JPS60206618A - 樹脂製品の成形方法 - Google Patents

樹脂製品の成形方法

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JPS60206618A
JPS60206618A JP59062966A JP6296684A JPS60206618A JP S60206618 A JPS60206618 A JP S60206618A JP 59062966 A JP59062966 A JP 59062966A JP 6296684 A JP6296684 A JP 6296684A JP S60206618 A JPS60206618 A JP S60206618A
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JP
Japan
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heating medium
heat
workpiece
mold
molding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59062966A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoaki Yanase
柳瀬 元昭
Shinya Mitsuda
満田 信也
Kuniji Koshio
小塩 国次
Tatsuya Yamamoto
達也 山本
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.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS60206618A publication Critical patent/JPS60206618A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、樹脂製品の成形方法に関する。すなわち2本
発明は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から形成され
るか、あるいは補強用繊維に該樹脂を含浸させて構成さ
れる樹脂製品の成形方法に関する。
(従来技術) 補強用繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた、いわゆる強化
樹脂製品の成形には、従来一般にオートクレーブによる
真空パック成形法が用いられている。この方法は、成形
型に沿って配置した加工片を成形型とともにフレキシブ
ルバッグで包み、該バッグ内を低圧にしてオートクレー
ブ内で加熱することによ#)、オートクレーブ内の圧力
による成形作用と熱による樹脂の硬化とを同時に達成す
るものである。しかし、このオートクレーブによる加熱
成形は、熱媒の熱量がオートクレーブ缶体の加熱に使用
されるなどの理由から、熱量を加工片の加熱に有効に利
用できない、という問題があり。
かつ熱媒として使用される窒素ガスは、各工程の終了時
に大気に排出され再利用できないか、再利用コストが高
いという経済上の不利益がある、さらに、この従来の方
法では、加工片の局部加熱が不可能であり、加工片の大
きさはオートクレーブの大きさにより制限される、とい
う不便がある。
したがって、熱硬化性樹脂製品の加熱成形にオートクレ
ーブを使用しない方法の開発が望まれる。
寸た、熱可塑性樹脂を含む製品のばあいにも、同様に加
工片の大きさに制限を受けず、経済的にもすぐれた成形
方法の開発が望まれる。
従来から知られている熱可塑樹脂柔強化プラスチックの
ホットプレス成形は、オートクレーブを使用しない方法
の一つであるが、この方法でも。
加工片の大きさがプレスの大きさによって制限される、
という欠点がある。しかも、この方法は、加工片の形状
に制約を受け、かつ複数部品の同時成形が困難である、
という問題を有しており、オートクレーブを使用する方
法よりすぐれているとは言い難い。
(発明の目的) 本発明は、このような背景のもとに得られたもので、オ
ートクレーブを使用することなく、加工片の大きさにも
制約を受りず、しかも熱利用効率の良い、樹脂製品の製
造方法を提供することを目的とする。
(発明の構成) 上記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。
すなわち、本発明による樹脂製品の製造方法は、熱硬化
性樹脂を含む加工片を成形型の成形面に沿わせて配置し
、前記成形型内で加工片の背後に形成される空間に加熱
加圧された熱媒全外部の熱媒源から循環供給して、該熱
媒の圧力により加工片の成形を行ないながら、同時に該
熱媒の熱を加工片に与えて樹脂を硬化させることを特徴
とする。また、本発明は熱可塑性樹脂製品の成形にも適
