Формованное изделие из смолы и способ изготовления формованного изделия из смолы
Изобретение относится к области получения формованных материалов для компонентов автомобиля и электроприборов и касается формованного изделия из смолы и способа его получения. Составной лист получают так, чтобы первое стекловолоконное полотно множества стекловолоконных полотен, находящееся ближе всего к передней стороне составного листа, было больше, чем второе и третье стекловолоконные полотна, и полностью закрывало второе и третье стекловолоконные полотна передней стороны, когда составной лист размещается в пресс–форме. Изобретение обеспечивает оптимизацию процесса формования и позволяет улучшить внешний вид граничной области между материалами. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к формованному изделию из смолы, содержащему волокна, и к способу его изготовления.
Уровень техники
Такого типа формованные изделия из смолы, образованные из листового волокнистого материала, пропитанного первой смолой, и второй смолы, отлитой на задней стороне листового волокнистого материала, были известны и ранее, причем вторая смола продолжается по обеим сторонам листового волокнистого материала (смотри, например, патентный документ 1).
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1: патент Японии 5064981 (фиг.2)
Сущность изобретения
Технические проблемы
Когда несколько листовых волокнистых материалов уложены друг на друга, они могут смещаться во время формования, в этом случае на поверхности формованного изделия из смолы будут видны торцевые грани листовых волокнистых материалов с более глубокой стороны и несвязанные волокна, торчащие из торцевых граней, ухудшая тем самым внешний вид граничной области между материалами. Ввиду этого необходимо улучшить внешний вид граничной области между материалами.
Средства решения проблем
Настоящее изобретение относится к способу изготовления формованного изделия из смолы. Способ включает размещение блокообразной второй смолы на задней стороне составного листа в пределах внешних краев, причем составной лист состоит из нескольких уложенных друг на друга волокнистых материалов, пропитанных первой смолой, и прессование составного листа и второй смолы посредством нагретой пресс–формы с получением формованного изделие из смолы, содержащего составной лист, заделанный в части поверхности слоя второй смолы, которая распространяется до боковых сторон составного листа. Составной лист образован так, что первый листовой волокнистый материал из множества листовых волокнистых материалов, находящийся ближе всего к передней стороне составного листа, больше, чем другие листовые волокнистые материалы, и полностью закрывает другие листовые волокнистые материалы с передней стороны при размещении в пресс–форме.
Настоящее изобретение относится к формованному изделию из смолы. Изделие включает в себя составной лист, выполненный из множества уложенных друг на друга листовых волокнистых материалов, пропитанных первой смолой. Составной лист заделан в часть поверхности смоляного слоя второй смолы, который продолжается до боковых сторон составного листа. Первый листовой волокнистый материал из множества листовых волокнистых материалов, находящийся ближе всего к передней стороне составного листа, больше, чем другие листовые волокнистые материалы. Кроме того, изделие содержит текстурированную часть, представляющую собой полосовую область, имеющую неровности поверхности, проходящую вдоль поверхности формованного изделия из смолы и включающую границы внешних краев составного листа.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид в поперечном сечении транспортного средства, в котором установлена защита картера двигателя в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан вид сверху защиты картера двигателя.
На фиг.3 показан вид в поперечном разрезе защиты картера двигателя.
На фиг.4 показан вид в поперечном разрезе стекловолоконного полотна.
На фиг.5 показан вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий стадию изготовления защиты картера двигателя.
На фиг.6(A) представлена принципиальная схема обычной защиты картера двигателя, а на фиг.6(B) принципиальная схема обычной защиты картера двигателя, с которой было сдвинуто стекловолоконное полотно.
На фиг.7 представлена принципиальная схема защиты картера двигателя, с которой было сдвинуто стекловолоконное полотно.
На фиг.8 показан вид в поперечном разрезе защиты картера двигателя в соответствии с модифицированным примером.
На фиг.9 в поперечном разрезе показан этап изготовления защиты картера двигателя в соответствии с модифицированным примером.
Варианты осуществления изобретения
На фиг.1 показана защита 10 картера двигателя в виде формованного изделия из смолы согласно настоящему изобретению. Защита 10 картера двигателя находится непосредственно под моторным отделением 95 транспортного средства 100 и закрывает двигатель 90 снизу. Защита 10 картера двигателя прикреплена к корпусу машины 100H болтами. В защите 10 картера двигателя образованы болтовые отверстия 11 для скрепленных болтов.
