JP2008000930A

JP2008000930A - Ｆｒｐ基材プレス成形方法

Info

Publication number: JP2008000930A
Application number: JP2006170592A
Authority: JP
Inventors: Naoyoshi Takahashi; 直是高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】プレス成形時の金型とＦＲＰ基材との接触を避け、ＦＲＰ基材へのダメージを防止するＦＲＰ基材プレス成形方法を提供する。
【解決手段】上型と下型とを有するプレス成形用金型を用いて、前記上型と前記下型との間にＦＲＰ基材を配置し、プレス成形するＦＲＰ基材プレス成形方法であって、前記ＦＲＰ基材と前記上型及び前記下型との各間にＦＲＰ基材保護シートを少なくとも１層挟み込みプレス成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＲＰ基材プレス成形方法に関する。

炭素繊維等に熱硬化性または熱可塑性樹脂を含浸等して硬化したＦＲＰ（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ）基材は、鉄等に比べて軽量性、強靭性に優れているため、自動車のボディやルーフ等のパネル構造として用いられている。

一般に、ＦＲＰ基材は、ハンドレアップ、真空バグ法、プレス成形等により形状腑形される。自動車用のパネル構造は比較的深い絞り形状を有するものが多いため、ＦＲＰ基材がハンドレアップ、真空バグ法により形状腑形されると、ＦＲＰ基材の破壊の起点となるボイド等の欠陥がＦＲＰ基材中に多数発生し、ＦＲＰ基材の強度が低下してしまう。従って自動車用のパネル構造として用いられるＦＲＰ基材は、ボイドの発生を抑える目的で、プレス成形によって形状腑形される。しかし、プレス成形では、プレス成形時にプレス成形用金型とＦＲＰ基材との接触（摩擦）により、ＦＲＰ基材にダメージを与え、ＦＲＰ基材の強度を低下させてしまう。

例えば、特許文献１には、プレス成形時に、ＦＲＰ基材内で伸ばされる部分の面方向引張弾性率を他の部分のそれよりも大きくすることによって、プレス成形における伸びの不均一性を減少させるＦＲＰ基材が提案されている。

特開平５−１７１５５３号公報

しかし、特許文献１では、プレス成形時に伸ばされる部分の面方向引張弾性率の大きい材料を使用しても、自動車用のパネル構造のような深い絞り形状が要求される場合には、プレス成形時にプレス成形用金型とＦＲＰ基材との接触によりＦＲＰ基材へのダメージを防ぐことはできない。

本発明は、プレス成形時のプレス成形用金型とＦＲＰ基材との接触を避け、ＦＲＰ基材へのダメージを防止するＦＲＰ基材プレス成形方法を提供する。

本発明は、上型と下型とを有するプレス成形用金型を用いて、前記上型と前記下型との間にＦＲＰ基材を配置し、プレス成形するＦＲＰ基材プレス成形方法であって、前記ＦＲＰ基材と前記上型及び前記下型との各間にＦＲＰ基材保護シートを少なくとも１層挟み込みプレス成形する。

また、前記ＦＲＰ基材プレス成形方法において、前記ＦＲＰ基材保護シートが、金属系シート及び高分子系シートのうち少なくともどちらか一方であることが好ましい。

また、前記ＦＲＰ基材プレス成形方法において、前記ＦＲＰ基材はＦＲＰマトリックス材料を有し、前記ＦＲＰ基材保護シートが、前記ＦＲＰマトリックス材料より高い耐熱性を有する高分子系シートであることが好ましい。

本発明に係るＦＲＰ基材プレス成形方法では、ＦＲＰ基材とプレス成形用金型の上型と下型との各間にＦＲＰ基材保護シートを挟み込むことによって、プレス成形時のプレス成形用金型とＦＲＰ基材との接触によるＦＲＰ基材のダメージを防止することができる。特に、深い絞り形状が要求される自動車用のパネル構造としてＦＲＰ基材を使用する場合に、本発明に係るＦＲＰ基材プレス成形方法は有効である。

