れたい。
上述の米国特許第3840239号、及びゴルズフ
（Gorsuch）等の「成形における真空及び他の諸
条件に起因するSMC成形物の表面の多孔性及び
平滑性」と題する論文（リインフオースト・プラ
ステイツクス／コンポジツト・インステイテユー
トの第33回、1978年年次技術会議、プラスチツ
ク・インダストリー・インコーポレーテツド発
行、第９−Ｆ章、第１〜７頁参照）に記載されて
いる。更に最近になつて、本発明の譲り受け入れ
は、イン・モールド・コーテイング技術を用いる
ことなく、真空を利用して満足な成形部品を成型
することに成功している。例えば、米国特許第
4488862号、第4551085号及び「真空を利用した材
料の圧縮成形（Compression Molding ａ
Charge Using Vacuum」と題するアイセラ
（Iseler）等の米国特許出願第640470号を参照さ
れたい。
問題点を解決する手段
本発明によれば、硬化性を有する樹脂を含有す
る材料を、圧縮成型によつて成型して、平滑な表
面を持つた部品を製造する方法が開示される。本
発明の方法では、材料をモールド内に入れる前
に、材料を予め加熱する工程を含んでいる。成形
用ダイスは半ば閉じた状態に移動されて、一方の
ダイスが材料から離れた状態に保ちながら成形空
洞を減圧する。然る後、ダイスを速やかに閉じ
て、材料の粘度上昇もしくはゲル化が進行する前
に、材料を空洞内に行き渡らせ、充填する。樹脂
が硬化した後に、ダイスを開いて部品をダイスか
ら取り出す。
る材料を、圧縮成型によつて成型して、平滑な表
面を持つた部品を製造する方法が開示される。本
発明の方法では、材料をモールド内に入れる前
に、材料を予め加熱する工程を含んでいる。成形
用ダイスは半ば閉じた状態に移動されて、一方の
ダイスが材料から離れた状態に保ちながら成形空
洞を減圧する。然る後、ダイスを速やかに閉じ
て、材料の粘度上昇もしくはゲル化が進行する前
に、材料を空洞内に行き渡らせ、充填する。樹脂
が硬化した後に、ダイスを開いて部品をダイスか
ら取り出す。
本発明の利点の最たるものは、部品を成型する
のに要する作業時間がかなり短縮されることであ
る。これは、同一の装置でより多くの部品を製造
でき、従つてコストを減少するので、極めて重要
な経済的利益をもたらす。これらの利点は、部品
の品質を犠牲にすることなしに、全て達成でき
る。
のに要する作業時間がかなり短縮されることであ
る。これは、同一の装置でより多くの部品を製造
でき、従つてコストを減少するので、極めて重要
な経済的利益をもたらす。これらの利点は、部品
の品質を犠牲にすることなしに、全て達成でき
る。
本発明の利点は、添付図面を参照して、以下の
説明を一読することにより、当業技術の熟達者に
は明らかとなろう。
説明を一読することにより、当業技術の熟達者に
は明らかとなろう。
実施例
本発明は、SMC材料から部品を成型する場合
に利用価値がある。本発明の目的から、SMC材
料は熱硬化性樹脂と補強繊維とを含んだ材料であ
り、その樹脂は遊離官能基によつて硬化するタイ
プの樹脂、即ち所定の硬化温度に達したとき急速
に重合するモノマを有する樹脂である。典型的な
SMC樹脂としては、ポリエステル樹脂であつて、
それは一般に不飽和ポリエステル樹脂とスチレン
のような架橋結合可能なモノマとの混合物があ
る。市販のSMC材料としては、米国のザ・バツ
ド・コムパニー（The Budd Company）製の
ClassA200 SMC、プリミツクス・インコーポレ
ーテツド（Premix Inc.）製のPremiglas SMC、
オウエンス・コーニング・フアイバグラス
（Owens−Corning Fiberglass）製のSmooth
SurfaceSMCがある。適切なSMC材料の他の例
としては、上述のフアン・エツセン（van
Essen）当の米国特許第4081578号、米国特許第
4067845号、第4260538号、並びに本件出願の譲り
受け人譲渡された米国特許第4535110号及びアイ
セラ（Iseler）当の米国特許出願第790096号
（1985年10月22日出願、発明の名称：Phase
