成形材料的制造装置和树脂制齿轮的制造方法_5

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进行压缩的时间和温度可通过要使用的短纤维和粉末状树脂的种类而任意变更, 但在上述压缩时,通过在中空上压缩模4上安装加热器,且在加热的状态下进行压缩,能够 缩短去除过滤脱水后的成形材料35所含的液体量的时间,并且能够抑制压缩后的成形材料 35的厚度的经时变化。
[0144] 另外,在上述压缩时,通过在从中空下压缩模2的排水路径12进行了真空吸引的状 态下压缩,能够缩短去除过滤脱水后的成形材料35所含的液体量的时间。
[0145] 此外,排出步骤和压缩步骤既可以同时进行,也可以在进行了排出步骤之后进行 压缩步骤。
[0146] 在按顺序进行的情况下,由于能够先使分散剂和成形材料充分分离,因此在压缩 步骤的压缩时加热了上模的情况下,能够减小上模的温度降低幅度地压缩成形材料。在同 时进行的情况下,由于能够消减一个步骤程度的步骤,因此能够在更短时间内制造成形材 料。
[0147] <取出步骤>
[0148] 在从成形模内取出成形材料的取出步骤中,如图6(B)和图6(C)所示,在将成形材 料35保持于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的状态下,第一驱动装置16和第三驱动装 置18使筒状模具3沿着中空上压缩模4和中空下压缩模2滑动到下方,然后如图6(D)所示,第 二驱动装置19使中空下压缩模2和筒状模具3与基座1 一同向下方移动(到待机位置),而使 中空上压缩模4与中空下压缩模2相对地远离直到满足最远离的关系(第一位置关系)。然 后,在拿走了浆料扩散部件7后,取出成形材料35。如本实施方式那样,在将成形材料35保持 于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的状态下,使筒状模具3沿着中空上压缩模4和中空 下压缩模2滑动时,即使筒状模具3与成形材料35之间的摩擦阻力增大,也能够防止被保持 于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的成形材料35中出现裂纹。
[0149] 此外,也可以在使筒状模具3滑动之前,控制第一和第二驱动装置16和19,使得在 中空上压缩模4不离开成形材料35的范围内稍微扩大中空上压缩模4与中空下压缩模2之间 的距离,或者减弱中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的施加压力。这样,就能够降低筒状 模具3与成形材料35之间的摩擦阻力,能够得到可以减小筒状模具3的移动所需要的力的优 点。
[0150] 在本实施方式中,通过使从上方向压下筒状模具3的动作和向下方向拉动筒状模 具3的动作联动,而使筒状模具3滑动,但也可以将第一驱动装置16和第三驱动装置18中的 一方设成驱动状态,将另一方设成活塞自由活动的非驱动状态,仅通过一方的驱动装置来 使筒状模具滑动。
[0151] <成形步骤>
[0152] 下面,说明对成形材料35-边加热一边加压,使粉末状树脂熔融而生成熔融树脂, 将该熔融树脂浸渍于由短纤维构成的增强纤维层中之后,使熔融树脂固化而形成树脂成形 体的步骤。
