JPH03162933A - プラスチックの成形方法およびプラスチック成形用型の構造 - 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〕 この発明は、強化繊維を内蔵したプラスチック製品を威
形するためのプラスチックの成形方法およびプラスチッ
ク成形用型の構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、強化繊維を内蔵したプラスチックの密閉注入成形
法として、レジンインジェクション法およびバキューム
アシスト・レジンインジェクション法が知られている。

前者は一対の上下型間に形成されるキャビティ中に強化
繊維を設置した状態で液状樹脂を注入することにより強
化繊維間に樹３ 脂を含浸させて成形するものであり、また後者は上記同
様の樹脂注入を行なうとともに、キャビティ内の排気を
行なって樹脂の注入および型剛性をアシストするように
したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらはいずれも一対の上下型を使用するものであり、
レジンインジェクション法では高圧注入に耐える剛性の
高い型と上下型とを互いに締付けるためのクランプある
いは油圧プレスなどの締付け手段が必要であり、またバ
キュームアシスト・レジンインジエクション法ではバキ
ュームと樹脂注入圧力との繰返しの力に耐える強度の型
が必要となり、型が高価になる。また、上記いずれの方
法でもキャビティ型およびコアー型が寸法的に高精度に
形成される必要がある。精度が悪い場合には注入樹脂の
流れが変り、含浸不良部分が生じたり、樹脂リッチの問
題が生じたりすることになり、また成形品の板厚も不均
一になるという問題が生じる。

また強化繊維が互いにラップした部分あるいは４ 繊維の密度分布にバラツキがある場合には、樹脂の流れ
に悪影響を及ぼし、均質な成形品が得られないという問
題もある。

この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたものであり、大きな強度の型が必要な＜、シたがっ
て安価に型を製造することができ、しかも強化繊維の密
度分布にバラツキがある場合でも樹脂の流れに悪影響を
及ぼすことがなく、均質な成形品が得られるプラスチッ
クの成形方法およびプラスチック成形用型の構造を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の成形方法は、所定形状のキャビティを有する
キャビティ型に強化繊維を設置するとともに必要に応じ
て芯材を設置し、この強化繊維をバキュームバッグで覆
い、かつその周縁部をキャビティ型にシール構造で接着
してキャビティ内を密閉した状態で、キャビティ型の所
定位置から空気を排出するとともに、キャビティ型の上
記空気排出部から最も離れた位置から樹脂を注入するこ
５ とにより大気の圧力でバキュームバッグを介して押圧し
つつ成形するようにしたものである。

また上記方法において、空気を排出する位置をキャビテ
ィ型の一側辺部、樹脂を注入する位置を他側辺部として
もよい。

またこの発明の成形用型は、所定形状のキャビティを有
するキャビティ型とプラスチックフィルムとからなるバ
キュームバッグとで成形用型が構成され、上記キャビテ
ィ型にはキャビティを挟んで一側辺部に沿って延びる樹
脂供給溝と、他側辺部に沿って延びる排気溝とが形成さ
れ、上記樹脂供給溝には樹脂供給源からの樹脂注入ホー
スが接続され、上記排気溝には排気手段へのバキューム
ホースが接続され、キャビティ型上にはバキュームバッ
グが上記樹脂供給溝、排気溝およびキャビティを覆って
配置され、かつその周縁部がシール構造で成形型上に接
続されているものである。

〔作用〕

上記或形方法では、上型（コア型）としてプラスチック
フィルムからなるバキュームバッグを用６ い、このバキュームバッグの周縁部をシール部材でシー
ルすることによりキャビティ内を密閉し、減圧下で樹脂
を注入することにより、成形中に成形品全体にバキュー
ムバッグを介して均一な圧力を作用させた状態で樹脂の
注入が行なわれる。

