JP2013249441A - Preform and fiber-reinforced resin molding using the same - Google Patents

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裕樹 坂本
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    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00Making preforms
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    • B29B11/16Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preform with a quick molding cycle time, and excellent in conveyability and handleability.SOLUTION: A preform is produced by preparing a laminate composed of at least three layers of a reinforcing fibrous substrate attached on the surface of which a binder is attached in advance; heating the laminate to melt the binder to adhere the interlayer of the reinforcing substrates. The preform is characterized in that, the amount of binder to be attached on the surface of the reinforcing fibrous substrate is increased, where interlayer temperature distribution in the laminating direction of the laminate is relatively lower on heating.

Description

本発明は強化繊維基材を目的の形態にするプリフォームに関するものである。   The present invention relates to a preform that makes a reinforcing fiber substrate into a desired form.

繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastics,以下FRPという)を製造する際、複雑な形状に対して強化繊維を特定の方向に配置させようとする場合に、強化繊維をあらかじめ賦形したプリフォームを形成して樹脂を含浸させる方法が各種検討されている。プリフォームの製造方法としては、シート状の強化繊維基材を複数積層し、基材間にバインダーを付着させておき、複数の強化繊維基材を所望の形状に変形させた状態でバインダーで固定させたもの等が挙げられる。   When manufacturing fiber reinforced plastic (Fiber Reinforced Plastics, hereinafter referred to as FRP), when a reinforcing fiber is to be arranged in a specific direction with respect to a complicated shape, a preform formed with a reinforcing fiber in advance is formed. Various methods for impregnating the resin have been studied. As a method of manufacturing a preform, a plurality of sheet-like reinforcing fiber base materials are laminated, a binder is adhered between the base materials, and the plurality of reinforcing fiber base materials are fixed with a binder in a state of being deformed into a desired shape. And the like.

従来のプリフォームは、プリフォームの各層間のバインダー付着量は一定か、または片面付着の強化繊維基材が対面する層のみ付着量が多かった。また、プリフォーム内で強化繊維基材の積層順序は対称に積層するのが一般的であるため、プリフォーム中央の層間のバインダー付着量が多くなりやすかった。   In the conventional preform, the adhesion amount of the binder between the respective layers of the preform is constant, or the adhesion amount is large only in the layer facing the reinforcing fiber substrate adhered on one side. In addition, since the lamination order of the reinforcing fiber bases is generally laminated symmetrically within the preform, the amount of binder attached between the layers in the center of the preform tends to increase.

プリフォームの成形サイクルタイムが長い場合は、加熱溶着工程、すなわちプリフォームの各層間への伝熱に十分な時間を確保できるので、バインダー付着量が各層間で一定でも十分な固着状態が得られていた。成形サイクルタイムを短縮しようとすると、熱源である型から遠い層間にまで十分に熱伝達しないまま次の成形サイクルに移行することがあり、プリフォームの層間に温度分布が生じ、固着が不十分になった結果、プリフォームを搬送する際の取り扱い性が悪化や、脱型後プリフォームが変形して外観が悪化するという問題が生じていた。   When the molding cycle time of the preform is long, sufficient time can be secured for the heat welding process, that is, heat transfer between the layers of the preform, so that a sufficiently fixed state can be obtained even if the binder adhesion amount is constant between the layers. It was. When trying to shorten the molding cycle time, it may shift to the next molding cycle without sufficient heat transfer to the layers far from the mold that is the heat source, resulting in temperature distribution between the preform layers and insufficient adhesion. As a result, there have been problems that the handling property when the preform is conveyed is deteriorated and the appearance is deteriorated due to the deformation of the preform after demolding.

また、強化繊維基材の体積含有率(%)(以下Vfと略記する)が低いと、強化繊維基材同士の接触面積が減り、成形時における熱伝達が著しく悪化する。このため、各層に十分熱を伝達するためには、加熱時間を長くするか、加熱温度を上げる必要があり、経済的に非効率であった。一方でバインダーの付着量を増やすと固着力を向上できるが、全ての層のバインダー量を増やすと、樹脂注入成形(レジン・トランスファー・モールディング:以下RTMと略記する)時のマトリックス樹脂が含浸しにくくなり、未含浸部位が生じたり、含浸時間が長くなったりするという問題が生じていた。   In addition, when the volume content (%) (hereinafter abbreviated as Vf) of the reinforcing fiber base is low, the contact area between the reinforcing fiber bases is reduced, and the heat transfer during molding is significantly deteriorated. For this reason, in order to sufficiently transfer heat to each layer, it is necessary to lengthen the heating time or raise the heating temperature, which is economically inefficient. On the other hand, increasing the amount of binder attached can improve the adhesion, but increasing the amount of binder in all layers makes it difficult to impregnate the matrix resin during resin injection molding (resin transfer molding: hereinafter abbreviated as RTM). Thus, there has been a problem that an unimpregnated portion is generated or the impregnation time is increased.

また、プリフォームを成形する為のバインダーの生成方法やその組成について提案している(特許文献1参照)や成形品の良外観とRTM成形におけるマトリックス樹脂含浸を両立させるため、最外層のみバインダー量を増やす例(特許文献2参照)があるが、どちらもプリフォームの成形サイクルタイムの短縮について考慮されていない。   Also, a method for producing a binder for molding a preform and its composition have been proposed (see Patent Document 1), and in order to achieve both good appearance of a molded product and matrix resin impregnation in RTM molding, only the outermost layer has a binder amount. There is an example (see Patent Document 2) that increases the number, but neither of them considers shortening of the molding cycle time of the preform.

特開2007−269971号公報JP 2007-269971 A 特開2011−202065号公報JP 2011-202065 A

上述したように、バインダーは加熱温度と加熱時間によって、発現する固着力が変わることやバインダー付着量に応じて固着力は変化することは知られているものの、成形サイクルタイムの短縮を実現するプリフォームの構成については開示されていない。また、賦形成形型の構成(加熱装置の有無等)や、賦形成形型内部の温度分布に対して、どのようにバインダーの付着量を調整するか記載がない。   As described above, although it is known that the adhesive strength changes depending on the heating temperature and the heating time, and the adhesive strength changes according to the amount of binder attached, it is possible to reduce the molding cycle time. The reform structure is not disclosed. In addition, there is no description on how to adjust the adhesion amount of the binder with respect to the configuration of the shaping mold (with or without a heating device, etc.) and the temperature distribution inside the shaping mold.

したがって、本発明の課題は、短い成形サイクルタイムで十分な固着力を発現するとともに、マトリックス樹脂の含浸性のよいプリフォームを得ることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain a preform exhibiting a sufficient fixing force in a short molding cycle time and having good matrix resin impregnation properties.

