JPH06349B2 - Mold for molding fiber-reinforced thermoplastic synthetic resin - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂の成形用金型に係り、特に繊維強化熱
可塑性合成樹脂のホットプレス法による成形において用
いる金型に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mold for molding a synthetic resin, and more particularly to a mold used for molding a fiber-reinforced thermoplastic synthetic resin by a hot pressing method.

（従来技術） 近年軽量でしかも高い強度を持つ材料としてガラス繊維
や炭素繊維で強化したいわゆる繊維強化合成樹脂への関
心が高まっている。(Prior Art) In recent years, there has been an increasing interest in so-called fiber-reinforced synthetic resins reinforced with glass fibers and carbon fibers as materials that are lightweight and have high strength.

従来の繊維強化合成樹脂はエポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂等の熱硬化性合成樹脂を基本としたものであり、こ
のような材料を利用しての１つの成形法として、炭素系
長繊維のエポキシ系プリプレグ材を所定形状積層法で積
層後オートクレーブ中で加熱加圧してキュアーさせる方
法がある。Conventional fiber-reinforced synthetic resins are based on thermosetting synthetic resins such as epoxy resins and polyester resins. One molding method using such materials is an epoxy prepreg of carbon-based long fibers. There is a method in which materials are laminated by a predetermined shape laminating method and then heated and pressed in an autoclave to be cured.

このような成形法は、成形前段階での準備例えば成形体
中のボイド除去の為の処置が必要であったり、或はオー
トクレーブ中でキュアー時間が４〜５時間と長くかかり
非常に生産能率が悪いものであった。Such a molding method requires preparation in the pre-molding stage, for example, a treatment for removing voids in the molded body, or requires a long curing time of 4 to 5 hours in an autoclave, which results in extremely high production efficiency. It was bad.

このため最近は、熱可塑性合成樹脂をベースとした繊維
強化合成樹脂すなわちＦＲＴＰへの関心が高まってい
る。For this reason, recently, there has been an increasing interest in fiber reinforced synthetic resins based on thermoplastic synthetic resins, that is, FRTP.

特に最近開発されたＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケ
トン）樹脂は、耐熱性、強靭性、耐薬品性、耐炎性等が
既存のいわゆるエンジニアリングプラスチックと比べて
数段優れていることから、これをベースとしたＦＲＴＰ
が注目されている。In particular, PEEK (polyether ether ketone) resin, which has been recently developed, is based on this because its heat resistance, toughness, chemical resistance, flame resistance, etc. are much superior to existing so-called engineering plastics. FRTP
Is attracting attention.

従来のＦＲＴＰの成形は第６図に示す如くホットプレス
成形装置を利用して行われていた。Conventional FRTP molding has been performed using a hot press molding apparatus as shown in FIG.

１は型締用油圧シリンダー、２は補強板、３は水冷却管
８の配設された隔熱冷却板、４は断熱材、５は加熱冷却
板であり、加熱冷却板５内には水冷却管７及びカートリ
ッジヒータ６が配設されている。1 is a hydraulic cylinder for mold clamping, 2 is a reinforcing plate, 3 is a heat-isolating cooling plate on which a water cooling pipe 8 is arranged, 4 is a heat insulating material, 5 is a heating / cooling plate, and the inside of the heating / cooling plate 5 is water. A cooling pipe 7 and a cartridge heater 6 are arranged.

ＰＥＥＫをベース樹脂とし炭素繊維で強化したＦＲＴＰ
の成形に際しては、該成形材料はタック性がないので先
ずバットジョイントでプリプレグ材のレイアップを行
う。FRTP reinforced with carbon fiber using PEEK as base resin
At the time of molding, since the molding material does not have tackiness, the prepreg material is first laid up with a butt joint.

すなわちプレプレグ材を所定のプライ数レイアップした
後全体がばらばらにならないよう４辺をハンダゴテを用
いてレジンを溶かし圧着させて接合する。That is, after laying up a predetermined number of plies of the prepreg material, the resin is melted and crimped on the four sides using a soldering iron so that the entire side does not come apart.

厚いラミネートを作る場合には、例えば８プライ程度づ
つに仮止めしたものを必要枚数重ねた後接合する。In the case of making a thick laminate, for example, about 8 plies are temporarily fixed and the necessary number of them are stacked and then joined.

前記した如くして所定プライ数レイアップされたプリプ
レグを用いての成形は、第７図に示す如くプリプレグ１
２を離型剤の塗布されたアルミ箔１０を介して２枚の必
要に応じてキャビティ及びコアの形成された金型本体と
してのプレッシャープレート９にて挟持し、第１図に示
すホットプレス装置に装着し加熱加圧して行う。Molding using a prepreg having a predetermined number of plies laid up as described above is performed as shown in FIG.
2 is sandwiched between two aluminum foils 10 coated with a mold release agent by a pressure plate 9 as a mold body in which a cavity and a core are formed as required, and the hot press machine shown in FIG. It is attached to and heated and pressurized.

