JPS63199627A - シンタクチックフォームの成形方法 - Google Patents

シンタクチックフォームの成形方法

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JPS63199627A
JPS63199627A JP63025857A JP2585788A JPS63199627A JP S63199627 A JPS63199627 A JP S63199627A JP 63025857 A JP63025857 A JP 63025857A JP 2585788 A JP2585788 A JP 2585788A JP S63199627 A JPS63199627 A JP S63199627A
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thermoplastic
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plastically deformable
reinforced
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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】 この発明は、シンタクチックフオーム材料から成形品を
形成する方法に関する。
特に宇宙産業において、高性能の軽量構造体に対する要
求がある０例えば、レードーム構造における改良が常に
求められている。レードームは、使用の間に環境から装
置を保護し、一方で損失および歪を最少にしながらマイ
クロ波を伝導せしめる、レーダーの送信および受信用ア
ンテナのためのカバーである。この用途および他の用途
において、樹脂マトリックス中に埋封された中空微小球
を含むシンタクチックフオーム材料は、有用な構造成分
であるけれども、微小球が圧縮に付された場合に容易に
圧潰されてしまうので、製造の方法に関して制限がある
。結果として、成形品は、一般に、所望の形の型内で現
場成形し、かなりの時間の間型を占有させて、材料を型
内で硬化もしくは焼結せしめることによって製造される
。シンタクチックフオーム材料の予備成形されたストッ
クから成形品を形成することができるのが有利であろう
。
本発明によれば、熱可塑性ポリマーマトリックス中中空
微小球の予備成形された熱可塑性シンタクチックフオー
ム材料のストックから成形品を形成する方法が提供され
、これは予備成形されたシンタクチックフオームを熱可
塑性ポリマーマトリラスの軟化点より高い温度に加熱し
、塑性変形可能なダイヤフラム部材によってフオーム材
料の少なくとも１つの表面に差圧を通用して、フオーム
材料を所望の形状に一致させることを含む。
フオームストックを所望の形にせしめるのに用いられる
塑性変形可能なダイヤフラムは、フオームストックの熱
可塑性マトリックスの流れ温度に等しいかまたはそれよ
り高い最低二次成形温度を有する有機熱可塑性材料であ
ってよい。好ましくは、ダイヤフラムは塑性変形可能な
金属からなるものであり、ヨーロッパ特許公開１５５８
２０に記載された如き超塑性変形可能な金属であるのが
望ましい。ダイヤフラム材料が有機熱可塑性ポリマーで
ある場合、製品の成形の間にフオームストックと一体化
され、最終成形品の一部を形成するように選ぶことがで
きる。適当な操作はヨーロッパ特許公開１９５５６１お
よび１９５５６２に記載されている。金属ダイヤフラム
が用いられる場合、フオームストックに十分に付着して
有効な機能を果たすことができるならば、成形後に残留
されてもよいけれども、通常の環境においては成形操作
後に製品から取り除かれるであろう。
好ましくは、フオームストックは一対のダイヤフラム間
に拘束されて成形される。
成形操作後に成形用ダイヤフラムが残留されるかどうか
にかかわらず、フオームストックに対して、気泡を有し
ない塗膜、好ましくは、製品に対して強度、剛性、耐降
雨浸蝕の如き有用な特性を与えるであろう強化材料の被
膜を与えるのが有効であろう。この被膜は、成形前に平
らなフオームストックと一体化されてもよく、または成
形操作の結果として成形品中に一体化されるようにフオ
ームストックと接触されて成形用の型内に置かれてもよ
い。一つの態様においては、被膜は、繊維が層中に準等
方性の補強を与えるように織られまたは重ねらた連続の
平行に並べられた繊維である、繊維強化熱可塑性の層か
らなる。適当な繊維強化材料は、例えば、ヨーロッパ特
許公開５６７０３および１０２１５９に記載されている
。この方法は、フオームストックが熱可塑性樹脂中の中
空微小球からなる予備成形され、既に一体化されている
ストックであるから、比較的低い差圧を用いて操作可能
である。
シンタクチックフオームストックポリマーマトリックス
は公知の方法で製造することができるけれども、微小球
の分散を助成するためにポリマーを溶解させるための溶
剤の使用は、残留する溶剤を除去することが困難である
ので、避けるのが好ましい、微小球は溶融ポリマー中に
分散されるのが好ましい。
適当な中空微小球は、種々の密度および圧潰強度を有す
