JP2005059420A - 圧縮成形用金型および熱硬化性樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 樹脂材料が金型外部に流出することがない、熱硬化性樹脂の成形に好適な圧縮成形用金型および熱硬化性樹脂成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】 キャビティ23の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部24が形成された圧縮成形用金型20において、シェアエッジ部24を鉛直方向に対して 0.2〜3゜傾斜させ、シェアエッジ部24における型の表面温度をキャビティ23における型の表面温度よりも高くするシェアエッジ用ヒータ26(温調手段)を設ける;または、シェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部を設ける;または、シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、密封空間を脱気するための脱気口、および脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 キャビティ23の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部24が形成された圧縮成形用金型20において、シェアエッジ部24を鉛直方向に対して 0.2〜3゜傾斜させ、シェアエッジ部24における型の表面温度をキャビティ23における型の表面温度よりも高くするシェアエッジ用ヒータ26(温調手段)を設ける;または、シェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部を設ける;または、シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、密封空間を脱気するための脱気口、および脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰を設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、圧縮成形用金型および熱硬化性樹脂成形品の製造方法に関する。
従来から、圧縮成形用金型には、図6および図7に示すように、上型11と下型12とが相対接近した際に、両型の間で樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ13の周縁部から樹脂材料がはみ出さないようにするために、キャビティ13の周縁部における径方向の両型のクリアランスAを樹脂材料のはみ出しを抑える小ささ(通常は0.05〜0.1mm)に設定した所定の高さB(通常は5mm以下)のシェアエッジ部14が設けられている。
しかしながら、このような圧縮成形用金型を熱硬化性樹脂の圧縮成形に用いた場合、硬化前の熱硬化性樹脂が、加熱によって粘度が低下して流動性が高くなってしまうために、この低粘度の熱硬化性樹脂がシェアエッジ部14をすり抜けて金型外部に流れ出してしまい、得られる成形品の外観が悪くなるという問題があった。特に、短繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシートモールディングコンパウンド(SMC)や長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを樹脂材料として用いた場合、樹脂の流れにより繊維が乱れ、成形品の強度が低下するという問題があった。
熱硬化性樹脂の圧縮成形用金型としては、キャビティよりも外側にシール材を設け、キャビティを外気から遮断して真空脱気できる金型が知られている(特許文献1参照)。
この圧縮成形用金型では、低粘度の熱硬化性樹脂が金型外部に流れ出ることがないが、キャビティを真空脱気しながら圧縮成形するため、キャビティの樹脂材料が金型に設けられた脱気口から流出するという問題があった。
特開平7−88871号公報
この圧縮成形用金型では、低粘度の熱硬化性樹脂が金型外部に流れ出ることがないが、キャビティを真空脱気しながら圧縮成形するため、キャビティの樹脂材料が金型に設けられた脱気口から流出するという問題があった。
よって、本発明の目的は、樹脂材料が金型外部に流出することがない、熱硬化性樹脂の成形に好適な圧縮成形用金型および熱硬化性樹脂成形品の製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、脱気しながら成形を行う場合でも、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、かつ樹脂材料が脱気口から流出することがない、熱硬化性樹脂の成形に好適な圧縮成形用金型を提供することにある。
また、本発明の目的は、脱気しながら成形を行う場合でも、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、かつ樹脂材料が脱気口から流出することがない、熱硬化性樹脂の成形に好適な圧縮成形用金型を提供することにある。
すなわち、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられていることを特徴とするものである。
ここで、前記温調手段は、キャビティを加熱するキャビティ用ヒータと、シェアエッジ部を加熱するシェアエッジ用ヒータとを具備し、型の表面からシェアエッジ用ヒータまでの距離が、型の表面からキャビティ用ヒータまでの距離よりも短くされていることが望ましい。
また、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、シェアエッジ部が、鉛直方向に対して0.2〜3゜傾斜していることを特徴とするものである。
ここで、前記温調手段は、キャビティを加熱するキャビティ用ヒータと、シェアエッジ部を加熱するシェアエッジ用ヒータとを具備し、型の表面からシェアエッジ用ヒータまでの距離が、型の表面からキャビティ用ヒータまでの距離よりも短くされていることが望ましい。
また、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、シェアエッジ部が、鉛直方向に対して0.2〜3゜傾斜していることを特徴とするものである。
また、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑える第1のシェアエッジ部が形成され、さらに第1のシェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部が形成されたことを特徴とするものである。