またこの発明の成形型は、キャビティ型とノくキューム
バッグとを有し、キャビティ型にはキャビティを挟んで
一側辺部に沿って延びる樹脂供給溝と、他側辺部に沿っ
て延びる排気溝とが形成され、或形型上にはバキューム
バッグがキャビティを覆って配置され、バキコ．−ムバ
ッグの周縁部がシール部材によりシールされることによ
りクランプ手段を用いることなくキャビティの密閉がな
され、また樹脂供給溝から排気溝へ減圧下で液状樹脂が
送られ、成形中に成形品全体にバキュームノ＜・ソグを
介して均一な圧力を作用させた状態で樹脂の注人が行な
われる。

〔実施例〕

第１図〜第４図において、成形型はキャビティ型１とコ
ア型を構成するバキュームバッグ５とか７ ら構成され、キャビティ型１は平板状に形威されるとと
もに所定のキャビティ２が形威されてなり、このキャビ
ティ２を挟んで一側辺部に沿って延びる樹脂供給溝３と
、他側辺部に沿って延びる排気溝４とが形成されている
。上記樹脂供給溝３の一端部には、図示しない樹脂供給
源からの樹脂注入ホース７が接続され、上記排気溝４の
一端部には図示しない排気手段（バキュームポンプ）へ
のバキュームホース８が接続されている。

この樹脂注入ホース７の接続部は、第２図に示すように
樹脂注入ホース７の外周部に両面粘着テプ７１を接着し
、この粘着テープ７１を介して注入ホース７が樹脂注入
溝３中に接合されるようにしている。またバキュームホ
ース８の排気溝４に対する取付けも、これと同様にして
いる。

上記樹脂注入ホース７には、このホース７を挟み付けて
樹脂の注入を遮断するクランプ７０が配置され、バキュ
ームホース８には排気とともに吸引された樹脂を分離す
る樹脂トラップ８０が設けられている。

８ 上記樹脂供給溝３の側部には、第３図に示すように段部
３３が形成され、この段部３３上に先端部がテーパ形状
のゲート板３１が載置され、また樹脂供給溝３の内側に
は樹脂供給溝３側からキャビティ型ｌの内側（中心側）
ほど高くなる傾斜面３２が形威され、この傾斜面３２と
ゲート板３１との間に形威される隙間（樹脂ゲートの幅
）が樹脂供給溝３側ほど徐々に広くなるようにかつこの
隙間の最も狭い部分が成形品の厚さａよりも例えば１〜
３ｍｍ程度広くなるようにして、樹脂が樹脂供給溝３か
らキャビティ２中にスムーズに流れるようにしている。

この樹脂ゲートの幅は、液状樹脂の注入圧力に応じて変
化させるようにしてもよい。

上記キャビティ型１上には、キャビティ２、樹脂供給溝
３および排気溝４を覆い、周縁部がキャビティ型１の上
面１ａ上にシール部材５０で接着されることによりキャ
ビティ内を密閉するバキュムバッグ５が取付けられる。

このバキュームバッグ５は、ナイロン、ポリエチレン、
ボリプロピ９ レン、ポリエステル、シリコンなどのプラスチックフィ
ルムで構成され、フィルムの厚さは１０〜２００μ程度
にすればよい。またシール部材５０はプチルゴム粘着材
などを用いればよい。

上記キャビティ型１およびバキュームバッグ５を使用し
てプラスチックの或形を行なうには、まずキャビティ型
１にワックスを塗布した後、ゲルコートを吹付け、ゲル
コートを硬化させる。つぎに、キャビティ２内に所定の
強化繊維６および必要に応じて芯材３４を設置し、第３
図に示すように段部３３にゲート板３ｌを設置すること
により強化繊維６の一端部を押え付けて固定させるとと
もに、傾斜面３２とゲート板３１との間に樹脂ゲートを
形威させる。そして強化繊維６およびゲート板３１を覆
ってバキュームバッグ５を配置し、その周縁部をシール
部材５０によりキャビティ型ｌの上面ｌａ上に接着させ
ることによりキャビティ内を密閉する。