Stabilized Poliester Molding Material）に開
示されている。
に利用価値がある。本発明の目的から、SMC材
料は熱硬化性樹脂と補強繊維とを含んだ材料であ
り、その樹脂は遊離官能基によつて硬化するタイ
プの樹脂、即ち所定の硬化温度に達したとき急速
に重合するモノマを有する樹脂である。典型的な
SMC樹脂としては、ポリエステル樹脂であつて、
それは一般に不飽和ポリエステル樹脂とスチレン
のような架橋結合可能なモノマとの混合物があ
る。市販のSMC材料としては、米国のザ・バツ
ド・コムパニー（The Budd Company）製の
ClassA200 SMC、プリミツクス・インコーポレ
ーテツド（Premix Inc.）製のPremiglas SMC、
オウエンス・コーニング・フアイバグラス
（Owens−Corning Fiberglass）製のSmooth
SurfaceSMCがある。適切なSMC材料の他の例
としては、上述のフアン・エツセン（van
Essen）当の米国特許第4081578号、米国特許第
4067845号、第4260538号、並びに本件出願の譲り
受け人譲渡された米国特許第4535110号及びアイ
セラ（Iseler）当の米国特許出願第790096号
（1985年10月22日出願、発明の名称：Phase
Stabilized Poliester Molding Material）に開
示されている。
本発明では、SMCシートは成形される前に予
め加熱される。この予熱工程は、第１図において
工程１１で示されている。SMC材料は、120〜
180〓、即ち約48〜82℃の温度に加熱される。120
〓即ち48℃以下の加熱では、材料の流動及び硬化
に関して有意義な効果が得られない。180〓即ち
82℃以上の加熱では、材料がゲル化する前に材料
が成形空洞内で流動する時間が不足するので有利
ではない。
め加熱される。この予熱工程は、第１図において
工程１１で示されている。SMC材料は、120〜
180〓、即ち約48〜82℃の温度に加熱される。120
〓即ち48℃以下の加熱では、材料の流動及び硬化
に関して有意義な効果が得られない。180〓即ち
82℃以上の加熱では、材料がゲル化する前に材料
が成形空洞内で流動する時間が不足するので有利
ではない。
予熱工程は、様々な態様で行なわれ得るが、例
えばSMCシートを炉内で加熱する。しかしなが
ら、SMCを誘電加熱するのが望ましい。その理
由は、材料が分子運動によつて加熱されるので、
僅かな時間内で、材料の隅々まで均等に加熱され
るからである。誘電加熱装置は、一般に高周波エ
ネルギ源（source of radio frequency energy）
に接続された２枚の電極板からなる。材料は２枚
の電極板間に置かれて高周波電界（RF field）
を与え、通常、毎秒70〜80百万サイクルの高周波
エネルギの急速な変動による分子間摩擦によつて
発熱する。市販の好適な誘電加熱装置としては、
ダブリユ・テイー・ラ・ローズ・アソシエーツ・
インコーポレーテツド（W.T.LaRose and
Associates、Inc.）製のモデル No.67FMCがあ
る。
えばSMCシートを炉内で加熱する。しかしなが
ら、SMCを誘電加熱するのが望ましい。その理
由は、材料が分子運動によつて加熱されるので、
僅かな時間内で、材料の隅々まで均等に加熱され
るからである。誘電加熱装置は、一般に高周波エ
ネルギ源（source of radio frequency energy）
に接続された２枚の電極板からなる。材料は２枚
の電極板間に置かれて高周波電界（RF field）
を与え、通常、毎秒70〜80百万サイクルの高周波
エネルギの急速な変動による分子間摩擦によつて
発熱する。市販の好適な誘電加熱装置としては、
ダブリユ・テイー・ラ・ローズ・アソシエーツ・
インコーポレーテツド（W.T.LaRose and
Associates、Inc.）製のモデル No.67FMCがあ
る。
第２図をも参照して、予熱された材料は概括的
に１２で示したモールド内に置かれる。モールド
