專利名稱：纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法及纖維強化樹脂制筒狀體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法及纖維強化樹脂制筒狀體，更具體來說，涉及使成形中間體成形時的拉深作業(yè)變得容易的同時，能夠抑制壁厚的增大且提升強度的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法及纖維強化樹脂制筒狀體。
背景技術(shù)：
以往，作為X線攝影用頂板，使用纖維強化樹脂制筒狀體。制造這種筒狀體時，在成形模具內(nèi)插入型芯，且在成形模具與型芯之間形成的筒狀成形空間內(nèi)插入浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物，并通過一邊施加張力，一邊以從上游側(cè)朝下游側(cè)的順序拉深規(guī)定長度，由此使筒狀的中間成形體成形并加熱固化之后，將固化的中間成形體依次搬運至下游側(cè)，以切斷為規(guī)定長度(參照專利文獻1)。在這個制造工序中，在將固化的中間成形體從上下夾住而保持的狀態(tài)下進行拉深作業(yè)。將浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物插入成形模具并拉深時，需要一定程度大的拉深力，對應(yīng)于此，有必要從上下夾住的狀態(tài)下保持中間成形體。由于中間成形體形成為中空結(jié)構(gòu)，因此在進行拉深作業(yè)時，因夾住而保持的壓力， 容易變形。為防止這種變形，有必要增大中間成形體的形成中空部分的壁厚，因此制造出的纖維強化樹脂制筒狀體具有以下問題，即被制造成具有實際需要以上的壁厚的規(guī)格。例如，將制造出的筒狀體應(yīng)用為CT或X線攝影用頂板時，由于壁厚變厚為必要以上，因此X線的穿透損失增大，引發(fā)無法得到精密的圖像數(shù)據(jù)的問題。而且，若夾住并保持中間成形體的壓力小，則無法增大拉深力，因此拉深作業(yè)將變得困難。并且，難以提高纖維強化樹脂的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R，不利于提升制造出的筒狀體的強度。專利文獻1 日本特開2003-319936公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使成形中間體成形時的拉深作業(yè)變得容易的同時，能夠抑制壁厚的增大且提升強度的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法及纖維強化樹脂制筒狀體。為了達到上述目的，本發(fā)明的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，在以直線狀貫通成形模具的空間內(nèi)插入型芯，并在該成形模具與型芯之間形成的筒狀的成形間隙內(nèi)插入至少經(jīng)絲是碳纖維的浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物，并通過一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度，由此成形為將外板與內(nèi)板隔開間隔面對面設(shè)置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀的中間成形體，并對其進行加熱固化后，將該固化的中間成形體依次運送至下游側(cè)，并按規(guī)定長度進行切斷而制造筒狀體，以經(jīng)過該筒狀體的寬度方向中心的中心線作為基準(zhǔn)規(guī)定的所述經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R達到90%以上，其中，在成形所述中間成形體時，在中間成形體的寬度方向兩端部一體形成朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部，并按照覆蓋所述固化的中間成形體的表面的方式將上下一對的保持模的內(nèi)面相接于該中間成形體的表面，且在由該上下一對的保持模夾住并壓縮固化的所述把持部的狀態(tài)下，將該上下一對的保持模向下游側(cè)移動規(guī)定長度，在所述成形間隙內(nèi)插入新的所述碳纖維織物，且一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)拉深規(guī)定長度。在此，可以將固化的所述把持部在由上下一對的保持模夾住并壓縮的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度之后，切斷由該上下一對的保持模夾住的把持部?？梢詫⑶袛嗨霭殉植康牟糠钟衫w維強化樹脂制的加固件來加固?？梢栽谒鲋虚g成形體移動方向上隔開間隔排列兩個所述上下一對的保持模，并交替地進行第一移動工序和第二移動工序，以在所述成形間隙中，插入新的所述碳纖維織物，并一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度，其中，在所述第一移動工序中，在由上游側(cè)的上下一對的保持模夾住并壓縮所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度，同時在由下游側(cè)的上下一對保持模未夾住所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向上游側(cè)移動規(guī)定長度，在所述第二移動工序中，緊接第一移動工序，在由下游側(cè)的上下一對的保持模夾住并壓縮所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度，同時在由上游側(cè)的上下一對的保持模未夾住所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向上游側(cè)移動規(guī)定長度。