尚１１はプレッシャープレート９の四周に配設されるプ
リプレグのはみ出しを防ぐためのピクチャーフレームで
ある。Reference numeral 11 is a picture frame arranged on the four sides of the pressure plate 9 to prevent the prepreg from protruding.

成形条件は第８図に示す如くであり、先ず４００℃にな
るまで８プライで５分程度の予熱時間で先ず予熱する。The molding conditions are as shown in FIG. 8. First, the temperature is first preheated to 400 ° C. with 8 plies for about 5 minutes.

尚予熱時間は１＋１／２Ｐ分（Ｐ…プライ数）程度とす
る。The preheating time is about 1 + 1 / 2P minutes (P ... number of plies).

この予熱に際して若干の圧力（７０ｐｓｉ程度）をかけ
るとガス抜き効果がある。A slight pressure (about 70 psi) is applied during this preheating to have a degassing effect.

次いで圧力を２００psi程度として４００℃−５分加熱
した後圧力はそのまま保持して２００℃程度に急冷し、
さらに圧力を３００psi程度として５分間保持し一サイ
クルの成形を終わる。Next, the pressure is set to about 200 psi and heated at 400 ° C. for 5 minutes, and then the pressure is maintained as it is and rapidly cooled to about 200 ° C.,
Further, the pressure is set to about 300 psi and the pressure is maintained for 5 minutes to complete the molding for one cycle.

（発明が解決しようとする課題） 前記した成形条件において成形体の温度を４００℃から
２００℃に急冷する際、この冷却速度によってＰＥＥＫ
の如き結晶性合成樹脂の場合は結晶化度が変化し、冷却
速度が１０℃／分以下と遅い場合には結晶化度が高くな
って靭性が低下し、一方冷却速度７００℃／分以上と急
冷すると結晶化度が低下して強度、剛性、耐薬品性等が
低下する。(Problems to be Solved by the Invention) When the temperature of the molded body is rapidly cooled from 400 ° C. to 200 ° C. under the above-described molding conditions, PEEK is controlled by this cooling rate.
In the case of such a crystalline synthetic resin as described above, the crystallinity changes, and when the cooling rate is as slow as 10 ° C./min or less, the crystallinity becomes high and the toughness decreases, while the cooling rate becomes 700 ° C./min or more. If cooled rapidly, the degree of crystallinity will decrease and strength, rigidity, chemical resistance, etc. will decrease.

したがって靭性、強度、耐薬品性等の物性値を使用目的
に応じて最適とするには、冷却速度をコントロールして
結晶化度を最適とする必要があるが、実際にはこれは極
めて難しい。Therefore, in order to optimize the physical properties such as toughness, strength and chemical resistance according to the purpose of use, it is necessary to control the cooling rate to optimize the crystallinity, but this is actually extremely difficult.

このため結晶化度をコントロールする方法として、先ず
極めて早い冷却速度で急冷し殆ど結晶化しない状態とし
た後、この成形品を２００〜３００℃で２０分程度の再
加熱によるアニールをして最適の物性値の得られる結晶
化度とする方法が採られる。Therefore, as a method for controlling the crystallinity, first, the material is quenched at an extremely high cooling rate to bring about almost no crystallization, and then this molded product is annealed by reheating at 200 to 300 ° C. for about 20 minutes. The crystallinity is used to obtain the physical property value.

しかしながら第６図に示した如き水冷却管７に冷却水を
通して加熱冷却板５を冷却して成形体を冷却する方法を
採った場合には、成形温度が４００℃と極めて高いこと
もあって冷却速度は極めて遅くなり結晶化度の低い成形
体を得ることは出来なかった。However, when the method of cooling the heating / cooling plate 5 by cooling water through the water cooling pipe 7 as shown in FIG. 6 to cool the molded body, the molding temperature is extremely high at 400 ° C. The speed was extremely slow and it was not possible to obtain a molded product with low crystallinity.

したがって当然のことながら、アニールによる結晶化度
のコントロールは不可能で、せっかく特性のすぐれたＰ
ＥＥＫをベース樹脂として利用しても優れた特性のＦＲ
ＴＰ成形体を得ることは出来なかった。Therefore, as a matter of course, it is impossible to control the degree of crystallinity by annealing, and P with excellent characteristics
FR with excellent characteristics even when EEK is used as a base resin
It was not possible to obtain a TP molded body.

本発明は、前記したような従来技術の課題を解決するた
め、ホットプレス成形法による成形において成形体を急
冷する効果的な方法を提供することを目的に創案された
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised for the purpose of providing an effective method for rapidly cooling a molded body in the molding by a hot press molding method, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art.