１２は、上方ダイス１４及び下方ダイス１６を有
する。下方ダイス１６は固定盤（図示せず）上に
装着されており、上方ダイス１４は可動プラテン
１８上に装着されて、二つのダイス間の相対的運
動を制御するラム２０等の作用によつて作動され
る。ダイスの制御態様は通常の作業員に技量に属
するので、ここでは詳細に説明しない。上方ダイ
ス１４は、雌型表面２２を有し、下方ダイス１６
は雄型表面２４を有する。成形表面２２及び２４
は、成型されるべき部品の所望の形状に相当する
形状の成形空洞を規定する。成形表面の形状は、
製品としての部品の形状に依存して勿論変化す
る。しかしながら、本発明は、１平方フイート、
即ち６cm2以上の表面積を有する比較的え大きく概
して平滑な表面を有する部品の製造に適してい
る。そのような部品の一例としては、フード、デ
ツキ・リード、ルーフ、などがあるが、それらに
限定されない。第３図は、このようなタイプの自
動車のボデイー・パネルを成型するために設計さ
れた下方ダイス１６の成形表面２４の概要を模式
的に示している。一つの成形表面は、一つのダイ
ス部材の表面であり、それは他方のダイスの対向
する表面と協働して成形空洞を形成する。
に１２で示したモールド内に置かれる。モールド
１２は、上方ダイス１４及び下方ダイス１６を有
する。下方ダイス１６は固定盤（図示せず）上に
装着されており、上方ダイス１４は可動プラテン
１８上に装着されて、二つのダイス間の相対的運
動を制御するラム２０等の作用によつて作動され
る。ダイスの制御態様は通常の作業員に技量に属
するので、ここでは詳細に説明しない。上方ダイ
ス１４は、雌型表面２２を有し、下方ダイス１６
は雄型表面２４を有する。成形表面２２及び２４
は、成型されるべき部品の所望の形状に相当する
形状の成形空洞を規定する。成形表面の形状は、
製品としての部品の形状に依存して勿論変化す
る。しかしながら、本発明は、１平方フイート、
即ち６cm2以上の表面積を有する比較的え大きく概
して平滑な表面を有する部品の製造に適してい
る。そのような部品の一例としては、フード、デ
ツキ・リード、ルーフ、などがあるが、それらに
限定されない。第３図は、このようなタイプの自
動車のボデイー・パネルを成型するために設計さ
れた下方ダイス１６の成形表面２４の概要を模式
的に示している。一つの成形表面は、一つのダイ
ス部材の表面であり、それは他方のダイスの対向
する表面と協働して成形空洞を形成する。
第２図Ａに示されたオープン位置では、ダイス
１４，１６は十分な距離だけ互いに離れており、
第１図の工程１３によつて示されたように下方ダ
イス１６の成形表面２４上に予熱された材料２６
が置かれることができる。この実施例では、材料
２６は、２枚のSMC材料２８，３０からなるも
のとして示されている。シート２８，３０は成形
表面２４上に適切に置かれて、材料は成形表面２
４の総面積の40〜80％を覆つている。本件出願の
譲り受け人と同一の譲り受け入に譲渡された上述
の米国特許出願第640470号に記載されているよう
に、材料が40％以下あるいは80％以上の面積を占
める場合には、波打ちや不完全な表面を持つた最
終製品が増大する。自動車の最外側のボデイー・
パネルには、50〜75％の面積を材料が占めるのが
望ましい。通常の作業員に知られているように、
成形表面上に置かれる材料の厚さ、重量、配置は
最終製品の形状によつて変化する。一般に、１枚
以上の材料が用いられる場合には、それらの材料
は〓間を僅かにあけて、あるいはまつたつく〓間
なしに、ほぼ中央に置くのが良く、シート２８，
３０で示したように僅かに重ね合わせるのが良
い。図示された材料２６のシート２８，３０の
各々は、夫々が約1/8〜1/4インチ、約0.3〜0.6cm
の厚さのSMC材料の１〜４枚の単層又は積層材
料であるのが望ましい。これは、他の典型的な成
形作業において、成形表面の表面積の僅か約25％
にもつと厚い６〜10枚の積層材料を置くのと対照
的である。本願明細書の従来技術の項において記
載したように、かかる先行技術は、材料中に捕捉
された空気を絞り出すためにはモールドをゆつく
り閉じることが必要である。考えられていたこと
