成型用模具和压缩成型方法与流程

本发明涉及对包含热塑性树脂纤维复合材料的复合成型体进行压缩成型的成型用模具和压缩成型方法。

背景技术：

近年来，作为在各种机械和汽车等的结构部件、压力容器以及管状结构物等中使用的复合材料成型体的材料，提出了增强纤维与热塑性树脂纤维连续地均匀混合而成的复合丝以及由该复合丝构成的布帛。作为使用了这种布帛的成型体的成型方法，例如专利文献1中提出了下述方法：将布帛配置于加热到280℃的模具中，使布帛的热塑性树脂部分熔融后，将模具冷却到50℃，使其固化。

另外，专利文献2和专利文献3中还提出了下述技术：其为在对热塑性树脂材料进行注射成型时使用的模具，在模具中设置冷却通道和加热通道，对模具进行加热和冷却。

此外，专利文献4中提出了一种复合材料的模压成型方法，其使用了在成型腔面侧具有冷却机构、在其背后具有加热机构的模具。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-101794号公报

专利文献2：日本专利第4334469号公报

专利文献3：日本特开2014-226851号公报

专利文献4：日本特开2013-203020号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

为了使布帛的外观和强度良好，需要使热塑性树脂充分浸渗到布帛的网眼之间来进行成型。因此，以往，含有复合丝的布帛的成型中需要下述工序：首先，将布帛的热塑性树脂熔融而制造板状的布帛；将该板状的布帛插入经预备加热的模具中，利用红外线等将模具升温到一定温度后，压缩几分钟。但是，为了利用具有高低差异大的形状的模具对板状的布帛进行压缩成型，复合丝中的增强纤维会在凹凸形状的角部被切断，存在该部分的外观或强度差的问题。

另一方面，为了提高生产率，考虑了不制作板状的布帛，而将布状的布帛插入模具内，以短时间进行温度差异大的加热和冷却。但是，在上述专利文献中记载的技术中，针对模具温度，快速加热/快速冷却时，实现所需要的加热速度、冷却速度、以及加热温度与冷却温度之差方面存在极限。另外，上述专利文献中，关于对复合材料以高循环进行温度差异大的加热/冷却的方法，未进行任何公开。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种能够以高循环生产包含热塑性树脂和增强纤维的复合材料(热塑性树脂纤维复合材料；下文中也简称为复合材料)的成型体的成型用模具和压缩成型方法。

用于解决课题的手段

本发明人进行了深入研究，结果发现，通过使用特定结构的模具，能够以高循环制造使用有热塑性树脂、或使用有在热塑性树脂中包含增强纤维的复合材料的成型体，由此完成了本发明。

即，本发明如下所述。

一种成型用模具，该成型用模具在由复数个模具部分形成的成型腔中对成型体进行赋型，

该成型用模具具备第一温度调节单元和第二温度调节单元，该第一温度调节单元位于成型腔面附近并至少能够对成型腔面进行冷却，该第二温度调节单元位于上述第一温度调节单元的与上述成型腔面相反一侧并至少能够对成型腔面进行加热，

从成型腔面至第一温度调节单元的距离L0、和从成型腔面至与成型腔面相反一侧的面的距离L1满足下述关系。

(L1/L0)＞3

优选第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离L2满足下述关系。

L2＞L0

优选模具部分具备：具有第一温度调节单元的第一部分、和具有第二温度调节单元的第二部分。

优选的是，在模具部分，第一部分的体积V(I)与模具部分的体积V0满足下述关系。

(V0/V(I))＞1.3

第一部分的体积V(I)与模具部分的体积V0优选满足下述关系。

(V0/V(I))＜3

优选第一部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)为第二部分的材质的导热系数C(II)(J/s·m·K)的3.5倍以上，和/或，第一部分的材质的热扩散率(m²/s)为第二部分的材质的热扩散率(m²/s)的3.5倍以上。

优选第一部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)为100J/s·m·K以上。

优选第一部分的材质的硬度HB(布氏硬度)为200以上。

此处，硬度HB(布氏硬度)是依照ISO 6506求出的值。

优选第一部分的材质的硬度HB(布氏硬度)为250以上。

优选的是，在对成型腔面进行冷却时，第一部分和第二部分能够间隔开。

优选的是，第一温度调节单元具备复数个流通冷却用介质的冷却介质通道，复数个冷却介质通道具有至少一个同时流通相同温度的冷却介质的歧管。

本发明的成型用模具可以具有减压路径，该减压路径用于在合模时对成型腔进行减压。

另外，本发明人深入研究的结果发现，通过以特定的升温速度、降低速度以及温度差进行压缩成型，能够以高循环制造使用有复合材料的成型体，由此完成了本发明。

即，本发明如下所述。

本发明的压缩成型方法利用具有由复数个模具部分形成的成型腔的模具对热塑性树脂纤维复合材料进行压缩成型，得到复合成型体，所述热塑性树脂纤维复合材料包含增强纤维和热塑性树脂，

其中，该压缩成型方法具备下述工序：

第一工序，将热塑性树脂纤维复合材料插入模具的成型腔后，将模具合模，将成型腔面升温至热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度以上的加热温度，使热塑性树脂熔融；和

第二工序，在该第一工序后，在将模具合模的状态下将成型腔面降温至小于热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度的冷却温度，将热塑性树脂冷却固化，之后打开模具，取出复合成型体，

第一工序中的升温速度为30℃/分钟以上，第二工序中的降温速度为30℃/分钟以上，并且加热温度与冷却温度之差为80℃以上。

优选的是，将热塑性树脂纤维复合材料插入成型腔时，成型腔面的温度优选被维持为低于构成热塑性树脂纤维复合材料的热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度的冷却温度。

更优选的是，升温速度为80℃/分钟以上，降温速度为100℃/分钟以上，并且加热温度与冷却温度之差为100℃以上。

优选的是，升温速度为150℃/分钟以上，降温速度为200℃/分钟以上，加热温度与冷却温度之差为120℃以上。

优选热塑性树脂纤维复合材料包含增强纤维和热塑性树脂纤维。

优选增强纤维为选自由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高强力聚乙烯纤维、聚苯并唑系纤维、液晶聚酯纤维、聚酮纤维、金属纤维和陶瓷纤维组成的组中的至少一种。

优选热塑性树脂纤维复合材料为布帛。

优选的是，热塑性树脂为结晶性树脂，并且为选自由聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚和热塑性聚醚酰亚胺组成的组中的至少一种。

优选的是，模具部分具备第一部分和第二部分，该第一部分具有至少能够对成型腔面进行冷却的第一温度调节单元，该第二部分具有至少能够对成型腔面进行加热的第二温度调节单元。