На фиг.2 в виде сверху показана первая сторона 10A защиты 10 картера двигателя, одна из двух сторон которой является нижней стороной защиты 10 картера двигателя (т.е., обращенной наружу транспортного средства 100), а на фиг.3 в поперечном разрезе показан вид сбоку защиты 10 картера двигателя. Ниже первая сторона 10A защиты 10 картера двигателя будет называться передней стороной защиты 10 картера двигателя, а сторона, противоположная первой стороне 10A, будет называться задней стороной. Как показано на фиг.2 и фиг.3, защита 10 картера двигателя содержит прямоугольный пластинчатый составной лист 20, заделанный в поверхность смоляного слоя 30, проходящего по сторонам составного листа 20.
Смоляной слой 30 выполнен из термопластичной смолы с распределенными в ней мелкими стекловолокнами (не показаны). Составной лист 20 состоит из трех стекловолоконных полотен 21, сотканным путем простого переплетения из стеклянных нитей 22, представляющих собой пучки стекловолокон (смотри фиг.4), которые наложены друг на друга и соединены в одно целое посредством термопластичной смолы 23, которая пропитывает стекловолоконные полотна 21, как показано на фиг.3. Термопластичная смола, используемая в качестве смолы 23 составного листа 20 или смоляного слоя 30, представляет собой, например, полипропилен (РР).
Как показано на фиг.3, наружные края составного листа 20 защиты 10 картера двигателя в этом варианте осуществления наклонены к передней стороне 20A и задней стороне 20B так, что передняя сторона 20A составного листа 20 больше, чем задняя сторона 20B. Таким образом, первое стекловолоконное полотно 21A, находящееся ближе всего к передней стороне 20A трех стекловолоконных полотен 21, больше, чем второе и третье стекловолоконные полотна 21B и 21C, находящиеся на ее задней стороне.
Далее с обращением к фиг.5 будет описан способ изготовления защиты 10 картера двигателя. Сначала подготавливают составной лист 20. Составной лист 20 изготавливают, например, путем пропитки трех слоев стекловолоконных полотен 21 смолой 23, чтобы соединить их в одно целое, и обрезки полотен по диагонали по всем наружным краям. Составной лист 20 режут, например, водяной струей или лазером.
Составной лист 20 устанавливают в нижнюю часть 81 пресс–формы 80 так, чтобы передняя сторона 20A была обращена вниз (т.е., первое стекловолоконное полотно 21A обращено вниз), на него, как показано на фиг.5(A), помещают блок смолы 35, который позднее превратится в смоляной слой 30. В это время, как показано на чертежах, первое стекловолоконное полотно 21A полностью закрывает второе и третье стекловолоконные полотна 21B и 21Cс передней стороны 20A (снизу на фиг.5).
Затем верхнюю часть 82 пресс–формы 80 опускают, чтобы закрыть пресс–форму 80, как показано на фиг.5(B), и прикладывают тепло и давление. При этом термопластичная смола смоляного блока 35 размягчается или плавится и распространяется по бокам составного листа 20, образуя смоляной слой 30.
Затем пресс–форму 80 охлаждают. Когда смоляной слой 30 и смола 23 составного листа 20 затвердеют, пресс–форму 80 открывают, и готовую защиту 10 картера двигателя извлекают (смотри фиг.5(C)). Это и есть способ изготовления защиты 10 картера двигателя.
Когда термопластичная смола смоляного блока 35 размягчается или расплавляется и распространяется до боковых сторон составного листа 20, стекловолоконное полотно 21 составного листа 20, находящееся более глубоко (верхняя сторона на фиг.5), может подхватываться потоком термопластичной смолы из смоляного блока 35 и смещаться. Когда это происходит, в обычной защите 1 картера двигателя, показанной на фиг.6(A), стекловолоконные полотна 2B и 2Cна более глубокой стороне торчат наружу из стекловолоконного полотна 2A на передней стороне, как показано на фиг.6(B), при этом торцевые грани стекловолоконных полотен 2B и 2Cна более глубокой стороне или незакрепленные стеклянные нити 3 с торцов видны на поверхности защиты 1 картера двигателя, ухудшая внешний вид граничной области между составным листом 4 и смоляным слоем 5.
