JP2006188597A - Method for producing fiber-reinforced plastic - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化プラスチックの製造方法に関し、特に、繊維強化プラスチックを構成する繊維強化樹脂シート(プリプレグ)原反が巻取り式などの長尺形状で提供される場合に、この原反を複数積層して形成される繊維強化プラスチックの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber reinforced plastic, and in particular, when a fiber reinforced resin sheet (prepreg) raw material constituting the fiber reinforced plastic is provided in a long shape such as a winding type, a plurality of the raw materials are used. The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic formed by lamination.
繊維強化プラスチックは、エポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂などをマトリックス(母材)として、炭素繊維、ガラス繊維などの各種繊維で強化した材料である。この繊維強化プラスチックは、比強度、比剛性が高いため、軽量かつ高強度が要求される自動車部品、航空機部品、電気機器部品などに幅広く使用されている。 The fiber reinforced plastic is a material reinforced with various fibers such as carbon fiber and glass fiber using an epoxy resin, polycarbonate resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, polypropylene resin or the like as a matrix (base material). Since this fiber reinforced plastic has high specific strength and specific rigidity, it is widely used for automobile parts, aircraft parts, electrical equipment parts and the like that are required to be lightweight and have high strength.
繊維強化プラスチックの製造方法としては、例えば、ガラスクロスなどの補強材に熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を均等に含浸させ、乾燥させた繊維強化樹脂シート(プリプレグ)を製作し、これを複数積層した後に、加圧加熱して所要の形状に一体化する積層成形法が知られている。 As a method for producing fiber reinforced plastic, for example, a reinforcing material such as glass cloth is uniformly impregnated with a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and a dried fiber reinforced resin sheet (prepreg) is manufactured, and a plurality of these are laminated. After that, a lamination molding method is known in which it is heated under pressure and integrated into a required shape.
このような繊維強化プラスチックでは、補強材として連続繊維を用いた場合、連続繊維の長手方向での強度、靱性が高いため、より高強度、軽量化が要求される部材に用いられる。その一方、連続繊維の長手方向と直交する方向では、強度、靱性が低く、機械的特性に異方性を有すると言える。このような異方性を緩和するために、繊維方向の異なる3枚以上の繊維強化樹脂シートを、仮想中心面を挟んで対称配置となる組合せで積層させたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In such a fiber reinforced plastic, when continuous fibers are used as a reinforcing material, the strength and toughness in the longitudinal direction of the continuous fibers are high, so that they are used for members that require higher strength and light weight. On the other hand, in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the continuous fiber, it can be said that the strength and toughness are low and the mechanical properties are anisotropic. In order to alleviate such anisotropy, a laminate in which three or more fiber reinforced resin sheets having different fiber directions are laminated in a symmetrical arrangement across a virtual center plane is known (for example, (See Patent Document 1).
また、繊維強化樹脂シートの積層を確実かつ容易に行うために、熱間ローラや冷間ローラを用い、繊維方向にかかわらず、複数のシートを一括的に積層するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in order to reliably and easily laminate fiber reinforced resin sheets, a hot roller or a cold roller is used, and a plurality of sheets are laminated together regardless of the fiber direction (for example, , See Patent Document 2).
ところで、特許文献3などにも記載されるように、現在商品として提供される繊維強化樹脂シート原反は、長手方向と繊維方向とが一致した長尺の一方向プリプレグと呼ばれるものである。また、繊維方向が互いに交差したクロスプリプレグと呼ばれるものもある。即ち、繊維方向角度が0°に限定されており、例えば繊維方向が長尺方向(長手方向)に対して45°に配向した原反商品は存在しない。よって、これが必要なときは、一方向プリプレグ原反を、希望の繊維方向角度の小片に切断し、この繊維方向角度の配向に揃えて再配列させながら、小片同士を互いに貼り合せる作業が必要となる。
By the way, as described in
特許文献3に示す装置は、この作業を自動化するものであるが、小片同士を接着で連続的に継合し、長尺連続繊維として再現しているため、長手方向に作用する力には弱い、という問題が残る。
本発明は、上記問題点に鑑み、プリプレグ原反を使用し、任意の希望角度を繊維方向とした長尺の繊維強化樹脂シートを製作する際に、シート全体で強度を確保し、このようなシートで繊維強化プラスチックを製造する方法を提供することを課題としている。 In view of the above problems, the present invention ensures the strength of the entire sheet when using a prepreg raw fabric and manufacturing a long fiber reinforced resin sheet with an arbitrary desired angle in the fiber direction. An object of the present invention is to provide a method for producing a fiber-reinforced plastic using a sheet.