优选的是，第一温度调节单元具备复数个流通冷却用介质的冷却介质通道，复数个冷却介质通道具有至少一个同时流通相同温度的冷却介质的歧管，

第一部分中连结复数个冷却介质通道的中心轴形成的平面和模具成型腔面所夹持的部分的体积为V(III)(cm³)，冷却时冷却介质的流量为A{L(cm³)/分钟}，以二者之比(A/V(III))所表示的冷却效率为15/分钟以上。

优选的是，以第二部分的总加热能力容量kW/第一部分的重量kg所表示的模具部分的加热时的加热密度为0.6kw/kg以上。

优选的是，第一部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)为第二部分的材质的导热系数C(II)(J/s·m·K)的3.5倍以上，和/或，第一部分的材质的热扩散率(m²/s)为第二部分的材质的热扩散率(m²/s)的3.5倍以上。

优选的是，在对成型腔面进行冷却时，第一部分和第二部分能够间隔开。

发明的效果

通过本发明的成型用模具，能够以高循环、良好的生产率提供热塑性树脂纤维复合材料的成型体。

另外，根据本发明的压缩成型方法，能够以高循环、良好的生产率提供热塑性树脂纤维复合材料的成型体。

附图说明

图1是示出本发明的压缩成型方法的示意图。

图2是示出对本发明的压缩成型方法组合了注射成型的混合成型法的示意图。

图3是本发明的压缩成型方法中使用的模具的一个实施方式的示意性截面图。

图4是用于说明本发明的压缩成型方法中使用的模具的一个实施方式的详细情况的示意性截面图。

图5是对第一部分的详细情况进行说明的示意性截面图。

图6是实施例13中使用的模具的模具部分的示意性截面图。

图7是实施例13中制作的成型体的示意性俯视图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明不仅限于以下的实施方式，可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。

[压缩成型方法]

本发明的压缩成型方法以高循环进行包含热塑性树脂纤维复合材料的复合成型体的成型，将对成型体进行赋型的模具的成型腔面快速加热至为热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度以上的高温，并快速冷却至小于热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度的温度，由此迅速地实施成型腔中的热塑性树脂的加热熔融和冷却固化。

对本发明的压缩成型方法的一个实施方式进行说明。图1中示出压缩成型方法的示意图。

首先，如图1的a所示，将由模具部分10、20构成的模具100的成型腔面31、32维持为低于构成成型体的材料即复合材料(布帛)的热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度的温度，在该状态下打开模具。

接着，如图1的b所示，将作为复合材料的布状的基材即布帛70剪裁成所期望的形状，插入成型腔30中。

接着，如图1的c所示，将模具100关闭(合模)，升高成型腔面的温度。模具的成型腔面的温度设定为构成复合材料的热塑性树脂的熔点以上或玻璃化转变温度以上，利用第二温度调节单元14、24预先将温度调节为始终恒定的温度。通过经加热的成型腔面，设置于成型腔中的布帛的热塑性树脂部分迅速地被熔融(第一工序)。根据所得到的成型体的所期望的厚度，调整插入成型腔30中的布帛70的片数。

根据需要，在模具关闭后将成型腔30内减压，将模具内的空气和存在于基材的布帛中的空气排出，由此能够使熔融的热塑性树脂迅速地浸渗到增强纤维。减压可以通过例如下述方式进行：按照成型腔面能够抽真空的方式，在成型腔面设置将空气从成型腔面排出的1/10mm以下的狭缝部分，设置从此处向模具外的吸气线；或者，利用设置于顶针的排气设备来设置真空线。另外，根据需要，优选在模具成型腔面或顶针的规定位置设置密封垫，从而形成在抽真空中空气不从外部进入成型腔内的结构。

接着，在将模具合模的状态下，将模具100的成型腔面31、32冷却到小于热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度的冷却温度，将热塑性树脂冷却固化。

接着，如图1的d和图1的e所示，打开模具100，取出成型体71(第二工序)。

第一工序中的升温速度为30℃/分钟以上，第二工序中的降温速度为30℃/分钟以上，并且加热温度与冷却温度之差为80℃以上。优选升温速度为80℃/分钟以上，降温速度为100℃/分钟以上，并且加热温度与冷却温度之差为100℃以上，更优选升温速度为150℃/分钟以上，降温速度为200℃/分钟以上，加热温度与冷却温度之差为120℃以上。

从生产率的方面出发，升温速度优选为30℃/分钟以上，从生产率的方面出发，降温速度优选为30℃/分钟以上，从树脂在增强连续纤维中的浸渗性、取出成型体时的固化性、防粘性的方面出发，温度差优选为80℃以上。温度越高，则浸渗性越好，温度越低，则固化性和防粘性越好。

取出成型体后，再次将作为复合材料的布状的基材即布帛剪裁成所期望的形状，插入成型腔中，将模具关闭。

以下，重复第一工序和第二工序来制作成型体。

在取出成型体的同时、或取出成型体后，例如，也可以使高压的过热蒸气、低压的过热蒸气流通到模具的冷却介质通道，提高模具成型腔面的温度。

进而，也可以使300℃以上的过热蒸气流通到插入布帛前的成型腔面，加热成型腔面。

另外，还可以在将布帛插入成型腔后，由真空线向成型腔内插入300℃以上的过热蒸气，直接加热基材。插入模具内的过热蒸气也可以在插入所期望的时间后从真空线除去。

根据本发明，能够通过将成型腔面快速加热到构成热塑性树脂纤维复合材料的热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度以上而使热塑性树脂熔融，接下来，在将模具合模的状态下将成型腔面快速冷却到小于热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度，使热塑性树脂冷却固化，因此能够以高循环得到经济性优异的热塑性树脂纤维复合成型体。

[混合成型]

本发明的压缩成型方法可以进一步组合注射成型工序，从而以混合成型方法的形式来利用。在图2中示出混合成型的示意图。对与图1同样的要素附以相同符号，以省略其说明。

如图2的a和图2的b所示，按照与压缩成型方法同样的步骤插入布帛70。

如图2的c所示，在用于进行混合成型的模具200的模具部分201，利用公知的方法设有由注射成型机80填充热塑性树脂的流道部90。

在填充热塑性树脂后，如图2的d所示，打开模具，如图2的e所示，取出包含布帛70和热塑性树脂81的混合成型体72。

[成型用模具]

接着，参照附图，对能够用于本发明的压缩成型方法的本发明的成型用模具进行说明。本发明的成型用模具不限定于以下说明的成型用模具。图3中示出模具的一个实施方式的示意性截面图。

如图3所示，模具100具备：作为上模具的模具部分10；作为下模具的模具部分20；和绝热板15、25，通过模具部分10和模具部分20形成成型腔30。在成型腔30设置复合材料等，对成型体进行赋型。

