JP2013067135A - Composite molding body and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily manufacturing a highly-rigid and light-weight composite molding body in a thin form, and to provide a composite molding body manufactured by the method.SOLUTION: In the method for manufacturing a composite molding body, fiber reinforced resin A that is molded in advance is disposed in a mold as a preliminary molding body, foaming resin B is supplied in the mold to be in contact with the fiber reinforced resin A, and the foaming resin B is joined to the fiber reinforced resin A, to manufacture the composite molding body. The capacity of a cavity of a mold in molding the composite molding body containing the foaming resin B is reduced, compared with the capacity of a cavity of a mold in foaming the foaming resin B in the mold, to compression-mold the composite molding body.

Description

本発明は、複合成形体およびその製造方法に関し、とくに、高剛性で軽量な複合成形体を容易にしかも薄肉形態にて製造可能な方法、およびその方法により製造された複合成形体に関する。   The present invention relates to a composite molded body and a method for producing the same, and more particularly to a method capable of easily producing a highly rigid and lightweight composite molded body in a thin-walled form, and a composite molded body produced by the method.

高剛性の表皮材、とくに繊維強化樹脂からなる表皮材をコア層に貼り合わせた複合成形体は、全体として軽量に構成されつつ高い剛性を持つことが知られている。このような複合成形体をより軽量化するためには、コア層を薄くするか、コア層を発泡成形する必要があると考えられる。しかし、コア層を薄くすると、通常、樹脂を所望の領域全体にわたって十分に充填することが困難になり、また、発泡成形を併用すると発泡倍率も小さくなることから成形が困難になるおそれがある。   It is known that a composite molded body in which a highly rigid skin material, in particular, a skin material made of fiber reinforced resin is bonded to a core layer has a high rigidity while being configured to be lightweight as a whole. In order to further reduce the weight of such a composite molded body, it is considered necessary to make the core layer thin or foam-mold the core layer. However, if the core layer is thinned, it is usually difficult to sufficiently fill the resin over the entire desired region, and if foaming molding is used in combination, the foaming ratio becomes small, which may make molding difficult.

発泡成形そのものについては、各種化学発泡剤等を用いる方法が知られており、近年、超臨界流体を利用する方法も開発されている(例えば、特許文献1)。しかし、複合成形体の製造に関して発泡成形を効果的に組み合わせた方法は、未だ十分に開発されているとは言えない。   Regarding foam molding itself, methods using various chemical foaming agents are known, and in recent years, a method using a supercritical fluid has also been developed (for example, Patent Document 1). However, it cannot be said that a method of effectively combining foam molding with respect to the production of a composite molded body has been sufficiently developed.

特表2001−508718号公報JP-T-2001-508718

そこで本発明の課題は、上記のような実情に鑑み、とくに、高剛性で軽量な複合成形体を容易にしかも薄肉形態にて製造可能な方法、およびその方法により製造された複合成形体を提供することにある。   Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method capable of easily producing a highly rigid and lightweight composite molded body in a thin-walled form, and a composite molded body manufactured by the method. There is to do.

上記課題を解決するために、本発明に係る複合成形体の製造方法は、予め成形した繊維強化樹脂Aを予備成形体として金型内に配置し、該金型内に前記繊維強化樹脂Aに接するように発泡樹脂Bを供給し該発泡樹脂Bを前記繊維強化樹脂Aに接合して複合成形体を製造する方法であって、前記発泡樹脂Bを金型内で発泡させる際の金型のキャビティの容積に対し、該発泡樹脂Bを含む複合成形体を成形する際の金型のキャビティの容積を縮小して該複合成形体を圧縮成形することを特徴とする方法からなる。   In order to solve the above-described problems, a method for producing a composite molded body according to the present invention includes placing a pre-molded fiber reinforced resin A in a mold as a preform, and placing the fiber reinforced resin A in the mold. A method of manufacturing a composite molded body by supplying a foamed resin B so as to be in contact and joining the foamed resin B to the fiber reinforced resin A, wherein the foamed resin B is foamed in a mold. The method comprises compression molding the composite molded body by reducing the volume of the cavity of the mold when molding the composite molded body containing the foamed resin B with respect to the volume of the cavity.

このような本発明に係る複合成形体の製造方法においては、予め成形した繊維強化樹脂Aを前述の高剛性の表皮材として使用でき、これを予備成形体として金型内に配置した後、金型のキャビティ内に発泡樹脂Bを供給する。この発泡樹脂Bは複合成形体のコア層を構成する樹脂として供給されるものであるが、射出等によって単に発泡樹脂Bを所定容積のキャビティ内に供給するだけでは、射出圧が直接コア層にかかって、発泡倍率としては高々5%程度しかとれず、より高い発泡倍率に基づく十分な軽量化効果が得られない。本発明では、より大きな容積のキャビティを形成しておき、そこに発泡樹脂Bを供給して十分に高い発泡倍率を確保し、発泡樹脂Bの発泡後にキャビティの容積を縮小することにより、最終的に所望の発泡倍率として高い軽量化を実現するようにしている。すなわち、発泡樹脂Bを金型内で発泡させる際の金型のキャビティの容積に対し、発泡樹脂Bを含む複合成形体を成形する際の金型のキャビティの容積を縮小して該複合成形体を圧縮成形するようにしている。したがって、所望の高い発泡倍率のコア層と、高剛性の表皮材としての繊維強化樹脂Aとからなる、軽量でかつ高剛性の複合成形体が確実に得られることになる。しかも、発泡樹脂Bのキャビティ内への供給の際には、十分に大きなキャビティ容積とされるため、コア層を薄くしてそれに相当する薄い容積部分に樹脂を供給する場合の樹脂充填の困難性の問題は発生せず、発泡樹脂Bの供給、発泡後に圧縮成形されるので、複合成形体成形後にはコア層を十分に薄くすることが可能であり、軽量、高剛性でしかも薄肉の複合成形体を容易に製造できる。   In such a method for producing a composite molded body according to the present invention, a pre-molded fiber reinforced resin A can be used as the above-mentioned high-rigid skin material, and after placing it in a mold as a preformed body, The foamed resin B is supplied into the mold cavity. The foamed resin B is supplied as a resin constituting the core layer of the composite molded body. However, simply by supplying the foamed resin B into a predetermined volume of the cavity by injection or the like, the injection pressure is directly applied to the core layer. Therefore, the expansion ratio is only about 5% at most, and a sufficient weight reduction effect based on a higher expansion ratio cannot be obtained. In the present invention, a cavity having a larger volume is formed, and the foamed resin B is supplied to the cavity to ensure a sufficiently high expansion ratio. In addition, a high weight reduction is realized as a desired expansion ratio. That is, the volume of the cavity of the mold when the composite molded body containing the foamed resin B is molded is reduced with respect to the volume of the mold cavity when the foamed resin B is foamed in the mold. Is compression-molded. Therefore, a lightweight and high-rigidity composite molded body comprising the core layer having a desired high expansion ratio and the fiber reinforced resin A as a high-rigid skin material can be reliably obtained. Moreover, when the foamed resin B is supplied into the cavity, the cavity volume is sufficiently large. Therefore, it is difficult to fill the resin when the core layer is thinned and the resin is supplied to the corresponding thin volume portion. No problem occurs and compression molding is performed after the foamed resin B is supplied and foamed. Therefore, the core layer can be made sufficiently thin after molding the molded body, and it is lightweight, highly rigid, and thin. The body can be easily manufactured.