插入于所述成形間隙的所述碳纖維織物的張力例如為5N/mm2以上且980N/mm2以下。本發(fā)明的纖維強化樹脂制的筒狀體，形成為將長尺寸的外板和內(nèi)板隔開間距面對面布置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀體，所述外板及內(nèi)板由將至少經(jīng)絲是碳纖維的碳纖維織物作為主加固件的纖維強化樹脂構(gòu)成，且所述經(jīng)絲在所述外板及內(nèi)板的長度方向上分別平行地直線狀排列，以通過筒狀體寬度方向中心的中心線規(guī)定為基準(zhǔn)的所述經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R為90%以上，其中，在所述筒狀體寬度方向的兩端部具有朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向上連續(xù)的實心的把持部，該把持部通過所述纖維強化樹脂形成為一體，所述筒狀體的寬度方向兩端部形成有寬度方向長度為筒狀體的寬度的1.0%以上且 8.0%以下的實心部分。另外，本發(fā)明的纖維強化樹脂制的筒狀體，所述筒狀體的寬度方向的兩端部通過對預(yù)先由所述纖維強化樹脂形成一體的朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部實施切斷加工而形成。本發(fā)明的筒狀體，可以由纖維強化樹脂制的加固件對所述把持部實施切斷加工的部分進行加固。所述碳纖維織物可以是緯絲密度為1根/cm以下的簾子布，該簾子布的緯絲由50dtex以上且350dtex以下的有機纖維構(gòu)成。也可以將所述簾子布堆疊多張，且在任意兩張簾子布之間插入經(jīng)絲及緯絲均由碳纖維形成的全碳纖維織物。也可以將所述全碳纖維織物按照跨過所述外板和內(nèi)板的兩側(cè)的方式設(shè)置。也可以在所述外板和內(nèi)板之一，插入相對其板寬更寬的所述全碳纖維織物，并將該全碳纖維織物的兩端部折回到另一板側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明，在使外板和內(nèi)板隔開間距面對面布置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀的中間成形體在寬度方向兩端部上，一體形成朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部，且使把持部形成為實心，所以可通過上下一對的保持模牢固地夾住固化的把持部。由此，不會向固化的中間成形體的形成中空的部分施加過大的壓力， 而可以僅在實心的把持部以充分大的壓力保持而進行拉深作業(yè)。由此，中間成形體形成中空的部分無需考慮在由上下一對保持模夾住并保持時的強度，因此可將壁厚設(shè)置為最小。與此同時，制造出的筒狀體應(yīng)用為CT或一般的X線攝影用頂板等時，可減低X線的透射損失，能夠得到更加精密的圖像數(shù)據(jù)。
而且，由于能夠利用較大的壓力夾住并壓縮固化的把持部，相比于以往，可增大拉深力，因此拉深作業(yè)變得容易。與此同時，由于將碳纖維織物的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R提升至90% 以上較為容易，因此有利于提升制造出的筒狀體的強度。


圖1為例示本發(fā)明的纖維強化樹脂制筒狀體的制造工序的整體概略圖2為例示圖1的拉深裝置的側(cè)面圖3為沿圖2的A-A的剖視圖4為沿圖2的B-B的剖視圖5為例示通過圖2的拉深裝置進行的拉深作業(yè)(第一移動工序)的側(cè)面圖
圖6為例示通過圖2的拉深裝置進行的拉深作業(yè)(第二移動工序)的側(cè)面圖
圖7為例示本發(fā)明筒狀體的實施方式的剖視圖8為圖7的俯視圖9為例示本發(fā)明的筒狀體的另一實施方式的剖視圖10為例示本發(fā)明的筒狀體的另一實施方式的剖視圖11為本發(fā)明規(guī)定的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R測量方法的說明圖12為例示本發(fā)明的筒狀體的外板及內(nèi)板的結(jié)構(gòu)的剖視圖13為例示本發(fā)明的筒狀體的外板及內(nèi)板的其他結(jié)構(gòu)的剖視圖14為例示本發(fā)明的筒狀體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
附圖標(biāo)號說明
1 制造裝置
2 樹脂液槽
4 成形模具
4a型芯
5 拉深裝置
5a、5b 拉頭
6 上下運動氣缸
11上保持模
12下保持模
15中間成形體
16加熱爐
17切斷機
20 頂板(筒狀體)
21外板
22內(nèi)板
23把持部
23a:加固件
24 簾子布25 全碳纖維織物26:單向碳纖維片
