JPS6044328A - 強化プラスチック板の成形法 - Google Patents

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】 本発明は、最適な加熱手段を有する強化プラスチック板
の成形法に関する。

ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート
樹脂等の液状の熱硬化性樹脂にカラス繊維、カラスクロ
ス、ガラス繊維パラター等の補強材を加えて成形し、高
強度としたも、のは強化プラスチフクと呼ばれ、波板、
平板、ボーＩ・′〜に適用される。

この強化プラスチフク板の成形は、 イ）木型の−ににガラス繊Ｍ［又はカラスクロス′１゛
の補強材を重ね、樹脂を含浸させてこれを室温により硬
化し、この操作を所定回繰返して所定厚とするハンドレ
イアンプ法 口）樹脂をガラスクロス等の補強材に含浸してなる積層
体を真空ポンプにより型に密着させる真空成形状 ハ）樹脂を補強材に含浸してなる積層体を圧縮空気の吹
き込みにより型に密着させる加圧バング法二）カラス繊
維等の補強材を下型の上に載せ、上型を合せて締め、型
内に樹脂及び触媒を注入して硬化させるレジンインジェ
クト法 ′り種々ある。

ところで、室温によって硬化する熱硬化性樹脂を除き、
前記各成形方法において、素材中の熱硬化性樹脂を硬化
させるためには加熱を要し、従来この加熱は、成形型を
ヒータにより高温として施しているか、又は前記成形装
置を加熱炉中に収納し、前記成形装置と共に樹脂を加熱
するようにしている。このため、前者の方法によると、
成形型にヒータを内臓する必要から、装置が複雑かつ高
価となり、しかも型を通して樹脂を加熱するのであるか
ら熱効率が低く大電力を要する欠点がある。また後者に
あっては、装置全体を収納する大きな加熱炉を要して装
置が大型となり、一方加熱炉を大きくするには据付面積
等の関係で限界があるから、加熱炉の容積に制限されて
大形状の成形を一度に施すことは不可能となり、このた
め分割して成形する必要を生し、成形上程が増加し、か
つ連結工程を要して歩留まりが低ドする。また成形型を
も加熱するものであるから熱効率が低い。

さらにまた炉内温度と樹脂に伝達される温度とは必ずし
も等しくなく、熱の伝達速度も緩徐Ｃあり温度管理が難
しい等種々の欠点がある。

尚、室温によって樹脂を硬化する場合には前記問題はな
いが、成形速度を高め′て生産性を向１．ｖるためには
強制加熱をすることが望ましいのは１′１然であり、結
局前記問題を生ずることとなる。

一方、ガラス繊維、カラスクロス等に換えて補強材とし
て炭素繊維シートを用い、該）架素繊Ｍ１シーＩを適数
回積層した強化プラスチック扱か本発明者によって形成
された。

前記炭素繊維シートは炭素繊維を一方向に並べ又は織成
してこれをエポキシ樹脂等のコロイド状熱硬化性樹脂に
よって接合して極薄厚の板状にしたものであっって公知
である。この炭素［ｉシーＩ・は所要の湾曲を保持して
これを加熱すると、前記熱硬化性樹脂が固まって、その
湾曲形状を保持しイ”する性質を有するものであって、
１１；１記のガラス嶽維１を用いた強化プラスチック板
よりも強度が大である。

どころで、前記炭素繊維は、導電性材料であり、このこ
とから本発明者は、前記炭素繊維を発熱４Ｉ（抗体とし
て使用し得るものであると考え、前記炭素繊維シートに
通電して、その発熱状態を調へた。

前記炭素繊維シートの加熱試験とその結果について以下
記述する。

く試料〉 第１１Δに示すように厚さ約５０ｐ程度の炭素繊維シ−
１−　ａ　（商品名；東し、Ｐ３６１−Ｆ）を三枚積層
し、！１１５０ｍｍ、１１４５０ｍｍ、厚さ０．１５ｍ
ｍＡ’、度とした矩形板状の積層体すく試験方法〉 第１図のように前記矩形状板材をベークライト台板０に
栽：δし、該板材の両端にクリップｄを挟持し、該クリ
ンプｄから電圧１３Ｖ、電がｊ３４Ａの直流を１時間流
し、板材の中央においてｌ＋力方向沿って５０ａ＋ｍ間
隔毎に温度を検出した。