上記課題を解決するため、本発明は、樹脂を含浸させた一方向性連続繊維を含む繊維強化樹脂シートを複数積層し、互いに隣接して積層する前記シートのそれぞれの繊維方向が交差する構造を含む繊維強化プラスチックを製造するに際して、繊維強化樹脂シート原反として、長手方向と繊維方向とが一致する長尺の連続繊維を使用し、この長尺連続繊維の幅と略同一の長さを切断間隔として、繊維方向に対して所定の角度に、原反を切断する第1工程と、切断した原反から成る原反小片を、それぞれ繊維方向を揃えると共に切断間隔を長尺幅に合致させた状態で、繊維方向の異なる長尺連続繊維上に、連続して載置する第2工程と、連続載置した原反小片から成る長尺体を、下地の長尺連続繊維とともに、温度制御し加圧する第3工程とを順次行うものとした。 In order to solve the above problems, the present invention has a structure in which a plurality of fiber reinforced resin sheets including unidirectional continuous fibers impregnated with a resin are laminated, and the respective fiber directions of the sheets laminated adjacent to each other intersect. When manufacturing fiber reinforced plastics, use long continuous fibers with the same length and fiber direction as the fiber reinforced resin sheet, and cut the length approximately the same as the width of the long continuous fibers. As the interval, the first step of cutting the original fabric at a predetermined angle with respect to the fiber direction and the original raw piece made of the cut original fabric are aligned in the fiber direction and the cutting interval is made to match the long width. In this state, temperature control is performed on the long body composed of the second continuous step and the continuously placed raw small piece on the continuous continuous fiber having different fiber directions together with the continuous long continuous fiber. The third step to pressurize in order It was assumed to be performed.
これによれば、長手方向と繊維方向とが一致する長尺の連続繊維、即ち、一方向プリプレグを共通の原反として使用し、以下工程が行われる。
第1工程:長尺連続繊維の幅と略同一長さの切断間隔で、繊維方向に対して所定の角度に
原反を切断することにより、繊維方向角度0°以外の繊維方向に揃った多数の
原反小片が作製される。
第2工程:各原反小片の繊維方向を揃えると共に切断間隔を長尺幅に合致させた状態で、
直下に隣接させた、繊維方向の異なる長尺連続繊維上に、各原反小片を継ぎ合
わせて連続的に載置することにより、原反小片の集合体が、同一の繊維方向を
有する長尺体形状となる。ただし、この時点では、各原反小片は継ぎ合わせで
互いに当接するのみであり、別体構成のままである。
第3工程:各原反小片で構成される長尺体を、下地の長尺連続繊維とともに温度制御し加 圧することにより、原反小片の当接部分が圧着され、長手方向に連続的に一体
化した状態となり、下地繊維シートとの積層が完成する。なお、本工程は、隣
接する下地シートとの積層のみに着目した内容としたが、長尺体全体を載置す
る長尺基体及び基体上の積層シートすべてを温度制御し加圧するものも含まれ
る。また、長尺基体としては、一方向プリプレグ原反をそのまま使用するのが
一般的である。
According to this, long continuous fibers in which the longitudinal direction coincides with the fiber direction, that is, a unidirectional prepreg is used as a common raw fabric, and the following steps are performed.
First step: At a predetermined angle with respect to the fiber direction at a cutting interval of substantially the same length as the width of the long continuous fiber
By cutting the raw fabric, a large number of fibers aligned in the fiber direction other than the fiber direction angle of 0 °
A raw piece is produced.
Second step: While aligning the fiber direction of each raw fabric piece and matching the cutting interval with the long width,
Each piece of raw fabric is spliced on a continuous continuous fiber with different fiber directions adjacent to each other.
By placing them continuously, the aggregate of the raw fabric pieces has the same fiber direction.
It has a long body shape. At this point, however,
They only abut against each other and remain in a separate configuration.
Third step: A long body composed of each piece of raw fabric is temperature-controlled and pressed together with the continuous long continuous fiber, so that the contact portion of the piece of raw fabric is crimped and integrated continuously in the longitudinal direction.
