JPS6335332A - 金属材料の外面に繊維強化樹脂成形層を有する複合成形品の引き抜き成形方法及び成形型 - 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】 −のｆ 本発明は、液状熱硬化性合成樹脂材料を含浸した繊維強
化材を金属材料の外周面に硬化・接着させて成る金属材
料の外面に繊維強化樹脂成形層を有する複合成形品を連
続的に引き抜き成形するための方法及びそのための成形
型に間するものである。

願東匹１ｉ 従来、この種の繊維強化樹脂成形層形品の製造は、金属
材料の外周面に液状熱硬化性樹脂を含浸した強化材を被
覆し、これらを同時に所定の横断面寸法を有する成形型
内に引き込み、成形型を加熱することにより、熱硬化性
樹脂を硬化させ、これを金属材料の外周面の上に接着さ
せ、このようにして成形された複合材を、成形型から引
き出すことにより行なわれている。しかしながら、この
場合、熱硬化性樹脂の加熱・硬化は、加熱した成形金型
から伝導される熱により行なわれるだけであり、しがも
、熱硬化性樹脂材料及び繊維強化材は、比較的低い熱伝
導度を有しているので、繊維強化材層の内部まで十分に
熱が到達するには、かなりの時間を必要とする。その結
果、金属材料の外周面側の樹脂材料は、不完全硬化とな
りやすく、また、十分な熱を得るためには、長時間を必
要とし、生産性は非常に低いものとなる。あるいは、こ
のような加熱方式とは異なり、金属材料を成形金型内に
送り込む前の段階において加熱する方式も知られている
が、この場合には、高温では、成形金型の入口付近にお
いて液状樹脂材料がゲル化しやすく、成形上において問
題点が生じ、また、低温では、作業性に問題があった。

８が　゛し　゛　　る。

そこで、本発明は、従来の引き抜き成形方法における上
記のような問題点のあることに鑑がみ、このような問題
点を解決し、この種の金属材料の外面に繊維強化樹脂成
形層を有する複合成形品を生産性良く、連続的に製造す
ることができる新規な引き抜き成形方法及びそのための
成形型を得ることを、その目的とするものである。

０題　ｔ　゛　　ための 本発明は、この目的を達成するために、方法にあっては
、金属材料の外周面に液状熱硬化性樹脂を含浸した繊維
強化材を密着させた状態で、これを加熱した成形金型を
通して引き抜き機構により引っ張ることにより成形する
場合に、成形型の前半部において、誘導加熱により金属
材料を加熱することにより、熱硬化性樹脂材料を、主と
して、金属材料の外周面において加熱・硬化させ、引き
続いて、成形型の後半部においては、成形金型自体を加
熱することにより、主として、熱硬化性樹脂材料を成形
金型の内面において加熱・硬化させるようにすることを
特徴とするものである。

また、装置にあっては、成形すべき繊維強化樹脂成形層
を有する複合成形品と同一横断面形状を有する成形金型
の前部には、金属材料を誘導加熱するための高周波誘導
加熱機構を設置し、また、後部には、成形型を加熱する
ための加熱機構を設置することを特徴とするものである
。