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、繊維強化熱可塑性合成樹脂シートを
ホットプレス成形するための金型装置であって、上下の
金型本体としてのプレッシャープレートと、このプレッ
シャープレートに熱を伝えるため裏面に接する均熱板
と、この均熱板を加熱するため裏面に接する熱源の配備
された加熱板とから成り、前記加熱板に挿入溝を介して
出入自在の冷媒噴射管ユニットを配備したことを特徴と
する繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形用金型であり、ま
た加熱板加熱する熱源が、嵌合穴を介して出入自在のカ
ートリッジヒータユニットとして配備されたことを特徴
とする前記繊維強化熱可塑性合成樹脂の成形用金型であ
る。(Means for Solving the Problems) That is, the present invention is a mold apparatus for hot press molding a fiber reinforced thermoplastic synthetic resin sheet, which comprises a pressure plate as upper and lower mold bodies, and a pressure plate for the pressure plate. Refrigerant injection pipe unit consisting of a heat equalizing plate in contact with the back surface for transmitting heat and a heating plate provided with a heat source in contact with the back surface for heating the heat equalizing plate, which can freely move in and out of the heating plate through an insertion groove. Is a mold for molding a fiber reinforced thermoplastic synthetic resin characterized in that a heat source for heating the heating plate is provided as a cartridge heater unit that can be inserted and removed through a fitting hole. A mold for molding the fiber-reinforced thermoplastic synthetic resin.

（作用） 本発明の構成は前記したようなのものであり、その作用
は次の通りである。(Operation) The configuration of the present invention is as described above, and its operation is as follows.

先ず、成形作業終了後直ちに加熱板の溝に冷媒噴射管ユ
ニットを挿入して均熱板に冷却媒体を噴射してこの冷却
を行うと、従来の加熱板に埋設された冷却管に冷却媒体
を流通させて冷却する場合に比べてはるかに冷却効率が
高く急冷が可能となる。First, immediately after the completion of the molding operation, the cooling medium injection pipe unit is inserted into the groove of the heating plate, and the cooling medium is injected to the soaking plate to perform this cooling, so that the cooling medium is inserted into the cooling pipe embedded in the conventional heating plate. The cooling efficiency is much higher than that in the case of cooling by circulation, which enables rapid cooling.

したがってこの均熱板から熱伝導を受けている成形体も
急冷され、結晶化度の低い成形体が容易に得られること
となる。Therefore, the molded body that has been subjected to heat conduction from the soaking plate is also rapidly cooled, and a molded body with low crystallinity can be easily obtained.

また、前記した均熱板を急冷するための冷媒噴射管ユニ
ットは加熱板に対して出入自在であるので、成形作業時
には加熱板から離れた退避位置に位置させられ、成形作
業時に冷却ユニットも加熱されてしまうこともなくな
り、冷却媒体の噴出が効果的に行えて均熱板の冷却効率
が高まり、同時に加熱板も冷却ユニット分の体積が減少
するので熱容量が小さくなり、加熱板を加熱する際の熱
効率が向上する。In addition, since the refrigerant injection pipe unit for rapidly cooling the soaking plate can be freely moved in and out of the heating plate, it is located at a retracted position away from the heating plate during the molding work, and the cooling unit is also heated during the molding work. In addition, the cooling medium can be effectively ejected to increase the cooling efficiency of the heat equalizing plate, and at the same time, the volume of the heating plate also decreases for the cooling unit, so the heat capacity becomes smaller and the heating plate is not heated. The thermal efficiency of is improved.

さらに加熱用のカートリッジヒータユニットも加熱板に
対して出入自在とすると、加熱板からヒータユニットを
冷媒噴射管ユニットで均熱板を冷却する際には離れた位
置に退避させておけるので、冷却媒体がカートリッジヒ
ータユニットに噴射されてこれが損傷しなくなる。Furthermore, if the heating cartridge heater unit can also be moved in and out of the heating plate, the heater unit can be retracted from the heating plate to a distant position when cooling the soaking plate with the refrigerant injection pipe unit. Will be sprayed onto the cartridge heater unit and will not be damaged.

さらに、均熱板を冷却するための冷媒噴射管からの冷媒
の噴射量は、制御装置の制御によって成形温度に応じて
変化させられるので、ＰＥＥＫ樹脂のように成形温度の
高い樹脂を成形した場合でも、その成形温度に応じて冷
媒の噴射量が多くして高い冷却速度で冷却することが可
能となる。Further, since the injection amount of the refrigerant from the refrigerant injection pipe for cooling the soaking plate can be changed according to the molding temperature under the control of the control device, when a resin having a high molding temperature such as PEEK resin is molded. However, it becomes possible to cool at a high cooling rate by increasing the injection amount of the refrigerant according to the molding temperature.

