(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維強化プラスチック製中空成形品を加熱・加圧成形するのに用いられるシリコーンゴム製成形用中空部材の提供。【解決手段】シリコーンゴム製中空体１１を備え、繊維強化プラスチック製中空成形品を加熱・加圧成形するのに用いられる成形用中空部材１であって、成形用中空部材１は、断面形状が長方形状のシリコーンゴム製中空体１１を備えている。この中空体１１を構成する４つの面部１１ａ〜１１ｄのうち２つの面部１１ａ，１１ｃに耐圧プレート１４をそれぞれ埋設している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンゴム製中空体を備え、繊維強化プラスチック製中空成形品を加熱・加圧成形するのに用いられる成形用中空部材であって、
上記中空体は、断面形状が多角形状のものであり、
上記中空体を構成する面部のうち少なくとも１つの面部には、プレートが埋設されていることを特徴とする成形用中空部材。
【請求項２】
請求項１記載の成形用中空部材において、
上記プレートは、上記面部の略全体に埋設されていることを特徴とする成形用中空部材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の成形用中空部材において、
上記プレートは、樹脂製のものであることを特徴とする成形用中空部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の成形用中空部材において、
上記中空体には、上記プレートに加えて、織布が埋設されていることを特徴とする成形用中空部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用中空部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、繊維強化プラスチック製成形品を加熱・加圧成形することが知られている。
【０００３】
特許文献１のものでは、型主体とこの型主体よりも容積が小さい突出型とを有する型の内表面に沿ってプリプレグを敷設した後、突出型に敷設したプリプレグ上に発泡シートを重ねて配置し、次いで突出型の内部空間形状とほぼ同じ形状の内部型を突出型内部にプリプレグ及び発泡シートを介して配置し、そして、型主体に敷設したプリプレグの内側に膨張バッグを配置し、この膨張バッグに流体を充填することによりプリプレグを加圧し、それから、加熱により発泡シートを発泡させるとともにプリプレグを硬化させることにより、繊維強化プラスチック製中空成形品を製造している。
【０００４】
特許文献２のものでは、成形治具板の上に載置される繊維強化プラスチック製複合材から成る板材と、この板材上に立設される屈曲断面を持った繊維強化プラスチック製補強ビームとをオートクレーブ成形する際に、屈曲断面を持った補強ビームで囲まれる空間内に、変形防止等のため、複合材成形用治具を挿入している。
【特許文献１】特開２００５−１６１７０１号公報
【特許文献２】特開平５−１１６１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者たちは、繊維強化プラスチック製中空成形品を加熱・加圧成形するのに用いられる図６に示すようなシリコーンゴム製成形用中空部材１０１を開発した。図６のものは、横断面形状が長方形状のものである。
【０００６】
この成形用中空部材１０１を用いて中空成形品を加熱・加圧成形する際には、まず、成形用中空部材１０１の周りにプラスチック、繊維、及びプラスチックをこの順に巻き付け、そして、これらプラスチック及び繊維をローラーで成型用中空部材の周囲に押し付けて積層プリプレグ化し、それから、この積層プリプレグを成形用中空部材１０１に巻き付けた状態で所定の圧力下で所定の熱を加えて硬化させ、その後、硬化させたプリプレグから成形用中空部材１０１を抜き取る。以上のようにして、横断面形状が長方形状の中空成形品が出来上がる。
【０００７】
このように、成形用中空部材を用いた中空成形品の成形時には、プラスチック及び繊維をローラーで成形用中空部材の外周面に押し付けて積層プリプレグ化することから、このローラーによる押し付け時において成形用中空部材には荷重がかかり、この荷重により、成形用中空部材が変形して中空成形品の形状に影響を与えるおそれがあり、よって、成形用中空部材には耐荷重性が要求される。しかしながら、成形用中空部材１０１は、シリコーンゴムのみからなるため、耐荷重性が十分ではなく、このため、中空成形品の成形時において成形用中空部材がへこむおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形用中空部材の耐荷重性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、シリコーンゴム製中空体を備え、繊維強化プラスチック製中空成形品を加熱・加圧成形するのに用いられる成形用中空部材であって、上記中空体は、断面形状が多角形状のものであり、上記中空体を構成する面部のうち少なくとも１つの面部には、プレートが埋設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、中空体を構成する面部のうち少なくとも１つの面部にプレートを埋設しているので、このプレートにより、成形用中空部材の強度を高くすることができる。よって、成形用中空部材の耐荷重性を向上させることができ、中空成形品の成形時において成形用中空部材がへこむのを抑制することができる。