上記本発明に係る複合成形体の製造方法においては、上記金型を予め開いた状態で発泡樹脂Bを金型内に供給した後、上記圧縮成形を行うようにすることができる。   In the method for producing a composite molded body according to the present invention, after the foamed resin B is supplied into the mold with the mold opened in advance, the compression molding can be performed.

また、上記金型内に可動コアを設けておき、発泡樹脂Bを金型内に供給した後、可動コアを金型のキャビティの容積を拡大する方向に動作させて発泡樹脂Bの発泡のための容積を拡大し、しかる後に、上記圧縮成形を行うようにすることもできる。いずれの方法にあっても、発泡樹脂Bの発泡の際には十分に大きなキャビティ容積が確保され、発泡後に、複合成形体のコア層として所望の発泡倍率となるように圧縮成形が行われる。   In addition, a movable core is provided in the mold, and after the foamed resin B is supplied into the mold, the movable core is operated in the direction of enlarging the volume of the cavity of the mold to foam the foamed resin B. It is also possible to enlarge the volume of the material and thereafter perform the compression molding. In any method, a sufficiently large cavity volume is secured when foaming resin B is foamed, and after foaming, compression molding is performed so as to obtain a desired foaming ratio as a core layer of the composite molded body.

また、本発明においては、上記繊維強化樹脂Aの片面側に上記発泡樹脂Bを供給し、繊維強化樹脂Aの片面側にコア層としての発泡樹脂Bの層が存在する形態の複合成形体を製造することができる。あるいは、上記金型内に少なくとも2つの繊維強化樹脂Aを間隔を持たせて対向配置し、該繊維強化樹脂A間に上記発泡樹脂Bを供給し、繊維強化樹脂A間にコア層としての発泡樹脂Bの層が存在するサンドイッチ形態の複合成形体を製造することもできる。いずれの形態とするかは、成形製品の要求仕様に応じて決めればよい。   Further, in the present invention, a composite molded body having a form in which the foamed resin B is supplied to one side of the fiber reinforced resin A and the layer of the foamed resin B as a core layer is present on one side of the fiber reinforced resin A. Can be manufactured. Alternatively, at least two fiber reinforced resins A are disposed in the mold so as to be spaced from each other, the foamed resin B is supplied between the fiber reinforced resins A, and foamed as a core layer between the fiber reinforced resins A. It is also possible to produce a sandwich-shaped composite molded body in which the resin B layer is present. Which form should be used may be determined according to the required specifications of the molded product.

本発明において、上記発泡樹脂Bの発泡の方法については特に限定されず、任意の方法の採用が可能である。例えば、上記発泡樹脂Bの発泡を、化学発泡剤、発泡ビーズ、超臨界流体から選ばれるいずれか1つを用いて行うことができる。ここで、超臨界流体を用いた発泡とは、発泡剤として二酸化炭素や窒素を用い、超臨界流体(温度と圧力を臨界点以上に高める)とすると、液体並みの高密度と気体並みの拡散性、低粘度といった性質となり、溶融樹脂への溶解度が大きくなるので、これらの超臨界流体を直接溶融樹脂へ供給し溶解させて発泡させる方法である。約20年ほど前にMIT(マサチューセッツ工科大学)で開発された方法である。この方法が、本発明における発泡樹脂Bの発泡でも適用できる。   In the present invention, the foaming method of the foamed resin B is not particularly limited, and any method can be adopted. For example, the foamed resin B can be foamed using any one selected from chemical foaming agents, foam beads, and supercritical fluid. Here, foaming using supercritical fluid means that carbon dioxide or nitrogen is used as a foaming agent and supercritical fluid (temperature and pressure are raised above the critical point) is as high as liquid and as high as gas. And low viscosity, and the solubility in the molten resin is increased. Therefore, these supercritical fluids are directly supplied to the molten resin, dissolved and foamed. This method was developed at MIT (Massachusetts Institute of Technology) about 20 years ago. This method can also be applied to foaming of the foamed resin B in the present invention.

また、本発明において、上記発泡樹脂Bの最終発泡倍率(つまり、成形製品としての複合成形体製造後の最終発泡倍率)としては、50%以上とすることが好ましい。このような高い発泡倍率とすることにより、複合成形体として優れた軽量化効果が得られる。   In the present invention, the final foaming ratio of the foamed resin B (that is, the final foaming ratio after manufacturing a composite molded body as a molded product) is preferably 50% or more. By setting it as such a high foaming ratio, the weight reduction effect outstanding as a composite molded object is acquired.

また、本発明において、予備成形体としての繊維強化樹脂Aの形態は特に限定されないが、最終的に成形される複合成形体の表皮材を形成するものであり、所定の外郭位置に精度よく配置されることが望まれることから、成形のしやすさ、外形形状の寸法精度等の面を考慮すれば、繊維強化樹脂Aが板状またはシート状の成形体またはプリプレグからなることが好ましい。   Further, in the present invention, the form of the fiber reinforced resin A as the preform is not particularly limited, but forms the skin material of the composite molded body to be finally molded, and is accurately arranged at a predetermined contour position. Since it is desired to be performed, it is preferable that the fiber reinforced resin A is made of a plate-shaped or sheet-shaped molded body or prepreg in consideration of aspects such as ease of molding and dimensional accuracy of the outer shape.

また、本発明において、上記繊維強化樹脂Aが、繊維長(平均繊維長)1mm以上の強化繊維を含む繊維強化樹脂からなることが好ましい。繊維長が短すぎると、高剛性の表皮材としての機能が求められる繊維強化樹脂Aの機体特性が小さくなるおそれがある。また、繊維強化樹脂Aの良好な成形性を確保するためには、強化繊維の平均繊維長が100mm以下であることが好ましい場合もある。平均繊維長が長すぎると、連続繊維に近くなるので、強化繊維基材の賦形性、繊維強化樹脂Aの成形性が低下する場合がある。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said fiber reinforced resin A consists of fiber reinforced resin containing the reinforced fiber of fiber length (average fiber length) 1 mm or more. If the fiber length is too short, the airframe characteristics of the fiber reinforced resin A that requires a function as a highly rigid skin material may be reduced. Moreover, in order to ensure the favorable moldability of the fiber reinforced resin A, it may be preferable that the average fiber length of a reinforced fiber is 100 mm or less. If the average fiber length is too long, it becomes close to continuous fibers, so that the formability of the reinforcing fiber base and the moldability of the fiber reinforced resin A may be lowered.

