JPH06126815A - プラスチック中空構造部材の成形方法 - Google Patents
プラスチック中空構造部材の成形方法Info
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- JPH06126815A JPH06126815A JP3124449A JP12444991A JPH06126815A JP H06126815 A JPH06126815 A JP H06126815A JP 3124449 A JP3124449 A JP 3124449A JP 12444991 A JP12444991 A JP 12444991A JP H06126815 A JPH06126815 A JP H06126815A
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 中子を用いることなく連続した補強部材で補
強された強固で軽量な中空構造部材を成形する。 【構成】 強化材を混合したプリプレグを予備成形して
所望する形状に近似したプリプレグ材２００を形成し、
内部に水３０１を封入した弾性体袋３００を設置すると
共に、高周波発生手段１０５により弾性体袋内の水３０
１をマイクロ波加熱する。そして、弾性体袋内の水３０
１を蒸発させて内圧を高め、弾性体袋３００およびプリ
プレグ材２００を膨張させて中空構造部材を成形する。
強された強固で軽量な中空構造部材を成形する。 【構成】 強化材を混合したプリプレグを予備成形して
所望する形状に近似したプリプレグ材２００を形成し、
内部に水３０１を封入した弾性体袋３００を設置すると
共に、高周波発生手段１０５により弾性体袋内の水３０
１をマイクロ波加熱する。そして、弾性体袋内の水３０
１を蒸発させて内圧を高め、弾性体袋３００およびプリ
プレグ材２００を膨張させて中空構造部材を成形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維で補強したプラス
チック材による複雑な形状の中空構造部材を中子を用い
ることなく成形する方法に関する。
チック材による複雑な形状の中空構造部材を中子を用い
ることなく成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、炭酸ガスによる地球の温暖化問題
が大きく取り上げられ、環境汚染の低減および省エネル
ギ−が強く叫ばれている。そこで、自動車ではエンジン
の改良等と共に、車の燃費向上として車体の軽量化の要
求度が高まっている。車体の軽量化に対応するには素材
としてプラスチィック材料が適しており、インパネ、ト
リムカバ−等には既に用いられているが、さらに、ボデ
イ−、シャシ−、フレ−ム等にもプラスチック材料の使
用が試みられている。しかし、これらの部所にプラスチ
ック部材を用いるためには、素材は軽量であると共に剛
性を有している必要がある。そこで、従来よりプラスチ
ック材料の軽量化と剛性の両方を満足させるためには、
プラスチック材にガラスマットを充填して補強すると共
に、製品の形状を中空とした構造が採用されていた。中
空構造の製品を形成できる方法としては、ブロ−成形、
ガスインジェクション成形法が可能であるが、複雑な形
状の部材の成形を行う場合には、金型の細部に樹脂が行
きわたらなかったり、成形後に中子が引き出せない等の
不都合が生じた。
が大きく取り上げられ、環境汚染の低減および省エネル
ギ−が強く叫ばれている。そこで、自動車ではエンジン
の改良等と共に、車の燃費向上として車体の軽量化の要
求度が高まっている。車体の軽量化に対応するには素材
としてプラスチィック材料が適しており、インパネ、ト
リムカバ−等には既に用いられているが、さらに、ボデ
イ−、シャシ−、フレ−ム等にもプラスチック材料の使
用が試みられている。しかし、これらの部所にプラスチ
ック部材を用いるためには、素材は軽量であると共に剛
性を有している必要がある。そこで、従来よりプラスチ
ック材料の軽量化と剛性の両方を満足させるためには、
プラスチック材にガラスマットを充填して補強すると共
に、製品の形状を中空とした構造が採用されていた。中
空構造の製品を形成できる方法としては、ブロ−成形、
ガスインジェクション成形法が可能であるが、複雑な形
状の部材の成形を行う場合には、金型の細部に樹脂が行
きわたらなかったり、成形後に中子が引き出せない等の
不都合が生じた。
【０００３】例えば、特開昭６３−１０７５３９号公報
には、中空構造体の外壁形状に倣った一対の金型１、１
１を用いて、この分割面へ加熱して軟化したシ−ト２、
３、２２を積層した形で挿入し、シ−ト２とシ−ト３と
の間隙Ａ、およびシ−ト３とシ−ト２２との間隙Ｂに加