本発明の実施の形態について以下説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法の一例を示す概略断面図である。図１（イ）に示すように、ＦＲＰ基材保護シート１４は、ＦＲＰ基材１０とプレス成形用金型１２の上型１２ａ及び下型１２ｂとの各間に挟み込まれている。図１（ロ）に示すように、プレス成形用金型１２の上型１２ａを移動型とし下型１２ｂを固定型として、上型１２ａを所望のプレス速度にて下降移動させ、所望のプレス圧にて、所望の時間ＦＲＰ基材１０はプレス成形される。プレス成形時に、上型１２ａ及び下型１２ｂは、後述するＦＲＰ基材１０内のＦＲＰ用マトリックス材料２２の硬化温度または可塑化温度（融点）まで加熱されており、ＦＲＰ基材は所望の形状に成形される。

プレス成形用金型１２の形状、プレス速度、プレス圧、及びプレス時間は特に制限されるものではない。また、プレス成形用金型１２の上型１２ａを固定型とし下型１２ｂを移動型として、下型１２ｂを所望のプレス速度にて上昇移動させ、所望のプレス圧にて、ＦＲＰ基材１０がプレス成形されるものでも良い。

本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法において、ＦＲＰ基材１０と上型１２ａ及び下型１２ｂとの各間にＦＲＰ基材保護シート１４を挟み込むことにより、ＦＲＰ基材１０へのダメージを防止し、成形後のＦＲＰ基材１０の強度を確保することができる。従来では、プレス成形時に、プレス成形用金型１２（上型１２ａ及び下型１２ｂ）とＦＲＰ基材１０とが直接接触し、すり合わされるため、後述するＦＲＰ繊維層１６またはステッチ１８が損傷し、または、ＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向に蛇行が発生し、プレス成形後のＦＲＰ基材１０の強度を低下させていたが（特に図１（ロ）に示す点線部において顕著である）、本実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法では、上記損傷または蛇行の発生を防止し、ＦＲＰ基材１０の強度を確保することができる。

また、従来のプレス成形では、ＦＲＰ基材１０へのダメージを考慮して、通常、プレス圧０．１〜５ｋｇ／ｃｍ^２、プレス時間１〜３０秒で行われるが、後述するＦＲＰ用マトリックス材料２２が熱可塑性樹脂（フィルム、パウダ等）のポリエチレン、ポリプロピレン等の場合、溶融粘度が非常に高く上記の条件ではＦＲＰ用繊維２０に十分な含浸をすることができない。しかし、本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法においては、ＦＲＰ基材１０へのダメージを防ぐことができるため、ＦＲＰ用繊維２０にＦＲＰ用マトリックス材料２２を含浸するための十分なプレス圧及びプレス時間を確保することができる。さらに、ＦＲＰ用マトリックス材料２２が熱硬化性樹脂パウダである場合、単に熱プレスするだけでは、ＦＲＰ基材１０として重要な繊維体積含有率（Ｖｆ）を制御することは、不可能であるが、本発明の実施形態に係る接合方法においては、溶融温度等により繊維体積含有率を制御することができる。

本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法で成形されたＦＲＰ基材１０は、高い強度性及び軽量性を有するため、例えば自動車用のパネル構造として好適に用いることができる。また、本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法により、比較的深い絞り形状を有する自動車用ボディ等のパネル構造の成形をＦＲＰ基材１０の強度低下をほとんど発生させることなく行うことができる。さらに、ＦＲＰ基材１０は、高強度かつ軽量であるため、自動車等の燃費を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法に使用されるＦＲＰ基材保護シート１４について以下説明する。

ＦＲＰ基材保護シート１４としては、耐熱性、低摩擦性、伸縮性を有するものであれば特に制限されるものではなく、耐熱性の点から金属系シート、低摩擦性及び伸縮性の点から高分子系シートであることが好ましい。深い絞り形状が要求される自動車用のパネル構造としてＦＲＰ基材１０を使用する場合、ＦＲＰ基材１０に、プレス成形時に大きなストレスがかかるため（特に図１（ロ）に示す点線部）、ＦＲＰ基材保護シート１４としては、伸縮性の優れた高分子系シートであることがより好ましい。