In this state, lamination with the base fiber sheet is completed. In addition, this process is next
The content focuses only on the lamination with the base sheet that comes into contact, but the entire long body is placed.
Also included are long substrates and laminated sheets on the substrate that are temperature controlled and pressurized.
The In addition, as a long base, it is possible to use a unidirectional prepreg original as it is.
It is common.
さらに、繊維強化樹脂シートが複数である場合には、隣接すべき一対のシートにおいて第1工程の切断角度を相違させたうえで、第1乃至第3工程を、各シートごとの工程サイクルとして繰り返す。これにより、互いに隣接して積層する繊維強化樹脂シートのそれぞれの繊維方向が交差し、さらに、各シートにおいて幅方向長さに過不足なく精度良く揃った状態で、複数の繊維強化樹脂シートの積層構造が完成される。 Furthermore, when there are a plurality of fiber reinforced resin sheets, the first to third steps are repeated as a process cycle for each sheet after making the cutting angle of the first step different between a pair of adjacent sheets. . As a result, the fiber directions of the fiber reinforced resin sheets laminated adjacent to each other cross each other, and further, a plurality of fiber reinforced resin sheets are laminated in a state where each sheet is accurately aligned with a sufficient length in the width direction. The structure is completed.
なお、繊維強化樹脂シートに用いる樹脂は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれの種類も用いられるが、熱硬化性樹脂を含浸させたシートを用いる場合、通常は、室温環境で粘着性を有する。この種の原反を用いる場合、第1工程における原反切断や第2工程の原反小片の連続載置の作業時に、小片同士が接触すると、その接触箇所で互いに接着することになり、切断や載置作業を妨げるおそれがある。 The resin used for the fiber reinforced resin sheet may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin. However, when a sheet impregnated with a thermosetting resin is used, it usually has an adhesive property at room temperature. Have. When using this type of original fabric, when the original pieces are cut in the first step or when the original pieces are continuously placed in the second step, if the pieces come into contact with each other, they will adhere to each other at the contact point. And there is a risk of hindering the placement work.
そこで、熱硬化性樹脂を用いる場合には、上記した第2工程以前に、原反または原反小片を冷却する冷却工程を加え、粘着性のない状態で原反あるいは原反小片を扱えるようにすると作業能率が向上する。 Therefore, when a thermosetting resin is used, a cooling step for cooling the original fabric or the original web piece is added before the above-described second step so that the original fabric or the original web piece can be handled without stickiness. Then, work efficiency improves.
本発明によれば、一方向プリプレグを共通の原反材料とし、第1工程において、繊維方向角度0°以外の繊維方向に揃った多数の原反小片を作製し、第2工程において、原反小片の集合体が同一繊維方向を有する長尺体を形成し、第3工程において、原反小片同士の当接部分が圧着され、長手方向に連続的に一体化して、下地繊維シートとの積層が完成する。そして、隣接すべき一対のシートにおいて第1工程の切断角度を相違させたうえで、第1乃至第3工程を各シートごとの工程サイクルとして繰り返す。 According to the present invention, a unidirectional prepreg is used as a common raw material, and in the first step, a large number of raw fabric pieces aligned in the fiber direction other than the fiber direction angle of 0 ° are produced. The assembly of small pieces forms a long body having the same fiber direction, and in the third step, the contact portions of the raw small pieces are pressure-bonded and continuously integrated in the longitudinal direction, and laminated with the underlying fiber sheet. Is completed. And after making the cutting angle of a 1st process different in a pair of sheet | seat which should be adjacent, a 1st thru | or 3rd process is repeated as a process cycle for every sheet | seat.
これにより、互いに隣接して積層する繊維強化樹脂シートのそれぞれの繊維方向が交差する構造を含み、さらに、各シートにおいて幅方向長さに過不足なく精度良く揃った状態で、複数の繊維強化樹脂シートの積層構造が完成する。 This includes a structure in which the fiber directions of the fiber reinforced resin sheets laminated adjacent to each other cross each other, and in addition, the plurality of fiber reinforced resins in a state where each sheet is accurately aligned in the width direction length. A laminated structure of sheets is completed.
