JPH09248860A - 中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法

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JPH09248860A
JPH09248860A JP8061251A JP6125196A JPH09248860A JP H09248860 A JPH09248860 A JP H09248860A JP 8061251 A JP8061251 A JP 8061251A JP 6125196 A JP6125196 A JP 6125196A JP H09248860 A JPH09248860 A JP H09248860A
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JP
Japan
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reinforced resin
molding material
fiber
fiber reinforced
different
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Application number
JP8061251A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Azeyanagi
和好 畔柳
Noboru Matsunaga
昇 松永
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Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の中空状成
形品の製造方法に関し、詳しくは、成形品を抜き型では
到底不可能な形状の製品でも成形可能であり、特に、比
較的複雑形状な中空品の製造ができるようにすること。 【解決手段】 耐熱性、耐圧縮性、且つ崩壊性に優れた
セラミックス材料を使用する異径軸芯1と,該異径軸芯
1に巻かれた繊維強化樹脂3と,該繊維強化樹脂3の外
周に、前記繊維強化樹脂3と同材質のPEEK樹脂フィ
ルム4を被覆して成形素材Aとすること。該成形素材A
のPEEK樹脂フィルム4内部を減圧して前記異径軸芯
1に成形素材Aを密着させること。型締め時の圧力を成
形素材Aに加え押圧硬化した後、前記異径軸芯1を除去
してなること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂又は
熱硬化性樹脂等の中空状成形品の製造方法に関し、詳し
くは、プレス成形法による中空状繊維強化樹脂成形体の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来では中空状繊維強化樹脂の製造方法
として、軸芯の周囲にシート状、あるいはテープ状の成
形素材を巻き付け成形するフィラメントワインディング
法(FW法)、可撓性が良好な筒体の周囲に成形素材を
配備し、筒体に円圧を加えて膨張させることで、成形素
材を型円面に押圧し成形する内圧成形法がある。
【0003】内圧成形法には成形素材に内挿した弾性体
チューブ中に気体又は液体を圧入し膨張させ成形素材を
型内面に押圧成形する方法と,四弗化樹脂など熱膨張率
の大きな材料を成形素材に内挿加熱し,その熱膨張によ
り成形素材を型内面に押圧成形する方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】中空状繊維強化樹脂,
特に連続繊維を用いる高剛性の成形体は製造が困難であ
り,成形状制限が多い。FW法は成形後軸芯を引き抜く
必要があり,製品形状に大きな制限がある。また,材質
的には基材としてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が一
般的でありポリエーテルエーテルケトン(PEEK),
ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの先進熱可
塑性樹脂を基材とする複合材料では成形温度が高いこ
と,樹脂の溶融粘度が高いこともありFW法の適用は非
常に困難である。
【0005】内圧成形法のうち弾性体チューブを使用す
る方法は賦形性は非常に優れているが,PEEKなどの
先進熱可塑性樹脂基材に実用可能な耐熱弾性体チューブ
はなく,成形材質に制限がある。また,内圧をかける流
体の密封が高温,高圧下では非常に困難であり内圧も通
常1.5MPa以下であり強化繊維中への樹脂含浸も不
十分になりがちとなる。内挿材の熱膨張を利用する方法
