JPH0645180B2 - 繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形方法 - Google Patents
繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形方法Info
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- JPH0645180B2 JPH0645180B2 JP2001535A JP153590A JPH0645180B2 JP H0645180 B2 JPH0645180 B2 JP H0645180B2 JP 2001535 A JP2001535 A JP 2001535A JP 153590 A JP153590 A JP 153590A JP H0645180 B2 JPH0645180 B2 JP H0645180B2
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Description
塑性合成樹脂のプリプレグ材シートを用いての加圧成形
方法に関するものである。
度である比剛性や比強度が金属材料に比べて優れ、ま
た、ある程度仕様に合わせた特性の材料を設計出来るの
で、いわゆるテーラードマテリアルと呼ばれ、航空、宇
宙産業をはじめとし舟艇、船舶、自動車、スポーツ関連
等に急速に普及しつつある。
として形成されていたが、最近は高性能の熱可塑性合成
樹脂が多く開発されたこともあって熱可塑性合成樹脂も
ベース樹脂として利用されるようになり、連続繊維に熱
可塑性合成樹脂を含浸させたシート状繊維強化熱可塑性
合成樹脂、すなわち、FRTPシートが開発された。
図により説明する。
ート成形装置により行われており、(1)は型締用油圧シ
リンダー、(2)は補強材、(3)は水冷却管(8)の埋設され
た隔熱冷却板、(4)は断熱材、(5)は水冷却管(7)及びカ
ートリッジヒータ(6)を埋設した加熱冷却板である。
熱冷却板(4)に成形用の型の下型及び上型を各々取り付
け、型締用油圧シリンダー(1)による所定圧力での型締
めにより行われ、成形後加熱冷却板(4)を冷却し成形品
の取り出しを行う。
・エーテル・ケトン)樹脂をベース樹脂とし繊維が一方
向に配向したところの一方向プリプレグ材を用いての成
形の場合は、第4図に示すように一方向プリプレグシー
ト(9)を所定の繊維配向が得られるよう各々方向を定め
て所定枚数積み重ね、この樹脂にはタック性がないの
で、エッジ部を電気ごてで融着したり、或は、プレス機
で熱圧着したりして第5図に示すような積層材(10)を先
ず成形する。
PEEK樹脂の場合は400℃程度に予熱した後、第6図
に示すように第3図の成形装置の加熱冷却板に装着され
200℃程度に加熱された金型(11)の下型(12)上に載せ、
この積層材(10)を油圧シリンダー(1)の作用によって上
型(13)で20kgf/cm2前後の圧力で加圧して成形する。
るのは400℃という高温に加熱された積層材を金型にセ
ットするための取り扱いである。
始まるので数秒程度で速やかに金型にセットしなければ
ならないが、積層材は、前記したように高温に加熱され
ており、しかも変形し易く取扱が容易でないので、これ
は困難であった。
り、この間に冷却が進み、金型にセットされた積層材に
は外周部の温度が中心部の温度より低くなる温度のバラ
ツキが生じる。
料の部分的な賦形性のバラツキとなり、成形品にしわ、
よじれ、ボイドといったような種々の製品欠陥が発生
し、機械的強度のバラツキの原因となった。
用いている場合には、材料の部分的冷却速度ノバラツキ
は結晶化度のバラツキとなって、物理、化学両特性のバ
ラツキとなる。
わ、よじれ、ボイドのような製品欠陥と結晶化度のバラ
ツキの発生を防ぐことのできるFRTPシートの成形方
法を提供することを目的に創案されたものである。
脂プリプレグ材シートを積層し上下両面から離型シート
で挾んだシート状成形材を加熱炉中に開口を介して対向
し独立した圧力調節機能を持って配備された二つの加圧
室の対向する開口間に保持し、通気性成形型を開口に臨
んで配備した加圧室を低圧側として二つの加圧室間に圧
力差を設けて加圧室内を加熱しつつ加圧気体で加圧し成
形材を成形型に倣って賦形することを特徴とする繊維強
化熱可塑性合成樹脂の成形方法である。
た対向する二つの加圧室の開口間にFRTPシートを保
持し、加熱しつつ加圧室間の圧力差に基づく加圧気体の
押圧力で成形を行うので、まず、加熱されたFRTPシ
ートを成形型にセットするために取り扱う必要がないの
で作業が容易であるとともに取り扱い時にシートが冷却
する心配がなく、さらに、シートの加圧が従来のプレス
の場合のように一方向から局部的に行われるのではな
く、上下両方向から全体的に均一に行われるので、し
