(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材に未硬化熱硬化性樹脂を含浸させた成形材料を、引抜成形用金型の成形すべき引抜成形品の断面外形に対応する断面内形を有する成形孔内を通過させつつ賦形・加熱させて、外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体を連続的に引き抜き、次に、外層部が硬化した該引抜成形体を、引抜速度に連動して引抜方向に移動する保圧型を有する保圧装置を用いて、該保圧型によりその引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持するように所定時間加圧状態で挟持しつつ引抜方向に移動させる間に中心部を硬化させ、その後、保圧型を脱離させることを特徴とする引抜成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引抜成形品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）成形品を引抜成形法にて製造する場合、一般に、未硬化熱硬化性樹脂含浸強化繊維材料を、所定の断面内形を有する成形孔を有する引抜成形用金型の成形孔を通過させつつ、賦形、加熱、保圧の工程を経て、引抜成形されていた。このときの加熱は成形孔の内表面より賦形された未硬化成形体の表面から中心に順次伝熱されて、その硬化反応が進行し、保圧工程にてその硬化が完了する。
【０００３】
しかしながら、このような従来の引抜成形法により、引抜成形品を製造した場合、加熱硬化工程における成形体の外層部と中心部との硬化状態に大きな差が発生するので、外層部は硬化しているのに中心部は未硬化又は半硬化状態のまま保圧工程を通過して引抜成形用金型外に出てしまう。引抜成形用金型外では、中心部の未硬化又は半硬化状態の樹脂は強化繊維が配向していない引抜方向に直交する方向、つまり肉厚方向に樹脂圧により膨れた状態となって硬化するため、引抜成形用金型の断面内形よりも大きな肉厚を有する、成形状態がきわめて悪い引抜成形品しか得ることができないという問題点がある。
【０００４】
その対策として、引抜速度を遅くして、引抜成形用金型内の保圧工程内にて、中心部の樹脂の硬化を完了させる方法が考えられるが、成形品の肉厚によっては極端に成形速度が遅くなるので、生産効率及び経済性が悪くなるという問題点がある。
【０００５】
又、引抜成形用金型を長くして、成形体の引抜成形用金型内での対流時間を長くすることで、保圧工程内で中心部の樹脂の硬化を完了させる方法も考えられるが、製造設備が大型となる上に、引抜成形用金型の長さは引抜力に影響し、引抜能力から自ずと引抜成形可能な引抜成形用金型の長さが制約されるため、大きな改善とはならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、厚み方向の膨れがなく、均一な肉厚を有する引抜成形品を生産性よく製造することができる引抜成形品の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の発明（本発明１）は、繊維基材に未硬化熱硬化性樹脂を含浸させた成形材料を、引抜成形用金型の成形すべき引抜成形品の断面外形に対応する断面内形を有する成形孔内を通過させつつ賦形・加熱させて、外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体を連続的に引き抜き、次に、外層部が硬化した該引抜成形体を、引抜速度に連動して引抜方向に移動する保圧型を有する保圧装置を用いて、該保圧型によりその引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持するように所定時間挟持しつつ引抜方向に移動させて中心部を硬化させ、その後、保圧型を脱離させる引抜成形品の製造方法である。
【０００８】
さらに、前記引抜成形用金型の成形孔より引き抜いた引抜成形体の前記保圧型による挟持を加圧状態にて行うものである。
【０００９】
本発明において、繊維基材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維や、これらの組合せからなる、ロービング、チョップドストランドマット、コンティニアスマット、ロービングクロス、すだれ状クロス、クロス等が挙げられ、これらは単独でも使用できるし、併用してもよい。
本発明において、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等が好適に用いられる。
【００１０】
引抜成形用金型の成形孔内を引き抜いた引抜成形体を保圧装置の保圧型にて挟着するまでの間隔は、短い程よいが、１５０ｍｍ程度の間隔があっても効果を発揮させることができる。