良−１−眞 以下、本発明を、引き抜き装置の全体及びその成形型の
実施例を、それぞれ、示す添付口面の第１及び２図に基
づいて詳細に説明する。

まず、第１図には、本発明による成形型を備えた引き抜
き成形装置の全体の配置を略図により示しであるが、こ
の装置は、図に示すように、繊維強化材樹脂成形層を外
面に硬化・接着されるべき金属材料、例えば、金属管１
が、数組の引っ張り機構２を介して矢印Ｘの方向に引っ
張られ、その途中において、成形型３の中に引き込めら
れ、この成形型３から複合成形品として連続的に引き出
されるようになっており、成形型３の前部において、ロ
ービングボビン４から引き出され、含浸槽５内の液状熱
硬化性樹脂を含浸された繊維強化材、例えば、ガラス繊
維強化材６を被覆され、この熱硬化性樹脂を含浸した繊
維強化材６を被覆され、更に、この上に熱硬化性樹脂含
浸強化材、例えば、ガラス繊維のマツドアを被覆された
金属材料１は、所定の横断面を有する成形型３を通過す
る間に、その外面に被覆された熱硬化性樹脂を含浸され
た繊維強化材６及びマツドアが硬化され、金属材料１の
外周面に接着され、成形型３の外部において、切断ソー
８により所定の長さに切断され、金属材料１の外面に繊
維強化樹脂成形層を有する複合成形品９が得られるよう
になっている。なお、以上の説明においては、熱硬化性
樹脂含浸繊維強化材として、熱硬化性樹脂を含浸された
ガラス繊１ｉ６及びマツドアを使用するものとして説明
をしたが、場合によっては、これらの内、いずれか一方
だけが被覆されることもできるものである。

次に、第２図は、本発明による成形型３の詳細を示す拡
大断面図であるが、この成形型３は、所定の横断面を有
するセラミック製の前部成形型１１と、これに引き出し
側において接続する所定の横断面を有する後部成形型１
２とから成り立っており、セラミック製の前部成形型１
１は、高周波誘導加熱コイル・ユニット１３により包囲
されており、このユニット１３は、セラミック製の前部
成形型１１の外周部を包囲するようにｌ配置されている
磁力発生誘導コイル１４に磁力を発生させるようにし、
また、後部成形型１２は、金属製とし、その外周部には
、これを包囲するように電気加熱装置及び温度制御ユニ
ット１５が設置されている。

本発明による成形型３は、上記のような構成を有してい
るが、金属材料１が、その外周に被覆された熱硬化性樹
脂を含浸した繊維強化材６及びマツドアと共にセラミッ
ク製の前部成形型１１内に引き込まれる際に、磁力発生
誘導コイル・ユニット１３により磁力を発生される磁力
発生誘導コイル１４により、金属材料１は、非接触によ
り高周波により誘導加熱されることができ、これにより
、金属材料１の外周面に接している熱硬化性樹脂を含浸
した繊維強化材６及びマツドアの、主として、内周部７
１をゲル化させ、更に、これらの複合材料が後部成形型
１２内に瞬時に引き込まれた時に、熱硬化性樹脂を含浸
した繊維強化材６及びマツドアは、主として、この成形
型１２の内面に接しているその外周面７２ｆ−１電気加
熱装置及び温度制御ユニット１５により加熱されている
成形型１２からの熱により加熱され、硬化する。このよ
うにして、熱硬化性樹脂を含浸した繊維強化材６及びマ
ツドアは、セラミック製の前部成形型１１及び後部の成
形型１２を連続的に通過する際に、はとんど硬化速度に
差の無い状態において硬化し、金属材料１の外周部に接
着することとなる。

なお、本発明においては、従来公知の高周波予熱による
樹脂を直接的に加熱する誘導加熱とは相違し、金属材料
を高周波誘導加熱することにより、間接的に樹脂を加熱
・硬化させる点に、大きな特徴があるものであり、また
、この手段により、金属材料１の外周面と、熱硬化性樹
脂を含浸した繊維強化材６及びマツドアとの間における
接着強度を、著しく大きなものとすることができるもの
である。

また、このような特徴を有する本発明方法を実施するこ
とができる金属材料１としては、鉄、クロム、亜鉛、銅
、アルミニウム、ニラゲルなどの金属材料の他、それら
のき金に対しても応用することが可能である。更に、金
属材料１の形状としては、中空形状、角型、溝型、平板
、丸棒、角棒など、種々の形状のものが実施可能である
。

また、繊維性（ヒ材としては、多くの形式のものが使用
可能であるが、強化材は、ｗＩＮｌ状であり、好適なも
のとしては、ガラス繊維、ガラス繊維マット、ガラス繊
維布などを挙げることができる。

更に、繊維性（ヒ材のための含浸用熱硬化性樹脂として
は、最終製品の用途により、例えば、熱硬（ヒ性樹脂の
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエス
テル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが選択され
る。