は,耐熱性のある四弗化樹脂の使用によりPEEKの成
形にも対応できるが,内挿材を成形後除去する必要があ
ることから製品形状に大きな制限があること,熱膨張率
にも限界があり肉厚ものには適応できないことなどの問
題点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課
題を解決することを目的とし、鋭意,研究を重ねた結
果、その発明を、耐熱性、耐圧縮性、且つ崩壊性に優れ
たセラミックス材料を使用する異径軸芯と,該異径軸芯
に巻かれた繊維強化樹脂よりなる成形素材を分割した金
型内に配備し、型締め時の圧力を成形素材に加え押圧硬
化した後、前記異径軸芯を除去してなる中空状繊維強化
樹脂成形体の製造方法としたことにより、プレス成形法
による中空状繊維強化樹脂成形体の成形が良好にでき、
前記の課題を解決したものである。
【0007】
【実施の形態】以下、図面について実施の形態の中空状
繊維強化樹脂成形体の製造方法について説明する。ま
ず、第1実施の形態の製造法では、その構成から説明す
る。図1に示すように、耐熱性、耐圧縮性、且つ崩壊性
に優れ、且つ通気性も有する石膏等のセラミックス材料
からなる異径軸芯1に、小孔2a,2a,…を多数穿設
して通気性を有するフィルム2が被覆されている。ま
た、繊維強化樹脂3は、連続炭素繊維にPEEK樹脂が
含浸されているものもある。該繊維強化樹脂3が前記異
径軸芯1の外形なるフイルム2に巻き付けられて被覆さ
れる(図1参照)。このように異径軸芯1に繊維強化樹
脂3が巻き付けられたものを成形素材Aとする。このよ
うに、真空ポンプP駆動前では、図1(A)及び(B)
に示すように、繊維強化樹脂3の肉厚はかなり厚く構成
されている。さらに、繊維強化樹脂3の外面に、該繊維
強化樹脂3の材料と略同材質のPEEK樹脂フィルム4
が巻かれて被覆される。その両側の端部4a,4aは、
突出形成されている。
【0008】前記PEEK樹脂フィルム4の一方の端部
4aは、閉塞状態にされ、他側は、真空ポンプPからの
パイプ5に連通するように被覆され、空気漏れがないよ
うにテープ密閉処理されている。前記異径軸芯1は通気
性を有し、且つフィルム2も通気性を有することから、
真空ポンプPを駆動させると、前記繊維強化樹脂3内の
空気を吸引され、該繊維強化樹脂3の肉厚が薄くなる
〔図2(A)及び(B)参照〕。
【0009】Bは金型であって、上型6と下型7とから
構成され、該上型6と下型7との接合箇所には、前記繊
維強化樹脂3,PEEK樹脂フィルム4,異径軸芯1及
びフィルム2が装填される凹状部が形成されている。前
記金型Bには、加熱手段8も設けられ、さらに金型B内
の上型6と下型7には冷却配管9も内蔵されている。
【0010】前記金型B内には、前記繊維強化樹脂3内
の空気が吸引された状態にて、前記繊維強化樹脂3,P
EEK樹脂フィルム4,異径軸芯1及びフィルム2が装
填され、これで加熱圧縮される。すると、その加熱に
て、PEEK樹脂フィルム4の殆どは繊維強化樹脂3の
表面に溶けて一体化され〔図4(A)参照〕、冷却され
る。該冷却後に、金型Bから、取り出され、その後に、
水圧によって繊維強化樹脂3内部の異径軸芯1が崩壊さ
れ、製品となる〔図4(D)参照〕。
【0011】次に、第2実施の形態の製造法では、図5
乃至図7に示すように、異径軸芯1の通気性の密度が微
小の場合に、前記第1実施の形態の製造法において、フ
ィルム2を設けないタイプであり、他の構成は、第1実
施の形態の構成と同一であり、その製造法は、第1実施
の形態の製造法と同一であり、その説明を省略する。こ
の第2実施の形態の製造法では、フィルム2を設けてい
ないため、内部は高精度な平滑状ではないのである。
【0012】次に、第3実施の形態の製造法では、図8
乃至図10に示すように、繊維強化樹脂3の表面の平滑
度をあまり要求しないタイプの場合であり、前記第1実
施の形態の製造法において、PEEK樹脂フィルム4を
設けないタイプであり、他の構成は、第1実施の形態の
構成と同一であり、その製造法は、第1実施の形態の製
造法と同一であり、その説明を省略する。この第3実施
の形態の製造法では、PEEK樹脂フィルム4を設けて
いないため、外面は高精度な平滑状ではない。
【0013】次に、第4実施の形態の製造法では、図1
1及び図12に示すように、前記第1実施の形態の製造
法において、真空ポンプPにて吸引しないタイプであ
り、このため、フィルム2は存在しない。その他の構成
は、第1実施の形態の構成と同一であり、その製造法
は、第1実施の形態の製造法と同一であり、その説明を
省略する。この第4実施の形態の製造法では、大きな凹
凸部が存在しない場合に好適である。
【0014】
【実施例】α石膏50重量%とクリストバライト50重
