JPH1015970A - 繊維強化プラスチック製品の製造方法 - Google Patents

繊維強化プラスチック製品の製造方法

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JPH1015970A
JPH1015970A JP8173428A JP17342896A JPH1015970A JP H1015970 A JPH1015970 A JP H1015970A JP 8173428 A JP8173428 A JP 8173428A JP 17342896 A JP17342896 A JP 17342896A JP H1015970 A JPH1015970 A JP H1015970A
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稔 阿部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コールドプレス法、ホットプレス法、RTM
法によるFRP成形において、FRP成形品の製造工程
の工程数を減らす。 【解決手段】 この製造方法は、以下の工程を含んでい
る。 ○繊維強化プラスチックの母材樹脂との接着性が低い樹
脂で少なくとも表面が覆われ繊維強化プラスチック製品
の外形もしくは内形と同一形状を有する少なくとも1つ
の殻を、繊維強化プラスチック製品の製造に用いる成形
型内に配置する殻配置工程。 ○母材樹脂を注入する工程及び型締めを行う工程を含む
成形工程。 ○殻を成形型から取り出す離型工程。 ○成形品を殻から取り出す脱型工程。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ックを成形・製造する方法に関し、さらに詳しくは、繊
維強化プラスチック成形物の脱型を容易にし、プリフォ
ームのセットを容易にし、後硬化を容易にし、FRPを
効率よく成形、製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】繊維強化プラスチック(Fiber Reinforc
ed Plastic、以下、単にFRPという)の成形・製造に
は、雄または雌の一方の型だけを用いるハンドレイアッ
プ法、これに類似したスプレイアップ法、一対の雄/雌
型を用いるコールドプレスあるいはホットプレスと呼ば
れるプレス法、一対の雄/雌型または雌型だけを用い、
型内に強化材プリフォームをセットした後、樹脂を注入
するRTM(Resin Transfer Molding)法、樹脂を含浸
させた強化材繊維をマンドレルに巻き付けるFW(Fila
ment Winding)法などが用いられている。このうち、コ
ールドプレス法、ホットプレス法、RTM法では、FR
Pの成形型として樹脂型、コンクリート型、FRP型、
電鋳型、金型などの重厚な成形型が用いられる。
【0003】FRPの母材樹脂としては、一般にポリエ
ステル、ビニルエステル、エポキシ樹脂などが使用され
ているが、このような母材樹脂には強化材との高い結合
力が求められるため、母材樹脂と成形型表面材料との接
着性も極めて高い。そのため、FRPの成形では充分な
離型処理が必要である。従来では、成形型表面に離型用
ワックスや各種の離型剤を塗布することにより、型内で
硬化したFRPの離型を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】FRP母材樹脂の種類
や、成形型、成型法の種類によっては、毎回、離型処理
しなければならない。RTM法でよく管理された状態で
も、50〜70回の成形回数毎に離型処理する必要があ
る。この離型処理は専ら人手に頼っており、入念な離型
処理には長い時間と多くの労力が必要であり、FRPの
効率的な成形、製造を妨げている大きな要因の1つとな
っている。また、離型処理が不十分である場合には、F
RPの脱型が困難となり、時間を要するばかりでなく、
型を傷めることも多い。特に、鋭いエッジや細いリブを
有する成形型では不十分な離型処理によって損傷するこ
とが多い。
【0005】また、FRP成型品が大きくなると、成型
品寸法の2乗から3乗に比例して成形型も大きくなる。
FRP成形品が大きい場合には、型内に強化材プリフォ
ームをセットする作業にも時間がかかる。樹脂注入や硬
化などの直接的な成形作業以外の作業のために、コスト
の高い成形型を長時間占有することになる。型表面への
ゲルコートを塗布する場合についても同様なことがいえ
る。
【0006】コールドプレス、ホットプレス、RTMい
ずれの成形法の場合でも、成形されたFRPの形状が安
定するまで型内で充分硬化させる必要がある。このた
め、強化材プリフォームをセットする場合以上に成形型
を占有する時間が長くなり、FRP成型物を完全脱型す
るまで次の成形準備にかかることができない。RTM法
では型内の樹脂の硬化を促進させる目的で成形型を高温
