JP2014104624A - Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含むチョップドＵＤテープを繊維配向が二次元ランダムになるようにシート状に積層した繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet obtained by laminating a chopped UD tape including a thermoplastic resin and reinforcing fibers in a sheet shape so that the fiber orientation is two-dimensional random.
熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグには、強化繊維の形態及びその配向性の面から次の様なものが存在する。強化繊維として非連続繊維を使用するものとして、プリプレグを短冊状にカットした（チョップドＵＤテープ）がある。これは、熱可塑性樹脂をマトリックスとしたプリプレグを、例えば、２５ｍｍから５０ｍｍ程度の繊維長に切断した小片状テープである。かかるテープは、成形時の流動性、例えばスタンピング成形時の流動性が良好であり、色々な複雑な形状の成形品を成形するのに適している（特許文献１〜３参照）。しかしながら成形時に、強化繊維を樹脂により流動化させる必要があることから、強化繊維の体積含有率を高くすることができないという問題がある。また、強化繊維の長さが短いために弾性率、強度などの物性は、連続繊維を使用したものに比べて劣るという問題点もある。 The fiber reinforced thermoplastic resin prepreg using a thermoplastic resin as a matrix resin includes the following in terms of the form and orientation of the reinforcing fiber. As what uses discontinuous fiber as a reinforced fiber, there exists a prepreg cut into strip shape (chopped UD tape). This is a small piece tape obtained by cutting a prepreg having a thermoplastic resin matrix into a fiber length of, for example, about 25 mm to 50 mm. Such a tape has good fluidity at the time of molding, for example, fluidity at the time of stamping molding, and is suitable for molding molded products having various complicated shapes (see Patent Documents 1 to 3). However, since it is necessary to fluidize the reinforcing fiber with a resin at the time of molding, there is a problem that the volume content of the reinforcing fiber cannot be increased. In addition, since the length of the reinforcing fiber is short, the physical properties such as the elastic modulus and strength are inferior to those using continuous fibers.
チョップドＵＤテープの繊維配向を二次元ランダムにシート状に積層した積層物は非常に嵩高いため、シート状に積層した堆積物から高い機械特性を有する繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを得るためには、そのチョップドＵＤテープ間の空隙を抜く必要があった。また、チョップドＵＤテープの繊維配向を二次元ランダムにシート状に積層した堆積物は非常に嵩高いため、これらをバッチ式で製造する場合には金型の深さが深いものを使用する必要があり、厚い金型が必要であった。厚い金型は熱容量が大きいため、チョップドＵＤテープの繊維配向を二次元ランダムにシート状に積層したものを含む金型を加熱プレス後に冷却プレスする場合や急速加熱冷却システムを用いる場合に昇温時間や降温時間に長時間かかってしまうことがあった。 Since the laminate in which the fiber orientation of the chopped UD tape is two-dimensionally laminated in a sheet shape is very bulky, in order to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet having high mechanical properties from the deposit laminated in the sheet shape The gap between the chopped UD tapes had to be removed. Moreover, since the deposits in which the fiber orientations of the chopped UD tape are laminated two-dimensionally randomly are very bulky, it is necessary to use the one having a deep mold when manufacturing them in a batch type. There was a thick mold needed. Thick molds have a large heat capacity, so the temperature rise time when a mold containing two-dimensionally laminated fiber orientations of chopped UD tape is cold-pressed after hot pressing or when a rapid heating / cooling system is used And it took a long time to cool down.
特許文献４によると、チョップドＵＤテープを一体化するために、超音波溶着機あるいは、樹脂の融点以上に温度を保持した針状突起物を、シート状の積層物の厚さ方向に貫通させる方法でシート状の積層物が１０ｃｍ２当たり１〜４００箇所を点溶着され一体化させることで、嵩高いチョップドストランドの積層体を薄くすることを示した。しかし、多数の超音波溶着装置を必要としたり、加熱した針状突起物を使用したりすることで、当該シートは高価なものとなり、さらに全体を安定して点溶着するのは難しいという問題がある。 According to Patent Document 4, in order to integrate the chopped UD tape, an ultrasonic welder or a method of penetrating needle-like protrusions having a temperature higher than the melting point of the resin in the thickness direction of the sheet-like laminate The sheet-like laminate was point-welded at 1 to 400 locations per 10 cm 2 and integrated, thereby thinning the bulky chopped strand laminate. However, by using a large number of ultrasonic welding devices or using heated needle-like projections, the sheet becomes expensive, and further, it is difficult to stably spot weld the whole. is there.