また、ＦＲＰ基材保護シート１４をＦＲＰ基材１０と上型１２ａ及び下型１２ｂとの各間に挟み込む層数としては、特に制限されるものではないが、１〜１０層の範囲であることが好ましい。１０層より多いとプレス成形時にＦＲＰ基材１０が所望の形状に成形されない場合がある。

さらに、ＦＲＰ基材保護シート１４として高分子系シート及び金属系シートを少なくとも１層ずつ重ねたものをＦＲＰ基材１０と上型１２ａ及び下型１２ｂとの各間に挟みこむものであってもよい。また、高分子系シートをＦＲＰ基材１０と上型１２ａとの間に挟み込み、金属系シートをＦＲＰ基材１０と下型１２ｂとの間に挟み込むものであっても良いし、また、その逆であっても良い。

高分子系シートが有する伸縮性として、例えば、伸び率が５０〜３００％、好ましくは８０〜２５０％の範囲であるものが良い。５０％より小さいとプレス成形時に高分子系シートが切断される場合があり、３００％より大きいと高分子系シートが部分的に薄くなり切断される場合がある。伸び率の試験方法としては、ＪＩＳＫ７１２７に基づいて行う。また、高分子系シートが有する低摩擦性として、例えば、摩擦係数が０．１〜０．７、好ましくは０．２〜０．６の範囲であるものが良い。０．１より小さいと高分子系シートにダメージを与えてしまう場合があり、０．７より大きいとＦＲＰ基材１０にダメージを与えてしまう場合がある。摩擦係数の評価方法としては、ＪＩＳＫ７１２５に基づいて行う。

高分子系シートとして、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂等のシートのうち少なくとも１つを使用することができるが、これらに限定されるものではない。上記高分子系シートは、物性値（伸び率、摩擦係数等）が特定されている市販品のものを使用することができる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレンシート（日東電工社製、伸び率３００％、摩擦係数０．１２）等が挙げられる。

さらに、高分子系シートが有する耐熱性として、後述するＦＲＰ用マトリックス材料２２より高い耐熱性を有していれば良い。すなわち、高分子系シートは、ＦＲＰ用マトリックス材料２２の融点より高い融点を有していれば良い。後述するＦＲＰ用マトリックス材料２２が、例えばナイロン６（融点２１５℃）またはナイロン６６（融点２６０℃）である場合は、高分子系シートとしてはポリテトラフルオロエチレンシート（融点３２７℃）であることが好ましい。また、ＦＲＰ用マトリックス材料２２が、例えばポリプロピレン（融点１６０℃）又はポリカーボネート（融点２２０℃〜２３０℃）である場合は、高分子系シートとして、ナイロン６６シートを使用することができる。

高分子系シートの膜厚は、１００μｍ〜５００μｍ、好ましくは２００μｍ〜４００μｍの範囲であるものが良い。１００μｍより薄いとプレス成形時に高分子系シートが切断される場合があり、５００μｍより厚いとＦＲＰ基材１０を所望の形状にプレス成形することが困難となる場合がある。

一方、金属系シートが有する伸縮性として、伸び率が５〜６０％、好ましくは５〜３０％の範囲であるものが良い。５％より小さいとプレス成形時に金属系シートが切断される場合があり、６０％より大きいと金属系シートの強度が弱くなり破れる場合がある。また、金属系シートが有する低摩擦性として、摩擦係数が０．１〜１．５、好ましくは０．１〜１．０の範囲であるものが良い。１．６より大きいとＦＲＰ基材１０にダメージを与えてしまう場合がある。

金属系シートとして、具体的には、アルミニウム、銅、真鍮、リン青銅、ベリリウム銅、モリブデン銅、ステンレス、鉄等のシート、またはこれらを組み合わせた合金シートが挙げられるがこれに限定されるものではない。上記金属系シートは物性値（伸び率、摩擦係数等）が特定されている市販品のものを使用することができる。具体的にはアルミニウムシート（住軽アルミ箔社製、伸び率１０％、摩擦係数０．１５）が挙げられる。金属系シートが有する耐熱性として、後述するＦＲＰ用マトリックス材料２２の硬化温度または可塑化温度（融点）より高い耐熱性を有していれば良い。