模具部分10具备第一温度调节单元13和第二温度调节单元14，该第一温度调节单元13位于成型腔面31附近，包含至少能够对成型腔面31进行冷却的复数个冷却介质通道，该第二温度调节单元14位于第一温度调节单元13的与成型腔面31相反一侧，包含至少能够对成型腔面31进行加热的复数个棒状加热管。

另外，模具部分20也同样地具备第一温度调节单元23和第二温度调节单元24，该第一温度调节单元23位于成型腔面32附近，包含至少能够对成型腔面32进行冷却的复数个冷却介质通道，该第二温度调节单元24位于第一温度调节单元23的与成型腔面32相反一侧，包含至少能够对成型腔面32进行加热的复数个棒状加热管。

模具部分10为被分割成第一部分11和第二部分12的结构，该第一部分11具有第一温度调节单元13，该第二部分12具有第二温度调节单元14，第一部分11和第二部分12构成为能够利用弹簧40间隔开。

另外，模具部分20也同样地为被分割成第一部分21和第二部分22的结构，该第一部分21具有第一温度调节单元23，该第二部分22具有第二温度调节单元24，第一部分21和第二部分22构成为能够利用弹簧40间隔开。

在模具部分20设有减压路径33，其用于在合模时对成型腔30进行减压。减压路径33通过真空线60与设置在成型用模具的外部的减压单元(未图示)连结。在模具部分10与模具部分20之间设置有密封用密封垫50。

接着，利用图4来进一步说明模具部分的详细情况。图4是用于说明模具的详细情况的示意性截面图，其省略了部分构成要素。

如图4所示，关于模具部分10、20，从成型腔面31至第一温度调节单元13的距离L0、从成型腔面31至与成型腔面31相反一侧的面16的距离L1满足下述关系。

(L1/L0)＞3

另外，关于模具部分20也同样，从成型腔面32至第一温度调节单元23的距离L0、和从成型腔面32至与成型腔面32相反一侧的面26的距离L1满足上述关系。

成型用模具由复数个模具部分构成的情况下，满足上述数值范围的模具部分至少为一个即可，更优选在全部模具部分满足上述数值范围。

此处，从成型腔面至第一温度调节单元的距离L0是指，在与模具的成型腔面垂直的截面中从成型腔面至第一温度调节单元的中心的距离。

另外，从第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离L2是指，在与模具的成型腔面垂直的截面中从第一温度调节单元的中心至第二温度调节单元的中心的距离。

另外，从成型腔面至与成型腔面相反一侧的面的距离L1是指，与模具的成型腔面垂直的截面上的距离，是指模具部分的厚度。

成型腔面为凹凸形状、从成型腔面至第一温度调节单元的距离根据部位而不同的情况下，从成型腔面至第一温度调节单元的中心的距离L0是指它们之中的最短距离。

另外，成型腔面为凹凸形状、第一温度调节单元沿着该凹凸形状以距成型腔面相同距离的方式设置的情况下，从第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离L2根据部位而不同。该情况下，从第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离L2是指不同的L2之中的最短距离。

另外，成型腔面为凹凸形状时的从成型腔面至与成型腔面相反一侧的面的距离L1是指不同的L1的平均距离。

另外，第一温度调节单元和第二温度调节单元具备复数个冷却介质通道或复数个加热器而成的情况下，对于一个通道或加热器来说距成型腔面的距离根据部位而不同时，为对于全部通道或加热器的最短距离的平均值。

另外，第一部分和第二部分由相同材料整体地形成的情况下，第一部分与第二部分的边界为成型腔面垂直的截面中从第一温度调节单元的中心起向第二温度调节单元侧偏离L0的位置。

对于本发明的成型用模具来说，在结晶性树脂的情况下，将对成型体进行赋型的成型腔面加热至热塑性树脂的熔点以上的高温，在非晶性树脂的情况下，加热至玻璃化转变温度以上的高温，并迅速地冷却至热塑性树脂的固化温度以下的温度，由此能够迅速地、以高循环实施成型腔中的热塑性树脂的加热熔融和冷却固化。

本实施方式的模具具有下述结构，其设置了至少在成型腔面附近进行冷却的第一温度调节单元，并设有与第一温度调节单元相比至少对距离成型腔面较远侧进行加热的第二温度调节单元。第二温度调节单元通过对模具部分整体进行加热，从而加热成型腔面。

第一温度调节单元与成型腔面越近越优选，由于模具的强度、设计上的限制，需要设置一定的距离。从成型腔面至第一温度调节单元的距离L0还取决于第一温度调节单元的尺寸，优选为30mm以下、更优选为20mm以下、进一步优选为10mm以下。L0的下限值没有特别限制，还取决于第一温度调节单元的尺寸，由于模具的强度上的限制，从第一温度调节单元的端部至模具成型腔面的距离优选为3mm以上、更优选为6mm以上。

本实施方式的模具中，从成型腔面至第一温度调节单元的距离L0、从成型腔面至与成型腔面相反一侧的面的距离L1的关系满足(L1/L0)＞3，更优选满足(L1/L0)＞5，最优选满足(L1/L0)＞10。

对上限没有特别限制，优选按照防止向大气过量放热和设备大型化的方式而适当地选择。

通过满足(L1/L0)＞3，与冷却部分相比增大作为高温的蓄热部分的容量，由此能够高效地实施模具加热时的快速加热。进而，进行冷却的第一温度调节单元越接近成型腔面，则在冷却时能够越快地将成型体冷却。另外，冷却部分越少，则在模具加热时能够越快地将模具加热。

此处，冷却部分是指被第一温度调节单元冷却的部分，至少表示第一部分。另外，蓄热部分是指被第二温度调节单元加热的部分，至少表示第二部分。

进而，从第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离L2满足L2＞L0，优选满足2＜L2/L0＜10。

通过满足L2＞L0，在冷却时能够良好地防止冷却到第二温度调节单元，另一方面，在加热时能够防止第二温度调节单元的控制功率的紊乱。

在成型腔面的温度控制中，成型腔温度的温度起伏很小的情况下，L0和L2尽可能接近为宜。但是，在将复合材料成型的情况下，模具成型腔温度的上限值与下限值之差例如为50℃以上、优选为100℃以上、进一步优选大至150℃以上，因此优选为上述范围。

模具部分可以具备具有第一温度调节单元的第一部分、和具有第二温度调节单元的第二部分而成。该情况下，第一部分和第二部分可以使用相同材质的材料，但更优选第一部分的材料使用导热系数优于第二部分的材料的材质的材料。通过在第一部分使用导热系数好的材质的材料，冷却时能够将第一部分快速地冷却。进而，在停止第一部分的第一温度调节单元的冷却而进行加热时，也能将蓄积的热迅速地传导至具有第二温度调节单元的第二部分。