[0153]如图8所示,将在衬套31上具备成形材料35的树脂制旋转体成形用半加工品50,配 置在预先加热的模具51内,然后进行加热加压成形而使粉末状树脂固化,成形具备树脂成 形体的树脂制旋转体。模具51包括:固定模具52;配置在固定模具52的中心,在上下方向位 移的移动模具53;与该移动模具53成对地夹持衬套31的上模具54。当上模具54的按压部54A 插入到固定模具52内,按压衬套31时,移动模具53随着上模具54的插入量而向下方位移。当 树脂固化后,从模具51中取出具备以成形材料35为芯材而成形的树脂成形体的树脂制旋转 体,完成树脂成形体的制造。
[0154] <加工步骤>
[0155] 对使树脂浸渍固化而成的树脂成形体的外周部进行切齿加工。齿既可以在模成形 时附加,也可以在模成形后通过切削加工来附加,但从能够提高精度出发,优选通过切削加 工而设置。
[0156] <第二实施方式>
[0157] 在第一实施方式中,混合短纤维、粉末状树脂和水而制作浆料。在使用这种浆料的 情况下,因为浆料的粘度低,所以即使由不锈钢制的波浪金属网39A和不锈钢制的平纹金属 网39B这两层金属网构成的底部件39的过滤性能变差,有效利用率也不会变差。但是,为了 提高排水性,当增大波浪金属网39A的过滤粒度时,当粉末状树脂的粒径设为ΙΟμπι时,过滤 性能就会变差,与水一起排出的粉末状树脂的量就会增多。为了防止这种问题而减小底部 件39的波浪金属网39Α的过滤粒度时,虽然过滤性能提高,但脱水时间会延长。因此,在第二 实施方式中,为了应对这种问题,在混合短纤维、粉末状树脂和分散剂而成的混合液中添加 一种以上的静电引力凝聚式高分子凝聚剂来调节浆料。当添加静电引力凝聚式高分子凝聚 剂时,静电引力凝聚式高分子凝聚剂不仅发挥凝聚功能,也作为稳定剂发挥功能,短纤维彼 此稳定,并且短纤维和粉末状树脂稳定。其结果是,能够增大残留在聚集物中的短纤维及粉 末状树脂的量。即,能够提高短纤维和粉末状树脂的稳定率,能够提高有效利用率。
[0158] 可使用的静电引力凝聚式高分子凝聚剂只要能够提高短纤维和粉末状树脂的稳 定率,并且不会显著阻碍脱水性,哪种高分子凝聚剂都可以,作为阳离子性高分子凝聚剂, 例如可使用:苯乙烯类高分子、多胺缩合物、双氰胺缩合物、阳离子改性丙烯酸类共聚物、聚 甲基丙烯酸酯类、聚脒盐酸盐。另外,作为阴离子性高分子凝聚剂,例如可使用:丙烯酸类共 聚物、磺化多酚、多元酚类树脂、聚丙烯酸酯类、聚丙烯酸钠-酰胺衍生物。
[0159] 在使用有代表性的高分子凝聚剂的凝聚方法中,在混合液中添加了阳离子性高分 子凝聚剂之后,添加阴离子性高分子凝聚剂。当在混合液中添加阳离子性高分子凝聚剂时, 就会形成一部分短纤维和一部分粉末状树脂聚集而成的许多称为絮凝物的聚集物。当之后 添加阴离子性高分子凝聚剂时,絮凝物彼此就会聚集而生成更大的絮凝物,形成许多尺寸 大的絮凝物。当形成这种絮凝物时,脱水性提高。其结果是,能够在短时间内进行脱水,并且 短纤维和粉末状树脂的稳定率提高。特别是当使用阳离子性苯乙烯类高分子水溶液作为阳 离子性高分子凝聚剂,且使用阴离子性丙烯酸类高分子水溶液作为阴离子性高分子凝聚剂 时,能够得到较高的脱水性。
[0160] 另外,作为高分子凝聚剂,可使用两性高分子凝聚剂。两性高分子凝聚剂是发挥通 过阴离子和阳离子的电荷的静电引力而增强混合液中的短纤维及粉末状颗粒的中和效应 (阳离子)、高分子链实现的络合物(高分子量材料)的生成、络合物(高分子量材料)的作用 的凝聚剂。作为这种两性高分子凝聚剂,例如可使用丙烯酰胺-丙烯酸-烷基氨基丙烯酸酯 季胺盐共聚物、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类。
[0161] 实施例
[0162] 下面,对本发明的实施例进行说明。
[0163] [实施例1]