槽内に入れることもできる。このとき、FRP成形物を
脱型した後、型の温度が下がるまで次の作業に入れない
こともあり、この場合でも型の有効利用、FRPの効率
的生産が阻害されるという問題がある。
【0007】本発明の課題は、コールドプレス法、ホッ
トプレス法、RTM法によるFRP成形において、FR
P成形品の製造工程の工程数を減らすことにある。本発
明の他の課題は、成形型の寿命を延ばすことにある。本
発明のさらに他の課題は、FRP成型品の効率的な製造
法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る繊維強化
プラスチック製品の製造方法は、以下の工程を含んでい
る。 ○繊維強化プラスチックの母材樹脂との接着性が低い樹
脂で少なくとも表面が覆われ繊維強化プラスチック製品
の外形もしくは内形と同一形状を有する少なくとも1つ
の殻を、繊維強化プラスチック製品の製造に用いる成形
型内に配置する殻配置工程。
【0009】○母材樹脂を注入する工程及び型締めを行
う工程を含む成形工程。 ○殻を成形型から取り出す離型工程。 ○成形品を殻から取り出す脱型工程。 請求項2に係る繊維強化プラスチック製品の製造方法
は、請求項1の製造方法において、殻配置工程の前に、
繊維強化プラスチック製品の強化材プリフォームを殻内
に配置する工程を含む。
【0010】請求項3に係る繊維強化プラスチックの製
造方法は、請求項1又は2の製造方法において、脱型工
程の前に、成形される繊維強化プラスチック製品の母材
樹脂が完全硬化する前に成形型から殻を取り出し、成形
型外で後硬化させる工程を含む。 ***************** ここで、前記殻は、全体が繊維強化プラスチックの母材
樹脂との接着性が低い樹脂で形成されてもいても良い
し、金属材料で形成され表面に前記樹脂が覆われている
ような構造でも良い。殻を形成する樹脂は、繊維強化プ
ラスチックの母材樹脂であるポリエステル、ビニルエス
テル及びエポキシ樹脂との接着性が極めて低い樹脂であ
れば、特に制限はなく、ポリオレフィン系樹脂などが挙
げられる。例えば、ポリプロピレン殻は、FRPの母材
樹脂との接着性が極めて悪く、殻の表面に特別な離型処
理を施さなくとも殻内のFRP成形品は殻から容易に取
り出すことができる。殻の厚さは幾らでもよい。成形圧
力は成形型で支えられる。そのため、殻は成形型に配置
した状態で成形圧力により破壊しない程度の強度を有す
ればよい。殻は射出成形、あるいは真空、または圧空成
形により製作する。その他の方法で製作してもよい。
【0011】殻の形状に比べて充分厚く、剛性の高い殻
を用いたときは成形型外でもその形状を保持することが
でき、殻を成形型内に配置しなくともプリフォームを殻
内に先にセットできる。RTM法に用いる場合は、殻に
樹脂注入孔または口を設ける。また、ソフトピンチのた
めの溝および樹脂溜まりを設けることもできる。いずれ
の成形法でも、殻内の樹脂が完全硬化する前、ゲル化し
た段階、あるいはFRP成形品の形状が保持できる程度
に硬化した段階で殻を成形型から取り出し、型外で後硬
化させることができる。
【0012】いずれの成形型も殻を精度よく保持できれ
ばよい。殻を保持する成形型の表面は特別な処理を必要
としない。成形型は成形圧力に耐えられる強度と精度を
維持する剛性があればよい。成形工程では、殻内でコー
ルドプレス、ホットプレス法あるいはRTM法によりF
RPを成形する。
【0013】FRP成形品と接する側の殻の表面はFR
P成形品の表面粗さに対応する滑らかさにする。
【0014】
【発明の実施の形態】実施例1 本発明をRTM法によりFRPを成形する製造法に適用
した例を示す。図1〜図3は、本発明を適用した直径2
5cm、深さ10cmの薄肉FRP製円筒容器のRTM
成形過程を示す。FRPの厚さは3mm、フランジ部は
幅2cm、厚さ1mmである。強化材は目抜き平織りガ
ラス布で、厚さ3mmの箇所では12枚用い、バインダ
ーを塗布してプリフォームした。母材樹脂には不飽和ポ
リエステルを用いた。殻は、材料としてポリプロピレン
を用い、射出成形により製作した。厚さは2mmであ
る。成形型はエポキシ樹脂コンクリート製であり、ポリ
プロピレン製殻を正確に保持するため、殻を配置する側
はポリプロピレン製殻を型として用いた。特別に表面仕
上げする必要がないため、成形型のコストは従来型のコ
ストの1/3以下であった。
【0015】まず図1に示すように、強化材プリフォー
ム1をポリプロピレン製の上下の殻2,3内にセット
し、上下2つの殻2,3をクランプにより組み立てる。
次に、図2に示すように、このプリフォームがセットさ
れた殻2,3を上下の成形型4,5内に配置する。その
後、上下成形型4,5をしゃこ万等で型締めし、減圧孔
6を図示しない真空ポンプにつないで減圧しながら、既
に硬化剤を混ぜたポリエステル樹脂を樹脂注入孔7から
圧送する。減圧孔6から樹脂が出るのを確認した後、樹