作为第一部分和第二部分的材质，例如可以举出科森铜镍硅合金、碳钢和不锈钢。

另外，在具备具有第一温度调节单元即冷却介质通道的第一部分和具有第二温度调节单元的第二部分的结构的情况下，如图4所示，第一部分的体积V(I)与实质上被加热的模具部分的体积V0的关系优选满足(V0/V(I))＞1.3。另外，优选满足(V0/V(I))＜3。为了使第一部分快速加热、快速冷却，减小V(I)为宜；关于第二部分的体积V(II)，从蓄积热的方面考虑，容量大为宜，因此优选满足(V0/V(I))＞1.3。另一方面，关于V(I)的容量，由于模具的强度、成型腔面的形状限制等问题，在减少容量方面存在极限。第二部分的体积V(II)过大时，初期加热耗费时间，或者由于向模具外的放热变大等问题，存在限制。此外，V(I)量的减少由于强度、成型腔形状产生的限制而存在极限，优选满足(V0/V(I))＜3。

即，关于成型腔面的加热，通过由蓄积有一定量热的具有蓄热部分的作用的第二部分供给热，能够快速加热成型腔面，能够将设置于成型腔的材料的热塑性树脂加热熔融。此处，蓄热部分的容量越大，则能越有效地加热成型腔面。其中，可以从设备方面、与加热相伴的能量消耗量的方面出发，根据模具或成型设备的大小而适当地确定蓄热部分的容量的大小。

另一方面，关于成型腔面的冷却，例如在使第一温度调节单元为复数个冷却介质通道的情况下，通过将冷却介质流通到成型腔面附近的冷却介质通道，能够快速冷却成型腔面，能够将熔融的热塑性树脂冷却固化。此时，为了仅冷却成型腔面附近，具有冷却介质通道的部分的模具容量越小越优选，冷却介质通道优选更接近成型腔面。

第一部分和第二部分的材质可以使用相同的材质，也可以使用导热系数不同的材料。第一部分的体积V(I)和第一部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)、与第二部分的体积V(II)和第二部分的材质的导热系数C(II)(J/s·m·K)优选满足

{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}＞3，

进一步优选满足{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}＞5，

最优选满足{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}＞10。

通过满足{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}＞3，在冷却时能够迅速地冷却成型腔面，在加热时能够利用第二部分的蓄热迅速地升温。

另外，优选的是，第一部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)为具有第二温度调节单元的第二部分的材质的导热系数C(II)(J/s·m·K)的3.5倍以上，和/或，第一部分的材质的热扩散率(m²/s)为第二部分的材质的热扩散率(m²/s)的3.5倍以上。即，在冷却时导热系数高的一者能够较快地冷却，在加热时导热系数高的一者能够较快地从蓄热部夺去热而加热。关于这点，特别是在冷却第一部分时，通过进行分离，能够得到更高的效果。冷却时不发生分离的情况下，若第一部分的导热系数好，则在冷却时也可能冷却了具有蓄热部的功能的第二部分，需要适当地将材料最佳化。

至少具有第一温度调节单元的部分的材质的导热系数C(I)(J/s·m·K)优选为100J/s·m·K以上。例如，科森铜镍硅合金的导热系数为165(J/s·m·K)，碳钢的导热系数为40(J/s·m·K)。

另外，科森铜镍硅合金的热扩散率为4.63×10^-5(m²/s)，碳钢的热扩散率为1.12×10^-5(m²/s)，不锈钢的热扩散率为4.81×10^-6(m²/s)。

另外，第一部分的材质的硬度HB优选为200以上、更优选为250以上。通过使第一部分的材质的硬度HB为200以上，具有对抗压缩成型的耐久性。

第一部分和第二部分进一步优选为能够分离的结构。将成型腔加热到所期望的温度后，使模具在成型腔关闭的状态下略微进行开模操作，将第一部分11与第二部分12、以及第一部分21与第二部分22分离，设置空气的绝热层，这也可提高成型周期，因而是有效的。

作为具体方法，可以在第一部分与第二部分之间插入弹簧40，由此将模具略微打开，从而能够在关闭成型腔的状态下将第一部分和第二部分分离。分离可以在复数个模具部分的至少一个中进行。

在将模具分离的状态下，将冷却水压入冷却介质通道等，将包含成型腔的第一部分快速冷却。此时，为了使成型腔不打开，利用弹簧或油压缸使模具成型腔面保持关闭状态。在成型腔面达到热塑性树脂的加热变形温度以下一定时间后，停止冷却水，根据需要向冷却介质通道导入压缩空气，将冷却介质通道内的水排出。

在由复数个冷却介质通道构成第一温度调节单元的情况下，通过流通冷却介质而实现第一部分的冷却，如何迅速、大量地流通冷却介质会影响能否进行成型腔面的快速冷却。

因此，优选形成能够在各冷却介质通道单独地流通冷却介质的结构。作为具体例，可以举出能够同时流通相同温度的冷却介质的歧管。可以将歧管设置于模具外部的冷却介质通道的流入侧，使冷却介质同时从歧管流通到各冷却介质通道，此外，若在冷却介质的排出侧也设置歧管来排出，则会更有效。

流量大幅影响着冷却效率，也可以根据需要使用加压泵等流通冷却介质。另外，还可以使用市售的加压温度调节机。

在具有歧管的情况下，如图5所示，在模具部分10，由第一部分11中连结复数个冷却介质通道13的中心轴X形成的平面和模具成型腔面31所夹持的部分的V(III)(cm³)、与冷却时冷却介质的流量A{L(cm³)/分钟}之比(A/V(III))所表示的冷却效率优选为15/分钟以上。更优选为25/分钟以上。

通过使冷却效率为15/分钟以上，能够以更高的循环进行成型。

需要说明的是，关于另一个模具部分20，也同样地，冷却效率为15/分钟以上、更优选为25/分钟以上。

作为流通到冷却介质通道的介质，可以举出水、冷却液、二氧化碳、压缩气体等。另外，介质可以为一种，也可以多段地流通温度不同的介质。例如，将成型腔温度加热至300℃的情况下，流通几秒150℃的加压热水，之后多段地流通60℃的温度调节水、进而10℃的冷却水，在模具达到一定温度时再次流通150℃的加压热水，以成型腔面达到均匀温度的方式进行调整。

在本发明的成型中，将复合材料设置于成型腔中，在成型腔内进行加热压缩成型而将复合材料的热塑性树脂熔融固化得到成型体的情况下，热塑性树脂在增强纤维中的浸渗性会对所得到的成型体的特性产生较大影响。若模具内存在空气，则空气在热塑性树脂的熔融时在成型体中形成空隙而残留，导致在增强纤维内形成微细的未浸渗部分。通过将这些空气或由树脂产生的气体在模具内除去，能够得到热塑性树脂更迅速地浸渗的成型体。优选设置在合模时能够将成型腔减压为真空的减压路径。