に基づいていたものと思われる。
１４，１６は十分な距離だけ互いに離れており、
第１図の工程１３によつて示されたように下方ダ
イス１６の成形表面２４上に予熱された材料２６
が置かれることができる。この実施例では、材料
２６は、２枚のSMC材料２８，３０からなるも
のとして示されている。シート２８，３０は成形
表面２４上に適切に置かれて、材料は成形表面２
４の総面積の40〜80％を覆つている。本件出願の
譲り受け人と同一の譲り受け入に譲渡された上述
の米国特許出願第640470号に記載されているよう
に、材料が40％以下あるいは80％以上の面積を占
める場合には、波打ちや不完全な表面を持つた最
終製品が増大する。自動車の最外側のボデイー・
パネルには、50〜75％の面積を材料が占めるのが
望ましい。通常の作業員に知られているように、
成形表面上に置かれる材料の厚さ、重量、配置は
最終製品の形状によつて変化する。一般に、１枚
以上の材料が用いられる場合には、それらの材料
は〓間を僅かにあけて、あるいはまつたつく〓間
なしに、ほぼ中央に置くのが良く、シート２８，
３０で示したように僅かに重ね合わせるのが良
い。図示された材料２６のシート２８，３０の
各々は、夫々が約1/8〜1/4インチ、約0.3〜0.6cm
の厚さのSMC材料の１〜４枚の単層又は積層材
料であるのが望ましい。これは、他の典型的な成
形作業において、成形表面の表面積の僅か約25％
にもつと厚い６〜10枚の積層材料を置くのと対照
的である。本願明細書の従来技術の項において記
載したように、かかる先行技術は、材料中に捕捉
された空気を絞り出すためにはモールドをゆつく
り閉じることが必要である。考えられていたこと
に基づいていたものと思われる。
一旦材料２６がモールド上に置かれると、次の
工程は第２図Ｂに１５で示されたように、モール
ドを半ば閉じた位置に移動させることである。更
に、成形空洞３２を囲繞する閉鎖された真空室３
４が、上方密閉ホース４０が下方密閉リング５２
と接触する時に形成される。半ば閉じた位置にお
いて、ダイス間の〓間は、出来るだけ小さくし
て、排出されるべき空気の容積を小さくするのが
良い。一般に数インチ、即ち10cm程度の〓間で十
分である。
工程は第２図Ｂに１５で示されたように、モール
ドを半ば閉じた位置に移動させることである。更
に、成形空洞３２を囲繞する閉鎖された真空室３
４が、上方密閉ホース４０が下方密閉リング５２
と接触する時に形成される。半ば閉じた位置にお
いて、ダイス間の〓間は、出来るだけ小さくし
て、排出されるべき空気の容積を小さくするのが
良い。一般に数インチ、即ち10cm程度の〓間で十
分である。
好適な成型装置は、上方ダイス１４を取り巻く
環状のリング３６を持つている。この実施例で
は、リング３６は、矩形状の金属製のチユーブで
できており、その下方部分に概して水平で平らな
表面３８を形成している。リング３６は、複数の
空気圧または液圧シリンダの作用で上方ダイス１
４に関して相対的に自由に運動可能になつてい
る。二つのシリンダ４２，４４が図に示されてい
る。モールドが開かれるとき、シリンダは、第２
図Ａに架空線で示されたように、通常は伸長して
いる。可撓性のあるダイアフラムもしくは蛇腹４
６は、その内側縁部が上方ダイス１４の周辺部に
フランジ部材４８を介してしつかりと固定されて
おり、蛇腹４６の外側縁部はリング３６から延長
しているフラジ５０に固定されている。
環状のリング３６を持つている。この実施例で
は、リング３６は、矩形状の金属製のチユーブで
できており、その下方部分に概して水平で平らな
表面３８を形成している。リング３６は、複数の
空気圧または液圧シリンダの作用で上方ダイス１
４に関して相対的に自由に運動可能になつてい
る。二つのシリンダ４２，４４が図に示されてい
る。モールドが開かれるとき、シリンダは、第２
図Ａに架空線で示されたように、通常は伸長して
いる。可撓性のあるダイアフラムもしくは蛇腹４
６は、その内側縁部が上方ダイス１４の周辺部に
フランジ部材４８を介してしつかりと固定されて
おり、蛇腹４６の外側縁部はリング３６から延長