本発明によれば、高価な装置や、大型の金型を用いることなしに、嵩高いチョップドストランドの積層体を薄くすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to thin a bulky chopped strand laminate without using an expensive device or a large mold.
本発明の要旨は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含むチョップドＵＤテープを、チョップドＵＤテープに含まれる強化繊維の配向が二次元ランダムとなるように積層し、積層体とする工程、
積層体を大気圧下で、赤外線ヒーターで加熱する工程、
引き続き、加圧・加熱することで繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートとする工程を含む、繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法にある。
The gist of the present invention is a process of laminating a chopped UD tape containing a thermoplastic resin and reinforcing fibers so that the orientation of the reinforcing fibers contained in the chopped UD tape is two-dimensional random, and forming a laminate,
Heating the laminate with an infrared heater under atmospheric pressure,
Then, it exists in the manufacturing method of a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet | seat including the process made into a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet | seat by pressurizing and heating.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法により得られる繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは、チョップドＵＤテープを二次元ランダムにシート状に積層し、予め加熱することで、ランダムシートの厚みを減少させたランダムシートであるため、柔軟性があり取扱性に優れるものである。 The fiber reinforced thermoplastic resin random sheet obtained by the method for producing a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is obtained by laminating chopped UD tapes in a two-dimensional random manner and heating in advance, thereby increasing the thickness of the random sheet. Since it is a reduced random sheet, it is flexible and excellent in handleability.
また、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法により得られる繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは、ランダムシートの厚みを減少させたランダムシートであるため、従来のランダムシートの製造では、大型の金型を使用することが必要であったのに対して、大型の金型を必要とせずに繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを製造できるため、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは非常に安価に生産できる。 In addition, since the fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet obtained by the method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is a random sheet with a reduced thickness of the random sheet, the conventional random sheet manufacturing has a large size. However, since the fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet can be produced without the need for a large mold, the fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is very Can be produced at low cost.
（チョップドＵＤテープ）
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法により得られる繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含むチョップドＵＤテープを用いることが必要である。チョップドＵＤテープは、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした一方向配列プリプレグを、例えば、１５ｍｍから１００ｍｍ程度の繊維長に切断した小片のプリプレグとして用いることができる。
(Chopped UD tape)
The fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet obtained by the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention needs to use a chopped UD tape containing a thermoplastic resin and reinforcing fibers. The chopped UD tape can be used as a small piece of prepreg obtained by cutting a unidirectionally arranged prepreg using a thermoplastic resin as a matrix resin into a fiber length of, for example, about 15 mm to 100 mm.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法に用いることができるチョップドＵＤテープに含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリーレンオキシド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンなる群から選ばれた１種若しくは２種以上の樹脂等が挙げられる。また、用途によっては、一部熱硬化性樹脂と混合して用いることもできる。中でも、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたポリアミド樹脂やアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂が、特に好ましい。これらの熱可塑性樹脂には、通常用いられる着色剤や各種添加剤等が含まれていてもよい。 Examples of the thermoplastic resin contained in the chopped UD tape that can be used in the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention include polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyamide, and polyester. , Polycarbonate, polyetherimide, polyarylene oxide, thermoplastic polyimide, polyamideimide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene, acrylonitrile butadiene styrene, or one or more resins. Moreover, depending on a use, it can also be mixed and used partially with a thermosetting resin. Of these, polyamide resins and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resins excellent in heat resistance, elastic modulus, and chemical resistance are particularly preferable. These thermoplastic resins may contain commonly used colorants and various additives.