作为本发明中使用的模具的一个使用方式，要求将复合材料在模具内加热使热塑性树脂熔融。虽然也取决于热塑性树脂的种类，但对于第二温度调节单元来说，在非晶性树脂的情况下，将第二部分的平均温度设定为设置于成型腔的热塑性树脂材料的玻璃化转变温度以上、优选为玻璃化转变温度+30℃以上、最优选为玻璃化转变温度+50℃以上。在结晶性树脂的情况下，将第二部分的平均温度设定为设置于成型腔的热塑性树脂材料的熔点以上、优选为熔点+30℃以上、最优选为熔点+50℃以上。

第二部分的平均温度是指模具第二部分的平均温度，作为测定法的一例，可使用将温度计放入第二温度调节单元的附近、距离10mm～30mm的位置的模具内部来测定温度的方法。第二温度调节单元使用加热管的情况下，温度控制包括下述方法等：检测上述温度，对电源进行开关控制；或者进行PID控制(Proportional-Integral-Differential Controller，比例积分微分调节器)，对电源的容量进行调整。

另外，第二温度调节单元没有特别的限制，除了棒状加热管以外，还包括利用了加热油、水蒸气之类的加热介质或电阻的加热器等，为了将模具保持为热塑性树脂的熔点以上的高温，从通用性、性能的方面出发，优选为加热器。作为加热器的种类，包括陶瓷加热器、夹套加热器等，从简便性、性能的方面出发，优选使用棒状加热管。

本实施方式中，对于模具部分10和模具部分20分别构成为第一部分11、21和第二部分12、22能够间隔开的情况进行了说明，但也可以不设置弹簧40而利用粘接剂等一体地形成。

另外，绝热板15、25具有抑制从具有第二温度调节单元的模具部分向成型机导热而引起的热流动的作用，因此优选设置于模具100与成型机(未图示)的连结部。

上述的成型用模具能够应用于压缩成型，通过适当地设置能够注射成型的机构、例如浇口形成部、流道形成部等，还能应用于与压缩成型后熔融填充热塑性树脂的注射成型的混合成型。

＜热塑性树脂纤维复合材料＞

本发明的压缩成型方法对热塑性树脂纤维复合材料的成型具有效果。

热塑性树脂纤维复合材料包含增强纤维和热塑性树脂。

＜增强纤维＞

增强纤维可以使用作为通常的纤维增强复合材料使用的材料，例如可以举出选自由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高强力聚乙烯纤维、聚苯并唑系纤维、液晶聚酯纤维、聚酮纤维、金属纤维、陶瓷纤维组成的组中的至少一种。从机械特性、热特性、通用性的方面出发，优选玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，从经济性的方面出发，优选玻璃纤维。

在选择玻璃纤维作为增强纤维的情况下，可以使用集束剂，作为集束剂，优选包含硅烷偶联剂、润滑剂以及成束剂。

关于上述玻璃纤维和集束剂的详细情况，可以适当地使用专利文献1中记载的内容。

(增强纤维的形态)

从混纤工序中的开纤性以及处理性的方面出发，增强纤维的单丝数优选为30根～15,000根。

在选择碳纤维作为增强纤维的情况下，集束剂优选包含润滑剂、成束剂。

对于集束剂、润滑剂、成束剂的种类没有特别限制，可以使用公知的物质。作为具体的材料，可以使用专利文献1中记载的材料。

在使用其他增强纤维的情况下，可以根据增强纤维的特性适当地选择玻璃纤维、碳纤维中使用的集束剂的种类、赋予量，优选以碳纤维中使用的集束剂为基准的集束剂的种类、赋予量。

＜热塑性树脂＞

对热塑性树脂没有特别限制，可以使用通常的热塑性树脂，例如优选为将选自聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂；聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46等聚酰胺系树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等聚酯系树脂；聚甲醛等聚缩醛系树脂；聚碳酸酯系树脂；聚醚酮；聚醚醚酮；聚醚砜；聚苯硫醚；热塑性聚醚酰亚胺；四氟乙烯-乙烯共聚物等热塑性氟系树脂以及对它们进行改性得到的改性热塑性树脂中的至少一种热塑性树脂熔融纺丝而得到的增强纤维。在这些热塑性树脂中，优选聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚、热塑性聚醚酰亚胺以及热塑性氟系树脂，从机械物性、通用性的方面出发，更优选聚烯烃系树脂、改性聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂和聚酯系树脂，若考虑到热学物性的观点，则更优选聚酰胺系树脂和聚酯系树脂。另外，从对反复载重负荷的耐久性的方面出发，更进一步优选聚酰胺系树脂，可以适宜地使用聚酰胺66。

-聚酯系树脂-

聚酯系树脂是指在主链中具有-CO-O-(酯)键的高分子化合物。例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯、聚2,6-萘二酸乙二醇酯等，但并不限于这些。

关于其他聚酯系树脂的详细情况，可以适当地使用专利文献1中记载的聚酯系树脂。

-聚酰胺系树脂-

聚酰胺系树脂是指在主链中具有-CO-NH-(酰胺)键的高分子化合物。例如可以举出由内酰胺的开环聚合得到的聚酰胺、由ω-氨基羧酸的自缩合得到的聚酰胺、由二胺和二羧酸缩合得到的聚酰胺、以及它们的共聚物，但并不限于这些。作为聚酰胺，可以单独使用一种，也可以以两种以上的混合物的形式使用。关于其他上述的内酰胺、二胺(单体)、二羧酸(单体)的详细情况，可以适当地使用专利文献1记载的物质。

作为聚酰胺的具体例，例如可以举出聚酰胺4(聚α-吡咯烷酮)、聚酰胺6(聚己内酰胺)、聚酰胺11(聚十一烷酰胺)、聚酰胺12(聚十二烷酰胺)、聚酰胺46(聚四亚甲基己二酰胺)、聚酰胺66(聚己二酰己二胺)、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6T(聚六亚甲基对苯二甲酰胺)、聚酰胺9T(聚壬烷亚甲基对苯二甲酰胺)以及聚酰胺6I(聚六亚甲基间苯二甲酰胺)、以及包含它们作为构成成分的共聚聚酰胺。

作为共聚聚酰胺，例如可以举出己二酰己二胺和六亚甲基对苯二甲酰胺的共聚物、己二酰己二胺和六亚甲基间苯二甲酰胺的共聚物、以及六亚甲基对苯二甲酰胺和2-甲基戊烷二胺对苯二甲酰胺的共聚物。