圧口４から加圧し、さらにシ−ト２と金型１との間隙
Ｃ、およびシ−ト２２と金型１１との間隙Ｄは減圧口６
から減圧することにより、シ−ト２とシ−ト２２を金型
１、１１の内壁面に圧接して、シ−ト３を隔壁とした中
空体Ｐの製造方法が開示されている（図７、図８参
照）。さらに、特開昭６３−５６４２９号公報には、所
要形状の型面を形成した下型５０と下型５０に係合する
型面を形成した上型６０との間に、加熱軟化した熱可塑
性樹脂よりなる第１基板３０と不織布または織布よりな
る裏当てシ−ト３１、および第２基板４０と表皮材４１
を載置する。そして、第１基板３０と第２基板４０との
間にブロ−装置７０に連結するエア−吹出口７１をセッ
トする。次いで上型６０を下型５０上に係合、圧縮する
とともに、エア−吹出口７１からエア−を圧送すること
により、上下の熱可塑性樹脂基板３０、４０が強固に積
層された部分８１と、樹脂基板３０、４０間に空間部８
２を有した所要形状に成形されたリアパ−セルシェルフ
を得る成形方法が記載されている（図９、図１０参
照）。
には、中空構造体の外壁形状に倣った一対の金型１、１
１を用いて、この分割面へ加熱して軟化したシ−ト２、
３、２２を積層した形で挿入し、シ−ト２とシ−ト３と
の間隙Ａ、およびシ−ト３とシ−ト２２との間隙Ｂに加
圧口４から加圧し、さらにシ−ト２と金型１との間隙
Ｃ、およびシ−ト２２と金型１１との間隙Ｄは減圧口６
から減圧することにより、シ−ト２とシ−ト２２を金型
１、１１の内壁面に圧接して、シ−ト３を隔壁とした中
空体Ｐの製造方法が開示されている（図７、図８参
照）。さらに、特開昭６３−５６４２９号公報には、所
要形状の型面を形成した下型５０と下型５０に係合する
型面を形成した上型６０との間に、加熱軟化した熱可塑
性樹脂よりなる第１基板３０と不織布または織布よりな
る裏当てシ−ト３１、および第２基板４０と表皮材４１
を載置する。そして、第１基板３０と第２基板４０との
間にブロ−装置７０に連結するエア−吹出口７１をセッ
トする。次いで上型６０を下型５０上に係合、圧縮する
とともに、エア−吹出口７１からエア−を圧送すること
により、上下の熱可塑性樹脂基板３０、４０が強固に積
層された部分８１と、樹脂基板３０、４０間に空間部８
２を有した所要形状に成形されたリアパ−セルシェルフ
を得る成形方法が記載されている（図９、図１０参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
に記載された成形方法は中空部分を形成するための加
圧、あるいは減圧する手段として加圧機、減圧機を用い
て外気を直接金型内部に送りこんだり、金型内の空気を
外部に排出したりするものであった。また両者共にプラ
スチックシ−ト、樹脂基板の重合接合部分は補強のため
に充填した繊維部材が切断した状態となっているので、
この接合部分の強度が低減し、繊維強化の効果を低減し
た構造体となってしまった。そこで、この発明は外気を
用いること無く加圧操作を可能とすると共に、中子を用
いることなく、かつ構造体に断層状態の接合部分を形成
することのない成形方法を提供するものである。
に記載された成形方法は中空部分を形成するための加
圧、あるいは減圧する手段として加圧機、減圧機を用い
て外気を直接金型内部に送りこんだり、金型内の空気を
外部に排出したりするものであった。また両者共にプラ
スチックシ−ト、樹脂基板の重合接合部分は補強のため
に充填した繊維部材が切断した状態となっているので、
この接合部分の強度が低減し、繊維強化の効果を低減し
た構造体となってしまった。そこで、この発明は外気を
用いること無く加圧操作を可能とすると共に、中子を用
いることなく、かつ構造体に断層状態の接合部分を形成
することのない成形方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック中
空構造部材の成形方法は、高周波発生手段を有する金型
内に、所望する形状に近似して予備成形されたプリプレ
グ材を投入し、プリプレグ材の内面には水を封入した弾
性体袋を配設すると共に、高周波発生手段により弾性体
袋内の水を加熱する。そして、弾性体袋内の水を蒸発さ
せ、水蒸気圧により内圧を高め、弾性体袋およびプリプ
レグ材を膨張させて中空構造部材を成形することを基本
的な手段として具備する。
空構造部材の成形方法は、高周波発生手段を有する金型
内に、所望する形状に近似して予備成形されたプリプレ
グ材を投入し、プリプレグ材の内面には水を封入した弾
性体袋を配設すると共に、高周波発生手段により弾性体
袋内の水を加熱する。そして、弾性体袋内の水を蒸発さ
せ、水蒸気圧により内圧を高め、弾性体袋およびプリプ
レグ材を膨張させて中空構造部材を成形することを基本
的な手段として具備する。
