JPH081801A - 成形金型 - Google Patents
成形金型Info
- Publication number
- JPH081801A JPH081801A JP6162600A JP16260094A JPH081801A JP H081801 A JPH081801 A JP H081801A JP 6162600 A JP6162600 A JP 6162600A JP 16260094 A JP16260094 A JP 16260094A JP H081801 A JPH081801 A JP H081801A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding die
- wall surface
- hollow portion
- frp molded
- molding
- Prior art date
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- Pending
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 FRP成形体用の筒状の繊維強化材積層体を
引抜き法により連続的に多角筒状に成形しつつ硬化させ
る成形金型を提供する。 【構成】 成形金型の入口から所定距離だけ中に入った
位置で、引抜き方向に直交する方向に延在する溝24が
壁面の全周に沿って環状に設けられ、その溝底から成形
金型壁を貫通する貫通孔26A、Bが設けられている。
溝から成形金型の入口までの中空部壁面は、中空部横断
寸法が外方に拡大するようなテーパ面に形成されてい
る。中空部の長手方向に延在する角部を形成する壁面
は、該角部領域以外の壁面より僅かに内方に段状に隆起
している。成形金型の中空部を形成する壁面が、FRP
成形体の隣合う長手方向に延在する角部に外接する位置
間で外方に膨れているように賦形されている。
引抜き法により連続的に多角筒状に成形しつつ硬化させ
る成形金型を提供する。 【構成】 成形金型の入口から所定距離だけ中に入った
位置で、引抜き方向に直交する方向に延在する溝24が
壁面の全周に沿って環状に設けられ、その溝底から成形
金型壁を貫通する貫通孔26A、Bが設けられている。
溝から成形金型の入口までの中空部壁面は、中空部横断
寸法が外方に拡大するようなテーパ面に形成されてい
る。中空部の長手方向に延在する角部を形成する壁面
は、該角部領域以外の壁面より僅かに内方に段状に隆起
している。成形金型の中空部を形成する壁面が、FRP
成形体の隣合う長手方向に延在する角部に外接する位置
間で外方に膨れているように賦形されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多角筒状のFRP成形
体を引抜き成形法により連続的に成形する際に使用する
成形金型に関し、更に詳細にはそれぞれ樹脂組成物(マ
トリックス、以下マトリックスと略記する)を含浸させ
たガラスマットとロービング列からなる筒状の繊維強化
材積層体をマンドレルと協働して所望の多角筒状に連続
的に成形する際に使用する成形金型に関するものであ
る。
体を引抜き成形法により連続的に成形する際に使用する
成形金型に関し、更に詳細にはそれぞれ樹脂組成物(マ
トリックス、以下マトリックスと略記する)を含浸させ
たガラスマットとロービング列からなる筒状の繊維強化
材積層体をマンドレルと協働して所望の多角筒状に連続
的に成形する際に使用する成形金型に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、FRP成形体の連続引き抜き成形
法は、図6に示すような装置を使用して実施されてい
る。図6に示すように、従来のFRP成形体の連続引抜
き成形法では、強化材としてロービングを使用してお
り、ロービング・クリルAからロービングを引き出し、
マトリックス含浸槽C内を走行させてマトリックスを含
浸させ、次いで形造り(賦形)するフォーミングガイド
Fを通し、更にロービング構造体を硬化型(金型)Gに
引き込んで硬化させる。硬化した成形体Hを引抜き装置
Iにより硬化型Gから引き出し、カッターJで切断す
る。
法は、図6に示すような装置を使用して実施されてい
る。図6に示すように、従来のFRP成形体の連続引抜
き成形法では、強化材としてロービングを使用してお
り、ロービング・クリルAからロービングを引き出し、
マトリックス含浸槽C内を走行させてマトリックスを含
浸させ、次いで形造り(賦形)するフォーミングガイド
Fを通し、更にロービング構造体を硬化型(金型)Gに
引き込んで硬化させる。硬化した成形体Hを引抜き装置
Iにより硬化型Gから引き出し、カッターJで切断す
る。
【0003】しかし、従来の連続引き抜き成形方法には
次のような問題点があった。まず、第1の問題として
は、従来の連続引き抜き成形方法より成形した成形体の
強度的な問題である。従来の連続引き抜き成形方法によ
る成形体は、表1に示すようにハンドレイアップ法又は
FW法により成形された成形体に比べて、機械的強度が
低いことであった。即ち、ロービングで強化されている
長手方向の引張強さ及び0°方向圧縮強さは、ほぼ同じ
程度の大きさであるが、90°圧縮強さが低く、また、
成形体内部にクラック、ボイドが発生している例が多い
ことであった。このため、従来の方法により成形した成