本实施方式中，热塑性树脂纤维复合材料优选包含热塑性树脂和增强纤维。例如也可以使用混纤丝。混纤丝的具体制造方法没有特别限制，关于进行混纤的方法可以利用公知方法。例如可以举出：在利用由静电力、基于流体喷雾的压力、按压在辊上等的压力等所致的外力开纤后，使增强纤维和热塑性树脂纤维在保持开纤的状态下进行并丝或拉齐的开纤并丝法；流体交织(交缠)法。其中，优选能够抑制增强纤维的损伤、开纤性优异、并且能够均匀地混合的流体交织法，作为流体交织(交缠)法，可以举出下述方法：与线轴大致平行地制作2个或2个以上的基于空气、氮气和水蒸气等流体的涡流湍流区带，将纤维引导至该区带，在不会成环或发生卷缩的程度的张力下制成非蓬松性的纱线的方法；仅将增强纤维开纤后、或者将增强纤维与热塑性树脂纤维均开纤后进行流体交织的方法(开纤后流体交织法)；等等。特别优选通过包括热加工的工序对热塑性树脂纤维单独实施假捻加工后，利用同一装置连续地通过流体交织法进行混纤。

除此以外，关于混纤法的详细情况，可以适当地使用专利文献1中记载的方法。

构成热塑性树脂纤维复合材料的热塑性树脂可以涂布到增强纤维上形成复合丝，也可以使热塑性树脂浸渗到增强纤维中。热塑性树脂的涂布、浸渗可以在制造增强纤维时进行，也可以在制造增强纤维后在其他工序进行。

对热塑性树脂纤维复合材料的形态没有特别限制，可以为片状、膜状、粒状，从操作性、形状柔软性的方面出发，优选布帛状。

得到布帛的方法没有特别限定，可以使用用于制作根据用途、目的所选择的适当的布帛的公知方法。例如，纺织物可以使用梭织式织机、剑杆式织机、喷气式织机、喷水式织机等织造机，使至少一部分包含复合纱线。优选通过将包含复合丝的纤维排列成经线，将纬线打纬到其中而得到。编织物可以通过使用圆编机、横编机、经编机、拉舍尔编机等编织机在至少一部分编入包含复合丝的纤维而得到。无纺布可如下得到：将在至少一部分包含复合丝的纤维制成被称为网的片状纤维聚集体后，通过针轧机、缝合机、水刺机等的物理作用、或基于压纹辊等带来的热作用、或接合剂使纤维彼此粘合，从而得到无纺布。

关于其他的布帛形态等，可以适当地使用专利文献1中记载的方法。

另外，在使用布帛作为基材的情况下，作为将基材剪裁成所期望的形状的方法，包括喷水切割器、激光切割器、切绘一体机、超声波切割器、超硬刀片压制切割器、热刀片压制切割器等，从经济性、生产率、性能方面出发，优选热刀片压制切割器。热刀片压制切割器的刀片的温度根据材料而适当设定，为热塑性树脂的熔点或玻璃化转变温度以上，优选为熔点+30℃以上或玻璃化转变温度+30℃以上，进一步优选为熔点+70℃以上或玻璃化转变温度+70℃以上。

实施例

以下举出实施例来更具体地说明本发明。以下的实施例所示的材料、用量、比例、处理条件等只要不脱离本发明的主旨则可以适当地变更。因此，本发明的范围不限定于以下所示的具体例。

[实施例1]

模具使用图3～图5所示的模具。以下示出模具的构成。

(第一部分、第二部分)

具有冷却介质通道13、23的第一部分11、21使用导热系数为165J/s·m·K的科森铜镍硅合金(Materion Brush公司制造、商品名“MoldMAX-V”、硬度HB：270)。

具有棒状加热管14、24的第二部分12、22使用导热系数为40J/s·m·K的碳钢(S55C)。

在模具的第一部分与第二部分之间不设置弹簧，成型时也不使其分离。另外，成型时也不进行对模具内抽真空的操作。

(棒状加热管)

棒状加热管14、24使用1600W(10mmΦ×400mm、功率密度12.7W/cm²、株式会社八光电机制造)。模具的加热密度(第二部分的总加热能力容量kW/第一部分的重量kg)为0.75kW/kg。

(冷却介质通道、L0、L1、L2)

关于冷却介质通道13、23，使用在中心部至成型腔面的距离L0(参照图4)为10mm的位置以26mm间隔(L)设置有10条内径8mm的冷却水路的通道。

从冷却介质通道的中心至棒状加热管的中心的距离L2(参照图4)为25mm。

(第一部分的厚度T1、第二部分的厚度T2)

如图5所示，模具的第一部分的厚度(T1)为30mm，第二部分的厚度(T2)为30mm。

另外，冷却水通过歧管在模具内并列地流动。冷却水的流量A在上模具、下模具分别为25000cm³/分钟。

(冷却效率A/V(III))

另外，由连结复数个冷却介质通道的中心轴X形成的平面和成型腔面31(或32)所夹持的部分的体积V(III)为842.4cm³。冷却效率A/V(III)为30/分钟。

将附着有1.0质量％下述集束剂、细度685dtex、单丝数400根的玻璃纤维用作连续增强纤维。

(集束剂的组成(固体成分换算))

·硅烷偶联剂：γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.6质量％[商品名：KBE-903(信越化学工业株式会社制造)]

·润滑剂：蜡0.1质量％[商品名：巴西棕榈蜡(株式会社加藤洋行制造)]

·成束剂：丙烯酸/马来酸共聚物盐5质量％[商品名：Aquarick TL(日本触媒株式会社制造)]

(布帛)

作为热塑性树脂纤维，使用未实施交织处理的聚酰胺66纤维[商品名：Leona(注册商标)470/144BAU(旭化成纤维株式会社制造)、细度470dtex、单丝数144根]。

将2束细度685dtex、单丝数400根的玻璃纤维与2束细度470dtex的PA纤维并丝、拉齐后，实质上垂直地供给到流体交织喷嘴中，在下述条件下进行流体交织，得到复合丝。

·流体交织喷嘴：京瓷KC-AJI-L(1.5mm径、推进型)

·空气压：2kg/cm²

·加工速度：30m/分钟

使用复合丝作为经线和纬线，织造出经线密度为6根/5mm和纬线密度为6根/5mm的纺织物(布帛)。在织造时没有起毛或产生原纤维状物，在织机上也未观察到碎线或毛球的附着，织造性良好。

重叠7片布帛，剪裁成适合于所期望的压缩成型体的形状。将热刀片加热到温度330℃而使用，以层积片数为7片进行重叠并切断。得到截面热粘、处理性优异的基材。

(成型方法)

按照图1所示的压缩成型的成型工序通过下述步骤制作成型体。

成型机使用最大合模力为300吨的东芝机械制造的(S100V-8A)。模具和各工序的详细条件示于表1。

[工序1](布帛的设置和模具合模)打开模具，在成型腔面的温度为180℃时，将剪裁成上述所期望的形状的7片布帛设置在模具内的规定位置，接下来以240MPa的合模力进行合模。