また、上記繊維強化樹脂Aの強化繊維が一方向に配向されていることも好ましい。このように強化繊維が配向されていると、より少ない強化繊維量で効率よく特定方向の機械特性を向上できるので、成形体の補強方向が特定の方向に定まっている場合には、とくにこのような形態が望ましい。   It is also preferable that the reinforcing fibers of the fiber reinforced resin A are oriented in one direction. When the reinforcing fibers are oriented in this way, the mechanical properties in a specific direction can be improved efficiently with a smaller amount of reinforcing fibers, so this is especially true when the reinforcing direction of the molded body is determined in a specific direction. This form is desirable.

また、本発明では、上記繊維強化樹脂Aの強化繊維の種類としては特に限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維など、さらにはこれらのいずれかを組み合わせた混在形態の強化繊維の使用が可能であるが、より高い機械特性を実現するためには、上記繊維強化樹脂Aの強化繊維が炭素繊維を含むことが好ましい。   Moreover, in this invention, it does not specifically limit as a kind of the reinforced fiber of the said fiber reinforced resin A, The use of the reinforced fiber of the mixed form which combined carbon fiber, glass fiber, an aramid fiber, etc. further, or any of these is used. Although it is possible, in order to implement | achieve a higher mechanical characteristic, it is preferable that the reinforced fiber of the said fiber reinforced resin A contains a carbon fiber.

また、本発明では、上記繊維強化樹脂Aのマトリックス樹脂としても特に限定されないが、該マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂からなる場合、良好な成形性、とくに射出成形性が得られる。使用可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド等を例示できる。   In the present invention, the matrix resin of the fiber reinforced resin A is not particularly limited. However, when the matrix resin is made of a thermoplastic resin, good moldability, particularly injection moldability can be obtained. Examples of the thermoplastic resin that can be used include polyolefin, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyether ketone, polyether imide, and the like.

また、本発明において、上記発泡樹脂Bの金型内への供給の方法は特に限定されないが、発泡樹脂Bが射出により金型内に供給されることが好ましい。つまり、複合成形体が射出成形により製造されることが好ましい。射出成形により、容易に大量生産等に対応でき、かつ、優れた成形性が得られる。   In the present invention, the method for supplying the foamed resin B into the mold is not particularly limited, but it is preferable that the foamed resin B is supplied into the mold by injection. That is, the composite molded body is preferably manufactured by injection molding. By injection molding, it can easily cope with mass production and the like, and excellent moldability can be obtained.

また、上記発泡樹脂Bについても、成形性を考慮すれば熱可塑性樹脂からなることが好ましい。発泡樹脂Bを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ABS樹脂等を例示できる。ただし、発泡の手法については、前述の如く任意の方法を適宜採用できる。また、発泡樹脂Bも強化繊維(例えば、短繊維の強化繊維)を含むことができ、それによって複合成形体全体の機械特性の向上をはかることができる。さらに、強化繊維を含む場合、該発泡樹脂Bの強化繊維としても炭素繊維を含むことが好ましい。炭素繊維を含むことにより、コア層部分、ひいては、複合成形体全体の機械特性の向上をはかることができる。   The foamed resin B is also preferably made of a thermoplastic resin in view of moldability. Examples of the thermoplastic resin constituting the foamed resin B include polyolefin, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, ABS resin, and the like. However, as the foaming method, any method can be appropriately employed as described above. Further, the foamed resin B can also contain reinforcing fibers (for example, reinforcing fibers of short fibers), whereby the mechanical properties of the entire composite molded body can be improved. Furthermore, when the reinforcing fiber is included, it is preferable that the reinforcing resin of the foamed resin B also includes carbon fiber. By including the carbon fiber, it is possible to improve the mechanical properties of the core layer portion, and thus the composite molded body as a whole.

また、本発明において、複合成形体のサイズ、例えば肉厚等についてはとくに限定されないが、本発明では、薄肉でも良好な成形性が得られる利点がある。したがって、上記繊維強化樹脂Aの肉厚が1mm以下で、複合成形体の肉厚が3mm以下である場合にも、十分に良好に成形できる。   In the present invention, the size of the composite molded body, such as the thickness, is not particularly limited, but the present invention has an advantage that good moldability can be obtained even with a thin wall. Therefore, even when the thickness of the fiber reinforced resin A is 1 mm or less and the thickness of the composite molded body is 3 mm or less, it can be molded sufficiently satisfactorily.

本発明に係る複合成形体は、上記のような方法により製造されたものであり、発泡樹脂Bの発泡倍率が50%以上であることを特徴とするものからなる。すなわち、コア層としての発泡樹脂B層が十分に軽量であり、その発泡樹脂B層が表皮材としての繊維強化樹脂Aで補強された、全体として軽量で高剛性な複合成形体である。   The composite molded body according to the present invention is manufactured by the method as described above, and is characterized in that the foaming ratio of the foamed resin B is 50% or more. In other words, the foamed resin B layer as the core layer is sufficiently lightweight, and the foamed resin B layer is reinforced with the fiber reinforced resin A as the skin material, and as a whole is a lightweight and highly rigid composite molded body.

本発明に係る複合成形体およびその製造方法によれば、十分に大きな容積のキャビティ内で発泡樹脂Bを発泡させた後、キャビティ容積を縮小して圧縮成形するようにしたので、発泡樹脂Bの良好な充満状態、高い発泡倍率を確保しつつ、最終成形体としての所望の高い発泡倍率を達成することができ、表皮材としての高剛性の繊維強化樹脂Aを有し、全体として剛性が高められつつ軽量化も実現された複合成形体を、優れた成形性をもって容易に製造することができる。   According to the composite molded body and the method for manufacturing the same according to the present invention, after foaming resin B is foamed in a sufficiently large volume of the cavity, the cavity volume is reduced and compression molding is performed. While ensuring a good filling state and a high expansion ratio, the desired high expansion ratio as a final molded body can be achieved, and it has high-rigidity fiber reinforced resin A as the skin material, and the overall rigidity is increased. In addition, a composite molded body that has been reduced in weight and can be easily manufactured with excellent moldability.

本発明の一実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal mold | die which shows each step in the manufacturing method of the composite molded object which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の別の実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal mold | die which shows each step in the manufacturing method of the composite molded object which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal mold | die which shows each step in the manufacturing method of the composite molded object which concerns on another embodiment of this invention. 本発明において繊維強化樹脂Aの強化繊維基材をカード装置によって作製する場合の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example in the case of producing the reinforced fiber base material of the fiber reinforced resin A with a card apparatus in this invention.