（実施例） 本発明の実施例について第１図及び第２図にもとづいて
説明する。(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第１図に示すように、本発明の金型は型締用油圧シリン
ダー１３の配備された従来のホットプレス装置のプラテ
ン１８に断熱板１４を介して取り付けられている。As shown in FIG. 1, the mold of the present invention is attached via a heat insulating plate 14 to a platen 18 of a conventional hot press machine in which a hydraulic cylinder 13 for clamping is provided.

１５が加熱板、１６は均熱板、１７はプレッシャープレ
ートであり、２枚のプレッシャープレート１７に挟持さ
れた成形材のプリプレグ１９は、加熱板１５から伝熱さ
れる均熱板１６を介して加熱されつつ型締用油圧シリン
ダー１３によって加圧されて成形される。前記した成形
機に取り付けられた金型の詳細は第２図に示すようなも
のであり、加熱板１５には凹溝が等間隔で形成されてお
り、この凹溝に多数の噴射孔４２を有する冷媒噴射管ユ
ニット２１が自在に出入できるようになっている。Reference numeral 15 is a heating plate, 16 is a heat equalizing plate, 17 is a pressure plate, and the prepreg 19 of the molding material sandwiched between the two pressure plates 17 is heated via the heat equalizing plate 16 transferred from the heating plate 15. While being pressed, it is pressed and molded by the hydraulic cylinder 13 for clamping. The details of the mold attached to the above-mentioned molding machine are as shown in FIG. 2, and the heating plate 15 is formed with concave grooves at equal intervals, and a large number of injection holes 42 are formed in the concave grooves. The refrigerant injection pipe unit 21 included therein can be freely put in and out.

加熱板１５の凸部にはカートリッジヒーター２７を挿入
するための取付穴が設けられており、ここに挿入された
カートリッジヒーター２７によって加熱板１５が加熱さ
れるが、このカートリッジヒーター２７はユニット化
し、加熱板１５の嵌合穴に対し出入自在にするのが好ま
しい。A mounting hole for inserting the cartridge heater 27 is provided in the convex portion of the heating plate 15, and the heating plate 15 is heated by the cartridge heater 27 inserted therein, but the cartridge heater 27 is unitized, It is preferable that the heating plate 15 can be freely moved in and out of the fitting hole.

また加熱板１５は溝部が設けられた分、体積が減少し熱
容量が小さくなっており、当然この加熱に要する熱量は
小さくなる。Further, since the heating plate 15 is provided with the groove portion, the volume is reduced and the heat capacity is reduced, and naturally the heat amount required for this heating is reduced.

加熱板１５はアルミニウム、銅等の熱伝導性の良い材料
にて形成され、この加熱板１５には銀、銅、アルミニウ
ム等の熱導電性の良い金属、もしくはこれらのクラッド
材で形成された均熱板１６が固着されている。The heating plate 15 is formed of a material having good thermal conductivity such as aluminum or copper, and the heating plate 15 is formed of a metal having good thermal conductivity such as silver, copper or aluminum, or a uniform material formed of a clad material thereof. The heat plate 16 is fixed.

加熱板１５に対して均熱板１６を配設するのは加熱板１
５に溝が設けられているので加熱板１５からプレッシャ
ープレート１７への伝熱を効果的に行わせるためであ
る。The heating plate 15 is provided with the soaking plate 16 with respect to the heating plate 1.
This is because the groove 5 is provided in the groove 5, so that heat can be effectively transferred from the heating plate 15 to the pressure plate 17.

したがって、加熱板１５に与えられた熱は均熱板１６を
介してプレッシャープレート１７に挟持された成形材料
のプリプレグ１９を加熱することとなる。Therefore, the heat applied to the heating plate 15 heats the prepreg 19 of the molding material sandwiched between the pressure plates 17 via the soaking plate 16.

加熱板１５の冷媒噴射管ユニット２１が挿入される溝部
には冷媒噴射管ユニット２１が所定位置迄挿入されたか
否かを検出するための位置確認手段としてのリミットス
イッチ２８が装着されている。A limit switch 28 as a position confirmation means for detecting whether or not the refrigerant injection pipe unit 21 is inserted to a predetermined position is attached to a groove portion of the heating plate 15 into which the refrigerant injection pipe unit 21 is inserted.

冷媒噴射管ユニット２１には、駆動手段としての油圧シ
リンダー２９の油圧シリンダーロッド２２が固着されて
おり、この油圧シリンダー２９の駆動によって、冷媒噴
射管ユニット２１は加熱板１５の溝部に挿入されたり、
或は加熱板１５から離れた退避位置に移動されたりす
る。A hydraulic cylinder rod 22 of a hydraulic cylinder 29 as a driving means is fixed to the refrigerant injection pipe unit 21, and the refrigerant injection pipe unit 21 is inserted into the groove portion of the heating plate 15 by driving the hydraulic cylinder 29.
Alternatively, it may be moved to a retracted position away from the heating plate 15.