また、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、密封空間を脱気するための脱気口、および脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型を用いた熱硬化性樹脂成形品の製造方法において、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも5〜10℃高くすることを特徴とする。
また、本発明の圧縮成形用金型は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、密封空間を脱気するための脱気口、および脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型を用いた熱硬化性樹脂成形品の製造方法において、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも5〜10℃高くすることを特徴とする。
シェアエッジ部が鉛直方向に対して0.2〜3゜傾斜している本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられている本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑える第1のシェアエッジ部が形成され、さらに第1のシェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部が形成された本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられている本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、キャビティの周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑える第1のシェアエッジ部が形成され、さらに第1のシェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部が形成された本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、密封空間を脱気するための脱気口、および脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰が設けられている本発明の圧縮成形用金型は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、かつ樹脂材料が脱気口から流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも5〜10℃高くする本発明の熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
また、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも5〜10℃高くする本発明の熱硬化性樹脂成形品の製造方法は、樹脂材料が金型外部に流出することがなく、熱硬化性樹脂の成形に好適である。
以下、本発明について詳細に説明する。
(形態例1)
図1および図2は、本発明の圧縮成形用金型の一例を示す図である。この圧縮成形用金型20は、相対移動可能とされた上型21および下型22を備えたものであり、上型21および下型22が相対接近した際には、上型21および下型22との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ23が形成され、かつキャビティ23の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部24が形成されるものである。
また、上型21および下型22内には、キャビティ23を加熱する複数のキャビティ用ヒータ25,25・・・(温調手段)と、シェアエッジ部24を加熱する複数のシェアエッジ用ヒータ26,26・・・(温調手段)とが設けられている。
(形態例1)
図1および図2は、本発明の圧縮成形用金型の一例を示す図である。この圧縮成形用金型20は、相対移動可能とされた上型21および下型22を備えたものであり、上型21および下型22が相対接近した際には、上型21および下型22との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ23が形成され、かつキャビティ23の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部24が形成されるものである。
また、上型21および下型22内には、キャビティ23を加熱する複数のキャビティ用ヒータ25,25・・・(温調手段)と、シェアエッジ部24を加熱する複数のシェアエッジ用ヒータ26,26・・・(温調手段)とが設けられている。
シェアエッジ部24は、キャビティ23の周縁部から樹脂材料がはみ出さないようにするために、水平方向の上型21と下型22とのクリアランスCを樹脂材料のはみ出しを抑える小ささ設定した部分である。
シェアエッジ部24のクリアランスCは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスCが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスCが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
シェアエッジ部24の鉛直方向の高さDは、特に限定はされないが、好ましくは5〜30mmの範囲である。高さDが5mm未満では、樹脂材料が流れ出しやすくなり、高さDが30mmを超えると、圧縮成形用金型20が不必要に大きくなり、金型の製造費が不要に高価になってしまうため好ましくない。
シェアエッジ部24のクリアランスCは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスCが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスCが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