以下に、本発明のより具体的な実施の形態について説明する。
本発明に係る複合成形体の製造方法においては、予め成形した繊維強化樹脂Aを予備成形体として金型内に配置し、該金型内に繊維強化樹脂Aに接するように発泡樹脂Bを供給し該発泡樹脂Bを繊維強化樹脂Aに接合して複合成形体を製造する。まず、予め成形する繊維強化樹脂Aの成形例について、とくに、繊維強化樹脂Aの強化繊維基材をカード装置によって作製する場合の例について、図4を参照しながら説明する。
Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described.
In the method for producing a composite molded body according to the present invention, a pre-molded fiber reinforced resin A is placed in a mold as a preform, and a foamed resin B is supplied in contact with the fiber reinforced resin A in the mold. The foamed resin B is bonded to the fiber reinforced resin A to produce a composite molded body. First, a molding example of the fiber reinforced resin A that is molded in advance will be described with reference to FIG.

図4に示すカード装置41は、シリンダーロール42と、その外周面に近接して上流側に設けられたテイカインロール43と、テイカインロール43とは反対側の下流側においてシリンダーロール42の外周面に近接して設けられたドッファーロール44と、テイカインロール43とドッファーロール44との間においてシリンダーロール42の外周面に近接して設けられた複数のワーカーロール45と、ワーカーロール45に近接して設けられたストリッパーロール46と、テイカインロール43と近接して設けられたフィードロール47及びベルトコンベアー48とから主として構成されている。   The card device 41 shown in FIG. 4 includes a cylinder roll 42, a take-in roll 43 provided on the upstream side in the vicinity of the outer peripheral surface, and an outer periphery of the cylinder roll 42 on the downstream side opposite to the take-in roll 43. A doffer roll 44 provided close to the surface, a plurality of worker rolls 45 provided close to the outer peripheral surface of the cylinder roll 42 between the take-in roll 43 and the doffer roll 44, and a worker roll 45 Is mainly composed of a stripper roll 46 provided in the vicinity of the feed roller 47, a feed roll 47 and a belt conveyor 48 provided in the vicinity of the take-in roll 43.

ベルトコンベアー48上に、本発明における繊維強化樹脂Aの強化繊維として、例えば重量平均繊維長50mmにカットした不連続な炭素繊維49の集合体が供給され、不連続な炭素繊維49はフィードロール47の外周面、次いでテイカインロール43の外周面を介してシリンダーロール42の外周面上に導入される。この段階までは、不連続な炭素繊維29は綿状の形態になっている。シリンダーロール42の外周面上に導入された綿状の炭素繊維の一部は、各ワーカーロール45の外周面上に巻き付くが、この炭素繊維は各ストリッパーロール46によって剥ぎ取られ再びシリンダーロール42の外周面上に戻される。フィードロール47、テイカインロール43、シリンダーロール42、ワーカーロール45、ストリッパーロール46のそれぞれのロールの外周面上には多数の針、突起が立った状態で存在しており、上記工程で炭素繊維が針の作用により単繊維状に開繊されると同時に大半の炭素繊維の配向方向が特定の方向、つまり、シリンダーロール42の回転方向に揃えられる。かかる過程を経て開繊され繊維の配向が進められた炭素繊維は、炭素繊維集合体の一形態であるシート状のウエブ50としてドッファーロール44の外周面上に移動する。さらに、ウエブ50を、その幅を所定幅まで狭めながら引き取ることにより、不連続な炭素繊維からなるシート状の基材が形成される。   On the belt conveyor 48, as the reinforcing fiber of the fiber reinforced resin A in the present invention, for example, an aggregate of discontinuous carbon fibers 49 cut to a weight average fiber length of 50 mm is supplied. Are introduced onto the outer circumferential surface of the cylinder roll 42 through the outer circumferential surface of the take-in roll 43. Until this stage, the discontinuous carbon fibers 29 are in a cotton-like form. A part of the cotton-like carbon fiber introduced on the outer peripheral surface of the cylinder roll 42 is wound around the outer peripheral surface of each worker roll 45, but this carbon fiber is peeled off by each stripper roll 46 and again the cylinder roll 42. It is returned to the outer peripheral surface of. A large number of needles and protrusions are present on the outer peripheral surface of each of the feed roll 47, the take-in roll 43, the cylinder roll 42, the worker roll 45, and the stripper roll 46. Is opened into a single fiber shape by the action of the needle, and at the same time, the orientation direction of most carbon fibers is aligned with a specific direction, that is, the rotation direction of the cylinder roll 42. The carbon fiber that has been opened through such a process and whose fiber orientation has been advanced moves onto the outer peripheral surface of the doffer roll 44 as a sheet-like web 50 that is one form of the carbon fiber aggregate. Further, by pulling the web 50 while reducing its width to a predetermined width, a sheet-like base material made of discontinuous carbon fibers is formed.

上記のようなカーディングにおいて、不連続な炭素繊維49の集合体は、炭素繊維のみから構成されていてもよいが、不連続な有機繊維、とくに熱可塑性樹脂からなる繊維を混合してカーディングを行うこともできる。特に、カーディングする際に熱可塑性樹脂繊維を添加することは、カーディングでの炭素繊維の破断を防ぐことができるので好ましい。炭素繊維は剛直で脆いため、絡まりにくく折れやすい。そのため、炭素繊維だけからなる炭素繊維集合体では、カーディング中に、炭素繊維が切れやすかったり、炭素繊維が脱落しやすいという問題がある。そこで、柔軟で折れにくく、絡みやすい熱可塑性樹脂繊維を含むことにより、炭素繊維が切れにくく、炭素繊維が脱落しにくい炭素繊維集合体を形成することができる。また、このような熱可塑性樹脂繊維を混合してカーディングを行い、カーディング後に、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させた後、プレスを施すようにすることも好ましい。すなわち、適度に少ない量の熱可塑性樹脂繊維を混合しておき、炭素繊維に所定のカーディング処理、例えば、一部の炭素繊維が特定の方向に配向されるようにカーディング処理を施した状態で熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させることにより、熱可塑性樹脂繊維に所定のシート状基材の形態を保持するためのバインダーの役目を担わせ、その状態でプレスを施すことにより、保持された形態を熱可塑性樹脂繊維を介して適度に固定することも好ましい。   In the carding as described above, the aggregate of the discontinuous carbon fibers 49 may be composed of only carbon fibers, but the carding is performed by mixing discontinuous organic fibers, particularly fibers made of thermoplastic resin. Can also be done. In particular, it is preferable to add thermoplastic resin fibers when carding, because the carbon fibers can be prevented from breaking during carding. Since carbon fiber is rigid and brittle, it is difficult to be entangled and easily broken. Therefore, in the carbon fiber aggregate which consists only of carbon fiber, there exists a problem that a carbon fiber is easy to cut during carding, or a carbon fiber tends to drop out. Therefore, by including thermoplastic resin fibers that are flexible, difficult to break, and easily entangled, it is possible to form a carbon fiber aggregate in which the carbon fibers are hardly cut and the carbon fibers are not easily dropped. It is also preferable to perform carding by mixing such thermoplastic resin fibers, and after the carding, at least a part of the thermoplastic resin fibers is melted and then pressed. That is, a state in which a moderately small amount of thermoplastic resin fiber is mixed and the carbon fiber is subjected to a predetermined carding treatment, for example, a carding treatment so that a part of the carbon fibers are oriented in a specific direction. By melting at least a part of the thermoplastic resin fiber, the thermoplastic resin fiber serves as a binder for maintaining the form of the predetermined sheet-like base material, and is retained by applying a press in that state. It is also preferable that the formed shape is appropriately fixed through thermoplastic resin fibers.