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法に用いることができるチョップドＵＤテープは、強化繊維体積含有率（Ｖｆ）が２０〜５０％（熱可塑性樹脂の体積含有率が８０〜５０％）であることが好ましく、強化繊維体積含有率（Ｖｆ）は２０〜４５％（熱可塑性樹脂の体積含有率が８０〜５５％）であることが更に好ましい。チョップドＵＤテープの繊維軸方向の長さが１５〜１００ｍｍであるが、好ましくは１５〜７５ｍｍ、更に好ましくは２５〜５０ｍｍである。体積含有率、繊維長、厚さが前記条件を満足するものは、特に、十分な機械的物性の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートとなるので好ましい。 The chopped UD tape that can be used in the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention has a reinforcing fiber volume content (Vf) of 20 to 50% (a thermoplastic resin volume content of 80 to 50%). It is preferable that the reinforcing fiber volume content (Vf) is 20 to 45% (the thermoplastic resin volume content is 80 to 55%). The length of the chopped UD tape in the fiber axis direction is 15 to 100 mm, preferably 15 to 75 mm, and more preferably 25 to 50 mm. Those satisfying the above conditions in terms of volume content, fiber length, and thickness are particularly preferred because they provide a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet with sufficient mechanical properties.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法に用いることができる強化繊維としては、無機繊維、有機繊維、金属繊維またはそれらの混合からなる繊維である。無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維などが挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、その他一般のナイロン、ポリエステル等の有機繊維が挙げられる。金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維が使用可能であり、また金属を被覆した炭素繊維等もある。本発明において特に好ましいのは炭素繊維である。炭素繊維には、ポリアクリロニトリル(ＰＡＮ)系、石油・石炭ピッチ系、レーヨン系、リグニン系などがあるが、何れの炭素繊維も使用することができる。特に、ＰＡＮを原料としたＰＡＮ系炭素繊維で、１２，０００〜４８，０００フィラメントのストランド又はトウが、工業的規模における生産性及び機械的特性に優れており好ましい。 The reinforcing fiber that can be used in the method for producing the fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is an inorganic fiber, an organic fiber, a metal fiber, or a fiber made of a mixture thereof. Examples of the inorganic fiber include carbon fiber, graphite fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, tungsten carbide fiber, boron fiber, and glass fiber. Examples of organic fibers include aramid fibers, high-density polyethylene fibers, and other general organic fibers such as nylon and polyester. As the metal fibers, fibers such as stainless steel and iron can be used, and there are also carbon fibers coated with metal. Particularly preferred in the present invention is carbon fiber. The carbon fibers include polyacrylonitrile (PAN), petroleum / coal pitch, rayon, and lignin, and any carbon fiber can be used. In particular, a PAN-based carbon fiber using PAN as a raw material, a strand or tow of 12,000 to 48,000 filaments is preferable because of excellent productivity and mechanical characteristics on an industrial scale.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法に用いることができるチョップドＵＤテープは、例えば、強化繊維の繊維束を、厚さが０．１ｍｍ以下になるように開繊させ引き揃え、次いで開繊された繊維束に熱可塑性樹脂を繊維体積含有率（Ｖｆ）が２０〜５０％の範囲になるように付与することで形成された繊維強化プリプレグを長手方向に対し、所望の幅、長さで裁断することによって得ることもできる。好ましい巾は３０ｍｍ以下、繊維軸方向の長さは１５〜１００ｍｍ、好ましくは１５〜７５ｍｍである。 The chopped UD tape that can be used in the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is, for example, a fiber bundle of reinforcing fibers is opened and aligned so that the thickness is 0.1 mm or less, and then aligned. The fiber reinforced prepreg formed by applying a thermoplastic resin to the opened fiber bundle so that the fiber volume content (Vf) is in the range of 20 to 50% is desired width and length with respect to the longitudinal direction. It can also be obtained by cutting. The preferred width is 30 mm or less, and the length in the fiber axis direction is 15 to 100 mm, preferably 15 to 75 mm.
チョップドＵＤテープとする際の熱可塑性樹脂の付与方法は、特に限定されるものではなく、例えば、強化繊維のストランドに直接溶融した熱可塑性樹脂を含浸する方法や、フィルム状の熱可塑性樹脂を溶融して強化繊維のシートに含浸させる方法、粉体状の熱可塑性樹脂を溶融して強化繊維のシートに含浸させる方法などがある。樹脂を含浸した強化繊維のストランドの裁断の方法は特に限定されないが、ギロチン方式、コダック方式、ロータリー方式等のカッタ−が利用できる。 The method of applying the thermoplastic resin when making a chopped UD tape is not particularly limited. For example, a method of impregnating a molten thermoplastic resin directly into a strand of reinforcing fibers, or melting a film-like thermoplastic resin Then, there are a method of impregnating the reinforcing fiber sheet, a method of melting a powdered thermoplastic resin and impregnating the reinforcing fiber sheet. The method for cutting the reinforcing fiber strand impregnated with the resin is not particularly limited, but a cutter such as a guillotine method, a Kodak method, or a rotary method can be used.