く試験結果〉 室温２８°Ｃにおいて検出したところ、多少のパラ伺は
あったが、第２図のように各検出点において１４０°Ｃ
以上の温度を得ることができた。

この温度は、通常の熱硬化性ＭＡｌｌｉ’ｔの固結温度
を越えるものであり、前記積層体すは固まることかでき
た。

この試験結果より、前記炭木繊ｍシートは、発熱抵抗体
として用いることができるとの知見をｆｌ）だ。

本発明は、前記知見に基き、炭素繊維シー１を用いたプ
ラスチック素材を形成するに当って、前記した種々の成
形方法における加熱１１段の欠点を是正するようにした
成形方法の提供を１１的１、とするものであって、前記
炭素繊維シートを発熱抵抗体とし、前記炭素繊維シート
に通電して素材中の熱硬化性樹脂を加熱硬化して強化プ
ラスチ７ク板を成形するようにしたものである。

ｌ１１１記炭フ繊維シートを用いた強化プラスチック板
の構造は、種々考えることができ、 イ）第１．５図のように一枚の炭素繊維シートａ又は炭
素ｍ維シー）ａを数枚積層してなる積層体すのみからな
るもの。

口）第６図のように炭素繊維シートａまたはその積層体
すと液状熱硬化性樹脂ｅとを順次積層したもの、 ハ）第３図のように炭素繊維シートａまたはそのＪＪ’
を屠体すと液状熱硬化性樹脂ｅを含浸したガラス出Ｍ［
”、９；の補強材ｆとを順次積層したもの、こ）第４図
のように炭素繊維シー）ａ（またはその積層体ｂ）、液
状熱硬化性樹脂ｅ、液状熱硬化性樹脂を含浸したガラス
繊維等の補強材ｆを適宜に組合わせて積層したもの等種
々あり、これらのいずれの成形についても本発明を適用
できる。

尚、炭素繊維シー）ａを使用しまた本発明に係る強化プ
ラスチック板は、従来の強化プラスチック板と同厚では
、強度が大であるから、所要強度にするためには前記積
層工程数を少なくでき、力翫つＪ′Ｉを薄くすることが
でき−る。

第３図は、本発明をノー７ドレイアンプ法にＪ　ＩＩＩ
したものであって、木製又は合成樹脂製の成Ｊｆ“Ｉｌ
ｌの上に例えば炭素繊維シートａ（またｌよそのＪＪ−
屠体ｂ）を重ね、ガラス繊維等の補強材ｆを１五屯ね、
液状の熱硬化性樹脂ｔを塗ｔｓｊして前記補強材ｆに含
浸し、この操作を１−数回繰返して所定厚の積層板Ｘを
形成する。このとき前記１４Ｚ素嶽維シートａの両端は
、成形型ｌの両側方から突出する。而て後、前記成形型
ｌの両端を給電部り１ノンプ２ではさみ、前記炭素出維
シートａｌこ通゛市する。これにより、炭素繊維シー１
−　ａは発熱し、そのコロイド状熱硬化性樹脂及び熱硬
化性樹脂ｅカ・加熱されて硬化する。この方法によれば
、熱硬（Ｉｓ性樹脂の加熱は、複雑な装置を使用するこ
となく極めて簡易に施すことができる。

第４図は、本発明を真空成形法に適用したものであって
、金型１１に離型材１４を介して例え（ｆ前記した炭素
繊維シートａ（またはその積層体ｂ）、液状の熱硬化性
樹脂ｅおよび熱硬化性樹脂旨を含浸したガラス繊維等の
補強材ｆを適宜の１順序で積層して積層板Ｘを形成し、
前記金型１１と積層ｋ　ｘ　間（７）エアーを真空ポン
プ１２によって吸引し、前記積層板Ｘを型表面に密着さ
せる。このとき、前記積層板Ｘの両端から炭素＃ａ維ク
シ−ａのみを露出して抑圧片１３．１３によって該炭素
織前シートａのみを挟持し、該抑圧片１３．１３からｊ
ｔ’ｉ層扱Ｘの炭素蟲雄シートａに通電する。この際、
前記Ｋｊｉ層板Ｘと金型１１とは離型材１４によって電
気的に絶縁され、前記炭素ｍ維シートａへの給電は支障
なく施される。尚、給電は抑圧片１３．１３によらない
で、該抑圧片１３．１３の外方に）父素繊維シー）ａの
端部を露出し、該端部に給電用クリップを連結するよう
にしてもよし〜。