上記のように炭素繊維集合体中に熱可塑性樹脂繊維を含む場合には、炭素繊維集合体中の炭素繊維の含有率は、好ましくは50〜95質量%、より好ましくは70〜95質量%である。炭素繊維の割合が低いと炭素繊維強化プラスチックとしたときに高い機械特性を得ることが困難となり、逆に、熱可塑性樹脂繊維の割合が低すぎると、上記の炭素繊維集合体に熱可塑性樹脂繊維を混合させた際の熱可塑性樹脂繊維の役割が期待できないか、小さくなる。   When the thermoplastic resin fibers are included in the carbon fiber aggregate as described above, the carbon fiber content in the carbon fiber aggregate is preferably 50 to 95 mass%, more preferably 70 to 95 mass%. is there. If the proportion of carbon fiber is low, it will be difficult to obtain high mechanical properties when carbon fiber reinforced plastic is used, and conversely if the proportion of thermoplastic resin fiber is too low, the above-mentioned carbon fiber aggregate will contain thermoplastic resin fibers. The role of the thermoplastic resin fiber when mixing is not expected or becomes smaller.

また、上述の熱可塑性樹脂繊維による、絡み合いの効果をより高めるためには、熱可塑性樹脂繊維に捲縮を付与しておくことが好ましい。捲縮の程度は、特に限定されないが、一般的には捲縮数5〜25山/25mm程度、捲縮率3〜30%程度の熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。   Moreover, in order to further enhance the entanglement effect by the above-described thermoplastic resin fibers, it is preferable to crimp the thermoplastic resin fibers. The degree of crimping is not particularly limited, but generally, thermoplastic resin fibers having a number of crimps of about 5 to 25 crests / 25 mm and a crimping rate of about 3 to 30% can be used.

かかる熱可塑性樹脂繊維の材料としては特に制限は無く、炭素繊維強化樹脂の機械特性を大きく低下させない範囲で適宜選択することができる。例示するなら、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、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、芳香族ポリアミド等の樹脂を紡糸して得られた繊維を用いることができる。かかる熱可塑性樹脂繊維の材料は、炭素繊維強化樹脂のマトリックス樹脂との組み合わせにより適宜選択することが好ましい。特に、マトリックス樹脂と同じ樹脂、あるいはマトリックス樹脂と相溶性のある樹脂、マトリックス樹脂と接着性の高い樹脂を用いてなる熱可塑性樹脂繊維は、炭素繊維強化樹脂の機械特性を低下させないので好ましい   There is no restriction | limiting in particular as a material of this thermoplastic resin fiber, It can select suitably in the range which does not reduce the mechanical characteristic of carbon fiber reinforced resin significantly. For example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide resins such as nylon 6, nylon 6,6, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyether ketone, polyether sulfone, aromatic polyamide, etc. A fiber obtained by spinning a resin of the above can be used. It is preferable that the material of the thermoplastic resin fiber is appropriately selected depending on the combination with the matrix resin of the carbon fiber reinforced resin. In particular, a thermoplastic resin fiber using the same resin as the matrix resin, a resin compatible with the matrix resin, or a resin having high adhesiveness with the matrix resin is preferable because it does not deteriorate the mechanical properties of the carbon fiber reinforced resin.

また、上記のように熱可塑性樹脂繊維を炭素繊維に混合してカーディングを行い、カーディング後に、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させた後、プレスを施す場合のプレスの方法としては、とくに限定されず、例えば、平板で挟んで加圧する通常のプレス機や一対のロールで挟んで加圧するカレンダーロール等を用いることができる。   In addition, as described above, as a method of pressing in the case where a thermoplastic resin fiber is mixed with carbon fiber to perform carding as described above, and after carding, at least a part of the thermoplastic resin fiber is melted and then pressed. However, it is not particularly limited, and for example, a normal press machine that presses between flat plates or a calender roll that presses between a pair of rolls can be used.

なお、上記はカーディング処理を施して、炭素繊維基材を作製する手法を例示したが、カーディング処理を施さずに、単に抄紙により炭素繊維基材を作製することも可能である。例えば、図4におけるベルトコンベアー48上に、重量平均繊維長50mmにカットした不連続な炭素繊維49の集合体を供給し、それを例えば上述のようなカレンダーロール等を用いて加圧することにより、シート状の炭素繊維基材を作製することも可能である。この場合、上記同様、炭素繊維集合体中に熱可塑性樹脂繊維を混合し、それに、シート状の基材形態を保持させるためのバインダーの機能を持たせることが好ましい。   In addition, although the above demonstrated the method of producing a carbon fiber base material by performing a carding process, it is also possible to produce a carbon fiber base material only by papermaking, without performing a carding process. For example, by supplying an aggregate of discontinuous carbon fibers 49 cut to a weight average fiber length of 50 mm on the belt conveyor 48 in FIG. 4 and pressurizing it using, for example, a calendar roll as described above, It is also possible to produce a sheet-like carbon fiber substrate. In this case, as described above, it is preferable that thermoplastic resin fibers are mixed in the carbon fiber aggregate and have a binder function for maintaining the sheet-like substrate form.

このように作成された強化繊維基材を用いて、その基材に所定のマトリックス樹脂を含浸させ、硬化させることにより、本発明の繊維強化樹脂Aが予め成形される。このように予め成形された繊維強化樹脂Aが予備成形体として金型内の所定の位置に配置され、本発明における発泡樹脂Bの供給、発泡、圧縮成形が、例えば次のように行われる。以下に、本発明におけるこれらの成形動作について、図1〜図3を参照して例示する。   The fiber reinforced resin A of the present invention is preliminarily formed by impregnating a predetermined matrix resin into the base material and curing the base material thus prepared. The preformed fiber reinforced resin A is placed as a preform at a predetermined position in the mold, and the supply, foaming, and compression molding of the foamed resin B in the present invention are performed as follows, for example. Below, these shaping | molding operation | movement in this invention is illustrated with reference to FIGS. 1-3.

図1は、本発明の一実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示している。図1(A)に示すように、たとえば上述の如く予め成形された板状の繊維強化樹脂A(1)が、互いに対向配置される型2、3からなる金型4のキャビティ5内に配置される。このとき、本実施態様では、金型4はある程度型開きされた状態にあり、キャビティ5は、その容積が十分に大きくなるように形成されている。換言すれば、次に述べる発泡樹脂Bを含む複合成形体を成形する際の金型のキャビティの縮小された容積に比べ、十分に大きなキャビティ容積が確保されている。   FIG. 1 shows each step in the method for producing a composite molded body according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 (A), for example, a plate-like fiber reinforced resin A (1) preliminarily molded as described above is disposed in a cavity 5 of a mold 4 composed of molds 2 and 3 that are arranged to face each other. Is done. At this time, in this embodiment, the mold 4 is opened to some extent, and the cavity 5 is formed to have a sufficiently large volume. In other words, a sufficiently large cavity volume is ensured compared to the reduced volume of the mold cavity when the composite molded body containing the foamed resin B described below is molded.