２６は、冷媒貯蔵用のタンクであり、このタンク２６内
には一般には冷媒としての水が貯蔵されており、ポンプ
２５によって供給管３０を経て冷媒噴射管ユニット２１
に送られる。Reference numeral 26 is a tank for storing a refrigerant, and in this tank 26, water as a refrigerant is generally stored, and the pump 25 passes through the supply pipe 30 and the refrigerant injection pipe unit 21.
Sent to.

２４は、冷媒の供給量を増減するための流量調節装置、
２３は冷媒の供給を開始したり、或は停止したりするた
めのシャットオフ弁装置、２０はプレッシャープレート
１７の温度を検知するための熱電対のような温度センサ
ーである。24 is a flow rate control device for increasing or decreasing the supply amount of the refrigerant,
Reference numeral 23 is a shutoff valve device for starting or stopping the supply of the refrigerant, and 20 is a temperature sensor such as a thermocouple for detecting the temperature of the pressure plate 17.

前記したように構成される金型を利用しての成形作業を
行う場合の制御機構について第３図のシステムブロック
にもとづいて説明する。A control mechanism in the case of performing a molding operation using the mold configured as described above will be described based on the system block in FIG.

３１は、成形用の型が所定の成形温度に達したか否か、
或は所定の冷却温度迄冷却されたか否かを検知するため
の型温度検知手段であり、実施例の成形機では、プレッ
シャープレート１７に装着された温度センサー２０がこ
れに相当する。31 indicates whether or not the molding die has reached a predetermined molding temperature,
Alternatively, it is a mold temperature detecting means for detecting whether or not it has been cooled to a predetermined cooling temperature. In the molding machine of the embodiment, the temperature sensor 20 mounted on the pressure plate 17 corresponds to this.

３２は、冷媒噴射管ユニット２１が加熱板１５の溝の所
定の位置迄挿入されたか否かを確認する定位置確認手段
であり、加熱板１５の溝部に装着されたリミットスイッ
チ２８がこれに相当する。Reference numeral 32 is a fixed position confirmation means for confirming whether or not the refrigerant injection pipe unit 21 is inserted up to a predetermined position in the groove of the heating plate 15, and the limit switch 28 mounted in the groove portion of the heating plate 15 corresponds to this. To do.

３３は、中央演算処理をするための演算手段、３４は予
め制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、３５はデータを
一時的に記憶するためＲＡＭである。Reference numeral 33 is an arithmetic means for performing central arithmetic processing, 34 is a ROM in which a control program is stored in advance, and 35 is a RAM for temporarily storing data.

３６は、型が所定の成形温度に達した後の保持時間を測
定するためのタイマー、３７はカートリッジヒータユニ
ット化した加熱ユニットを加熱板１５に設けた嵌合穴に
挿入したり、或は加熱板１５から離れた退避位置に移動
させたりする加熱ユニット駆動手段、３８は冷媒噴射管
ユニット２１を加熱板１５の溝部に挿入したり、或は加
熱板１５から離れた退避位置に移動させたりする噴射管
駆動手段である。36 is a timer for measuring the holding time after the mold reaches a predetermined molding temperature, 37 is a heating unit which is made into a cartridge heater unit, is inserted into a fitting hole provided in the heating plate 15, or is heated. The heating unit drive means for moving the refrigerant injection pipe unit 21 into the groove of the heating plate 15 or moving it to the withdrawal position away from the heating plate 15 is moved to the withdrawal position away from the plate 15. It is an injection pipe drive means.

噴射管駆動手段３８は、油圧シリンダー２９として示し
てあり、加熱ユニット駆動手段３７としても同様の装置
を利用する。The injection pipe drive means 38 is shown as a hydraulic cylinder 29 and a similar device is used as the heating unit drive means 37.

３９は、冷媒を冷媒噴射管ユニット２１に供給するため
のポンプ２５を駆動するためのポンプ駆動手段、４０は
冷媒の供給量を調節する流量調節装置２４の調節弁を冷
却供給量に応じて設定するための流量調節弁設定手段、
４１は冷媒の供給を開始したり、或は停止したりするシ
ャットオフ弁装置２３の弁の開閉を行うシャットオフ弁
開閉手段である。39 is a pump drive means for driving the pump 25 for supplying the refrigerant to the refrigerant injection pipe unit 21, 40 is a control valve of the flow rate control device 24 for adjusting the supply amount of the refrigerant, which is set according to the cooling supply amount. Flow control valve setting means for
Reference numeral 41 is a shut-off valve opening / closing means for opening / closing the valve of the shut-off valve device 23 for starting or stopping the supply of the refrigerant.