しているフラジ５０に固定されている。
第２図Ｂに示した状態を実現するには、ラム２
０を作動させて、上方ダイス１４を半ば閉じた位
置に移動させなければならない、その位置で、密
閉ホース４０はリング５２と接触する。かくて、
真空室３４は、上方ダイス１４、蛇腹４６、密閉
リング３６、圧縮密閉手段として作用するホース
４０、部材５４、及び下方ダイス１６によつて規
定される。シリンダ４２，４４によつて与えられ
る下向きの力は、成形空洞３２の回りに終始確実
な密閉を与えるのに役立つ。更に、これらのシリ
ンダは、上方ダイス１４に関してリング３６を上
方に移動させて、清掃、組み付け、並びに他の理
由でダイスに接近する必要がいある場合に、ダイ
スへの接近を容易にさせるために用いられる。
０を作動させて、上方ダイス１４を半ば閉じた位
置に移動させなければならない、その位置で、密
閉ホース４０はリング５２と接触する。かくて、
真空室３４は、上方ダイス１４、蛇腹４６、密閉
リング３６、圧縮密閉手段として作用するホース
４０、部材５４、及び下方ダイス１６によつて規
定される。シリンダ４２，４４によつて与えられ
る下向きの力は、成形空洞３２の回りに終始確実
な密閉を与えるのに役立つ。更に、これらのシリ
ンダは、上方ダイス１４に関してリング３６を上
方に移動させて、清掃、組み付け、並びに他の理
由でダイスに接近する必要がいある場合に、ダイ
スへの接近を容易にさせるために用いられる。
真空室３４が密閉された後、成形空洞が真空に
される。この工程は第１図において工程１７で示
されている、短時間内に、可能な限り真空にする
ことにより、良い結果が得られる。真空度（絶対
圧力０インチHg、即ちＯcmHG、もしくはゲー
ジ圧力約30インチHg、即ち約76cmHGの理論的
な完全真空）及び真空にするために要する時間に
ついては下限値はない。真空度の上限値は、絶対
圧力で凡そ10インチHg即ち約25cmHG（ゲージ圧
力で約20インチHg即ち約50cmHG）程度である。
これよりも劣る真空度では、真空室内に空気が大
量に残つていて、材料の表面に気泡や凹部が生じ
て完全な平滑性が得られない。
される。この工程は第１図において工程１７で示
されている、短時間内に、可能な限り真空にする
ことにより、良い結果が得られる。真空度（絶対
圧力０インチHg、即ちＯcmHG、もしくはゲー
ジ圧力約30インチHg、即ち約76cmHGの理論的
な完全真空）及び真空にするために要する時間に
ついては下限値はない。真空度の上限値は、絶対
圧力で凡そ10インチHg即ち約25cmHG（ゲージ圧
力で約20インチHg即ち約50cmHG）程度である。
これよりも劣る真空度では、真空室内に空気が大
量に残つていて、材料の表面に気泡や凹部が生じ
て完全な平滑性が得られない。
成形空洞内を少なくとも10秒以内に絶対圧力で
10インチHg以下、即ち約25cmHGに減圧したと
き、満足な結果が得られた。少なくとも15秒以内
に減圧すべきであると思われる。さもないと、モ
ノマの損失が大きくなり、その結果、見掛けが悪
く、表面に欠陥のある製品ができ。好ましくは、
ダイスが半ば投じた状態になつた後、絶対圧力で
５インチHg即ち12cmHgに５秒以内に減圧する。
減圧操作は、真空源６０によつて達成され、それ
はバルブ６２を介して真空室に接続されている。
望ましくは、真空源６０は予め真空にされた複数
のタンク（図示せず）からなり、それらは真空室
に逐次的に接続される。比較的大口径のパイプ６
４が中空のチユーブ５４に接続されており、チユ
ーブ５４はその表面５２の真空室に面した領域に
複数の開口６６を持つている。かくて、真空タン
クと真空室３４との間に流体の通路ができる。中
空チユーブ５４を、真空密閉構造の一部として用
いる（表面５２によつて）とともに、真空吸引の
ための比較的大口径の導管として用いることは特
に構造的に有利である。
10インチHg以下、即ち約25cmHGに減圧したと
き、満足な結果が得られた。少なくとも15秒以内
に減圧すべきであると思われる。さもないと、モ
ノマの損失が大きくなり、その結果、見掛けが悪
く、表面に欠陥のある製品ができ。好ましくは、