この状態で図示しない排気手段を駆動させてバキューム
ホース８を通して排気を行ない、キャビ１０ ティ内を７３０〜１６０Ｔｏｒｒ程度の減圧状態にする
。この空気の吸引は、樹脂注入中および注入された樹脂
の硬化まで継続して行なう。ついでクランプ７０を解放
して、図示しない樹脂供給源から樹脂供給ホース７を通
して一定量またはバキュームホース８に樹脂が吸引され
るまで、硬化剤を混合した液状樹脂を樹脂供給溝３中を
送り込む。

一定量の注入終了後はクランプ７０により樹脂供給源か
らの樹脂の供給を遮断する。樹脂供給溝３中に所定の圧
力で供給された樹脂は、その長さ方向全体に充填される
とともに、傾斜面３２とゲート板３ｌとの間の樹脂ゲー
トを通って幅方向（第３図の右方向）に強化繊維６間を
通って送られ、芯材３４の部分では上下に分かれて送ら
れる。

樹脂の供給中は、キャビティ内は減圧状態であるために
、常にバキュームバッグ５を介して大気圧が強化繊維６
およびそれに浸透する樹脂に作用し、しかも上型を構成
するバキュームバッグ５はキャビティ型ｌの形状に沿う
ために、型の精度不良により成形品に寸法誤差が生じる
ことはない。

１ｌ しかも加圧力が全面に均一に作用するために強化繊維６
には全体に亘って樹脂がスムーズに浸透する。

なお、傾斜面３２とゲート板３↓との間のゲートから押
し出された樹脂は、その外側で仮想線３６に示すように
バキュームバッグ５を押上げるが、樹脂が順次強化繊維
６中に浸透することにより大気圧の力で元の形状に復帰
する。このように、局部的に樹脂の圧力が高まると、そ
れに応じてバキュームバッグ５が変形して余分な樹脂を
一時的に保持するために、液状樹脂の供給の際に局部的
な圧力の上昇が生じるのが防止され、このため威形型に
も成形品にも悪影響を与えるのが防止される。

また、減圧下で樹脂を供給するために、繊維のない部分
は型の端部で樹脂のパリを生じさせることもない。

上記樹脂供給溝３から強化繊維６間を通して送られた液
状樹脂１０は、その余剰分が排気溝４中に貯留される。

このため樹脂供給溝３から排気溝４中へ送られる樹脂に
幅方向（第１図の左右方向）１２ の速度差が生じても、樹脂を吸引することなく空気のみ
を吸引することができ、また樹脂トラップ８０の容量を
小さくすることができる。

液状樹脂をバキュームホース８に吸引されるまで供給し
た場合は、液状樹脂１０が排気溝４中に充満し、バキュ
ームホース８から吸引されるようになった時点で、クラ
ンプ７０により樹脂供給源からの樹脂の供給を遮断する
。そして一定時間の経過により樹脂が硬化した後にバキ
ュームバッグ５を取外して成形品をキャビティ型■から
取外す。

また樹脂供給溝３および排気溝４の部分（成形品の周縁
部）は切り捨てて製品とする。

第５図および第６図は成形型の別の例を示し、キャビテ
ィ型１１には上記同様に樹脂注入溝３が形成され、この
キャビティ型１１に対し所定の強化繊維６を設置し、そ
の上をバキュームバッグ５で覆ってその周縁部をシール
部材５０でシールした後、バキュームバッグ５の一側部
上にゲート部材３７を配置している。このゲート部材３
７は、その先端部下側に樹脂注入溝３およびその内側ｌ
３ （キャビティ型の中央側）に対向する凹部３８が形成さ
れ、この凹部３８とキャビティ型１１の上面との間に成
形品の厚さａより大きな隙間（樹脂ゲート）が形威され
るようにしている。

