JPS62116738A - 複合材料製造用短繊維成形体の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、繊維強化複合材か１に係り、更に詳細には繊
維強化複合材料の製造に使用される短繊維成形体の製造
方法に係る。

従来の技術 繊維強化複合材料、特に不連続繊維やホイスカの如き短
繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の製造方法の一
つとして、短繊維の集合体に溶融マトリックスを加圧浸
透させる加圧鋳造法が従来より知られている。加圧鋳造
法による繊維強化複合材料の製造に際しては、短繊維の
集合体の形状及び短繊維の配向、体積率を所定の形状及
び状態に維持する必要があることから、従来より一般に
吸引成形法（特開昭５９−１１３１３９号参照）や圧縮
成形法により、個々の短繊維がバインダにて互いに結合
された実質的に剛固な短繊維成形体を形成することが行
われている。また加圧鋳造法による繊維強化複合材料の
製造に於ては、短繊維成形体を鋳型内の所定の位置に係
止し得るよう（特開昭５９−８２１５６号参照）、或い
は複合材料に要求される特性との兼合いから（特開昭５
８−９３５６０＠参照）、短繊維成形体の寸法精度や形
状がかなり厳しく設定される必要がある。

発明が解決しようとする問題点 従来の吸引成形法による短繊維成形体の製造に於ては、
特に短繊維成形体の繊維体積率が小さい場合には、短繊
維成形体の寸法精度や形状のばらつきが大きくなり易く
、そのためバインダが硬化した後に短繊維成形体に対し
機械加工を行う必要があり、かかる機械加工は強化繊維
の歩留りや生産性を低下させるため、短繊維成形体の製
造コストが高（なるという問題がある。またＰＥ縮成形
法による短繊維成形体の製造に於ては、製造し得る短繊
維成形体の形状に制限があり、また全体に亙り繊維体積
率が均一である短繊維成形体を製造することが困難であ
るという問題がある。

本発明は少合材料製造用短繊緒成形体を製造する従来の
方法に於ける上述の如き問題に鑑み、これらの問題が生
じることがないよう改善された複合材料製造用短繊維成
形体の製造方法を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、未硬化状態のバイ
ンダと多数の短繊維とよりなる混合物にて所望の形状に
近い予備成形体を形成し、該予備成形体を前記所望の形
状の成形面を有する型にで拘束し、その状態にて前記バ
インダを硬化させる複合材料製造用ｙｉｌｉ繊維成形体
の製造方法によって達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、未硬化状態のバインダと多数の短繊維
とよりなる混合物にて所望の形状に近い予備成形体が形
成され、該予備成形体が所望の形状の成形面を有する型
にて拘束され、その状態にてバインダが硬化せしめられ
ることによって短繊維成形体が形成されるので、機械加
工を要することなく所望の形状の短繊維成形体を製造す
ることができ、また圧縮成形法によっては不可能である
比較的複雑な形状の短繊維成形体をも製造することがで
きる。

本発明の一つの詳細な特徴によれば、予備成形体はバイ
ンダを含む液体中に短繊維を分散させて繊維分散液を形
成し、該ｌｌｔａ分散液に対し吸引成形を行うことによ
り形成される。かかる方法によれば、繊維体積率の小さ
い短繊維成形体の製造も可能であり、また圧縮成形法に
よる場合に比して成形体全体に厘りｍ雄体積率が均一で
ある短繊維成形体を容易にｖｐＪ造することができる。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例１ アルミナ−シリリカ短繊維１（イソライト・バブコック
耐火株式会社製「カオウール」　（登録商標））をバイ
ンダとしてのコロイダルシリカの水溶液中に分散して繊
維分散液２を形成し、該繊維分散液に対し第１図に示さ
れている如く吸引成形を行うことにより、外径７５ｍｎ
＋の円筒形のメツシュ３の周りに厚さ１０ｍｍとなるま
で短ｍ雑を吸付け、か（して形成された短繊維よりなる
円筒体をメツシュより取り外すことにより、第２図に示
されている如く良さ３００ＩＩ１ｍ、外径９５±４　ｌ
ｌ１ｍ、内径７５±２ｍｍの予備成形体４を形成した。

次いでバインダが硬化する前に予備成形体４を気孔率１
０％のアルミナ焼結体よりなる外径７３±０．３１の円
筒状の内型５に装着し、更に予備成形体４の外周面に対
し気孔率１０％のアルミナ焼結体よりなり互いに共働し
て直径９１±０．３１の円筒状の成形面７を郭定する半
割りの一対の外型８を当接し、これにより予備成形体４
を内型６と外型８との間に拘束した状態にて乾燥炉内に
て８０℃に加熱し、これによりバインダを乾燥させるこ
とによって硬化させた。