この状態にて、図1(B)に示すように、例えば一方の型3内に形成された樹脂供給路6を通して、キャビティ5内に溶融した発泡樹脂B(7)(発泡熱可塑性樹脂B)が繊維強化樹脂A(1)の片面に接合可能な部位に射出により注入、供給される。このとき、キャビティ5の容積は十分に拡大されているので、発泡樹脂B(7)の発泡倍率がキャビティ5内で増大される場合にも、十分に大きな発泡倍率が達成される。また、キャビティ5の容積は十分に拡大されているので、供給されてくる発泡樹脂B(7)は、容易に十分に広い領域にわたって充満していくが、次の圧縮成形ステップでの樹脂の広がりを考慮して、図1(B)に示すステップでは、キャビティ5内の全体にわたって発泡樹脂B(7)を充満させる必要はない。   In this state, as shown in FIG. 1 (B), for example, the foamed resin B (7) (foamed thermoplastic resin B) melted in the cavity 5 through the resin supply path 6 formed in one mold 3. Are injected and supplied by injection into a portion that can be bonded to one side of the fiber reinforced resin A (1). At this time, since the volume of the cavity 5 is sufficiently enlarged, even when the expansion ratio of the foamed resin B (7) is increased in the cavity 5, a sufficiently large expansion ratio is achieved. Further, since the volume of the cavity 5 is sufficiently enlarged, the supplied foamed resin B (7) easily fills a sufficiently wide area, but the resin spreads in the next compression molding step. In consideration of the above, in the step shown in FIG. 1B, it is not necessary to fill the foamed resin B (7) throughout the cavity 5.

次に、図1(C)に示すように、型2、3同士が、例えば互いのインロー構造を介して精度よく型締めされ、上記キャビティ5の容積が縮小される。このキャビティ容積の縮小により、金型4のキャビティ5の内部が圧縮され、発泡樹脂B(7)が押し広げられて容積が縮小されたキャビティ5内に充満されるとともに、発泡樹脂B(7)自体も押圧されて圧縮成形され、その発泡倍率は若干低下する。しかしその前のステップで十分に高い発泡倍率で発泡されているので、圧縮成形後の発泡樹脂B(7)の発泡倍率は十分に高く維持され、例えば成形後にも50%以上の発泡倍率が容易に確保される。むしろ、この圧縮成形により、最終成形品としての発泡樹脂B(7)の発泡倍率が目標とする発泡倍率に制御されることになる。全体を冷却後、コア層としての発泡樹脂B(7)と、補強用表皮材としての繊維強化樹脂A(1)とが一体的に接合された成形品としての複合成形体8が脱型される。このように、上記圧縮成形を介して、全体として高剛性で軽量な複合成形体8が得られる。   Next, as shown in FIG. 1 (C), the molds 2 and 3 are clamped with high accuracy, for example, through the mutual spigot structure, and the volume of the cavity 5 is reduced. Due to the reduction of the cavity volume, the inside of the cavity 5 of the mold 4 is compressed, and the foamed resin B (7) is expanded to fill the cavity 5 with the reduced volume, and the foamed resin B (7). It itself is pressed and compression molded, and its expansion ratio is slightly reduced. However, since foaming is performed at a sufficiently high expansion ratio in the previous step, the expansion ratio of the foamed resin B (7) after compression molding is maintained sufficiently high, for example, an expansion ratio of 50% or more is easy even after molding. Secured. Rather, by this compression molding, the expansion ratio of the foamed resin B (7) as the final molded product is controlled to the target expansion ratio. After cooling the whole, the composite molded body 8 as a molded product in which the foamed resin B (7) as the core layer and the fiber reinforced resin A (1) as the reinforcing skin material are integrally bonded is removed. The Thus, the composite molded body 8 having high rigidity and light weight as a whole is obtained through the compression molding.

なお、発泡樹脂B(7)の発泡方法については、前述の如く、任意の方法の適用が可能であり、例えば、上記発泡樹脂B(7)の発泡を、化学発泡剤、発泡ビーズ、超臨界流体から選ばれるいずれか1つを用いて行うことができる。より具体的には、発泡樹脂B(7)として、熱可塑性樹脂に化学発泡剤や発泡ビーズをブレンドしたもの、あるいは超臨界流体をシリンダー内で注入したものを用いればよい。   As described above, an arbitrary method can be applied to the foaming resin B (7). For example, the foaming resin B (7) can be foamed by chemical foaming agent, foam beads, supercritical. Any one selected from fluids can be used. More specifically, as the foamed resin B (7), a thermoplastic resin blended with a chemical foaming agent or foam beads, or a supercritical fluid injected into a cylinder may be used.

図2は、本発明の別の実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示している。図2(A)に示すように、本実施態様においては、補強用表皮材として2つの繊維強化樹脂A(11)、(12)が、間隔を持たせて、型13、14からなる金型15のキャビティ16内に対向配置される。また、本実施態様においては、キャビティ16内に、キャビティ16内を移動可能な可動コア17が設けられており、可動コア17は、一方の型13に設けられた駆動手段18(例えば、ボールスクリューからなる駆動手段)により、キャビティ16内を両方向に強制移動できるようになっている。   FIG. 2 shows each step in the method of manufacturing a composite molded body according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 (A), in this embodiment, two fiber reinforced resins A (11) and (12) are used as reinforcing skin materials, and are formed of molds 13 and 14 with a gap therebetween. Fifteen cavities 16 are opposed to each other. In the present embodiment, a movable core 17 that is movable in the cavity 16 is provided in the cavity 16, and the movable core 17 is a driving means 18 (for example, a ball screw) provided in one mold 13. The driving means) can forcibly move in the cavity 16 in both directions.

この状態にて、図2(B)に示すように、樹脂供給手段19を介して、キャビティ16内に溶融した発泡樹脂B(20)(発泡熱可塑性樹脂B)が繊維強化樹脂A(11)、(12)間に射出により注入、供給される。このとき、キャビティ16の容積は十分に拡大されているので、発泡樹脂B(20)の発泡倍率がキャビティ16内で増大される場合にも、十分に大きな発泡倍率が達成される。また、キャビティ16の容積は十分に拡大されているので、供給されてくる発泡樹脂B(20)は、容易に十分に広い領域にわたって充満していくが、次の圧縮成形ステップでの樹脂の広がりを考慮して、図2(B)に示すステップでは、キャビティ16内の全体にわたって発泡樹脂B(20)を充満させる必要はない。   In this state, as shown in FIG. 2 (B), the foamed resin B (20) (foamed thermoplastic resin B) melted in the cavity 16 via the resin supply means 19 is the fiber reinforced resin A (11). , (12) are injected and supplied by injection. At this time, since the volume of the cavity 16 is sufficiently enlarged, even when the expansion ratio of the foamed resin B (20) is increased in the cavity 16, a sufficiently large expansion ratio is achieved. Further, since the volume of the cavity 16 is sufficiently enlarged, the supplied foamed resin B (20) easily fills a sufficiently wide area, but the resin spreads in the next compression molding step. In consideration of the above, in the step shown in FIG. 2 (B), it is not necessary to fill the foamed resin B (20) throughout the cavity 16.