【０００６】
【実施例】本発明の詳細を図面を参照して説明する。図
１は本発明を実施する成形装置の説明図である。成形装
置１００は第１の金型１０１と第２の金型１０２とを止
め具（ボルト等）１０３で締結している。金型１０１と
金型１０２には図示しないヒ−タが内蔵されている。第
１の金型１０１と第２の金型１０２はその内部に構造部
材の外形に見合った形状のキャビテイ１０４が形成され
ている。金型１０１、１０２は鋼材、アルミニウム、
銅，亜鉛等の素材で構成する。いずれかの金型にはキャ
ビテイ１０４内に作用する高周波発生装置であるマグネ
トロン１０５を配設し、高周波電源装置１０６に連絡す
る。キャビテイ１０４の内壁にはピエゾ効果素子等を用
いた圧力センサ−１０７を取付け、電源装置に組み込ま
れた判別制御回路１０８に連絡している。また、いずれ
か一方の金型１０１、１０２の外周壁には排気バルブ１
０９に連絡した排気溝１１０を穿孔する。排気バルブ１
０９は判別制御回路１０８に連絡している。
１は本発明を実施する成形装置の説明図である。成形装
置１００は第１の金型１０１と第２の金型１０２とを止
め具（ボルト等）１０３で締結している。金型１０１と
金型１０２には図示しないヒ−タが内蔵されている。第
１の金型１０１と第２の金型１０２はその内部に構造部
材の外形に見合った形状のキャビテイ１０４が形成され
ている。金型１０１、１０２は鋼材、アルミニウム、
銅，亜鉛等の素材で構成する。いずれかの金型にはキャ
ビテイ１０４内に作用する高周波発生装置であるマグネ
トロン１０５を配設し、高周波電源装置１０６に連絡す
る。キャビテイ１０４の内壁にはピエゾ効果素子等を用
いた圧力センサ−１０７を取付け、電源装置に組み込ま
れた判別制御回路１０８に連絡している。また、いずれ
か一方の金型１０１、１０２の外周壁には排気バルブ１
０９に連絡した排気溝１１０を穿孔する。排気バルブ１
０９は判別制御回路１０８に連絡している。
【０００７】このように構成した成形装置１００の作用
を説明する。 予備成形工程 ガラス織布を充填した熱硬化性樹脂を押出し等の操作に
より、断面を図２に示すような中空の袋状をしたプリプ
レグ材２００を形成する。プリプレグ材２００はその形
状を可及的にキャビテイ１０４形状に沿うように構成す
る。プリプレグ材２００は押出し等の予備成形をなす成
形手段を通過途上、加熱されてある程度熱硬化したＢス
テ−ジ状態となっている。 プリプレグ材２００内への水を封入した弾性体の装着工
程 中空袋状のプリプレグ材２００の内壁に、水３０１を封
入したゴム等の弾性体よりなる袋状の弾性体袋３００を
装着する（図３参照）。 金型への投入工程 第１金型１０１、第２金型１０２を開放し、プリプレグ
材２００を金型１０１、１０２のキャビテイ１０４内に
投入する（図３参照）。そして、金型１０１、１０２を
ボルト等の止め具１０３により型締めする（図１参
照）。 加熱工程 排気バルブ１０９を開口した状態で、マグネトロン１０
５に通電する。マグネトロン１０５から発生するマイク
ロ波のエネルギ−が弾性体袋３００中の水３０１に吸収
され、水３０１は液体から気体へと気化する。この際、
水は気化して蒸発潜熱となり、昇温と共に蒸気圧が昇圧
し、弾性体袋３００の内圧が高まる。
を説明する。 予備成形工程 ガラス織布を充填した熱硬化性樹脂を押出し等の操作に
より、断面を図２に示すような中空の袋状をしたプリプ
レグ材２００を形成する。プリプレグ材２００はその形
状を可及的にキャビテイ１０４形状に沿うように構成す
る。プリプレグ材２００は押出し等の予備成形をなす成
形手段を通過途上、加熱されてある程度熱硬化したＢス
テ−ジ状態となっている。 プリプレグ材２００内への水を封入した弾性体の装着工
程 中空袋状のプリプレグ材２００の内壁に、水３０１を封
入したゴム等の弾性体よりなる袋状の弾性体袋３００を
装着する（図３参照）。 金型への投入工程 第１金型１０１、第２金型１０２を開放し、プリプレグ
材２００を金型１０１、１０２のキャビテイ１０４内に
投入する（図３参照）。そして、金型１０１、１０２を
ボルト等の止め具１０３により型締めする（図１参
照）。 加熱工程 排気バルブ１０９を開口した状態で、マグネトロン１０
５に通電する。マグネトロン１０５から発生するマイク
ロ波のエネルギ−が弾性体袋３００中の水３０１に吸収
され、水３０１は液体から気体へと気化する。この際、
水は気化して蒸発潜熱となり、昇温と共に蒸気圧が昇圧
し、弾性体袋３００の内圧が高まる。
【０００８】内圧による成形工程 マグネトロン１０５への通電を続行し、水３０１へのマ
イクロ波加熱を続けると、弾性体袋３００内の水蒸気圧
はさらに上昇し、弾性体袋３００を内圧で押し拡げるに
十分な圧力となる。そして、弾性体袋３００が内圧によ