かくして１ｑられた短繊維成形体の外径及び内径はそれ
ぞれ９１±０．５１１１１１．７３±０．５ｍｍテあり
、機械加工を行うことなく繊組強化複合材料製造用の短
繊維成形体として使用可能な寸法精度を有するものであ
ることが認められた。またかくして得られた短繊維成形
体を４００℃に予熱した後、図には示されていないが高
圧鋳造装置の鋳型内に配置し、該鋳型内に７４０℃のア
ルミニウム合金（Ｊｒｓ規格ＡＣ８Ａ）の溶場を注湯し
、該溶場を約１０００ｋｇ／１ｍ１′の圧力にて加圧し
、その加圧状態を溶場が完全に凝固するまで保持するこ
とにより、アルミナ−シリカ短繊維にて複合強化された
アルミニウム合金よりなる円筒体を製造し、その内部組
織を検査したところ、短繊維の分布の偏りも認められず
、良好な複合組織を有して（、ｓることが認められた。

実施例２ アルミナ短繊維９　（１０１株式会社製「サフイル」（
登録商標））をバインダとしてのコロイダルシリカの水
溶液中に分散して繊維分散液１０を形成し、該繊維分散
液に対し第４図に示されてｕ％る如く吸引成形を行うこ
とにより楕円形のメツシュ１１上に長軸７５＋＋、知軸
７０ＩｌｌＩ１１厚さ１５±２ＩＩＩＩｌｌの楕円板状
の予備成形体１２を形成した。

次いで第５図及び第６図に示されている如く、互いに共
働して長軸８５±Ｑ、５＋１１１１．短軸７５±０．５
ｆｆ１１１１傾斜角３０’の筒状の成形面１３を郭定す
る半ｖ１りの一対の型１４を用意し、型１４の成形面１
３を予備成形体１２の楕円筒状の外周面に押圧して成形
面１３に対応する形状に予備成形体の側部外周面を拘束
し、その状態にてバインダを乾燥により硬化させｌζ。

かくして（ｑられた短繊維成形体を高圧鋳造装置の鋳型
内に配置し、該鋳型内に７５０℃のアルミニウム合金（
１２％Ｓ１１残部実質的にＡＩ　＞の溶湯を注渇し、該
溶湯を約１０００ｋ（１／ａ２の圧力にて加圧し、その
加圧状態をその溶湯が完全に凝固するまで保持し、得ら
れた凝固体に対し研削等の機械加工を行って斜板式圧縮
機用の斜板を製造した。かくして製造された斜板の内部
組織を検査したところ、短繊維の分布の偏りもなく良好
な複合組織を有していることが認められた。

以上に於ては、本発明を二つの実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸引成形による円筒状予備成形体の製造工程を
示す解図的断面図、第２図は円筒状の内型に装着された
予備成形体を示す解図、第３図は円筒状の内型及び半割
りの一対の外型により円筒状の予備成形体が拘束される
態様を示す解図的断面図、第４図は吸引成形により楕円
板状の予備成形体を製造する工程を示す解図的断面図、
第５図は楕円板状の予備成形体が半割りの一対の型によ
り拘束される態様を拘束が行われる以前の状態にて示す
解図的平面図、第６図は楕円板状の予備成形体の筒状の
外周面が半割りの一対の型により拘束された状態を示す
解図的断面図である。 １・・・アルミナ−シリカ短繊維、２・・・繊維分散液
。 ４・・・メツシュ、５・・・予備成形体、６・・・内型
、７・・・成形面、８・・・外型、９・・・アルミナ短
繊維、１０・・・繊維分散液、１１・・・メツシュ、１
２・・・予備成形体。 １３・・・成形面、１４・・・型 特　許　出　願　人　　トヨタ自ｌｌＪ市株式会社代　
　　理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）未硬化状態のバインダと多数の短繊維とよりなる
   混合物にて所望の形状に近い予備成形体を形成し、該予
   備成形体を前記所望の形状の成形面を有する型にて拘束
   し、その状態にて前記バインダを硬化させる複合材料製
   造用短繊維成形体の製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項の複合材料製造用短繊維成
   形体の製造方法に於て、前記予備成形体は前記バインダ
   を含む液体中に繊維を分散させて繊維分散液を形成し、
   該繊維分散液に対し吸引成形を行うことにより形成され
   ることを特徴とする複合材料製造用短繊維成形体の製造
   方法。