次に、得られたチョップドＵＤテープは、繊維配向が二次元ランダムになるようにシート状に均一に積層される。チョップドＵＤテープを、二次元ランダムにシート状に積層させる方法としては、例えば、定量フィーダーなどを用いつつ、チョップドＵＤテープを高い位置からベルトコンベア−などの上に自然落下させるなど公知の方法が使用できる。 Next, the obtained chopped UD tape is uniformly laminated in a sheet shape so that the fiber orientation is two-dimensional random. As a method of laminating the chopped UD tape in a two-dimensional random manner, for example, a known method such as allowing the chopped UD tape to fall naturally on a belt conveyor or the like from a high position while using a quantitative feeder or the like is used. it can.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは、こうして得られたチョップドＵＤテープのシート状の積層物を赤外線ヒーターや加熱盤、加熱ロール等の熱源により熱可塑製樹脂を融点以上まで加熱することによって、樹脂を軟化させて積層物の厚みを減少させることで、チョップドＵＤテープどうしがバラバラにならずに接着するため取扱性が良好になる。また、つづく工程で実施するプレスに使用する金型の厚みが薄くできるため、金型を含めた加熱及び冷却時間を短くすることができる。 The fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is obtained by heating the thermoplastic resin up to the melting point or higher with a heat source such as an infrared heater, a heating panel, or a heating roll on the sheet-like laminate of the chopped UD tape thus obtained. By reducing the thickness of the laminate by softening the resin, the chopped UD tapes are bonded to each other without being separated, thereby improving the handleability. Moreover, since the thickness of the metal mold | die used for the press implemented at the following process can be made thin, the heating and cooling time including a metal mold | die can be shortened.
樹脂を軟化させて積層物の厚みを減少させた際のランダムシートの目付けは１０００〜２５００ｇ／ｍ２であることが好ましい。１０００ｇ／ｍ２以上の場合はシート状の積層物に隙間が発生しないためであり、２５００ｇ／ｍ２以下の場合は仮止めランダムシートの厚み方向に均一に加熱することができる。 When the resin is softened and the thickness of the laminate is reduced, the basis weight of the random sheet is preferably 1000 to 2500 g / m 2 . In the case of 1000 g / m 2 or more, no gap is generated in the sheet-like laminate. In the case of 2500 g / m 2 or less, heating can be performed uniformly in the thickness direction of the temporarily fixed random sheet.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法においては、赤外線ヒーター及び加熱盤の設定温度を、熱可塑性樹脂が結晶性高分子の場合、融点＋５０〜１５０℃とすることが好ましい。設定温度を融点＋５０℃以上とする場合は、ランダムシートの加熱時間を短くすることができる。また設定温度を融点＋１５０℃以下とした場合は熱可塑製樹脂の熱分解を抑制することができるので好ましい。熱可塑性樹脂が非晶性高分子の場合、ガラス転移温度に対して、＋１００〜２００℃と設定することが好ましい。設定温度をガラス転移温度に対して＋１００℃以上とする場合は、ランダムシートの加熱時間を短くすることができる。また設定温度をガラス転移温度に対して＋２００℃以下とする場合は熱可塑製樹脂の熱分解を抑制することができるので好ましい。 In the method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention, it is preferable that the set temperature of the infrared heater and the heating panel is a melting point +50 to 150 ° C. when the thermoplastic resin is a crystalline polymer. When setting temperature is melting | fusing point +50 degreeC or more, the heating time of a random sheet | seat can be shortened. Moreover, it is preferable to set the set temperature to the melting point + 150 ° C. or lower because thermal decomposition of the thermoplastic resin can be suppressed. When the thermoplastic resin is an amorphous polymer, it is preferably set to +100 to 200 ° C. with respect to the glass transition temperature. When setting temperature is +100 degreeC or more with respect to glass transition temperature, the heating time of a random sheet | seat can be shortened. Moreover, since it is possible to suppress thermal decomposition of the thermoplastic resin, it is preferable that the set temperature is + 200 ° C. or less with respect to the glass transition temperature.