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法及纖維強化樹脂制筒狀體。實施方式中，以筒狀體應(yīng)用為CT(Computed Tomography 計算機斷層攝影)或一般的X線攝影的頂板的情況為例進行說明。如圖7及圖8例示，本發(fā)明的頂板(筒狀體)20由強化纖維樹脂制造，將長尺寸的外板21及內(nèi)板22隔開間距面對面布置的同時，連接相互的寬度方向兩端部而形成中空形狀。外板21及內(nèi)板22由將至少經(jīng)絲是碳纖維的碳纖維織物作為主加固件的纖維強化樹脂構(gòu)成，且經(jīng)絲布置成在外板21及內(nèi)板22的長度方向分別平行的直線狀。而且，將通過頂板 20的寬度方向中心的中心線CL規(guī)定為基準(zhǔn)的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R達到90%以上。在圖8中， 以實線表示經(jīng)絲、以虛線表示緯絲來模式化地表示有經(jīng)絲和緯絲。本發(fā)明中，準(zhǔn)直度R是指采用下述的測量方法對每個頂板20的單側(cè)面的十處進行測量并計算出的值的總和的平均值。S卩，分別對頂板20的外板21及內(nèi)板22在寬度方向劃分十等分的各區(qū)域中，在各自寬度方向中心且長度方向中心位置，如圖11所示，將通過筒狀體20寬度方向中心的中心線作為基準(zhǔn)線CL時，切出將與該基準(zhǔn)線CL平行的長度為Im的兩根直線Si、S2以40mm間隔拉開且將該直線Si、S2的兩端部之間用短線Tl、T2連接的細(xì)長的矩形A。然后，對于如上切出的大小為ImX40mm的各區(qū)域的矩形A的切片(合計10個)， 分別燃燒以去除樹脂成分之后，夾住兩端的短線T1、T2中的任一個(例如Tl)，抖落未被夾部分中變成非拘束狀態(tài)的碳纖維束。接著，數(shù)出受制于被夾部分的碳纖維束(經(jīng)絲)的根數(shù)W和相反側(cè)的短線(T2)的部分殘留的碳纖維束(經(jīng)絲)的根數(shù)N2，并基于該m和N2 算出下述式定義的準(zhǔn)直度。(N2/N1) X100(% )對上述十個切片執(zhí)行這種測量和計算，并將其十個準(zhǔn)直度的總和平均值作為本發(fā)明的準(zhǔn)直度R。該頂板20在寬度方向兩端部具備朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部23，該把持部23與纖維強化樹脂形成一體。通過形成把持部23，頂板20的寬度方向兩端部形成寬度方向長度Wl為5mm以上且30mm以下的實心部分。該實心部分的厚度T為例如4mm以上且20mm以下。俯視頂板20則形成矩形，但應(yīng)用于CT或X線攝影時，優(yōu)選形成為垂直于長度方向的橫截面形狀彎曲成用于穩(wěn)定地承載人體的弧形的扁平的筒狀。俯視頂板20時，其大小一般是長度方向范圍為190 350cm，寬度方向范圍為 35 50cmo 該頂板20的垂直于長度方向的橫截面中，外板21及內(nèi)板22的上側(cè)均彎曲成凹陷的弧形，且形成連接相互的寬度方向的兩端的月牙形。而且，頂板20的長度方向的兩端部安裝有封蓋。
如圖12所示，外板21及內(nèi)板22由在各經(jīng)絲實質(zhì)上由無捻(捻度在5T/m以下) 的碳纖維束構(gòu)成的兩張簾子布MJ4之間插入經(jīng)絲和緯絲均由碳纖維束構(gòu)成的全碳纖維織物25、且在這種織物中浸透熱固化性樹脂的狀態(tài)下使其進行加熱固化的纖維強化樹脂構(gòu)成。簾子布M的經(jīng)絲與全碳纖維織物25的經(jīng)絲分別平行布置在外板21及內(nèi)板22的長度方向，其準(zhǔn)直度R達到90 %以上。構(gòu)成外板21及內(nèi)板22的纖維強化樹脂并不局限于圖12的疊層結(jié)構(gòu)，也可以形成為如圖13所示的方式。圖13的方式中，在圖12的碳纖維織物的疊層結(jié)構(gòu)的最外層的表面疊層單向碳纖維片26。由于單向碳纖維片沈不具備經(jīng)絲，因此平整性、平滑性優(yōu)秀，而且通過布置在最外層，可使頂板20的外觀更加良好。本發(fā)明的頂板20也可以如圖14所示地布置全碳纖維織物25。圖14中，構(gòu)成為內(nèi)板22的兩張簾子布24J4之間插入一張全碳纖維織物25。該全碳纖維織物25的寬度相比內(nèi)板22的寬度更寬，并將其寬度較寬的兩端部2k、2k分別朝向外板21側(cè)折回。在該外板21，全碳纖維織物25的兩端部25e、2k在介入于兩張簾子布MJ4之間的狀態(tài)下相互重疊。而且，外板21及內(nèi)板22均在最外層疊有單向碳纖維片26。圖14的頂板20中，通過插入全碳纖維織物25，提高形狀穩(wěn)定性，難以發(fā)生翹起或扭彎。進一步，由于該全碳纖維織物25的兩端部25e、25e以跨過內(nèi)板22和外板21之間的方式折疊，因此提高了頂板20的剛性。并且，通過在最外層布置單向碳纖維片沈，優(yōu)化了外觀。本發(fā)明的頂板20通過所述準(zhǔn)直度R達到90 %以上，優(yōu)選達到95 %以上，可提升作為主加固件使用的碳纖維織物中的經(jīng)絲的強度利用率，其結(jié)果，能夠在減少碳纖維的使用量的同時，提高頂板20的強度或剛性(特別是彎曲剛性)。而且，可降低翹起或扭彎，能夠得到尺寸精度優(yōu)良的頂板20。進一步，能夠使纖維強化樹脂中的碳纖維的纖維含量達到以往的手貼頂板無法達到的容量60%以上，不僅可以提高頂板20的強度或剛性，還可以提高頂板20的X線透射率，使攝影圖像更加鮮明。本發(fā)明中使用的碳纖維織物使用至少經(jīng)絲是碳纖維的織物，優(yōu)選地，其經(jīng)絲的碳纖維束實質(zhì)上為無捻碳纖維束。優(yōu)選地，本發(fā)明中使用的碳纖維織物為簾子布24。簾子布M的特征在于相比于經(jīng)絲密度，緯絲密度顯著地小，相對于經(jīng)絲密度達到5根/cm以上，緯絲密度為1根/cm以下， 更優(yōu)選地，使用緯絲密度在0. 2 0. 5根/cm范圍之內(nèi)的簾子布對。若緯絲密度大于1根 /cm，則由于與緯絲的交叉，經(jīng)絲上形成的單位長度的卷曲數(shù)(波形的彎曲數(shù))增大，導(dǎo)致降低經(jīng)絲的強度利用率。而且，若緯絲密度小于0. 2根/cm，則減低防止經(jīng)絲相互之間產(chǎn)生裂縫的作用，對經(jīng)絲的均勻排列效果(均勻分散效果)降低。