また上記キャビティ型１１の一端面には支柱１２が取付
けられ、この支柱１２の上端部には腕１３が取付けられ
、この腕１３の先端部に押え部材ｌ４が取付けられてい
る。そしてこの押え部材１４を保持する腕１３は、その
基端部を中心に回動して図示の仮想線に示すように上昇
（後退）することができるようにしている。また腕１３
は水平状態（第５図実線の状態）で支柱１２に対して固
定され、この状態の腕１３に対して押え部材１４が上下
動可能に螺着されている。したがって、この押え部材１
４を下向きに押し進めることにより、その下端部でゲー
ト部材３７をバキュームバッグ５を介してキャビティ型
１１上に圧着し、凹部３８とキャビティ型１１の上面と
の間に所定のゲト幅を設定することができる。

また空気排出側では、第６図に示すように、排ｌ４ 気溝４を設けずにキャビティ型↓１の一側部に沿って延
びるＬ字形の排気通路部材８２を配置し、これによって
断面三角形の排気通路８２ａを形成するとともにその上
部にバキュームホース８を接続し、また排気通路部材８
２の内側端部には多数の切欠部８１を形成し、この切欠
部８１を通してキャビティ内の空気を排気通路８２ａ中
に導入するようにしている。第６図ではバキュームバッ
グ５の図示は省略しているが、バキュームバッグ５はキ
ャビティ型１１上の強化繊維６および排気通路部材８２
を覆うように載置し、その周縁部で上記同様にシール部
材５０でシールを行なう。

上記構成では、ゲート用の段部３３が必要なく、キャビ
ティ型工１の形状が単純になり、このため型の製作費が
安価になるとともに、ゲート板にワックスを塗布する必
要がなく、成形の準備作業が容易になるという利点があ
る。さらにゲート板３７の押え込み量を調整することに
より、樹脂ゲートの幅を容易に調整することができると
いう利点もある。

ｌ５ 上記第５図および第６図の構成においても、第１図〜第
４図に示す構成のものとその作用は同様である。

第７図はキャビティのシール構造の別の例を示し、上記
第１図〜第４図の構成に加え、バキュムバッグ５の全体
を覆うバキュームバッグ５５を配置し、その周縁部をシ
ール部材５０ａでシールし、かつバキュームバッグ５５
の一部には排気管５５ａを接続してここからも排気を行
なうようにしている。この排気は、バキュームバッグ５
の内側より真空度を高めるようにするのが好ましい。

上記構成では万一バキュームバッグ５に、ピンホルや引
掻き疵あるいはシール部材５０の接着不良などが生じて
漏れが生じた場合でも、その外側がバキュームバッグ５
５によって減圧されているため、キャビティ内を所定の
真空度に保つことができる。

またバキュームバッグ５と５５との間に、通気性繊維５
６を介在させてもよく、このようにするとバキュームバ
ッグ５に漏れが生じた場合は敏感１６ に空気が伝わり、バキュームバッグを二重に配置した効
果がより大きくなる。

第８図はキャビティのシール構造のさらに別の例を示し
、バキュームバッグ５の周縁部にはシル部材５９により
シールプレート５７を接着し、このシールプレート５７
の下側にゴムパッキン５８を配置し、このゴムパッキン
５８をキャビティ型１１上に圧着させることによりキャ
ビティ内をシールするようにしている。

この構或では、バキュームバッグ５を接着させる手間が
省けて成形ごとの準備作業が容易になり、また所定の成
形後、バキュームバッグ５を取外す際に接着部を剥がす
必要はなく、したがってバキュームバッグ５を傷つける
ことがないために、バキュームバッグ５を繰返し使用す
ることができるという利点がある。

なお、上記各実施例では、キャビティを挟んで樹脂供給
溝３を一側辺に、排気溝を他側辺に配置した例を示した
が、両側辺または周辺（四辺）に排気溝を配置して、中
央部の適宜の供給口から樹１７ 脂を供給するようにしてもよく、あるいは両側辺または
周辺（四辺）に樹脂供給溝を配置し、中央部の適宜の排
気口から排気を行なうようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の成形方法はバキューム
アシスト・レジンインジエクション法において、上型（
コア型）としてプラスチックフイルムからなるバキュー
ムバッグを用い、成形中に成形品全体に均一な圧力を作
用させるようにしたものであり、成形の準備作業が容易
で、品質の良好な成形品を安価に製造することができる
。