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法により得られた繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは、様々なＦＲＰ成形品を製造するための中間素材として用いることができる。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを使用したＦＲＰ成形品の成形方法は、特に限定されるものではなく、前記繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを一枚または複数枚積層し、金型プレス法、オートクレーブ法、熱間・冷間プレス法等で成形して成形品とすることができる。 The fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet obtained by the method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention can be used as an intermediate material for manufacturing various FRP molded products. The molding method of the FRP molded product using the fiber reinforced thermoplastic resin random sheet of the present invention is not particularly limited, and one or a plurality of the fiber reinforced thermoplastic resin random sheets are laminated, and the die press method The molded product can be molded by autoclave method, hot / cold press method or the like.
以下、実施例により、本発明を詳述する。
（実施例１）
炭素繊維（三菱レイヨン社製、製品名；ＴＲ５０Ｓ、１０００ｔｅｘ、１５，０００本のストランド）を使用し、長繊維を一方向に配向した目付１００ｇ／ｍ２の炭素繊維シート状物の両面に、ＰＰ製のフィルム（三菱化学製、製品名：Ｐ９５８、目付３６．４ｇ／ｍ２）を重ね、２３０〜２６０℃に加熱して、ＰＰ製のフィルムをシート状物に溶融含浸させプリプレグを作製した。得られたプリプレグの厚さは０．１３〜０．１４ｍｍであった。繊維体積分率は４０％であった。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
Example 1
Using carbon fiber (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., product name: TR50S, 1000 tex, 15,000 strands) on both sides of a carbon fiber sheet material with a basis weight of 100 g / m 2 in which long fibers are oriented in one direction, PP A film made by Mitsubishi Chemical (product name: P958, basis weight 36.4 g / m 2 ) was stacked and heated to 230 to 260 ° C., and a PP film was melt-impregnated into a sheet to prepare a prepreg. The thickness of the obtained prepreg was 0.13-0.14 mm. The fiber volume fraction was 40%.
上記で得られた樹脂含浸シート状物を、幅１５ｍｍにスリットした後、ギロチン方式の裁断機を用いて、長さ２５ｍｍに裁断してチョップドＵＤテープを作製した。得られたチョップドＵＤテープをアルミ板の上に自然落下させ、プリプレグの繊維配向が二次元ランダムになるよう積層した。積層体のプリプレグ目付けが１２７０ｇ／ｍ２となるように積層した場合、積層体の嵩高さは約６〜７ｍｍであった。 The resin-impregnated sheet-like material obtained above was slit to a width of 15 mm, and then cut to a length of 25 mm using a guillotine type cutting machine to produce a chopped UD tape. The obtained chopped UD tape was naturally dropped on an aluminum plate and laminated so that the fiber orientation of the prepreg was two-dimensional random. When the laminate was laminated so that the prepreg basis weight of the laminate was 1270 g / m 2 , the bulk of the laminate was about 6 to 7 mm.
得られた積層体を、遠赤外線ヒーター（日本ガイシ製、製品名：インフラスタインヒーターＡＳ）によって２７０℃設定で５分加熱すると、樹脂が溶融し、厚みが減少し、厚み約２〜３ｍｍとなった。加熱した後のランダムシートは柔軟性に優れ取扱性の良いものであった。 When the obtained laminate is heated with a far-infrared heater (manufactured by NGK, product name: Infrastein heater AS) at 270 ° C. for 5 minutes, the resin melts and the thickness decreases to a thickness of about 2 to 3 mm. It was. The random sheet after heating was excellent in flexibility and handleability.
加熱した後で得られた繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを、２枚重ねて深さ１６．５ｍｍの印籠形状の鋼材型に入れ、加熱冷却二段式プレス（神藤金属工業所製、５０トンプレス）を用いて加熱盤温度２２０℃、２ＭＰａ、７分で加熱プレス後、冷却盤温度３０℃、２ＭＰａ、４分で冷却プレスを実施し、厚さが約２ｍｍの繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを取り出した。作製した繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは外観上にもチョップドＵＤテープの形状が保持されたものであった。 Two fiber-reinforced thermoplastic resin random sheets obtained after heating are stacked and placed in a 16.5 mm deep stamping steel mold, heated and cooled two-stage press (Shinto Metal Industries, 50 ton press) ) Using a heating plate temperature of 220 ° C., 2 MPa, 7 minutes, followed by a cooling plate temperature of 30 ° C., 2 MPa, 4 minutes, and a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet having a thickness of about 2 mm. I took it out. The produced fiber reinforced thermoplastic resin random sheet had the appearance of the chopped UD tape retained in appearance.
