JPH06210640A - 通気パッド - Google Patents

通気パッド

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JPH06210640A
JPH06210640A JP5163925A JP16392593A JPH06210640A JP H06210640 A JPH06210640 A JP H06210640A JP 5163925 A JP5163925 A JP 5163925A JP 16392593 A JP16392593 A JP 16392593A JP H06210640 A JPH06210640 A JP H06210640A
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JP
Japan
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pad
vent
vent pad
fiber
fibers
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Application number
JP5163925A
Other languages
English (en)
Inventor
William R Dahlgren
ウイリアム、アール、ダールグレン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airtech International Inc
Original Assignee
Airtech International Inc
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/3642Bags, bleeder sheets or cauls for isostatic pressing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複合体またはその他の材料の成形された部品
を接合する手段を提供する。 【構成】 前記接合手段は、微細な間隙を有するように
相互に撚り合わされた小断面直径のナイロンファイバの
弾性パッドから成る。このパッドは樹脂材料複合体部品
の硬化用通気パッド116として部品14上に配置さ
れ、この部品14が成形工具11上に配置される。部品
の硬化のため、部品14と通気パッド116が真空バッ
グ17によって被覆され、このバッグの縁が成形工具1
1に密着され。また真空バッグ17は真空排出ポート1
8を備える。この組立体全体をオートクレーブの中に配
置し、熱と圧力を加えながら真空バッグ17に対して負
圧を加えて、硬化されている部品14から出る空気また
は揮発物を通気パッド116を通して排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂および/または接
着剤から成る例えば航空機、ボートおよび自動車のパネ
ルなどの部品の製造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱硬化性樹脂を含浸された黒鉛ファイバ
またはケブラーファイバなどのファイバから成る成形さ
れた複合体部品の硬化、または熱硬化性接着剤による薄
い金属ラミネートまたは金属/樹脂ラミネートの接合
は、軽量、高強度パネルなどの製造のための有効な方法
であるとみなされている。
【0003】複合体についてこのようなプロセスを実施
する際に、部品は未硬化のある程度可撓性の状態で成形
工具または金型の上に配置される。この成形/硬化操作
に際して材料から出る空気、水分および揮発物を除去す
るため、この部品に対して比較的高い温度と圧力が加え
られる。
【0004】薄い金属ラミネートの接合または金属と複
合物層との接合に際して、熱硬化性樹脂がその間に挟持
され、この組立体が成形工具上に配置されて、成形/接
合操作に際して熱硬化性接着剤から出る空気、揮発物な
どを除去するために、高い温度と圧力が加えられる。
【0005】一般に成形部品の接合に際しては、接合さ
れる材料を成形工具上に配置し、これを可撓性の多孔性
通気パッドによって被覆し、その後にその上に真空バッ
グを配置して工具に固着させる。次にこの組立体をオー
トクレーブの中で加熱して真空を抽出し、バッグと樹脂
材料および硬化段階に際して存在する接着剤から出る空
気および揮発物を抽出し、また部品を成形工具に対して