またこの発明の成形型は、キャビティ型とバキュームバ
ッグとを有し、キャビティ型にはキャビティを挟んで一
側辺部に沿って延びる樹脂供給溝と、他側辺部に沿って
延びる排気溝とが形成され、成形型上にはバキュームバ
ッグがキャビティを覆って配置されるものであり、成形
型として強度の大きなものは必要なく、高い寸法精度は
要求されず、またコア型がプラスチックフィルムで構成
さ１８ れるために、戊形型を安価に製造することができる。さ
らに、コア型として強度の高いものが要求されないため
に、従来の成形型では不可能であった大きな威形品の成
形も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す成形型の部分切欠き斜
視図、第２図は第１図の樹脂注入部の拡大斜視図、第３
図および第４図はそれぞれ第１図の■−■線およびＩＶ
−ＩＶ線断面図、第５図はこの発明の成形型の別の例を
示す樹脂注入部の拡大断面図、第６図はその空気排出部
の拡大斜視図、第７図はキャビティのシール構造の別の
例を示す部分切欠き断面図、第８図はシール構造のさら
に別の例を示す部分断面図である。 １．１１・・・キャビティ型、２・・・キャビティ、３
・・・樹脂供給溝、４・・・排気溝、５，５５・・・バ
キュムバッグ、６・・・強化繊維、７・・・樹脂供給ホ
ース、８・・・バキュームホース、１０・・・液状樹脂
、３１，３７・・・ゲート板、５０．５０ａ・・・シー
ル部材、８２・・・排気通路部材。 １９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定形状のキャビティを有するキャビティ型に強化
   繊維を設置するとともに必要に応じて心材を設置し、こ
   の強化繊維をバキュームバッグで覆い、かつその周縁部
   をキャビティ型にシール構造で接着してキャビティ内を
   密閉した状態で、キャビティ型の所定位置から空気を排
   出するとともに、キャビティ型の上記空気排出部から最
   も離れた位置から樹脂を注入することにより大気の圧力
   でバキュームバッグを介して押圧しつつ成形することを
   特徴とするプラスチックの成形方法。 ２、所定形状のキャビティを有するキャビティ型に強化
   繊維を設置するとともに必要に応じて芯材を設置し、こ
   の強化繊維をバキュームバッグで覆い、かつその周縁部
   をキャビティ型にシール構造で接着してキャビティ内を
   密閉した状態で、キャビティ型の一側辺部から空気を排
   出するとともに、キャビティ型の他側辺部から樹脂を注
   入することにより大気の圧力でバキュームバッグを介し
   て押圧しつつ成形することを特徴とするプラスチックの
   成形方法。 ３、所定形状のキャビティを有するキャビティ型とプラ
   スチックフィルムとからなるバキュームバッグとで成形
   用型が構成され、上記キャビティ型にはキャビティを挟
   んで一側辺部に沿って延びる樹脂供給溝と、他側辺部に
   沿って延びる排気溝とが形成され、上記樹脂供給溝には
   樹脂供給源からの樹脂注入ホースが接続され、上記排気
   溝には排気手段へのバキュームホースが接続され、キャ
   ビティ型上にはバキュームバッグが上記樹脂供給溝、排
   気溝およびキャビティを覆って配置され、かつその周縁
   部がシール構造で成形型上に接続されていることを特徴
   とするプラスチック成形用型の構造。 ４、上記樹脂供給溝上にはゲート板が配置され、このゲ
   ート板の下面とキャビティ型の上面との間に樹脂をキャ
   ビティ内に導く隙間が形成されていることを特徴とする
   請求項３記載のプラスチック成形用型の構造。 ５、上記バキュームバッグの周縁部はシール部材を介し
   てキャビティ型上に接着されることにより接続されてい
   ることを特徴とする請求項３または４記載のプラスチッ
   ク成形用型の構造。