JPH04173114A - 強化プラスチック成形品の製造方法及び製造装置 - 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〕 本発明は、合成樹脂と繊維状強化材とからなる成形材料
によって強化プラスチック成形品を製造する方法及び装
置に関する。

〔従来の技術〕

強化プラスチック（ＦＲＰ）成形品の製造方法の一つと
してＳ　Ｍ　Ｃ（Ｓｈｅｅｔ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍ
ｐｏｕｎｄ）を使用する方法がある。

このＳＭＣは、１　ｉｎ〜２ｉｎ程度のガラス長繊維に
不飽和ポリエステル樹脂を含浸（ガラス繊維は１５％〜
３０％）させ、シート状に形成した成形材料である。製
造されたシート状成形材料は、化学的作用によって増粘
され、その両面をフィルムによって被覆してからロール
状に巻回され、この状態で素材メーカーから供給される
。

成形メーカーでは、供給されたシート状成形材料を金型
のキャビティ形状に合わせて適当な長さに切断し、フィ
ルムを剥がしてキャビティ内に載置或いは必要に応じて
複数枚積層する。シート状成形材料は、金型によって１
４０″Ｃ程度、３０ｋｇ／ｃｒｌ〜１００　ｋｇ／ｃｒ
Ｉ程度に加熱加圧されて軟化し、流動状態となってキャ
ビティ全体に充満し、硬化温度に達すると硬化する。所
定の硬化時間が経過した後、型開きしてプラスチック成
形品を取出す。

このＳＭＣ法によれば、素材メーカーからシート状成形
材料が予め完成状態で供給されるので、成形メーカーで
は金型設備を導入するだけで、強化プラスチック成形品
を製造することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のシート状成形材料は、ガラス繊維
に樹脂を含浸させた状態で既に材料内部に空気が混入し
ている。また、シート状成形材料を金型のキャビティ内
に挿入する際に、キャビテイ面とシート状成形材料との
隙間、及び積層された複数枚のシート状成形材料の隙間
にも空気が入る。そして、このような混入空気は、成形
される強化プラスチックの内部で気泡となって製品の強
度を劣化させ、また表面の塗装時にピンホールとなって
製品の体裁を悪化させる、等の原因となっていた。

このようなことから、ＳＭＣ法においては、金型による
成形の際、シート状成形材料の内部から混入空気を抜く
ために、或いはその気泡を極力小さく抑えるために、成
形材料に成形圧力よりもさらに大きな圧力（３０ｋｇ／
ＣＴｌ１〜１００　ｋｇ／ａｌｌ）を加える必要があっ
た。このため、成形メーカーが導入すべき金型設備は、
強度、構造及び材質等の面から、大型でかつ高価になら
ざるを得ないという問題があった。

なお最近では、金型を型締めした後にキャビティ内を真
空吸引して、キャビテイ面とシート状成形材料との隙間
、及び積層された複数枚のシート状成形材料の隙間に存
在する空気を抜くことも行われているが、材料内部の混
入空気を抜くことはできない。

また、ＳＭＣ法においては、素材メーカーでシート状成
形材料を製造した後、そのシート状成形材料が柔らかい
ままであると、樹脂の比重とガラス繊維の比重との差に
よって画素材の分布状態が悪くなり、また素材メーカー
から成形メーカーへの輸送も不便になるので、製造後は
シート状成形材料を増粘させて硬くしている。

このため、成形メーカーでは、金型による成形の前に、
予めシート状成形材料をある程度軟化させる必要があっ
た。また、金型のキャビティ形状に対応させて、シート
状成形材料を切断したり複数枚積層したりする作業が必
要があった。従って、成形工程の前に煩わしい準備工程
が加わるという問題もあった。

そこで本発明は、上述したような問題点を解消するため
になされたものであって、成形材料に大きな圧力を加え
る必要がなく、しかも成形前に面倒な準備作業を行うこ
となく強化プラスチック成形品を製造することができる
方法及び装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、合成樹脂と繊維
状強化材とからなる成形材料を金型内に供給し、その金
型により前記成形材料を加熱加圧して所定形状に成形す
るようにした強化プラスチック成形品の製造方法におい
て、合成樹脂と繊維状強化材とを減圧環境下に置かれた
混合容器内で混練して成形材料を生成し、この成形材料
を前記混合容器内から押し出して前記金型内に注入する
ものである。