シェアエッジ部24の鉛直方向の高さDは、特に限定はされないが、好ましくは5〜30mmの範囲である。高さDが5mm未満では、樹脂材料が流れ出しやすくなり、高さDが30mmを超えると、圧縮成形用金型20が不必要に大きくなり、金型の製造費が不要に高価になってしまうため好ましくない。
シェアエッジ部24は、この部分における上型21および下型22の表面を鉛直方向に対して同じ角度で傾斜させることによって、鉛直方向に対して傾斜角αの傾斜を有している。
シェアエッジ部24の傾斜角αは、0.2〜3゜とされる。傾斜角αが0.2゜未満では、樹脂を流れにくくする効果が不十分であり、傾斜角αが3゜を超えると、シェアエッジ部24が型の水平方向に大きく拡がることとなり、圧縮成形用金型20が不必要に大きくなる。
また、上型21の表面の傾斜を、シェアエッジ部24およびキャビティ23で一致させることが好ましい。このようにすることで、図2に示す従来の圧縮成形用金型よりも、シール性が上がって型締めがよくなり、樹脂材料がさらに流れにくくなる。
シェアエッジ部24の傾斜角αは、0.2〜3゜とされる。傾斜角αが0.2゜未満では、樹脂を流れにくくする効果が不十分であり、傾斜角αが3゜を超えると、シェアエッジ部24が型の水平方向に大きく拡がることとなり、圧縮成形用金型20が不必要に大きくなる。
また、上型21の表面の傾斜を、シェアエッジ部24およびキャビティ23で一致させることが好ましい。このようにすることで、図2に示す従来の圧縮成形用金型よりも、シール性が上がって型締めがよくなり、樹脂材料がさらに流れにくくなる。
シェアエッジ用ヒータ26は、型の表面からシェアエッジ用ヒータ26までの距離Eが、型の表面からキャビティ用ヒータ25までの距離Fよりも短くなるように、シェアエッジ部24近傍に設けられている。
距離Eは、シェアエッジ部24における型の表面温度がキャビティ23における型の表面温度よりも5〜10℃高くなるように、ヒータの出力等を加味して適宜設定される。通常の圧縮成形用金型では、距離Fは30mmに設定されているので、距離Eは30mm未満であり、好ましくは10〜20mmである。
距離Eは、シェアエッジ部24における型の表面温度がキャビティ23における型の表面温度よりも5〜10℃高くなるように、ヒータの出力等を加味して適宜設定される。通常の圧縮成形用金型では、距離Fは30mmに設定されているので、距離Eは30mm未満であり、好ましくは10〜20mmである。
次に、この圧縮成形用金型20を用いた成形品の製造方法について説明する。
まず、樹脂材料を下型22表面に配置する。次いで、上型21および下型22を相対移動させて金型を閉じ、上型21および下型22によって樹脂材料を加熱しながらプレスする。このとき、型の表面からシェアエッジ用ヒータ26までの距離Eが、型の表面からキャビティ用ヒータ25までの距離Fよりも短くされているので、シェアエッジ部24における型の表面温度は、キャビティ23における型の表面温度よりも高くなっている。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
まず、樹脂材料を下型22表面に配置する。次いで、上型21および下型22を相対移動させて金型を閉じ、上型21および下型22によって樹脂材料を加熱しながらプレスする。このとき、型の表面からシェアエッジ用ヒータ26までの距離Eが、型の表面からキャビティ用ヒータ25までの距離Fよりも短くされているので、シェアエッジ部24における型の表面温度は、キャビティ23における型の表面温度よりも高くなっている。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
シェアエッジ部24における型の表面温度は、キャビティ23における型の表面温度よりも5〜10℃高くされることが好ましい。シェアエッジ部24における型の表面温度(T1)と、キャビティ23における型の表面温度(T2)との差(T1−T2)が5℃未満では、シェアエッジ部24から流れ出る樹脂材料(熱硬化性樹脂)を素早く硬化させることができず、10℃を超えると、シェアエッジ部24の熱がキャビティ23に移り、キャビティ23の温度が所定温度よりも上がって、成形品の性状に影響を与える。
樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては熱硬化性樹脂が好適に用いられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
補強繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン、PBO繊維、ステンレススチール繊維などが挙げられ、中でも軽量化と剛性の点で、炭素繊維が好適に用いられる。
また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
補強繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン、PBO繊維、ステンレススチール繊維などが挙げられ、中でも軽量化と剛性の点で、炭素繊維が好適に用いられる。
プリプレグとしては、一方向に引き揃えられた補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸した一方向プリプレグ、および補強繊維を製織した織物に熱硬化性樹脂を含浸したファブリックプリプレグなどを用いることができる。また、ファブリックプリプレグとして、平織の織物を斜め(例えば、補強繊維に対して45゜方向)に裁断することによって得られる、経糸、緯糸が斜めに傾いているバイアスクロスに、熱硬化性樹脂を含浸したものを用いることもできる。
以上説明した圧縮成形用金型20にあっては、シェアエッジ部24が傾斜を有することにより、傾斜のない従来のシェアエッジ部と同じ高さとしても、樹脂材料が流れるシェアエッジ部24の距離が従来のものより長くなり、樹脂材料が流れにくくなる。
また、型の表面からシェアエッジ用ヒータ26までの距離Eを、型の表面からキャビティ用ヒータ25までの距離Fよりも短くすることによって、シェアエッジ部24を通って流出しようとする樹脂材料をキャビティ23よりも高い温度で加熱できる。よって、樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合、シェアエッジ部24における高温で樹脂材料を素早く硬化できるので、樹脂材料の流出を抑えることができる。
また、圧縮成形用金型20は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