り膨張し、プリプレグ材２００の大きさとなり、さらに
弾性体袋３００が膨張するにつれて、プリプレグ材２０
０をも押し拡げ、プリプレグ材２００はキャビテイ１０
４内面に押しつけられる（図４参照）。ここで飽和水蒸
気圧は、温度１００℃では１Kg／CM2であるが、温度２
００℃では１６Kg／CM2、温度３００℃では８８Kg／C
M2、温度３６０℃では１９０Kg／CM2に達する。このこ
とから樹脂の硬化状態に合わせてマイクロ波エネルギ−
を制御することにより、水蒸気の温度が制御できるの
で、判別制御回路１０８の作動でプリプレグ材２００の
成形可能な圧力範囲でプリプレグ材２００内の内圧を最
適な値に保持することが可能となる。すなわち、プリプ
レグ材２００が膨張しキャビテイ１０４の内壁に沿って
全壁面に押圧される圧力を基準圧として設定し、排気バ
ルブ１０９の開閉を判別制御回路１０８により制御す
る。そして、内圧が設定基準値に到達した時、判別制御
回路１０８を制御して排気バルブ１０９を閉鎖し、さら
に内圧を上昇させる。この状態において、水３０１の蒸
発による熱エネルギ−はプリプレグ材２００側に熱伝導
し、プリプレグ材２００は内側から加熱されて成形容易
な熱変形温度に達する。それと同時に、金型１０１、１
０２に内蔵するヒ−タを作動させてプリプレグ材２００
を外側から加熱する。熱硬化性樹脂よりなるプリプレグ
材２００は内外側から加熱されてキャビテイ１０４の内
壁形状に硬化する。この時、弾性体袋３００の内圧の制
御は圧力センサ−１０７によりキャビテイ１０４内の圧
力を検知することにより行い、判別制御回路１０８を通
して高周波電源装置１０６に電気信号をフイ−ドバック
し、判別制御回路１０８はマグネトロン１０５のマイク
ロ波エネルギ−を制御する。このようにして、プリプレ
グ材２００の内圧の過剰圧力上昇を防止し、金型１０
１、１０２に対する適正な内圧を保持するように高周波
電源装置１０６を制御する。プリプレグ材２００の樹脂
硬化時間が経過した時点で、高周波電源装置１０６を停
止し、マグネトロン１０５および金型１０１、１０２に
内蔵の加熱装置を停止して、プリプレグ材２００の加熱
を終了する。
イクロ波加熱を続けると、弾性体袋３００内の水蒸気圧
はさらに上昇し、弾性体袋３００を内圧で押し拡げるに
十分な圧力となる。そして、弾性体袋３００が内圧によ
り膨張し、プリプレグ材２００の大きさとなり、さらに
弾性体袋３００が膨張するにつれて、プリプレグ材２０
０をも押し拡げ、プリプレグ材２００はキャビテイ１０
４内面に押しつけられる（図４参照）。ここで飽和水蒸
気圧は、温度１００℃では１Kg／CM2であるが、温度２
００℃では１６Kg／CM2、温度３００℃では８８Kg／C
M2、温度３６０℃では１９０Kg／CM2に達する。このこ
とから樹脂の硬化状態に合わせてマイクロ波エネルギ−
を制御することにより、水蒸気の温度が制御できるの
で、判別制御回路１０８の作動でプリプレグ材２００の
成形可能な圧力範囲でプリプレグ材２００内の内圧を最
適な値に保持することが可能となる。すなわち、プリプ
レグ材２００が膨張しキャビテイ１０４の内壁に沿って
全壁面に押圧される圧力を基準圧として設定し、排気バ
ルブ１０９の開閉を判別制御回路１０８により制御す
る。そして、内圧が設定基準値に到達した時、判別制御
回路１０８を制御して排気バルブ１０９を閉鎖し、さら
に内圧を上昇させる。この状態において、水３０１の蒸
発による熱エネルギ−はプリプレグ材２００側に熱伝導
し、プリプレグ材２００は内側から加熱されて成形容易
な熱変形温度に達する。それと同時に、金型１０１、１
０２に内蔵するヒ−タを作動させてプリプレグ材２００
を外側から加熱する。熱硬化性樹脂よりなるプリプレグ
材２００は内外側から加熱されてキャビテイ１０４の内
壁形状に硬化する。この時、弾性体袋３００の内圧の制
御は圧力センサ−１０７によりキャビテイ１０４内の圧
力を検知することにより行い、判別制御回路１０８を通
して高周波電源装置１０６に電気信号をフイ−ドバック
し、判別制御回路１０８はマグネトロン１０５のマイク
ロ波エネルギ−を制御する。このようにして、プリプレ
グ材２００の内圧の過剰圧力上昇を防止し、金型１０
１、１０２に対する適正な内圧を保持するように高周波
電源装置１０６を制御する。プリプレグ材２００の樹脂
硬化時間が経過した時点で、高周波電源装置１０６を停
止し、マグネトロン１０５および金型１０１、１０２に
内蔵の加熱装置を停止して、プリプレグ材２００の加熱
を終了する。
【０００９】成形品排出工程 ボルト等の止め具１０３を外し、金型１０１、１０２を
開放して中空の構造部材４００を取り出す。中空の構造
部材４００の中に残留する水（凝縮した水）３０１は、