用于簾子布M的緯絲可以使用與經(jīng)絲相同的碳纖維，優(yōu)選使用有機纖維。即，其原因在于，本發(fā)明中使用的簾子布M中的緯絲是為了通過抑制互相鄰近的經(jīng)絲相互之間產(chǎn)生裂縫、且抑制這種裂縫的傳播成長而維持碳纖維織物的加固功能而使用，因此即便不具備高強度、高彈性也無妨。用于緯絲的有機纖維沒有特別的限定，例如可以使用聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、芳綸纖維等。優(yōu)選地，在簾子布M的緯絲使用有機纖維的情況下，其纖維纖度在50 350dtex 范圍。若纖度大于350dtex，則由于對經(jīng)絲的碳纖維產(chǎn)生大的卷曲，因而降低強度利用率。而且，若纖度小于50dteX，則對經(jīng)絲的抑制裂縫作用及賦予經(jīng)絲的均勻分散性效果下降。優(yōu)選地，作為碳纖維織物使用簾子布M時，疊加多張使用。而且，在疊加多張簾子布M時，在任意兩張的簾子布之間插入經(jīng)絲及緯絲兩者由碳纖維構(gòu)成的至少一張全碳纖維織物25為佳。通過插入該全碳纖維織物25，能夠提高頂板20的形狀穩(wěn)定性，且能夠抑制翹起或扭彎的發(fā)生。而且，優(yōu)選地，在如上所述的簾子布M之間插入配置的全碳纖維織物25配置成跨過外板21和內(nèi)板22的寬度方向兩端部且在兩板之間連續(xù)。通過如上所述地跨過外板21 和內(nèi)板22配置，由此可增大頂板20的剛性，并能夠提高形狀穩(wěn)定性。而且，如上所述地插入全碳纖維織物25時，在外板21及內(nèi)板22之一，將寬度大于該板寬度的全碳纖維織物25 朝向另一板側(cè)插入其板側(cè)，并將在其板的兩側(cè)延伸的兩端部折回到另一板側(cè)以構(gòu)成重疊的結(jié)構(gòu)為佳。與簾子布M并用的全碳纖維織物25只要經(jīng)絲及緯絲兩者由碳纖維束構(gòu)成，結(jié)構(gòu)就不會受到特別的限定。而且，經(jīng)絲密度及緯絲密度均為5根/cm以上為佳。將碳纖維織物疊加為多層時，尤其是將簾子布M疊加為多層時，在其最外層的表面疊加單向碳纖維片26為佳。單向碳纖維片沈主要以優(yōu)化外觀而目的，所以可以是由聚酯纖維、尼龍纖維等有機纖維構(gòu)成的無紡布或紙。碳纖維織物、單向碳纖維片26、有機纖維構(gòu)成的無紡布或紙通過浸透樹脂而形成為纖維強化樹脂。上述樹脂優(yōu)選使用熱固化性樹脂。本發(fā)明中，如上所述，由于碳纖維織物中的經(jīng)絲的強度利用率提高，因此除環(huán)氧樹脂之外，還可以使用不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂等。不飽和聚酯樹脂或乙烯基酯樹脂相比環(huán)氧樹脂可容易賦予阻燃性。而且，不飽和聚酯樹脂或乙烯基酯樹脂相比環(huán)氧樹脂容易實現(xiàn)低收縮性，可得到尺寸穩(wěn)定性更加優(yōu)良的頂板。以下，對采用本發(fā)明的制造方法制造圖7及圖8所示的頂板(筒狀體)20的方法進行說明。本發(fā)明的制造方法使用拉深成形，能夠高效率地且連續(xù)地制造出頂板20。如圖1例示，制造工序中，在筒子架上支撐有多個加固片的滾輪18，且在筒子架的支承軸上安裝有制動器。由此，向從各滾輪18引出的加固片賦予制動力。兩個滾輪18組中的其中一個滾輪18組(圖1的下側(cè))上布置有用于形成外板21 的加固片組，因此配置有兩個卷繞由碳纖維構(gòu)成的簾子布M的滾輪18，以及一個卷繞單向碳纖維片沈的滾輪18。簾子布M及單向碳纖維片沈均形成為寬度大致與外板21相同。 而且，簾子布M其經(jīng)絲實質(zhì)上是無捻的碳纖維束，緯絲使用聚酰胺纖維等有機纖維，該緯絲密度為1根/cm以下。另一滾輪18組(圖1的上側(cè))為配置有用來形成內(nèi)板22的加固片組，配置有兩個卷繞由碳纖維構(gòu)成的簾子布M的滾輪18、一個卷繞全碳纖維織物25的滾輪、以及一個卷繞單向碳纖維片沈的滾輪18。簾子布M由與一個滾輪18組上設(shè)置的簾子布M相同構(gòu)成形成。而且，簾子布M與單向碳纖維片沈形成為寬度與內(nèi)板22相同，而全碳纖維織物25 寬度為內(nèi)板22寬度的兩倍以上。各滾輪18組的下游側(cè)配置有填滿未固化的熱固化性樹脂液的樹脂液槽2、2。在這些樹脂液槽2、2的下游側(cè)依次布置有浸透處理部3、成形模具4、拉深裝置5、加熱爐16、切斷機17、搬運輸送機。型芯如是截面形成月牙形的長尺寸部件，長度方向的一端連接于氣缸19。型芯如按照隨著氣缸19的啟動在上游側(cè)及下游側(cè)水平進退移動的方式構(gòu)成。首先，根據(jù)拉深裝置5的拉深作業(yè)，從各滾輪18組受到制動的同時引出的簾子布對、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈的加固片組通過樹脂液槽2、2，并被賦予未固化的熱固化性樹脂液。然后，一側(cè)滾輪18組側(cè)的簾子布M由引導(dǎo)部14a貼近型芯如的表面(圖1中的下側(cè)面)。接著，從另一側(cè)滾輪18組引出的寬度較寬的全碳纖維織物25其兩端部通過彎折引導(dǎo)部Hc被向下彎折的同時通過引導(dǎo)部14b重疊于最初貼近型芯如表面(圖1的下側(cè)面)的上述簾子布M表面。然后，在浸透處理部3的入口，一側(cè)滾輪18組側(cè)的簾子布M和單向碳纖維片沈以簾子布M側(cè)為內(nèi)側(cè)疊加于上述全碳纖維織物25的彎折部之上。而且，另一側(cè)滾輪18組的簾子布M、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈的加固片組貼近型芯如的相反側(cè)(圖1的上側(cè)面)。