形体は、等方的に強度を必要とする構造用部材として
は、不適当であった。
次のような問題点があった。まず、第1の問題として
は、従来の連続引き抜き成形方法より成形した成形体の
強度的な問題である。従来の連続引き抜き成形方法によ
る成形体は、表1に示すようにハンドレイアップ法又は
FW法により成形された成形体に比べて、機械的強度が
低いことであった。即ち、ロービングで強化されている
長手方向の引張強さ及び0°方向圧縮強さは、ほぼ同じ
程度の大きさであるが、90°圧縮強さが低く、また、
成形体内部にクラック、ボイドが発生している例が多い
ことであった。このため、従来の方法により成形した成
形体は、等方的に強度を必要とする構造用部材として
は、不適当であった。
【表1】
【0004】第2の問題としては、従来の連続引き抜き
成形装置では長手方向断面の差し渡しで20cm以上で、
しかも90°方向の圧縮強度が高く、90°方向と0°
方向の圧縮強度の差が小さい大型のチューブを成形する
ことが技術的に困難であった。
成形装置では長手方向断面の差し渡しで20cm以上で、
しかも90°方向の圧縮強度が高く、90°方向と0°
方向の圧縮強度の差が小さい大型のチューブを成形する
ことが技術的に困難であった。
【0005】そこで、ガラスマットとロービング列とを
積層して等方向的に強度の高い積層体を強化材として使
用しようとする試みが研究されていて、この試みに使用
できる成形金型、具体的には、マトリックスをそれぞれ
含浸させたガラスマットとロービング列とを積層してな
る筒状積層体を多角筒状のFRP成形体に連続的に成形
できる成形金型の実現が要望されている。
積層して等方向的に強度の高い積層体を強化材として使
用しようとする試みが研究されていて、この試みに使用
できる成形金型、具体的には、マトリックスをそれぞれ
含浸させたガラスマットとロービング列とを積層してな
る筒状積層体を多角筒状のFRP成形体に連続的に成形
できる成形金型の実現が要望されている。
【0006】ところで、特開昭64−75225号公
報、特開平2−182437号公報、同じく4−286
628号、4−369529号、5−111963号、
5−154927号及び5−318608号等の公報に
おいて、多角筒状のFRP形成体を連続的に引抜き形成
する方法或いは成形金型が開示されている。しかし、特
開昭64−75225号公報は、繊維強化複合引抜成形
品を製造するに当たり、繊維強化材にマトリックスを含
浸させた後、繊維強化材をマンドレルの周囲に巻付け引
抜き成形する方法を開示しているが、成形金型に関して
は具体的に開示を行っていない。また、前掲の特開平2
−182437号以下の公報も、要望されているような
成形金型に関して具体的な開示を行っていない。
報、特開平2−182437号公報、同じく4−286
628号、4−369529号、5−111963号、
5−154927号及び5−318608号等の公報に
おいて、多角筒状のFRP形成体を連続的に引抜き形成
する方法或いは成形金型が開示されている。しかし、特
開昭64−75225号公報は、繊維強化複合引抜成形
品を製造するに当たり、繊維強化材にマトリックスを含
浸させた後、繊維強化材をマンドレルの周囲に巻付け引
抜き成形する方法を開示しているが、成形金型に関して
は具体的に開示を行っていない。また、前掲の特開平2
−182437号以下の公報も、要望されているような
成形金型に関して具体的な開示を行っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した要望に鑑み、
本発明は、引抜き法により筒状の繊維強化材積層体を連
続的に多角筒状に成形しつつ硬化させて、FRP成形体
を成形する成形金型を提供することである。
本発明は、引抜き法により筒状の繊維強化材積層体を連
続的に多角筒状に成形しつつ硬化させて、FRP成形体
を成形する成形金型を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段と作用】本発明者は、上記
目的を達成する成形金型を求めて研究と実験を重ねる過
程で、連続引抜き成形に伴う種々の問題を認識した。第
1の問題は、マトリックスを含浸した繊維強化材の積層
体からなる繊維強化材積層体(以下、簡単に積層体と略
称する)は、成形金型に導入される時点で、過剰なマト
リックスを含浸していることである。過剰なマトリック
スを含浸したままで成形すると、強化材含有率が小さく
なり、製品のFRP成形体の強度が低下する。第2の問
題は、成形に際し、積層体内に応力が発生して積層体を
変形させ、そのため角部を形成する部分が図7に示すよ
うに内方に湾曲しつつ外方に突出し、角部が所定形状以
上に凸状になることである。図7において、点線が角部
の所定形状であり、実線が実際に成形された角部の形状
であって、偏差δは、例えば、厚さ20mmの平板の引抜
き成形において、約0.1mmである。第3の問題は、第
2の問題とも関連するが、成形に際し、積層体の面が図
8に示すように内方に湾曲し、FRP成形体を所定形状
に成形することが難しいことである。図8において、点
線が面の所定形状であり、実線が実際に成形された面の
形状である。本発明者は、更に研究を積んで、以上の問
題を解決し、本発明を完成するに到った。
目的を達成する成形金型を求めて研究と実験を重ねる過
程で、連続引抜き成形に伴う種々の問題を認識した。第
1の問題は、マトリックスを含浸した繊維強化材の積層