上記目的を達成するため、本発明におけるプリフォームは、以下の構成を採用する。
(1)あらかじめバインダーを表面に付着させた強化繊維基材を少なくとも3層以上積層した積層体を、加熱によりバインダーを溶融させて前記強化繊維基材の層間を接着させたプリフォームであって、加熱時に積層体の積層方向における層間の温度分布が相対的に低い強化繊維基材表面のバインダー付着量を増加させたことを特徴とするプリフォーム。
(2)前記積層体を一つもしくは複数に分割された型に積層し、該型を加熱してバインダーを溶融させてなることを特徴とする(1)に記載のプリフォーム。
(3)両面から加熱する型間に配置された前記積層体において、該積層体の積層方向における略中央に配置された強化繊維基材のバインダー付着量を最も多くしたことを特徴とする(2)に記載のプリフォーム。
(4)片面にバインダーを付着した強化繊維基材を、該バインダー付着面を積層体の積層方向における略中央にむけて積層し、該略中央において前記バインダー付着面が対向するように積層したことを特徴とする(3)に記載のプリフォーム。
(5)片面から加熱する型に配置された前記積層体において、前記バインダーを加熱するプリフォームであって、加熱する該型面から最も離れた強化繊維基材のバインダー付着量を最も多くしたことを特徴とする(2)に記載のプリフォーム。
(6)片面にバインダーを付着した強化繊維基材を、加熱する型表面と反対側にバインダー付着面となるように積層し、加熱面から最も離れた強化繊維基材のバインダー付着面を前記加熱する型表面側に向けて積層したことを特徴とする(5)に基材のプリフォーム。
(7)プリフォームの空隙率が50%以上である(1)から(6)のいずれかに記載のプリフォーム。
(8)型をバインダーのガラス転移温度より10℃以上に加熱した後、型をバインダーのガラス転移温度以下に冷却してから脱型することを特徴とする(2)から(7)のいずれかに記載のプリフォーム。
(9)炭素繊維からなる強化繊維基材を積層してなる(1)から(8)のいずれかに記載のプリフォーム。
(10)強化繊維は、その引張強さが3000MPa以上、引張弾性率が200GPa以上であることを特徴とする(1)から(9)のいずれかに記載のプリフォーム。
(11)強化繊維基材が織物であることを特徴とする(1)から(10)のいずれかにに記載のプリフォーム。
(12)バインダーの付着量が3g/mから20g/mである(1)から(11)のいずれかに記載のプリフォーム。
(13)バインダーのガラス転移温度が40℃から95℃である(1)から(12)のいずれかに記載のプリフォーム。
(14)強化繊維基材におけるバインダーの付着形態が点状、線状または不連続線状であることを特徴とする(1)から(13)のいずれかに記載のプリフォーム。
(15)剥離強さが10N/m以上である(1)から(14)のいずれかに記載のプリフォーム。
(16)(1)から(15)のいずれかに記載のプリフォームにマトリックス樹脂を含浸し硬化させてなることを特徴とする繊維強化樹脂成形体。
In order to achieve the above object, the preform in the present invention employs the following configuration.
(1) A preform obtained by laminating at least three layers of reinforcing fiber bases having a binder attached to the surface in advance, and a preform in which the layers of the reinforcing fiber bases are adhered by melting the binder by heating, A preform characterized in that the amount of binder attached to the surface of a reinforcing fiber substrate having a relatively low temperature distribution between layers in the stacking direction of the laminate during heating is increased.
(2) The preform according to (1), wherein the laminate is laminated in one or a plurality of divided molds, and the mold is heated to melt the binder.
(3) The laminate disposed between the molds heated from both sides is characterized in that the amount of binder attached to the reinforcing fiber base disposed in the approximate center in the stacking direction of the laminate is maximized (2 Preform described in).
(4) The reinforcing fiber base material having a binder attached on one side thereof was laminated with the binder attached surface facing substantially the center in the stacking direction of the laminate, and was laminated so that the binder attached surface was opposed to the substantially center. The preform as described in (3) characterized by the above.
(5) In the laminate disposed in the mold heated from one side, the preform is heated, and the binder adhesion amount of the reinforcing fiber base most distant from the mold surface to be heated is maximized. The preform as described in (2) characterized by the above.
(6) Reinforcing fiber base material with a binder attached on one side is laminated so as to be a binder attaching surface on the opposite side of the mold surface to be heated, and the binder attaching surface of the reinforcing fiber base furthest away from the heating surface is heated. (5) The substrate preform is characterized by being laminated toward the mold surface side.
(7) The preform according to any one of (1) to (6), wherein the porosity of the preform is 50% or more.
(8) Any one of (2) to (7), wherein the mold is heated to 10 ° C. or more from the glass transition temperature of the binder and then demolded after the mold is cooled to the glass transition temperature or less of the binder. The preform described in 1.
(9) The preform according to any one of (1) to (8), wherein a reinforcing fiber base made of carbon fiber is laminated.
(10) The preform according to any one of (1) to (9), wherein the reinforcing fiber has a tensile strength of 3000 MPa or more and a tensile modulus of 200 GPa or more.
(11) The preform according to any one of (1) to (10), wherein the reinforcing fiber substrate is a woven fabric.
(12) The preform according to any one of (1) to (11), wherein the adhesion amount of the binder is 3 g / m 2 to 20 g / m 2 .
(13) The preform according to any one of (1) to (12), wherein the binder has a glass transition temperature of 40 ° C to 95 ° C.
(14) The preform according to any one of (1) to (13), wherein the binder is attached to the reinforcing fiber substrate in a dotted, linear, or discontinuous linear form.
(15) The preform according to any one of (1) to (14), wherein the peel strength is 10 N / m or more.
(16) A fiber reinforced resin molded article obtained by impregnating the preform according to any one of (1) to (15) with a matrix resin and curing the preform.

本発明によれば、短い成形サイクルタイムで十分な固着力を発言するとともに、マトリックス樹脂の含浸性のよいプリフォームを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a preform that exhibits a sufficient fixing force with a short molding cycle time and that has a good impregnation property with a matrix resin.

本発明による積層体の片面のみを加熱した場合における積層間の温度分布とバインダーの付着量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the temperature distribution between lamination | stacking at the time of heating only the single side | surface of the laminated body by this invention, and the adhesion amount of a binder. 本発明による積層体の両面を加熱した場合における積層間の温度分布とバインダーの付着量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the temperature distribution between lamination | stacking at the time of heating both surfaces of the laminated body by this invention, and the adhesion amount of a binder. 本発明による積層体の片面のみを加熱した場合におけるバインダーを同一量付着させた強化繊維基材を積層し加熱面から最も離れた強化繊維基材のみバインダー付着面を対向させた図である。It is the figure which laminated | stacked the reinforcing fiber base material which adhered the same amount of the binder when only the single side | surface of the laminated body by this invention was heated, and made the binder adhesion surface oppose only the reinforcing fiber base material furthest away from the heating surface. 本発明による積層体の両面を加熱した場合におけるバインダーを同一量付着させた強化繊維基材を積層し加熱型間の中央にむけてバインダー付着面を対向させた図である。It is the figure which laminated | stacked the reinforcing fiber base material which made the binder adhere the same amount when both surfaces of the laminated body by this invention were heated, and faced the binder adhesion surface toward the center between heating dies. 本発明による加熱型により積層体を成形したプリフォームを示す図である。It is a figure which shows the preform which shape | molded the laminated body with the heating type | mold by this invention.