次に、図2(C)に示すように、可動コア17が駆動手段18によりキャビティ16内で強制的に移動され、キャビティ16の容積が縮小される。このキャビティ容積の縮小により、発泡樹脂B(20)が押し広げられて容積が縮小されたキャビティ16内に充満されるとともに、発泡樹脂B(20)自体も押圧されて圧縮成形され、その発泡倍率は若干低下する。しかしその前のステップで十分に高い発泡倍率で発泡されているので、圧縮成形後の発泡樹脂B(20)の発泡倍率は十分に高く維持され、例えば成形後にも50%以上の発泡倍率が容易に確保される。むしろ、この圧縮成形により、最終成形品としての発泡樹脂B(20)の発泡倍率が目標とする発泡倍率に精度よく制御されることになる。全体を冷却後、コア層としての発泡樹脂B(20)と、補強用表皮材としての繊維強化樹脂A(11)、(12)とが一体的に接合された成形品としての複合成形体21が脱型される。このように、上記圧縮成形を介して、全体として高剛性で軽量なサンドイッチ形態の複合成形体21が得られる。   Next, as shown in FIG. 2C, the movable core 17 is forcibly moved in the cavity 16 by the driving means 18, and the volume of the cavity 16 is reduced. Due to the reduction of the cavity volume, the foamed resin B (20) is expanded to fill the cavity 16 with the reduced volume, and the foamed resin B (20) itself is also pressed and compression-molded, and its expansion ratio Decreases slightly. However, since foaming is performed at a sufficiently high expansion ratio in the previous step, the expansion ratio of the foamed resin B (20) after compression molding is maintained sufficiently high, for example, an expansion ratio of 50% or more is easy even after molding. Secured. Rather, by this compression molding, the expansion ratio of the foamed resin B (20) as the final molded product is accurately controlled to the target expansion ratio. After cooling the whole, the composite molded body 21 as a molded product in which the foamed resin B (20) as the core layer and the fiber reinforced resins A (11) and (12) as the reinforcing skin material are integrally joined. Is demolded. Thus, a composite molded body 21 in the form of a sandwich that is highly rigid and lightweight as a whole is obtained through the compression molding.

図3は、本発明のさらに別の実施態様に係る複合成形体の製造方法における各ステップを示している。図3(A)に示すように、上記図2(A)に示したのと同様に補強用表皮材として2つの繊維強化樹脂A(11)、(12)が、間隔を持たせてキャビティ内に対向配置されるが、このとき本実施態様では、可動コア17の移動により、比較的容積の小さいキャビティ31が形成されている。   FIG. 3 shows each step in the method of manufacturing a composite molded body according to still another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 (A), two fiber reinforced resins A (11) and (12) are provided as reinforcing skin materials in the same manner as shown in FIG. 2 (A). In this embodiment, the cavity 31 having a relatively small volume is formed by the movement of the movable core 17.

そして、図3(B)に示すように、上記キャビティ31内に、樹脂供給手段19を介して、キャビティ31内に溶融した発泡樹脂B(31)(発泡熱可塑性樹脂B)が繊維強化樹脂A(11)、(12)間に射出により注入、供給される。本実施態様では、この発泡樹脂B(31)供給時には、発泡樹脂B(31)は未だ十分に大きな発泡倍率で発泡されていない状態にある。   Then, as shown in FIG. 3 (B), the foamed resin B (31) (foamed thermoplastic resin B) melted in the cavity 31 through the resin supply means 19 in the cavity 31 is the fiber reinforced resin A. Injected and supplied between (11) and (12) by injection. In this embodiment, when the foamed resin B (31) is supplied, the foamed resin B (31) is not yet foamed at a sufficiently large foaming ratio.

次に、図3(C)に示すように、可動コア17が駆動手段18によりキャビティ31内で強制的に移動され(コアバックされ)、キャビティ31の容積が拡大される。このキャビティ容積の拡大により、キャビティ31内に注入、供給されていた発泡樹脂B(31)の膨張に対しても十分に大きな容積が確保されることになるので、発泡樹脂B(20)は十分に大きな発泡倍率にてキャビティ31内で発泡できることになる。   Next, as shown in FIG. 3C, the movable core 17 is forcibly moved (core-backed) in the cavity 31 by the driving means 18, and the volume of the cavity 31 is expanded. Since the expansion of the cavity volume ensures a sufficiently large volume for the expansion of the foamed resin B (31) injected and supplied into the cavity 31, the foamed resin B (20) is sufficient. Thus, foaming can be performed in the cavity 31 with a large expansion ratio.

そして次に、図3(D)に示すように、可動コア17が駆動手段18によりキャビティ31内で強制的に移動され、キャビティ31の容積が縮小される。このキャビティ容積の縮小により、発泡樹脂B(32)が押し広げられて容積が縮小されたキャビティ31内に充満されるとともに、発泡樹脂B(32)自体も押圧されて圧縮成形され、その発泡倍率は若干低下する。しかしその前のステップで十分に高い発泡倍率で発泡されているので、圧縮成形後の発泡樹脂B(32)の発泡倍率は十分に高く維持され、例えば成形後にも50%以上の発泡倍率が容易に確保される。むしろ、この圧縮成形により、最終成形品としての発泡樹脂B(32)の発泡倍率が目標とする発泡倍率に精度よく制御されることになる。全体を冷却後、コア層としての発泡樹脂B(32)と、補強用表皮材としての繊維強化樹脂A(11)、(12)とが一体的に接合された成形品としての複合成形体33が脱型される。このように、上記圧縮成形を介して、全体として高剛性で軽量なサンドイッチ形態の複合成形体33が得られる。   Next, as shown in FIG. 3D, the movable core 17 is forcibly moved in the cavity 31 by the driving means 18, and the volume of the cavity 31 is reduced. Due to the reduction of the cavity volume, the foamed resin B (32) is expanded to fill the cavity 31 with the reduced volume, and the foamed resin B (32) itself is also pressed to be compression-molded, and its expansion ratio Decreases slightly. However, since foaming is performed at a sufficiently high expansion ratio in the previous step, the expansion ratio of the foamed resin B (32) after compression molding is maintained sufficiently high, for example, an expansion ratio of 50% or more is easy even after molding. Secured. Rather, by this compression molding, the foaming ratio of the foamed resin B (32) as the final molded product is accurately controlled to the target foaming ratio. After cooling the whole, the composite molded body 33 as a molded product in which the foamed resin B (32) as the core layer and the fiber reinforced resins A (11) and (12) as the reinforcing skin material are integrally joined. Is demolded. Thus, a composite molded body 33 in the form of a sandwich that is highly rigid and lightweight as a whole is obtained through the compression molding.