わ、よじれ、ボイドといった成形条件に起因する製品欠
陥が生じることがない。
バラツキがなく全体的に均一に行われるので、PEEK
のような結晶性の合成樹脂の場合でも結晶化度がバラツ
キが生じることがなくなり、したがって、結晶化度に起
因する物性上のバラツキは生じない。
る。
両加圧室は開口を介して対向して加熱炉(図示せず)中
に配備されている。
る圧搾空気を導入するための加圧口(16)及び(19)が設け
られており、下加圧室(17)内には、開口に臨んで石膏の
ような通気性材料で形成したり或はキャビティに連通す
る通気孔を複数設けたりしてキャビティ内の空気を型外
に排出できるようにした通気性成形型(20)が、ガラスビ
ースの充填層のような通気性バックアップ層(21)によっ
てバックアップして配備してある。
のような球形材の充填による通気性のバックアップ層(2
1)を介して行うのは、種々の大きさの型の保持が容易で
好都合であるからであり、要は、成形型(20)を下加圧室
(17)内に、キャビティ内の空気を型外に容易に排出でき
るよう周囲を解放し通気性を保った状態で配備すること
である。
けられた差圧調節室であり、圧搾空気供給管(27)から送
られて来た圧搾空気を、上加圧室(14)には圧力計(30)の
取り付けられた給気管(29)を介して加圧口(16)に高圧空
気を、下加圧室(17)には圧力計(32)の取り付けられた給
気管(31)を介して加圧口(19)に低圧空気を送るように圧
力調節する。
防ぐため圧搾空気に変えて加圧された不活性ガスを用い
ても良い。
重ね合わせ上下両面から離型シート(26)で挾んだシート
状成形材で、このシート状成形材(24)は、上下の加圧室
(14)(17)の開口の周囲に設けたフランジ部(15)(18)の間
に挾みボルト(23)で締めての保持されている。
等の展延性に富んだ金属板材やポリイミド樹脂のような
耐熱性合成樹脂のシートが利用され、(22)は通気性バッ
クアップ層(21)としてのカラスビーズが給気管(31)に侵
入するのを防ぐため加圧口(19)内に挿入されたフィルタ
ーである。
グ材シート(25)としては、PEEK樹脂をマスリックス
材とする炭素繊維プリブレグ材(化成ファイバーライト
社、APC−2、密度1.6g/cm3、炭素繊維体積分率61
%、樹脂含有率32%)の厚さ0.125mmのシートを用い、
このシートの繊維配向を45°ずつずらしての4枚重ねを
2組合計8枚重ねを、離型シート(26)として厚さ0.8mm
の超塑性アルミニウムシート(スカイアルミ、A747
5)で挾み成形材シート(24)とし、上下の加圧室(14)及
び(17)の開口の間に保持した。
材料のベース樹脂であるPEEK樹脂の成形温度の400
℃に保たつれているので、成形材シート(24)が400℃に
達した後に、上下加圧室(14)および(17)に差圧調節室(2
8)で圧力調節した圧搾空気を送り両室内を6kgf/cm2の
圧力にまず調節し、その後、差圧調節室(28)での圧搾空
気の圧力調節により、上加圧室(14)は、6kgf/cm2の圧
力を保った状態とし、下加圧室(17)を、4kgf/cm2の圧
力とし、上下の加圧室(14)(15)の間に2kgf/cm2の圧力
差を設ける。
4)の空気圧によって6kgf/cm2の圧力で加圧され、下方
からは通気性成形型(20)のキャビティを介しての下加圧
室(17)による4kgf/cm2の圧力で加圧され、結果とし
て、上下加圧室(14)(17)間の圧力室である2kgf/cm2の
圧力で上方から加圧されることとなる。
ート(24)は、通気性成形型(20)のキャビティに倣うよう
徐々に変形して行き、この際、通気性成形型(20)が通気
性を持っているので、キャビティ内の空気は成形材シー
ト(24)の変形にともなう押圧によって型外に排出される
ので一層変形が進み、最終的にはキャビティに密着し完
全にキャビティに倣って賦形される。
し、上加圧室(14)から6kgf/cm2の圧力で前記したよう
に賦形された成形材シート(24)を通気型(20)のキャビテ
ィに押圧した状態を所定時間保ち、第2図に示すような
状態となって成形を終了する。
晶性樹脂をベースとしたプリプレグ材シートの成形の場
合には、成形品を直ちに上下の加圧室(14)(17)の間から
取り外し、樹脂の結晶化を防ぐために水冷等によって急
速に冷却する。
離型シート(26)として超塑性アルミニウムシートのよう
な極めて可撓性に富んだ金属材を利用すると、離型シー
ト(26)がプリプレグ材シート(25)に良く密着して同時に
変形して成形でき、しかも、成形終了直後の400℃と高
温に加熱された成形品を変形させることなく、水冷等の
ために取り扱えて好都合である。
所定の成形温度に均一に加熱された成形材シートの両面
からの加圧力に差を設けて押圧する風圧成形のために、