る所定の範囲のガラス微小球を供給している口ｏｒｋ　
ｉｎｇのＣｒｏｘｔｏｎ　ａｎｄ　Ｇａｒｒｙ　Ｌｔｄ
から得ることができる。高い圧潰強度（見掛は上４００
０ｐｓｉ）を有するので、グレード８３８／４０００が
特に適当である。この方法においては比較的低い圧力を
必要とするので、低い圧潰強度を有する低密度の微小球
を用いることができる。
本発明の方法は、シンタクチックフオームコアーを有す
る、所望により熱可塑性材料を表面に有する適当な構造
材料を、理想的な条件下に平坦なスラブストックとして
製造し、引き続いて成形品に熱成形することを可能にす
る。驚くべきことに、本発明の方法は実質的な微小球の
破壊を伴うことなく成形することを可能にする。
下記の例によって本発明をさらに説明する。
以下余Ｅ １０００ｓｅｃ　’の剪断速度において４００℃で測定
して１００Ｎｓ／ｒｒｒの溶融粘度を有するポリエーテ
ルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびＢ３８／４０００
　（ＤｏｒｋｉｎｇのＣｒｏｘｔｏｎ　ａｎｄ　Ｇａｒ
ｒｙ　Ｌｔｄから得られる）を２＝１の重量比において
乾燥状態でブレンドし、次いで４００℃の熱盤温度の可
能なプレス中で、６インチ×８インチの寸法のマツチド
メタルモールド中で一体化した。上面および底面を、Ｐ
ｒｅｋｏｔｅ　１ｉｌｔ型剤で処理したアルミニウムホ
イルによりメタルモールドから分離した。
モールドおよび粉末を圧力を通用することなく４００℃
に３０分加熱した。次に、６トンの圧力を５分間通用し
た。熱盤およびモールドを、次いで、２５０℃に空冷し
、次いで１５℃／分の平均冷却速度で室温まで水冷した
。
肛 トライブレンドを、ポリエーテルエーテルケトン（溶融
粘度１００Ｎｓ／ｒｒｒ）中ガラス繊維からなる４枚重
ねの単一方向に強化されたプリプレグからそれぞれなる
２枚のスキンの間において、モールド中で一体化したこ
とを除き、例１の操作を繰り返した。４枚重ねの各スキ
ンをレイアップして、各型なりが隣接する層に対して４
５°　（即ち＋４５°、９０°、−４５°、Ｏｏ）であ
る単一方向の繊維により本等方性の繊維配分を与えた。
ポリエーテルエーテルケトン（溶融粘度１ＯＯＮｓ／ｒ
ｄ）中の単一方向炭素繊維を用いてこのプロセスを繰り
返した。これらのサンドウィッチ構造体の曲げ弾性率お
よび強度を測定した。これらを下記に示す。
曲げ弾性率　曲げ強度 複合体　　　　ＧＮ／ｒｄ　　ＭＮ／ｒｒ１例１および
２で製造されたシンタクチックフオームを含む複合材料
の成形を、第１図を参照しながら下記に説明する。第１
図は、本発明に有用な典型的な成形装置を示す。
第１図において、合せシェルｌおよび２は一般に３で示
されるチャンバーを与え、このチャンバー内において成
形操作を行うことができる。シェル１および２には加熱
手段（図示せず）が設けられ、チャンバー３はコントロ
ールされた温度のオーブンとして有効に作用することが
できる。また、圧力および真空を与えるための手段が設
けられている（図示せず）。第１図において、シェルは
超塑性変形可能な合金からなる金属ダイヤフラム４およ
び５をシールする。ダイヤフラム４および５はシェル１
および２の周辺部に対応する周辺部を有する環状リング
６によって隔てられている。リング６には環を介′して
放射状に置かれた穴７が設けられており、この間には真
空源（図示せず）が接続されていて、ダイヤフラム４お
よび５の間の空間を真空排気することができる。成形さ
れるべきフオームストック８は、図示されるように、ダ
イヤフラム４および５の間に置かれている。操作におい
て、シェル１および２はシールを保持するのに十分な圧
力で係合されており、その間にダイヤフラムによる成形
が進行する。７において真空が通用されて、ダイヤフラ
ムの間に存在する自由な空気の全部を実質的に除去する
。対面するダイヤフラム面の間に差圧が通用され、一方
その間にダイヤフラムおよび処理物が昇温に付される。
所望の成形がなされた後で、成形品はモールド内で放冷
され、またはダイヤフラム間の処理物の集合体が中央パ
ックとしてまだ真空下にある間にモールド外での冷却の
ために取り出される。
約１９０ｓ＋ｗのシェル外径を有する、上記のタイプの
装置を用いて、６ｖｗの厚さ、１９０ｍ＋ｍの外径およ
び１５６ａ＋ａ＋の内径を有する間状の分離リングによ
り、例１の生成物を５ｕｐｒａ１合金ダイヤフラム（Ｗ
ｏｒｃｅｓ　ｔａｒのＳｕｐｅｒｆｏｒｍ　Ｌｔｄによ
り供給される）の間で成形した。用いた処理物は６ｍｍ
の厚さを有する直径１５０＋＋＋ｎ＋のディスクであっ
た。キャビティ３を３９１℃に予備加熱した。次に、シ
ェル１および２を分離し、部材４．５．６および８を冷
時に組み立てた。囲まれた空間内に７２０ｍｄＨの真空
を通用し、シェル１および２を係合させて組み立てられ
た部材をシールした。コールドバック（部材４．５．６
および８）をダイヤフラム４に空気圧を通用する前に１
６分間熱を吸収せしめ、５０分の合計経過時間後にパッ
クを除去した。この経過時間の間に、条件を下記のよう
に変えた。