また、型の表面からシェアエッジ用ヒータ26までの距離Eを、型の表面からキャビティ用ヒータ25までの距離Fよりも短くすることによって、シェアエッジ部24を通って流出しようとする樹脂材料をキャビティ23よりも高い温度で加熱できる。よって、樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合、シェアエッジ部24における高温で樹脂材料を素早く硬化できるので、樹脂材料の流出を抑えることができる。
また、圧縮成形用金型20は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
また、圧縮成形用金型20を用いた成形品の製造方法において、シェアエッジ部24を通って流出しようとする樹脂材料をキャビティ23よりも5〜10℃高い温度で加熱すれば、樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合、シェアエッジ部24における高温で樹脂材料を素早く硬化できるので、樹脂材料の流出を抑えることができる。
なお、本発明の圧縮成形用金型は、図示例のものに限定はされず、シェアエッジ部が、鉛直方向に対して0.2〜3゜傾斜しているもの、もしくは、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられているものであればよい。
また、温調手段は、図示例にあるような、型の表面からシェアエッジ用ヒータまでの距離を、型の表面からキャビティ用ヒータまでの距離よりも短くすることに限定はされず、例えば、シェアエッジ用ヒータに高出力のものを用いることによって、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くしてもよく、また、シェアエッジ用ヒータへ供給される電流をキャビティ用ヒータに供給される電流よりも高く調整する電流調節手段によって、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くしてもよい。キャビティ用ヒータおよびシェアエッジ用ヒータに用いる温調手段としては、特に限定はなく、電熱や蒸気による加熱手段などを用いることができる。
また、温調手段は、図示例にあるような、型の表面からシェアエッジ用ヒータまでの距離を、型の表面からキャビティ用ヒータまでの距離よりも短くすることに限定はされず、例えば、シェアエッジ用ヒータに高出力のものを用いることによって、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くしてもよく、また、シェアエッジ用ヒータへ供給される電流をキャビティ用ヒータに供給される電流よりも高く調整する電流調節手段によって、シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くしてもよい。キャビティ用ヒータおよびシェアエッジ用ヒータに用いる温調手段としては、特に限定はなく、電熱や蒸気による加熱手段などを用いることができる。
(形態例2)
図3は、本発明の圧縮成形用金型の他の例を示す図である。この圧縮成形用金型30は、相対移動可能とされた上型31および下型32を備えたものであり、上型31および下型32が相対接近した際には、上型31および下型32との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ33が形成され、キャビティ33の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑える第1のシェアエッジ部34が形成され、さらに第1のシェアエッジ部34よりも外側に離間して第2のシェアエッジ部35が形成されるものである。また、上型31および下型32内には、複数のヒータ(図示略)が設けられている。
図3は、本発明の圧縮成形用金型の他の例を示す図である。この圧縮成形用金型30は、相対移動可能とされた上型31および下型32を備えたものであり、上型31および下型32が相対接近した際には、上型31および下型32との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ33が形成され、キャビティ33の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑える第1のシェアエッジ部34が形成され、さらに第1のシェアエッジ部34よりも外側に離間して第2のシェアエッジ部35が形成されるものである。また、上型31および下型32内には、複数のヒータ(図示略)が設けられている。
第1のシェアエッジ部34は、キャビティ33の周縁部から樹脂材料がはみ出さないようにするために、水平方向の上型31と下型32とのクリアランスを樹脂材料のはみ出しを抑える小ささ設定した部分である。
第1のシェアエッジ部34のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
第1のシェアエッジ部34の鉛直方向の高さGは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
第1のシェアエッジ部34のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
第1のシェアエッジ部34の鉛直方向の高さGは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
第2のシェアエッジ部35は、第1のシェアエッジ部34から流れ出した樹脂材料を、第1のシェアエッジ部34と第2のシェアエッジ部35との空間36に留めて、第2のシェアエッジ部35から樹脂材料が流れ出さないようにするために、径方向の上型31と下型32とのクリアランスを樹脂材料の流出を抑える小ささ設定した部分である。
第2のシェアエッジ部35のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
第2のシェアエッジ部35の鉛直方向の高さHは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
第2のシェアエッジ部35のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
第2のシェアエッジ部35の鉛直方向の高さHは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
次に、この圧縮成形用金型30を用いた成形品の製造方法について説明する。
まず、樹脂材料を下型32表面に配置する。次いで、上型31および下型32を相対移動させて金型を閉じ、上型31および下型32によって樹脂材料を加熱しながらプレスする。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