用でき、このばあい、不発明の方法は、熱可塑性樹脂を
含む加工片を成形型の成形面に沿わせて配置し、前記成
形型内で加工片の背後に形成 1される空間に加熱加圧
された熱媒を外部の熱媒源から循環供給して、該熱媒の
熱により樹脂を溶融させ、該熱媒の圧力により加工片の
成形を行なったのち、加工片を冷却固化させることから
なる。
本発明の方法の実施にさいしては、成形型の成形面に沿
って配置した加工片の背後に、プラスチックフィルム、
シリコン等のゴム膜、超弾性合金薄膜などにより形成し
たフレキシブルパックを置き、そのフレキシブルバッグ
を介して熱媒を加工片に作用させることが好ましい。
(発明の効果) 本発明の方法においては、成形型内に配置された加工片
の背後に、加熱加圧された液体の熱感を、外部の熱媒源
から循環供給して、加工片の成形を行なうので、気体ケ
熱媒とするオートクレーブによる成形に比し、熱の利用
効率がよく、多量の熱をもつガスな大気に放出するとい
ったオートクレーブ法にみられる熱電の無駄をなくすこ
とができる。また1本発明の方法によれば、成形品の局
部加熱も可能であり、かつ成形品の大きさに制約がなく
、熱媒源の持ち運びも便利である。
(実施例の説明) 第1実施例(第1図、第2図) 第1図は■形断面のビームを複合材料により成形するた
めの装置の一例を示すもので、成形型1は、平坦な成形
面2aを下面に有する上型2と、平坦な成形面3aを上
面に有する下型3、およびこれら上型2と下型3を成形
面2a、3aが所定の間隔で対向配置されるように位置
決めする一対の側板4とからなり、成形型1内には、こ
れら上下型2.3および側板4により成形用の空所5が
形成される。空所5内には、たとえば炭素繊維などの強
化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料からなるI
形断面の加工片6が配置される。すなわち、加工片6は
、I形断面の上方フランジ6aの上面が成形面2aに沿
って位置し、下方フランジ6bの下面が成形面38に沿
って位置するように置かれる。さらに、上方フランジ6
aの下面からウェブ部6Cの側面および下方フランジ6
bの上面に沿ってフレキシブルバッグ7が配置される。
側板4の各々には熱媒入口4aと熱媒出口4bが形成さ
れ、熱媒入口4aは熱媒供給管8に、熱媒出口4bは熱
媒戻り管9にそれぞれ接続されている。、熱媒供給管8
および熱媒戻り管9は共に熱媒源10に接続され、熱媒
は高温、高圧の状態で供給管8から入口4aを経て型1
内の空所5に入シ、出口4bから戻り青9f経て熱媒源
10に循環される。この過程において、空所5内の熱媒
の圧力はフレキシブルバッグ7を介して加工片6に作用
して成形を行ない、同時に熱媒の熱は加工片6に伝わっ
て樹脂を硬化させる。熱媒を型1内の空所5を通して循
環させるために、戻り管内には循喋ポンゾ11が設けら
れる。また、供給菅8と戻り管9との間にはドレン管1
2が設けられ、このドレン管12には圧力調節弁13が
配置されて、成形型1に供給される熱媒の圧力を調節す
る。
熱媒源10に必装量の熱媒を維持するため、熱媒貯蔵タ
ンク14が設けられ、充填排出ポンプ15を有する補充
ライン16を介して熱媒の供給または排出が行なわれる
。また、戻り管9は、その上方に位置する膨張タンク1
7に接続されておシ、この膨張タンク17の上部には窒
素ガスタンク18からの加圧窒素ガスが供給される。さ
らに、膨張タンク17の上部は浸流ライン19によシ熱
媒貯蔵タンク14の上部に接続される。この配置により
、熱媒源10から供給管8を経て型1内の空所5に至り
、該空所から戻り管9を経て熱媒源10に戻る循@綾路
内の、熱媒の体積変化を吸収することができる。また、
戻り管9にはフィルター20が設けられ、フィルター2
0の上部は空気抜きライン21により膨張タンク17の
上部に接続される。
第2図は、第1図の装置により成形される加工片6すな
わちI形断面ビームの一例を示すものである。この装置
においては、成形型1の成形面2a。
3aに沿って加工片6が配置され、加工片の背後に加熱
、加圧された熱媒が循環供給されて、熱媒の熱と圧力に
より樹脂の成形硬化が行なわれるので、オートクレーブ
法などに比較して、前述したようなすぐれた効呆が得ら
れる。
第コ実施例(第3図) 修3図は航空機の4の前縁部のbZ形に本発明を適用し
た例を示すもので、成形用の型は、翼の前縁部の外面形
状に対応する成形面31a、32aをそれぞれ有する一
対の割型31,32と、該割膓!31,32の噛部に取
付けられる着板33とを有し、このようにして形成さt
した型の成形♂31a132aK沿って接合材料の加工
片35が成形面31a、32a上に置かれる。加工片3
5の裏側にはフレキシブルバッグ34が配置される。蓋
板33には熱媒入口36と熱必出口37が形成され、熱
媒は第7図に示すのと同材:な熱1楳循環回11:6に
より、加工片35の裏側に循環供給され、フレキシブル