[工序2](模具加热)在将模具合模的状态下将成型腔面的温度快速加热至300℃，使构成布帛的聚酰胺树脂在模具内熔融，浸渗到连续玻璃纤维内。此时，模具的加热部分的温度设定为350℃。

[工序3](模具分离、冷却)降低合模力，在关闭成型腔的状态下，向冷却介质通道通入25℃的冷却水，将成型腔面快速冷却。成型腔面的温度达到150℃后5秒后停止通水，停止通水后10秒后将模具打开，同时将冷却介质通道的水利用压缩空气排出。

[工序4](脱模)模具脱模后，立即取出成型体，返回到工序1。

实施例1中的成型腔温度的升温速度为150℃/分钟，降温速度为600℃/分钟，成型周期为90秒。

所得到的成型体的尺寸为250mm×250mm、厚度2mm。

降温速度是指将成型腔面从目标高温温度(上述的成型腔温度300℃)冷却至目标低温温度(上述的成型腔温度150℃)时的降温速度。另外，升温速度是指将成型腔从目标低温温度升温至目标高温温度时的升温速度。另外，关于成型腔面的温度，预先求出成型腔面与成型腔面附近的温度的相关关系，成型时实际的温度控制基于成型腔面附近的温度来进行。

[实施例2]

在上述[工序1](布帛的设置和模具合模)中，打开模具，在成型腔面的温度为300℃时，将剪裁成所期望的形状的7片布帛设置在模具内的规定位置，接下来以240MPa的合模力进行合模，除此以外，利用与实施例1相同的方法得到成型体。

实施例2的加热密度和冷却效率与实施例1同样为0.75kW/kg和30/分钟。

[实施例3]

模具的第一部分使用碳钢，除此以外，利用与实施例1相同的方法制作成型体。

实施例3中成型腔温度的升温速度为110℃/分钟，降温速度为300℃/分钟，成型周期为180秒。

实施例3的加热密度为0.83kW/kg，冷却效率为30/分钟。

[实施例4]

模具的第一部分使用碳钢，使用1000W(10mmΦ×400mm、功率密度8.3W/cm²)(株式会社八光电机制造GLE4103)，并且使用第一部分的厚度(T1)为40mm、第二部分的厚度(T2)为100mm的模具，按照冷却水在模具内串联流动的方式用软管接合，此外，在上述[工序1]中，在模具表面温度达到300℃后投入布帛，除此以外与实施例1同样地制作成型体。

实施例4中成型腔温度的升温速度为60℃/分钟，降温速度为100℃/分钟，成型周期为300秒。

实施例4的加热密度为0.1kW/kg，冷却效率为6/分钟。

[实施例5]

使用第一部分的厚度(T1)为60mm、第二部分的厚度(T2)为240mm的模具，不使用歧管，按照冷却水在模具内串联流动的方式用软管接合，除此以外与实施例1同样地制作成型体。

实施例5中成型腔温度的最初模具温度达到150℃后的升温速度为40℃/分钟，降温速度为120℃/分钟，成型周期为280秒。为了将模具最初加热至150℃，与实施例1相比需要3倍的时间。

实施例5的加热密度为0.75kW/kg，冷却效率为10/分钟。

[实施例6]

作为加热器，使用1000W(10mmΦ×400mm、功率密度8.3W/cm²)(株式会社八光电机制造的GLE4103)，将冷却水的流量A设定为12000cm³/分钟，除此以外与实施例1同样地制作成型体。

实施例6中成型腔温度的升温速度为100℃/分钟，降温速度为450℃/分钟，成型周期为150秒。

实施例6的加热密度为0.24kW/kg，冷却效率为15/分钟。

[实施例7]

关于冷却介质通道13、23，使用在中心部至成型腔面的距离L0为10mm的位置以20mm间隔(L)进行设置的内径8mm的模具，成型时使成型腔为真空。

从冷却介质通道的中心至棒状加热管的中心的距离L2为40mm。

棒状加热管使用1000W(10mmΦ×400mm、功率密度8.3W/cm²)(株式会社八光电机制造的GLE4103)。

在模具的第一部分与第二部分之间设置弹簧，冷却时，对于上模和下模分别使第一部分和第二部分之间分离5mm。

模具的第一部分的厚度(T1)为60mm，第二部分的厚度(T2)为240mm。即，使模具的厚度(L1)为300mm。

此外，冷却水通过歧管在模具内并列流动。冷却水的流量A在上模具、下模具分别为25000cm³/分钟。

另外，由连结复数个冷却介质通道的中心轴X形成的平面和成型腔面31(或32)所夹持的部分的体积V(III)为1667cm³。冷却效率A/V(III)为15/分钟。

实施例7中模具的升温速度为200℃/分钟，降温速度为500℃/分钟，成型周期为90秒。

实施例7的加热密度为0.24kW/kg，冷却效率为15/分钟。

[实施例8]

将成型腔面侧的模具部分的材质变更为碳钢，将第一部分与第二部分之间分离10mm，并将模具温度设定为320℃，除此以外，与实施例7同样地制作成型体。实施例8中模具的升温速度为150℃/分钟，降温速度为300℃/分钟，成型周期为120秒。

实施例8的加热密度为0.25kW/kg，冷却效率为15/分钟。

[实施例9]

在成型腔面的冷却时不分离第一部分和第二部分，成型时不使成型腔为真空，并将模具温度设定为320℃，除此以外，与实施例7同样地制作成型体。实施例9中模具的升温速度为70℃/分钟，降温速度为400℃/分钟，成型周期为220秒。

实施例9的加热密度为0.24kW/kg，冷却效率为15/分钟。

[实施例10]

将成型腔面侧的第一部分的材质变更为碳钢，在成型腔面的冷却时不分离第一部分和第二部分，成型时不使成型腔为真空，并将模具温度设定为320℃，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作成型体。实施例10中模具的升温速度为100℃/分钟，降温速度为300℃/分钟，成型周期为230秒。

实施例10的加热密度为0.25kW/kg，冷却效率为15/分钟。

[实施例11]

将成型腔面侧的第一部分的材质变更为碳钢，变更为L0＝30mm、L1＝200mm、L2＝50mm，在成型腔面的冷却时不分离第一部分和第二部分，成型时不使成型腔为真空，并将模具温度设定为320℃，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作成型体。实施例11中模具加热的升温速度为60℃/分钟，冷却速度为150℃/分钟，成型周期为280秒。

实施例11的加热密度为0.25W/kg，冷却效率为5/分钟。

[实施例12]

将成型腔面侧的第一部分的材质变更为碳钢，变更为L0＝30mm、L1＝150mm、L2＝50mm，在成型腔面的冷却时不分离第一部分和第二部分，成型时不使成型腔为真空，并将模具温度设定为320℃，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作成型体。实施例12中模具加热的升温速度为50℃/分钟，冷却速度为150℃/分钟，成型周期为300秒。