浸透處理部3由上模和下模構(gòu)成，在其內(nèi)側(cè)以直線形貫通前后而形成截面為月牙形的空間。通過在該空間內(nèi)貫穿型芯如，在型芯如的周圍形成環(huán)狀的拉深間隙。該拉深間隙的間隙寬度稍大于下游側(cè)的成形模具4的成形間隙的間隙寬度。浸透處理部3在樹脂液槽2、2中粘附了樹脂液的簾子布M、全碳纖維織物25、單向碳纖維片26沿著型芯如的表面通過拉深間隙時，使樹脂液浸透到各自的內(nèi)部。而且，在浸透處理部3的出口側(cè)，將簾子布對、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈預(yù)成形為截面呈月牙形的疊層狀態(tài)。在該預(yù)成形中，由于簾子布M及全碳纖維織物25分別具有緯絲，因此這些緯絲會對經(jīng)絲組施加橫向偏移阻力，使其在寬度方向均勻分布的同時，根據(jù)拉深裝置5 的拉深作業(yè)，形成在長度方向平行對齊的狀態(tài)。成形模具4與浸透處理部3相同地由上模4和下模構(gòu)成，在其內(nèi)側(cè)截面為月牙形的空間以直線形貫通前后的同時，內(nèi)置有加熱裝置(加熱器)。通過使型芯如貫通該空間， 在型芯如的周圍形成環(huán)狀的成形間隙。型芯如貫通成形模具4，其前端到達至稍微越過成形模具4的下游側(cè)端面的位置。在成形模具4中，通過使預(yù)成形成截面為月牙形的簾子布對、全碳纖維織物25、單向碳纖維片26的疊層體以貼近型芯如的方式通過成形間隙，且由拉深裝置5拉深的同時， 利用加熱器加熱固化，成形如圖3、圖4所示的截面為月牙形的扁平筒狀的中間成形體15。如此，在成形模具4的成形間隙插入至少經(jīng)絲是碳纖維的浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物，并一邊施加張力一邊從上游側(cè)向下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度。由此，形成外板與內(nèi)板隔開間距而面對面布置的同時其寬度方向的兩端部相互連接的筒狀的中間成形體15并進行加熱固化。該中間成形體15的寬度方向15的兩端部一體形成有朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的把持部23、23。在進行該成形加工時，插入成形間隙之前的碳纖維織物的張力優(yōu)選為在5N/mm2以上且980N/mm2以下。即，在成形模具4的入口側(cè)的簾子布對、全碳纖維織物25、單向碳纖維片26的張力可以為5 980N/mm2，優(yōu)選為10 490N/mm2，進一步優(yōu)選為10 300N/mm2。 通過施加這種張力，在浸透處理部3和成形模具4之間，可以將在浸透處理部3預(yù)成形為截面呈月牙形的簾子布M、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈內(nèi)的碳纖維束平直地對齊，能夠使應(yīng)用于頂板20時的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R達到90%以上。最初將簾子布對、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈設(shè)置在浸透處理部3和成形模具4時，使型芯如從成形模具4及浸透處理部3拔出至上游側(cè)的狀態(tài)，并在使簾子布對、 全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈通過貫通成形模具4及浸透處理部的空間之后再插入型芯如時，能夠簡單地進行設(shè)定。拉深裝置5用于連續(xù)拉深固化后的中間成形體15，通過其拉深作業(yè)，在成形模具4 的上游側(cè)對于簾子布M、全碳纖維織物25、單向碳纖維片沈產(chǎn)生較大的張力，使在長度方向延伸的經(jīng)絲等以平直地對齊。如圖2 圖4例示，拉深裝置5在中間成形體15的移動方向上隔開間隔前后排列一對拉頭fe、5b。各個拉頭5ajb在下板10的底面具備移動滾輪13a，上游側(cè)拉頭fe以底座13的前后方向中間點為界線往復(fù)移動于上游側(cè)的半個行程之間，下游側(cè)拉頭恥往復(fù)移動于下游側(cè)的半個行程之間。各個拉頭fejb在下板10上直立設(shè)置有四根支柱8，并在各個支柱8的上端固定有保持板7。在保持板7上安裝有上下運動氣缸6，并在向下延伸的氣缸桿的前端上連接有上板9。在上板9中貫穿有四根支柱8，且通過上下運動氣缸6的動作，上板9上下移動。上板9的下面安裝有上保持模11，下板10的上面安裝有下保持模12。上保持模 11的下面的截面形狀形成為與固化的中間成形體15的內(nèi)板側(cè)(圖3、圖4中的上側(cè))的外形大致相同的圓弧狀。下保持模12的上面的截面形狀形成為與固化的中間成形體15的外板側(cè)(圖3、圖4的下側(cè))的外形大致相同的圓弧狀。這上下一對的保持模11、12使圓弧狀的表面相互面對面地布置。通過上下運動氣缸6的動作，上保持模11以靠近下保持模12的方式移動，且以遠(yuǎn)離下保持模12的方式移動。由此，在上保持模11與下保持模12接觸而組合時，通過上下一對的保持模11、12的內(nèi)面，形成與固化的中間成形體15大致相同截面的月牙形的空間。在進行拉深作業(yè)時，首先如圖5所示，使安裝于上游側(cè)拉頭fe的上保持模11向下方移動，按照用上下一對保持模11、12的內(nèi)面以環(huán)狀覆蓋固化的中間成形體15的表面的方式使上下一對保持模11、12的內(nèi)面與該表面接觸的同時，通過上下一對保持模11、12夾住固化的把持部23、23而使把持部23、23變成被壓縮的狀態(tài)。