また、本発明による強化プラスチック成形品の製造装置
は、減圧環境下に設置されて合成樹脂と繊維状強化材と
が投入される混合容器と、この混合容器内で前記合成樹
脂と前記繊維状強化材とを混練する攪拌部材と、その混
練により生成された成形材料を前記混合容器内から押し
出す押出部材と、前記混合容器に接続されて前記押し出
された成形材料を外部へ送出する供給管と、この供給管
により注入された前記成形材料を加熱加圧して所定形状
に成形する金型とからなるものである。

なお、前記装置において、前記供給管の先端の注入ノズ
ルを前記金型のキャビティ形成用凹部に対応させて移動
させる移動手段を設けるとよい。

〔作　用〕

上記のように構成された本発明によれば、減圧環境下の
混合容器内で合成樹脂と繊維状強化材とを混練するので
、その混純によって生成される成形材料は、内部に混入
空気が殆どない脱気されたものとなる。そして、混練さ
れた成形材料を混合容器内から押し出して金型に直接注
入するので、その注入時の空気混入も極力防止される。

従って、金型による成形時に、成形材料に成形圧力より
もさらに大きな脱気のための圧力を加える必要がない。

また、混練された成形材料は軟化状態で金型に直接注入
されるので、成形前に成形材料を必要以上に軟化させな
くてもよく、しかも成形材料を金型のキャビティ形状に
対応させて注入することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、第１図及び第２図に示すように、合成樹脂と繊維
状強化材との混練は、所望の減圧状態を設定し得る減圧
室１内において行われる。この減圧室１内には、鉄、ア
ルミニウム、ステンレス等によって円筒状に形成された
混合容器２が設置されている。

そして混合容器２内には、第１図に示すように、へら状
の攪拌部材３が回転かつ上下動自在に挿入される。また
混合容器２内には、第２図に示すように、ピストンから
なる押出部材４が上下動自在に挿入される。

混合容器２の下部には供給管５が接続され、この供給管
５は減圧室１の外部に導出されてバルブ６が設けられて
いる。そして、バルブ６から先の供給管５は可撓性を有
し、第３図に示すように圧縮成形用の金型１０まで延長
され、その先端が注入ノズル７となっている。

次に、第３図に示すように、上記金型１０は上型１１と
下型１２とによって構成され、それぞれキャビティ形成
用の凸部１１ａ及び凹部１２ａが設けられている。なお
第４図にも示すように、本例では、凹部１２ａによって
形成されるキャビティは、環状で幅及び深さも異なって
いる。

なお、前記供給管５の先端の注入ノズル７は移動手段８
に取付けられており、その移動手段８よって注入ノズル
７は上記凹部１２ａに対応して移動されるように構成さ
れている。

次に、上述のように構成された製造装置による強化プラ
スチック成形品の製造方法について説明する。

まず、第１図に示すように、減圧された減圧室■内にお
いて、混合容器２の中に、例えばポリエステル樹脂等の
熱硬化性合成樹脂２１と、繊維状強化材であるガラス繊
維２２と、硬化材等の適宜な副素材とを投入する。なお
減圧室１の減圧程度は、必ずしも真空でなくてもよく、
各素材の種類や投入量等によって最適値に設定する。

そして、混合容器２内で攪拌部材３を回転させつつ上下
動させ、上記各素材を充分に混練する。

なお混合容器２を回転させてもよい。このように、混練
を減圧環境下で行うことによって、合成樹脂２１とガラ
ス繊維２２とからなる成形材料２３は、内部に混入空気
が殆どない脱気されたものとなる。

次に、第２図に示すように、混合容器２内からから攪拌
部材３を引き上げ、その混合容器２内に押出部材４を挿
入し、バルブ６を解放してから押出部材４を下降させる
。混合容器２はシリンダとして機能し、成形材料２３は
混合容器２内から押し出されて供給管５により外部へ送
出される。成形材料２３は軟化状態にあるので、ある程
度の粘度調整は必要だが、必要以上に軟化させなくても
よい。

第３図に示すように、移動手段８によって注入ノズル７
が下型１２の凹部１２ａに沿って移動され、その凹部１
２ａに成形材料２３が注入される。

この際、本実施例によれば、押出部材４がピストンによ
って構成され、注入ノズル７が移動手段８によって移動
自在に構成されているので、第３図及び第４図に示すよ
うに、幅及び厚さが一定でない製品を成形する場合でも
、押出部材４の下降速度の調整や注入ノズル７の移動速
度の調整、さらに第４図に矢印線で示すような注入ノズ
ル７の移動経路の調整によって、成形材料２３の注入量
を凹部１２ａの形状に応じて自在に変更することができ
る。さらに、第４図に示すような環状の製品は、従来、
成形材料注入の自動化が難しかったが、本実施例によれ
ば、注入ノズル７の移動によって最適な充填バクーンの
設定を自動的に行うことができる。