以下、本発明の望ましい実施の形態について、図面を用いてより詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図1は、加熱型3および押圧型4の間に、バインダー1を片面に付着させた強化繊維基材2を多数積層した積層体5の賦形状態を示したものである。本発明の積層体5は、強化繊維基材2を3枚以上積層したものである。本発明は積層間の温度分布の違いに応じてバインダーの付着量を変えることを特徴としており、強化繊維基材の積層数が3枚未満の場合は積層間の温度分布の違いが生じ得ないため、本発明の対象外とする。強化繊維基材2は少なくとも片面にバインダー1を付着したものであり、この強化繊維基材2を3枚以上積層した積層体を加熱することにより、強化繊維基材2間をバインダー1で固着させて、プリフォーム6とするものである。また、加熱時に、積層体をあらかじめ所望の形状に賦形しておくと、曲面や複雑な凹凸形状の繊維強化プラスチックを得ることができる。   FIG. 1 shows a shaped state of a laminated body 5 in which a large number of reinforcing fiber base materials 2 each having a binder 1 attached on one side are laminated between a heating mold 3 and a pressing mold 4. The laminate 5 of the present invention is obtained by laminating three or more reinforcing fiber substrates 2. The present invention is characterized in that the adhesion amount of the binder is changed in accordance with the temperature distribution difference between the laminations, and when the number of the reinforcing fiber bases is less than 3, the temperature distribution difference between the laminations cannot occur. Therefore, it is excluded from the scope of the present invention. The reinforcing fiber base material 2 has a binder 1 attached to at least one surface, and the laminated body in which three or more reinforcing fiber base materials 2 are laminated is heated to fix the reinforcing fiber base material 2 with the binder 1. Thus, the preform 6 is obtained. Further, when the laminate is preliminarily shaped into a desired shape at the time of heating, a fiber reinforced plastic having a curved surface or a complicated uneven shape can be obtained.

ここで本発明の積層体5は、加熱型3の加熱面(積層体5が載置された面)から遠くなるにつれて、層間のバインダー1の付着量を増加させることを特徴としている。これは加熱型3の加熱面側の近くに配置された強化繊維基材2は、少量のバインダー1でも十分に加熱され、バインダー1によって層間を十分に固着させることができる。この状態では、層間にバインダー1以外の空隙が十分に形成されるため、後述するマトリックス樹脂を含浸させる際にも含浸性を悪化させることなく、隅々まで行き渡らせることが可能となり、マトリックス樹脂の含浸不足によって発生するピンホールを抑制することができる。   Here, the laminate 5 of the present invention is characterized in that the adhesion amount of the binder 1 between layers is increased as the distance from the heating surface of the heating mold 3 (the surface on which the laminate 5 is placed) is increased. This is because the reinforcing fiber base 2 disposed near the heating surface side of the heating die 3 is sufficiently heated even with a small amount of the binder 1, and the interlayer can be sufficiently fixed by the binder 1. In this state, since voids other than the binder 1 are sufficiently formed between the layers, it is possible to spread to every corner without deteriorating the impregnation property even when impregnating the matrix resin described later. Pinholes generated due to insufficient impregnation can be suppressed.

一方、加熱型3の加熱面から離れた強化繊維基材2は、バインダー1の付着量を多くすることにより、加熱されにくい状態であってもバインダー1の固着力が上がり、バインダー1の固着不良やプリフォーム6の搬送時の基材捲れを抑制できる。   On the other hand, the reinforcing fiber base material 2 away from the heating surface of the heating mold 3 increases the adhesion amount of the binder 1 even if it is difficult to be heated by increasing the adhesion amount of the binder 1, and the adhesion failure of the binder 1. Further, it is possible to prevent the substrate from being twisted when the preform 6 is conveyed.

具体的には、加熱面に近い強化繊維基材2のバインダー1の付着量は3〜7g/mが好ましく、より好ましくは3〜5g/mである。加熱面から最も離れている強化繊維基材2のバインダー1の付着量は、15〜20g/mが好ましく、より好ましくは15〜18g/mである。加熱面に近い強化繊維基材2と加熱面から最も離れている強化繊維基材2の間にある強化繊維基材2のバインダー1の付着量は7〜15g/mが好ましく、より好ましくは8〜14g/mの間とし、加熱型3の加熱面から離れるにつれてバインダー1の付着量を漸次増加させることが好ましい。 Specifically, the adhesion amount of the binder 1 of the reinforcing fiber substrate 2 close to the heating surface is preferably 3 to 7 g / m 2, more preferably from 3 to 5 g / m 2. The adhesion amount of the binder 1 of the reinforcing fiber base 2 that is farthest from the heating surface is preferably 15 to 20 g / m 2 , more preferably 15 to 18 g / m 2 . The adhesion amount of the binder 1 of the reinforcing fiber substrate 2 between the reinforcing fiber substrate 2 close to the heating surface and the reinforcing fiber substrate 2 farthest from the heating surface is preferably 7 to 15 g / m 2 , more preferably. It is preferable that the amount of the binder 1 is gradually increased as the distance from the heating surface of the heating die 3 is increased to 8 to 14 g / m 2 .

また、積層された隣り合う強化繊維基材2のバインダー1の付着量の差は、4〜9g/mの範囲が好ましく、より好ましくは4〜7g/mである。 In addition, the difference in adhesion amount of the binder 1 of the stacked reinforced adjacent fiber substrate 2 is preferably in the range of 4~9g / m 2, more preferably from 4~7g / m 2.

各層の強化繊維基材2のバインダー1付着量が上記範囲を外れると、バインダー1の付着量が少ない場合は層間の固着力が低下し、また多い場合はマトリックス樹脂の含浸がしにくくなる傾向にある。   When the amount of the binder 1 attached to the reinforcing fiber base 2 of each layer is out of the above range, when the amount of the binder 1 attached is small, the adhesion between the layers is lowered, and when the amount is large, the matrix resin is not easily impregnated. is there.

図1では、一方の型のみを加熱型3として、強化繊維基材2の同一側の片面にのみバインダー1を付着させた態様を示したが、本発明は、これ以外にも多様な組合せに適用することができる。   Although FIG. 1 shows a mode in which only one mold is a heating mold 3 and the binder 1 is attached only to one side of the reinforcing fiber base 2, the present invention has various combinations other than this. Can be applied.

図2は、上下に加熱型3を配置して両面から加熱させることで成形時間の短縮を図ったものである。この場合、バインダー1を片面に付着させた強化繊維基材2を多数積層した積層体5の積層順は、積層した強化繊維基材2層間のバインダー1の付着量を積層体の中央に近くなるにつれて増加させることを特徴としている。   FIG. 2 shows a shortening of the molding time by arranging heating dies 3 on the upper and lower sides and heating them from both sides. In this case, the stacking order of the laminated body 5 in which a large number of the reinforcing fiber bases 2 having the binder 1 attached on one side is laminated is such that the adhesion amount of the binder 1 between the laminated reinforcing fiber bases 2 is close to the center of the laminated body. It is characterized by increasing with time.

図3では、図1と同様に加熱型3および押圧型4を用いて、同量のバインダー1を片面に付着させた強化繊維基材2を加熱型3の型面に対し上向きになるように多数積層し、押圧型4に最も近い強化繊維基材2のみをバインダー1付着面を下向きに積層した積層体5の賦形状態を示したものである。同一量のバインダー1が付着した強化繊維基材2を用いることで、容易に加熱型から最も離れた層間のバインダー1の付着量を増加させることができることを特徴としている。   In FIG. 3, as in FIG. 1, the heating fiber 3 and the pressing die 4 are used so that the reinforcing fiber base material 2 with the same amount of the binder 1 attached to one side faces upward with respect to the mold surface of the heating die 3. This shows a shaped state of a laminate 5 in which a large number of layers are laminated and only the reinforcing fiber base 2 closest to the pressing die 4 is laminated with the binder 1 adhesion surface facing downward. By using the reinforcing fiber base 2 to which the same amount of the binder 1 is adhered, the amount of the binder 1 adhered between the layers farthest from the heating mold can be easily increased.

