纤维增强塑料成型体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种纤维增强塑料成型体的制造方法，其在利用成型用模具成型具有中空部的成型品时，能够不使用加压气体、加压流体而提高型芯的内压，使型芯的外周表面积发生变形。将包含由多个刚性粒子构成的粒子群(4a)和核心块(100)的粒子类群容纳于可挠性袋体(4b)，形成型芯(4)。在包含树脂和纤维的预浸料(3)的内部配置前述型芯(4)，将包含前述型芯(4)的前述预浸料(3)配置于成型用模具(15)的内部，进行加压成型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强塑料成型体的制造方法
本专利技术涉及对使树脂含浸于纤维而成的预浸料使用型芯来进行加热加压，制造具有封闭截面的纤维增强塑料(FRP；FiberReinforcedPlastics)制的中空成型体的制造方法。
技术介绍
作为具有封闭截面的纤维增强塑料的成型体被广泛用于从航空机的机身、机翼那样的大型成型体到自行车的车架、网球拍、钓竿、高尔夫球杆等小型成型体。此外，作为具有开放截面的纤维增强塑料的成型体被广泛用于安全帽等。作为用于形成封闭截面的成型体的型芯，正在使用的是将粉粒体用包装膜包裹，进行真空袋包装并形成为预定形状的型芯；将多个粒子群容纳于可挠性袋体，制成可变形为所期望形状的型芯；此外还有通过吹塑成型形成的型芯等。作为将经真空袋包装的粉粒体形成为所期望形状的型芯，公开于例如日本特开平2-238912号公报(专利文献1)中，此外，例如日本特开2012-187730号公报(专利文献2)中公开了将多个粒子群容纳于可挠性袋体并制成可变形为所期望形状的型芯。以专利文献1中记载的专利技术作为本专利技术的以往例1，使用图5和图6进行说明。图5示出利用成型用模具30制造具有作为封闭截面的一种的中空部的成型品的初始阶段。如该图所示，将进行预加热而处于熔融状态的片状的下部纤维增强热塑性树脂材(下部FRTP)34载置于成型用模具30的下模31上。由于下部FRTP34处于熔融状态，因此该下部FRTP34因自重而下垂，成为沉入至下模31的凹部的状态。用包装材33b包入粉粒体33a并通过真空袋包装而固态化为预定形状而成的型芯33被载置于下部FRTP34的凹部。在载置了型芯33的下部FRTP34的上部，载置有经加热而处于熔融状态的新的片状的上部FRTP35。在该状态下，型芯33的周围成为被下部FRTP34和上部FRTP35包围的状态。从该状态开始，使成型用模具30的上模32下降而加压，在与下模31之间将下部FRTP34与上部FRTP35一体化，从而在将型芯33容纳于内部的状态下，将下部FRTP34和上部FRTP35一体成型，得到半成型品。为了将型芯33从所制得的半成型品排出，在半成型品上开出小孔。若在半成型品上开孔，则空气进入被真空袋包装的型芯33的粉粒体33a间，粉粒体33a间的捆束变松。并且，通过半成型品上形成的孔，将构成型芯33的粉粒体33a排出至半成型品之外，完成成型品。此时，如果用对于成型品的剥离性好的材料构成对粉粒体33a进行真空袋包装的包装材33b，则包装材33b也能通过孔而从成型品取出。接下来，以专利文献2中记载的专利技术作为本专利技术的以往例2，使用图7进行说明。图7示出使用了以往的型芯的、成型具有中空状的异形截面的成型品时的状态。根据该以往例2，使用将由多个粒子构成的粒子群4a用具有延伸性的包装膜4b包装而成的型芯4。在使上模2下降而在与下模1之间对预浸料3进行加压而压缩成型时，使模具间隔保持装置20工作，利用左右一对按压构件21a、21a阻止上模2向上方移动。同时，使设置于下模1的活塞杆5a突出至空腔内，按压型芯4的一部分。通过用活塞杆5a按压型芯4，从而一边使型芯4的粒子群4a流动，一边提高型芯4的内压而使其变形，消除位于型芯4与预浸料3之间的空隙。所得的成型品中内部没有孔隙，可得到高品质的成型品。而且，提高型芯4的内压时，具备防止上模2向远离下模1的方向移动的模具间隔保持装置20。模具间隔保持装置20具有在上模2的左右侧面上端部(图7的左右上端肩部)形成的下倾斜面2a、2a，以及以面接触状态与该下倾斜面2a、2a滑动接触的楔形面21b、21b，并且具备在与上模2的移动方向(上下方向)正交的方向(水平方向)上自由滑动的左右一对按压构件21a、21a，以及使该按压构件21a、21a在水平方向上移动而在相互接近和远离的方向上进行驱动的未图示的驱动部。左右一对按压构件21a、21a的相向的楔形面21b、21b的形状如图7所示，设为相对的楔形面21b、21b间的间隔朝下方扩张的形状。这里，作为以往例2所使用的用于保持型芯4形态的包装膜4b，可以使用尼龙制的膜、聚乙烯制的膜、氟树脂膜、有机硅等。