【００１１】
保圧装置の保圧型による外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体の厚み方向の型保持力は、引抜成形体の厚みに対して０．０３〜０．０７ＭＰａ／ｍｍとするのが好ましい。
【００１２】
【作用】
本発明の引抜成形品の製造方法は、繊維基材に未硬化熱硬化性樹脂を含浸させた成形材料を、引抜成形用金型の成形すべき引抜成形品の断面外形に対応する断面内形を有する成形孔内を通過させつつ賦形・加熱させて、外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体を連続的に引き抜く工程と、該引抜成形体を、引抜速度に連動して引抜方向に移動する保圧型を有する保圧装置を用いて、該保圧型によりその引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持するように所定時間挟持しつつ引抜方向に移動させて中心部を硬化させ、その後、保圧型を脱離させる工程とからなることにより、引抜速度が速くても、保圧型により引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持するように所定時間挟持しつつ引抜方向に移動される間に中心部が硬化するので、厚み方向に配向した繊維基材が存在しなくても、もはや保圧型を脱離させた時に厚み方向に膨らみが生ずることがなく、均一な肉厚を有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の引抜成形品の製造方法により製造される引抜成形品の一例を示す斜視図である。
この引抜成形品は、隣接する軌道の端部側面間にまたがって配設され、ボルト等の締付具にて連結される軌道用絶縁継目板である。
【００１４】
図１に示すように、この軌道用絶縁継目板１は、肉厚Ａを有する横長の厚肉平板状に形成されており、ガラスロービングＧＬやガラスマット類ＧＭからなる繊維基材に各々未硬化熱硬化性樹脂が含浸された成形材料を用いて引抜成形法にて製造された一体硬化成形物からなる。この軌道用絶縁継目板１内には、繊維基材、特にガラスロービングＧＬは、引抜方向である長手方向に沿って配列された状態となっているが、引抜方向と直交する方向である厚み方向Ａには配向された状態とはなっていない。
【００１５】
軌道用絶縁継目板１の軌道側面側となる内面１１側には、一側部に長手方向に沿って軌道頭部の下面に当接する曲面状をなす軌道頭部当接面１１１が設けられ、他側部に長手方向に沿って軌道底部の上面に当接する曲面状をなす軌道底部当接面１１２が設けられており、両当接面１１１，１１２間は略平坦面とされていて、軌道には直接接触しないような形状とされている。軌道側面とは反対側となる外面１２側の略中央部には、長手方向に沿って凹部１２１が設けられている。この凹部１２１は、軌道用絶縁継目板１を隣接する軌道の端部側面間にまたがって配設する際に、締結するボルトの頭部を挿入して回転しないようにさせるためのものである。
【００１６】
図２は、本発明の引抜成形品の製造方法により、図１に示す軌道用絶縁継目板１を製造する工程を説明する正面図である。
図２に示すように、この引抜成形品の製造方法には、引抜成形用金型２１と、保圧装置２２とからなる装置２が用いられる。
【００１７】
引抜成形用金型２１は、成形すべき軌道用絶縁継目板１の断面外形に対応する断面内形を有する成形孔２１１を備えており、成形孔２１１を通過する成形材料を加熱する加熱手段（図示せず）が内蔵されている。
【００１８】
保圧装置２２は、閉型時に、成形すべき軌道用絶縁継目板１の断面外形に対応する断面内形が形成される、上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂとからなる複数対の保圧型２２１を備えている。
複数対の保圧型２２１の一方を形成する、複数の上プレスこま２２１ａ，・・・は、駆動ロール２２３，２２３間を周回するような上無端ベルト２２２に直列的に装着されている。
複数対の保圧型２２１の他方を形成する、複数の下プレスこま２２１ｂ，・・・は、駆動ロール２２５，２２５間を周回するような下無端ベルト２２４に直列的に装着されている。
【００１９】
そして、保圧装置２２は、引抜成形用金型２１の成形孔２１１の出口側にて、その直後から保圧状態を維持する必要がある保圧区間にわたって、無端ベルト２２２，２２４の周回により、上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間が閉型した状態の複数対の保圧型２２１を形成し、かつ、連続プレス機２２６により複数対の保圧型２２１に加圧状態を維持させつつ、引抜速度に連動して引抜方向に移動し、保圧区間を通過した後に、上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間が開型した状態となり、それぞれ装着された無端ベルト２２２，２２４の周回により元の位置まで戻るような機構を備えている。