外部から孔を開けて排出するか、樹脂の硬化が完了した
状態であれば、水蒸気となった水が凝縮する前に、水蒸
気として排出する。この発明の成形方法はこのように構
成されているが、ここで、マイクロ波のエネルギ−の吸
収状況を、図６に示す比誘電率を含む材料特性を表した
表により説明する。表には材料としてゴム（シリコンゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム）、熱可塑性樹脂（フッ素樹
脂、グラスファイバ−充填のナイロン６、グラスファイ
バ−充填のナイロン６６）、熱硬化性樹脂（シリコン樹
脂、エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂）を対象にそれぞれ
の比誘電率、熱変形温度、成形温度、成形適性を表して
いる。水の比誘電率は８０（水温２０℃の時）〜５６
（水温１００℃の時）となっており、この表に示すゴ
ム、樹脂等の材料の比誘電率に比較すると、水の比誘電
率は極めて高い。従って、マグネトロン１０５からのマ
イクロ波のエネルギ−はキャビテイ１０４内の樹脂、ゴ
ムに対して、より効率よく水３０１に吸収されることが
わかる。また、本発明の成形方法は弾性体袋３００内の
水蒸気圧を高めるため、水蒸気は加熱されて２００℃〜
３００℃となる。従って、使用する樹脂は熱変形温度が
高い樹脂が好ましい。表１で見ると、熱可塑性樹脂では
フッ素樹脂（熱変形温度３２７℃）、ナイロン６または
ナイロン６６にガラス繊維を充填したプリプレグ（２１
０℃〜２５１℃）、熱硬化性樹脂ではシリコン樹脂（５
００℃以上）、エポキシ樹脂（１３９℃〜３０６℃）、
フエノ−ル樹脂（１７７℃〜３１６℃）が熱変形温度が
高く、使用樹脂として適した樹脂となる。また、弾性体
袋３００に使用するゴムもまた、内蔵する水蒸気が加熱
されて高温となるため、耐熱性の高い特性を有するシリ
コンゴム、フッ素ゴムが適している。
開放して中空の構造部材４００を取り出す。中空の構造
部材４００の中に残留する水（凝縮した水）３０１は、
外部から孔を開けて排出するか、樹脂の硬化が完了した
状態であれば、水蒸気となった水が凝縮する前に、水蒸
気として排出する。この発明の成形方法はこのように構
成されているが、ここで、マイクロ波のエネルギ−の吸
収状況を、図６に示す比誘電率を含む材料特性を表した
表により説明する。表には材料としてゴム（シリコンゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム）、熱可塑性樹脂（フッ素樹
脂、グラスファイバ−充填のナイロン６、グラスファイ
バ−充填のナイロン６６）、熱硬化性樹脂（シリコン樹
脂、エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂）を対象にそれぞれ
の比誘電率、熱変形温度、成形温度、成形適性を表して
いる。水の比誘電率は８０（水温２０℃の時）〜５６
（水温１００℃の時）となっており、この表に示すゴ
ム、樹脂等の材料の比誘電率に比較すると、水の比誘電
率は極めて高い。従って、マグネトロン１０５からのマ
イクロ波のエネルギ−はキャビテイ１０４内の樹脂、ゴ
ムに対して、より効率よく水３０１に吸収されることが
わかる。また、本発明の成形方法は弾性体袋３００内の
水蒸気圧を高めるため、水蒸気は加熱されて２００℃〜
３００℃となる。従って、使用する樹脂は熱変形温度が
高い樹脂が好ましい。表１で見ると、熱可塑性樹脂では
フッ素樹脂（熱変形温度３２７℃）、ナイロン６または
ナイロン６６にガラス繊維を充填したプリプレグ（２１
０℃〜２５１℃）、熱硬化性樹脂ではシリコン樹脂（５
００℃以上）、エポキシ樹脂（１３９℃〜３０６℃）、
フエノ−ル樹脂（１７７℃〜３１６℃）が熱変形温度が
高く、使用樹脂として適した樹脂となる。また、弾性体
袋３００に使用するゴムもまた、内蔵する水蒸気が加熱
されて高温となるため、耐熱性の高い特性を有するシリ
コンゴム、フッ素ゴムが適している。
【００１０】以上のように、本発明の成形方法はプリプ
レグ材２００を内部から膨張させて金型１０１、１０２
のキャビテイ１０４の内壁に押圧させるので、キャビテ
イ１０４の形状に細かい部分があっても、プリプレグが
壁面に沿って侵入することができる。そして、この成形
方法によって成形した中空構造部材４００は、複雑な形
状をした構造部材であっても、細部まで樹脂が行き渡っ
た外観形状の良い成形品を、中子を用いること無く得る
ことができる。また、金型の締結部分における材料の断
層部ができないので、連続して繊維部材で強化された十
分な強度と軽量化が達成された構造部材が得られる。
レグ材２００を内部から膨張させて金型１０１、１０２
のキャビテイ１０４の内壁に押圧させるので、キャビテ