В способе изготовления защиты 10 картера двигателя в описываемом варианте осуществления изобретения первое стекловолоконное полотно 21А множества стекловолоконных полотен 21, находящееся ближе всего к передней стороне 20А составного листа 20, больше, чем второе и третье стекловолоконные полотна 21В и 21С, и полностью закрывает второе и третье стекловолоконное полотно 21B и 21Cс передней стороны 20A, когда составной лист установлен внутри пресс–формы 80. Следовательно, даже если стекловолоконные полотна 21 будут смещаться во время формования, как показано на фиг.7, второе и третье стекловолоконные полотна 21B и 21Cедва ли смогут выступать из первого стекловолоконного полотна 21A. Это сводит к минимуму возможность того, что торцы второго и третьего стекловолоконных полотен 21B и 21Cили стекловолокна незакрепленных стеклянных нитей 22 будут видны с торцов на поверхности защиты 10 картера двигателя, так что внешний вид граничной области между составным листом 20 и смоляным слоем 30 можно улучшить.
Описанный выше способ изготовления защиты 10 картера двигателя в этом варианте осуществления является возможным и может обеспечить описанные выше эффекты, в частности потому, что первое стекловолоконное полотно 21A больше второго и третьего стекловолоконных полотен 21B и 21C.
Поскольку три стекловолоконных полотна 21 объединены в одно целое посредством смолы 23, то когда составной лист 20 размещается в пресс–форме 80, его легче разместить в пресс–форме 80, чем когда эти три стекловолоконных полотна 21 являются раздельными. Первое стекловолоконное полотно 21A составного листа 20 сделано большего размера, чем второе и третье стекловолоконные полотна 21B и 21Cв результате обрезки по диагонали наружных краев трех стекловолоконных полотен 21, объединенных в одно целое посредством смолы 23. Следовательно, сделать первое стекловолоконное полотно 21А большим, чем второе и третье стекловолоконное полотно 21В и 21С этим способом легче, чем путем нарезания стекловолоконных полотен 21 до различных размеров, а затем укладки их друг на друга, чтобы собрать в одно целое.
Когда в составном листе 20 используется стекловолоконное полотно 21, как в данном варианте осуществления, можно, если стекловолокна стекловолоконного полотна 21 видны на поверхности защиты 10 картера двигателя, чтобы стекловолокна отражали свет и были более заметными, чем, например, углеродные волокна. В соответствии со способом изготовления защиты 10 картера двигателя по вышеописанному варианту осуществления, возможность появления стекловолокон на поверхности защиты 10 картера двигателя уменьшается. Таким образом, составной лист 20, состоящий из стекловолоконного полотна 21, может более эффективно использовать вышеописанный эффект.
В защите 10 картера двигателя по этому варианту осуществления составной лист 20, который является более жестким, чем смоляной слой 30, закреплен так, чтобы быть обращенным наружу транспортного средства 100, чтобы можно было минимизировать повреждения от подпрыгивающих камней или подобного.
Другие варианты осуществления
Настоящее изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше. Технический объем настоящего изобретения охватывает и другие варианты осуществления, например, которые описаны ниже, и возможны различные другие изменения, не выходящие за рамки объема изобретения.
(1) Хотя в описанном выше варианте осуществления в качестве составного листа 20 используются три стекловолоконных полотна 21, наложенных друг на друга, таких полотен может быть два, четыре или более.
(2) Хотя в описанном выше варианте осуществления множество стекловолоконных полотен 21 выполнены как одно целое посредством смолы 23, составной лист 20 может быть образован путем размещения множества отдельных стекловолоконных полотен 21 друг на друге в пресс–форме 80.
(3) Хотя в описанном выше варианте осуществления множество стекловолоконных полотен 21 сначала скрепляют в одно целое посредством смолы 23, и наружные края обрезают по диагонали, первое стекловолоконное полотно 21A может быть заранее нарезано до большего размера, чем второе и третье стекловолоконные полотна 21B и 21C перед их скреплением в одно целое.