また積層板Ｘと金型１１との絶縁を確実にするため、金
；％ｌＩ　Ｌ　１表面に絶縁層を形成するようにしても
よい。

第５図は、本発明を加圧バッグ法に適用したものであっ
て、金型２１に離型材２４を介して例えば炭素ｉ維シー
トａ（またはその積層体ｂ）を被着し、前記金型２１、
に上Ｍ２２を被せて前記炭素繊維シートａの周縁を挟持
し、かつ前記金型２１、−ヒ蓋２２間にエアー室２３を
形成して該エアー室２３にエアーを供給し、前記成木繊
維シートａを金型２１表面に密着させる。このとき、前
記」−盈２２の両端部に給電部２５を形成し、前記炭素
繊維シートａに通電する。この際、前記真す：ｉ成形法
で説【Ｊ１シたように、前記金型２１と）Ｍ　Ｊ　ＮＸ
難ソートａ間を離型材２４等で絶縁する。

第６図は、本発明をレシンインジェクト法に適用したも
のであって、炭素繊維シートａ（またはその積層体ｂ）
を離型材３５を介してト型３１の」−に載せ１．１；型
３２を合せて締め、型内に熱硬化性樹脂ｅ及び触媒を注
入してから前記１．型３２の挟持用突起３４から前記炭
素繊維シートａに給電して加熱し、熱硬化性樹脂ｅを硬
化させる。レジンインジェクト法によると熱硬化性樹脂
ｅをほとんど外気と接触させることはないから作業場の
空シーの汚染を防止できる。

前記各成形法において、前記した各種の積層ネ艮を成形
することかできる。

その他、本発明はスプレー成形法等種々の成形法に適用
することができる。また炭素繊維シートａの給電手段は
種々考えられる。

本発明は、前記の説明で明らかにしたように、炭素繊維
シートａを基材とする被成形用素材を成形型上に設け、
前記炭素繊維シートａを発熱抵抗体として該シートａに
通電して素材中の熱硬化性樹脂を加熱硬化して成形した
から１．充分な強度の強化プラスチンク板を提供できる
とともに、その加熱において炭素繊維シートａを抵抗発
熱体として使用するものであるから、 イ）熱硬化性樹脂の加熱手段が極めて簡単となり、ハン
ドレイアップ法のような簡易成形法にも適用できて硬化
速度を向」ニさせることができ、生産性の向上に寄与し
イ！Ｉる。

口）成形型にヒータを内臓することが不要となって、成
形装置が簡易低廉となる。

ハ）加熱炉を不要として、従来加熱炉の収容能に対応し
て、成形物の大きさが制限されていたが、この制限から
開放され、ポート等の大成形品を回の成形工程によって
一体成形することがｆ＋ｆ能となり、このため各部分こ
とに成形することが不要となるからその組伺け］二程を
省略でき、またその連結部での木」ＬＪ等の技術的課題
を無用とし１′する。

二）炭素繊維シートａがＩヶ接発熱するものであるから
熱効率が極めてよい。

ホ）炭素繊維シートａを間接加熱するものではないから
温度１９理が容易であり、適用する？！＋硬化性樹脂の
物性に対応して、最適温度、最＾１１〒間で加熱するこ
とが可能となり成形品質を向１−することができる。

）°・の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験装置の縦断面図、第２１１４は試験結果を
示すグラフ、第３〜６図は本発明による成形例を示し第
３図はハンドレイアンプ法による成形装置δの概略を示
す縦断側面図、ｉ４図はＪ’４空成形法による成形装置
の概略を示す縦断側面図、第５図は加圧バッグｌノ、に
よる成形装置の概略を示す縦断側面図、第６図はレジン
インジェクト法しこよる成形装置の概略を示す縦断側面
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭素繊維を一方向に並べ又は織成してこれをコロイ
   ｉ・状熱硬化性樹脂によって接合して板状にした炭−に
   繊維シートを発熱抵抗体とし、該シートに通電して素材
   中の熱硬化性樹脂を加熱硬化することを特徴とする強化
   プラスチック板の成形法２）炭素繊維を一方向に並べ又
   は織成してこれをコロイド状熱硬化性樹脂によって接合
   して板状にした炭素繊維シートを芯材とし、該シートと
   液状熱硬化性樹脂とを順次成形型に積層し、前記炭素繊
   維シートに通電することにより素材中の各熱硬化性樹脂
   を加熱硬化して成形したことを特徴とする＃＋ｆ訂請求
   の範囲第１）項記載の強化プラスチック板の成形法 ３）炭素繊維を一方向に並へ又は織成してこれをコロイ
   ド状熱硬化性樹脂によって接合して板状にした炭素繊維
   シートを芯材とし、該シートと液状熱硬化性樹脂を含浸
   したカラス繊維等の補強材とを順次成形型に積層し、前
   記炭素繊維シートに通電することにより素材中の各熱硬
   化性樹脂を加熱硬化して成形したことを特徴とする特８
   １請求の範囲ｆｆ１ｌ）項記載の強化プラスチフク板の
   成形法