上記したように、本発明による繊維強化プラスチックの製造方法は、樹脂を含浸させた連続繊維から成る一方向性プリプレグ原反に対して、これを切断する第1工程と、繊維方向を揃えた原反小片を連続して載置する第2工程と、連続載置した原反小片による長尺体を温度制御し加圧する第3工程とで構成される。そして、図1により第1工程を示し、図2により第2工程を示し、図3により第3工程を示し、また、図4は第1乃至第3工程を経て得られる繊維強化プラスチックの完成図を示す。 As described above, the method for producing a fiber-reinforced plastic according to the present invention includes a first step of cutting a unidirectional prepreg raw material composed of continuous fibers impregnated with a resin, and a raw material in which the fiber directions are aligned. It comprises a second step of continuously placing the anti-small pieces and a third step of controlling and pressurizing the long body of the continuously placed original small pieces. 1 shows the first step, FIG. 2 shows the second step, FIG. 3 shows the third step, and FIG. 4 is a completed drawing of the fiber reinforced plastic obtained through the first to third steps. Indicates.
図1の各図を用いて本発明方法の第1工程を説明する。図1(a-1)では、繊維方向1と長手方向2とが一致した、長尺幅Wの一方向性プリプレグ原反3を用い、これを繊維方向1に対して135°(-45°)の角度で切断する。このときの切断間隔を長尺幅Wと略同一にする。この切断作業を連続して行うことにより、図1(a-2)に示すように繊維方向角度-45°及び高さWに揃った同形のプリプレグ原反小片4が複数個得られる。
The first step of the method of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1 (a-1), a unidirectional prepreg
同様に、図1(b-1)及び(b-2)では、繊維方向角度45°及び高さWに揃ったプリプレグ原反小片5が得られ、図1(c-1)及び(c-2)では、繊維方向角度90°及び高さWに揃ったプリプレグ原反小片6が得られる。
Similarly, in FIGS. 1 (b-1) and (b-2), a prepreg
次の第2工程においては、このようにして得られたプリプレグ原反小片4、5、6を、繊維方向で類別した種類ごとに、長尺基体たるプリプレグ原反3上に載置する。即ち、図2に示すように繊維方向角度135°(-45°)の原反小片4の高さWを、直下のプリプレグ原反3の幅Wに合致させた状態で、原反3上に載置する。このとき、原反小片4の高さWとプリプレグ原反3の幅Wとが確実に合致するように、プリプレグ原反3の両側線に沿って、両側線間距離を長さWに規制するガイド7、7が設置されている。即ち、原反小片4を載置する位置は、ガイド7、7間である。
In the next second step, the prepreg
なお、基体たるプリプレグ原反3は、紙面右方向の長手方向に連続して繰り出されており、プリプレグ原反3上に載置された原反小片4は、原反3の繰り出しに伴って同じ方向に移動する。そして、ガイド7、7位置に対して原反小片4が1個分移動した時点において、繊維方向を揃えた状態で次の原反小片4をプリプレグ原反3上に載置する。これにより、原反小片4、4が両者間で隙間を生じずに継ぎ合わされる。この載置作業を連続して行うことで、原反小片4、4、4・・・の集合体が繊維方向の揃った長尺体を形成する。
In addition, the prepreg