(4) Хотя в описанном выше варианте осуществления любое из трех стекловолоконных полотен 21 на более глубокой стороне, чем другие, имеет меньший размер, второе стекловолоконное полотно 21B и третье стекловолоконное полотно 21Cмогут иметь одинаковый размер, если только первое стекловолоконное полотно 21A больше, чем второе и чем третье стекловолоконные полотна 21B и 21C.
(5) Хотя в описанном выше варианте осуществления для составного листа 20 используется полотно 21, выполненное из стекловолокон, можно также использовать и другие полотна, такие как полотно из углеродных волокон, полотно из химических волокон или полотно из натуральных волокон. Эти полотна (в том числе стекловолоконное полотно 21) могут представлять собой тканый материал, или нетканый материал, или однонаправленную ткань.
(6) Хотя в описанном выше варианте осуществления формованное изделие из смолы по настоящему изобретению представляет собой защиту 10 картера двигателя, это может быть другой компонент транспортного средства, такой как ящик аккумуляторной батареи, поддон картера, стойка и т.д., или любой компонент различных электроприборов.
(7) Составной лист 20 может быть снабжен текстурированным участком 15, имеющим неровности поверхности в полосовой области, включающей границу наружных краев составного листа 20, как показано на фиг.8. Таким образом, торцы стекловолоконного полотна 21 или несвязанные стекловолокна, выступающие из торцев, которые могут быть видны на поверхности защиты 10 картера двигателя, могут стать менее заметными, и внешний вид граничной части между материалами может быть улучшен. Этот эффект может быть обеспечен одним только текстурированием.
(8) Пресс–форма 80 может быть выполнена с возможностью включения штифтов 85, как показано на фиг.9, чтобы составной лист 20 удерживался во время формования посредством штифтов 85.
(9) Формованное изделие из смолы может быть изготовлено путем литьевого прессования.
(10) Хотя в описанном выше варианте осуществления в качестве термопластичной смолы для смолы 23 и смоляного слоя 30 используется полипропилен (PP), обычно применима любая термопластичная смола. Примеры включают: полиолефиновые смолы, такие, как полиэтилен (PE), полибутилен, 4–метил–1–пентен и т.п.; сложные полиэфирные смолы, такие, как полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (PBT), политриметилентерефталат (PTT), полиэтиленнафталат, жидкокристаллические сложные полиэфиры, полимолочная кислота (PLA) и т.д.; простые полиэфирные смолы, такие как полиэфиркетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), полифениленовый эфир (PPE), полиэфиркетонкетон (PEKK) и т.д.; полиамидные смолы (PA), такие как PA6, PA66, PA11, PA12, PA6T, PA9T, MXD6 и т.д.; акриловые смолы, такие как полиметилметакрилат (PMMA) и т.д.; эпоксидные смолы, поликарбонатные смолы (PC), фторполимерные смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP), фенольные смолы, фенокси–смолы, полистирольные смолы, полиуретановые смолы, а также полиоксиметилен (POM), поливинилхлорид (PVC), полифениленсульфид (PPS), модифицированный полифениленовый эфир (PPE), полиимид (PI), полиамидимид (PAI), полиэфиримид (PEI), полисульфон (PSU), модифицированный PSU, полиэфирсульфон (PES), поликетон (PK), полиэфирнитрил (PEN) и т.д. Смола может также состоять из сополимера или любой из перечисленных выше смол, которые были модифицированы, или из смеси двух или более смол.
(11) В качестве смолы 23 и смоляного слоя 30, подходит, как правило, любая термореактивная смола. Примеры включают фенол–формальдегидую смолу, мочевино–формальдегидную смолу, меламин–формальдегидную смолу, ненасыщенную полиэфирную смолу, эпоксидную смолу, силиконовую смолу, полиуретановую смолу и т.д.
(12) Смола 23 составного листа 20 и смоляного слоя 30 могут быть одной и той же смолой или разными смолами.
(13) Хотя в описанном выше варианте осуществления смоляной слой 30 содержит стекловолокна, слой не обязательно должен содержать стекловолокна и может быть выполнен только из смолы.
(14) Хотя в варианте осуществления, описанном выше, составной лист 20 обрезается по диагонали кругом по всем внешним краям, но если известно, что из–за формы или т.п. формованного изделия из смолы полотна склонны к смещению в определенном направлении, лист можно резать только в этой части.