【００１１】
なお、繊維強化プラスチックは、ガラス繊維・炭素繊維などをプラスチック中に分散させて強化・軽量化した材料である。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記プレートは、上記面部の略全体に埋設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、プレートを面部の略全体に埋設しているので、成形用中空部材の耐荷重性を一層向上させることができる。
【００１４】
第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記プレートは、樹脂製のものであることを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、プレートを樹脂製のものとしているので、成形用中空部材の耐荷重性を確実に向上させることができる。
【００１６】
第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、上記中空体には、上記プレートに加えて、織布が埋設されていることを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、中空体に、プレートに加えて、織布を埋設しているので、この織布により、成形用中空部材の強度を高くすることができる。よって、成形用中空部材の耐圧性及び耐収縮性を向上させることができる。
【００１８】
なお、織布は、経糸と緯糸とを用いて織った織物である。この織布には、合成樹脂繊維製のもの、金属繊維製のもの、ガラス繊維製のもの、炭素繊維製のものなどがある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、中空体を構成する面部のうち少なくとも１つの面部にプレートを埋設しているので、このプレートにより、成形用中空部材の強度を高くすることができ、よって、成形用中空部材の耐荷重性を向上させることができ、中空成形品の成形時において成形用中空部材がへこむのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
本発明の実施形態に係る成形用中空部材（成形用ブラダー）１は、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという）製中空成形品（例えば中空パイプや中空フレーム）をオートクレーブ成形するのに用いられるものであって、図１、図２に示すように、横断面形状が長方形閉断面形状のシリコーンゴム製中空体１１を備えている。このシリコーンゴムは、耐熱性・耐薬品性・撥水性・電気絶縁性などに優れている。
【００２２】
中空体１１は、内層１２と、この内層１２の外側（外周囲）に配置され、厚さが内層１２と略同一の外層１３とを有している。また、中空体１１は、略長方形状の４つの面部１１ａ〜１１ｄで構成されている。これら４つの面部１１ａ〜１１ｄのうち、互いに対向して横断面視における中空体１１の長辺部を構成する一対の面部１１ａ，１１ｃには、その略全体に略長方形状の樹脂製耐圧プレート１４がそれぞれ１枚ずつ埋設されている。より詳細には、これら面部１１ａ，１１ｃには、内層１２と外層１３との間に耐圧プレート１４が図示しない接着剤などを介して介在配置されている。この耐圧プレート１４は、シリコーンゴムや後述する織布１５よりも剛性に優れている。なお、図１では、耐圧プレート１４や後述する織布１５を見易くするため、外層１３や耐圧プレート１４、織布１５の一部を除去して描いている。
【００２３】
さらに、中空体１１には、耐圧プレート１４に加えて、ポリエステル繊維製織布１５がその略全体に埋設されている。この織布１５は、経糸１５ａと緯糸１５ｂとを略直角に交錯させて編んでなる織物であり、経糸１５ａの延びる経方向が中空体１１の長手方向（長さ方向）と、緯糸１５ｂの延びる緯方向が中空体１１の周方向と、それぞれ略一致していて、内層１２と外層１３との間に図示しない接着剤などを介して介在配置されている。そして、面部１１ａ，１１ｃでは、織布１５が耐圧プレート１４よりも内側に位置している。なお、図２では、図を見易くするため、織布１５を白抜きで誇張して描いている。このことは、下記の図３、図４でも同様である。
【００２４】
また、成形用中空部材１は、中空体１１が上述のように耐熱性に優れたシリコーンゴムからなることなどにより、中空成形品のオートクレーブ成形時における加熱温度（約１８０度）に耐える耐熱性を有している。なお、このオートクレーブ成形方法の詳細は後述する。
【００２５】