圧着する。通気パッドは、部品および/または接着剤の
全面積にわたって均一に真空を抽出させる。このプロセ
ス中に前記オートクレーブが予圧されて、部品を成形工
具の輪郭に対して緊密に嵌合させまた部品からの空気、
揮発物などの除去を支援する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来、通気パッドはポ
リエステルの撚り合わされたファイバから成り、この通
気パッドは一般に約300゜Fを少し越えた硬化温度の
場合には満足であった。しかし、強度およびその他の望
ましい特性の改良された複合材料および接着剤が開発さ
れるに従って、これらの材料は前記より高い硬化温度
と、通常の成形圧以上の圧力を必要とする事が発見され
た。その結果、通気パッドのポリエステルファイバが軟
化して相互に圧縮されまたは溶融して、撚り合わされた
ファイバの間隙を閉鎖し、処理される材料および接着剤
のすべての区域からの揮発物などの均一な排出を妨げ
る。従って得られる部品は、硬い密な組織でなく、弱い
組織の区域を含む傾向がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】従って本発明の目的は、
特性の著しい劣化を伴う事なく通常のポリエステルパッ
ドよりも高温高圧に耐える事のできる前記の型の通気パ
ッドを提供するにある。
【0008】本発明の他の目的は、ポリエステルの通気
パッドよりも著しく高い温度と圧力のもとに多孔性を保
持する通気パッドを提供するにある。
【0009】本発明のさらに他の目的は、ポリエステル
通気パッドよりも著しく高い温度と圧力のもとに弾性を
保持する通気パッドを提供するにある。
【0010】本発明の他の目的は、全体に非常に均一な
多孔度を有する通気パッドを提供するにある。
【0011】出願人は、ポリエステルファイバの代わり
にナイロンファイバを使用すれば、多孔度と弾性の顕著
な劣化なしで従来のポリエステルよりも、はるかに高温
高圧に耐える改良型通気パッドが得られる事を発見し
た。
【0012】また出願人は、ファイバグラスまたはポリ
エステルファイバなどの二、三の適当な繊維材料をナイ
ロンファイバと混合しても、得られる通気パッドの耐熱
特性または耐圧特性の大幅な損失を伴わない事を発見し
た。このような混合物は例えば49%までの非ナイロン
ファイバを含有する事ができる。
【0013】
【作用】テスト結果によれば、本発明の改良型通気パッ
ドはその多孔性と弾性を著しく損なう事なく少なくとも
450゜Fの温度および200psiまでのオートクレ
ーブ圧力に安全に耐える事ができる。この点に関連し
て、ナイロンのビカット軟化点、すなわちナイロンが軟
化しはじめる点はその融点(約485゜F)より5゜F
低いく、ポリエステルは約306゜Fのビカット軟化点
を有し、350゜Fまたはこれ以上の温度での作業に不
適当である事に注意しよう。
【0014】
【実施例】図1について述べれば、金属、ファイバグラ
スまたは比較的高温に耐える事のできるその他の適当な
剛性材料から成る剛性成形工具または金型11が図示さ
れ、この金型11は、その上で成形される構造部品の所
望の形状に対応する輪郭を有する表面12を備える。
【0015】非接着性を有する液状またはペースト状の
公知の型のリリース剤から成る薄いフィルム13が前記
工具の表面12上に配置される。このリリースフィルム
の上に、適当な厚さの未硬化部品14が載置される。こ
の部品14は、熱硬化性樹脂と、黒鉛、セラミックスま
たは類似の耐熱材料の強化ファイバとから成る複合体で
ある。部品14はその未硬化状態において可撓性であ
り、従って工具表面12の輪郭に合致するように形成さ
れる。
【0016】多数の小さなパーフォレーション(小孔)
16を有するリリースフィルム15が部品14の上に展
張される。このフィルム15は非接着性の任意公知の型
のものであって、好ましくは0.0005乃至0.00
2インチの厚さを有する。
【0017】本発明によれば、下記において詳細に説明
される通気パッド116が前記リリースフィルム15の
上に配置され、この通気パッド116の上に可撓性真空
バッグ17が載置される。真空バッグ17は適当な耐熱
性材料から成り、好ましくは0.002乃至0.006
インチのオーダの厚さを有する。バッグの縁は工具表面
12の外側縁に対して、任意公知の型の適当なシーラン
トテープ20によって密着される。従って部品14と通
気パッド116は外部から密封される。適当な真空弁連