図4では、図2と同様の上下の加熱型3の間に、図3と同様に同量のバインダー1を片面に付着させた強化繊維基材2を用いた積層体5の構成を示したものである。積層体5の厚さ方向における中央でバインダー1の付着面が対向するように積層させることを特徴としている。   In FIG. 4, the structure of the laminated body 5 using the reinforcing fiber base material 2 in which the same amount of the binder 1 is attached to one side between the upper and lower heating molds 3 as in FIG. 2 is shown. Is. It is characterized by laminating so that the adhesion surface of the binder 1 faces in the center in the thickness direction of the laminate 5.

プリフォーム6の成形時に用いる加熱型3については、金型温調装置で金型を加熱する方法が良く用いられるが、金型の温度を一定に保て温度調節が容易であれば特に規定しない。   As for the heating mold 3 used at the time of forming the preform 6, a method of heating the mold with a mold temperature control device is often used, but is not particularly specified if the temperature of the mold is kept constant and temperature adjustment is easy. .

本発明においてプリフォームの空隙率は、強化繊維基材の体積含有率Vf(%)から、空隙率=100−Vf(%)で算出することができる。空隙率が50%以上となるようにすると、強化繊維基材2間をマトリックス樹脂が流動しやすくなるので好ましい。プリフォームの空隙率を50%未満にしようとすると押圧型4等で圧力を過度に加える必要が生じ、プリフォームの成形サイクルタイムが長くなるおそれがある。プリフォームの空隙率をより大きくすると、強化繊維基材による補強効果が少なくなることから、空隙率の上限は60%とすることが好ましい。空隙率が60%以上になると強化繊維基材2間の接触面積が少なくなり、バインダー1の付着量に関わらず固着力を得ることができないおそれがある。   In the present invention, the porosity of the preform can be calculated from the volume content Vf (%) of the reinforcing fiber substrate by the porosity = 100−Vf (%). A porosity of 50% or more is preferable because the matrix resin easily flows between the reinforcing fiber bases 2. If the porosity of the preform is to be less than 50%, it is necessary to apply an excessive pressure with the pressing die 4 or the like, which may increase the molding cycle time of the preform. When the porosity of the preform is increased, the reinforcing effect by the reinforcing fiber base is reduced. Therefore, the upper limit of the porosity is preferably 60%. When the porosity is 60% or more, the contact area between the reinforcing fiber bases 2 is reduced, and there is a possibility that the fixing force cannot be obtained regardless of the amount of the binder 1 attached.

本発明に用いられるバインダー1としては、室温または加熱して粘着性を有するものであれば良く、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂でも、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂でも、それらが混合した組成物であってもよい。このうち、室温で粘着性を有するものは保管することが難しく、強化繊維基材2の表面に散布する工程が煩雑になることから、70℃以上に加熱すると粘着性を有する樹脂または組成物であることが好ましい。また、その形態についても、固体、液体、糊状等、特に限定されるものではないが、強化繊維基材2の表面に散布する工程が簡便なことから、点状、線状または不連続線状であることが好ましく、なかでも、室温(25℃程度)で固体状の形態を有し、粉黛として強化繊維基材2の表面に散布し、それを加熱・融着させる方法が自動化しやすく量産に適した方法である。   The binder 1 used in the present invention may be any material that has adhesiveness at room temperature or when heated, such as a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin, or a thermoplastic resin such as polypropylene. It may be a composition. Among these, those having adhesiveness at room temperature are difficult to store, and the process of spraying on the surface of the reinforcing fiber substrate 2 becomes complicated, so that it is a resin or composition having adhesiveness when heated to 70 ° C. or higher. Preferably there is. Also, the form thereof is not particularly limited, such as solid, liquid, paste-like, etc., but since the process of spraying on the surface of the reinforcing fiber base 2 is simple, it is a dotted, linear or discontinuous line In particular, it is easy to automate a method of having a solid form at room temperature (about 25 ° C.), spraying it on the surface of the reinforcing fiber base 2 as a powder cake, and heating and fusing it. This method is suitable for mass production.

また、プリフォーム成形時の型の温度はバインダー1のガラス転移温度よりも10℃以上高く加熱し、プリフォーム脱型時はバインダー1のガラス転移温度よりも低い温度に冷却するのが良い。プリフォーム成形時に型の温度がバインダー1のガラス転移温度よりも10℃以上の温度とならない場合、バインダー1が溶融しないおそれがあり、またプリフォーム脱型時にバインダー1のガラス転移温度よりも高い温度の場合、バインダー1が層間を固着する前に層間が離れ剥がれるおそれがある。   The mold temperature during preform molding is preferably higher by 10 ° C. than the glass transition temperature of the binder 1 and cooled to a temperature lower than the glass transition temperature of the binder 1 when the preform is removed. If the temperature of the mold does not become 10 ° C. or higher than the glass transition temperature of the binder 1 at the time of preform molding, the binder 1 may not melt, and the temperature is higher than the glass transition temperature of the binder 1 at the time of preform demolding. In this case, the layers may be separated and peeled off before the binder 1 fixes the layers.

また、バインダー1のガラス転移温度は40〜95℃にするのが好ましい。ガラス転移温度が40℃よりも低い場合、保管状態でバインダー1の溶融が起こるおそれがある。ガラス転移温度が95℃よりも高い場合、プリフォーム成形時に加熱型3が高温になり作業性が悪くなるおそがある。   Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of the binder 1 shall be 40-95 degreeC. When the glass transition temperature is lower than 40 ° C., the binder 1 may be melted in the storage state. When the glass transition temperature is higher than 95 ° C., the heating mold 3 becomes high temperature at the time of preform molding, and workability may be deteriorated.

本発明において積層し固着させたプリフォーム6の各層間における接着力が10N/m以上となるように付着させるのが好ましい。層間の接着力が10N/m未満である場合には強化繊維基材2が自重を支えることができず、プリフォーム6の搬送時等に剥離する不都合がある。なおプリフォーム用の強化繊維基材2の剥離強度は、JIS・K・6854−3(1999)のT型はく離接着強さ試験の方法を模擬して測定した。   In the present invention, it is preferable that the preform 6 laminated and fixed is adhered so that the adhesive strength between the respective layers is 10 N / m or more. When the adhesive force between layers is less than 10 N / m, the reinforcing fiber base 2 cannot support its own weight, and there is a disadvantage that it is peeled off when the preform 6 is conveyed. The peel strength of the preform reinforcing fiber substrate 2 was measured by simulating the method of the T-type peel adhesion strength test of JIS K 6854-3 (1999).