以下、図３を参照しながら、成形用中空部材１の製造方法を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、横断面形状が長方形状の心棒（芯型）２１の周りにシリコーンゴム製ゴムシート１６及び織布１５をこの順に巻き付け、この織布１５の上に耐圧プレート１４を置き、その上からさらにゴムシート１６を巻き重ねる。このとき、心棒２１の４つの側面のうち耐圧プレート１４を配置する側面は、横断面視における心棒２１の長辺部を構成する一対の側面（図３（ａ）では上面及び下面）である。それから、図３（ｂ）に示すように、これら耐圧プレート１４、織布１５、及びゴムシート１６を心棒２１に巻き付けた状態で上型２２と下型２３とで挟み込み、耐圧プレート１４、織布１５、及びゴムシート１６を圧縮一体成形する。そして、図３（ｃ）に示すように、上型２２と下型２３とを開き、圧縮一体成形された耐圧プレート１４、織布１５、及びゴムシート１６（内層１２、外層１３）から心棒２１を抜き取る。その後、圧縮一体成形された内層１２、外層１３、耐圧プレート１４、及び織布１５を二次加硫炉の中に入れ、シリコーンゴムの特性を安定化させるため、二次加硫（再加熱）する。以上のようにして、横断面形状が長方形状の成形用中空部材１が完成する。
【００２６】
以下、成形用中空部材１を用いたＦＲＰ製中空成形品のオートクレーブ成形方法を説明する。まず、成形用中空部材１の周りにプラスチック、繊維、及びプラスチックをこの順に巻き付ける。そして、これらプラスチック及び繊維をローラーで成形用中空部材１の周囲に押し付けて積層プリプレグ化する。それから、この積層プリプレグを成形用中空部材１に巻き付けた状態でオートクレーブ（耐圧釜）の中に入れ、所定の圧力下で所定の熱を加えて硬化させる。このとき、プリプレグには外側及び内側の両側から圧力がかかるため、中空成形品を構成する面部を真っ直ぐに延ばすことができる。その後、硬化させたプリプレグをオートクレーブから取り出し、成形用中空部材１を抜き取る。ここで、成形用中空部材１は、上述のような構成を採用することにより、可撓性・柔軟性を有しているため、成型用中空部材１をプリプレグから容易に引き抜くことができる。以上のようにして、横断面形状が長方形閉断面形状の中空成形品が出来上がる。
【００２７】
−効果−
以上により、本実施形態によれば、中空体１１を構成する４つの面部１１ａ〜１１ｄのうち２つの面部１１ａ，１１ｃに耐圧プレート１４をそれぞれ埋設しているので、この耐圧プレート１４により、成形用中空部材１の強度を高くすることができる。よって、成形用中空部材１の耐荷重性を向上させることができ、中空成形品の成形時において成形用中空部材１がへこむのを抑制することができる。
【００２８】
また、耐圧プレート１４を面部１１ａ，１１ｃの略全体に埋設しているので、成形用中空部材１の耐荷重性を一層向上させることができる。
【００２９】
さらに、耐圧プレート１４を樹脂製のものとしているので、成形用中空部材１の耐荷重性を確実に向上させることができる。
【００３０】
さらにまた、中空体１１に、耐圧プレート１４に加えて、織布１５を埋設しているので、この織布１５により、成形用中空部材１の強度を高くすることができる。よって、成形用中空部材１の耐圧性及び耐収縮性を向上させることができる。
【００３１】
また、織布１５を厚みが略同一の内層１２及び外層１３の間に挟んでいるので、織布１５は中空体１１の積層方向略中央部に位置する。よって、織布１５が中空体１１の積層方向内側寄りに配置されることにより、成形用中空部材１の積層方向外側の強度が低下して成形用中空部材１の耐圧性が低下したり、織布１５が中空体１１の積層方向外側寄りに配置されることにより、中空成形品の内周面に織布１５の網目が転写されたりするのを抑制することができる。
【００３２】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、成形用中空部材１の横断面形状を長方形状としているが、これに限らず、中空成形品の横断面形状に合わせて、三角形（図４参照）、長方形以外の四角形（例えば正方形、台形等）、五角形、六角形、七角形、八角形などの多角形形状としてもよい。なお、面部の数は、成形用中空部材１の横断面形状の線分の数と同じである。
【００３３】
また、上記実施形態では、成形用中空部材１を、中空成形品をオートクレーブ成形するのに用いているが、オートクレーブ成形以外の加熱・加圧成形するのに用いてもよい。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、耐圧プレート１４を４つの面部１１ａ〜１１ｄのうち互いに対向する一対の面部１１ａ，１１ｃにそれぞれ埋設しているが、面部１１ａ〜１１ｄのうち少なくとも１つの面部に埋設すればよい。例えば、耐圧プレート１４をすべての面部１１ａ〜１１ｄに埋設してもよい。ここで、耐荷重性の観点から、耐圧プレート１４が埋設される面部の数が多いのが望ましい。
【００３５】
さらにまた、上記実施形態では、耐圧プレート１４を面部１１ａ，１１ｃの略全体に亘ってそれぞれ１枚ずつ埋設しているが、これに限らず、例えば、耐圧プレート１４を分割した状態で面部１１ａ，１１ｃに埋設してもよいし、耐圧プレート１４を面部１１ａ，１１ｃの一部分に埋設してもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、耐圧プレート１４を樹脂製のものとしているが、これに限らず、鉄製など金属製のものとしてもよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、織布１５をポリエステル繊維製のものとしているが、これに限らず、例えば、ナイロン繊維製のものやアラミド繊維製のものとしてもよい。