此時，該中間成形體15的形成中空的部分的表面僅處于與上下一對保持模11、12 的內(nèi)面輕輕地接觸的程度，處于實質(zhì)上未受壓力的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，將拉頭fe向下游側(cè)移動規(guī)定長度。例如，將拉頭fe的下游側(cè)端部移動至底座13的前后方向的中間點。使上保持模11向下移動的上下運動氣缸6的壓縮力例如為2200kgf左右，將此壓縮力除以上保持模11 (下保持模1 與中間成形體15接觸的俯視的面積而算出的平均壓力為12X IO4Pa 15X 104Pa(l. 2kgf/cm2 1. 5kgf/cm2)左右。實際上，由于作用于把持部 23,23的壓力大于其他部分，因此把持部23、23被相比上述平均壓力更大的壓力壓縮。而且，上游側(cè)的拉頭fe如上所述地移動時，向上移動安裝在下游側(cè)拉頭恥的上保持模11，由此使通過該拉頭恥的上下一對保持模11、12固化的把持部23、23不處于夾住狀態(tài)。并且，在此狀態(tài)下，使拉頭恥向上游側(cè)移動規(guī)定長度。例如，將拉頭恥的上游側(cè)端部移動至底座13的前后方向的中間點。上述上游側(cè)拉頭fe及下游側(cè)拉頭恥的動作即是第一移動工序。通過該第一移動
11工序的上游側(cè)拉頭fe的動作，在浸透處理部3的拉深間隙和成形模具4的成形間隙插入浸透未固化的熱固化性樹脂液的新的碳纖維織物，并一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)拉深規(guī)定長度。接著第一移動工序，執(zhí)行第二移動工序。首先，如圖6所示，使下游側(cè)拉頭恥的上保持模11向下移動，按照用上下一對保持模11、12的內(nèi)面以環(huán)狀覆蓋固化的中間成形體15 的表面的方式使上下一對保持模11、12的內(nèi)面與該表面接觸的同時，通過上下一對保持模 11、12夾住固化的把持部23、23而使把持部23、23變成被壓縮的狀態(tài)。此時，該中間成形體 15的形成中空的部分的表面僅處于與上下一對保持模11、12的內(nèi)面輕輕地接觸的程度，實質(zhì)上處于未受壓力的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，將拉頭恥向下游側(cè)移動規(guī)定長度。例如，將拉頭 5b的下游側(cè)端部移動至底座13的前后方向的端部。而且，下游側(cè)的拉頭恥如上所述地移動時，向上移動安裝在上游側(cè)拉頭fe的上保持模11，由此使固化的把持部23、23處于不被該拉頭如的上下一對保持模11、12夾住的狀態(tài)。并且，在此狀態(tài)下，使拉頭fe向上游側(cè)移動規(guī)定長度。例如，將拉頭恥的上游側(cè)端部移動至底座13的前后方向的端部。上述的上游側(cè)拉頭fe及下游側(cè)拉頭恥的動作即是第二移動工序。通過該第二移動工序的下游側(cè)拉頭恥的動作，在浸透處理部3的拉深間隙及成形模具4的成形間隙插入浸透未固化的熱固化性樹脂液的新的碳纖維織物，并一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)拉深規(guī)定長度。此時，拉深速度例如為0. 2m/分鐘 0. 5m/分鐘左右。交替地進行第一移動工序和第二移動工序，在浸透處理部3的拉深間隙及成形模具4的成形間隙插入浸透未固化的熱固化性樹脂液的新的碳纖維織物，并一邊施加張力， 一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度。如此，按照通過成形模具4的成形間隙的方式被拉深而成形并固化的中間成形體 15依次被輸送至下游側(cè)，經(jīng)過根據(jù)拉深裝置5的第一移動工序及第二移動工序被輸送到加熱爐16。對加熱爐16并沒有特別的限定，可使用公知的任何一種。在加熱爐16中對通過成形模具4固化的中間成形體15進行再加熱而進行精加工處理，以大致完成中間成形體15 的固化的同時，清除內(nèi)部的形變以穩(wěn)定形態(tài)。將完成精加工處理的中間成形體15依次輸送至下游側(cè)，通過切斷機17切斷為規(guī)定長度，并通過搬運輸送機搬出。被切斷為規(guī)定長度的中間成形體15形成為頂板20并在長度方向兩端部被裝配封蓋。本發(fā)明中，在成形筒狀的中間成形體15時，在寬度方向兩端部一體形成有朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部23、23。由此，能夠通過安裝于拉深裝置5的拉頭5ajb的上下一對的保持模11、12牢固地夾住固化的把持部23、23。由此，固化的中間成形體15的形成中空的部分不會受到過大的壓力，能夠僅對實心的把持部23、23施加充分大的壓力而保持以進行拉深作業(yè)。因此，中間成形體15的形成中空的部分不必考慮由上下一對保持模11、12夾住而保持時的強度，能夠最小化中間成形體15，尤其是頂板20的壁厚。由此，在將制造出的頂板 20應(yīng)用為CT或一般的X線攝影用頂板時，能夠減低X線的透過損失。據(jù)此，能夠得到精密的圖像數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)更加精密且清晰的圖像攝影。在浸透處理部3的拉深間隙和成形模具4的成形間隙，由于還進行排出所插入的部件中含有的空氣的空氣排出，因而以拉深插入部件的方式進行拉深。因此，雖然拉深作業(yè)需要某種程度以上的拉深力，但根據(jù)本發(fā)明，由于能夠通過上下一對的保持模11、12利用較大的壓力夾住固化的把持部23、23，因此能夠相比以往增大拉深力，因此拉深作業(yè)變得容易。與此同時，碳纖維織物的經(jīng)絲的準(zhǔn)直度能夠容易提升至90%以上，有利于提高制造出的頂板20的強度。