金属系シートの膜厚は、１００μｍ〜５００μｍ、好ましくは２００μｍ〜４００μｍの範囲である。１００μｍより薄いとプレス成形時に金属系シートが切断される場合があり、５００μｍより厚いとＦＲＰ基材１０を所望の形状にプレス成形することが困難となる場合がある。

次に、本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法に使用されるＦＲＰ基材１０について以下説明するが、ＦＲＰ基材１０はこれに限定されるものではない。ＦＲＰ基材１０とは、ＦＲＰマトリックス材料である熱硬化性樹脂等を含浸し、硬化したものである。

図２は、プレス成形前のＦＲＰ基材１０及びＦＲＰ基材保護シート１４の一部を表した概略断面図である。ＦＲＰ基材１０は、ＦＲＰ繊維層１６と、ステッチ１８とを有する。ＦＲＰ繊維層１６はＦＲＰ用繊維シート２４ａ〜２４ｇを有する。さらにＦＲＰ用繊維シート２４ａ〜２４ｇはＦＲＰ用繊維２０とＦＲＰ用マトリックス材料２２とをそれぞれ有する。

次に、ＦＲＰ基材１０の作製方法について説明する。ＦＲＰ基材１０は、公知のマルチアキシャルファブリック編み機等を用いて作製される。まず、各ＦＲＰ用繊維シート２４ａ〜２４ｇは、ＦＲＰ用マトリックス材料２２で覆れたＦＲＰ用繊維２０が所定の方向に配向するように形成される。ＦＲＰ用繊維２０にＦＲＰ用マトリックス材料２２を覆う方法として、公知のカバーリング法及びマイクロブレイディング法等が用いられる。次に、ＦＲＰ用繊維シート２４ａ〜２４ｇを積層（多軸積層）することによって、ＦＲＰ繊維層１６が作製される。ＦＲＰ繊維層１６は、通常７層のＦＲＰ用繊維シート（２４ａ〜２４ｇ）を有するものが良い。さらに、作製されたＦＲＰ繊維層１６は、ステッチ１８により、ＦＲＰ繊維層１６を厚さ方向（矢印ａ方向）に貫通してＦＲＰ繊維層１６の表面方向（矢印ｂ方向）に沿って繰り返し往復して縫い合わされ、ＦＲＰ基材１０が作製される。本実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法は、上記以外の方法で作製したＦＲＰ基材にも適用可能であるが、短時間で成形可能であり、ＦＲＰ用繊維２０の周りにＦＲＰ用マトリックス材料２２が十分に存在し含浸性が向上する等の点から、上記方法により作製されたＦＲＰ基材１０を使用することが好ましい。

その他公知のＦＲＰ基材の製法として、ＦＲＰ用繊維２０にＦＲＰ用マトリックス材料２２を含浸したものを不織布または織布とする製法、または、ＦＲＰ用繊維２０が所定の方向に配向するように形成された層を積層した基材間に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂をフィルム化したＦＲＰ用マトリックス材料２２を挟み込む製法、または、ＦＲＰ用繊維２０が所定の方向に配向するように形成された層を積層した基材間に、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のＦＲＰ用マトリックス材料２２のパウダを導入する製法等が知られているが、これらに限定されるものではない。

図３にＦＲＰ繊維層１６の一部（ＦＲＰ用繊維シート２４ａ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｇ）を示し、その構造を説明する。ＦＲＰ用繊維シート２４ａ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｇはカバーリング法及びマイクロブレイディング法により覆ったＦＲＰ用繊維２０が所定の方向にそれぞれ配向している。ＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向は、特に制限されるものではないが、生産性、強度性の点から０°、＋４５°、−４５°、９０°から選択されるものであることが好ましい。例えばＦＲＰ用繊維シート２４ａ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向を０°とした場合、ＦＲＰ用繊維シート２４ｃ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向は、＋４５°、ＦＲＰ用繊維シート２４ｅ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向は、９０°、ＦＲＰ用繊維シート２４ｇ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向は、−４５°とするものである。また図２に示すＦＲＰ用繊維シート２４ｂ，２４ｄ，２４ｆ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向は、ＦＲＰ用繊維シート２４ａ内のＦＲＰ用繊維２０の繊維軸方向を０°とした場合、それぞれ−４５°，９０°，＋４５°とするものである。

