JPH062341B2 - ウイスカ−プリフオ−ムの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維強化複合材の繊維質骨格とされるウイス
カープリフォームの製造装置に関する。

〔従来の技術〕 ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄あるいは黒鉛などのウイスカーを強化
物質として繊維強化複合材を形成するための有効手段の
１つに、予め賦形されたウイスカーの集合プリフォーム
に金属溶湯あるいは液状プラスチックなどのマトリック
ス物質を加圧含浸して固化する方法がある。この方法に
よって得られる複合材の品質は、繊維質骨格となるウイ
スカープリフォームの組織構造、とくにその均質性の度
合に大きく依存する。また、この種の複合材製品を量産
するためには、中間体としてのウイスカープリフォーム
を迅速かつ精度よく形成することが重要な要件となる。

従来、ウイスカープリフォームの製造には、ウイスカー
を水、有機溶剤などの液媒体に分散させたのち過成形
−乾燥処理する湿式形成法（特開昭59−121196号）が効
果的とされており、更にこの際の過成形を加圧下でお
こなうプロセス（特開昭59−12049号）をとると前途の
要件に沿う効率的なプリフォームの形成化が可能とな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の湿式形成法は、底部のみを
過面とする装置により過操作をおこなっていた関係
で、過面上にウイスカーが残留堆積するに従って過
抵抗が増大し、形成層を流下する分散媒の通過速度が指
数関数的に減少する現象が生じる。このような現象は、
アスペクト比の小さな微細性状のウイスカーを用いて長
尺状に過成形する場合に顕著に起り、高いガス圧力を
付加しても最早円滑な過操作が期待できなくなる。

このため、ウイスカープリフォーム化の効率が極度に低
下するうえに、形成されるウイスカープリフォームの上
下組織に密度的な均質斑が発生する問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解消するために有効なウイスカ
ープリフォームの製造装置を提供するもので、その構造
は、上部に導入口（２）を備える外筒部（１）と底面
液排出機構（４）ならびに側面液排出機構（５）を備
える内筒槽部（３）とからなり、該内筒槽部（３）
を前記外筒部（１）に内設したシール機構（９）を介し
て上下スライド可能に装着した点に特徴を有する。

〔作用〕

ウイスカープリフォームの形成はスイスカー分散液を装
置内に流入し導入口（２）から空気を圧入しながら過
成形するプロセスでおこなわれるが、この段階で内筒
槽部（３）にウイスカーが漸次過堆積するに応じて外
筒部（１）を上方にあるいは内筒槽部（３）を下方に
スライドさせる。こうすることによって、液は底面
液排出機構（４）ばかりでなく側面液排出機構（５）
からも流出し、順次に過面積を増大する作用が付与さ
れる。この作用を通じて、装置内部に発生する過抵抗
は常に低位かつ一定水準に保持されて極めて円滑迅速に
過成形が完結する。

〔実施例〕

以下、本発明装置を例示した縦断面構造図に基づいて説
明する。

図において、（１）は上部にウイスカー分散液および加
圧用空気を供給するための導入口（２）を備えた外筒
部、（３）は底面液排出機構（４）ならびに側面液
排出機構（５）を備えた内筒槽部である。

内筒槽部（３）を構成する底面液排出機構（４）
は、図示のように多数の流出孔を設けた底盤部材面に
紙、布などのフィルター部材（６）を展着する構造、
あるいは全体をガラス、セラミツクのような固形材に
よって形成する構造とすることができる。

側面液排出機構（５）は、円筒形状の側壁部材（７）
に多数の貫通小孔（８）を縦横等間隔に配列するように
穿設し、この内面に紙、布などのフィルター部材
（６）を展着して構成される。側壁部材（７）に形成す
る貫通小孔は、直径0.2〜2.0mmとし縦横等間隔を２〜２
０mmの範囲内に設定することが望ましい。

外周部（１）と内筒槽部（３）とは、外周部の先端位
置に内設されたオイルシールのようなシール機構（９）
を介し、密封状態において上下方向にスライド可能に装
着される。この場合、内筒槽部（３）の先端外周面に
補助的なシール機構（９′）を介設することもできる。
そして機械的に、内筒槽部（３）を固定して外周部
（１）をスライドさせるか、その逆に外周部（１）を固
定して内筒槽部（３）をスライドするようにし、スラ
イド操作が例えば過抵抗（内圧変化）に応じて自動的
あるいは半自動的におこなえる構造に設計される。

（１０）は、内筒槽部（３）から流出した液を受け
るための受槽である、 過成形にあたっては、外筒部（１）のシール機構
（９）を内筒槽部（３）の最下段の貫通小孔（８）を
塞ぐ位置にセットし、この状態で導入口（２）からウイ
スカー分散液（１１）を流入して槽内に充満する。つい
で、導入口（２）を圧搾空気の供給管と切換連結して槽
内を加圧すると底面液排出機構（４）から液の流出
が進み、同時に槽内部に漸次ウイスカー（１２）が
過堆積する。ウイスカーの過堆積が進行して過抵抗
が所定の水準に達すると、外筒部（上方）あるいは内筒
槽部（下方）がスライドして側壁部材（７）の最下段
貫通小孔がシール機構（９）の下部に位置し、側面液
排出機構（３）からの液流出が開始される。

過の進行と共に上記スライド移行が協動的におこなわ
れ、過が完結するまで低位かる一定水準の過抵抗が
保持される。

このようにして過成形された湿潤スイスカーケーキ
は、そのまま若しくは複合材とした際のＶｆ値を考慮し
た所望の密度に圧縮して加熱乾燥される。

〔発明の効果〕

本発明に係る装置は上記のような構造機能を有するか
ら、極めて迅速かつ円滑に過成形が完了する。そのう
え過速度が一定化するから成形プリフォームの上下組
織に密度斑が生じることがない。

したがって、アスペクト比の小さな微細性状のウイスカ
ーを用いた長尺プリフォームを目的とするケースでも、
常に量産性よく均質組織のウイスカープリフォームとし
て製造することが保障される。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例を示す縦断面図である。 （１）…外筒部、（３）…内筒槽部、（４）…底面
液排出機構、（５）…側面液排出機構、（９）…シー
ル機構、（１１）…ウイスカー分散液、（１２）…ウイ
スカー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に導入口を備える外筒部と底面液排
   出機構ならびに側面液排出機構を備える内筒槽部と
   からなり、該内筒槽部を前記外筒部に内設したシール
   機構を介して上下スライド可能に装着した構造をもつウ
   イスカープリフォームの製造装置。
2. 【請求項２】側面液排出機構が、貫通小孔を縦横等間
   隔に列設した側壁部材の内面にフィルター部材を展着し
   て構成される特許請求の範囲第１項記載のウイスカープ
   リフォームの製造装置。