また、これと同様の載置作業を、原反小片5及び6においても行う。即ち、ガイド8、8位置において、原反小片4が載置されたプリプレグ原反3上に、繊維方向角度45°の原反小片5、5、5・・・を、繊維方向が揃った状態で連続して載置し、また、原反小片4及び5が載置されたプリプレグ原反3上に、繊維方向角度90°の原反小片6、6、6・・・を、繊維方向が揃った状態で連続して載置する。これらの載置作業を各原反小片4、5、6ごとに並行して行うことにより、互いに隣接するプリプレグ原反3、4、5、6の繊維方向が交差した状態で、4種類の繊維方向の長尺体から成る4層積層体が得られる。ただし、この段階では、原反小片4、5、6は継ぎ合わせで互いに当接するのみであり、別体構成のままである。
In addition, the same placement operation is performed on the
そこで、第3工程では、この4層積層体に対して温度制御し加圧を行うことで、原反小片4、5、6を圧着し、長手方向に連続する一体構成とする。図3は、第3工程を行うための装置の概略図である。この装置には、巻物原反3´から搬送ローラ10により繰り出されたプリプレグ原反3を挟むガイド7、8、9と、原反3を架設する加圧ローラ11、12、13とが設けられている。また、ガイド7、8、9付近の原反小片4、5、6の載置位置の前後に、冷却機構14及び加熱機構15が設置されている。
Therefore, in the third step, the four-layer laminate is subjected to temperature control and pressurization, whereby the
この冷却機構14は、冷風送風装置や冷蔵庫などを転用しても良く、プリプレグ原反3の含浸樹脂が熱硬化性樹脂である場合の粘着性を低減させるものである。つまり、作業前に原反小片4の粘着性を減じ、作業能率を向上させる目的で設置される。一方、加熱機構15は、ハロゲンヒータや赤外線ヒータなどで良く、これにより、原反小片4及びこれを載置したプリプレグ原反3とを加熱する。
The
そして、図3(a)に示すように、搬送ローラ10によりプリプレグ原反3を連続的に繰り出しつつ、ガイド7付近位置で原反小片4を連続して載置し(第2工程参照)、プリプレグ原反3上に原反小片4を隙間無く載置する。そして、このままの状態で、原反小片4、4、4・・・を載置したプリプレグ原反3を加圧ローラ11で加圧する。この際、原反小片4、4、4・・・の継ぎ合せ部分が圧着され、長手方向に連続的に一体化した長尺連続繊維4´に改質される。そして、加圧ローラ11以降で、互いに繊維方向が相違する長尺連続繊維4´とプリプレグ原反3との積層が完成する。
Then, as shown in FIG. 3A, while the prepreg
図3(a)は、搬送ローラ10により繰り出され、プリプレグ原反3に載置された長尺連続繊維4´がガイド8付近に到達した状態が示されている。次の図3(b)は、この状態のガイド8付近位置で、さらに長尺連続繊維4´上に、原反小片5を連続して載置し(第2工程参照)、プリプレグ原反3及び長尺連続繊維4´上に原反小片5を隙間無く載置する作業を行う状態を示す。原反小片5の載置の前後に、冷却機構16及び加熱機構17が設置される目的は、ガイド7付近における冷却機構14及び加熱機構15と同様である。
FIG. 3A shows a state in which the long
そして、図3(c)に示すように、このままの状態で、原反小片5、5、5・・・を載置したプリプレグ原反3を加圧ローラ12で加圧する。この際、原反小片5、5、5・・・の継ぎ合せ部分が圧着され、長手方向に連続的に一体化した長尺連続繊維5´に改質されるのも上記と同様である。そして、加圧ローラ12以降で、互いに繊維方向が相違する長尺連続繊維4´と長尺連続繊維5´との積層が完成する。
Then, as shown in FIG. 3C, in this state, the prepreg
図3(c)は、搬送ローラ10により繰り出され、プリプレグ原反3に載置された長尺連続繊維5´がガイド9付近に到達した状態が示されている。次の図3(d)は、この状態のガイド9付近位置で、さらに長尺連続繊維5´上に、原反小片6を連続して載置し(第2工程参照)、プリプレグ原反3、長尺連続繊維4´及び長尺連続繊維5´上に原反小片6を隙間無く載置する作業を行う状態を示す。原反小片6の載置の前後に、冷却機構18及び加熱機構19が設置される目的は、ガイド7付近における冷却機構14及び加熱機構15などと同様である。
FIG. 3C shows a state in which the long
そして、図3(c)に示すように、このままの状態で、原反小片6、6、6・・・を載置したプリプレグ原反3を加圧ローラ13で加圧する。この際、原反小片6、6、6・・・の継ぎ合せ部分が圧着され、長手方向に連続的に一体化した長尺連続繊維6´に改質されるのも上記と同様である。そして、加圧ローラ13以降で、互いに繊維方向が相違する長尺連続繊維5´と長尺連続繊維6´との積層が完成する。