強化繊維基材2は、強化繊維をシート状になるように配したものであって、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アライド繊維、金属繊維などが挙げられ、特に軽量かつ高性能な繊維強化複合材料とが得られる点で、炭素繊維が好ましく用いられる。本発明に用いられる炭素繊維としては、アクリル繊維を原料とし強度面で優れた特性を持つポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維でも、石油ピッチなどを原料とし弾性率の面で優れた特性を持つピッチ系炭素繊維の何れでもよい。   The reinforcing fiber base 2 is a fiber in which reinforcing fibers are arranged in a sheet form, and examples of the reinforcing fibers include carbon fibers, glass fibers, allied fibers, metal fibers, and the like. Carbon fiber is preferably used in that a fiber-reinforced composite material is obtained. As the carbon fiber used in the present invention, a polyacrylonitrile (PAN) carbon fiber having an excellent property in terms of strength using an acrylic fiber as a raw material is a pitch having an excellent property in terms of elastic modulus using a petroleum pitch as a raw material. Any of the carbon-based carbon fibers may be used.

また、強化繊維は引張強さが3000MPa以上、引張弾性率が200GPa以上であることが好ましい。引張強さが3000MPa未満である場合や引張弾性率が200GPa未満の場合では、所望の剛性を確保する為には板厚を厚くせねばならず結果的に重くなってしまう。   The reinforcing fiber preferably has a tensile strength of 3000 MPa or more and a tensile modulus of 200 GPa or more. When the tensile strength is less than 3000 MPa or the tensile elastic modulus is less than 200 GPa, the plate thickness must be increased in order to ensure the desired rigidity, resulting in an increase in weight.

強化繊維基材2の形態としては、高い強度が必要であれば連続した強化繊維で構成することが好ましく、安価であることを求める場合には強化繊維を短くカットした不織布なども選択することができる。連続した強化繊維を用いる場合には、強化繊維束を一方向に引き揃えた一方向材(UD材)でも、強化繊維束を織製してなる織布材でもよいが、RTM成形を行う上では、織布材の方が使いやすい。織布材の織組織としては、平織り、朱子織り、綾織り、ノンクリンプクロスなどが適宜選択できるが、クリア塗装により織り目を意匠面に見せる場合には、平織りや綾織りを用いると意匠性を高くすることができる。また、朱子織りや綾織りの織布はドレープ性が良いため、奥行きの深さが深い3次元形状を賦形する場合に好適に使用される。   As the form of the reinforcing fiber base 2, it is preferable that the reinforcing fiber base 2 is composed of continuous reinforcing fibers if high strength is required, and when it is required to be inexpensive, a non-woven fabric obtained by cutting the reinforcing fibers short can be selected. it can. When continuous reinforcing fibers are used, a unidirectional material (UD material) in which reinforcing fiber bundles are aligned in one direction may be used, or a woven material obtained by weaving reinforcing fiber bundles may be used. Then, the woven material is easier to use. Plain weave, satin weave, twill weave, non-crimp cloth, etc. can be selected as appropriate for the weaving structure of the woven fabric material. Can be high. Also, satin weave and twill weave are good for draping and are therefore preferably used when shaping a three-dimensional shape with a deep depth.

強化繊維基材2を積層するには、あらかじめ任意の形状に裁断した強化繊維基材2を重ね合わせ、形状をつける方法を取るのが一般的であるが、バインダー1が付着している強化繊維基材2を積層する場合には、強化繊維基材2を重ね合わせた後、加熱冷却をすることで、積層体の形状を安定化させることができる。   In order to laminate the reinforcing fiber base material 2, it is common to use a method in which the reinforcing fiber base material 2 that has been cut into an arbitrary shape in advance is stacked and shaped, but the reinforcing fiber to which the binder 1 is attached. When the base material 2 is laminated, the shape of the laminate can be stabilized by heating and cooling after superposing the reinforcing fiber base materials 2.

プリフォーム6とするための強化繊維基材2の積層構成としては、所望の形状・設計に合わせて適宜採用させることができる。例えば、自動車外板パネルを成形する場合は、表面積が大きく薄板状の形状が多く、働く荷重も曲げ荷重とねじり等の剪断荷重が共に想定されるため、強化繊維基材2として一方向材や一方向性織布を用いて、強化繊維束が0°、90°、+45°、−45°の各方向に配列するようにした疑似等方積層構成を採用するのが一般的である。しかしながら、車両の種類や適応される部位に応じて適宜異方性を持たせることもできる。   The laminated structure of the reinforcing fiber base 2 for forming the preform 6 can be appropriately adopted according to a desired shape and design. For example, when molding an automobile outer panel, the surface area is large and the shape of the thin plate is large, and the working load is assumed to be a bending load and a shearing load such as torsion. It is common to employ a quasi-isotropic laminated structure in which reinforcing fiber bundles are arranged in directions of 0 °, 90 °, + 45 °, and −45 ° using a unidirectional woven fabric. However, anisotropy can be appropriately provided according to the type of vehicle and the part to be applied.

また、炭素繊維以外にも、表面意匠性や成形性、マトリックス樹脂含浸性を向上させることを目的に、マットや不織布、充填材など他の補強繊維や補助材料を用いることもできる。例えば、ガラスサーフェースマットなどを用いることにより、表面の平滑性やマトリックス樹脂の含浸性を向上できることがある。また、ガラスの連続繊維や他の有機繊維を炭素繊維と併用することで、コストダウンを図る手法もある。さらに、繊維だけでなく、ウレタン等のコア材と併用することで、軽量化やコストダウンを図ることも可能である。   In addition to carbon fibers, other reinforcing fibers and auxiliary materials such as mats, non-woven fabrics, and fillers can be used for the purpose of improving surface design, moldability, and matrix resin impregnation. For example, the use of a glass surface mat or the like may improve surface smoothness and matrix resin impregnation. There is also a technique for reducing costs by using continuous fibers of glass and other organic fibers in combination with carbon fibers. Furthermore, not only fibers but also a core material such as urethane can be used together to reduce weight and cost.

上記のような本発明のプリフォーム6は、RTM成形によりFRPを得ることができる。RTM成形は、型内に設置したプリフォームに低粘度の液状のマトリックス樹脂を注入して含浸させFRPを得るものである。マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、含浸後に加熱して熱硬化性樹脂を硬化する必要がある。   The preform 6 of the present invention as described above can obtain FRP by RTM molding. In RTM molding, a low-viscosity liquid matrix resin is injected and impregnated into a preform placed in a mold to obtain FRP. When a thermosetting resin is used as the matrix resin, it is necessary to cure the thermosetting resin by heating after impregnation.

プリフォーム6を設置する型としては剛体からなるクローズドモールドを用いてもよいし、剛体のオープンモールドと可撓性のフィルム(バッグ)を用いてもよい。後者の場合、プリフォームは剛体オープンモールドと可撓性フィルムの間に設置する。剛体型の材料としては、スチールやアルミニウムなどの金属、FRP、木材および石膏などを用いることができる。可撓性のフィルムの材料としては、ポリアミド、フッ素樹脂およびシリコーン樹脂などを用いることができる。   As a mold for installing the preform 6, a closed mold made of a rigid body may be used, or a rigid open mold and a flexible film (bag) may be used. In the latter case, the preform is placed between the rigid open mold and the flexible film. As the rigid material, metals such as steel and aluminum, FRP, wood, plaster, and the like can be used. As a material for the flexible film, polyamide, fluorine resin, silicone resin, or the like can be used.