周回する保圧型２２１の周囲は保圧室２２７によって囲われており、保圧室２２７内は加熱できるようにされている。
【００２０】
次に、この引抜成形品の製造方法の工程を、同じ図２を参照して説明する。
まず、前半の工程にて、繊維基材に未硬化熱硬化性樹脂を含浸させた成形材料３を、引抜成形用金型２１の成形孔２１１内を通過させつつ賦形・加熱させて、外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体４を連続的に引き抜く。
【００２１】
引き続く後半の工程にて、その引抜成形体４を、保圧装置２２の複数対の保圧型２２１にて、その上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間が閉型した状態にて順次金型引抜直後の厚みを維持するように挟着し、連続プレス機２２６により加圧状態を保持させつつ、引抜成形用金型２１の成形孔２１１の出口の直後から一定区間（保圧区間）にわたって引抜方向に移動させる。これにより、その中心部を硬化させた状態となす。
その後、保圧区間を通過した後、複数対の保圧型２２１の上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間を順次開型した状態となして脱型して引抜成形品５を得て、これを必要長さに切断することにより、図１に示すような製品としての軌道用絶縁継目板１となす。
【００２２】
このような工程を経て製造された軌道用絶縁継目板１は、引抜速度が速くても、保圧型により引抜成形体の厚み方向を加圧状態にて金型引抜直後の厚みを維持するように所定時間保持しつつ引抜方向に移動される間に中心部が硬化するので、厚み方向に配向した繊維基材が存在しなくても、保圧型を脱離させた時に厚み方向に膨らみが生ずることがなく、均一な肉厚を有している。
【００２３】
尚、保圧型としては、上記のものに限定されることなく、例えば、図３に示すように、閉型時に、成形すべき軌道用絶縁継目板１の断面外形に対応する断面内形が形成される、複数対の上こま２２８ａと下こま２２８ｂとが締結できて、金型引抜直後の引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持できるようにされたものであってもよく、特に加圧状態を保持するようにされていることは必須の条件ではない。
【００２４】
又、図４に示すように、閉型時に軌道用絶縁継目板１の内面１１側の長手方向に沿う中央部の外形に対応するプレス面を有する上プレスこま２２１ａ′と、外面１２側の長手方向に沿う中央部の外形に対応するプレス面を有する下プレスこま２２１ｂ′との複数対からなるものであってもよい（図１参照）。
【００２５】
（実施例）
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１
繊維基材として、ガラスロービング（旭ファイバー社製、＃４４５０）、コンティニアスストランドマット（旭ファイバー社製、＃４５０）、ガラスクロス（日本硝子社製、＃５６０）を用いた。未硬化熱硬化性樹脂として、ビニルエステル樹脂に硬化剤〔有機過酸化物（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート）〕が混合されたものを用いた。
【００２６】
図２に示すように、上記の硬化剤が混合された未硬化熱硬化性樹脂に、上記繊維基材を浸漬した成形材料３を、引抜成形用金型２１の成形孔２１１内を通過させつつ賦形・加熱させて、外層部が硬化し中心部が未硬化又は半硬化状態の引抜成形体４を連続的に０．２５ｍ／ｍｉｎの速度で引き抜いた。
【００２７】
次に、その引抜成形体４を、保圧装置２２の複数対の保圧型２２１にて、その上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間が閉型した状態にて順次挟着し、連続プレス機２２６により厚み方向に対して厚み当たり０．０５ＭＰａ／ｍｍの加圧状態を保持させつつ、引抜成形用金型２１の成形孔２１１の出口の直後から一定区間にわたって引抜方向に引抜速度０．２５ｍ／ｍｉｎに同調させるように移動させた。これにより、その中心部を硬化させた状態となした。
【００２８】
引抜成形用金型２１の成形孔２１１から引抜成形体４を保圧装置２２の保圧型２２１にて挟着するまでの間隔を５０ｍｍと、保圧型にて保圧しつつ引抜方向に移動する保圧区間の距離を１．５ｍとした。