Then, as shown in FIG. 3C, the prepreg
図3(d)では、原反小片4、5、6をそれぞれガイド7、8、9付近で連続して載置する第2工程と、原反小片集合体をそれぞれ加熱機構15、17、19及び加圧ローラ11、12、13を用いて加熱、加圧する第3工程とを並行して行う様子が示される。そして、これら工程を経ることにより、図4に示すように、プリプレグシート3、4´、5´、6´中で互いに隣接して積層するものそれぞれの繊維方向が交差し、さらに、シート3、4´、5´、6´において幅方向長さWに過不足なく精度良く揃った状態で、繊維強化プラスチックを構成する積層構造が完成する。
In FIG.3 (d), the 2nd process which mounts the
ところで、上記では含浸樹脂に熱硬化性樹脂を用い、図3に示す装置に対して、冷却機構14、16、18を設置することにより、室温環境下での粘着性対策を行ったが、熱可塑性樹脂を用いる場合は冷却機構を不要とすることもできる。熱硬化性樹脂の場合と異なり、熱可塑性樹脂は室温下で取り扱いが容易で作業性に問題がないため、冷却機構を除去した簡便な装置(例えば図5参照。)を用いることにより、上記と同様に繊維強化プラスチックの積層構造が完成される。
By the way, in the above, a thermosetting resin is used as the impregnating resin, and the
なお、図3及び図5の装置において、原反小片4、5、6をそれぞれ載置した後に、加熱及び加圧の第3工程を行う構成としているが、原反小片4、5、6の続載置を先に完了させ、その後、これらを載置したプリプレグ原反3ごと加熱及び加圧を行う簡便法を用いても同様の積層構造が得られる。各々の加圧ローラに加熱機構を設けるようにしても良い。尚、原反小片4、5、6の繊維方向角度、載置順番はこの限りではなく、必要に応じて変えてもよい。
3 and 5, the third process of heating and pressurization is performed after each of the
図3に示す装置により、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂のいずれかの熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ原反3を用い、繊維方向角度0°(プリプレグ原反3)、-45°(原反小片4)、45°(原反小片5)、90°(原反小片6)による4層積層体を製作した。このとき、冷却機構14、16、18には、冷風送風装置や冷蔵庫を用い、約10℃(熱硬化性樹脂が粘着性を示さない温度に相当)にて冷却を行った。また、加熱機構15、17、19には、ハロゲンヒータや赤外線ヒータ等を用い、約45℃から50℃(熱硬化性樹脂が粘着性を示す温度以上硬化温度以下に相当)にて加熱を行った。また、加圧ローラ11、12、13には、1MPa以下程度の圧力負荷を印加した。この結果、図4に示すように、互いに隣接して積層するプリプレグシートのそれぞれの繊維方向が交差し、さらに、各シートにおいて幅方向長さに過不足なく精度良く揃った状態の積層構造が得られた。
Using the prepreg
図3に示す装置により、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグ原反3を用い、繊維方向角度0°(プリプレグ原反3)、-45°(原反小片4)、45°(原反小片5)、90°(原反小片6)による4層積層体を製作した。このとき、冷却機構14、16、18には、冷風送風装置や冷蔵庫を用い、約100℃(熱可塑性樹脂の溶融温度以下に相当)にて冷却を行った。また、加熱機構15、17、19には、ハロゲンヒータや赤外線ヒータを用い、約150℃から220℃(熱可塑性樹脂の溶融温度以上に相当)にて加熱を行った。また、加圧ローラ11、12、13には、1MPa以下程度の圧力負荷を印加した。この結果、図4に示すように、互いに隣接して積層するプリプレグシートのそれぞれの繊維方向が交差し、さらに、各シートにおいて幅方向長さに過不足なく精度良く揃った状態の積層構造が得られた。
By using the prepreg
本発明は、一方向性プリプレグ原反を用いた繊維強化プラスチックの製造に活用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for manufacture of the fiber reinforced plastic using a unidirectional prepreg original fabric.