体からなる繊維強化材積層体(以下、簡単に積層体と略
称する)は、成形金型に導入される時点で、過剰なマト
リックスを含浸していることである。過剰なマトリック
スを含浸したままで成形すると、強化材含有率が小さく
なり、製品のFRP成形体の強度が低下する。第2の問
題は、成形に際し、積層体内に応力が発生して積層体を
変形させ、そのため角部を形成する部分が図7に示すよ
うに内方に湾曲しつつ外方に突出し、角部が所定形状以
上に凸状になることである。図7において、点線が角部
の所定形状であり、実線が実際に成形された角部の形状
であって、偏差δは、例えば、厚さ20mmの平板の引抜
き成形において、約0.1mmである。第3の問題は、第
2の問題とも関連するが、成形に際し、積層体の面が図
8に示すように内方に湾曲し、FRP成形体を所定形状
に成形することが難しいことである。図8において、点
線が面の所定形状であり、実線が実際に成形された面の
形状である。本発明者は、更に研究を積んで、以上の問
題を解決し、本発明を完成するに到った。
【0009】上記目的を達成するために、本発明に係る
成形金型は、FRP成形体の外形に合致する壁面輪郭を
有する中空部を長手方向内側に備え、長手方向に沿って
中空部内にマンドレルを挿入し、前記中空部壁面とマン
ドレルとの間の間隙で前記FRP成形体を引抜き成形法
により連続的に成形するようにした成形金型において、
成形金型の入口から所定距離だけ中に入った位置で、F
RP成形体の引抜き方向に交差する方向に延在する溝を
壁面の全周に沿って環状に設け、かつ溝底から成形金型
壁を貫通する貫通孔を設けたことを特徴としている。
成形金型は、FRP成形体の外形に合致する壁面輪郭を
有する中空部を長手方向内側に備え、長手方向に沿って
中空部内にマンドレルを挿入し、前記中空部壁面とマン
ドレルとの間の間隙で前記FRP成形体を引抜き成形法
により連続的に成形するようにした成形金型において、
成形金型の入口から所定距離だけ中に入った位置で、F
RP成形体の引抜き方向に交差する方向に延在する溝を
壁面の全周に沿って環状に設け、かつ溝底から成形金型
壁を貫通する貫通孔を設けたことを特徴としている。
【0010】本発明では、かかる構成により、成形金型
内を通して積層体を引抜き中に、積層体に含浸している
過剰なマトリックスは、積層体から絞り出されて溝に溜
まり、更に貫通孔を介して外部に排出される。過剰なマ
トリックスを絞り出すことにより、強化材含有率が大き
くなりFRP成形体の強度が向上する。ここで、所定距
離とは、成形金型の長さ、マトリックスの性状により異
なるが、一般には50mmから200mmの範囲である。ま
た、溝の深さは、特に限定はないが、一般には1.5mm
から5mmの範囲にする。
内を通して積層体を引抜き中に、積層体に含浸している
過剰なマトリックスは、積層体から絞り出されて溝に溜
まり、更に貫通孔を介して外部に排出される。過剰なマ
トリックスを絞り出すことにより、強化材含有率が大き
くなりFRP成形体の強度が向上する。ここで、所定距
離とは、成形金型の長さ、マトリックスの性状により異
なるが、一般には50mmから200mmの範囲である。ま
た、溝の深さは、特に限定はないが、一般には1.5mm
から5mmの範囲にする。
【0011】本発明の成形金型は、筒状積層体の積層構
造の如何を問わず、またFRP成形体の筒状断面の形状
の如何を問わず適用できる。即ち、三角形を含むいかな
る形状の多角形にも適用できる。一般には、成形金型
は、上下からプラテンにより挟持されて適当な架台上に
固定される。本明細書では、マンドレルとは、連続引き
抜き成形において帯状の積層体を縦沿えに密着させて所
望の多角形筒状体に成形する型を言う。マンドレルは、
片持ち梁式により水平に導入部側で支持され、マンドレ
ルの成形部は、成形金型の中空部に挿入される。金型の
内面と成形部の外面とは、熱を与えてマトリックスを硬
化させつつ、協働してFRP成形体を所望の多角筒状に
成形する。
造の如何を問わず、またFRP成形体の筒状断面の形状
の如何を問わず適用できる。即ち、三角形を含むいかな
る形状の多角形にも適用できる。一般には、成形金型
は、上下からプラテンにより挟持されて適当な架台上に
固定される。本明細書では、マンドレルとは、連続引き
抜き成形において帯状の積層体を縦沿えに密着させて所
望の多角形筒状体に成形する型を言う。マンドレルは、
片持ち梁式により水平に導入部側で支持され、マンドレ
ルの成形部は、成形金型の中空部に挿入される。金型の
内面と成形部の外面とは、熱を与えてマトリックスを硬
化させつつ、協働してFRP成形体を所望の多角筒状に
成形する。
【0012】本発明の望ましい実施態様では、溝から成
形金型の入口までの中空部壁面は、引抜き方向に直交す
る中空部横断寸法が外方に拡大するようなテーパ面に形
成されていることを特徴としている。本実施態様では、
かかる構成により、成形金型内への積層体の導入を容易
にすると共に引抜き方向に生じ易いシワの発生を防止す
る。また、反応しないまま未硬化で出口から出る過剰な
マトリックスを絞って入口に戻り易くしている。テーパ
面の勾配は、通常、6/100〜9/100の範囲であ
る。
形金型の入口までの中空部壁面は、引抜き方向に直交す
る中空部横断寸法が外方に拡大するようなテーパ面に形
成されていることを特徴としている。本実施態様では、
かかる構成により、成形金型内への積層体の導入を容易