為了通過上下一對的保持模11、12能夠牢固、穩(wěn)定地夾住把持部23對其壓縮，在中間成形體15(頂板20)的寬度方向兩端部形成的實心部分的寬度方向長度優(yōu)選為中間成形體15 (頂板20)的寬度的1.0%以上且8%以下，更加優(yōu)選為1.0%以上且6. 5%以下。而且，使安裝于拉頭5a、釙的上下一對的保持模11、12相接而組合時，在由上下一對的保持模11、12的內(nèi)面所形成的空間中，寬度方向兩端部的空間(相當(dāng)于把持部23、23 的空間)的高度尺寸設(shè)定為固化的把持部23、23的厚度的80% 90%為佳。由此，無需對固化的中間成形體15的形成中空的部分施加過大的壓力，容易僅對實心的把持部23、23施加充分大的壓力而保持。圖9例示本發(fā)明的筒狀體的另一實施方式。該實施方式與圖7、圖8所例示的實施方式不同點僅在于寬度方向兩端部的規(guī)格，由于其他規(guī)格都相同，因此僅對不同點進行說明。在該實施方式中，通過切斷裝置對圖7、圖8的頂板20的寬度方向兩端部實施切斷加工而去除把持部23。即，將中間成形體15以通過安裝于拉深裝置5的拉頭fe、5b的上下一對的保持模11、12夾住并壓縮的狀態(tài)移動至下游側(cè)之后，切斷由上下一對的保持模 11、12夾住的把持部23、23。通過該切斷加工，頂板20兩端部的實心部分的長度W2達到2mm 7mm左右。由此，在用作CT用頂板20時，具有能夠降低偽影的優(yōu)點。偽影是指，在對頂板20之上的被攝影者從外周側(cè)在周向的整個周圍進行攝影時， 根據(jù)周向位置的不同直線前進的X線所通過的頂板20 (外板21及內(nèi)板22)的總厚度不同為起因而發(fā)生的現(xiàn)象。即，在直線前進的X線通過的頂板20(外板21及內(nèi)板22)的總厚度大的周向位置，X線的透過損失變大，使得頂板20的一部分作為虛像而被圖像攝影。因此， 若頂板20的寬度方向兩端部存在如同把持部23的實心部分，則在某個周向位置的X線的損失會變大，虛像容易被圖像攝影，難以實現(xiàn)精密的圖像攝影。根據(jù)圖9的頂板20，雖然能夠減低偽影的不良影響，但由于碳纖維織物的緯絲被分?jǐn)?，?dǎo)致頂板20的強度會降低一些。因此，如圖10例示，對于切斷把持部23的部分，也可以利用后安裝的纖維強化樹脂制的加固件23a進行加固。加固件23a可使用應(yīng)用于頂板 20的相同規(guī)格的纖維強化樹脂，還可以使用不同規(guī)格的纖維強化樹脂。加固件23a的厚度為0. 5mm 1. Omm左右，相對于把持部23的被切斷的寬度更小。 由此，在提高頂板20的強度的同時能夠減低偽影的不良影響。對于CT用頂板20來說，由于對尺寸的限制較大，因此采用圖9、圖10的實施方式
是非常有利的。本發(fā)明的筒狀體除了應(yīng)用為CT或一般的X線攝影用頂板之外，還可以例示用于容納在X線攝影時用來感知透射人體的X線的膠片的容納殼體。這種膠片中設(shè)置有可感知X 線的元件，基于該元件的感知數(shù)據(jù)，制作出圖像數(shù)據(jù)，并在顯示器中顯示X線攝影圖像。
權(quán)利要求
1.一種纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，其特征在于，在以直線狀貫通成形模具的空間內(nèi)插入型芯，并在該成形模具與型芯之間形成的筒狀的成形間隙內(nèi)插入至少經(jīng)絲是碳纖維的浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物，并通過一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度，由此成形將外板與內(nèi)板隔開間隔面對面設(shè)置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀的中間成形體，并對其進行加熱固化后，將該固化的中間成形體依次運送至下游側(cè)并按規(guī)定長度進行切斷而制造筒狀體，以經(jīng)過該筒狀體的寬度方向中心的中心線作為基準(zhǔn)規(guī)定的所述經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R達到90%以上，其中，在成形所述中間成形體時，在中間成形體的寬度方向兩端部一體形成朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部，并按照覆蓋所述固化的中間成形體的表面的方式將上下一對的保持模的內(nèi)面相接于該中間成形體的表面，且在由該上下一對的保持模夾住并壓縮固化的所述把持部的狀態(tài)下，將該上下一對的保持模向下游側(cè)移動規(guī)定長度， 在所述成形間隙內(nèi)插入新的所述碳纖維織物，且一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)拉深規(guī)定長度。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，其特征在于，將固化的所述把持部在由上下一對的保持模夾住并壓縮的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度之后，切斷由該上下一對的保持模夾住的把持部。