脂の圧送を止める。20分後、樹脂がゲル化したことを
確かめ、殻2,3を成形型4,5から取り出し、80℃
の高温槽8に1時間放置した。その後、室温で徐冷し、
温度が下がったところで殻2,3からFRPを取り出
す。この際、樹脂注入孔7から圧縮空気を送り込めば容
易に脱型できた。
【0016】このようにして成形されたFRPの表面は
殻の表面と同程度に滑らかであった。成形型には一切、
FRPの母材樹脂は付着しなかった。殻を成形型から取
り外した段階で、次の成形工程が準備できる。殻は非常
に軽いので、プリフォームのセットも容易であった。殻
は20回以上の繰り返し使用に耐えた。後硬化させてい
る間に次のプリフォームが準備できること、離型処理を
全く必要としないこと、FRP成形品の型離れが容易で
あること、後硬化中、成形品を占有しないことから、1
つの型での生産性は従来の3倍に達した。また、成形作
業の分業化が図れ、生産の効率が2倍以上になった。成
形型の修理は不要であった。
【0017】実施例2 本発明を、コールドプレス法によりFRPを成形する製
造法に適用した例を示す。図4〜図6は、本発明を適用
した薄肉FRP製円筒容器のコールドプレス成形過程を
示す。成形品は実施例1と同じ寸法である。殻も実施例
1と同じものを使用した。但し、RTM成形と異なり、
樹脂を注入しないので樹脂注入孔および減圧孔は塞いで
ある。成形型も実施例1と同じものを使用した。
【0018】まず、図4に示すように、ポリプロピレン
製上側殻2を上側成形型4にクランプにより取り付け
る。下側殻3には強化材プリフォーム1をセットし、そ
の後下側成形型5に配置した。下側成形型5が雌型にな
っているので、下側殻3は単に成形型5にはめ込んだだ
けである。次に、図5に示すように、既に硬化剤を混ぜ
たポリエステル樹脂をプリフォーム1上に散布する。必
要な量の樹脂を散布し終えたら、上型4を下型5に50
トン油圧プレスで押し込んだ。余分な樹脂はソフトピン
チ用の樹脂溜まりに溜まる。20分後、樹脂がゲル化し
たことを確かめ、上下殻2,3を成形型4,5から取り
出し、クランプして80℃の高温槽8に1時間放置し
た。その後、室温で徐冷し、温度が下がったところで殻
2,3からFRPを取り出す。以下、実施例1と同じで
ある。本発明の生産効率向上に対する効果は実施例2と
同じであった。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明では、コールドプレ
ス法,ホットプレス法,RTM法によるFRP成形での
FRP成形型の離型処理が不要となり、成形型の寿命が
向上する。また、FRP成型品の硬化に伴う型占有時間
の減少を図ることができる。さらに、ゲルコートの塗布
および強化材プリフォームのセットに伴う型占有時間の
減少を図ることができ、FRPの効率的な生産が行え
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の製造方法を示す図。
【図2】本発明の実施例1の製造方法を示す図。
【図3】本発明の実施例1の製造方法を示す図。
【図4】本発明の実施例2の製造方法を示す図。
【図5】本発明の実施例2の製造方法を示す図。
【図6】本発明の実施例2の製造方法を示す図。
【符号の説明】
1 強化材プリフォーム 2,3 殻 4,5 成形型
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 101:10 105:06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前記繊維強化プラスチックの母材樹脂との
    接着性が低い樹脂で製作され前記繊維強化プラスチック
    製品の外形もしくは内形と同一形状を有する少なくとも
    1つの殻を、繊維強化プラスチック製品の製造に用いる
    成形型内に配置する殻配置工程と、 母材樹脂を注入する工程と型締めを行う工程を含む成形
    工程と、 前記殻を前記成形型から取り出す離型工程と、 成形品を前記殻から取り出す脱型工程と、 を含む繊維強化プラスチック製品の製造方法。
  2. 【請求項2】前記殻配置工程の前に、前記繊維強化プラ
    スチック製品の強化材プリフォームを前記殻内に配置す
    る工程を含む、請求項1に記載の繊維強化プラスチック
    の製造方法。
  3. 【請求項3】前記脱型工程の前に、成形される繊維強化
    プラスチック製品の母材樹脂が完全硬化する前に前記成
    形型から殻を取り出し、前記成形型外で後硬化させる工
    程を含む、請求項1または2に記載の繊維強化プラスチ
    ックの製造方法。
JP8173428A 1996-07-03 1996-07-03 繊維強化プラスチック製品の製造方法 Pending JPH1015970A (ja)

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