（比較例１）
実施例１と同様の方法で、作製したチョップドＵＤテープを印籠形状の鋼材型に繊維配向が二次元ランダムになるように、目付けが２５４０ｇ／ｍ２となるようにシート状に積層した。赤外線ヒーターで加熱せずに実施例１と同様の方法で加熱プレス及び冷却プレスを実施したところ、作製した繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートはチョップドＵＤテープの形状が曲がったものやチョップドＵＤテープの形状が保持されていないものであった。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, the produced chopped UD tape was laminated in a sheet shape so that the basis weight was 2540 g / m 2 so that the fiber orientation was two-dimensional random in a stamped steel mold. When heating press and cooling press were carried out in the same manner as in Example 1 without heating with an infrared heater, the produced fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet had a bent chopped UD tape shape or a chopped UD tape shape. Was not retained.
（実施例２）
実施例１と同様の方法で作製したチョップドＵＤテープからなる仮止めランダムシートを４枚重ねて、実施例１と同様の方法で厚さが約４ｍｍの繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを作製した。作製した繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートは外観上にもチョップドストランドの形状が保持されたものであった。
(Example 2)
Four temporarily fixed random sheets made of chopped UD tape produced by the same method as in Example 1 were stacked, and a fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet having a thickness of about 4 mm was produced by the same method as in Example 1. The produced fiber reinforced thermoplastic resin random sheet had the chopped strand shape retained in appearance.
（比較例２）
実施例１と同様の方法で、作製したチョップドＵＤテープを印籠形状の鋼材型に繊維配向が二次元ランダムになるように、５０８０ｇ／ｍ２となるようにシート状に積層し、厚さが約４ｍｍの繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを得ようと試みたが、積層体が嵩高くなり、深さ１６．５ｍｍの印籠形状の金型に積層することができなかった。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, the produced chopped UD tape was laminated in a sheet shape so that the fiber orientation was two-dimensional random in a stamped steel mold, and the thickness was about 8080 g / m 2. Although an attempt was made to obtain a 4 mm fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet, the laminate became bulky and could not be laminated on a stamping die having a depth of 16.5 mm.
以上のように本発明は熱可塑性樹脂と強化繊維とからなるチョップドＵＤテープであって、繊維配向が二次元ランダムにシート状に積層し、予め加熱して厚みを減少させた仮止めランダムシートを作製した後に、それらを一枚または複数枚重ねて加圧一体化して作製した繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートであるが、これにより厚みの厚い繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートや仮止めランダムシート化により取扱性が良いため大きなサイズの繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートを製造しやすいと想定できる。よって本発明は産業的に有用であると言える。 As described above, the present invention is a chopped UD tape composed of a thermoplastic resin and a reinforcing fiber, in which a fiber orientation is randomly laminated in a sheet shape, and a temporary fixing random sheet having a thickness reduced by heating in advance. It is a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet that is manufactured by pressing and integrating one or more of them after being manufactured, but this makes it possible to make a thick fiber reinforced thermoplastic resin random sheet or a temporary fixing random sheet. It can be assumed that it is easy to manufacture a large-sized fiber-reinforced thermoplastic resin random sheet because of its good handleability. Therefore, it can be said that the present invention is industrially useful.
Claims (2)
積層体を大気圧下で、加熱する工程、
加熱後の積層体を１３０℃以下まで、冷却する工程、
引き続き、加圧・加熱することで繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートとする工程を含む、繊維強化熱可塑性樹脂ランダムシートの製造方法。 Laminating a chopped UD tape containing a thermoplastic resin and reinforcing fibers so that the orientation of the reinforcing fibers contained in the chopped UD tape is two-dimensional random, and forming a laminate,
Heating the laminate at atmospheric pressure,
A step of cooling the heated laminate to 130 ° C. or lower,
The manufacturing method of a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet including the process of making a fiber reinforced thermoplastic resin random sheet by continuing pressurization and heating.
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Cited By (2)
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