結部分18がバッグ17の内部をホース201を通し
て、適当な真空ポンプまたはその他の真空源(図示され
ず)に対して接続する。
【0018】硬化操作に際して、図1の組立体がオート
クレーブ(図示されず)の中に配置される。真空バッグ
17の下方に真空を引き込む事によって空気を排出し、
またオートクレーブを適当温度まで加熱する。このオー
トクレーブは、部品14を工具11に対して圧着するた
めに加圧される。このプロセス中に、部品14の材料が
硬化されている間に部品14の中から空気、水分および
揮発物全部が通気パッド116と真空/通気ライン20
1を通して押し出され、このようにして硬化された部品
14を無空隙状態にして適当な特性を与える。
【0019】硬化段階が終了した後、真空バッグ、通気
パッドおよびリリースフィルム15が除去されて、仕上
がり部品が工具表面から分離される。
【0020】あるいはまた図4に図示のように、部品は
2枚の重ね合わされた金属部材またはラミネート27、
28から成り、これらのラミネートの間に適当な熱硬化
性接着剤層29を備える。この場合、接着段階に際して
のバッグ17の排気により、接着剤層29の外側縁30
から空気、水分および揮発物を抽出して、この層29の
接着性を改良する。ラミネート27、28は相異なる素
材によって形成できる事を注意しよう。例えば一方のラ
ミネートは金属から成り、他方のラミネートは複合体材
料から成る事ができる。
【0021】図2と図3は本発明によって通気パッド材
料を形成するニードルパンチの操作を示す。第1段階と
して、弾性ナイロンファイバ16aをランダム方向に結
束して梱包体を形成する。これらのファイバは好ましく
は直径0.0005インチのオーダとし、バージンナイ
ロンまたはスクラップナイロンから形成する事ができ
る。またこれらのファイバは好ましくは長さ約2インチ
乃至約4インチとする。あるいはまた、本発明の目的に
適した適当な混合物を生じるため、ナイロンファイバに
その49重量%までの他のファイバ、例えばファイバグ
ラス、ポリエステルまたはその他の適当なファイバを混
合する事ができる。
【0022】本発明の通気パッド材料を形成するプロセ
スに際して、ナイロンの梱包体またはナイロンとその他
のファイバとの梱包体を裁断して適当厚さのファイバベ
ッド状に成し、このファイバベッドをニードルパンチに
送り、このニードルパンチの中には、直角の上端26を
備えたニードル23の列がファイバベッドを通して上下
運動するように搭載され、これによって、ファイバを相
互に適当に撚り合わせて適当な通気パッドの厚さまで圧
縮する。図2はニードルパンチのニードルの作用を示
す。図3はニードルパンチ操作から出た通気パッド材料
の拡大断面図である。この通気パッド材料の厚さは、そ
れぞれの硬化操作の必要に応じて変動させる事ができ
る。それぞれの操作に必要な個々の通気パッドは材料ロ
ールから切り出される。
【0023】ナイロンファイバの梱包体から通気パッド
を形成するプロセスはポリエステルファイバから通気パ
ッドを形成する公知の方法と同様であって、ポリエステ
ルファイバの代わりにナイロンファイバを使用する事以
外は本発明の一部を成すものではない。ニードルパンチ
操作そのものの各操作段階は公知であってこれ以上の説
明を必要としない。
【0024】まとめて言えば、本発明の通気パッドは操
作中にその原型を保持し、その融点、代表的には約47
0゜F乃至約480゜F以下の温度で圧縮された後に、
ほとんど同一形状まで復元する。従って本発明の通気パ
ッドは多数回の硬化操作に使用する事ができる。これに
対してポリエステル通気パッドは硬化温度で圧縮された
時にその弾性を失う。
【0025】本発明によるナイロン通気パッド材料の代
表的な例は、カリホルニア、カーソンのエアテック・イ
ンタナショナル社から商標Ultraweaveで市販
されるものである。この製品は450゜Fの最高使用温
度と、480゜Fの融点とを有する。この製品は種々の
目方と厚さのものが市販される。平方ヤード当たり目方
(オンス)はその厚さに直接に影響する。この通気パッ
ド材料の代表的な厚さは、平方ヤード当たり4オンスに
対応する厚さから平方ヤード当たり25オンスによって
代表される厚さまで変動する事ができる。
【0026】他のナイロン通気パッド製品がエアテック
・インターナショナル社から商標Nylweaveで市
販されている。この製品は400゜Fの最高使用温度と
420゜Fの融点とを有する。
【0027】