本発明は、繊維強化樹脂Aと発泡樹脂Bからなるあらゆる複合成形体の製造に適用可能である。   The present invention can be applied to the production of any composite molded body composed of the fiber reinforced resin A and the foamed resin B.

1、11、12 繊維強化樹脂A
2、3、13、14 型
4、15 金型
5、16、31 キャビティ
6 樹脂供給路
7、20、32 発泡樹脂B
8、21、33 複合成形体
17 可動コア
18 駆動手段
19 樹脂供給手段
41 カード装置
42 シリンダーロール
43 テイカインロール
44 ドッファーロール
45 ワーカーロール
46 ストリッパーロール
47 フィードロール
48 ベルトコンベアー
49 不連続な炭素繊維
50 シート状のウエブ
1, 11, 12 Fiber reinforced resin A
2, 3, 13, 14 Mold 4, 15 Mold 5, 16, 31 Cavity 6 Resin supply path 7, 20, 32 Foamed resin B
8, 21, 33 Composite molded body 17 Movable core 18 Drive means 19 Resin supply means 41 Card device 42 Cylinder roll 43 Taker roll 44 Doffer roll 45 Worker roll 46 Stripper roll 47 Feed roll 48 Belt conveyor 49 Discontinuous carbon fiber 50 sheet-like web

Claims (18)

予め成形した繊維強化樹脂Aを予備成形体として金型内に配置し、該金型内に前記繊維強化樹脂Aに接するように発泡樹脂Bを供給し該発泡樹脂Bを前記繊維強化樹脂Aに接合して複合成形体を製造する方法であって、前記発泡樹脂Bを金型内で発泡させる際の金型のキャビティの容積に対し、該発泡樹脂Bを含む複合成形体を成形する際の金型のキャビティの容積を縮小して該複合成形体を圧縮成形することを特徴とする、複合成形体の製造方法。   A preformed fiber reinforced resin A is placed in a mold as a preform, and a foamed resin B is supplied into the mold so as to be in contact with the fiber reinforced resin A. The foamed resin B is supplied to the fiber reinforced resin A. A method of manufacturing a composite molded body by bonding, wherein the composite molded body including the foamed resin B is molded with respect to the volume of the cavity of the mold when the foamed resin B is foamed in the mold. A method for producing a composite molded body, comprising compressing the composite molded body by reducing the volume of a cavity of a mold. 前記金型を予め開いた状態で前記発泡樹脂Bを金型内に供給した後、前記圧縮成形を行う、請求項1に記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object of Claim 1 which performs the said compression molding after supplying the said foaming resin B in a metal mold | die in the state which opened the said metal mold | die beforehand. 前記金型内に可動コアを設けておき、前記発泡樹脂Bを金型内に供給した後、前記可動コアを金型のキャビティの容積を拡大する方向に動作させて発泡樹脂Bの発泡のための容積を拡大し、しかる後に、前記圧縮成形を行う、請求項1または2に記載の複合成形体の製造方法。   In order to foam the foamed resin B by providing a movable core in the mold and supplying the foamed resin B into the mold and then operating the movable core in the direction of enlarging the volume of the cavity of the mold. The method for producing a composite molded body according to claim 1, wherein the compression molding is performed after the volume of the resin is expanded. 前記繊維強化樹脂Aの片面側に前記発泡樹脂Bを供給する、請求項1〜3のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-3 which supplies the said foamed resin B to the single side | surface side of the said fiber reinforced resin A. 前記金型内に少なくとも2つの繊維強化樹脂Aを間隔を持たせて対向配置し、該繊維強化樹脂A間に前記発泡樹脂Bを供給する、請求項1〜3のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The composite molding according to any one of claims 1 to 3, wherein at least two fiber reinforced resins A are disposed opposite to each other with a gap in the mold, and the foamed resin B is supplied between the fiber reinforced resins A. Body manufacturing method. 前記発泡樹脂Bの発泡を、化学発泡剤、発泡ビーズ、超臨界流体から選ばれるいずれか1つを用いて行う、請求項1〜5のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-5 which foams the said foamed resin B using any one chosen from a chemical foaming agent, a foam bead, and a supercritical fluid. 前記発泡樹脂Bの最終発泡倍率を50%以上とする、請求項1〜6のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-6 which makes final foaming ratio of the said foamed resin B 50% or more. 前記繊維強化樹脂Aが板状またはシート状の成形体またはプリプレグからなる、請求項1〜7のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-7 in which the said fiber reinforced resin A consists of a plate-shaped or sheet-shaped molded object or a prepreg. 前記繊維強化樹脂Aが、繊維長1mm以上の強化繊維を含む繊維強化樹脂からなる、請求項1〜8のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-8 in which the said fiber reinforced resin A consists of fiber reinforced resin containing the reinforced fiber of fiber length 1mm or more. 前記繊維強化樹脂Aの強化繊維が一方向に配向されている、請求項1〜9のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-9 in which the reinforced fiber of the said fiber reinforced resin A is orientated in one direction. 前記繊維強化樹脂Aの強化繊維が炭素繊維を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-10 in which the reinforced fiber of the said fiber reinforced resin A contains carbon fiber. 前記繊維強化樹脂Aのマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂からなる、請求項1〜11のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-11 in which the matrix resin of the said fiber reinforced resin A consists of thermoplastic resins. 前記発泡樹脂Bが射出により金型内に供給される、請求項1〜12のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-12 with which the said foamed resin B is supplied in a metal mold | die by injection. 前記発泡樹脂Bが熱可塑性樹脂からなる、請求項1〜13のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The method for producing a composite molded body according to claim 1, wherein the foamed resin B is made of a thermoplastic resin. 前記発泡樹脂Bが強化繊維を含む、請求項1〜14のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-14 in which the said foamed resin B contains a reinforced fiber. 前記発泡樹脂Bの強化繊維が炭素繊維を含む、請求項15に記載の複合成形体の製造方法。   The method for producing a composite molded body according to claim 15, wherein the reinforcing fibers of the foamed resin B include carbon fibers. 前記繊維強化樹脂Aの肉厚が1mm以下で、複合成形体の肉厚が3mm以下である、請求項1〜16のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。   The manufacturing method of the composite molded object in any one of Claims 1-16 whose wall thickness of the said fiber reinforced resin A is 1 mm or less, and the thickness of a composite molded object is 3 mm or less. 請求項1〜17のいずれかに記載の方法により製造された、発泡樹脂Bの発泡倍率が50%以上であることを特徴とする複合成形体。   A composite molded article produced by the method according to claim 1, wherein the foaming ratio of the foamed resin B is 50% or more.
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