にすると共に引抜き方向に生じ易いシワの発生を防止す
る。また、反応しないまま未硬化で出口から出る過剰な
マトリックスを絞って入口に戻り易くしている。テーパ
面の勾配は、通常、6/100〜9/100の範囲であ
る。
【0013】本発明の更に望ましい実施態様では、中空
部の長手方向に延在する角部を形成する壁面が、該角部
領域以外の壁面より僅かに内方に段状に隆起しているこ
とを特徴としている。本実施態様では、内方に隆起した
角部の壁面が、積層体の角部分を内方に押圧することに
より、成形に際し、積層体が変形して、角部を形成する
面が図7に示すように内方に湾曲し、そのため角部が所
定形状以上に凸状になると言う上述の第2の問題を解決
できる。
部の長手方向に延在する角部を形成する壁面が、該角部
領域以外の壁面より僅かに内方に段状に隆起しているこ
とを特徴としている。本実施態様では、内方に隆起した
角部の壁面が、積層体の角部分を内方に押圧することに
より、成形に際し、積層体が変形して、角部を形成する
面が図7に示すように内方に湾曲し、そのため角部が所
定形状以上に凸状になると言う上述の第2の問題を解決
できる。
【0014】本発明の更に望ましい実施態様では、成形
金型の中空部を形成する壁面が、FRP成形体の隣合う
長手方向に延在する角部に外接する位置間で外方に膨れ
ているように賦形されていることを特徴としている。本
実施態様では、外方に膨張している壁面に合わせて積層
体を賦形することにより、積層体の面が図8に示すよう
に内方に湾曲し、FRP成形体を所定形状に成形するこ
とが難しいと言う上述の第3の問題を解決できる。
金型の中空部を形成する壁面が、FRP成形体の隣合う
長手方向に延在する角部に外接する位置間で外方に膨れ
ているように賦形されていることを特徴としている。本
実施態様では、外方に膨張している壁面に合わせて積層
体を賦形することにより、積層体の面が図8に示すよう
に内方に湾曲し、FRP成形体を所定形状に成形するこ
とが難しいと言う上述の第3の問題を解決できる。
【0015】積層体の一例として、ロービング、ガラス
マットロービングクロスを使用できるが、ロービングと
は、ガラス繊維を集束したストランドを任意の番手にな
るように引き揃えたものや、ガラス繊維を直接引き揃え
たものであって、FRP成形体の長手方向の引張強さを
増すために使用される強化材である。好ましいロービン
グは、1本当たり、ガラス繊維の本数が2000〜40
00本、その重量が2000〜5000g/kmである。
尚、本明細書で言うロービング列とは、複数本のロービ
ングを並列に引き揃えたものを言う。
マットロービングクロスを使用できるが、ロービングと
は、ガラス繊維を集束したストランドを任意の番手にな
るように引き揃えたものや、ガラス繊維を直接引き揃え
たものであって、FRP成形体の長手方向の引張強さを
増すために使用される強化材である。好ましいロービン
グは、1本当たり、ガラス繊維の本数が2000〜40
00本、その重量が2000〜5000g/kmである。
尚、本明細書で言うロービング列とは、複数本のロービ
ングを並列に引き揃えたものを言う。
【0016】好ましいガラスマットとしては、ロービン
グ等の線状のガラス繊維強化材に対比する平面的に広が
りのある帯状のガラス繊維製強化材、例えばチョップド
ストランドマット、コンティニアストランドスマット、
ロービングクロス等を使用できる。例えば、チョップド
ストランドマットは、所定の長さに切断したストランド
をランダム方向に分散させて均一な厚みに積層し、結合
材によりマット状に成形したものである。チョップドス
トランドマットは、主にFRP成形体の90°方向圧縮
強度及び面圧強さの向上に寄与する。チョップドストラ
ンドマットとしては、重量が300〜700g/m2、特に
600〜700g/m2のものが好適にFRP成形体の強化
材として使用される。好ましいロービングクロスは、所
定の繊維径、番手のロービングを織った平織りクロスで
ある。ロービングクロスは、主にFRP成形体の圧縮強
度及び面圧強さの向上に寄与する。ロービングクロスと
しては、重量が400〜800g/m2、特に600〜80
0g/m2のものが好適にFRP成形体の強化材として使用
される。
グ等の線状のガラス繊維強化材に対比する平面的に広が
りのある帯状のガラス繊維製強化材、例えばチョップド
ストランドマット、コンティニアストランドスマット、
ロービングクロス等を使用できる。例えば、チョップド
ストランドマットは、所定の長さに切断したストランド
をランダム方向に分散させて均一な厚みに積層し、結合
材によりマット状に成形したものである。チョップドス
トランドマットは、主にFRP成形体の90°方向圧縮
強度及び面圧強さの向上に寄与する。チョップドストラ
ンドマットとしては、重量が300〜700g/m2、特に
600〜700g/m2のものが好適にFRP成形体の強化
材として使用される。好ましいロービングクロスは、所
定の繊維径、番手のロービングを織った平織りクロスで
ある。ロービングクロスは、主にFRP成形体の圧縮強
度及び面圧強さの向上に寄与する。ロービングクロスと
しては、重量が400〜800g/m2、特に600〜80
0g/m2のものが好適にFRP成形体の強化材として使用
される。
【0017】ロービング及びガラスマットに含浸させる