保圧区間を通過した後、複数対の保圧型２２１の上プレスこま２２１ａと下プレスこま２２１ｂ間を順次開型した状態となして脱型し、必要長さに切断することにより、長さ５６０ｍｍ、高さ１０５ｍｍ、厚さ４２ｍｍの寸法を有する、図１に示すような軌道用絶縁継目板１を得た。
【００２９】
得られた軌道用絶縁継目板１の寸法安定性（厚さ標準偏差、軌道用絶縁継目板の肉厚平均値と金型寸法との差）、工程能力（工程能力指数、変動係数）を評価した。その結果を表１に示す。
厚さ標準偏差、軌道用絶縁継目板の肉厚平均値と金型寸法との差、工程能力指数及び変動係数の測定・算出方法は次のとおりである。
標準偏差（σ）：ｎ点のデータについて、下記の式で表されるデータのバラツキを求めた。
【００３０】
【数１】
0004611506.tif 000002
【００３１】
軌道用絶縁継目板の肉厚平均値と金型寸法との差：ノギスにより計測した。
工程能力指数（Ｃｐ）：公差の範囲／６σを求めた。
この工程能力指数は、規格公差範囲の大きさに対し、工程の能力が充分かどうかを評価する意義を有する。
変動係数：下記に表される関係式より求めた。
【００３２】
【数２】
0004611506.tif 000003
【００３３】
この変動係数は、データのバラツキ度合いを評価する意義を有する。
【００３４】
実施例２
保圧型として、図３に示す、上こま２２８ａと下こま２２８ｂとからなるものの複数対からなるものを用いて、保圧区間において、閉型時に両者間を締結して、金型引抜直後の引抜成形体の厚み方向を金型引抜直後の厚みを維持したこと、引抜成形体４の引抜速度及び保圧型２２の引抜方向への移動速度を０．２０ｍ／ｍｉｎとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例１の同様の寸法を有する軌道用絶縁継目板を得た。
得られた軌道用絶縁継目板１について、実施例１と同様の寸法安定性及び工程能力を評価した。その結果を表１に併せて示す。
【００３５】
実施例３
保圧型として、図４に示す上プレスこま２２１ａ′と下プレスこま２２１ｂ′とからなるものの複数対からなるものを用いて、シャコ万力により厚み方向に、面圧２ＭＰａ、厚みあたり０．０５ＭＰａの保持圧をかけた状態にて、引抜方向に移動させたこと、引抜速度及び保圧型の引抜方向への移動速度を０．２０ｍ／ｍｉｎとしたこと、引抜成形用金型２１の成形孔２１１から引抜成形体４を保圧型にて挟着するまでの間隔を１５０ｍｍとしたこと以外は、実施例１に準じて、実施例１の同様の寸法を有する軌道用絶縁継目板を得た。
得られた軌道用絶縁継目板について、実施例１と同様の寸法安定性及び工程能力を評価した。その結果を表１に併せて示す。
【００３６】
比較例
未硬化熱硬化性樹脂含浸強化繊維材料を、所定の断面内形を有する成形孔を有する引抜成形用金型の成形孔を通過させつつ、賦形、加熱、保圧の工程を経て、引抜成形を行って、実施例１の同様の寸法を有する軌道用絶縁継目板を得た。
得られた軌道用絶縁継目板について、実施例１と同様の寸法安定性及び工程能力を評価した。その結果を表１に併せて示す。
【００３７】
【表１】
0004611506.tif 000004
【００３８】
表１からも明らかなように、本発明の実施例の場合には、比較例に比べていずれも、厚さ寸法の標準偏差が著しく減少し、工程能力指数（Ｃｐ）が１以上となり、公差に対して安定した工程能力を有しており、成形速度の増速も可能となり、約２倍の生産能力を実現することが可能となった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の引抜成形品の製造方法は、上記のごとき構成とされているので、厚み方向の膨れがなく、均一な肉厚を有する引抜成形品を生産性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の引抜成形品の製造方法により製造される引抜成形品の一例を示す斜視図である。
【図２】  本発明の引抜成形品の製造方法の工程を、使用される装置とともに示す説明図である。
【図３】  本発明に使用される保圧型の別の例を示す説明図である。
【図４】  本発明に使用される保圧型の更に別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  軌道用絶縁継目板（引抜成形品）
２  装置
３  成形材料
４  引抜成形体
５  引抜成形品
２１  引抜成形用金型
２２  保圧装置
２２１  保圧型
２２６  プレス装置
２２１ａ，２２１ａ′  上プレスこま
２２１ｂ，２２１ｂ′  下プレスこま
２２８ａ  上こま
２２８ｂ  下こま
【図１】
0004611506.tif 000005
【図２】
0004611506.tif 000006
【図３】
0004611506.tif 000007
【図４】
0004611506.tif 000008