量%よりなる耐熱性,耐圧縮性,崩壊性ともに優れた材
料よりなる異径軸芯1に,0.5〜1mm径の小孔2aを
約15mm間隔に開けた0.02mm厚のアルミ箔なるフィ
ルム2を被覆し,次いで、繊維強化樹脂3としての連続
炭素繊維に、PEEK樹脂フィルム4が含浸した繊維含
有率60重量%の幅3mm,0.125mm厚のテープ状素
材(プリプレグテープ)を製組し得られた丸打ちブレー
ドを8層積層した成形素材Aとした。次いで成形素材A
の外周を0.05mm厚の円筒状のPEEK樹脂フィルム
4で被覆した。ついで,2図に示すようにPEEK樹脂
フィルム4の端部4aを粘着テープにて密封し、他側の
端部4aには真空ポンプPに接続するアルミ合金製のパ
イプ5を挿入して粘着テープにより密封し,真空ポンプ
Pにより吸引約0.01MPaに減圧し、成形素材A中
の残留空気を除去しつつ成形素材Aを異径軸芯1に密着
させた。
【0015】次いで、図3に示すように、これをホット
プレス機に設置した鋼製型のうち下型7に投入し,上型
6を降下させ型合わせした。しかし,この段階での加圧
力は0.5MPaとし型見切り面には若干の隙間を生じ
させた。成形素材Aが金型B内に投入されたこの段階で
真空ポンプPによる減圧は中止する。次に金型Bを成形
温度である380℃に加熱し15分間保持した後,10
MPaに加圧した。同時に金型B内に予め施工してある
冷却配管9に水を流して急冷した。変形を防止するため
金型B温度がPEEKのガラス遷移温度143℃以下に
なった段階で成形素材Aを取り出し,図4(A)に示す
ように、水圧等で異径軸芯1を除去して、図4(B)乃
至(D)に示すような、中空状繊維強化樹脂成形体Xを
得る。本実施例により得られた中空状繊維強化樹脂成形
体Xはボイド不良,外観欠陥がない良質のものであり,
異径軸芯1の除去も極めて容易であった。中空状繊維強
化樹脂成形体Xの内面も比較的なめらかでバリも少量で
あった。
【0016】
【発明の効果】請求項1の発明では、耐熱性、耐圧縮
性、且つ崩壊性に優れたセラミックス材料を使用する異
径軸芯1と,該異径軸芯1に巻かれた繊維強化樹脂3よ
りなる成形素材Aを分割した金型B内に配備し、型締め
時の圧力を成形素材Aに加え押圧硬化した後、前記異径
軸芯1を除去してなる中空状繊維強化樹脂成形体の製造
方法としたことにより、異径軸芯1を除去可能なため、
成形品を抜き型では到底不可能な形状の製品でも成形可
能であり、特に、比較的複雑形状な中空品の製造が可能
な中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法である。
【0017】請求項2の発明では、耐熱性、耐圧縮性、
且つ崩壊性に優れたセラミックス材料を使用する異径軸
芯1と,該異径軸芯1に巻かれた繊維強化樹脂3と,該
繊維強化樹脂3の外周に、前記繊維強化樹脂3と同材質
のPEEK樹脂フィルム4を被覆して成形素材Aとし、
該成形素材AのPEEK樹脂フィルム4内部を減圧して
前記異径軸芯1に成形素材Aを密着させ、型締め時の圧
力を成形素材Aに加え押圧硬化した後、前記異径軸芯1
を除去してなる中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法と
したとことにより、外部に位置するPEEK樹脂フィル
ム4が溶融して前記繊維強化樹脂3の表面を覆い、該繊
維強化樹脂3内において繊維量が多く、外面に露出しや
すいタイプであっても、そのPEEK樹脂フィルム4の
存在にて、その表面の美観価値を充分に発揮させうるも
のにできる。即ち、PEEK樹脂フィルム4の溶融によ
り表面部が樹脂リッチになり外観上重大欠陥となる含浸
不良が改善される。減圧式であるため、繊維強化樹脂3
及び異径軸芯1に密着させうると共に、繊維強化樹脂3
の内部へは残留空気の減少となり、成形品は外観,内部
ともボイド不良などの欠陥がないものにできる。他の構
成は請求項1の発明と同等であり、これと同一の効果を
奏する。
【0018】請求項3の発明では、請求項2において、
異径軸芯1と成形素材Aの間に耐熱性が良好で、且つ通
気性を有するフィルム2を設ける中空状繊維強化樹脂成
形体の製造方法としたことにより、特に、異径軸芯1内
に繊維強化樹脂3が浸透するようになる虞があるが、そ
のフィルム2の存在にて、中空状繊維強化樹脂成形体X
の内部でも、整然として仕上げることができる利点があ
る。特に、前記異径軸芯1が石膏等の多孔質の場合、そ
の異径軸芯1に繊維強化樹脂3の繊維が含浸して崩壊性
が悪化したり、或いは、成形品内面が荒れるが、本発明
では、フィルム2の存在にて、繊維強化樹脂3の浸み込
みを最小限にすることがてき、内部も整然として成形す