次に、上記プリフォーム6の製造方法、および得られたプリフォームを用いてFRPの製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the preform 6 and a method for manufacturing FRP using the obtained preform will be described.

プリフォーム6の製造方法について図1を用いて説明する。バインダー1のガラス転移温度よりも10℃高く設定した加熱型3の上にバインダー1付きの強化繊維基材2をバインダー1付着面が上向きとなるように、バインダー1付着量が少ない強化繊維基材2から順に積層する。積層した強化繊維基材2の上から押圧型4を乗せ、積層体5を加圧する。その後、積層体を加熱型3から取り出し冷却し、その積層体をプリフォーム6とする。   A method for manufacturing the preform 6 will be described with reference to FIG. Reinforced fiber base material with a small amount of binder 1 attached so that the binder 1 attached surface faces upward on the heating mold 3 set to 10 ° C. higher than the glass transition temperature of the binder 1. Laminate sequentially from 2. The pressing mold 4 is placed on the laminated reinforcing fiber base 2 and the laminate 5 is pressurized. Thereafter, the laminate is taken out of the heating mold 3 and cooled, and the laminate is used as a preform 6.

得られたプリフォーム6を用いたFRPの製造方法の具体的な手順としては、剛体のクローズドモールドを用いる場合は、加圧して型締めし、マトリックス樹脂を加圧して注入することができる。このとき、注入口とは別に吸引口を設け、真空ポンプに接続して吸引することができる。また、吸引口から吸引を行いながら、注入口では加圧せずに大気圧のままで液状のマトリックス樹脂を注入してもよい。   As a specific procedure of the manufacturing method of FRP using the obtained preform 6, when a rigid closed mold is used, it can be pressurized and clamped, and the matrix resin can be pressurized and injected. At this time, a suction port can be provided separately from the injection port and connected to a vacuum pump for suction. Further, the liquid matrix resin may be injected while maintaining the atmospheric pressure without applying pressure at the injection port while performing suction from the suction port.

また、剛体のオープンモールドと可撓性フィルムを用いる場合は、マトリックス樹脂のプリフォームへの注入は、通常、吸引口からの吸引と、大気圧による注入口からの注入で実現させることが多い。大気圧による注入で、マトリックス樹脂のプリフォームへの良好な含浸を実現するためには、強化繊維基材の少なくとも片側の表面に樹脂含浸係数が1×10−10以上で、かつ、強化繊維基材2との樹脂含浸係数比が1.5〜10の範囲内にある樹脂拡散媒体層を用いることが有効である。この樹脂含浸係数とは、以下の測定法により測定された値である。 When a rigid open mold and a flexible film are used, injection of the matrix resin into the preform is usually realized by suction from the suction port and injection from the injection port at atmospheric pressure. In order to achieve good impregnation of the matrix resin into the preform by injection at atmospheric pressure, the resin impregnation coefficient is at least 1 × 10 −10 m 2 on the surface of at least one side of the reinforcing fiber base material, and the reinforcement It is effective to use a resin diffusion medium layer having a resin impregnation coefficient ratio with the fiber substrate 2 in the range of 1.5 to 10. The resin impregnation coefficient is a value measured by the following measurement method.

樹脂の含浸過程において、基材に含浸する樹脂の挙動は下式に示すダルシー則に従うことが知られており、含浸速度は以下の式で得られる。
v=(K/μ)×(ΔP/ΔL)・・・(1)
ここで、v(m/s)は含浸速度、K(m)は含浸係数、μは樹脂粘度(Pa・s)、ΔP(Pa)/ΔL(m)は単位長さ当たりの圧力勾配である。この式を時間t(s)で積分すれば、含浸係数は以下の式で得ることができる。
K=(L×L×μ)/(2×P×t)・・・(2)
ここで、L(m)は樹脂注入口からフローフロント(流動樹脂の先端)までの距離である。(2)式から、樹脂注入口からフローフロントまでの距離とそこへの到達時間、樹脂粘度、成形圧力が分かれば、含浸係数が計算できる。
In the resin impregnation process, it is known that the behavior of the resin impregnated into the base material follows the Darcy law shown in the following equation, and the impregnation rate is obtained by the following equation.
v = (K / μ) × (ΔP / ΔL) (1)
Here, v (m / s) is the impregnation rate, K (m 2 ) is the impregnation coefficient, μ is the resin viscosity (Pa · s), ΔP (Pa) / ΔL (m) is the pressure gradient per unit length. is there. If this equation is integrated over time t (s), the impregnation coefficient can be obtained by the following equation.
K = (L × L × μ) / (2 × P × t) (2)
Here, L (m) is the distance from the resin inlet to the flow front (the tip of the fluid resin). If the distance from the resin inlet to the flow front, the arrival time there, the resin viscosity, and the molding pressure are known from the equation (2), the impregnation coefficient can be calculated.

また、プリフォームの設置に先立って、剛体型の表面にゲルコートを塗布することも好ましい。プリフォームを設置した後、型締めあるいはバギングを行い、続いてマトリックス樹脂の注入を行う。   It is also preferable to apply a gel coat to the rigid surface prior to installation of the preform. After installing the preform, mold clamping or bagging is performed, followed by injection of matrix resin.

マトリックス樹脂としては、低粘度で液状の樹脂であれば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂でも、熱可塑性樹脂でも良い。通常は、強化繊維との接着性が良く高い強度が得られることからエポキシ樹脂が好ましく用いられる。なお、成形品を高温に晒される場所で使用する場合には、ビスマレイミド樹脂やポリイミド樹脂などの耐熱樹脂を利用してもよい。マトリックス樹脂には、各種添加剤を添加することもでき、例えばマトリックス樹脂に紫外線吸収剤を混合すると、紫外線によるマトリックス樹脂の劣化を防止することができる。マトリックス樹脂の粘度は、エポキシ樹脂の場合、室温(25℃程度)において、100〜160Pa・s程度である。   The matrix resin may be a thermosetting resin such as an epoxy resin, a vinyl ester resin, or an unsaturated polyester resin, or a thermoplastic resin as long as it is a low viscosity and liquid resin. Usually, an epoxy resin is preferably used because of its good adhesion to the reinforcing fibers and high strength. In addition, when using a molded article in the place exposed to high temperature, you may utilize heat resistant resins, such as a bismaleimide resin and a polyimide resin. Various additives can also be added to the matrix resin. For example, when an ultraviolet absorbent is mixed with the matrix resin, the matrix resin can be prevented from being deteriorated by ultraviolet rays. In the case of an epoxy resin, the viscosity of the matrix resin is about 100 to 160 Pa · s at room temperature (about 25 ° C.).

本発明のプリフォームは、特に用途を限定するものではないが、特に自動車外板パネルをFRPで構成する場合に好適に用いられる。具体的な使用例を挙げると、ボンネットフードや屋根、ドア、トランクリッド、フェンダーなどである。   Although the use of the preform of the present invention is not particularly limited, it is particularly suitably used when an automobile outer panel is composed of FRP. Specific examples include hood hoods, roofs, doors, trunk lids, and fenders.