マトリックスとは、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン
樹脂等の熱硬化性樹脂から選ばれる任意のFRP成形用
樹脂に充填剤、硬化剤、離型剤、低収縮剤、粘度低減
剤、脱泡剤等の副資材を適宜加えたものである。
マトリックスとは、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン
樹脂等の熱硬化性樹脂から選ばれる任意のFRP成形用
樹脂に充填剤、硬化剤、離型剤、低収縮剤、粘度低減
剤、脱泡剤等の副資材を適宜加えたものである。
【0018】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図1(a)は成形金型の
一実施例の部分断面側面図、図1(b)は図1(a)の
矢視I−I′の正面図である。本実施例の成形金型10
は、マトリックスを含浸させた繊維強化材の積層体から
なる繊維強化材積層体(以下、単に積層体と略称する)
を所定の形状のFRP成形体に成形するための成形金型
であって、図1(a)に示すように、長さLが1300
mmの上型12と下型14の組合せから構成されている。
図1(a)では、積層体(図示せず)は、矢印Xの方向
に導入される。上型12と下型14とは、それぞれチャ
ンネル状に形成された部材であって、上下から両縁部で
突き合わされて(16A、16B)内部に中空部18を
形成している。また、両縁部の突き合わせ面16A、1
6Bでは、上型12と下型14とが正確に整合して、そ
の位置を維持するように、嵌め合い構造になっている。
中空部18の壁面輪郭は、所望の多角筒状のFRP成形
体の外形輪郭に合致するように形成されている。本実施
例では、成形金型10は、四角筒状のFRP成形体を成
形するためものであって、中空部18の壁面輪郭は断面
で四角形になっている。中空部18の寸法は、後述する
テーパ面に賦形された入口部を除いて、幅Wは250m
m、高さHは213mmである。
本発明をより詳細に説明する。図1(a)は成形金型の
一実施例の部分断面側面図、図1(b)は図1(a)の
矢視I−I′の正面図である。本実施例の成形金型10
は、マトリックスを含浸させた繊維強化材の積層体から
なる繊維強化材積層体(以下、単に積層体と略称する)
を所定の形状のFRP成形体に成形するための成形金型
であって、図1(a)に示すように、長さLが1300
mmの上型12と下型14の組合せから構成されている。
図1(a)では、積層体(図示せず)は、矢印Xの方向
に導入される。上型12と下型14とは、それぞれチャ
ンネル状に形成された部材であって、上下から両縁部で
突き合わされて(16A、16B)内部に中空部18を
形成している。また、両縁部の突き合わせ面16A、1
6Bでは、上型12と下型14とが正確に整合して、そ
の位置を維持するように、嵌め合い構造になっている。
中空部18の壁面輪郭は、所望の多角筒状のFRP成形
体の外形輪郭に合致するように形成されている。本実施
例では、成形金型10は、四角筒状のFRP成形体を成
形するためものであって、中空部18の壁面輪郭は断面
で四角形になっている。中空部18の寸法は、後述する
テーパ面に賦形された入口部を除いて、幅Wは250m
m、高さHは213mmである。
【0019】成形金型10は、FRP成形体の導入側か
ら順に寸法の比較的長い液相ゾーン、短いゲル化ゾーン
及び比較的短い固相ゾーンに大別できる。積層体に含浸
されたマトリックスは、液相ゾーンでは液相の状態であ
るが、成形金型10からの熱供給により常温から加熱さ
れつつゲル化ゾーンに入り、ゲル化ゾーンで更に加熱さ
れて液相からゲル状態に移行し、更に硬化する。続い
て、固相ゾーンで内部反応により硬化しつつ反応熱を発
生して温度が上がる。
ら順に寸法の比較的長い液相ゾーン、短いゲル化ゾーン
及び比較的短い固相ゾーンに大別できる。積層体に含浸
されたマトリックスは、液相ゾーンでは液相の状態であ
るが、成形金型10からの熱供給により常温から加熱さ
れつつゲル化ゾーンに入り、ゲル化ゾーンで更に加熱さ
れて液相からゲル状態に移行し、更に硬化する。続い
て、固相ゾーンで内部反応により硬化しつつ反応熱を発
生して温度が上がる。
【0020】本実施例では、マトリックスを硬化させる
ために必要な熱は、成形金型10の内部に埋設された発
熱体20から供給されている。これに代えて、成形金型
の外部から熱を供給することもできる。上型12及び下
型14にはそれぞれ長手方向に3か所に発熱体として所
謂ニクロム線(ニッケルクロム合金線)20が埋設され
ている。また、温度計(図示せず)が適所に設けられて
おり、その計測温度に基づいて発熱体20を自動制御し
て成形金型10内の温度を所定温度に維持する温度制御
装置(図示せず)が設けてある。本実施例では、発熱体
として、電気抵抗コイルを使用しているが、これに代え
て、蒸気ジャケット、又は熱油ジャケットを使用するこ
ともできる。
ために必要な熱は、成形金型10の内部に埋設された発
熱体20から供給されている。これに代えて、成形金型
の外部から熱を供給することもできる。上型12及び下
型14にはそれぞれ長手方向に3か所に発熱体として所
謂ニクロム線(ニッケルクロム合金線)20が埋設され
ている。また、温度計(図示せず)が適所に設けられて
おり、その計測温度に基づいて発熱体20を自動制御し
て成形金型10内の温度を所定温度に維持する温度制御
装置(図示せず)が設けてある。本実施例では、発熱体