ＦＲＰ用繊維２０としては、高強度、高弾性率を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、炭素繊維糸、黒鉛繊維糸、ガラス繊維糸、ポリアミド繊維またはポリスチレン繊維等の有機高弾性率繊維等のうち少なくとも１種を用いることができる。ＦＲＰ用繊維２０の繊維数（フィラメント）は、１０００〜５００００フィラメント、好ましくは３０００〜３００００フィラメントの範囲である。１０００フィラメントより低いとＦＲＰ用繊維２０の作製工程が多くなり製造コストが高くなる場合があり、５００００フィラメントを超えるとＦＲＰ用繊維２０が太くなりＦＲＰ繊維層１６を作製することが困難となる場合がある。特に高強度、高弾性率かつ軽量の点から炭素繊維糸が好ましく、具体的にはパイロフィル（三菱レイヨン社製、繊維数３０００フィラメント、弾性率２３０ＧＰａ）が挙げられる。

ＦＲＰ用マトリックス材料２２としては、プレス成形時の熱によって硬化又は可塑化しＦＲＰ基材１０の強度を確保するものであれば特に制限されるものではなく、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等を用いることができる。また自動車用としては耐熱性が要求される。

熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂等のうち少なくとも１つを使用することができるがこれらに限定されるものではないが、低粘度であるものが好ましい。また上記エポキシ樹脂は、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノール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、テトラグリシジルアミノジフェニルメタンまたはトリグリシジル−Ｐ−アミノフェノール等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。

上記熱硬化性樹脂は、硬化剤または硬化触媒を配合して用いることができる。硬化剤としては公知の硬化剤を使用することができる。例えばエポキシ樹脂硬化剤としては、エチレンジアミン等の脂肪族アミン、ジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、メタフェニレンジアミンまたはジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン、ピペリジンまたはジアザピシクロウンデセン等の第一、第三アミン、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物硬化剤、２−メチルイミダゾールまたは２エチル−４メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、イミダゾール化合物の誘導体ルイス酸またはブレンステッド酸塩、ジシアンジアミドまたはアミンイミド等の潜在性硬化剤等が挙げられる。特にガラス転移点（ＴＧ）の点から酸無水物系であることが好ましい。

上記熱硬化性樹脂にさらに、ＦＲＰ靭性付与材としてゴムを添加し使用することが可能であり、ＦＲＰ基材１０に高弾性機能を付与することができる。

一方、熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン４２、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等のうち少なくとも１つを使用することができるがこれらに限定されるものではない。

上記熱可塑性樹脂にさらに、ＦＲＰ靭性付与材としてゴムを添加し使用することが可能であり、ＦＲＰ基材１０に高弾性機能を付与することができる。

本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法に使用されるＦＲＰ基材１０として、樹脂の含浸性向上を目的に、ＦＲＰ用マトリックス材料２２として熱可塑性樹脂を使用したマット状基材を一度熱プレスし予備含浸させた（プリプレグ）後にプレス成形してもよい。

以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（ＦＲＰ基材１０の作製）
ＦＲＰ基材１０は、マルチアキシャルファブリック編み機により、炭素繊維（ＦＲＰ用繊維２０、繊維数３０００フィラメント、弾性率２３０ＧＰａ）を軸芯としナイロン６６繊維（ＦＲＰ用マトリックス材料２２、融点２６０℃）でカバーしたカバーリングヤーンと炭素繊維（ＦＲＰ用繊維２０、繊維数３０００フィラメント、弾性率２３０ＧＰａ）を軸芯としナイロン６６繊維（ＦＲＰ用マトリックス材料２２、融点２６０℃）で組紐にしたマイクロブレイディングヤーンとにより形成したＦＲＰ用繊維シート２４ａ〜２４ｇ（繊維軸方向、順に０°，−４５°，４５°，９０°，９０°，４５°，−４５°）を積層し、ステッチ１８を編み込んで作製した。