０　　　　　　［３９１１７２００ １６３９４６０００，３５ １９３９４６０００，７ ２４３８９６００１，０５ ３６３Ｂ９　　　　　５７５　　　　　１　、４４２　
　　　　　３Ｂ９　　　　　５７５　　　　　１．７５
４４　　　　　　３８９　　　　　５７５　　　　　２
．１４６　　　　　　３８９　　　　　５７５　　　　
　２．４５４８　　　　　　３８９　　　　　５７５　
　　　　２．７５５０　　解放し、冷却のためにパック
を取り出した。
５７　　パックを解体し、部材８を取り出した。
製品８は３２ＩｌｌＩＩ＋の絞り深さを有していた０表
面品質は良好であり、微小球圧潰の証拠は殆ど認められ
なかった。
外側スキンがガラス繊維強化ＰＥＥＫである例２のサン
ドウィッチ製品を用いて、上記の操作を繰り返した。得
られた成形品は同様の絞り深さを有していた。例２の炭
素繊維強化ＰＥＥＫを表面とするラミネートから他の成
形品を製造した。良好な表面品質を有する同様の成形品
が製造された。
■土 成形チャンバーに整合された寸法の環状バンドがそれぞ
れ設けられた一対の熱器を設けた装置を用いることによ
り、例３の操作を変更した。熱器に設けられたバンドが
合せ周辺部において一緒にされる時にチャンバーを形成
した。さらに、チャンバーの下半分に約２８ｍｍの深さ
および１００＋＋ｕｗの直径の内部寸法を有する塩形灰
皿型の雌型を設けた。この装置を用い、例３の操作にお
いて、２ｍｍの厚さを有する直径１５０ｍｍの、例１に
述べた材料の塩形の平坦なスラブストックを、厚さ０．
１２５ｍ＋ｍのポリイミドフィルムからなる一対のダイ
ヤフラム間でパックにした。用いたポリイミドフィルム
はＵｂｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ｌｔｄによって供給
されたＵｐｉｌｅｘ’Ｒであった。
パックをチャンバーのシェル間に置き、熱器を約３４０
℃に保持した。閉じた空間内に真空を通用し、パックを
１０分間放置し、次いでパックの上部ダイヤフラムに１
気圧の圧力を５分間通用して、スラブを雌型に成形した
。６０分後、圧力を開放した。フオームスラブをダイヤ
フラム間から取り出した。灰皿型のモールドの形を正確
に有する成形品が得られた。表面品質は、特にモールド
に接触した側において良好であった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いるための典型的な成形装置を示す
。 ■、２・・・杏せシェル、　　３・・・チャンバー、４
．５・・・ダイヤフラム、　６・・・環状リング、７・
・・穴、 ８・・・フオームストック。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性ポリマーマトリックス中中空微小球の予備
    成形された熱可塑性シンタクチックフォーム材料のスト
    ックから成形品を形成するに当り、予備成形されたシン
    タクチックフォームを熱可塑性ポリマーマトリックスの
    軟化点より高い温度に加熱し、塑性変形可能なダイヤフ
    ラム部材によってフォーム材料の少なくとも１つの表面
    に差圧を通用して、フォーム材料を所望の形状に一致さ
    せることを含む方法。 ２、一対の塑性変形可能なダイヤフラムの間で拘束され
    ながらフォームストックが形成される、請求項１記載の
    方法。 ３、塑性変形可能なダイヤフラム部材が塑性変形可能な
    金属ダイヤフラムである、請求項１または２記載の方法
    。 ４、塑性変形可能なダイヤフラムが、フォームストック
    の熱可塑性マトリックスの流れ温度に等しいかまたはそ
    れ以上の最低二次成形温度を有する有機熱可塑性材料か
    らなる、請求項１または２記載の方法。 ５、塑性変形可能なダイヤフラムの少なくとも一方が、
    製品の成形の間にフォームストックと一体化され、最終
    成形品の一部を形成する、請求項４記載の方法。 ６、フォームストックが成形される前に、フォームスト
    ックに繊維強化材料からなる被膜が設けられる、請求項
    １〜５のいずれかに記載の方法。 ７、被膜がフォームストックとゆるい接触状態に置かれ
    、製品に成形するのに用いられる条件の結果としてフォ
    ームストックと一体化される、請求項６記載の方法。 ８、繊維強化塗被材料が、繊維が層中に準等方性の補強
    を与えるように織られまたは重ねられた、連続の平行に
    並べられた繊維である、繊維強化熱可塑性の層からなる
    、請求項６または７記載の方法。 ９、熱可塑性ポリマーマトリックス中中空微小球のシン
    タクチックフォーム材料のコアーおよび熱可塑性マトリ
    ックス中の連続の平行に並べられた繊維からなる層の準
    等方性強化レイアップを含む強化熱可塑性材料からなり
    、コアー材料と一体化されている少なくとも１つの表面
    層を含む成形品。
JP63025857A 1987-02-09 1988-02-08 シンタクチックフォームの成形方法 Pending JPS63199627A (ja)

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