作为具有刚性的粒子而适宜的材料，尤其可列举氧化锆、石英，它们可得到导热率低且弯曲弹性模量高的粒体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平2-238912号公报专利文献2：日本特开2012-187730号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题根据上述专利文献1提出的具有中空部的成型品的成型方法，如上述那样，在将型芯33夹持于下部FRTP34和上部FRTP35之间的状态下使上模32下降，在上模32与下模31之间对下部FRTP34和上部FRTP35加压。此时，在沉入至下模31的凹部而形成的下部FRTP34的凹部载置型芯33的时刻、以及从型芯33上方覆盖上部FRTP35的时刻，例如如图5所示，在下模31的凹部中的角落部与下部FRTP34之间、型芯33与下部FRTP34和上部FRTP35之间产生空隙。如果在残留有该空隙的状态下通过上模32和下模31进行加热加压，则无法利用型芯33从内侧充分支撑下部FRTP34和上部FRTP35，特别是在沿着与上模32移动的上下方向相同的方向而成型的下部FRTP34的部位即竖长部位中发生厚度的变化，进一步，下部FRTP34的外周面形状不会形成为沿着下模31凹部的角落部形状的形状。此外，在外表面发生褶皱，成型为沿上下方向压弯的形状。或者，在竖长部位的长度尺寸被压缩为比规定的长度尺寸短的长度尺寸的状态下成型，制品的尺寸精度下降。特别是，当下部FRTP34和上部FRTP35由使用了长纤维的长纤维增强树脂材料构成时，如果在型芯33与下部FRTP34和上部FRTP35之间、上模32和下模31与下部FRTP34和上部FRTP35之间存在空隙的状态下加压成型，则例如如图6所示，长纤维的纤维取向混乱而发生弯折，导致作为纤维增强塑料的强度下降，成型品的外观恶化。使用示意性示出了以往例1的构成的图6，进一步进行说明。图6中，以符号37表示上述的竖长部位。并且，示出了将内部配置了型芯33的环状预浸料36容纳于在下模31形成的凹部内，使上模32朝着下模31下降的状态。如图6所示，通过在上模32与下模31之间夹持预浸料36并进行加热加压，能够制造半成型品。并且，在所制得的半成型品上开孔，将构成型芯33的粒体从半成型品上所开的孔向外排出，从而完成中空状的成型品。但是，在容纳于下模31的预浸料36中形成的凹部内载置型芯33时，在对半成型品赋形为具有角部的形状的情况等中，大多会在型芯33的外表面与预浸料36的内周面之间产生空隙。特别是，为了将预浸料36顺畅地投入成型用模具30，在成型用模具30与预浸料36之间空出某种程度的间隔，在成型面的角落部与预浸料36之间同样也容易产生空隙。并且，使上模32朝着下模31下降而对预浸料36进行加压时，由于该空隙的影响，在预浸料36的竖长部位37产生褶皱、弯曲，或者预浸料36的外表面侧的角部不会形成所期望的直角形状，而成为未填充状态。特别地，如果构成型芯33的粉粒体的使用量少，则预浸料36与型芯33之间形成空隙，在预浸料36的竖长部位37产生弯曲。并且，如图6所示，竖长部位37的一部分变形为向型芯33侧弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强塑料成型体的制造方法，包括：将包含刚性粒子和核心块的粒子类群容纳于可挠性袋体；以及将该可挠性袋体作为型芯配置在包含树脂和纤维的预浸料的内部，以及将内置有所述型芯的所述预浸料配置在成型用模具内部，进行压缩成型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.02 JP 2015-1123191.一种纤维增强塑料成型体的制造方法，包括：将包含刚性粒子和核心块的粒子类群容纳于可挠性袋体；以及将该可挠性袋体作为型芯配置在包含树脂和纤维的预浸料的内部，以及将内置有所述型芯的所述预浸料配置在成型用模具内部，进行压缩成型。2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料成型体的制造方法，所述核心块具有弯折性。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强塑料成型体的制造方法，所述核心块包含与按压方向正交的周面向外侧弯曲而膨出的形状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的纤维增强塑料成型体的制造方法，所述核心块具有中空形状。5.根据权利要求1～4中任一项所述的纤维增强塑料成型体的制造方法，所述核心块由可弹性变形的材料构成。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高野恒男，本间孝志，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP