JP2006111737A - Method for producing fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material - Google Patents

Method for producing fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material Download PDF

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賢太 安井
Toshiya Kamae
俊也 釜江
Shiro Honda
史郎 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a fiber-reinforced composite material having a smooth surface with excellent heat resistance and solvent resistance in a short time. <P>SOLUTION: The method for producing the fiber-reinforced composite material comprises pouring the following constituent element [C] into a mold in which the following constituent elements [A] and [B] are set to impregnate the constituent element [A] with the constituent element [C], curing the product and releasing the mold from the molded product: [A] a reinforcing fiber base material; [B] a thermosetting resin sheet and [C] a liquid thermosetting resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、強化繊維基材をセットした型内に液状の熱硬化性樹脂を注入し、強化繊維基材に含浸、硬化させた後、繊維強化複合材料の成形品を脱型する成形法であるレジン・トランスファー・モールディング法(以下、RTM法と記す)において、写像が鮮明に映し出される様な、平滑な表面を有する繊維強化複合材料を、短時間で得るための製造方法に関する。   The present invention is a molding method in which a liquid thermosetting resin is injected into a mold in which a reinforcing fiber base is set, and the reinforcing fiber base is impregnated and cured, and then the molded product of the fiber reinforced composite material is demolded. The present invention relates to a production method for obtaining in a short time a fiber-reinforced composite material having a smooth surface such that a mapping is clearly projected in a resin transfer molding method (hereinafter referred to as RTM method).

ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、およびボロン繊維などの強化繊維と、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化物とからなる繊維強化複合材料は、軽量であり、なおかつ強度、弾性率といった機械物性が優れるため、航空機部材、自動車部材、鉄道車両部材、船舶部材、およびスポーツ用品などの数多くの用途で利用されている。   Fiber reinforced composites consisting of reinforcing fibers such as glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, alumina fibers, and boron fibers, and cured products of thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, and phenol resins Since the material is lightweight and has excellent mechanical properties such as strength and elastic modulus, it is used in many applications such as aircraft members, automobile members, railway vehicle members, ship members, and sports equipment.

繊維強化複合材料の製造方法としては、ハンドレイアップ法、フィラメントワインディング法、プルトルージョン法、RTM法、マトリックス樹脂を強化繊維に含浸したシート状中間基材であるプリプレグを用いる方法などが知られている。これらの製造方法のなかで、複雑な形状を有する大型の部材を短時間で成形できるという利点を有することから、RTM法が注目を集めている。   As a method for producing a fiber reinforced composite material, a hand lay-up method, a filament winding method, a pultrusion method, an RTM method, a method using a prepreg which is a sheet-like intermediate base material in which a reinforced fiber is impregnated with a matrix resin are known. Yes. Among these manufacturing methods, the RTM method has attracted attention because it has an advantage that a large member having a complicated shape can be formed in a short time.

しかしながら、RTM法では、得られる繊維強化複合材料において、使用する強化繊維基材の凹凸に応じた表面凹凸が発生するため、写像が鮮明に映し出されるような平滑な表面が得られないという問題があった。このため、ユーザーが直接目にすることが多く意匠性が求められる外板部材、特に、フード、ルーフ、トランクリッドなどの自動車外板部材にRTM法で得られる成形品を適用する際には、繊維強化複合材料の表面を研磨し、表面凹凸を小さくする工程が新たに必要となるため、成形から仕上げまでの工程全体に要する時間は実質的に短縮されず、RTM法の利点である成形の短時間化の効果は得られなかった。   However, in the RTM method, in the obtained fiber reinforced composite material, surface unevenness according to the unevenness of the reinforcing fiber base to be used occurs, so that there is a problem that a smooth surface where the mapping is clearly projected cannot be obtained. there were. For this reason, when applying a molded product obtained by the RTM method to an outer plate member that is often seen directly by the user and that requires design properties, in particular, an automobile outer plate member such as a hood, a roof, or a trunk lid, Since the process of polishing the surface of the fiber reinforced composite material and reducing the surface roughness is newly required, the time required for the entire process from molding to finishing is not substantially shortened, and the molding process is an advantage of the RTM method. The effect of shortening the time was not obtained.

平滑な表面を有する繊維強化複合材料を、RTM法により得る方法として、以下の技術が知られている。   The following techniques are known as methods for obtaining a fiber-reinforced composite material having a smooth surface by the RTM method.

1つめの方法として、ゲルコートを用いる方法がある。この方法では、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などからなるの液状の樹脂組成物(ゲルコート)を、型上に所定の厚さになるよう塗布、硬化させ、樹脂層(ゲルコート層)を形成した後、繊維強化基材を積層してRTM法を行う(例えば、特許文献1、2参照)。この方法では、繊維強化複合材料の表面にゲルコート層が形成されることにより、表面凹凸が小さくなり、比較的平滑な表面を得ることができる。しかしながら、この方法では、ゲルコートの塗布、硬化に通常数10分から数時間を要するため、繊維強化複合材料の表面を研磨し、表面凹凸を小さくする方法と比較して、成形時間短縮の効果はほとんどないものであった。   As a first method, there is a method using a gel coat. In this method, a liquid resin composition (gel coat) composed of an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin or the like is applied and cured to a predetermined thickness on a mold to form a resin layer (gel coat layer). Thereafter, a fiber reinforced base material is laminated and the RTM method is performed (for example, refer to Patent Documents 1 and 2). In this method, by forming a gel coat layer on the surface of the fiber reinforced composite material, surface irregularities are reduced, and a relatively smooth surface can be obtained. However, since this method usually requires several tens of minutes to several hours to apply and cure the gel coat, the effect of shortening the molding time is little compared to the method of polishing the surface of the fiber-reinforced composite material and reducing the surface roughness. It was not.

別の方法として、熱可塑性樹脂のシートを用いる方法がある。この方法では、熱可塑性樹脂シートを用いて型面に密着させ得る形状を備えた表面層を予め作製し、この表層材を型にセットした後、強化繊維基材を積層してRTM法を行う(例えば、特許文献3、4参照)。この方法では、繊維強化複合材料の表面に熱可塑性樹脂からなる樹脂層が形成されることにより、表面凹凸が小さくなり、比較的平滑な表面を得ることができる。また、短時間での成形が可能である。しかしながら、この方法では、熱可塑性樹脂のシートを用いるため、耐熱性、耐溶剤性を両立する材料を選択することが困難であるという別の問題があった。
特開平8−207149号公報、2頁 特開2003−48263号公報、2頁 特開平7−214677号公報、3頁 特開2001−288230号公報、2頁
Another method is to use a sheet of thermoplastic resin. In this method, a surface layer having a shape that can be brought into close contact with the mold surface is prepared in advance using a thermoplastic resin sheet, and after setting the surface layer material in the mold, the reinforcing fiber base material is laminated and the RTM method is performed. (For example, refer to Patent Documents 3 and 4). In this method, by forming a resin layer made of a thermoplastic resin on the surface of the fiber reinforced composite material, surface irregularities are reduced, and a relatively smooth surface can be obtained. In addition, it can be molded in a short time. However, in this method, since a thermoplastic resin sheet is used, there is another problem that it is difficult to select a material having both heat resistance and solvent resistance.
JP-A-8-207149, page 2 JP 2003-48263 A, page 2 JP 7-214677 A, page 3 JP 2001-288230 JP, page 2

本発明は、平滑であり、なおかつ、耐熱性、耐溶剤性が優れた表面を有する繊維強化複合材料を、短時間で得るための製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a production method for obtaining a fiber-reinforced composite material having a smooth surface and excellent heat resistance and solvent resistance in a short time.

本発明は、上記課題を解決するため、次の構成を有する。すなわち、下記の構成要素[A]、[B]をセットした型内に構成要素[C]を注入し、構成要素[A]に含浸、硬化させた後、成形品を脱型することを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法を提供することにある。
[A] 強化繊維基材
[B] 熱硬化性樹脂シート
[C] 液状の熱硬化性樹脂
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the component [C] is injected into a mold in which the following components [A] and [B] are set, impregnated and cured in the component [A], and then the molded product is demolded. An object of the present invention is to provide a method for producing a fiber-reinforced composite material.
[A] Reinforcing fiber substrate [B] Thermosetting resin sheet [C] Liquid thermosetting resin

強化繊維複合材料の表面に熱硬化性樹脂シートを配置したRTM法により、平滑な表面を有する強化繊維複合材料を短時間で得ることができ、自動車外板などの意匠性が求められる部材を効率よく製造することが可能となる。また熱硬化性樹脂シートを用いるため、耐熱性、耐溶剤性が優れた表面が得られる。   By using the RTM method in which a thermosetting resin sheet is placed on the surface of a reinforced fiber composite material, a reinforced fiber composite material having a smooth surface can be obtained in a short time, and efficient parts such as automotive outer panels are required. It can be manufactured well. Moreover, since a thermosetting resin sheet is used, a surface excellent in heat resistance and solvent resistance can be obtained.

本発明者らは、熱硬化性樹脂の硬化物が耐熱性、耐溶剤性に優れることに着目し、繊維強化複合材料の表面に熱硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂層を形成し、平滑であり、なおかつ、耐熱性、耐溶剤性に優れる表面を得ることを考えた。さらに、短時間での成形を実現するために、RTM法において、熱硬化性樹脂をシート状にしたものを型にセットする方法を着想した。この方法では、熱硬化性樹脂を短時間で型へセットできるため、繊維強化複合材料の表面を研磨する方法、ゲルコートを用いる方法と比較して大幅な成形時間短縮が可能である。また、熱硬化性樹脂をシート状にしたものを用いることにより、複雑形状を有する型へのセットも容易となる。   The inventors focused on the fact that the cured product of the thermosetting resin is excellent in heat resistance and solvent resistance, and formed a resin layer composed of the cured product of the thermosetting resin on the surface of the fiber reinforced composite material, and smoothed the surface. Furthermore, it was considered to obtain a surface excellent in heat resistance and solvent resistance. Furthermore, in order to realize the molding in a short time, the inventors have conceived a method of setting a sheet of thermosetting resin in the RTM method. In this method, since the thermosetting resin can be set in the mold in a short time, the molding time can be greatly reduced as compared with the method of polishing the surface of the fiber reinforced composite material and the method of using gel coat. Moreover, by using a sheet of thermosetting resin, setting to a mold having a complicated shape is facilitated.

本発明に適用する強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、および、ボロン繊維などが用いられる。なかでも、軽量でありながら、高強度、高弾性率であるという優れた特徴を有するため、炭素繊維が好ましく用いられる。   As the reinforcing fiber applied to the present invention, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, alumina fiber, boron fiber and the like are used. Among these, carbon fibers are preferably used because they have excellent characteristics of high strength and high elastic modulus while being lightweight.

本発明における強化繊維基材としては、強化繊維の織物、ブレイド、マットなどが用いられ、さらに、これらを積層し、賦形し、接着剤やステッチなどの手段で形態を固定しプリフォームとしたものも好ましく用いられる。   As the reinforcing fiber base material in the present invention, woven fabrics, blades, mats, etc. of reinforcing fibers are used, and these are laminated, shaped, and fixed in form by means such as adhesives and stitches to form a preform. Those are also preferably used.

本発明における熱硬化性樹脂シートは、繊維強化複合材料の表面に硬化物からなる樹脂層を形成し、平滑な表面を得るために用いられる。   The thermosetting resin sheet in this invention is used in order to form the resin layer which consists of hardened | cured material on the surface of a fiber reinforced composite material, and to obtain a smooth surface.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおける熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが用いられる。なかでも、硬化収縮が小さく、成形品が反るという問題が生じにくいことから、エポキシ樹脂が好ましく用いられる。また、エポキシ樹脂を炭素繊維と組み合わせて用いる場合、炭素繊維との接着性が優れるという利点も有する。   As the thermosetting resin in the thermosetting resin sheet applied to the present invention, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, and the like are used. Among them, an epoxy resin is preferably used because the curing shrinkage is small and the molded product is less likely to warp. Moreover, when using an epoxy resin in combination with a carbon fiber, there also exists an advantage that adhesiveness with a carbon fiber is excellent.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおけるエポキシ樹脂としては、1分子あたり平均2個以上のエポキシ基を有するものを用いることが好ましい。具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、トリフェニルグリシジルエーテルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラフェニルグリシジルエーテルエタンなどが挙げられる。なかでも、耐熱性と靭性のバランスが優れる硬化物が得られるため、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。   As the epoxy resin in the thermosetting resin sheet applied to the present invention, an epoxy resin having an average of 2 or more epoxy groups per molecule is preferably used. Specific examples include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, aminophenol type epoxy resin, triphenylglycidyl ether methane, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl metaxylenediamine. And tetraphenylglycidyl ether ethane. Especially, since the hardened | cured material which is excellent in the balance of heat resistance and toughness is obtained, a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin are used preferably.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおけるエポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、ポリアミン、ヒドラジド、ジシアンジアミド、酸無水物、フェノールなどの付加型硬化剤、3級アミンなどのアニオン重合型硬化剤、3フッ化硼素塩などのカチオン重合型硬化剤などが用いられる。なかでも、適度な保存安定性と硬化性を有するため、ジシアンジアミドが好ましく用いられる。   Curing agents to be combined with the epoxy resin in the thermosetting resin sheet applied to the present invention include addition curing agents such as polyamines, hydrazides, dicyandiamides, acid anhydrides and phenols, anionic polymerization curing agents such as tertiary amines, 3 A cationic polymerization curing agent such as boron fluoride is used. Among these, dicyandiamide is preferably used because it has appropriate storage stability and curability.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにエポキシ樹脂を含む場合、硬化触媒を用いることもできる。硬化触媒としては、イミダゾール系の硬化触媒、ウレア系の硬化触媒を用いられる。なかでも、適度な保存安定性と硬化性を有するため、3−フェニル−1,1−ジメチル尿素、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素(DCMU)、3−(3クロロ4−メチルフェニル)−1,1−ジメチル尿素、2,4−トルエンビス(ジメチルウレア)などのウレア系の硬化触媒が好ましく用いられる。   When the thermosetting resin sheet applied to the present invention contains an epoxy resin, a curing catalyst can also be used. As the curing catalyst, an imidazole-based curing catalyst or a urea-based curing catalyst is used. Especially, since it has moderate storage stability and curability, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), 3- (3 Urea-based curing catalysts such as chloro 4-methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-toluenebis (dimethylurea) are preferably used.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおいて、適度なタックを有し、型へのセットを容易にすることができるため、熱可塑性樹脂を配合することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンオキサイド、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドなどが好ましく用いられる。   In the thermosetting resin sheet applied to the present invention, a thermoplastic resin can be blended because it has an appropriate tack and can be easily set in a mold. As the thermoplastic resin, polyethylene oxide, polymethyl methacrylate, polyvinyl formal, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide and the like are preferably used.

また、本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおいて、適度な揺変性を有し、過度の流動を抑えることができるため、無機フィラーを配合することができる。無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ、ウォラスナイトなどが好ましく用いられる。   Moreover, in the thermosetting resin sheet applied to this invention, since it has moderate thixotropy and can suppress an excessive flow, an inorganic filler can be mix | blended. As the inorganic filler, calcium carbonate, clay, talc, silica, wollastonite and the like are preferably used.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおいて、シートに適度な強度を持たせることができるため、ガラス繊維、ポリエステル、ポリアミドなどの織物、編み物、不織布を担持体として用いることができる。具体的には、織物、編み物、不織布に熱硬化性樹脂を完全に含浸、あるいは部分的に含浸させ、シート状にしたものを用いることができる。   In the thermosetting resin sheet applied to the present invention, since the sheet can have an appropriate strength, woven fabrics such as glass fibers, polyesters, and polyamides, knitted fabrics, and nonwoven fabrics can be used as the carrier. Specifically, a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric that is completely impregnated with a thermosetting resin or partially impregnated into a sheet shape can be used.

本発明に適用する熱硬化性樹脂シートにおいて、厚みが50〜800μmの範囲内であることが好ましい、50μmより薄いと平滑な表面が得られない場合がある。また、800μmより厚いと軽量であるという繊維強化複合材料の特徴が損なわれる場合がある。   In the thermosetting resin sheet applied to the present invention, the thickness is preferably in the range of 50 to 800 μm, and if it is thinner than 50 μm, a smooth surface may not be obtained. In addition, if it is thicker than 800 μm, the feature of the fiber-reinforced composite material that it is lightweight may be impaired.

本発明に適用する液状の熱硬化性樹脂は、繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として用いられる。   The liquid thermosetting resin applied to the present invention is used as a matrix resin for a fiber-reinforced composite material.

本発明に適用する液状の熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが用いられるが、上述の熱硬化性樹脂シートとの接着性が優れることから、熱硬化性樹脂シートと同じ種類の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。あるいは、共有結合を形成することができる組み合わせを選択することが好ましい。なかでも、炭素繊維との接着性が優れるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。   As the liquid thermosetting resin applied to the present invention, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenol resin, etc. are used, but because of excellent adhesion with the above-mentioned thermosetting resin sheet, It is preferable to use the same type of thermosetting resin as the thermosetting resin sheet. Alternatively, it is preferable to select a combination that can form a covalent bond. Of these, an epoxy resin having excellent adhesion to carbon fibers is preferably used.

本発明に適用する液状の熱硬化性樹脂におけるエポキシ樹脂としては、1分子あたり平均2個以上のエポキシ基を有するものを用いることが好ましい。具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、トリフェニルグリシジルエーテルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラフェニルグリシジルエーテルエタンなどが挙げられる。なかでも、耐熱性と靭性のバランスが優れる硬化物が得られるため、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。   As the epoxy resin in the liquid thermosetting resin applied to the present invention, it is preferable to use one having an average of two or more epoxy groups per molecule. Specific examples include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, aminophenol type epoxy resin, triphenylglycidyl ether methane, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl metaxylenediamine. And tetraphenylglycidyl ether ethane. Especially, since the hardened | cured material which is excellent in the balance of heat resistance and toughness is obtained, a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin are used preferably.

本発明に適用する液状の熱硬化性樹脂シートにおけるエポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、ポリアミン、ヒドラジド、ジシアンジアミド、酸無水物、フェノールなどの付加型硬化剤、3級アミンなどのアニオン重合型硬化剤、3フッ化硼素塩などのカチオン重合型硬化剤などが用いられる。   Curing agents combined with epoxy resins in the liquid thermosetting resin sheet applied to the present invention include addition curing agents such as polyamines, hydrazides, dicyandiamides, acid anhydrides and phenols, and anionic polymerization curing agents such as tertiary amines. A cationic polymerization type curing agent such as boron trifluoride is used.

本発明に適用する型としては、キャビティーが剛性材料のみで囲まれた密閉型、あるいは、キャビティーが剛性材料とバギングフィルムで囲まれた開放型などを用いることができる。   As a mold applied to the present invention, a sealed mold in which a cavity is surrounded only by a rigid material or an open mold in which a cavity is surrounded by a rigid material and a bagging film can be used.

本発明に適用する型の材料としては、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル合金などの金属、FRP(Fiber Reinforced Plastic)、木材などを用いることができる。また、開放型で用いるバギングフィルムの材料としては、ポリアミド、ポリエステル、シリコーンなどを用いることができる。   As the material of the mold applied to the present invention, carbon steel, alloy steel, cast iron, aluminum, aluminum alloy, nickel alloy and other metals, FRP (Fiber Reinforced Plastic), wood and the like can be used. Moreover, as a material for the bagging film used in the open type, polyamide, polyester, silicone, or the like can be used.

本発明において、構成要素[A]の強化繊維基材、構成要素[B]の熱硬化性樹脂シートを型にセットする1つめの方法としては、熱硬化性樹脂シートを型にセットした後、強化繊維基材を積層する方法が挙げられる。この方法では、複雑な曲面を有する型への熱硬化性樹脂シートのセットが容易に行える利点を有する。   In the present invention, as a first method for setting the reinforcing fiber base of the component [A] and the thermosetting resin sheet of the component [B] in the mold, after setting the thermosetting resin sheet in the mold, The method of laminating a reinforcing fiber substrate is mentioned. This method has an advantage that the thermosetting resin sheet can be easily set in a mold having a complicated curved surface.

本発明において、構成要素[A]の強化繊維基材、構成要素[B]の熱硬化性樹脂シートを型にセットする別の方法としては、強化繊維基材の少なくとも片面に熱硬化性樹脂シートを積層した予備積層体を作製した後、この予備積層体を型にセットする方法が挙げられる。この方法では、熱硬化性樹脂シートを型にセットした後、強化繊維基材を積層する方法と比較して、型上での作業時間を短縮することができる利点を有する。RTM法において、繊維強化複合材料の生産量は、「1つの型あたりの生産量」に「型の数」を乗じた量で決まるため、型上での作業時間を短縮することにより、「1つの型あたりの生産量」を高めることができ、この結果、繊維強化複合材料の生産量を高めることができる。   In the present invention, as another method of setting the reinforcing fiber base material of the component [A] and the thermosetting resin sheet of the component element [B] in the mold, the thermosetting resin sheet is provided on at least one side of the reinforcing fiber base material. There is a method in which after preparing a pre-laminated body having laminated layers, the pre-laminated body is set in a mold. This method has an advantage that the working time on the mold can be shortened as compared with the method of laminating the reinforcing fiber base after setting the thermosetting resin sheet in the mold. In the RTM method, the production amount of the fiber reinforced composite material is determined by an amount obtained by multiplying the “production amount per mold” by the “number of molds”. Therefore, by shortening the working time on the mold, “1 The production amount per mold ”can be increased, and as a result, the production amount of the fiber-reinforced composite material can be increased.

本発明において、強化繊維基材間を固定して取り扱い性を良くするために、タッキファイヤーなどの接着材料を用いることができる。また、強化繊維基材と熱化成樹脂フィルムとを固定して取り扱い性を良くするために、タックを有する熱硬化性樹脂シート用いる、あるいは、タッキファイヤーなどの接着材料などを用いることができる。   In the present invention, an adhesive material such as a tack fire can be used in order to fix the reinforcing fiber bases and improve the handleability. Further, in order to fix the reinforcing fiber base and the thermochemically-resin film and improve the handleability, a thermosetting resin sheet having a tack or an adhesive material such as a tack fire can be used.

本発明では、型に強化繊維基材、熱硬化性樹脂シートをセットした後、型を閉じる。密閉型を用いる場合は、ボルト、クランプなどを用いて上型と下型を型締めする、あるいは、上型と下型をプレスに取り付けておき、プレス圧により上型と下型を型締めするなどの方法で型を閉じる。開放型を用いる場合は、シール材などを用いる方法などで剛性材料からなる型とバギングフィルムを閉じる。   In the present invention, the reinforcing fiber base material and the thermosetting resin sheet are set in the mold, and then the mold is closed. When using a sealed mold, clamp the upper mold and lower mold with bolts, clamps, etc., or attach the upper mold and lower mold to the press and clamp the upper mold and lower mold with the press pressure. Close the mold by the method. In the case of using an open mold, the mold made of a rigid material and the bagging film are closed by a method using a sealing material or the like.

本発明において、型を閉じた後、構成要素[C]の液状の熱硬化性樹脂を型内に注入する。   In the present invention, after the mold is closed, the liquid thermosetting resin of the component [C] is injected into the mold.

本発明において、液状の熱硬化性樹脂の注入を開始する時間としては、短時間での成形を実現するために、熱硬化性樹脂シートを型にセットし終わった時点から30分以内であることが好ましい。なお、本発明において、注入を開始する時間とは、液状の熱硬化性樹脂が型内に流入し始める時間を指す。   In the present invention, the time for starting the injection of the liquid thermosetting resin is within 30 minutes from the time when the thermosetting resin sheet is set in the mold in order to realize molding in a short time. Is preferred. In the present invention, the time for starting the injection refers to the time for the liquid thermosetting resin to start flowing into the mold.

また、本発明において、特に平滑な表面の繊維強化複合材料を得るために、熱硬化性樹脂シートを型にセットし終わった後、熱硬化性樹脂シートのガラス転移温度(Tg)が下記条件(5)を満たす状態で、液状の熱硬化性樹脂の型内への注入を開始することが好ましい。熱硬化性樹脂シートのTgが下記条件(5)を満たす状態であれば、熱硬化性樹脂シートは十分な剛性を有しており、液状の熱硬化性樹脂の硬化収縮による表面凹凸の発生をより効果的に抑えることができる。   Further, in the present invention, in order to obtain a fiber-reinforced composite material having a particularly smooth surface, after the thermosetting resin sheet is set in a mold, the glass transition temperature (Tg) of the thermosetting resin sheet is the following condition ( It is preferable to start injection of the liquid thermosetting resin into the mold in a state satisfying 5). If the Tg of the thermosetting resin sheet satisfies the following condition (5), the thermosetting resin sheet has sufficient rigidity, and surface irregularities are generated due to curing shrinkage of the liquid thermosetting resin. It can be suppressed more effectively.

Tg≧Tm(MAX)―30 ・・・(5)
Tg :構成要素[B]のガラス転移温度(℃)
Tm(MAX):型温の最高値(℃)
ここで、熱硬化性樹脂シートのTgが上記条件(5)を満たすか否かは次の方法で判定する。型上に熱硬化性樹脂シートを約2mmの厚みになるようにセットする。型温を成形条件通りにコントロールしながら、任意の時間毎に熱硬化性樹脂シートをサンプリングし、Tgを測定する。また、この際、下型の中心付近に熱電対を取り付けて型温を測定し、型温の最高値(Tm(MAX))を求める。熱硬化性樹脂シートを型にセットし終わった時点を0(分)として、サンプリング時間に対して、測定したTgをプロットして時間ーTg曲線を作製し、Tgが上記条件(5)を満たすのに必要な最小時間t(分)を求める。以降、同一の成形条件を用いる場合、熱硬化性樹脂シートを型にセットし終わった時点からt(分)以上経過していれば、Tgが上記条件(5)を満たすものと判定する。
Tg ≧ Tm (MAX) -30 (5)
Tg: Glass transition temperature (° C.) of component [B]
Tm (MAX): Maximum mold temperature (° C)
Here, whether the Tg of the thermosetting resin sheet satisfies the above condition (5) is determined by the following method. A thermosetting resin sheet is set on the mold so as to have a thickness of about 2 mm. While controlling the mold temperature according to the molding conditions, the thermosetting resin sheet is sampled every arbitrary time, and Tg is measured. At this time, a thermocouple is attached near the center of the lower mold, the mold temperature is measured, and the maximum mold temperature (Tm (MAX)) is obtained. The time when the thermosetting resin sheet is set in the mold is set to 0 (minutes), and the measured Tg is plotted against the sampling time to create a time-Tg curve, and Tg satisfies the above condition (5). The minimum time t (minutes) required for Thereafter, when the same molding conditions are used, it is determined that Tg satisfies the above condition (5) if t (minutes) or more has elapsed since the thermosetting resin sheet was set in the mold.

ここで、熱硬化性樹脂シートのTgは、粘弾性測定装置を用い、SACMA SRM 18Rー94に準拠して測定する。ただし、測定はRectangular Torsionモードで行い、測定振動数は1Hzとし、昇温速度は5℃/minとする。得られる温度ー貯蔵弾性率曲線において、ガラス領域での接線と、ガラス領域からゴム領域への転移領域での接線との交点を求め、この交点の温度をガラス転移温度とする。   Here, Tg of a thermosetting resin sheet is measured based on SACMA SRM 18R-94 using a viscoelasticity measuring apparatus. However, the measurement is performed in the Rectangular Torsion mode, the measurement frequency is 1 Hz, and the temperature increase rate is 5 ° C./min. In the obtained temperature-storage modulus curve, the intersection of the tangent in the glass region and the tangent in the transition region from the glass region to the rubber region is obtained, and the temperature of this intersection is defined as the glass transition temperature.

本発明において、型の温度は、一定の温度に保持することも可能であるし、昇温、降温、および、一定温度で保持することを組み合わせることも可能である。なかでも、型の昇温、降温の工程を省略でき、短時間での成形が実現できるため、全行程にわたって、60〜180℃の範囲に含まれる特定温度Tmに対し、Tm±10℃に保持することが好ましい。Tmが60℃より低いと、熱硬化性樹脂シート、および、液状の熱硬化性樹脂を硬化して得られる硬化物の耐熱性が不足する場合がある。また、Tmが180℃より高いと、液状の熱硬化性樹脂の粘度上昇が速く、繊維強化複合材料に未含浸部が生じる場合がある。   In the present invention, the mold temperature can be maintained at a constant temperature, or a combination of temperature increase, temperature decrease, and constant temperature can be combined. In particular, the temperature raising and lowering steps of the mold can be omitted, and molding in a short time can be realized, so that the entire temperature is maintained at Tm ± 10 ° C. with respect to the specific temperature Tm included in the range of 60 to 180 ° C. It is preferable to do. When Tm is lower than 60 ° C., the heat resistance of the cured product obtained by curing the thermosetting resin sheet and the liquid thermosetting resin may be insufficient. On the other hand, if Tm is higher than 180 ° C., the viscosity of the liquid thermosetting resin increases rapidly, and an unimpregnated part may be formed in the fiber-reinforced composite material.

本発明において、注入に要する時間、および、注入開始から脱型開始までの時間は、注入に要する時間を十分に確保でき比較的大きな繊維強化複合材料の成形が可能であることと、短時間での成形を実現することを両立できるため、型温を60〜180℃の範囲に含まれる特定温度Tmに対し、Tm±10℃に保持した状態で、下記条件(6)〜(8)を満たすことが好ましい
ti≧10 ・・・(6)
tm≦60 ・・・(7)
1<tm/ti≦6.0 ・・・(8)
ti:注入開始から注入終了までの時間(分)
tm:注入開始から成形品の脱型開始までの時間(分)。
In the present invention, the time required for the injection and the time from the start of injection to the start of demolding can sufficiently secure the time required for injection, and a relatively large fiber-reinforced composite material can be formed. Therefore, the following conditions (6) to (8) are satisfied in a state where the mold temperature is maintained at Tm ± 10 ° C. with respect to the specific temperature Tm included in the range of 60 to 180 ° C. It is preferable that ti ≧ 10 (6)
tm ≦ 60 (7)
1 <tm / ti ≦ 6.0 (8)
ti: Time from the start of injection to the end of injection (minutes)
tm: Time (minutes) from the start of injection to the start of demolding of the molded product.

以下、実施例、比較例によって本発明を具体的に説明する。実施例、比較例の主要データは表1にまとめた。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The main data of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1.

実施例、比較例で用いた材料は以下の通りである。
1.炭素繊維織物
本発明に適おける構成要素[A]の強化繊維基材には、炭素繊維織物であるCO6343B(品番、“トレカ”T300−3K使用、198g/m目付け、東レ(株)製)を用いた。
2.熱硬化性樹脂シート
“エピコート”(登録商標)828(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン(株)製)100重量部、“アドマファイン” (登録商標)SO−C5(真球状シリカ粒子、粒径1.3〜2.0μm、アドマッテクス(株)製、)95重量部、Dicy7(ジシアンジアミド、硬化剤、ジャパンエポキシレジン(株)製)4.2重量部、DCMUー99(品番、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素、硬化触媒、保土谷化学工業(株)製)3重量部、“ビニレックK”(登録商標)(ポリビニルホルマール、熱可塑性樹脂、チッソ(株)製)10重量部を、MEKに加えて混合し、樹脂ワニスを作製した。これを三本ロール(EXAKT80、EXAKT社製)を用いてよく分散させた後、小型アプリケータ(型番350FA B型、膜厚600μm、コーティングテスター(株)製)を用いて離型紙上に厚さ600μmのシート状にフィルミングした。次に、このシートを55℃の熱風乾燥機にて30分、30℃に設定した真空乾燥機中にて減圧下、7時間放置してMEKを乾燥させた後、シートを離型紙より剥がして、熱硬化性樹脂シートを作製した。乾燥後の熱可塑性樹脂シートの厚みは350μmであった。
3.液状の熱硬化性樹脂
“エピコート”(登録商標)828(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン(株)製)100重量部に、“キュアゾール” (登録商標)2E4MZ(2ーエチル−4ーメチルイミダゾール、アニオン重合型硬化剤、四国化成工業(株)製)3重量部を加え、よく撹拌して、液状の熱硬化性樹脂を作製した。
4.ゲルコート
比較例のゲルコートとしては、NR−AC0001P(品番、アクリル樹脂系ゲルコート、東罐マテリアルテクノロジー(株)製)を用いた。
The materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
1. Carbon fiber fabric The reinforcing fiber base material of the constituent element [A] suitable for the present invention is carbon fiber fabric CO6343B (product number, “Torayca” T300-3K used, 198 g / m 2 per unit weight, manufactured by Toray Industries, Inc.) Was used.
2. Thermosetting resin sheet “Epicoat” (registered trademark) 828 (bisphenol A type epoxy resin, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 100 parts by weight, “Admafine” (registered trademark) SO-C5 (spherical silica particles, granules) Diameter 1.3-2.0 μm, Admattex Co., Ltd.) 95 parts by weight, Dicy7 (Dicyandiamide, curing agent, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 4.2 parts by weight, DCMU-99 (Part No. 3- ( 3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea, curing catalyst, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), 3 parts by weight, “Vinylec K” (registered trademark) (polyvinyl formal, thermoplastic resin, Chisso Corporation) (Product) 10 parts by weight was added to MEK and mixed to prepare a resin varnish. After this is well dispersed using a three-roll (EXAKT80, manufactured by EXAKT), it is thick on the release paper using a small applicator (model number 350FA B type, film thickness 600 μm, manufactured by Coating Tester Co., Ltd.). Filming was performed on a 600 μm sheet. Next, the sheet was left to stand for 7 hours under reduced pressure in a vacuum dryer set at 30 ° C. for 30 minutes in a hot air dryer at 55 ° C. and dried for 7 hours, and then the sheet was peeled off from the release paper. A thermosetting resin sheet was prepared. The thickness of the thermoplastic resin sheet after drying was 350 μm.
3. Liquid thermosetting resin “Epicoat” (registered trademark) 828 (bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) is added to “Cureazole” (registered trademark) 2E4MZ (2-ethyl-4-methylimidazole). 3 parts by weight of an anionic polymerization type curing agent, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) was added and stirred well to prepare a liquid thermosetting resin.
4). Gel coat NR-AC0001P (product number, acrylic resin gel coat, manufactured by Toago Material Technology Co., Ltd.) was used as the gel coat of the comparative example.

次に、実施例、比較例における測定法を以下に示す。
1.表面粗さ測定
成形して得られた繊維強化複合材料を、長さ5cm、幅2cmのサイズにダイヤモンドカッターを用いてカットしサンプルを作製した。サンプルの任意の5箇所で、接触式の表面粗さ計、サーフコーダSE3400((株)小坂研究所製)を用い、表面凹凸のプロファイルを得た。この際、測定の方向が異なるようにした。また、表面凹凸のプロファイルは、凹凸の高さが十分に認識できるように拡大して出力した。次に、図1に示すように、凹凸の凹部から凸部までの高さRを、各プロファイルにつき3箇所、合計15箇所計測し、平均値を算出した。
2.熱硬化性樹脂シートのガラス転移温度(Tg)測定
型上に熱硬化性樹脂シートを約2mmの厚みになるようにセットし、所定条件で硬化させ、サンプルを作製した。次に、粘弾性測定装置を用い、SACMA SRM 18Rー94に準拠してTgを測定した。ただし、測定はRectangular Torsionモードで行い、測定振動数は1Hzとし、昇温速度は5℃/minとした。得られた温度ー貯蔵弾性率曲線において、ガラス領域での接線と、ガラス領域からゴム領域への転移領域での接線との交点を求め、この交点の温度をガラス転移温度とした。
3.繊維強化複合材料の耐薬品性試験
繊維強化複合材料の表面に、メチルエチルケトン、エタノール、トルエン、塩化メチレンを、ピペットを用いて2、3滴滴下した後、布で拭き取り、溶剤滴下前、および滴下後の表面の様子を観察した。耐溶剤性が劣る場合、布で拭き取った際に樹脂分が周囲に広がる傾向が見られるので、この様な傾向が見られるか否かで耐溶剤性の良、不良を判定した。
(比較例1)
熱硬化性樹脂シートを用いず、強化繊維基材と液状の熱硬化性樹脂のみを用いて繊維強化複合材料を成形し、各種測定を行った。まず、各辺が経糸、緯糸のいずれかと平行な1辺300mmの正方形になるようにカットした炭素繊維織物CO6343B、4plyを100℃に保持した型に積層し、その上にピールプライと樹脂配分媒体であるナイロン製のネットを積層した。次に、ナイロン製フィルムを用いてバギングし、真空ポンプを用いて[大気圧ー0.1](MPa)に減圧した後、液状の熱硬化性樹脂を注入した。注入開始から5分後に注入を終了し、注入開始から25分後に脱型を開始し、繊維強化複合材料を得た。成形中、型温は100℃に保持した。炭素繊維織物の型へのセットを開始してから脱型が終了するまでの時間(成形時間)は40分であり、十分に短時間であった。
Next, measurement methods in Examples and Comparative Examples are shown below.
1. Surface Roughness Measurement A fiber reinforced composite material obtained by molding was cut into a size of 5 cm in length and 2 cm in width using a diamond cutter to prepare a sample. A surface roughness profile was obtained using a contact-type surface roughness meter, Surfcorder SE3400 (manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.) at any five locations of the sample. At this time, the direction of measurement was made different. The surface unevenness profile was enlarged and output so that the height of the unevenness could be recognized sufficiently. Next, as shown in FIG. 1, the height R from the concave portion to the convex portion of the unevenness was measured at three places for each profile, a total of 15 places, and an average value was calculated.
2. Measurement of glass transition temperature (Tg) of thermosetting resin sheet A thermosetting resin sheet was set on a mold so as to have a thickness of about 2 mm, and cured under predetermined conditions to prepare a sample. Next, Tg was measured based on SACMA SRM 18R-94 using a viscoelasticity measuring device. However, the measurement was performed in the Rectangular Torsion mode, the measurement frequency was 1 Hz, and the temperature elevation rate was 5 ° C./min. In the obtained temperature-storage modulus curve, the intersection of the tangent in the glass region and the tangent in the transition region from the glass region to the rubber region was determined, and the temperature at this intersection was taken as the glass transition temperature.
3. Chemical resistance test of fiber reinforced composite material After dropping a few drops of methyl ethyl ketone, ethanol, toluene, and methylene chloride on the surface of the fiber reinforced composite material using a pipette, wipe with a cloth, before dropping the solvent, and after dropping. The state of the surface of was observed. When the solvent resistance is inferior, when the cloth is wiped off with a cloth, the resin component tends to spread to the surroundings. Therefore, whether the solvent resistance is good or not is determined based on whether such a tendency is observed.
(Comparative Example 1)
A fiber reinforced composite material was molded using only a reinforcing fiber base and a liquid thermosetting resin without using a thermosetting resin sheet, and various measurements were performed. First, carbon fiber fabrics CO6343B and 4ply cut so that each side is a square with a side of 300 mm parallel to either warp or weft are laminated on a mold maintained at 100 ° C., and then a peel ply and a resin distribution medium A certain nylon net was laminated. Next, bagging was performed using a nylon film and the pressure was reduced to [atmospheric pressure-0.1] (MPa) using a vacuum pump, and then a liquid thermosetting resin was injected. The injection was completed 5 minutes after the start of injection, and demolding was started 25 minutes after the start of injection to obtain a fiber-reinforced composite material. During molding, the mold temperature was kept at 100 ° C. The time (molding time) from the start of setting of the carbon fiber fabric to the mold until the completion of the demolding was 40 minutes, which was a sufficiently short time.

繊維強化複合材料の表面粗さは1.6μmであり、平滑とは言えないことがわかった。
(実施例1)
熱硬化性樹脂シートを用い、繊維強化複合材料を成形し、各種測定を行った。まず、100℃に保持した型に1辺300mmの正方形の熱硬化性樹脂シートをセットした。その後、比較例1と同様の手順で繊維強化複合材料を得た。ただし、熱硬化性樹脂シートをセットした後、10分後に注入を開始した。100℃10分硬化後の熱硬化性樹脂シートのTgは25℃であり、Tm(MAX)ー30=70(℃)を下回った。また、熱硬化性樹脂シートの型へのセットを開始してから脱型が終了するまでの時間(成形時間)は52分であり、十分に短時間であった。
It was found that the surface roughness of the fiber reinforced composite material was 1.6 μm, which was not smooth.
Example 1
Using a thermosetting resin sheet, a fiber reinforced composite material was molded, and various measurements were performed. First, a square thermosetting resin sheet having a side of 300 mm was set in a mold maintained at 100 ° C. Thereafter, a fiber-reinforced composite material was obtained in the same procedure as in Comparative Example 1. However, injection was started 10 minutes after setting the thermosetting resin sheet. The Tg of the thermosetting resin sheet after curing at 100 ° C. for 10 minutes was 25 ° C., which was lower than Tm (MAX) −30 = 70 (° C.). In addition, the time (molding time) from the start of setting of the thermosetting resin sheet to the mold until the completion of demolding was 52 minutes, which was a sufficiently short time.

繊維強化複合材料の耐溶剤性試験の結果はいずれも良好であった。また、繊維強化複合材料の表面粗さは0.80μmであり、十分に平滑であった。
(実施例2)
熱硬化性樹脂シートを用い、繊維強化複合材料を成形し、各種測定を行った。まず、100℃に保持した型に1辺300mmの正方形の熱硬化性樹脂シートをセットした。その後、比較例1と同様の手順で繊維強化複合材料を得た。ただし、熱硬化性樹脂シートをセットした後、40分後に注入を開始した。100℃40分硬化後の熱硬化性樹脂シートのTgは82℃であり、Tm(MAX)ー30=70(℃)を上回った。また、熱硬化性樹脂シートの型へのセットを開始してから脱型が終了するまでの時間(成形時間)は72分であり、十分に短時間であった。
The results of the solvent resistance test of the fiber reinforced composite material were all good. Further, the surface roughness of the fiber reinforced composite material was 0.80 μm and was sufficiently smooth.
(Example 2)
Using a thermosetting resin sheet, a fiber reinforced composite material was molded, and various measurements were performed. First, a square thermosetting resin sheet having a side of 300 mm was set in a mold maintained at 100 ° C. Thereafter, a fiber-reinforced composite material was obtained in the same procedure as in Comparative Example 1. However, injection was started 40 minutes after setting the thermosetting resin sheet. The Tg of the thermosetting resin sheet after curing at 100 ° C. for 40 minutes was 82 ° C., which exceeded Tm (MAX) −30 = 70 (° C.). Moreover, the time (molding time) from the start of setting of the thermosetting resin sheet to the mold until the completion of demolding was 72 minutes, which was a sufficiently short time.

繊維強化複合材料の耐溶剤性試験の結果はいずれも良好であった。また、繊維強化複合材料の表面粗さは0.64μmであり、十分に平滑であった。
(実施例3)
熱硬化性樹脂シートを用い、繊維強化複合材料を成形し、各種測定を行った。まず、1辺300mmの正方形の熱硬化性樹脂シートと、各辺が経糸、緯糸のいずれかと平行な1辺300mmの正方形になるようにカットした炭素繊維織物CO6343B、4plyを予め積層し、予備積層体を作製した。次に、100℃に保持した型に、型面に熱硬化性樹脂シートが接するように予備積層体をセットした、その後、比較例1と同様の手順で繊維強化複合材料を得た。ただし、予備積層体をセットした後、40分後に注入を開始した。100℃40分硬化後の熱硬化性樹脂シートのTgは82℃であり、Tm(MAX)ー30=70(℃)を上回った。また、予備積層体の型へのセットを開始してから脱型が終了するまでの時間(成形時間)は67分であり、十分に短時間であった。
The results of the solvent resistance test of the fiber reinforced composite material were all good. Further, the surface roughness of the fiber reinforced composite material was 0.64 μm and was sufficiently smooth.
(Example 3)
Using a thermosetting resin sheet, a fiber reinforced composite material was molded, and various measurements were performed. First, a 300 mm square thermosetting resin sheet and carbon fiber fabric CO6343B, 4ply cut so that each side becomes a 300 mm square parallel to either warp or weft, are pre-laminated. The body was made. Next, a pre-laminated body was set in a mold maintained at 100 ° C. so that the thermosetting resin sheet was in contact with the mold surface, and then a fiber-reinforced composite material was obtained in the same procedure as in Comparative Example 1. However, injection was started 40 minutes after setting the preliminary laminate. The Tg of the thermosetting resin sheet after curing at 100 ° C. for 40 minutes was 82 ° C., which exceeded Tm (MAX) −30 = 70 (° C.). Further, the time (molding time) from the start of setting of the pre-laminated body to the mold until the completion of demolding was 67 minutes, which was a sufficiently short time.

繊維強化複合材料の耐溶剤性試験の結果はいずれも良好であった。また、繊維強化複合材料の表面粗さは0.66μmであり、十分に平滑であった。   The results of the solvent resistance test of the fiber reinforced composite material were all good. Further, the surface roughness of the fiber reinforced composite material was 0.66 μm and was sufficiently smooth.

(比較例2)60℃に保持した型に、ゲルコート NRーAC0001Pを350μmの厚みに一様に塗布した後、60分間放置し、ゲルコートを硬化させた。ゲルコートの塗布には10分を要した。型温を100℃まで20分かけて昇温した後、比較例1と同様の手順で繊維強化複合材料を得た。ゲルコートの型への塗布を開始してから脱型が終了するまでの時間(成形時間)は115分であり、短時間とは言えなかった。   Comparative Example 2 Gelcoat NR-AC0001P was uniformly applied to a thickness of 350 μm on a mold maintained at 60 ° C., and then allowed to stand for 60 minutes to cure the gelcoat. It took 10 minutes to apply the gel coat. After the mold temperature was raised to 100 ° C. over 20 minutes, a fiber-reinforced composite material was obtained in the same procedure as in Comparative Example 1. The time (molding time) from the start of application of the gel coat to the mold until the completion of demolding was 115 minutes, which was not a short time.

繊維強化複合材料の表面粗さは1.20μmであり、比較的平滑であった。   The surface roughness of the fiber reinforced composite material was 1.20 μm and was relatively smooth.

Figure 2006111737
Figure 2006111737

本発明の製造方法により、平滑であり、耐熱性、耐溶剤性が優れる表面を有する繊維強化複合材料が短時間で成形可能であり、ユーザーが直接目にすることが多く意匠性が求められる自動車外板などの外板部材の製造に好適に用いることができる。 By the production method of the present invention, a fiber reinforced composite material having a smooth, heat-resistant, and solvent-resistant surface can be molded in a short time, and automobiles that are often seen directly by the user and require designability It can use suitably for manufacture of outer plate members, such as an outer plate.

表面粗さを算出する際に用いる、接触式の表面粗さ計による表面凹凸のプロファイルである。It is a profile of the surface unevenness | corrugation by a contact-type surface roughness meter used when calculating surface roughness.

Claims (15)

次の構成要素[A]、[B]をセットした型内に構成要素[C]を注入し、構成要素[A]に含浸、硬化させた後、成形品を脱型することを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
[A]強化繊維基材
[B]熱硬化性樹脂シート
[C]液状の熱硬化性樹脂組成物
The component [C] is injected into a mold in which the following components [A] and [B] are set, and after impregnating and curing the component [A], the molded product is demolded. A method for producing a fiber-reinforced composite material.
[A] Reinforcing fiber substrate [B] Thermosetting resin sheet [C] Liquid thermosetting resin composition
構成要素[B]が、厚みが50〜800μmの範囲内である請求項1記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein the component [B] has a thickness in the range of 50 to 800 µm. 構成要素[B]が、エポキシ樹脂を含む請求項1または2のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The manufacturing method of the fiber reinforced composite material in any one of Claim 1 or 2 in which component [B] contains an epoxy resin. 構成要素[B]が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、あるいは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を含む請求項3記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The manufacturing method of the fiber reinforced composite material of Claim 3 in which a component [B] contains a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin. 構成要素[B]が、熱可塑性樹脂を含む請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The manufacturing method of the fiber reinforced composite material in any one of Claims 1-4 in which structural element [B] contains a thermoplastic resin. 構成要素[B]が、織物、編み物、および、不織布からなる群より選ばれる少なくとも1種からなる担持体を含む請求項1〜5のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The manufacturing method of the fiber reinforced composite material in any one of Claims 1-5 in which component [B] contains the support body which consists of at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a textile fabric, a knitted fabric, and a nonwoven fabric. 構成要素[A]が炭素繊維を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 Component [A] contains carbon fiber, The manufacturing method of the fiber reinforced composite material in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 構成要素[C]がエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 Component [C] contains an epoxy resin, The manufacturing method of the fiber reinforced composite material in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 型内に構成要素[A]、[B]をセットする前に、構成要素[A]の少なくとも片面に構成要素[B]を積層した予備積層体を作製する請求項1〜8のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 Before setting component [A], [B] in a type | mold, the preliminary | backup laminated body which laminated | stacked component [B] on the at least single side | surface of component [A] is produced in any one of Claims 1-8. The manufacturing method of the fiber reinforced composite material of description. 型内に構成要素[B]をセットした後、構成要素[A]をセットする請求項1〜8のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced composite material according to any one of claims 1 to 8, wherein the constituent element [A] is set after the constituent element [B] is set in the mold. 構成要素[B]を型にセットした後30分以内に、構成要素[C]の型内への注入を開始する請求項1〜10のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced composite material according to any one of claims 1 to 10, wherein the injection of the component [C] into the mold is started within 30 minutes after the component [B] is set in the mold. 構成要素[B]を型にセットした後、構成要素[B]のガラス転移温度(Tg)が下記条件(1)を満たす状態で、構成要素[C]の型内への注入を開始する請求項1〜11のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
Tg≧Tm(MAX)―30 ・・・(1)
Tg :構成要素[B]のガラス転移温度(℃)
Tm(MAX):型温の最高値(℃)
After setting the component [B] in the mold, the injection of the component [C] into the mold is started in a state where the glass transition temperature (Tg) of the component [B] satisfies the following condition (1) Item 12. A method for producing a fiber-reinforced composite material according to any one of Items 1 to 11.
Tg ≧ Tm (MAX) -30 (1)
Tg: Glass transition temperature (° C.) of component [B]
Tm (MAX): Maximum mold temperature (° C)
構成要素[A]、[B]の型へのセットを開始してから成形品の脱型を完了するまでの全工程にわたって、60〜180℃の範囲に含まれる特定温度Tmに対し、Tm±10℃に型温を保持する請求項1〜12のいずれかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。 Tm ± with respect to a specific temperature Tm included in the range of 60 to 180 ° C. throughout the entire process from the start of setting of the components [A] and [B] to the completion of demolding of the molded product. The method for producing a fiber-reinforced composite material according to any one of claims 1 to 12, wherein the mold temperature is maintained at 10 ° C. 下記条件(2)〜(4)を満たす請求項13記載の繊維強化複合材料の製造方法。
ti≧10 ・・・(2)
tm≦60 ・・・(3)
1<tm/ti≦6.0 ・・・(4)
ti:注入開始から注入終了までの時間(分)
tm:注入開始から成形品の脱型開始までの時間(分)
The manufacturing method of the fiber reinforced composite material of Claim 13 which satisfy | fills the following conditions (2)-(4).
ti ≧ 10 (2)
tm ≦ 60 (3)
1 <tm / ti ≦ 6.0 (4)
ti: Time from the start of injection to the end of injection (minutes)
tm: Time from the start of injection to the start of demolding the molded product (minutes)
請求1〜14のいずれかに記載の方法を用いて製造された繊維強化複合材料。 The fiber reinforced composite material manufactured using the method in any one of Claims 1-14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109401204A (en) * 2018-10-31 2019-03-01 湖北工业大学 A kind of rub resistance flexible-epoxy root-resistant puncturing water-proof composite material
WO2022113976A1 (en) * 2020-11-27 2022-06-02 東レ株式会社 Prepreg and method for producing prepreg

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