【発明の効果】前記から明かなように、出願人は公知の
ポリエステル通気パッドにおけるよりもはるかに広い温
度範囲と圧力範囲でその多孔性と弾性とを保持する事の
できる通気パッドを提供した。ポリエステル通気パッド
に対する本発明のナイロン通気パッドの他の利点は、一
部の区域が他の区域より薄いポリエステル通気パッドよ
りも均一な一体的構造を有する事にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】オートクレーブ中の硬化処理前に形成工具上に
載置され改良型通気パッドによって被覆された複合樹脂
材料の未硬化部品を示す一部破断された断面図。
【図2】部分的に圧縮されたナイロンファイバを本発明
の目的に適した所望の通気パッド厚さまで圧縮するため
のニードルパンチの一部破断された断面図。
【図3】前記ニードルパンチ操作によって圧縮されたフ
ァイバの一部破断された断面図。
【図4】熱硬化性接着剤層を挟持する金属ラミネートか
ら成る部品の断面図。
【符号の説明】
11 成形工具または金型 12 工具表面 13 リリースフィルム 14 未硬化部品 15 リリースフィルム 16 パーフォレーション 17 真空バッグ 18 真空弁 20 シーラント 23 ニードル 27 金属ラミネート 28 金属ラミネート 29 接着剤層 116 通気パッド

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂材料または金属と接着剤材料またはそ
    の組合わせから成る熱硬化性複合体を含む部品の接合ま
    たは硬化に使用される通気パッドであって、前記部品は
    形成工具と前記通気パッドとの間に配置され、前記通気
    パッドと前記部品の周囲に真空バッグが密着されて、前
    記接合および/または硬化プロセスに際して負圧抽出し
    て前記真空バッグを排気し、前記部品からの揮発性物質
    を前記通気パッドを通して除去するように成された通気
    パッドにおいて、前記通気パッドは弾性多孔体を成すナ
    イロンファイバ塊を含むことを特徴とする通気パッド。
  2. 【請求項2】前記ファイバは全部、バージンナイロンで
    あることを特徴とする請求項1に記載の通気パッド。
  3. 【請求項3】前記ファイバは少なくとも51%のナイロ
    ンファイバの混合物であって、残部は適当な相容性材料
    であることを特徴とする請求項1に記載の通気パッド。
  4. 【請求項4】前記ファイバの残部はファイバグラスであ
    ることを特徴とする請求項3に記載の通気パッド。
  5. 【請求項5】前記ファイバの残部はポリエステルファイ
    バであることを特徴とする請求項3に記載の通気パッ
    ド。
  6. 【請求項6】前記ファイバの断面直径は0.0006イ
    ンチのオーダであることを特徴とする請求項2に記載の
    通気パッド。
  7. 【請求項7】前記ファイバの長さは2乃至4インチのオ
    ーダであることを特徴とする請求項2に記載の通気パッ
    ド。
  8. 【請求項8】前記ファイバの長さは2乃至4インチのオ
    ーダであることを特徴とする請求項5に記載の通気パッ
    ド。
  9. 【請求項9】前記ファイバはスクラップナイロンから成
    ることを特徴とする請求項1に記載の通気パッド。
JP5163925A 1992-06-08 1993-06-08 通気パッド Pending JPH06210640A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/894,949 US5261993A (en) 1992-06-08 1992-06-08 Means for bonding shaped parts of composites or other materials
US894949 1992-06-08

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ID=25403722

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EP (1) EP0585545B1 (ja)
JP (1) JPH06210640A (ja)
AU (1) AU4007493A (ja)
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