として、電気抵抗コイルを使用しているが、これに代え
て、蒸気ジャケット、又は熱油ジャケットを使用するこ
ともできる。
【0021】積層体の導入温度に無関係に成形金型内の
温度を所定温度に正確に維持するために、積層体が液相
ゾーンに導入される前に一旦一定の温度になるように積
層体を温度調整するのが望ましい。そのため、本実施例
では、成形金型10の入口近傍には冷却用ジャケット2
2が上型12と下型14とを循環するように形成されて
いる。冷却水は、下型14の冷却水入口(図示せず)か
ら下型14の冷却水ジャケット22に入り、上型14の
冷却水出口(図示せず)から外部に排出される。積層体
が冷却用ジャケットを循環する冷却水により常に一定の
温度に冷却されるので、それ以後の温度制御が容易かつ
正確になると共にマトリックスが成形金型の入口で硬化
するのを防止する効果もある。
温度を所定温度に正確に維持するために、積層体が液相
ゾーンに導入される前に一旦一定の温度になるように積
層体を温度調整するのが望ましい。そのため、本実施例
では、成形金型10の入口近傍には冷却用ジャケット2
2が上型12と下型14とを循環するように形成されて
いる。冷却水は、下型14の冷却水入口(図示せず)か
ら下型14の冷却水ジャケット22に入り、上型14の
冷却水出口(図示せず)から外部に排出される。積層体
が冷却用ジャケットを循環する冷却水により常に一定の
温度に冷却されるので、それ以後の温度制御が容易かつ
正確になると共にマトリックスが成形金型の入口で硬化
するのを防止する効果もある。
【0022】更に、上型12と下型14の入口近傍(本
実施例では、入口から100mm)に、FRP成形体の引
抜き方向に直交する方向に延在する環状の溝24と、そ
の溝底から成形金型壁を貫通して外部に連通する貫通孔
26A、26Bがそれぞれ設けてある。上型12の入口
部分の側面断面を拡大して示す図2にあるように、溝2
4は、約19〜25mmの溝幅wと約1.5mmの深さdの
長方形断面を備え、溝24の溝底から成形金型壁を貫通
して外部に連通する貫通孔26Aが設けてある。以上の
構成により、成形金型10内を通して積層体を引抜き中
に、積層体に含浸している過剰なマトリックスは、積層
体から絞り出されて溝24に溜まり、更に貫通孔26A
を介して外部に排出される。過剰なマトリックスを絞り
出すことにより、強化材含有率が大きくなりFRP成形
体の強度が向上する。また、積層体の表面においてマト
リックスの含浸率が部分的に低い領域がある場合には、
溝24に滞留するマトリックスが、積層体の表面に浸透
し、それによってFRP成形体の表面を平滑にすること
ができる。
実施例では、入口から100mm)に、FRP成形体の引
抜き方向に直交する方向に延在する環状の溝24と、そ
の溝底から成形金型壁を貫通して外部に連通する貫通孔
26A、26Bがそれぞれ設けてある。上型12の入口
部分の側面断面を拡大して示す図2にあるように、溝2
4は、約19〜25mmの溝幅wと約1.5mmの深さdの
長方形断面を備え、溝24の溝底から成形金型壁を貫通
して外部に連通する貫通孔26Aが設けてある。以上の
構成により、成形金型10内を通して積層体を引抜き中
に、積層体に含浸している過剰なマトリックスは、積層
体から絞り出されて溝24に溜まり、更に貫通孔26A
を介して外部に排出される。過剰なマトリックスを絞り
出すことにより、強化材含有率が大きくなりFRP成形
体の強度が向上する。また、積層体の表面においてマト
リックスの含浸率が部分的に低い領域がある場合には、
溝24に滞留するマトリックスが、積層体の表面に浸透
し、それによってFRP成形体の表面を平滑にすること
ができる。
【0023】溝24から成形金型10の入口まで壁面
は、6/100の勾配で中空部横断寸法が外に向かって
拡大するテーパ面28に形成され、溝24の向こう側か
ら出口までは、中空部18が同じ横断面寸法になるよう
に形成されている。かかる構成により、成形金型10内
への積層体の導入を容易にすると共に引抜き方向に生じ
易いシワを防止する。また、反応しないまま未硬化で出
口から出る過剰なマトリックスを絞って入口に戻り易く
している。本実施例では、更に積層体の導入を容易にす
るために、上型12及び下型14の入口端部には、図2
に示すように、曲率半径16mmのアール29が設けられ
ている。
は、6/100の勾配で中空部横断寸法が外に向かって
拡大するテーパ面28に形成され、溝24の向こう側か
ら出口までは、中空部18が同じ横断面寸法になるよう
に形成されている。かかる構成により、成形金型10内
への積層体の導入を容易にすると共に引抜き方向に生じ
易いシワを防止する。また、反応しないまま未硬化で出
口から出る過剰なマトリックスを絞って入口に戻り易く
している。本実施例では、更に積層体の導入を容易にす
るために、上型12及び下型14の入口端部には、図2
に示すように、曲率半径16mmのアール29が設けられ
ている。
【0024】図3(a)に示すように、中空部の長手方
向に延在する角部30には、FRP成形体の形状に合わ
せた曲率半径20mmのアールが設けてあり、かつ角部3
0を構成する壁面32が、該角部領域以外の壁面34よ
り内方に向かって(中空部の中央に向かって)僅かに段
状に隆起している。図3(b)に示すように、段状に隆
起している高さhは約0.5mm、段状に隆起している角
部30の横幅sは約20mmである。かかる構成により、