(15) Множество стекловолоконных полотен 21 составного листа 20 можно сначала уложить друг на друга и пропитать смолой, или каждый можно пропитать по отдельности, а затем собрать в одно целое путем приложения тепла.
Список ссылочных позиций
| 10 | защита картера двигателя |
| 20 | составной лист |
| 21 | стекловолоконное полотно |
| 21A | первое стекловолоконное полотно |
| 23 | смола |
| 30 | смоляной слой |
| 5 | смоляной блок |
| 80 | пресс–форма |
1. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов, включающий:
размещение блокообразной второй смолы на задней стороне составного листа внутри наружных краев, причем составной лист состоит из множества уложенных друг на друга листовых волокнистых материалов, пропитанных первой смолой, и
прессование составного листа и второй смолы посредством нагретой пресс-формы с получением формованного изделия из смолы, содержащего составной лист, заделанный в часть поверхности смоляного слоя второй смолы, который продолжается до боковых сторон составного листа, причем
составной лист сформирован так, что первый листовой волокнистый материал из множества листовых волокнистых материалов, находящийся ближе всего к передней стороне составного листа, больше, чем другие листовые волокнистые материалы, и полностью закрывает другие листовые волокнистые материалы с передней стороны при размещении в пресс-форме.
2. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 1, в котором пресс-форма снабжена крепежным штифтом для удерживания составного листа.
3. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 1, в котором составной лист сформирован в структуру, в которой множество листовых волокнистых материалов скреплены в одно целое посредством первой смолы, и боковые стороны составного листа наклонены к передней стороне и задней стороне так, что перед размещением в пресс-форме передняя сторона составного листа шире, чем задняя сторона.
4. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 2, в котором составной лист сформирован в структуру, в которой множество листовых волокнистых материалов скреплены в одно целое посредством первой смолы, и боковые стороны составного листа наклонены к передней стороне и задней стороне так, что перед размещением в пресс-форме передняя сторона составного листа шире, чем задняя сторона.
5. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 3, в котором сначала множество листовых волокнистых материалов составного листа скрепляют в одно целое посредством первой смолы, после чего составной лист обрезают по наружным краям так, что боковые стороны составного листа наклонены относительно передней стороны и задней стороны.
6. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 4, в котором сначала множество листовых волокнистых материалов составного листа скрепляют в одно целое посредством первой смолы, после чего составной лист обрезают по наружным краям так, что боковые стороны составного листа наклонены относительно передней стороны и задней стороны.
7. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 3, в котором первый листовой волокнистый материал обрезают до большего размера, чем другие листовые волокнистые материалы, перед скреплением с другими листовыми волокнистыми материалами в одно целое.
8. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по п. 4, в котором первый листовой волокнистый материал обрезают до большего размера, чем другие листовые волокнистые материалы, перед скреплением с другими листовыми волокнистыми материалами в одно целое.
9. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по любому из пп. 1–8, в котором листовой волокнистый материал выполнен из стекловолокон.
10. Способ изготовления компонента транспортного средства или электроприборов по любому из пп. 1–8, в котором формованное изделие из смолы формуют так, чтобы оно включало крепежную деталь для фиксации формованного изделия из смолы в состоянии, закрывающем нижнюю сторону двигателя транспортного средства, причем листовые волокнистые материалы обращены вниз.
11. Компонент транспортного средства или электроприборов, содержащий:
составной лист, состоящий из множества уложенных друг на друга листовых волокнистых материалов, пропитанных первой смолой, причем составной лист заделан в часть поверхности смоляного слоя второй смолы, который продолжается до боковых сторон составного листа, причем первый листовой волокнистый материал из множества листовых волокнистых материалов, находящийся ближе всего к передней стороне составного листа, больше, чем другие листовые волокнистые материалы, и
текстурированную часть, представляющую собой полосовую область, имеющую неровности поверхности и продолжающуюся вдоль и включающую границу наружных краев составного листа на поверхности формованного изделия из смолы.
12. Компонент транспортного средства или электроприборов по п. 11, содержащий крепежную деталь для фиксации формованного изделия из смолы в состоянии, закрывающем нижнюю сторону двигателя транспортного средства, причем составной лист обращен вниз.