1 繊維方向
2 長手方向(長尺方向)
3 プリプレグ原反
4 5 6 原反小片
11 12 13 加圧ローラ
14 16 18 冷却機構
15 17 19 加熱機構
W 長尺幅、切断間隔
1
3 Prepreg
Claims (1)
繊維強化樹脂シート原反として、長手方向と繊維方向とが一致する、長尺の連続繊維を使用するものにおいて、
該長尺連続繊維の幅と略同一の長さを切断間隔として、繊維方向に対して所定の角度に、前記原反を切断する第1工程と、
切断した原反から成る原反小片を、それぞれ繊維方向を揃えると共に切断間隔を長尺幅に合致させた状態で、繊維方向の異なる長尺連続繊維上に、連続して載置する第2工程と、
連続載置した原反小片から成る長尺体を、下地の長尺連続繊維とともに、温度制御し加圧する第3工程と、
を備えることを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。 A method for producing a fiber reinforced plastic comprising a structure in which a plurality of fiber reinforced resin sheets containing unidirectional continuous fibers impregnated with a resin are laminated, and the respective fiber directions of the sheets laminated adjacent to each other intersect. ,
As a fiber reinforced resin sheet raw fabric, in which the longitudinal direction and the fiber direction match, in which long continuous fibers are used,
A first step of cutting the raw fabric at a predetermined angle with respect to the fiber direction, with a length substantially the same as the width of the continuous continuous fiber as a cutting interval;
A second step of continuously placing the raw fabric pieces made of the cut raw fabric on the long continuous fibers having different fiber directions in a state where the fiber directions are aligned and the cutting intervals are matched to the long width. When,
A third step of controlling the temperature and pressurizing the long body composed of the continuously placed raw fabric pieces together with the continuous long continuous fibers;
A method for producing a fiber-reinforced plastic, comprising:
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006289619A (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Fukui Prefecture | Method and apparatus for manufacturing multi-axial multilayered reinforced sheet |
JP2009523083A (en) * | 2006-09-06 | 2009-06-18 | ポリストランド インコーポレイティッド | Composite laminate and its manufacturing method |
CN104119688A (en) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 安特普工程塑料(苏州)有限公司 | Long fiber-reinforced thermoplastic color master batch and preparation method thereof |
JP5737428B2 (en) * | 2012-10-23 | 2015-06-17 | 三菱レイヨン株式会社 | Fiber-reinforced composite material molded body and method for producing the same |
WO2015152331A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 株式会社Ihi | Pre-preg sheet lamination device |
WO2018088173A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 株式会社Ihi | Prepreg sheet manufacturing apparatus |
KR20180130343A (en) * | 2017-05-29 | 2018-12-07 | (주)엘지하우시스 | Equipment for manufacturing continuous fiber reinforced composite material |
KR20190031909A (en) * | 2017-09-19 | 2019-03-27 | (주)엘지하우시스 | Fiber reinforced plastic composite sheet, method for manufacturing the same and device for manufacturing the smae |
CN112339276A (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Fiber-reinforced thermoplastic prepreg sheet lamination forming production line device and process |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56162642A (en) * | 1980-05-21 | 1981-12-14 | Toray Industries | Two-layer preimpregnated sheet |
JPS6245629A (en) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Carbon fiber prepreg for rib structure |
JPH02153938A (en) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Toshiba Mach Co Ltd | Production of prepreg sheet having different fiber angle or laminator therefor |
JPH02501997A (en) * | 1987-08-03 | 1990-07-05 | アライド‐シグナル・インコーポレーテッド | Composite materials and articles using short fibers |
JPH07214714A (en) * | 1994-02-07 | 1995-08-15 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Laminated body and its manufacture of fibre-reinforced resin sheet |
JPH07227841A (en) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Production of continuous angular thermoplastic resin prepreg |
JPH0919964A (en) * | 1995-05-01 | 1997-01-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Manufacture of laminated sheet |
JPH1076622A (en) * | 1996-08-05 | 1998-03-24 | Boeing North American Inc | Method and apparatus for superposing second crossplied tape segment on first carrier tape |
WO1998044017A1 (en) * | 1997-03-27 | 1998-10-08 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Epoxy resin composition for frp, prepreg, and tubular molding produced therefrom |
JP2876244B2 (en) * | 1990-05-10 | 1999-03-31 | 東芝機械株式会社 | Arbitrary fiber prepreg manufacturing equipment |
-
2005
- 2005-01-06 JP JP2005001266A patent/JP2006188597A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56162642A (en) * | 1980-05-21 | 1981-12-14 | Toray Industries | Two-layer preimpregnated sheet |
JPS6245629A (en) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Carbon fiber prepreg for rib structure |