段状に隆起した角部30が、積層体の所定形状以上に凸
状になろうとする角部分を内方に押圧し、FRP成形体
を所定形状に成形することができる。
向に延在する角部30には、FRP成形体の形状に合わ
せた曲率半径20mmのアールが設けてあり、かつ角部3
0を構成する壁面32が、該角部領域以外の壁面34よ
り内方に向かって(中空部の中央に向かって)僅かに段
状に隆起している。図3(b)に示すように、段状に隆
起している高さhは約0.5mm、段状に隆起している角
部30の横幅sは約20mmである。かかる構成により、
段状に隆起した角部30が、積層体の所定形状以上に凸
状になろうとする角部分を内方に押圧し、FRP成形体
を所定形状に成形することができる。
【0025】中空部18の各壁面は、図4(図4では簡
単のため上型12のみ図示)に示すように、横断面中央
部において、幅方向の壁面36及び高さ方向の壁面38
がそれぞれΔ1 、Δ2 だけ外方に膨れているように賦形
されている。Δ1 及びΔ2 の値は、以下に示すように、
成形金型10の長さ方向位置により僅かに異なってい
る。 Δ1 Δ2 単位:mm 入口 0.5 0.45 溝24の手前側 0.4 0.6 溝24の向こう側 0.95 1.3 出口 0.95 1.3 以上の構成により、内方に湾曲し易い積層体の面が外方
に膨張している壁面36、38に合わせて強制的に外方
に賦形されるので、FRP成形体を所定形状に成形する
ことができる。
単のため上型12のみ図示)に示すように、横断面中央
部において、幅方向の壁面36及び高さ方向の壁面38
がそれぞれΔ1 、Δ2 だけ外方に膨れているように賦形
されている。Δ1 及びΔ2 の値は、以下に示すように、
成形金型10の長さ方向位置により僅かに異なってい
る。 Δ1 Δ2 単位:mm 入口 0.5 0.45 溝24の手前側 0.4 0.6 溝24の向こう側 0.95 1.3 出口 0.95 1.3 以上の構成により、内方に湾曲し易い積層体の面が外方
に膨張している壁面36、38に合わせて強制的に外方
に賦形されるので、FRP成形体を所定形状に成形する
ことができる。
【0026】図5(a)は成形金型10を組み立て、そ
の中空部18にマンドレルMを挿入した状態を示す側面
図、図5(b)は図5(a)の成形金型10を矢視II−
II′での正面図である。成形金型10の上型12と下型
14とは正確に整合された後、上プラテン40と下プラ
テン42とによって挟持されて架台(図示せず)上に固
定される。本実施例では、上プラテン40と下プラテン
42とはボルト結合44により成形金型10を挟持して
いる。次いで、マンドレルMが所定の位置に挿入され
る。成形金型10の中空部18に挿入されたマンドレル
Mと成形金型10の内側壁面とで形成する間隙断面は、
FRP成形体の断面と同じ形状、寸法となる。
の中空部18にマンドレルMを挿入した状態を示す側面
図、図5(b)は図5(a)の成形金型10を矢視II−
II′での正面図である。成形金型10の上型12と下型
14とは正確に整合された後、上プラテン40と下プラ
テン42とによって挟持されて架台(図示せず)上に固
定される。本実施例では、上プラテン40と下プラテン
42とはボルト結合44により成形金型10を挟持して
いる。次いで、マンドレルMが所定の位置に挿入され
る。成形金型10の中空部18に挿入されたマンドレル
Mと成形金型10の内側壁面とで形成する間隙断面は、
FRP成形体の断面と同じ形状、寸法となる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、成形金型の入
口から所定距離だけ中に入った位置で、環状溝と、その
溝底から成形金型壁を貫通して外部に連通する貫通孔を
設けることにより、過剰なマトリックスを絞り出して強
化材含有率を高くし、FRP成形体の強度を向上させる
ことができる。請求項2の発明によれば、中空部寸法が
外方に拡大するようなテーパ面に、溝から成形金型の入
口までの壁面を形成することにより、成形金型内への積
層体の導入を容易にすると共に引抜き方向に生じ易いシ
ワの発生を防止する。また、反応しないまま未硬化で出
口から出る過剰なマトリックスを絞って入口に戻り易く
しており、FRP成形体強度の向上に寄与している。
口から所定距離だけ中に入った位置で、環状溝と、その
溝底から成形金型壁を貫通して外部に連通する貫通孔を
設けることにより、過剰なマトリックスを絞り出して強
化材含有率を高くし、FRP成形体の強度を向上させる
ことができる。請求項2の発明によれば、中空部寸法が
外方に拡大するようなテーパ面に、溝から成形金型の入
口までの壁面を形成することにより、成形金型内への積
層体の導入を容易にすると共に引抜き方向に生じ易いシ
ワの発生を防止する。また、反応しないまま未硬化で出
口から出る過剰なマトリックスを絞って入口に戻り易く
しており、FRP成形体強度の向上に寄与している。
【0028】請求項3の発明によれば、中空部の長手方
向に延在する角部を形成する壁面が、該角部領域以外の
壁面より僅かに内方に段状に隆起していることにより、
外方に凸となり易い積層体の角部を内方に押圧し、所定
形状に成形できる。請求項4の発明によれば、成形金型
の中空部を形成する壁面が、FRP成形体の隣合う長手
方向に延在する角部に外接する位置間で外方に膨れてい
るように賦形され、それにより内方に湾曲し易い積層体