イ１０４の形状に細かい部分があっても、プリプレグが
壁面に沿って侵入することができる。そして、この成形
方法によって成形した中空構造部材４００は、複雑な形
状をした構造部材であっても、細部まで樹脂が行き渡っ
た外観形状の良い成形品を、中子を用いること無く得る
ことができる。また、金型の締結部分における材料の断
層部ができないので、連続して繊維部材で強化された十
分な強度と軽量化が達成された構造部材が得られる。
【００１１】次に、ある程度硬化の進んだＢステ−ジ化
プリプレグ材に変えて、プリプレグ材として熱可塑性樹
脂を含浸させたプリプレグを用いる場合の、本発明によ
る中空構造部材の成形方法の実施例を説明する。この場
合の金型はヒ−タに変えて冷却用ウオ−タ−ジャケット
を配設する。そして、熱可塑性樹脂を含浸させたプリプ
レグを袋状に予備成形し、プリプレグ材の中に水を封入
した弾性体袋を装着し、金型内に投入する。マイクロ波
により弾性体袋内の水を蒸発させると共に、気化潜熱に
より熱可塑性の樹脂を軟化させ、なお内圧を高めて弾性
体袋とプリプレグ材を膨張させ、金型内面に押圧させ
る。そして、冷却用のウオ−タ−ジャケットを作動させ
ると、プリプレグ材は冷却されて硬化し、中空の構造部
材を形成することができる。このように、熱可塑性の樹
脂を含浸させたプリプレグ材を使用しても、細部まで樹
脂が行き渡った外見形状が良い、強度を有する中空構造
部材が中子を用いること無く形成できる。
プリプレグ材に変えて、プリプレグ材として熱可塑性樹
脂を含浸させたプリプレグを用いる場合の、本発明によ
る中空構造部材の成形方法の実施例を説明する。この場
合の金型はヒ−タに変えて冷却用ウオ−タ−ジャケット
を配設する。そして、熱可塑性樹脂を含浸させたプリプ
レグを袋状に予備成形し、プリプレグ材の中に水を封入
した弾性体袋を装着し、金型内に投入する。マイクロ波
により弾性体袋内の水を蒸発させると共に、気化潜熱に
より熱可塑性の樹脂を軟化させ、なお内圧を高めて弾性
体袋とプリプレグ材を膨張させ、金型内面に押圧させ
る。そして、冷却用のウオ−タ−ジャケットを作動させ
ると、プリプレグ材は冷却されて硬化し、中空の構造部
材を形成することができる。このように、熱可塑性の樹
脂を含浸させたプリプレグ材を使用しても、細部まで樹
脂が行き渡った外見形状が良い、強度を有する中空構造
部材が中子を用いること無く形成できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の中空構造部材成形方法で成形す
る構造部材は、弾性体袋内に封入された水の蒸気圧の昇
圧により弾性体袋およびプリプレグ材が膨張するので、
金型壁面に押圧された状態で金型の細部に沿って樹脂が
行き渡り、複雑な形状であっても外観が整った構造部材
を製造できる。また、強化用の素材、例えば繊維等は成
形途上で切断されることがなく、かつ、継目のないプリ
プレグ材を膨張させて構成するので、シ−ト部材を積層
して成形した時にできるような断層がなく、強化効率の
高い中空構造部材となる。また、本発明の成形方法は加
圧手段として高周波発生手段を用いているので、外部か
ら外気を導入する手段を必要としない。さらに、内圧に
よって膨張する弾性体袋を用いることにより、従来の技
術では必要としていた中子を使用することなく中空構造
部材を形成することができる。上記のように、本発明に
よる中空構造部材の成形方法は成形品が複雑な形状にも
かかわらず、外観の美しい、強化部材で確実に補強され
たプラスチック製の中空構造部材を成形することができ
る。
る構造部材は、弾性体袋内に封入された水の蒸気圧の昇
圧により弾性体袋およびプリプレグ材が膨張するので、
金型壁面に押圧された状態で金型の細部に沿って樹脂が
行き渡り、複雑な形状であっても外観が整った構造部材
を製造できる。また、強化用の素材、例えば繊維等は成
形途上で切断されることがなく、かつ、継目のないプリ
プレグ材を膨張させて構成するので、シ−ト部材を積層
して成形した時にできるような断層がなく、強化効率の
高い中空構造部材となる。また、本発明の成形方法は加
圧手段として高周波発生手段を用いているので、外部か
ら外気を導入する手段を必要としない。さらに、内圧に
よって膨張する弾性体袋を用いることにより、従来の技
術では必要としていた中子を使用することなく中空構造
部材を形成することができる。上記のように、本発明に
よる中空構造部材の成形方法は成形品が複雑な形状にも
かかわらず、外観の美しい、強化部材で確実に補強され
たプラスチック製の中空構造部材を成形することができ
る。
【図１】本発明を適用する成形機の説明断面図。
【図２】プリプレグ材の断面図。
【図３】金型への弾性体袋の投入状態の説明図。
