JP3810910B2

JP3810910B2 - Resin molding method using split mold

Info

Publication number: JP3810910B2
Application number: JP34207297A
Authority: JP
Inventors: 定蔵熊谷
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11156949A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は分割型成形型による樹脂の成形方法、さらに詳細にはパーティングラインを形成しない樹脂成形品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術および問題点】
たとえば内圧成形法は図３に示すように、熱硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂の一種であるゴムのプリプレグ２を内側よりの圧力によって成形し、加熱硬化して樹脂成形品を製造する方法である。すなわち、中空のマンドレル１に、プリプレグ２の内側方向から圧力を負荷するため、弾性体よりなるプレッシャーバッグ３を被せ、そのプレッシャーバッグ３にプリプレグ２を巻いて、成形型４内にセットするとともに、前記マンドレル１の中空部に空気を吹き込む。このように空気を吹き込むとマンドレル１の中空部に貫通する空気排出孔１１より空気が噴射され、プレッシャーバッグ３が膨らむことになり、このため前記プリプレグ２は内側より圧力を受けて成形型４の内壁に押し付けられることになる。このため成形が４の内壁に対応した所定形状に成形され、これを加熱硬化させることによって、中空の樹脂成形品５が製造される。このとき成形型４よりは外圧が負荷されることになるため、表面が平滑で、かつ図４に示すように突部５１などの複雑形状の樹脂成形品を容易に成形することができるという利点がある。
【０００３】
このような内圧成形法によって、たとえば図３及び図４に示すような突部５１を有するような樹脂成形品５を製造する場合、成形型４は二分割可能な上型４１と下型４２とより構成されたものを使用し、内圧によって成形した後、この成形型４を二分割して製造された樹脂成形品５を取り出すようになっている。このとき、樹脂成形品５は成形型４の割れ目に沿って筋目（パーティングライン）５２が形成されることが知られている。このようなパーティングライン５２は研磨などによって除去する必要があり、手間がかかるという欠点があった。さらにパーティングライン５２が形成される結果として、樹脂成形品５を形成する樹脂が流れる結果となり、樹脂成形品５を構成する樹脂量が変動して品質がばらつくという大きな欠点もあった。
【０００４】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、パーティングラインを形成しない分割型成形型による樹脂成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明による分割型成形型による樹脂成形方法は、弾性のあるプレッシャーバッグにプリプレグを設ける工程、前記プリプレグ上にさらに弾性のある外部バッグを被せる工程、前記プリプレグに外部バックを被せたものを、成形型を分割可能にする割れ目を内壁に備えた前記成形型にセットする工程、前記プレッシャーバッグ内部に空気を噴射せしめ、加熱成形する工程を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明による分割型成形型による樹脂成形方法は、成形型を分割可能にする割れ目を内壁に備えた前記成形型に外部シートを敷置する工程、前記外部シート上に樹脂シートを敷置する工程、前記外部シート側より成形型中の空気を抜いて所定形状に真空成形する工程、前記外部シートを剥離する工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、プリプレグ上にさらに外部バッグを被せるため、あるいは外部シートを敷置した後、成形すべき樹脂シート（プリプレグシートを含む概念である）を成形型に設けるため、樹脂シートないしプリプレグ自体が直接成形型に接触することがなくなる。このため、成形型の分割における筋目に接触することがなくなり、パーティングラインを形成することがないという利点を生じる。したがって、形成されたパーティングラインを除去する手間がかからず、また樹脂量も安定して設計通りの樹脂成形品を製造できるという利点を生じる。
