JPH0618730B2 - プラスチック系複合材の成形方法 - Google Patents

プラスチック系複合材の成形方法

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    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プラスチック系複合材、特にプリプレグ材料
等を使用した複合材の成形方法に関するものである。
［技術的背景と従来技術］ 複合材の円管や型材を連続的に製造する加工方法の一つ
にプルトルージョンがある。この成形法は一般的に炭素
繊維やガラス繊維等の強化繊維に樹脂を含浸させなが
ら、加熱した型の中を通過させ、樹脂と繊維を硬化させ
て連続的に製品とする製法である。
従来、樹脂には摩擦係数の関係から、ポリエステル樹脂
が用いられてきたが、最近では製法も改善され、エポキ
シ樹脂の使用も可能となり強度／信頼性が大幅に向上し
てきた。その結果、建築材料、電設材、輸送用機器等ば
かりでなく、航空機への応用も増えつつある。しかし、
例えば、航空機の構造部材への応用を考えると、 (1) 繊維対樹脂比率が60％対40％と低いため、高い強度
が得難い。
(2) 樹脂の硬化時間が極めて短いので、安定した硬化に
疑問がある。
(3) 成形のための離型剤が樹脂中に混入してしまい、二
次接着が難しい。
(4) 表面には摩擦を少なくするため離型のための被膜が
必要である。
(5) 繊維方向（特に45度方向）のコントロールが難し
い。
等の欠点から二次構造部材としてはともかく、高強度を
要求される一時構造部材への適用は困難と判断されてい
る。
この欠点の原因の一つは成形時の加圧方法にある。成形
中の加圧は製品表面の円滑さを保つためと、品質の安定
性確保のために必要であるが、加圧方法として、不織布
のマットを繊維構成中に配合して、繊維が成形用の型に
絞り込まれていく際の反発力を利用している。
この方法では圧力に限度があると同時に、繊維対樹脂の
比率にも限度が生じてくる。また、圧力を加えたまま製
品を引き抜くため、摩擦力が大きくなり、材料に制約が
あると同時に潤滑剤（離型剤）が必要となる。
［発明の目的］ そこで本発明の目的は、繊維対樹脂の比率を高めること
ができ、かつ、製品の引き抜きに際し、潤滑剤が不必要
となるプラスチック系複合材料の成形方法を提供しよう
とするものである。
［構成］ 本発明は上記目的を達成すべく、繊維で補強されたプラ
スチック材料を間欠的に加圧して加熱・加圧成形し、加
圧が解除された期間にプラスチック部材を移動するよう
にし、これを繰返すことにより連続的成形を行うよう構
成するものである。
［発明の作用］ 繊維で構成されたプラスチック材料は、間欠的に強力な
加圧・加熱により成形され、かつ熱硬化し、加圧を解除
した期間中に少しずつ移動するよう構成してあるので、
特別な部材表面処理や潤滑材を必要とせずに、スムーズ
に移動する。
［実施例］ 次に、図面に示す実施例により本発明を詳述する。
第１図は本発明の成形方法によるプラスチックの成形装
置の概要工程説明図である。
繊維で補強されたプリプレグ材料シート１は、テンショ
ンをかけられた状態で、テンション装置２から送ら出さ
れる。この実施例はプリプレグ材料シート４層重合の場
合を示しているが、重合層数は必要に応じて適宜変更し
得るものである。
各テンション装置から送り出されるプリプレグ材料シー
ト１は送り出しローラ３を通過して成形ローラ４への送
られる。成形ローラ４は成形しようとする形態により様
々な形とすることができる。この実施例では成形品をＶ
型とするためにＶ型ローラとなっている。成形ローラ４
を通過して約Ｖ字型に成形されたプリプレグ材料シート
１は加熱加圧装置５に送られる。
加熱加圧装置５は加熱雌型６と、この雌型に嵌入する型
の押圧雄型７とより構成されている。加圧雌型６は常時
加熱状態となっているが、押圧雄型７は昇降運動をして
間欠的に加熱雌型６に嵌入押圧を繰り返す構成となって
いる。
加熱加圧装置５により成形が完了したプリプレグ材料シ
ート１（成形済み部材８）は、加熱加圧装置５の押圧雄
型７が上昇し、押圧解除した時のみ間欠的に作動する引
出装置（図示せず）により間欠的に移動される。
この場合の加熱加圧装置５の間欠押圧と引出装置の間欠
作動とのタイミングおよびプレプレグ材料シートの成形
進行状態を第２図に示している。
すなわち、押圧雄型７を降下して加熱雄型６に嵌入さ
せ、Ｔ１時間加圧させる。この間、プリプレグ材料シー
ト１の送りは停止させている。次に押圧雄型７を上昇さ
せてＴ２時間押圧を解除する間に引出装置をＴ３時間Ｏ
Ｎさせる。このようなタイミングで加熱加圧装置５およ
び引出装置を作動することにより、プリプレグ材料シー
ト１はＴ１時間加熱加圧された後、加圧解除と共に送出
方向に移動させられる。
すなわち、成形中に型に加えている圧力を一瞬抜いて、
その間に材料を滑らせて、僅かに送るようにし、これを
連続的に繰返しながら成形を続ける。
また、必要に応じて、第１図点線で示すように、加熱加
圧装置５の後に後熱炉を配置することも可能である。
この加圧方法は必要に応じて圧力を高めることができる
ので、繊維対樹脂の比率を70％対30％まで高めることが
でき、繊維の方向性が安定する。以上の成形方法によっ
て成形できる形状は、第３図に示すように、中空円筒
（ａ図参照）、角筒（ｂ図参照）、断面形状がＩビーム
型（ｃ図参照）、断面形状が点対称となるアングル型
（ｄ図参照）等、直線長尺物が一般的であるが、雄雌型
に一定の曲率をもたせておけば、第４図に示すような環
状の製品を作ることもでき、これらは、例えば航空機の
胴体フレーム等に利用できる。さらに、曲率の小さい型
を使い、連続的に送り出すことにより、第５図に示すよ
うなコイルスプリングの製造も可能となる。
［発明の効果］ 本発明は以上のように、プリプレグ材料シートの加熱・
加圧成形と引き出し進行とを繰り返し続けているので、
短い型で長尺物の成形が可能となった。さらに、このよ
うな方法によると繊維対樹脂の比率が70％対30％と大幅
に改善され、繊維の方向がきちんと守られた安定した品
質の製品が得られる。そして、成形済み部材は、加圧を
解除した間に移動するので、摩擦を少なくするための表
面処理を施す必要が無く、さらに、潤滑剤をも必要とし
ないので、樹脂が潤滑剤による悪影響を受けることな
く、製品の二次接着が容易となる等により、成形された
製品は、例えば航空機の言字構造用のような高い強度を
必要とする部材への適用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の方法によるプラスチック成形装置の
概要工程説明図、第２図は加熱加圧装置と引出装置との
タイミングおよびプリプレグ材料シートの成形進行状態
を示すグラフ、第３図、第４図、第５図は成形製品の斜
視図である。 １……プリプレグ材料シート、 ４……成形ローラ、５……加熱加圧装置、 ６……加熱雌型、７……加圧雄型、 ８……成形済み部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】繊維で補強されたプラスチック材料を加熱
    ・加圧して成形するに際し、前記プラスチック材料のの
    加熱・加圧を間欠的に行ない、その加圧解除時にプラス
    チック材料を移行させるようにし、これを連続的に繰返
    しながら成形を続けるようにしたことを特徴とするプラ
    スチック系複合材の成形方法。
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