樹脂材料としては、形態例1と同じものを用いることができる。本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては熱硬化性樹脂が好適に用いられる。また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸したSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
まず、樹脂材料を下型32表面に配置する。次いで、上型31および下型32を相対移動させて金型を閉じ、上型31および下型32によって樹脂材料を加熱しながらプレスする。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
樹脂材料としては、形態例1と同じものを用いることができる。本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては熱硬化性樹脂が好適に用いられる。また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸したSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
以上説明した圧縮成形用金型30にあっては、第1のシェアエッジ部34よりも外側にさらに第2のシェアエッジ部35が設けられているので、第1のシェアエッジ部34から流れ出した樹脂材料を、第1のシェアエッジ部34と第2のシェアエッジ部35との空間36に留めることができ、第2のシェアエッジ部35からの樹脂材料の流出を抑えることができる。
このような圧縮成形用金型30は、硬化する前に加熱によって粘度が低下して流動性が高くなってしまう熱硬化性樹脂の成形に好適である。また、圧縮成形用金型30は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸した樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
このような圧縮成形用金型30は、硬化する前に加熱によって粘度が低下して流動性が高くなってしまう熱硬化性樹脂の成形に好適である。また、圧縮成形用金型30は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸した樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
なお、本発明の圧縮成形用金型は、図示例のものに限定はされず、例えば、第1のシェアエッジ部34および第2のシェアエッジ部35が、形態例1におけるシェアエッジ部24と同じように傾斜を有しているものであってもよく、また、第1のシェアエッジ部34および第2のシェアエッジ部35における型の表面温度を、キャビティ33における型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられているものであってもよい。
(形態例3)
図4は、本発明の圧縮成形用金型の他の例を示す図である。この圧縮成形用金型40は、相対移動可能とされた上型41および下型42を備えたものであり、上型41および下型42が相対接近した際には、上型41および下型42との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ43が形成され、かつキャビティ43の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部44が形成されるものである。また、上型41および下型42内には、複数のヒータ(図示略)が設けられている。
図4は、本発明の圧縮成形用金型の他の例を示す図である。この圧縮成形用金型40は、相対移動可能とされた上型41および下型42を備えたものであり、上型41および下型42が相対接近した際には、上型41および下型42との間に樹脂材料を所望形状に成形するキャビティ43が形成され、かつキャビティ43の周縁部に樹脂材料のはみ出しを抑えるシェアエッジ部44が形成されるものである。また、上型41および下型42内には、複数のヒータ(図示略)が設けられている。
そして、下型42には、上型41と接触することで、シェアエッジ部44よりも外側に密封空間45を形成するシール材46が設けられ、上型41には、真空ポンプ(図示略)に接続し、密封空間45を脱気するための脱気口47が設けられ、密封空間45の上型には、図5に示すように、脱気口47への樹脂材料の流入を防ぐために、脱気口47のシェアエッジ部44側半分を囲むように設けられた半円状の堰48が設けられている。
シェアエッジ部44は、キャビティ43の周縁部から樹脂材料がはみ出さないようにするために、水平方向の上型41と下型42とのクリアランスを樹脂材料のはみ出しを抑える小ささ設定した部分である。
シェアエッジ部44のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
シェアエッジ部44の鉛直方向の高さIは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
シェアエッジ部44のクリアランスは、特に限定はされないが、好ましくは0.03〜0.15mmの範囲である。クリアランスが0.03mm未満では、上型と下型が相対接近した際にシェアエッジ部が異常に近づきすぎて金型を破損する恐れがある、クリアランスが0.15mmを超えると、樹脂材料が流れ出しやすくなる。
シェアエッジ部44の鉛直方向の高さIは、特に限定はされないが、通常は、5mm以下に設定される。
次に、この圧縮成形用金型40を用いた成形品の製造方法について説明する。
まず、樹脂材料を下型42表面に配置する。次いで、上型41および下型42を相対移動させて金型を閉じ、脱気口47から密封空間45並びにキャビティ43を真空脱気しながら、上型41および下型42によって樹脂材料を加熱し、プレスする。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
樹脂材料としては、形態例1と同じものを用いることができる。本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては熱硬化性樹脂が好適に用いられる。また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸したSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