【０００８】
【発明の具体的説明】
本発明による第一の発明においては、図１に示すように空気排出孔１１を有するマンドレル１に内側より圧力を負荷するためのプレッシャーバッグ３を被せる。このプレッシャーバッグ３上に、さらにプリプレグ２を設けた後、外部バッグ６を被せる。この明細書中、樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のほかゴムを含む概念で使用している。
【０００９】
このようなプレッシャーバッグ２としてはマンドレル１と離型性の良好で、かつ空気の圧力によって膨らむことが可能な弾性を有しているものであれば、基本的にいかなるものでもよい。従来この種のプレッシャーバッグとして使用されているものを有効に使用可能である。たとえばナイロン製のバッグあるいはゴムバッグなどを使用できる。
【００１０】
また外部バッグ６も同様に空気の圧力によって変形可能なものであれば、基本的にいかなるものでもよい。また硬化した樹脂及び金型と良好な離型性を有していることが好ましい。したがって、上述のようなプレッシャーバッグとして使用されるものも有効に使用可能である。しかしながら、プレッシャーバッグと異なり、空気の圧力をプリプレグ２に負荷する作用を営むものではないことから、空気を透過するものであってもよい。このため織目など隙間のある布体よりなる外部バッグであってもよい。この場合、シャフト表面に布の織目に対応した模様が形成できる。このうように、外部バッグを選択することによって、種々の模様をシャフト表面に形成可能となる。
【００１１】
このようにプレッシャーバッグ３、プリプレグ２、外部バッグ６が設けられたマンドレル１を成形型４中にセットし、マンドレル１の中空部より空気を供給し、この空気を空気排出孔１１より噴射させて、プレッシャーバッグ２を介してプリプレグに内圧を負荷しながら加熱成形する。このとき、プレッシャーバッグ３の膨張によってプリプレグ２に内圧が負荷され、成形型４の内壁に押圧されることになるが、プリプレグ２の外側に外部バッグ６が設けられているため、プリプレグ２は直接成形型４に接触することがなく、また、プリプレグの樹脂の流れも外部バッグによって抑制されるため、成形された樹脂成形品５にパーティングライン５２を形成することがなくなる。このとき使用されるプリプレグは補強繊維に樹脂を含浸させ加熱して半硬化状態としたものであってもよく、単に補強繊維に樹脂を含浸させ、加熱していないものも使用することができる。
【００１２】
上述の具体例においては、マンドレルを使用した場合について述べたが、このマンドレルは必ずしも必要ではなく、プレッシャーバッグを空気の噴射により膨らませることが可能であればよい。形状によっては、むしろ使用しない場合の方が好ましい場合もある。
【００１３】
図２は本発明による分割型成形型の樹脂成形方法の第二の具体例であるが、この成形方法では、下型４１と上型４２を組み合わせた成形型４の成形部に外部シート７を敷置するとともに、成形すべき樹脂シート（プリプレグシート、未加硫状態あるいは半加硫状態のゴムシート、またシート状の熱可塑性樹脂であってもよい）８を積層し、前記下型４１に設けられた空気吸引孔４１１より空気を吸引する。たとえば熱可塑性樹脂シートの場合は、このとき加熱しておき軟化状態にしてあるため、前記樹脂シート８は下型４１と上型４２の形成する成形部の形状に沿って成形されることになる。このとき、前記成形品の外部表面は成形型表面に押圧されることになるが、外部シート７が成形品と成形型間に挟着されているため、パーティングラインを生じることはない。次いで、下型４１と上型４２を分割することにより樹脂成形品を取り出す。上述のような外部シートは前述の外部バッグと同様な材料で製造することができる。
【００１４】
上記具体例においては熱可塑性樹脂の真空成形について説明したが、本発明においては成形型と樹脂成形品の間に弾性のある外部バッグあるいは外部シートが挟着されていればよく、上記具体例で限定されるものではない。
【００１５】
【実施例１】
空気排出孔を有するマンドレルにナイロン性プレッシャーバッグを被せた後、プリプレグを捲回し、さらにゴム製の外部バッグを被せた。これを図１に示すような成形型にセットしてマンドレルの中空部より空気を噴射させて加熱成形して樹脂成形品を製造した。このとき、パーティングラインは形成されなかった。
【００１６】
比較として外部バッグを使用せず、他は同じ条件で樹脂成形品を製造した。この場合、パーティングラインが形成され、研磨によって除去する必要があった。次いで、両者の偏肉、リング破壊、３点曲げ強度を測定した。結果を表１として示す。
【００１７】