[0164] 为了制造浆料,准备装满短纤维和粉末状树脂投放时的浓度为4g/升的量的水的 罐。然后,在该罐内添加树脂成形体中的短纤维的纤维总量为40体积%的量的短纤维和树 脂成形体中的树脂总量为60体积%的量的粉末状树脂。具体而言,作为用作短纤维的纤维 球,分别投放长宽比为200的对位芳纶纤维"帝人(株)制'于夕/一歹(商标成为50质 量%、长宽比为200的间位芳纶纤维"帝人(株)制一氺W只(商标成为45质量%、然 后投放纤维化处理到游离度值300ml的微细纤维"歹'二求y (株)制'少-(商标)'"5质 量%的量。另外,作为粉末状树脂,投放粒径20μπι的酚醛树脂粉末"工7 ·夕才一夕一 ?夂 株)制'夂M商标接着,用搅拌机来搅拌罐内的水,使纤维球与酚醛 树脂粉末分散,来制造浆料。
[0165]此时,添加明成化学工业株式会社用(商标)的名称进行销售的 阳离子性苯乙烯类高分子水溶液作为阳离子性高分子凝聚剂,并进行搅拌,然后添加明成 化学工业株式会社用T Y 只矿(商标)的名称进行销售的阴离子性丙烯酸类高分 子水溶液作为阴离子性高分子凝聚剂,并进行搅拌,制成本实施例所使用的浆料。阳离子性 苯乙烯类高分子水溶液的添加量相对于短纤维和粉末状树脂的总量为0.2质量%,阴离子 性丙烯酸类高分子水溶液的添加量相对于短纤维和粉末状树脂的总量为〇. 1质量%。
[0166] 接着,使用图I(A)所示的过滤脱水压缩装置,将金属制衬套31定位在衬套支承台5 上,且将浆料扩散部件7以位置不偏离的方式载置在金属制衬套31上,夹持金属制衬套31。 此外,浆料扩散部件7的向上侧凸出的圆锥形状的浆料扩散部71的圆锥面的中心角为90°。 另外,浆料扩散部71的顶部设为R15mm的曲面形状。
[0167] 要使用的金属制衬套31的突出部33和凹部34的形状(参照图3)为hi = 2mm、h2 = 0.5mm,在根切形状中,金属制衬套31的假想中心横截面与侧面之间的角度Θ为20°。
[0168] 在此,中空下压缩模2的位置设为从金属制衬套31的轴方向中央到底部件39上表 面的距离成为50mm的位置。
[0169]使图I(B)所示的浆料注入上模20与筒状模具3密接,将上述浆料投放在过滤脱水 压缩装置内。然后,通过对筒状模具内进行真空吸引而从设置于中空下压缩模2的多个排水 路径12排水,将纤维球和酚醛树脂粉末与水分离,得到圆筒状的短纤维和粉末状树脂的聚 集物38。在进行真空吸引且将纤维球和酚醛树脂粉末与水分离后,从浆料注入孔21注入水, 冲洗残留在浆料扩散部件7的上侧的纤维球和酚醛树脂粉末。浆料注入孔21配置在浆料扩 散部件7的正上方。
[0170]此外,为了防止在排水时从排水路径12流出纤维球和酚醛树脂粉末,而在中空下 压缩模2上配置有底部件39。作为底部件39,使用通过烧结而将波浪金属网39A和平纹金属 网39B结合在一起的底部件。具体而言,作为底部件39,使用纵向12网眼、横向64网眼、过滤 粒度为310μπι的不锈钢制波浪金属网39A、和50网眼平纹且开口率为40%的平纹金属网39B。 在此,网眼是表示金属网眼的细度的单位,是作为表示每1英寸的网眼数的单位而定义的。 另外,作为支承板40,使用厚度1.5mm、孔径直径3mm、间距4mm、交错配置且开口率为51 %的 冲孔金属。在波浪金属网39A位于平纹金属网39B上的状态下,将底部件39配置在支承板40 上。
[0171] 接着,为了使金属制衬套31的止转部更强固地吃进纤维球和酚醛树脂粉末,进行 压缩。如图6 (A)所示,将中空上压缩模4压下,直到从金属制衬套31的轴方向中央到中空上 压缩模4下表面的距离成为5
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