次に、以上のように構成される制御機構により制御され
つつ行われる一連の本発明の成形作業について第４図の
流れ図にもとづいて説明する。Next, a series of molding operations of the present invention performed under the control of the control mechanism configured as described above will be described based on the flowchart of FIG.

成形機に対して成形材料のプリプレグ１９が、プレッシ
ャープレート１７に挟持され油圧シリンダー１３によっ
て所定の圧力で加圧してセットされると、カートリッジ
ヒーター２７への通電によって加熱板１５が加熱され
る。When the prepreg 19 of the molding material is sandwiched by the pressure plate 17 and set under a predetermined pressure by the hydraulic cylinder 13 in the molding machine, the heating plate 15 is heated by energizing the cartridge heater 27.

勿論、この際には冷媒噴射管ユニット２１は、加熱板１
５の位置から離れた退避位置にある。Of course, at this time, the refrigerant injection pipe unit 21 is not connected to the heating plate 1.
5 is in a retracted position away from the position of 5.

加熱板１５の加熱により均熱板１６を介してプレッシャ
ープレート１７が加熱されるので、第１ステップとし
て、プレッシャープレート１７が所定の成形温度に達し
たか否かを、型温度検知手段３１としての温度センサー
２０で検知する。Since the pressure plate 17 is heated by heating the heating plate 15 via the soaking plate 16, whether or not the pressure plate 17 has reached a predetermined molding temperature is determined by the mold temperature detection means 31 as a first step. It is detected by the temperature sensor 20.

プレッシャープレート１７が所定の成形温度に達したこ
とが検知されると、第２ステップとしてタイマー３６が
作動し、所定の成形時間に達したか否かを測定する。When it is detected that the pressure plate 17 has reached the predetermined molding temperature, the timer 36 operates as a second step to measure whether or not the predetermined molding time has been reached.

タイマー３６によって成形時間が所定の時間に達したこ
とが検知されると、第３ステップとして加熱ユニット２
７としてのユニツト化されたカートリッジヒータ２７が
加熱板１５から離れた退避位置迄加熱ユニット駆動手段
３７によって後退させられ、第４ステップとして噴射管
駆動手段３８としての油圧シリンダー２９の駆動により
冷媒噴射管ユニット２１を加熱板１５の溝部に挿入させ
るため前進させる。When the timer 36 detects that the molding time has reached the predetermined time, the heating unit 2 is operated as the third step.
The unitized cartridge heater 27 as 7 is retracted by the heating unit drive means 37 to the retracted position away from the heating plate 15, and the fourth step is to drive the hydraulic cylinder 29 as the injection pipe drive means 38 to drive the refrigerant injection pipe. The unit 21 is advanced to be inserted into the groove of the heating plate 15.

尚加熱ユニット２７を特に加熱板１５から退避させる必
要が無い場合は、第３ステップは省略される。If it is not necessary to retract the heating unit 27 from the heating plate 15, the third step is omitted.

第５ステップとしては、加熱板１５の溝部に挿入された
冷媒噴射管ユニット２１が、所定位置に達したか否かを
定位置確認手段３２としてのリミットスイッチ２８によ
って確認される。As a fifth step, whether or not the refrigerant injection pipe unit 21 inserted in the groove of the heating plate 15 has reached a predetermined position is confirmed by the limit switch 28 as the fixed position confirmation means 32.

定位置確認手段３２により冷媒噴射管ユニット２１が定
位置迄前進したことが確認されると、第６ステップとし
てポンプ駆動手段３９によってポンプ２５が駆動され
る。When it is confirmed by the fixed position confirmation means 32 that the refrigerant injection pipe unit 21 has advanced to the fixed position, the pump 25 is driven by the pump driving means 39 as a sixth step.

第７ステップとして、流動調節弁装置２４の流量調節弁
が、型温度検知手段３１としての温度センサー２０で検
知されたプレッシャープレート１７の成形温度に応じ
て、流量調節弁設定手段４０によって設定される。As a seventh step, the flow control valve of the flow control valve device 24 is set by the flow control valve setting means 40 according to the molding temperature of the pressure plate 17 detected by the temperature sensor 20 as the mold temperature detection means 31. .

流量調節弁が成形温度に応じた所定の流量に設定される
と、第８ステップとしてシャトオフ弁装置２３のシャッ
トオフ弁が、シャットオフ弁開閉手段４１によって開か
れる。When the flow rate control valve is set to a predetermined flow rate according to the molding temperature, the shutoff valve of the shutoff valve device 23 is opened by the shutoff valve opening / closing means 41 as an eighth step.

シャットオフ弁装置２３のシャットオフ弁が開かれる
と、冷媒噴射管ユニット２１の噴射孔４２から冷媒とし
ての水の均熱板１６に対して噴射が開始され、均熱板１
６を介してプレッシャープレート１７の冷却が行われ
る。When the shut-off valve of the shut-off valve device 23 is opened, injection is started from the injection hole 42 of the refrigerant injection pipe unit 21 to the heat equalizing plate 16 of the refrigerant, and the heat equalizing plate 1
Cooling of the pressure plate 17 is performed via 6.