成形品には、しわ、よじれ、といった外部的な欠陥を勿
論、ボイドのような内部的な欠陥の発生も重ね合わせた
プリプレグ材シート間の空気の排出が円滑に行われるた
めに殆ど認められなかった。
ら保持されているので取り扱いによって変形せず、成形
終了直後に成形装置から取り出し水冷等の処理が行え、
PEEKのような結晶性合成樹脂の成形の場合でも、成
形品の冷却条件のバラツキによって結晶化度がばらつ
き、物理及び化学的特性がばらつくのを防ぐ。
ことは勿論、結晶化度のような合成樹脂の基礎的性状を
も均一に保たたせ、機械的強度とともに物理、化学の両
特性の良好な成形品の得られる繊維強化熱可塑性合成樹
脂の成形方法を提供する。
形前を、第2図は成形後を示す図で、第3図〜第6図は
従来例を示す図で、第3図はホットプレス成形装置を、
第4図はプリプレグ材シートを積層する状態を、第5図
は積層材を、第6図は成形状態を示す図である。 (14)…上加圧室、(17)…下加圧室、(20)…通気性成形
型、(24)…成形材シート、(25)…プリプレグ材シート、
(26)…離型シート。
Claims (1)
- 【請求項1】所定枚数の繊維強化熱可塑性合成樹脂プリ
プレグ材シートを積層し上下両面から離型シートで挟ん
だシート状成形材を加熱炉中に開口を介して対向し独立
した圧力調節機能を持って配備された二つの加圧室の対
向する開口間に保持し、通気性成形型を開口に臨んで配
備した加圧室を低圧側として二つの加圧室間に圧力差を
設けて加圧室内を加熱しつつ加圧気体で加圧し成形材を
成形型に倣って賦形することを特徴とする繊維強化熱可
塑性合成樹脂の成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001535A JPH0645180B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001535A JPH0645180B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03207631A JPH03207631A (ja) | 1991-09-10 |
JPH0645180B2 true JPH0645180B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=11504218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001535A Expired - Lifetime JPH0645180B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0645180B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0861542A (ja) * | 1994-08-11 | 1996-03-08 | Keihin Seiki Mfg Co Ltd | リニアソレノイドバルブ |
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AU2006284541B2 (en) * | 2005-08-26 | 2011-02-17 | Quickstep Technologies Pty Ltd | Reticulation system for composite component production |
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BR112015014928B1 (pt) * | 2012-12-21 | 2021-03-30 | Cytec Industries Inc. | Material compósito curável, e, métodos para fabricar um material compósito curável e para fabricar uma peça compósita curável |
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-
1990
- 1990-01-10 JP JP2001535A patent/JPH0645180B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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JPH0861542A (ja) * | 1994-08-11 | 1996-03-08 | Keihin Seiki Mfg Co Ltd | リニアソレノイドバルブ |
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