【００３８】
さらにまた、上記実施形態では、織布１５を耐圧プレート１４よりも内側に配置しているが、織布１５を耐圧プレート１４よりも外側に配置してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、織布１５を中空体１１に埋設しているが、それを埋設しなくてもよい。但し、耐圧性及び耐収縮性の観点から、埋設するのが望ましい。
【００４０】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００４１】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【実施例】
【００４２】
下記の試験を行い、成形用中空部材の耐圧性及び耐収縮性の評価を行った。
【００４３】
＜試験品＞
実施例１〜３及び比較例の成形用中空部材として、断面形状が長方形状で、かつゴム硬度が８０度のシリコーンゴム製中空体を備えたものを用いた。実施例１〜３の中空体には、太さ２７５Ｔ（デシテックス）の繊維を、中空体の長手方向に２４本／Ｉｎｃｈ、中空体の周方向に２５本／Ｉｎｃｈの間隔で直交配置した織布を埋設した。この織布として、実施例１ではアラミド繊維製のものを、実施例２ではポリエステル繊維製のものを、実施例３ではナイロン繊維製のものを、それぞれ用いた。これに対して、比較例の中空体には、織布を埋設しなかった。
【００４４】
＜試験＞
成形用中空部材を耐圧容器の中に入れ、その内圧を漸次上昇させ、成形用中空部材が破裂（一部破断）したときの耐圧容器の内圧（以下、破裂圧という）を測定した。
【００４５】
また、成形用中空部材を加熱炉の中に入れ、中空成形品のオートクレーブ成形時における加熱温度と略同じ１８０度で２時間加熱し、その後自然冷却する工程を１サイクルとし、このサイクル工程を３０サイクル繰り返した。そして、各サイクル終了毎に、そのときの成形用中空部材の、サイクル工程開始前の元の成形用中空部材に対するその長手方向の収縮率を測定した。
【００４６】
＜試験結果＞
【００４７】
【表１】
2009178987.tif 000003
【００４８】
表１に示すように、実施例１では、その破裂圧は比較例の破裂圧（０．２０ＭＰａ）の５倍の１．００ＭＰａであった。実施例２では、その破裂圧は比較例の破裂圧の３倍の０．６０ＭＰａであった。実施例３では、その破裂圧は実施例１〜３のうち最も低い値であったが、比較例の破裂圧の約２倍に相当する０．３８ＭＰａであった。
【００４９】
一方、収縮率に関しては、図５に示すように、実施例２が最も低く、次いで実施例３が低かった。実施例１の収縮率は、サイクル数が５回を超えたあたりから実施例２や実施例３に比べてその上昇の傾向が顕著になったが、比較例の収縮率よりも低かった。
【００５０】
以上の結果から、中空体に織布を埋設することにより、成形用中空部材の耐圧性及び耐収縮性が向上することが確認された。特に、ポリエステル繊維製織布を埋設すると、その耐圧性及び耐収縮性のいずれも良好な結果が得られることが分かった。なお、実施例１〜３の中空体には耐圧プレートが埋設されていないが、これを埋設しても、上記とほぼ同様の結果が得られると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明にかかる成形用中空部材は、その耐荷重性を向上させる用途等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る成形用中空部材を破断した概略斜視図である。
【図２】成形用中空部材の概略横断面図である。
【図３】製造工程中の成形用中空部材の概略横断面図であり、（ａ）は、心棒の周りに耐圧プレート、織布、及びゴムシートを巻き付けた様子を示す図であり、（ｂ）は、耐圧プレート、織布、及びゴムシートを心棒に巻き付けた状態で上型と下型とで挟み込んだ様子を示す図であり、（ｃ）は、上型と下型とを開き、圧縮一体成形された耐圧プレート、織布、及びゴムシートから心棒を抜き取った様子を示す図である。
【図４】成形用中空部材の変形例の図２相当図である。
【図５】サイクル工程のサイクル数と成形用中空部材の収縮率との関係を示す折れ線グラフである。
【図６】成形用中空部材の概略横断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１              成形用中空部材
１１            中空体
１１ａ〜１１ｄ  面部
１４            耐圧プレート
１５            織布
１６            ゴムシート
２１            心棒
２２            上型
２３            下型
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009178987.tif 000006
【図４】
2009178987.tif 000007
【図５】
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【図６】
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