ることができる。他の構成は、請求項2の発明と同一で
あり、これと同等なる効果を奏する。
【0019】また、前記フィルム2に小孔2aを開ける
ことで減圧時において異径軸芯1の通気性が利用できる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1の実施の形態の減圧前の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図2】(A)は本発明の第1の実施の形態の減圧後の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図3】本発明の第1の実施の形態の金型箇所の略示図
【図4】(A)は養生後に、異径軸芯を水圧にて除去し
ている状態の断面図 (B)は製品が完成した状態の断面図 (C)は(B)の要部断面図 (D)は製品の斜視図
【図5】(A)は本発明の第2の実施の形態の減圧前の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図6】(A)は本発明の第2の実施の形態の減圧後の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図7】本発明の第2の実施の形態の金型箇所の略示図
【図8】(A)は本発明の第3の実施の形態の減圧前の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図9】(A)は本発明の第3の実施の形態の減圧後の
断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図10】本発明の第3の実施の形態の金型箇所の略示
【図11】(A)は本発明の第4の実施の形態の減圧機
構を設けない断面図 (B)は(A)の一部拡大断面図
【図12】本発明の第4の実施の形態の金型箇所の略示
【符号の説明】
A…成形素材 1…異径軸芯 2…フィルム 3…繊維強化樹脂 4…PEEK樹脂フィルム
───────────────────────────────────────────────────── 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 // B29K 105:08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性、耐圧縮性、且つ崩壊性に優れた
    セラミックス材料を使用する異径軸芯と,該異径軸芯に
    巻かれた繊維強化樹脂よりなる成形素材を分割した金型
    内に配備し、型締め時の圧力を成形素材に加え押圧硬化
    した後、前記異径軸芯を除去してなることを特徴とする
    中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 耐熱性、耐圧縮性、且つ崩壊性に優れた
    セラミックス材料を使用する異径軸芯と,該異径軸芯に
    巻かれた繊維強化樹脂と,該繊維強化樹脂の外周に、前
    記繊維強化樹脂と同材質のPEEK樹脂フィルムを被覆
    して成形素材とし、該成形素材のフィルム内部を減圧し
    て前記異径軸芯に成形素材を密着させ、型締め時の圧力
    を成形素材に加え押圧硬化した後、前記異径軸芯を除去
    してなることを特徴とする中空状繊維強化樹脂成形体の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2において、異径軸芯と成形素材
    の間に耐熱性が良好で、且つ通気性を有するフィルムを
    設けることを特徴とする中空状繊維強化樹脂成形体の製
    造方法。
JP8061251A 1996-03-18 1996-03-18 中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法 Pending JPH09248860A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103687708A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 三菱重工业株式会社 制造至少两个具有纤维强化树脂的产品的方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103687708A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 三菱重工业株式会社 制造至少两个具有纤维强化树脂的产品的方法及装置

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