所定量の成形材料２３を凹部１２ａ内に注入した後、上
下型１０．１１を型締めし、成形材料２３を加熱加圧す
ることによって、所定形状の強化プラスチック成形品が
成形される。前述したように、成形材料２３は脱気され
ているので、金型１０による成形の際、成形材料２３に
成形圧力よりもさらに大きな脱気のための圧力を加える
必要がない。なお、成形材料２３を混合容器２内から押
し出して下型１２の凹部１２ａに直接注入するので、そ
の注入過程で成形材料２３に空気が混入することも極力
防止される。

以上、本発明の一実施例に付き説明したが、本発明は実
施例に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づ
いて各種の有効な変更が可能である。

例えば、減圧環境下の混合容器内で合成樹脂と繊維状強
化材とを混練した後、その混合容器を金型の近傍へ搬送
してもよい。また、注入ノズルの移動は手動により行っ
てもよい。

なお、熱硬化性の合成樹脂としては、ポリエステル樹脂
の他、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等、各種の合成樹
脂を用いることができる。また、繊維状強化材としても
、ガラス繊維以外に各種の強比相を用いることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、合成樹脂と繊維
状強化材とを減圧環境下で混練することによって、内部
に混入空気が殆どない脱気された成形材料を得ることが
できる。しかも、混練された成形材料を混合容器内から
押し出して金型に直接注入するので、その注入時の空気
混入も極力防止することができる。従って、金型による
成形時に、従来のように成形材料に成形圧力よりもさら
に大きな脱気のための圧力を加える必要がないので、強
度、構造及び材質等の面から、導入すべき金型設備を簡
素でかつ安価なものとすることができ、ひいては、製造
される強化プラスチック成形品の大幅な低コスト化を図
ることができる。

また、混練された成形材料を軟化状態で金型に直接注入
することができるので、成形前に成形材料を必要以上に
軟化させることなく、しかも成形材料をキャビティ形状
に対応させて注入することができる。従って、成形工程
の前の煩わしい準備　。

工程を削減することができ、成形効率の大幅な向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
混合容器内での成形材料の混練を示す縦断面図、第２図
は混合容器内からの成形材料の押し出しを示す縦断面図
、第３図は金型内への成形材料の注入を示す縦断面図、
第４図は下型の平面図である。 なお、図面に用いた符号において、 １・・・・・・・・・・・・・・・減圧室２・・・・・
・・・・・・・・・・混合容器３・・・・・・・・・・
・・・・・攪拌部材４・・・・・・・・・・・・・・・
押出部材５・・・・・・・・・・・・・・・供給管７・
・・・・・・・・・・・・・・注入ノズル８・・・・・
・・・・・・・・・・移動手段１０・・・・・・・・・
・・・・・・金型１１・・・・・・・・・・・・・・・
上型１２・・・・・・・・・・・・・・・下型１２ａ・
・・・・・・・・・・・凹部 ２１・・・・・・・・・・・・・・・合成樹脂２２・・
・・・・・・・・・・・・・ガラス繊維（繊維状強化材
）２３・・・・・・・・・・・・・・・成形材料である
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂と繊維状強化材とからなる成形材料を金
   型内に供給し、その金型により前記成形材料を加熱加圧
   して所定形状に成形するようにした強化プラスチック成
   形品の製造方法において、合成樹脂と繊維状強化材とを
   減圧環境下に置かれた混合容器内で混練して成形材料を
   生成し、この成形材料を前記混合容器内から押し出して
   前記金型内に注入する、 ことを特徴とする強化プラスチック成形品の製造方法。
2. （２）減圧環境下に設置されて合成樹脂と繊維状強化材
   とが投入される混合容器と、 この混合容器内で前記合成樹脂と前記繊維状強化材とを
   混練する攪拌部材と、 その混練により生成された成形材料を前記混合容器内か
   ら押し出す押出部材と、 前記混合容器に接続されて前記押し出された成形材料を
   外部へ送出する供給管と、 この供給管により注入された前記成形材料を加熱加圧し
   て所定形状に成形する金型と、 からなる強化プラスチック成形品の製造装置。
3. （３）前記供給管の先端の注入ノズルを前記金型のキャ
   ビティ形成用凹部に対応させて移動させる移動手段を設
   けたことを特徴とする請求項２記載の強化プラスチック
   成形品の製造装置。