バッグ34を介してカロ工片35を成形し硬化させる。
第3実施レリ(第を図) 第を図は溝型断面の構造材を成形する列を示すもので、
成形用の型は、台形状の凸部4oにより成形面40aが
形成された型板41と、該型板41の凸部40を嶺うよ
うに型板41に取付けられたカバー42とからなり、加
工片43は、型板41の凸部40上の成形面40aに沿
って置かれ、その上にフレキシブルバッグ44が6e[
される。
カバー42には熱媒入口45と熱媒出口46が形成され
、加熱、加圧された熱媒は前例と同様に型内に循環供給
される。熱媒は、加工片43の外側から該加工片43に
熱と圧力を与え、力ロエ片43の成形と硬化を行なう。
第グ実施例(第S図) 第S図は、本発明の方法を航空機の胴体のような円筒形
部品の製造に適用した例を示すものである。まず、第S
図Aに示すように、全体として円筒形を有し、必要な補
強何処に溝50aをもったフレキシブルマンドレル50
を準備し、フレキシブルマンドレル50内に加圧空気を
注入して円筒形に膨らませたのち、溝50aに複合材製
の溝型断面補強材51を配置する。そして、補強材51
の溝部には、発泡材または樹脂の硬化工程における温度
で浴融する金部その他適当な材料からなる中子52を挿
入する。
次いで、第S図Bに示すように、マンドレル50を軸ま
わシに回転させながら、フィラメントワインディング工
法により、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を含浸さ
せた炭素繊維などの強化繊維53を、所要の厚さになる
まで、マンドレル50上に巻きつける。その後で、第5
図Cに示すように、マンドレル50の外側に円筒形の外
型54を嵌め、第S図りに示すようにマンドレル50の
内部を熱媒循環回路55に接続して、加熱加圧された熱
媒をマンドレル50内に循環させる。
この工程により、マンドレル50の外側に巻かれた繊維
53は補強材51とともに外型54に向けて押されて円
筒形に成形され、その間に繊維に含浸された樹脂が熱媒
の熱により加熱されて硬化する。中子52が低温溶融性
の金屑等によシ成形されているばあいには、該中子52
はこの成形硬化工程における熱によって浴融するので、
成形硬化工程の終了後に、補強材51の内部から排出す
ることができる。このようにして、第5図Eに示す円筒
形の製品が得られる。
第5実施例 本例は、熱硬化性樹脂の代りに熱可塑性樹脂を用いて成
形を行なうものである。熱可塑性樹脂はフィルム形状で
供給され、成形型の成形面に沿って、必要な厚さに重ね
て配置され、その背後にフレキシブルバッグが配置され
る。次いで、第1図に示すような装置により、型内に加
熱加圧された熱媒が循環供給される。樹脂は、熱媒の熱
により軟化し、熱媒の圧力により成形面に沿って成形さ
れる。装置は第1図に示すように、熱媒冷却回路60を
有する。この回路60は、管8,9から分岐した冷却管
61と該冷却管61内の熱媒を冷却する熱変換器62か
らなり、熱交換器62には冷却水人口63と冷却水出口
64が設けられる。冷却管61には循環ポンプ65が、
管8.9,61には適当なバルブが設けられ、力日工片
の成形が進んだ時点でバルブを操作し、lンプ65を作
呻させることにより、成形型に熱媒全冷却しながら供給
して、加工片を固化させる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す概略図、第2図は第7図の装置により製造される製品
の例を示す斜視図、第3図および第弘図は本発明の他の
実施例を示す断面図、第S図A、B%C%D%Eは本発
明のさらに他の実施例の工程を示す図である。 l・・・成形型、2・・・上型、2a・・・成形面、3
・・・下型、3a・・・成形面、6・・・加工片、7・
・・フレキシブルバッグ、8・・・供給管、9・・・戻
p管、10・・・熱媒源。 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fil 熱硬化性樹脂を含む加工片を成形型の成形面に
    沿わせて配置し、前記成形型内で加工片の背後に形成さ
    れる空間に加熱加圧された熱媒を外部の熱媒源から循環
    供給して、該熱媒の圧力により加工片の成形を行ないな
    がら、同時に該熱媒の熱を加工片に与えて樹脂を硬化さ
    せることを特徴とする樹脂製品の成形方法 121 熱可塑性樹脂を含む加工片を成形型の成形面に
    沿わせて配置し、前記成形型内で加工片の背後に形成さ
    れる空間に加熱加圧された熱媒を外部の熱媒源から循環
    供給して、該熱媒の熱により樹脂を溶融させ、該熱媒の
    圧力により加工片の成形を行なったのち、加工片を冷却
    固化させることを特徴とする樹脂製品の成形方法
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