实施例12的加热密度为0.25kW/kg，冷却效率为5/分钟。

[实施例13]

如图6所示，使用具有包含第一温度调节单元313和第二温度调节单元323的第一部分310、320的模具，制作图7所示的成型体400。实施例13中模具加热的升温速度为180℃/分钟，冷却速度为420℃/分钟，成型周期为100秒。成型体400的外尺寸为250mm×250mm、厚度2mm，孔401的直径为15mm，孔402的直径为10mm。

如图6和图7所示，棱403的根部为3mm、前端为1.5mm、高度为15mm。棱404的根部为3mm、前端为1.5mm、高度为10mm。棱405的根部为5mm、前端为3mm、高度为10mm。棱406的根部为1.5mm、前端为0.8mm、高度为10mm。棱407的根部为5mm、前端为4mm、高度为5mm。棱408的根部为3mm、前端为1.5mm、高度为20mm。

凸起部409是在一边为26mm四棱柱的上部开有直径为8mm的孔的高度为8mm、厚度为2mm的凸起部，凸起部410是在一边为26mm四棱柱的上部开有直径为6mm的孔的高度为8mm、厚度为2mm的凸起部。

圆锥柱411是底部外径为13.8mm、上部外径为8mm、高度为15mm、厚度为2mm的凸起部形状。圆锥柱412是底部外径为28.5mm、上部外径为17.5mm、高度为15mm、厚度为2mm的凸起部形状。四棱锥柱413的底部是一边为28.5mm的正方形，上部一边为17.5mm、高度为15mm、厚度为2mm。

预先将1片布帛部分压入棱部，在底面部合计重叠7片，并压缩、成型。

成型腔面侧的第一部分的材质是与实施例7相同的科森铜镍硅合金，L0＝15mm、L1＝300mm、L2＝30mm，除此以外，使用与实施例7同样的模具。实施例13中模具加热的升温速度为180℃/分钟，冷却速度为420℃/分钟，成型周期为100秒。

实施例13的加热密度为0.24kW/kg，冷却效率为10/分钟。

所得到的成型体是具有棱、凸起部的成型体，强度优异，能够形成圆锥柱411、412和四棱锥柱413之类的复杂形状部分而不发生玻璃纤维的断裂。

[比较例1]

使用图3中L0＝70mm、L1＝200mm、L2＝40mm模具加热用的加热器设置于与冷却介质通道相比接近成型腔面的位置的模具，制作成型体品。

所使用的材料与实施例7同样，将模具温度设定为320℃，在成型腔面的冷却时不分离第一部分和第二部分，模具的各冷却水路串联连接，冷却水连续而不同时地流动。

[评价条件]

(拉伸强度)

拉伸强度依照ISO527-1、在下述条件下进行测定。

·试验环境：23℃50RH％

·成型品：JIS K7113 3号试验片

·拉伸速度：5mm/分钟

·夹头间：50mm

·使用设备：INSTRON 50kN(INSTRON公司制造)

(弯曲刚性)

弯曲刚性依照ISO178、在下述条件下进行测定。

·试验环境：23℃50RH％

·成型品：宽度10mm、长度100mm、厚度2mm的长条状

·试验速度：1mm/分钟

·跨距间：32mm

·使用设备：INSTRON 50kN(INSTRON公司制造)

(弯曲强度)

弯曲强度依照ISO178求出。

(最大冲击强度)

最大冲击强度依照JIS K7211-1；2006、在下述条件下进行测定。

·试验环境：23℃

·高速冲击试验机岛津HYDRO SHOT HITS-P10(岛津制作所)

·试验片形状：60mm见方平板、厚度2mm

·试验速度：4.4mm/s

(最大冲击点能量)

最大冲击点能量依照JIS K7211-2：2006求出。

将实施例和比较例的制造条件以及所得到的成型体的物性示于表1和表2中。

如表1和表2的实施例所示，使用本发明的成型用模具所制造的成型品的强度优异，能够缩短循环时间。

特别是，在模具成型腔温度为180℃时设置布帛的实施例1、3和6中，成型体良好，未观察到黄变。在模具成型腔温度为300℃时设置布帛的实施例2和4中，略微确认到纤维的错乱和成型体的黄变，但强度优异。另外，与使用歧管的实施例1相比，未使用歧管的实施例5中成型体略微观察到黄变，但强度优异。

另外可知，与第一部分使用碳钢的实施例8、和不具有分离结构的实施例9相比，模具部分的第一部分使用科森铜镍硅合金、并且具备第一部分和第二部分可分离的结构的实施例7能够以高循环进行成型。

另一方面，L1/L0为3以下的比较例1的循环时间长、生产率差。

需要说明的是，根据本发明，可以得到强度、特别是冲击强度优异的成型品。例如，利用与本实施例1相同的材料制作箱型(高度为45mm、长度为150mm、宽度为200mm、具有厚度为3mm的底板的箱型成型品)试验体，以将箱倒扣过来的状态设置于试验台，将对箱的底板施加的能量设定为250J，利用大型高速冲击压缩试验机进行冲击试验。作为施加能量250J的落下物，使用下表面直径为185mm的三棱锥形状物。将玻璃短纤维50％/聚酰胺66复合材料通过注射成型而成型出的相同形状的成型品在本冲击试验中材料飞散，无法保持形状。另一方面，利用与实施例1相同的材料得到的成型体在本冲击试验中能够保持形状而不发生破坏，落下物在底板反弹数次。

工业实用性

根据本发明，提供出一种能够以高循环对各种机械或汽车等的结构部件等要求高水平的机械物性的热塑性树脂纤维复合成型体进行压缩成型的方法。

符号说明

100、200 模具

10、20、201 模具部分

11、21、310、320 第一部分

12、22 第二部分

13、23、313、323 第一温度调节单元(冷却介质通道)

14、24 第二温度调节单元(棒状加热管)

15、25 绝热板

16、26 与成型腔面相反一侧的面

30 成型腔

31、32 成型腔面

33 路径

40 弹簧

50 密封用密封垫

60 真空线

70 布帛

71、400 成型体

72 混合成型体

80 注射成型机

90 流道部

L0 从成型腔面至第一温度调节单元的距离

L1 从成型腔面至与成型腔面相反一侧的面的距离

L2 从第一温度调节单元至第二温度调节单元的距离

V0 模具部分的体积

V(I) 第一部分的体积

V(II) 第二部分的体积

V(III) 第一部分中的连结复数个冷却介质通道的中心轴形成的平面和模具成型腔面所夹持的部分的体积

401、402 孔

403、404、405、406、407、408 棱

409、410 凸起部

411、412 圆锥柱

413 四棱锥柱