実験の結果、典型的なヒニルエステル樹脂として、ＪＩ
Ｓによる硬化データが ゲル化時間　　　３．５分 最小硬化時開　　５８分 最高発熱温度　２００．０℃ であり、配きとしては、次ぎのちのが最善であることが
分かった。

ビニルエステル樹脂（“リポキシ８０２”）（昭和高分
子株式会社製）１００部 触媒（過酸化ベンゾイルペースト）１．５部離型剤（”
Ｚｅｌｅｃ　ＬＩＮ”）（デュポン社・ｌＱ）　　０．
５部また、磁力発生コイル・ユニット１２としては、出
力３〜１００　ｋＷ　、周波数１０〜４００　ｋＨｚの
［重用が可能である。

実験により、上記のような典型的な配合を有するビニル
エステル樹脂を熱硬化性樹脂含浸材とし、直径５０１の
鉄材に３鏑糟の厚さにガラス繊維強化材を硬化・接着さ
せた場合、周波数３５　ｋＨｚで、２ｍ／ｍｉｎの引き
抜き速度で成形が可能であることが分かった。

これに対し、本発明による磁力発生コイル・ユニット１
３を取り去って引き抜きを行った場合には、室温２０℃
において、１０ａｍ／ｗｉｎが、最高の引き抜き速度で
あった。

１吐へ１１ 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、金属材料の外周面の上に繊維強化樹脂成形層を硬化・
接着されて構成されている複合成形品を生産性良く連続
成形することができる方法及び成形型を提供するもので
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明装置の１実施例を装備した引き抜き成
形装置の全体の配置を示す略図、第２図は、本発明によ
る成形型の１実施例を示す拡大断面図である。 ３・・・成形型、１１・・・セラミックーの前部成形型
、１２・・・金属製の後部成形型、１３・・・磁力発生
コイル・ユニット、１４・・・磁力発生誘導コイル、１
５・・・電気加熱装置及び温度制御ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液状熱硬化性樹脂材料を含浸した繊維強化材を金属
   材料の外周面に硬化・接着して成る複合材を成形するに
   当たり、金属材料の外周面に、液状熱硬化性樹脂材料を
   含浸した繊維強化材を所定厚さに施し、その後、この繊
   維強化材を施された金属材料を繊維強化材と一緒に所定
   の横断面寸法を有する成形型内に連続的に引き込み、こ
   の成形型から複合材として引き出すが、この場合に、成
   形型の前半部において、金属材料を誘導加熱することに
   より、繊維強化材を主として金属材料の外周面との接触
   部から加熱・硬化させ、次いで、成形型の後半部におい
   て、加熱された成形型の熱により、主としてその内面に
   接する繊維強化材を加熱・硬化させるようにすることを
   特徴とする金属材料の外周面に繊維強化材樹脂成形層を
   有する複合成形品の連続的引き抜き成形方法。 ２、金属材料の外周面に繊維強化樹脂成形層を有する複
   合成形品を成形するために、金属材料の外周面に液状熱
   硬化性樹脂材料を含浸した繊維強化材を施した後、これ
   らを所定の横断面寸法を有する加熱された成形型を通し
   て引き抜くことにより、液状熱硬化性樹脂材料を硬化さ
   せるようにした引き抜き成形装置において、成形型を前
   部と後部とに分割し、前部成形型の内面には、磁力発生
   誘導加熱コイルを配置し、また、後部成形型は、それ自
   体が全体が加熱されるようにしたことを特徴とする複合
   成形品の連続引き抜き成形型。 ３、前部成形型が、所定の横断面形状を有するセラミッ
   クから形成され、その外周部に、磁力発生誘導加熱コイ
   ルが配置されるようにした特許請求の範囲第２項記載の
   連続引き抜き成形型。 ４、後部成形型が、所定の横断面形状を有する金属材料
   から構成され、これがその外周部から電気的に加熱され
   るようにした特許請求の範囲第２又は３項記載の連続引
   き抜き成形型。