【図４】膨張工程の説明図。
【図５】中空構造部材の取りだし工程の説明図。
【図６】ゴムおよび樹脂の材料特性を示す表。
【図７】従来の成形機の説明図。
【図８】従来の成形機における成形品の取り出し説明
図。
図。
【図９】他の従来の成形機の説明図。
【図１０】他の従来の成形機における成形状態の説明
図。
図。
１０１ 第１の金型 １０２ 第２の金型 １０４ キャビテイ １０５ マグネトロン １０６ 高周波電源装置 １０７ 圧力センサ− １０８ 判別制御回路 １０９ 排気バルブ ２００ プリプレグ材 ３００ 弾性体袋 ３０１ 水 ４００ 中空構造部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宗村 昌幸 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 八木 信雄 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 山下 徳郎 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 山本 尚孝 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 強化材を混合した熱硬化性樹脂よりなる
プリプレグをほぼ所望する形状に近似して成形し、プリ
プレグ材とする予備成形工程と、予備成形したプリプレ
グ材内に水を封入した弾性体袋を装着する弾性体袋装着
工程と、弾性体袋を装着したプリプレグ材を、高周波発
生手段を有する金型内に投入して金型を閉じる型締め工
程と、高周波発生手段を作動させて、弾性体袋内の水を
蒸発させる加熱工程と、弾性体袋およびプリプレグ材が
弾性体袋内の水蒸気圧の上昇により膨張する膨張工程
と、金型の加熱手段により膨張したプリプレグ材を熱硬
化する成形工程とを有するプラスチック中空構造部材の
成形方法。 - 【請求項２】 強化材に熱可塑性樹脂を含浸させたプリ
プレグをほぼ所望する形状に近似して成形し、プリプレ
グ材とする予備成形工程と、予備成形したプリプレグ材
内に水を封入した弾性体袋を装着する弾性体袋装着工程
と、弾性体袋を装着したプリプレグ材を、高周波発生手
段を有する金型内に投入して金型を閉じる型締め工程
と、高周波発生手段を作動させて、弾性体袋内の水を蒸
発させる加熱工程と、弾性体袋およびプリプレグ材が弾
性体袋内の水蒸気圧の上昇により膨張する膨張工程と、
金型の冷却手段により膨張したプリプレグ材を冷却硬化
する成形工程とを有するプラスチック中空構造部材の成
形方法。 - 【請求項３】前記弾性体袋は耐熱性の高い特性を有する
ゴム素材であることを特徴とする請求項１および請求項
２記載のプラスチック中空構造部材の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124449A JPH06126815A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | プラスチック中空構造部材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124449A JPH06126815A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | プラスチック中空構造部材の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126815A true JPH06126815A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=14885797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124449A Pending JPH06126815A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | プラスチック中空構造部材の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126815A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19803965A1 (de) * | 1998-02-02 | 1999-08-05 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Lang- und/oder Endlosfaserverstärkung |