まず、樹脂材料を下型42表面に配置する。次いで、上型41および下型42を相対移動させて金型を閉じ、脱気口47から密封空間45並びにキャビティ43を真空脱気しながら、上型41および下型42によって樹脂材料を加熱し、プレスする。圧縮成形後、金型を開き、所望形状の成形品を得る。
樹脂材料としては、形態例1と同じものを用いることができる。本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては熱硬化性樹脂が好適に用いられる。また、本発明の圧縮成形用金型を用いた成形品の製造方法においては、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸したSMCやプリプレグがより好適に用いられる。
以上説明した圧縮成形用金型40にあっては、シェアエッジ部44よりも外側に密封空間45を形成するシール材46が設けられているので、樹脂材料が金型外部に流出することがない。
また、脱気口47への樹脂材料の流入を防ぐ堰48が設けられているので、真空脱気によって脱気口47へと引き寄せられた樹脂材料をその手前で堰き止めることができ、樹脂材料が脱気口から流出することがない。
このような圧縮成形用金型40は、硬化する前に加熱によって粘度が低下して流動性が高くなってしまう熱硬化性樹脂の成形に好適である。また、圧縮成形用金型30は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
また、脱気口47への樹脂材料の流入を防ぐ堰48が設けられているので、真空脱気によって脱気口47へと引き寄せられた樹脂材料をその手前で堰き止めることができ、樹脂材料が脱気口から流出することがない。
このような圧縮成形用金型40は、硬化する前に加熱によって粘度が低下して流動性が高くなってしまう熱硬化性樹脂の成形に好適である。また、圧縮成形用金型30は、樹脂材料の流出を抑えることができるので、補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂材料の圧縮成形に用いても、樹脂の流れにより繊維を乱れさせることがなく、得られる成形品の強度を低下させることがない。
なお、本発明の圧縮成形用金型は、図示例のものに限定はされず、例えば、シェアエッジ部44が、形態例1におけるシェアエッジ部24と同じように傾斜を有しているものであってもよく、また、シェアエッジ部44における型の表面温度を、キャビティ43における型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられているものであってもよい。
従来の熱可塑性樹脂用の圧縮成形用金型では外観のよい熱硬化性樹脂成形品を得ることが困難であったが、樹脂材料が金型外部に流出することがない本発明の圧縮成形用金型によれば、外観に優れた熱硬化性樹脂成形品を得ることができる。
20 圧縮成形用金型
23 キャビティ
24 シェアエッジ部
25 キャビティ用ヒータ(温調手段)
26 シェアエッジ用ヒータ(温調手段)
30 圧縮成形用金型
33 キャビティ
34 第1のシェアエッジ部
35 第2のシェアエッジ部
40 圧縮成形用金型
43 キャビティ
44 シェアエッジ部
45 密封空間
46 シール材
47 脱気口
48 堰
23 キャビティ
24 シェアエッジ部
25 キャビティ用ヒータ(温調手段)
26 シェアエッジ用ヒータ(温調手段)
30 圧縮成形用金型
33 キャビティ
34 第1のシェアエッジ部
35 第2のシェアエッジ部
40 圧縮成形用金型
43 キャビティ
44 シェアエッジ部
45 密封空間
46 シール材
47 脱気口
48 堰
Claims (7)
- キャビティの周縁部にシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、
シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも高くする温調手段が設けられていることを特徴とする圧縮成形用金型。 - 前記温調手段が、キャビティを加熱するキャビティ用ヒータと、シェアエッジ部を加熱するシェアエッジ用ヒータとを具備し、
型の表面からシェアエッジ用ヒータまでの距離が、型の表面からキャビティ用ヒータまでの距離よりも短くされていることを特徴とする請求項1記載の圧縮成形用金型。 - キャビティの周縁部にシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、
シェアエッジ部が、鉛直方向に対して0.2〜3゜傾斜していることを特徴とする圧縮成形用金型。 - キャビティの周縁部に第1のシェアエッジ部が形成され、さらに第1のシェアエッジ部よりも外側に第2のシェアエッジ部が形成されたことを特徴とする圧縮成形用金型。
- キャビティの周縁部にシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型であり、
シェアエッジ部よりも外側に密封空間を形成するシール材、
密封空間を脱気するための脱気口、および
脱気口への樹脂材料の流入を防ぐ堰が設けられていることを特徴とする圧縮成形用金型。 - キャビティの周縁部にシェアエッジ部が形成された圧縮成形用金型を用いた熱硬化性樹脂成形品の製造方法において、
シェアエッジ部における型の表面温度を、キャビティにおける型の表面温度よりも5〜10℃高くすることを特徴とする熱硬化性樹脂成形品の製造方法。 - 樹脂材料が補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸した樹脂材料である請求項6記載の熱硬化性樹脂成形品の製造方法。
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CN111136847A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-12 | 安徽理工大学 | 一种自动化塑胶盖帽的边沿膨胀装置及其控制方法 |
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-
2003
- 2003-08-13 JP JP2003293035A patent/JP2005059420A/ja not_active Withdrawn
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