ダイスが半ば投じた状態になつた後、絶対圧力で
５インチHg即ち12cmHgに５秒以内に減圧する。
減圧操作は、真空源６０によつて達成され、それ
はバルブ６２を介して真空室に接続されている。
望ましくは、真空源６０は予め真空にされた複数
のタンク（図示せず）からなり、それらは真空室
に逐次的に接続される。比較的大口径のパイプ６
４が中空のチユーブ５４に接続されており、チユ
ーブ５４はその表面５２の真空室に面した領域に
複数の開口６６を持つている。かくて、真空タン
クと真空室３４との間に流体の通路ができる。中
空チユーブ５４を、真空密閉構造の一部として用
いる（表面５２によつて）とともに、真空吸引の
ための比較的大口径の導管として用いることは特
に構造的に有利である。
成形空洞が真空にされた後、上方ダイス１４
は、完全に閉じた位置に移動され、その状態が第
２図Ｃに示されている。このモールドを閉じる工
程の間に、上方ダイス１４は材料２６と接触し、
ダイスから材料に熱を伝達し、また材料に圧力を
与えて材料を成形空洞３４内に流動、展開、充満
させる。上方ダイス１４を急速に下降させること
が重要である。さもないと、例えばモノマと樹脂
とが遊離ラジカルによる架橋結合によつて粘度を
急激に増大させるような場合に材料がゲル化する
前に、成形空洞内で十分に流動させ、完全に充満
させることができない。SMC材料に典型的に用
いられているこのようなタイプのポリエステル樹
脂は、樹脂が硬化温度に達したとき極めて急速に
硬化する傾向がある。そのような樹脂の硬化温度
は、一般に250〓から350〓即ち120〜180℃の間で
ある。モールドを閉じる速度は、モールド上に置
かれる材料の寸法と置きかたによつて幾分変化す
る。しかしながら、成形空洞が例えば絶対圧力で
10インチHg即ち26cmHg以下の真空度にされた
後、少なくとも15秒以内に完全に閉じられなけれ
ばならない。
は、完全に閉じた位置に移動され、その状態が第
２図Ｃに示されている。このモールドを閉じる工
程の間に、上方ダイス１４は材料２６と接触し、
ダイスから材料に熱を伝達し、また材料に圧力を
与えて材料を成形空洞３４内に流動、展開、充満
させる。上方ダイス１４を急速に下降させること
が重要である。さもないと、例えばモノマと樹脂
とが遊離ラジカルによる架橋結合によつて粘度を
急激に増大させるような場合に材料がゲル化する
前に、成形空洞内で十分に流動させ、完全に充満
させることができない。SMC材料に典型的に用
いられているこのようなタイプのポリエステル樹
脂は、樹脂が硬化温度に達したとき極めて急速に
硬化する傾向がある。そのような樹脂の硬化温度
は、一般に250〓から350〓即ち120〜180℃の間で
ある。モールドを閉じる速度は、モールド上に置
かれる材料の寸法と置きかたによつて幾分変化す
る。しかしながら、成形空洞が例えば絶対圧力で
10インチHg即ち26cmHg以下の真空度にされた
後、少なくとも15秒以内に完全に閉じられなけれ
ばならない。
一実施例において、上述のアイセラ（Iseler）
等の米国出願等970097号に開示されたタイプの数
層のSMC材料は誘電加熱装置で約170゜F即ち約76
℃の温度に予熱された。予熱された材料は下方ダ
イス上に置かれた。その下方ダイスはポンテイア
ツク・フイエロのデツキ・リツドの形状に対応し
た上方ダイスと共に成形空洞を形成するよう配置
されていた。材料をダイス（ダイスは約300゜F即
ち約148℃に加熱されていた）に置いてから２秒
以内に、上方ダイスは第２図Ｂに示された位置に
閉じられた。５秒以内に成形空洞内を絶対圧力で
約３インチHg即ち７cmHgの真空度まで減圧し
た。然る後、上方ダイスは約２〜８秒以内に、第
２図Ｃに示したように完全に閉じられた。ダイス
は約1000〜1500psi即ち70〜100Kg／cm2の圧力を材
料に与えており、約45秒の間閉じた状態に保持し
た後、モールドを開いて部品が取り出された。
等の米国出願等970097号に開示されたタイプの数
層のSMC材料は誘電加熱装置で約170゜F即ち約76
℃の温度に予熱された。予熱された材料は下方ダ