特に、本発明のプリフォームにおいて強化繊維に炭素繊維を用いて形成されるFRPであるCFRPは、鋼やアルミなどの金属材料に比べて軽量で、強度、剛性の面でも優れるため、軽量で強度、剛性の高いパネル構造体、特に自動車外板パネルの材料として好適である   In particular, CFRP, which is an FRP formed using carbon fiber as a reinforcing fiber in the preform of the present invention, is lighter than metal materials such as steel and aluminum, and is superior in strength and rigidity. Suitable as a material for rigid panel structures, especially automobile outer panel

以下、本発明について、実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本実施例では、次の材料を用いてプリフォームを作成した。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. In this example, a preform was prepared using the following materials.

<材料>
・二方向性織物:東レ(株)製CO6343B(織糸:炭素繊維T300−3K、織組織:平織り,織物目付け:198g/m、厚さ:0.25mm、縦糸織密度:12.5本/25mm,横糸織密度:12.5本/25mm)
・バインダー:東レ(株)CT−006(強化繊維基材用バインダー)
<Material>
-Bidirectional woven fabric: CO6343B manufactured by Toray Industries, Inc. (woven yarn: carbon fiber T300-3K, woven structure: plain weave, fabric weight: 198 g / m 2 , thickness: 0.25 mm, warp woven density: 12.5 / 25mm, weft density: 12.5 / 25mm)
・ Binder: Toray Industries, Inc. CT-006 (binder for reinforcing fiber base)

<強化繊維基材の作製>
二方向性織物の一方の表面に、バインダーを単位面積当たりの質量(付着量)が4g/mとなるように計算しながら複数枚重ね合わせたガーゼにバインダーを包み万遍なく散布した。続いて、二方向性織物の表面温度が粘着性付与剤が溶融するのに十分な温度になるよう、遠赤外線ヒータの下を0.3m/minで通過させて、バインダーを織物上に固着させて強化繊維基材aを作製した。
<Production of reinforcing fiber base>
While calculating so that the mass per unit area (adhesion amount) was 4 g / m 2 on one surface of the bi-directional woven fabric, the binder was wrapped in a gauze that was superposed on a plurality of sheets. Subsequently, the binder is fixed on the fabric by passing it under the far-infrared heater at 0.3 m / min so that the surface temperature of the bidirectional fabric is sufficient to melt the tackifier. Thus, a reinforcing fiber substrate a was produced.

また、バインダーの付着量を12g/mに変更した以外は、強化繊維基材aの作製方法と同様にして、強化繊維基材bを作製した。
また、バインダーの付着量を20g/mに変更した以外は、強化繊維基材aの作製方法と同様にして、強化繊維基材cを作製した。
Further, a reinforcing fiber base material b was prepared in the same manner as the reinforcing fiber base material a, except that the binder adhesion amount was changed to 12 g / m 2 .
A reinforcing fiber substrate c was prepared in the same manner as the reinforcing fiber substrate a except that the amount of the binder attached was changed to 20 g / m 2 .

また、バインダーが付いていない強化繊維基材nを用意した。   Moreover, the reinforced fiber base material n without a binder was prepared.

<試験片の切り出し>
各強化繊維基材から、縦糸、横糸の方向をそれぞれ0゜、90゜としたときに、0゜が長軸方向となるよう、150×25mmの大きさの試験片を切り出した。
<Cutting out test piece>
A test piece having a size of 150 × 25 mm was cut out from each reinforcing fiber substrate so that the longitudinal direction was 0 ° and 90 ° when the directions of warp and weft were 0 ° and 90 °, respectively.

<実施例1>
各強化繊維基材から切り出した試験片を、下から、強化繊維基材aの試験片、強化繊維基材bの試験片、強化繊維基材cの試験片、強化繊維基材nの試験片となるように積層して積層体を得た。なお、バインダー付きの基材はバインダー付着面が上向きになるように積層した。その後、得られた積層体を強化繊維基材aのバインダーのない面が加熱型表面と接するように、100℃に加温した加熱型に配置した。
<Example 1>
From the bottom, the test pieces cut out from the respective reinforcing fiber bases are, from below, the test pieces of the reinforcing fiber base a, the test pieces of the reinforcing fiber base b, the test pieces of the reinforcing fiber base c, and the test pieces of the reinforcing fiber base n. It laminated | stacked so that it might become, and the laminated body was obtained. In addition, the base material with a binder was laminated | stacked so that the binder adhesion surface might become upward. Then, the obtained laminated body was arrange | positioned at the heating type | mold heated at 100 degreeC so that the surface without the binder of the reinforced fiber base material a might contact the heating type | mold surface.

次いで長軸方向で片側から100mmの範囲を覆うように重り(押圧型)を30秒間積層体の上に置くことによりプリフォームとした。なお、重りと平板の間に板厚1mmのスペーサーを挟み、空隙率が55%となるようにした。ここで空隙率は、以下のように算出した。
空隙率=100−Vf(%)
Vf=(W2×100)/(ρ×T2)(%)
W2:FRP1cm2当たり強化繊維の重量(g/cm
ρ:強化繊維の密度(g/cm
T2:FRPの厚さ(mm)
Next, a weight (pressing die) was placed on the laminate for 30 seconds so as to cover a range of 100 mm from one side in the major axis direction, thereby forming a preform. A spacer having a thickness of 1 mm was sandwiched between the weight and the flat plate so that the porosity was 55%. Here, the porosity was calculated as follows.
Porosity = 100−Vf (%)
Vf = (W2 × 100) / (ρ × T2) (%)
W2: Weight of reinforcing fiber per 1 cm 2 of FRP (g / cm 2 )
ρ: Density of reinforcing fiber (g / cm 3 )
T2: FRP thickness (mm)

重りを外し、加熱型からプリフォームを取り出し、自然冷却したプリフォームは層間が剥がれることがなく、端部をつかんで持ち上げても変形することはなかった。   The preform was removed from the heating mold, the preform was taken out from the heating mold, and the naturally cooled preform was not peeled off between layers.

得られたプリフォームを加熱面から遠い層から順に層間の剥離試験を行った。何れの層間の接着強度も10N/m以上であった。   The resulting preform was subjected to a delamination test in order from the layer far from the heating surface. The adhesive strength between any of the layers was 10 N / m or more.

<実施例2>
重りを置く時間を30秒から60秒に変更した以外は、実施例1と同様にして剥離試験を行った。得られたプリフォームは端部をつかんでも持ち上げられ、何れの層間の接着強度も10N/m以上であった。
<Example 2>
A peel test was performed in the same manner as in Example 1 except that the time for placing the weight was changed from 30 seconds to 60 seconds. The obtained preform was lifted even when the end portion was grasped, and the adhesive strength between any layers was 10 N / m or more.

<実施例3>
重りを置く時間を30秒から90秒に変更した以外は、実施例1と同様にして剥離試験を行った。得られたプリフォームは端部をつかんでも持ち上げられ、何れの層間の接着強度も10N/m以上であった。
<Example 3>
A peel test was performed in the same manner as in Example 1 except that the time for placing the weight was changed from 30 seconds to 90 seconds. The obtained preform was lifted even when the end portion was grasped, and the adhesive strength between any layers was 10 N / m or more.