| JP2005521569A (ja) * | 2002-03-28 | 2005-07-21 | シメッド ライフ システムズ インコーポレイテッド | マイクロ波エネルギーを用いる医療機器製造の方法 |
| WO2012149973A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method and device for curing a thermosetting polymer |
| WO2012149974A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method for heating a fiber-reinforced polymer |
| WO2015025166A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | Pentaxia Ltd | Microwave curing of composite materials |
| CN113492539A (zh) * | 2020-03-18 | 2021-10-12 | 美津浓科技股份有限公司 | 中空成形品的成形系统及中空成形品的成形方法 |
| FR3118900A1 (fr) * | 2021-01-19 | 2022-07-22 | Safran | Procede de fabrication d’une piece creuse en materiau composite |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3124449A patent/JPH06126815A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19803965A1 (de) * | 1998-02-02 | 1999-08-05 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Lang- und/oder Endlosfaserverstärkung |
| DE19803965B4 (de) * | 1998-02-02 | 2010-07-22 | Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen eV | Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Lang- und/oder Endlosfaserverstärkung |
| JP2005521569A (ja) * | 2002-03-28 | 2005-07-21 | シメッド ライフ システムズ インコーポレイテッド | マイクロ波エネルギーを用いる医療機器製造の方法 |
| WO2012149973A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method and device for curing a thermosetting polymer |
| WO2012149974A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method for heating a fiber-reinforced polymer |
| US9486945B2 (en) | 2011-05-04 | 2016-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method and device for curing a thermosetting polymer |
| WO2015025166A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | Pentaxia Ltd | Microwave curing of composite materials |
| CN113492539A (zh) * | 2020-03-18 | 2021-10-12 | 美津浓科技股份有限公司 | 中空成形品的成形系统及中空成形品的成形方法 |
| CN113492539B (zh) * | 2020-03-18 | 2024-01-30 | 美津浓科技股份有限公司 | 中空成形品的成形系统及中空成形品的成形方法 |
| FR3118900A1 (fr) * | 2021-01-19 | 2022-07-22 | Safran | Procede de fabrication d’une piece creuse en materiau composite |
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