イス上に置かれた。その下方ダイスはポンテイア
ツク・フイエロのデツキ・リツドの形状に対応し
た上方ダイスと共に成形空洞を形成するよう配置
されていた。材料をダイス（ダイスは約300゜F即
ち約148℃に加熱されていた）に置いてから２秒
以内に、上方ダイスは第２図Ｂに示された位置に
閉じられた。５秒以内に成形空洞内を絶対圧力で
約３インチHg即ち７cmHgの真空度まで減圧し
た。然る後、上方ダイスは約２〜８秒以内に、第
２図Ｃに示したように完全に閉じられた。ダイス
は約1000〜1500psi即ち70〜100Kg／cm2の圧力を材
料に与えており、約45秒の間閉じた状態に保持し
た後、モールドを開いて部品が取り出された。
以上より、全成形サイクルが大幅に短縮され、
従つて有意義な製造効率が達成されたことが明ら
かである。事実、本方法によれば、30秒以内の間
モールドを閉じた位置に保持するだけで、品質の
よい部品が製造できる。以上に本発明の特定の実
施例に付いて説明したが、当業技術の熟達者に
は、本明細書の説明、添付図面並びに特許請求の
範囲の記載を一読することにより、様々な変更が
本発明の範囲に含まれることが理解されよう。
従つて有意義な製造効率が達成されたことが明ら
かである。事実、本方法によれば、30秒以内の間
モールドを閉じた位置に保持するだけで、品質の
よい部品が製造できる。以上に本発明の特定の実
施例に付いて説明したが、当業技術の熟達者に
は、本明細書の説明、添付図面並びに特許請求の
範囲の記載を一読することにより、様々な変更が
本発明の範囲に含まれることが理解されよう。
第１図は、本発明の方法を実施する好適な工程
を示す、フローチヤートである。第２図Ａ〜Ｃ
は、上記方法の成形工程の様々な段階でのモール
ドの断面図である。第３図は、第２図Ａの３−３
線における平面図であつて、下方ダイスの成形表
面上にある材料を示している。 符号説明、１２：モールド、１４：上方ダイ
ス、１６：下方ダイス、１８：プラテン、２０：
ラム、２２：雌型表面、２４：雄型表面、２６：
材料、２８，３０：SMCのシート、３２：成形
空洞、３４：真空室、３６：管状リング、４０：
上方密閉ホース、４２，４４：シリンダ、４６：
ダイアフラム、４８：フランジ、５２：下方密閉
リング、５４：チユーブ、６０：真空源、６２：
バルブ、６４：パイプ、６６：開口。
を示す、フローチヤートである。第２図Ａ〜Ｃ
は、上記方法の成形工程の様々な段階でのモール
ドの断面図である。第３図は、第２図Ａの３−３
線における平面図であつて、下方ダイスの成形表
面上にある材料を示している。 符号説明、１２：モールド、１４：上方ダイ
ス、１６：下方ダイス、１８：プラテン、２０：
ラム、２２：雌型表面、２４：雄型表面、２６：
材料、２８，３０：SMCのシート、３２：成形
空洞、３４：真空室、３６：管状リング、４０：
上方密閉ホース、４２，４４：シリンダ、４６：
ダイアフラム、４８：フランジ、５２：下方密閉
リング、５４：チユーブ、６０：真空源、６２：
バルブ、６４：パイプ、６６：開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂を含む材料を圧縮形成すること
により平滑な表面を有する部品を製造する方法に
おいて、 (a) 上記材料を約48〜82℃（120〜180〓）の温度
に予熱し、 (b) 上方ダイスと下方ダイスとを有するモールド
を開放して、それら上方及び下方ダイスにおけ
る対向する成形表面によつて、上記部品の所望
形状に対応する形状を有する成形空洞が規定さ
れるようにし、 (c) 上記予熱された材料を、上記モールドの上記
下方ダイスの成形表面の表面積の40〜80％を覆
うように載置し、 (d) 上記上方及び下方ダイスを相対的に近接移動
させて、上記上方ダイスが上記予熱された材料
から離隔されていながら、上記成形空洞を取り
囲む空間領域が気密されている部分的閉塞状態
を形成し、 (e) 上記部分的閉塞状態を維持しつつ、10秒以内
の間に、上記成形空洞内を約25cmHg（10インチ
Hg）以下の真空度にまで減圧し、 (f) 次いで、15秒以内の間に上記成形空洞を完全