（実施例の曲げ強度試験）
図１（イ）に示すような形状のプレス成形用金型１２の下型１２ｂ上にＦＲＰ基材保護シート１４としてポリテトラフルオロエチレンシート（融点３２７℃、寸法、長さ２００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）、上記作製したＦＲＰ基材１０（寸法、長さ２００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ２ｍｍ）、上記同寸法のポリテトラフルオロエチレンシートの順に設置した。ポリテトラフルオロエチレンシートは日東電工社製、伸び率３００％を使用した。また、次に図１（ロ）に示すように上型１２ａを下型１２ｂへ下降移動させ、プレス圧４ＭＰａによりプレスした。プレス成形条件は、金型１２を約２９０℃に維持し、２０分保持した。次に、２０分保持した後上型１２ｂを上昇移動させ、プレス成形されたＦＲＰ基材１０を冷却し、実施例とした。曲げ強度試験は、ＪＩＳＫ７０７４（炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法）により行い、曲げ強度（ＭＰａ）を求めた。

（比較例の曲げ強度試験）
図１（イ）に示すような形状のプレス成形用金型１２の下型１２ｂ上に、上記作製したＦＲＰ基材１０のみを設置し、上記同様の条件でプレス成形されたＦＲＰ基材１０を比較例とした。曲げ強度試験はＪＩＳＫ７０７４（炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法）により行い、曲げ強度（ＭＰａ）を求めた。

上記作製した実施例及び比較例における曲げ試験の結果を図４に示す。

実施例では、プレス成形用金型１２とＦＲＰ基材１０との間にポリテトラフルオロエチレンシートを挟み込むことによって、プレス成形（型締め）の際に、ＦＲＰ基材１０内の炭素繊維及びステッチの損傷を防止し、また炭素繊維の繊維軸方向の蛇行の発生をも防止して、プレス成形することが可能となるため、ＦＲＰ基材１０の曲げ強度が向上した。一方、比較例では、プレス成形（型締め）の際に、炭素繊維自体をこすることによるＦＲＰ基材１０内の炭素繊維及びステッチの損傷（毛羽立ち又は切れ）、また炭素繊維の繊維軸方向の蛇行の発生が生じ、ＦＲＰ基材１０の曲げ強度が低下した。

本発明の実施形態に係るＦＲＰ基材プレス成形方法の一例を示す概略断面図である。プレス成形前のＦＲＰ基材１０及びＦＲＰ基材保護シート１４の一部を表した概略断面図である。ＦＲＰ繊維層１６の一部（ＦＲＰ用繊維シート２４ａ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｇ）を示す図である。実施例及び比較例における曲げ試験の結果を示す図である。

符号の説明

１０ＦＲＰ基材、１２プレス成形用金型、１２ａ上型、１２ｂ下型、１４ＦＲＰ基材保護シート、１６ＦＲＰ繊維層、１８ステッチ、２０ＦＲＰ用繊維、２２ＦＲＰ用マトリックス材料、２４ａ〜２４ｇＦＲＰ用繊維シート。

Claims

上型と下型とを有するプレス成形用金型を用いて、前記上型と前記下型との間にＦＲＰ基材を配置し、プレス成形するＦＲＰ基材プレス成形方法であって、
前記ＦＲＰ基材と前記上型及び前記下型との各間にＦＲＰ基材保護シートを少なくとも１層挟み込みプレス成形することを特徴とするＦＲＰ基材プレス成形方法。
請求項１記載のＦＲＰ基材プレス成形方法であって、前記ＦＲＰ基材保護シートが金属系シート及び高分子系シートのうち少なくともどちらか一方であることを特徴とするＦＲＰ基材プレス成形方法。
請求項１又は２記載のＦＲＰ基材プレス成形方法であって、前記ＦＲＰ基材はＦＲＰマトリックス材料を有し、前記ＦＲＰ基材保護シートが、前記ＦＲＰマトリックス材料より高い耐熱性を有する高分子系シートであることを特徴とするＦＲＰ基材プレス成形方法。