JPH02501997A (en) * | 1987-08-03 | 1990-07-05 | アライド‐シグナル・インコーポレーテッド | Composite materials and articles using short fibers |
JPH02153938A (en) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Toshiba Mach Co Ltd | Production of prepreg sheet having different fiber angle or laminator therefor |
JP2876244B2 (en) * | 1990-05-10 | 1999-03-31 | 東芝機械株式会社 | Arbitrary fiber prepreg manufacturing equipment |
JPH07214714A (en) * | 1994-02-07 | 1995-08-15 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Laminated body and its manufacture of fibre-reinforced resin sheet |
JPH07227841A (en) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Production of continuous angular thermoplastic resin prepreg |
JPH0919964A (en) * | 1995-05-01 | 1997-01-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Manufacture of laminated sheet |
JPH1076622A (en) * | 1996-08-05 | 1998-03-24 | Boeing North American Inc | Method and apparatus for superposing second crossplied tape segment on first carrier tape |
WO1998044017A1 (en) * | 1997-03-27 | 1998-10-08 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Epoxy resin composition for frp, prepreg, and tubular molding produced therefrom |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006289619A (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Fukui Prefecture | Method and apparatus for manufacturing multi-axial multilayered reinforced sheet |
US9593917B2 (en) | 2006-09-06 | 2017-03-14 | Polyone Corporation | Composite laminate and method of manufacture |
JP2009523083A (en) * | 2006-09-06 | 2009-06-18 | ポリストランド インコーポレイティッド | Composite laminate and its manufacturing method |
US8753733B2 (en) | 2006-09-06 | 2014-06-17 | Gordon Holdings, Inc. | Composite laminate and method of manufacture |
US10252505B2 (en) | 2006-09-06 | 2019-04-09 | Polyone Corporation | Method of manufacturing a composite laminate |
JP5737428B2 (en) * | 2012-10-23 | 2015-06-17 | 三菱レイヨン株式会社 | Fiber-reinforced composite material molded body and method for producing the same |
CN104119688A (en) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 安特普工程塑料(苏州)有限公司 | Long fiber-reinforced thermoplastic color master batch and preparation method thereof |
KR20180102699A (en) * | 2014-04-02 | 2018-09-17 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | Pre-preg sheet lamination device |
WO2015152331A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 株式会社Ihi | Pre-preg sheet lamination device |
TWI586510B (en) * | 2014-04-02 | 2017-06-11 | Ihi股份有限公司 | Laminating apparatus of prepreg sheet |
CN106029318B (en) * | 2014-04-02 | 2017-12-26 | 株式会社Ihi | Presoak sheet material stacked laminator |
KR101998539B1 (en) * | 2014-04-02 | 2019-07-09 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | Pre-preg sheet lamination device |
CN106029318A (en) * | 2014-04-02 | 2016-10-12 | 株式会社Ihi | Pre-preg sheet lamination device |
JPWO2015152331A1 (en) * | 2014-04-02 | 2017-04-13 | 株式会社Ihi | Prepreg sheet laminating equipment |
TWI640411B (en) * | 2016-11-11 | 2018-11-11 | Ihi Corporation | Prepreg sheet manufacturing apparatus |
KR20190056404A (en) * | 2016-11-11 | 2019-05-24 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | Prepreg sheet manufacturing apparatus |
CN109922946A (en) * | 2016-11-11 | 2019-06-21 | 株式会社Ihi | Presoak sheet production apparatus |
WO2018088173A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 株式会社Ihi | Prepreg sheet manufacturing apparatus |
KR102214447B1 (en) | 2016-11-11 | 2021-02-08 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | Prepreg sheet manufacturing equipment |
CN109922946B (en) * | 2016-11-11 | 2021-05-18 | 株式会社Ihi | Prepreg sheet manufacturing apparatus |
KR20180130343A (en) * | 2017-05-29 | 2018-12-07 | (주)엘지하우시스 | Equipment for manufacturing continuous fiber reinforced composite material |
KR102225627B1 (en) * | 2017-05-29 | 2021-03-08 | (주)엘지하우시스 | Equipment for manufacturing continuous fiber reinforced composite material |
KR20190031909A (en) * | 2017-09-19 | 2019-03-27 | (주)엘지하우시스 | Fiber reinforced plastic composite sheet, method for manufacturing the same and device for manufacturing the smae |
KR102184469B1 (en) | 2017-09-19 | 2020-11-30 | (주)엘지하우시스 | Fiber reinforced plastic composite sheet, method for manufacturing the same and device for manufacturing the smae |
CN112339276A (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Fiber-reinforced thermoplastic prepreg sheet lamination forming production line device and process |
CN112339276B (en) * | 2019-08-06 | 2022-11-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Fiber-reinforced thermoplastic prepreg sheet lamination forming production line device and process |
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