に閉じて、上記予熱された材料がゲル化する前
に該材料を上記成形空洞内で流動させて充満さ
せ、 (g) 次いで、45秒を越えない時間に亙つて、上記
真空状態を維持しつつ、上記上方及び下方ダイ
スを加熱加圧して上記材料を硬化せしめ、 (h) その後、上記成形空洞を開放して、成形され
た上記部品を取り出す、 工程より成ることを特徴とする、予め加熱された
材料を用いる真空圧縮成形方法。 ２ 上記材料が、上記熱硬化性樹脂としてポリエ
ステル樹脂と、補強ガラス繊維とを含むシートモ
ールデイングコンパウンド（SMC）であること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の真空
圧縮成形方法。 ３ 上記材料が、上記上方及び下方ダイスの一方
の成形表面の50〜75％を覆うように載置されるこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の真空圧縮成形方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US84119586A | 1986-03-19 | 1986-03-19 | |
| US841195 | 1986-03-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231713A JPS62231713A (ja) | 1987-10-12 |
| JPH0458770B2 true JPH0458770B2 (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=25284277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063663A Granted JPS62231713A (ja) | 1986-03-19 | 1987-03-18 | 予め加熱された材料を用いる真空圧縮成形方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130071A (ja) |
| EP (1) | EP0237871B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62231713A (ja) |
| KR (1) | KR950000175B1 (ja) |
| CN (1) | CN1022225C (ja) |
| AU (1) | AU589751B2 (ja) |
| BR (1) | BR8701210A (ja) |
| CA (1) | CA1267763A (ja) |
| DE (1) | DE3774595D1 (ja) |
| ES (1) | ES2026471T3 (ja) |
| MX (1) | MX165598B (ja) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4959189A (en) * | 1988-09-26 | 1990-09-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for forming a composite structure of thermoplastic polymer and sheet molding compound |
| US5001000A (en) * | 1988-09-26 | 1991-03-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for forming a composite structure of thermoplastic polymer and sheet molding compound |
| JPH07102583B2 (ja) * | 1990-06-12 | 1995-11-08 | 豊田合成株式会社 | ポリウレタン発泡体の成形方法及び成形装置 |
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