の面が外方に膨らむので、積層体を所定形状に形成でき
る。
向に延在する角部を形成する壁面が、該角部領域以外の
壁面より僅かに内方に段状に隆起していることにより、
外方に凸となり易い積層体の角部を内方に押圧し、所定
形状に成形できる。請求項4の発明によれば、成形金型
の中空部を形成する壁面が、FRP成形体の隣合う長手
方向に延在する角部に外接する位置間で外方に膨れてい
るように賦形され、それにより内方に湾曲し易い積層体
の面が外方に膨らむので、積層体を所定形状に形成でき
る。
【図1】図1(a)は成形金型の一実施例の断面側面
図、及び図1(b)は図1(a)の矢視I−I′の正面
図である。
図、及び図1(b)は図1(a)の矢視I−I′の正面
図である。
【図2】上型の入口部分の側面断面の拡大図である。
【図3】図3(a)は下型の角部を示す拡大部分斜視
図、図3(b)は角部の隆起の寸法を示す説明図であ
る。
図、図3(b)は角部の隆起の寸法を示す説明図であ
る。
【図4】中空部を形成する壁面の膨れを示すための上型
の断面の拡大図である。
の断面の拡大図である。
【図5】図5(a)は成形金型を組み立て、その中空部
にマンドレルを挿入した状態を示す側面図、図5(b)
は図5(a)の成形金型を矢視II−II′での正面図であ
る。
にマンドレルを挿入した状態を示す側面図、図5(b)
は図5(a)の成形金型を矢視II−II′での正面図であ
る。
【図6】従来のFRP成形体の連続引抜き装置の概略フ
ローシートである。
ローシートである。
【図7】FRP成形体の角部が凸状になることを説明す
る図である。
る図である。
【図8】FRP成形体の面が内方に湾曲することを説明
する図である。
する図である。
10 成形金型の実施例 12 上型 14 下型 16 上型及び下型の縁部の突き合わせ面 18 中空部 20 発熱体 22 冷却水ジャケット 24 溝 26 貫通孔 28 テーパ面 29 アール 30 角部 32 角部の壁面 34 角部領域以外の壁面 36 幅方向の壁面 38 高さ方向の壁面 40 上プラテン 42 下プラテン 44 ボルト結合
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29C 33/76 8823−4F 70/52 // B29K 101:10 309:08 B29L 23:00
Claims (4)
- 【請求項1】 FRP成形体の外形に合致する壁面輪郭
を有する中空部を長手方向内側に備え、長手方向に沿っ
て中空部内にマンドレルを挿入し、前記中空部壁面とマ
ンドレルとの間の間隙で前記FRP成形体を引抜き成形
法により連続的に成形するようにした成形金型におい
て、 前記成形金型の入口から所定距離だけ中に入った位置
で、FRP成形体の引抜き方向に交差する方向に延在す
る溝を前記壁面の全周に沿って環状に設け、かつ溝底か
ら成形金型壁を貫通する貫通孔を設けたことを特徴とす
る成形金型。 - 【請求項2】 前記溝から成形金型の入口までの中空部
壁面は、引抜き方向に直交する中空部横断寸法が外方に
拡大するようなテーパ面に形成されていることを特徴と
する請求項1に記載の成形金型。 - 【請求項3】 前記中空部の長手方向に延在する角部を
形成する壁面が、該角部領域以外の壁面より僅かに内方
に段状に隆起していることを特徴とする請求項1又は2
に記載の成形金型。 - 【請求項4】 前記成形金型の中空部を形成する壁面
が、FRP成形体の隣合う長手方向に延在する角部に外
接する位置間で外方に膨れているように賦形されている
ことを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項
に記載の成形金型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6162600A JPH081801A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 成形金型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6162600A JPH081801A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 成形金型 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH081801A true JPH081801A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15757678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6162600A Pending JPH081801A (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 成形金型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH081801A (ja) |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP6162600A patent/JPH081801A/ja active Pending
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