【００１８】
【実施例２】
図２に示すような成形型を使用し、熱可塑性樹脂シートの成形を行った。図２に示す下型と上型を組み合わせた後、ナイロン製外部シートを敷設した後、樹脂シートを重ねてたのち、蓋型を被せて密閉した後、成形型を加熱し、樹脂シートが軟化したときに空気吸引孔より空気を吸引して、真空成形を行った。こののち、蓋型及び上型を外し、成形品を下型より取り出し、放置冷却した後、外部シートを剥がして樹脂成形品を作製した。このとき、樹脂成形品の下型と上型の境目にパーティングラインは形成されていなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による分割型成形型による樹脂成形方法によれば、プリプレグ上にさらに外部バッグを被せるあるいは成形型と成形すべき樹脂シートの間に外部シートを敷設するため、プリプレグないし樹脂シート自体が直接成形型に接触することがなくなる。このため、成形型の分割における境目に接触することがなくなり、パーティングラインを形成することがないという利点を生じる。したがって、形成されたパーティングラインを除去する手間がかからず、また樹脂量も安定して設計通りのシャフトを製造できるという利点を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内圧成形法による分割型成形型による樹脂成形方法を説明するための断面図。
【図２】本発明による真空成形法による分割型成形型による樹脂成形方法を説明するための断面図。
【図３】従来の内圧成形法を説明するための断面図。
【図４】従来の方法で製造された樹脂成形品の側面図。
【符号の説明】
１マンドレル
１１空気排出孔
２プリプレグ
３プレッシャーバッグ
４成形型
４１下型
４２上型
５樹脂成形品
６外部バッグ
７外部シート
８樹脂シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin molding method using a split mold, and more particularly to a method of manufacturing a resin molded product that does not form a parting line.
[0002]
[Prior art and problems]
For example, as shown in FIG. 3, the internal pressure molding method is a method in which a thermosetting resin or a rubber prepreg 2 which is a kind of thermosetting resin is molded by pressure from the inside and is cured by heating to produce a resin molded product. is there. That is, in order to apply pressure to the hollow mandrel 1 from the inside of the prepreg 2, the pressure bag 3 made of an elastic body is covered, the prepreg 2 is wound around the pressure bag 3, and set in the mold 4. Air is blown into the hollow portion of the mandrel 1. When air is blown in this way, air is injected from the air discharge hole 11 penetrating through the hollow portion of the mandrel 1, and the pressure bag 3 is inflated. For this reason, the prepreg 2 receives pressure from the inside and receives the molding die 4. It will be pressed against the inner wall. For this reason, the molding is molded into a predetermined shape corresponding to the inner wall 4, and this is heat-cured to produce a hollow resin molded product 5. At this time, an external pressure is applied rather than the molding die 4, so that the surface is smooth and a resin molded product having a complicated shape such as the protrusion 51 can be easily molded as shown in FIG. 4. There is.
[0003]
For example, when a resin molded product 5 having a protrusion 51 as shown in FIGS. 3 and 4 is manufactured by such an internal pressure molding method, the molding die 4 is divided into an upper die 41 and a lower die 42 that can be divided into two parts. After the molding is performed using internal pressure and molded by internal pressure, a resin molded product 5 manufactured by dividing the mold 4 into two parts is taken out. At this time, it is known that the resin molded product 5 has streaks (parting lines) 52 formed along the cracks of the mold 4. Such a parting line 52 needs to be removed by polishing or the like, and there is a drawback that it takes time and effort. Furthermore, as a result of the formation of the parting line 52, the resin forming the resin molded product 5 flows, and there is a great drawback that the amount of resin constituting the resin molded product 5 varies and the quality varies.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a resin molding method using a split mold that does not form a parting line.
[0005]
[Means for solving problems]
In order to solve the above problems, a resin molding method using a split mold according to the present invention includes a step of providing a prepreg on an elastic pressure bag, a step of covering a further elastic external bag on the prepreg, and an external portion of the prepreg. The method includes a step of setting a cover with a crack on the inner wall of the inner wall so that the mold can be divided, and a step of heat-molding by injecting air into the pressure bag.
[0006]
Further, the resin molding method using the split mold according to the present invention includes a step of laying an external sheet on the mold provided with an inner wall of a split enabling the mold to be split , and a resin sheet is laid on the external sheet. A step of removing the air from the outer sheet side from the outer sheet side, vacuum forming into a predetermined shape, and a step of peeling the outer sheet .
[0007]
According to the present invention, a resin sheet or a prepreg is provided to cover the prepreg with an external bag or to provide a molding die with a resin sheet (concept including the prepreg sheet) to be molded after the external sheet is laid. It will not contact the mold directly. For this reason, there is no contact with the streak in the division of the mold, and there is an advantage that no parting line is formed. Therefore, there is an advantage that it does not take time to remove the formed parting line, and the resin amount can be stably produced to produce a resin molded product as designed.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the first invention according to the present invention, as shown in FIG. 1, a pressure bag 3 for applying pressure from the inside is placed on a mandrel 1 having an air discharge hole 11. After the prepreg 2 is further provided on the pressure bag 3, the external bag 6 is covered. In this specification, resin is used in a concept including rubber in addition to thermosetting resin and thermoplastic resin.