第９ステップとして、型温度検知手段３１としての温度
センサー２０によって、プレッサープレート１７が所定
の温度迄冷却されたか否かが検知される。As a ninth step, the temperature sensor 20 as the mold temperature detecting means 31 detects whether or not the presser plate 17 has been cooled to a predetermined temperature.

プレッシャープレート１７が所定の冷却温度に達したこ
とが検知されると、第１０ステップとしてシャットオフ
弁装置２３のシャットオフ弁がシャットオフ弁開閉手段
４１によって閉じられ、冷媒噴射管ユニット２１からの
均熱板１６に対する冷媒の噴射は停止される。When it is detected that the pressure plate 17 has reached the predetermined cooling temperature, the shut-off valve of the shut-off valve device 23 is closed by the shut-off valve opening / closing means 41 as a tenth step, and the shut-off valve opening / closing means 41 closes the shut off valve opening / closing means 41. The injection of the refrigerant onto the hot plate 16 is stopped.

シャットオフ弁が閉じられ冷媒の噴射が停止されると、
第１１ステップとして冷媒噴射管ユニット２１は、噴射
管駆動手段３８としての油圧シリンダー２９によって駆
動され、加熱板１５の溝部から離れ退避位置に後退す
る。When the shutoff valve is closed and the injection of refrigerant is stopped,
As the eleventh step, the refrigerant injection pipe unit 21 is driven by the hydraulic cylinder 29 as the injection pipe driving means 38, and moves away from the groove of the heating plate 15 and retracts to the retracted position.

冷媒噴射管ユニット２１が退避位置に後退すると、退避
位置にあった加熱ユニット２７が加熱ユニット駆動手段
３７によって駆動されて前進し、加熱板１５に装着され
次の成形に備えらえる。When the refrigerant injection pipe unit 21 retreats to the retreat position, the heating unit 27 located at the retreat position is driven by the heating unit drive means 37 to move forward, and is attached to the heating plate 15 to be ready for the next molding.

尚、第８図に示した如く、成形作業時には油圧シリンダ
ー１３による成形圧力も成形温度及び冷却温度の型温度
と成形時間とによって制御されているが、この制御も型
温度検知手段３１としての温度センサー２０及びタイマ
ー３６によって行われる。As shown in FIG. 8, the molding pressure by the hydraulic cylinder 13 is also controlled by the mold temperature such as the molding temperature and the cooling temperature and the molding time during the molding operation. This control is also performed by the temperature as the mold temperature detecting means 31. It is performed by the sensor 20 and the timer 36.

（効果） 本発明の構成及び作用は前記したようなものであり、そ
の効果を示すものとして、本発明と従来例との冷却速度
の比較を第５図に示す。(Effect) The structure and operation of the present invention are as described above, and as an effect thereof, a comparison of the cooling rates of the present invention and the conventional example is shown in FIG.

この図において、実線で示すaは温度19.5℃の水を約１
６／分の噴射量で均熱板に噴射した本発明の実施例、
点線で示すbは、加熱板に埋設された冷却管に１７℃の
水を１３／分の通水量で通水した従来例のプレッシャ
ープレートの温度を測定して得た成形体の冷却カーブが
示されている。In this figure, the solid line a indicates that water at a temperature of 19.5 ° C is about 1
An embodiment of the present invention in which the soaking plate is sprayed at a spray rate of 6 / min.
The dotted line b shows the cooling curve of the molded body obtained by measuring the temperature of the pressure plate of the conventional example in which water of 17 ° C was passed through the cooling pipe embedded in the heating plate at a flow rate of 13 / min. Has been done.

この図から明らかな如く、本発明の実施例の冷却速度
は、４００℃−２００℃の間で７２７℃／分と従来例の
１９０℃／分よりもはるかに速く、成形温度が４００℃
と極めて高い場合でも急冷が可能であることを示してい
る。As is apparent from this figure, the cooling rate of the example of the present invention was 727 ° C./min between 400 ° C. and 200 ° C., which was much faster than 190 ° C./min of the conventional example, and the molding temperature was 400 ° C.
It shows that quenching is possible even at extremely high temperatures.

本発明が従来例に比べてこのように速い冷却速度が得ら
れるのは、前記したように加熱板に溝を設けているので
熱容量が約１／３程度と少なくなっていること、冷却水
の通水量を３／分多くできること、冷却が噴射水を利
用したものであるために水蒸気膜を除去した効率の高い
冷却方式であること等によるものである。The present invention can obtain such a higher cooling rate than the conventional example because the heat capacity is reduced to about 1/3 because the groove is provided in the heating plate as described above. This is due to the fact that the water flow rate can be increased by 3 / min and that the cooling method is a highly efficient cooling method in which the water vapor film is removed because the water is used for cooling.

前記したような条件でＰＥＥＫ樹脂を成形し結晶化度を
測定したところ、成形体は殆ど結晶化されていないこと
が確認された。When the PEEK resin was molded under the conditions described above and the crystallinity was measured, it was confirmed that the molded body was hardly crystallized.

したがってこの結晶化度の低い成形体を再度加熱してア
ニールすることにより適度の結晶化度とすることが容易
に行えた。Therefore, it was possible to easily obtain an appropriate degree of crystallinity by reheating and annealing this compact having a low degree of crystallinity.

以上のように本発明は、ＰＥＥＫ樹脂のような成形温度
の高い結晶性熱可塑性樹脂をベースにした繊維強化熱可
塑性樹脂をも良好な品質状態で成形することのできる金
型を提供するものである。As described above, the present invention provides a mold capable of molding a fiber-reinforced thermoplastic resin based on a crystalline thermoplastic resin having a high molding temperature such as PEEK resin in a good quality state. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１及び第２図は本発明の成形機を、第３図及び第４図
は本発明の制御機構を、第５図は本発明の効果を、第６
図及び第７図は従来例の成形機を、第８図はＰＥＥＫ樹
脂の成形条件を示す図である。 １５…加熱板、１６…均熱板、１７…プレッシャープレ
ート、１９…プリプレグ、２０…温度センサー、２１…
冷媒噴射管ユニット、２３…シャットオフ弁装置、２４
…流量調節弁装置、２７…カートリッジヒーター、２８
…リミットスイッチ、２９…油圧シリンダー、３６…タ
イマー1 and 2 show the molding machine of the present invention, FIGS. 3 and 4 show the control mechanism of the present invention, FIG. 5 shows the effects of the present invention, and FIG.
FIGS. 7 and 8 show a conventional molding machine, and FIG. 8 is a view showing molding conditions for PEEK resin. 15 ... Heating plate, 16 ... Soaking plate, 17 ... Pressure plate, 19 ... Prepreg, 20 ... Temperature sensor, 21 ...
Refrigerant injection pipe unit, 23 ... Shut-off valve device, 24
... Flow rate control valve device, 27 ... Cartridge heater, 28
… Limit switch, 29… Hydraulic cylinder, 36… Timer

フロントページの続き (72)発明者 内藤 晶弘 東京都江東区白河２丁目15番４号 株式会 社丸東製作所内 (72)発明者 松永 昇 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 (72)発明者 畔柳 和好 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 審査官 野村 康秀 (56)参考文献 特公 昭49−47908（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭62−41780（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平３−49862（ＪＰ，Ｙ２)Front page continuation (72) Inventor Akihiro Naito 2-15-4 Shirakawa, Koto-ku, Tokyo Maruto Corporation Ltd. (72) Inventor Noboru Matsunaga 3-1-1 1-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Jabino Sewing Machine Industry Incorporated (72) Inventor Kazuyoshi Kuroyanagi 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Jamme Sewing Machinery Co., Ltd. Inspector Yasuhide Nomura (56) References Japanese Patent Publication No. 49-47908 (JP, B1) Sho 62-41780 (JP, Y2) Jikkouhei 3-49862 (JP, Y2)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】繊維強化熱可塑性合成樹脂シートをホット
プレス成形するための金型装置であって、上下の金型本
体としてのプレッシャープレートと、このプレッシャー
プレートに熱を伝えるため裏面に接する均熱板と、この
均熱板を加熱するため裏面に接する熱源の配備された加
熱板とから成り、前記加熱板に挿入溝を介して出入自在
の冷媒噴射管ユニットを配備したことを特徴とする繊維
強化熱可塑性合成樹脂の成形用金型。1. A mold device for hot press molding a fiber reinforced thermoplastic synthetic resin sheet, comprising pressure plates as upper and lower mold bodies, and a uniform heat contacting the back surface for transmitting heat to the pressure plates. A fiber characterized by comprising a plate and a heating plate provided with a heat source in contact with the back surface for heating the soaking plate, and having a refrigerant injection pipe unit that can be inserted into and removed from the heating plate through an insertion groove. Mold for molding reinforced thermoplastic synthetic resin. 【請求項２】加熱板を加熱する熱源が、嵌合穴を介して
出入自在のカートリッジヒータユニットとして配備され
たことを特徴とする請求項１記載の繊維強化熱可塑性合
成樹脂の成形用金型。2. A mold for molding a fiber reinforced thermoplastic synthetic resin according to claim 1, wherein the heat source for heating the heating plate is provided as a cartridge heater unit which can be freely inserted and removed through a fitting hole. .