<比較例1>
強化繊維基材の積層順を、下から、強化繊維基材bの試験片、強化繊維基材bの試験片、強化繊維基材bの試験片、強化繊維基材nの試験片となるように変更した以外は、実施例1と同様にして剥離試験を行った。加熱面から遠い層は固着せずに持ち上げた時に剥がれた。その他の層間も接着はしていたが、層間の接着強度は10N/m未満であった。
<Comparative Example 1>
From the bottom, the reinforcing fiber base material is laminated in the order of the test piece of the reinforcing fiber base material b, the test piece of the reinforcing fiber base material b, the test piece of the reinforcing fiber base material b, and the test piece of the reinforcing fiber base material n. A peel test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the change was made. The layer far from the heated surface peeled off when lifted without sticking. The other layers were also bonded, but the bonding strength between the layers was less than 10 N / m.

<比較例2>
重りを置く時間を30秒から60秒に変更した以外は、比較例1と同様にして剥離試験を行った。得られたプリフォームは端部をつかんでも持ち上げられたが、加熱面から遠い層間の接着力は10N/m未満であった。
<Comparative example 2>
A peel test was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the time for placing the weight was changed from 30 seconds to 60 seconds. The obtained preform was lifted even when the end portion was grasped, but the adhesive force between the layers far from the heating surface was less than 10 N / m.

<比較例3>
重りを置く時間を30秒から90秒に変更した以外は、比較例1と同様にして剥離試験を行った。何れの層間の接着強度も10N/m以上であった。
<Comparative Example 3>
A peel test was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the time for placing the weight was changed from 30 seconds to 90 seconds. The adhesive strength between any of the layers was 10 N / m or more.

以上の実施例及び比較例との対比結果より、本発明では、短い成形サイクルタイムで搬送性の良いプリフォームができ、最適な賦形状態を実現できることが明白になった。   From the results of comparison with the above Examples and Comparative Examples, it became clear that in the present invention, a preform having good transportability can be obtained in a short molding cycle time, and an optimal shaping state can be realized.

成形のサイクルタイムが短縮でき、且つプリフォームの外観や取り扱い性が向上する為、意匠性が求められ量産性の高い自動車外板部品に適して特に好適なものであり、本発明の適応範囲はこれらに限られるものではない。   Since the molding cycle time can be shortened and the appearance and handleability of the preform are improved, it is particularly suitable for automotive outer plate parts requiring high design and mass productivity. However, it is not limited to these.

1:バインダー
2:繊維基材
3:加熱型
4:押圧型
5:積層体
6:プリフォーム
1: Binder 2: Fiber base material 3: Heating type 4: Pressing type 5: Laminate 6: Preform

Claims (16)

あらかじめバインダーを表面に付着させた強化繊維基材を少なくとも3層以上積層した積層体を、加熱によりバインダーを溶融させて前記強化繊維基材の層間を接着させたプリフォームであって、加熱時に積層体の積層方向における層間の温度分布が相対的に低い強化繊維基材表面のバインダー付着量を増加させたことを特徴とするプリフォーム。 A preform obtained by laminating at least three layers of reinforcing fiber bases with a binder attached to the surface in advance and melting the binder by heating to bond the layers of the reinforcing fiber bases. A preform characterized in that the amount of binder attached to the surface of a reinforcing fiber substrate having a relatively low temperature distribution between layers in the body lamination direction is increased. 前記積層体を一つもしくは複数に分割された型に積層し、該型を加熱してバインダーを溶融させてなることを特徴とする請求項1に記載のプリフォーム。 The preform according to claim 1, wherein the laminate is laminated in one or a plurality of divided molds, and the mold is heated to melt the binder. 両面から加熱する型間に配置された前記積層体において、該積層体の積層方向における略中央に配置された強化繊維基材のバインダー付着量を最も多くしたことを特徴とする請求項2に記載のプリフォーム。 The laminated body arranged between the molds heated from both sides has the largest binder adhesion amount of the reinforcing fiber base arranged at the approximate center in the lamination direction of the laminated body. Preforms. 片面にバインダーを付着した強化繊維基材を、該バインダー付着面を積層体の積層方向における略中央にむけて積層し、該略中央において前記バインダー付着面が対向するように積層したことを特徴とする請求項3に記載のプリフォーム。 The reinforcing fiber base material having a binder attached on one side is laminated with the binder attached surface facing the substantially center in the laminating direction of the laminate, and laminated so that the binder attached surface faces the substantially center. The preform according to claim 3. 片面から加熱する型に配置された前記積層体において、前記バインダーを加熱するプリフォームであって、加熱する該型面から最も離れた強化繊維基材のバインダー付着量を最も多くしたことを特徴とする請求項2に記載のプリフォーム。 In the laminate disposed in a mold heated from one side, the preform is a preform for heating the binder, and the binder adhesion amount of the reinforcing fiber base most distant from the mold surface to be heated is maximized. The preform according to claim 2. 片面にバインダーを付着した強化繊維基材を、加熱する型表面と反対側にバインダー付着面となるように積層し、加熱面から最も離れた強化繊維基材のバインダー付着面を前記加熱する型表面側に向けて積層したことを特徴とする請求項5に基材のプリフォーム。 A reinforcing fiber base material having a binder attached on one side is laminated so as to be a binder attaching surface on the side opposite to the mold surface to be heated, and the binder attaching surface of the reinforcing fiber base furthest away from the heating surface is heated on the mold surface. The base material preform according to claim 5, wherein the base material is laminated toward the side. プリフォームの空隙率が50%以上である請求項1から6のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 6, wherein the preform has a porosity of 50% or more. 型をバインダーのガラス転移温度より10℃以上に加熱した後、型をバインダーのガラス転移温度以下に冷却してから脱型することを特徴とする請求項2から7のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 2 to 7, wherein after the mold is heated to 10 ° C or more from the glass transition temperature of the binder, the mold is cooled to the glass transition temperature or less of the binder and then demolded. . 炭素繊維からなる強化繊維基材を積層してなる請求項1から8のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 8, which is formed by laminating a reinforcing fiber base made of carbon fiber. 強化繊維は、その引張強さが3000MPa以上、引張弾性率が200GPa以上であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 9, wherein the reinforcing fiber has a tensile strength of 3000 MPa or more and a tensile elastic modulus of 200 GPa or more. 強化繊維基材が織物であることを特徴とする請求項1から10のいずれかにに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 10, wherein the reinforcing fiber base is a woven fabric. 前記強化繊維基材の表面に付着させたバインダーの付着量が3g/mから20g/mである請求項1から11のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 11, wherein an adhesion amount of the binder adhered to the surface of the reinforcing fiber substrate is 3 g / m 2 to 20 g / m 2 . バインダーのガラス転移温度が40℃から95℃である請求項1から12のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 12, wherein the binder has a glass transition temperature of 40 ° C to 95 ° C. 強化繊維基材におけるバインダーの付着形態が点状、線状または不連続線状であることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 13, wherein the adhesion form of the binder on the reinforcing fiber base is a dotted, linear, or discontinuous linear shape. 剥離強さが10N/m以上である請求項1から14のいずれかに記載のプリフォーム。 The preform according to any one of claims 1 to 14, having a peel strength of 10 N / m or more. 請求項1から15のいずれかに記載のプリフォームにマトリックス樹脂を含浸し硬化させてなることを特徴とする繊維強化樹脂成形体。 A fiber-reinforced resin molded article obtained by impregnating the preform according to any one of claims 1 to 15 with a matrix resin and curing the preform.
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