[0009]
As such a pressure bag 2, basically any pressure bag 2 may be used as long as it has good releasability from the mandrel 1 and has elasticity that can be expanded by the pressure of air. What was conventionally used as this kind of pressure bag can be used effectively. For example, a nylon bag or a rubber bag can be used.
[0010]
Similarly, the outer bag 6 may be basically any one as long as it can be deformed by air pressure. Moreover, it is preferable to have a good releasability with the cured resin and mold. Therefore, what is used as a pressure bag as mentioned above can also be used effectively. However, unlike the pressure bag, it does not serve to load the prepreg 2 with air pressure, and thus may be air permeable. For this reason, the outer bag which consists of cloth bodies with gaps, such as a texture, may be sufficient. In this case, a pattern corresponding to the texture of the cloth can be formed on the shaft surface. Thus, various patterns can be formed on the shaft surface by selecting the external bag.
[0011]
The mandrel 1 provided with the pressure bag 3, the prepreg 2 and the external bag 6 is set in the mold 4, air is supplied from the hollow portion of the mandrel 1, and this air is injected from the air discharge hole 11. Then, heat molding is performed while applying an internal pressure to the prepreg via the pressure bag 2. At this time, the internal pressure is applied to the prepreg 2 due to the expansion of the pressure bag 3 and is pressed against the inner wall of the mold 4. However, since the external bag 6 is provided outside the prepreg 2, the prepreg 2 is directly Since it does not come into contact with the mold 4 and the resin flow of the prepreg is also suppressed by the external bag, the parting line 52 is not formed in the molded resin molded product 5. The prepreg used at this time may be a semi-cured state obtained by impregnating a resin into a reinforcing fiber and heating, or a non-heated one simply impregnating a resin into a reinforcing fiber.
[0012]
In the above-described specific example, the case where a mandrel is used has been described. However, this mandrel is not necessarily required as long as the pressure bag can be inflated by injecting air. Depending on the shape, it may be preferable to not use it.
[0013]
FIG. 2 shows a second specific example of the resin molding method of the split mold according to the present invention. In this molding method, the outer sheet 7 is attached to the molding portion of the molding die 4 in which the lower die 41 and the upper die 42 are combined. Laying and laminating a resin sheet (a prepreg sheet, an unvulcanized or semi-cured rubber sheet, or a sheet-like thermoplastic resin) 8 to be molded, Air is sucked from the air suction hole 411 provided. For example, in the case of a thermoplastic resin sheet, since it is heated and softened at this time, the resin sheet 8 is molded along the shape of the molding part formed by the lower mold 41 and the upper mold 42. . At this time, the outer surface of the molded product is pressed against the surface of the mold, but since the outer sheet 7 is sandwiched between the molded product and the mold, no parting line is generated. Next, the resin mold is taken out by dividing the lower mold 41 and the upper mold 42. The external sheet as described above can be manufactured from the same material as the external bag described above.
[0014]
In the above specific example, the vacuum molding of the thermoplastic resin has been described. However, in the present invention, it is sufficient that an elastic external bag or external sheet is sandwiched between the mold and the resin molded product. It is not limited.
[0015]
[Example 1]
A mandrel having an air discharge hole was covered with a nylon pressure bag, and then the prepreg was wound and further covered with a rubber external bag. This was set in a molding die as shown in FIG. 1, and air was injected from the hollow portion of the mandrel, followed by heat molding to produce a resin molded product. At this time, a parting line was not formed.
[0016]
For comparison, an external bag was not used, and a resin molded product was manufactured under the same conditions. In this case, a parting line was formed and needed to be removed by polishing. Subsequently, both the uneven thickness, ring fracture, and three-point bending strength were measured. The results are shown in Table 1.
[0017]