3.如權(quán)利要求2所述的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，其特征在于，將切斷所述把持部的部分由纖維強化樹脂制的加固件來加固。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，其特征在于，在所述中間成形體移動方向上隔開間隔排列兩個所述上下一對的保持模，并交替地進行第一移動工序和第二移動工序，以在所述成形間隙中，插入新的所述碳纖維織物，并一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)依次拉深規(guī)定長度，其中，在所述第一移動工序中，在由上游側(cè)的上下一對的保持模夾住并壓縮所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度，同時在由下游側(cè)的上下一對保持模未夾住所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向上游側(cè)移動規(guī)定長度，在所述第二移動工序中，緊接第一移動工序，在由下游側(cè)的上下一對的保持模夾住并壓縮所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度，同時在由上游側(cè)的上下一對的保持模未夾住所述中間成形體的固化的把持部的狀態(tài)下向上游側(cè)移動規(guī)定長度。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的纖維強化樹脂制筒狀體的制造方法，其特征在于，插入于所述成形間隙的所述碳纖維織物的張力為5N/mm2以上且980N/mm2以下。
6.一種纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，形成為將長尺寸的外板和內(nèi)板隔開間距面對面布置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀體，所述外板及內(nèi)板由將至少經(jīng)絲是碳纖維的碳纖維織物作為主加固件的纖維強化樹脂構(gòu)成，且所述經(jīng)絲在所述外板及內(nèi)板的長度方向上分別平行地直線狀排列，以通過筒狀體寬度方向中心的中心線規(guī)定為基準(zhǔn)的所述經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R為90 %以上，其中，在所述筒狀體寬度方向的兩端部具有朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向上連續(xù)的實心的把持部，該把持部通過所述纖維強化樹脂形成為一體，所述筒狀體的寬度方向兩端部形成有寬度方向長度為筒狀體的寬度的1.0%以上且8.0%以下的實心部分。
7.一種纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，形成為將長尺寸的外板和內(nèi)板隔開間距面對面布置、且連接相互的寬度方向的兩端部的筒狀體，所述外板及內(nèi)板由將至少經(jīng)絲是碳纖維的碳纖維織物作為主加固件的纖維強化樹脂構(gòu)成，且所述經(jīng)絲在所述外板及內(nèi)板的長度方向上分別平行地直線狀排列，以通過筒狀體寬度方向中心的中心線規(guī)定為基準(zhǔn)的所述經(jīng)絲的準(zhǔn)直度R為90 %以上，其中，所述筒狀體的寬度方向的兩端部通過對預(yù)先由所述纖維強化樹脂形成一體的朝寬度方向外側(cè)突出的同時在長度方向連續(xù)的實心的把持部實施切斷加工而形成。
8.如權(quán)利要求7所述的纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，由纖維強化樹脂制的加固件對所述把持部實施切斷加工的部分進行加固。
9.如權(quán)利要求6至8中的任一項所述的纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，所述碳纖維織物是緯絲密度為1根/cm以下的簾子布，該簾子布的緯絲由50dtex以上且350dtex 以下的有機纖維構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，將所述簾子布堆疊多張，且在任意兩張簾子布之間插入經(jīng)絲及緯絲均由碳纖維形成的全碳纖維織物。
11.如權(quán)利要求10所述的纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，將所述全碳纖維織物按照跨過所述外板和內(nèi)板的兩側(cè)的方式設(shè)置。
12.如權(quán)利要求11所述的纖維強化樹脂制的筒狀體，其特征在于，在所述外板和內(nèi)板之一，插入相對其板寬更寬的所述全碳纖維織物，并將該全碳纖維織物的兩端部折回到另一板側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使成形中間體成形時容易進行拉深作業(yè)且能夠抑制壁厚增大且提升強度的纖維強化樹脂制筒狀體及其制造方法。其中，在筒狀的中間成形體(15)的寬度方向兩端部一體形成朝寬度方向外側(cè)突出且在長度方向連續(xù)的實心的把持部(23)，將上下一對保持模(11、12)的內(nèi)面相接于固化的中間成形體(15)的表面，且在由保持模(11、12)夾住并壓縮該把持部(23)的狀態(tài)下向下游側(cè)移動規(guī)定長度，在成形模具和型芯之間的筒狀的成形間隙內(nèi)插入經(jīng)絲為碳纖維的浸透未固化樹脂的長尺寸的碳纖維織物，且一邊施加張力，一邊從上游側(cè)朝下游側(cè)拉深規(guī)定長度的同時進行加熱，并將加熱的筒狀的中間成形體(15)依次移動到下游側(cè)而按照規(guī)定長度進行切斷。
文檔編號A61B6/03GK102282007SQ20098015484
公開日2011年12月14日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者佐野廣道, 藤井隆一, 長瀨一 申請人:酒井復(fù)合材料股份有限公司