[0018]
[Example 2]
A molding die as shown in FIG. 2 was used to mold a thermoplastic resin sheet. After combining the lower and upper molds shown in Fig. 2, after laying a nylon outer sheet, overlaying the resin sheet, sealing with a cover mold, the mold is heated and the resin sheet softens Then, vacuum forming was performed by sucking air from the air suction holes. Thereafter, the lid mold and the upper mold were removed, the molded product was taken out from the lower mold, allowed to cool, and then the external sheet was peeled off to produce a resin molded product. At this time, no parting line was formed at the boundary between the lower mold and the upper mold of the resin molded product.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the resin molding method using the split mold according to the present invention, an external bag is further put on the prepreg or an external sheet is laid between the mold and the resin sheet to be molded. The resin sheet itself does not directly contact the mold. For this reason, there is no contact with the boundary in dividing the mold, and there is an advantage that no parting line is formed. Therefore, there is an advantage that the shaft as designed can be manufactured without taking time and effort to remove the formed parting line and with a stable resin amount.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a resin molding method using a split mold by an internal pressure molding method according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a resin molding method using a split mold according to the vacuum molding method of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a conventional internal pressure forming method.
FIG. 4 is a side view of a resin molded product manufactured by a conventional method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mandrel 11 Air discharge hole 2 Prepreg 3 Pressure bag 4 Mold 41 Lower mold 42 Upper mold 5 Molded resin 6 External bag 7 External sheet 8 Resin sheet

Claims

Step of providing a prepreg pressure bag with elastic, step covering the outer bag with a further elastic on the prepreg, those covered with external back grayed in the prepreg, with a cleft that allows split mold on the inner wall the step of setting the mold, the pressure bag inside allowed inject air, the resin molding method according to split mold which comprises a step of hot forming.

2. The split mold according to claim 1, wherein a mandrel having a hollow air injection hole is used, a pressure bag is placed on the mandrel, and the pressure bag is inflated by injecting air from the hollow portion of the mandrel. Resin molding method by mold.

3. The resin molding method according to claim 1, wherein the outer bag is made of a rubber-like elastic body or cloth.

4. The resin molding method according to claim 1, wherein the prepreg is a thermosetting resin or rubber.

A step of laying an external sheet on the mold provided with an inner wall that allows the mold to be divided, a step of laying a resin sheet on the external sheet, and removing air from the mold from the side of the external sheet And a step of vacuum forming into a predetermined shape, and a step of peeling off the external sheet .

The resin molding method according to claim 5, wherein the resin sheet is a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or rubber.