JP2016199008A - Method for producing integrated laminated product and method for producing molded body - Google Patents

Method for producing integrated laminated product and method for producing molded body Download PDF

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隼人 小笠原
Hayato Ogasawara
隼人 小笠原
石川 健
Takeshi Ishikawa
健 石川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an integrated laminated product capable of producing an integrated laminated product which is excellent in moldability and handleability in stamping moldability with a small number of steps while reducing a production cost, and to provide a method for producing a molded body.SOLUTION: There is provided a method for producing an integrated laminated product by working a laminated substrate in which a plurality of prepregs containing reinforced fibers and thermoplastic resins are laminated, including the following step (1) and step (2); and a method for producing a molded body including a step of producing an integrated laminated product by the method for producing the same and a step of stamping molding the obtained integrated laminated product. The step (1) is a lamination step of laminating a plurality of prepregs to obtain a laminated substrate. The step (2) is a cut fusion step of fusing a cut surface by heat generated by cutting while cutting the laminated substrate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、スタンピング成形に好適に用いられる一体化積層物の製造方法、及び成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an integrated laminate suitably used for stamping molding, and a method for producing a molded body.

繊維強化熱可塑性プラスチックの成形方法としては、連続した強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸せしめたプリプレグを複数積層して得られる積層基材を、所望の形状に切断した後プレス機等で予熱・加熱加圧することにより目的の形状に賦形するスタンピング成形が最も一般的に行われている。これにより得られた繊維強化熱可塑性プラスチックは、連続した強化繊維を用いているので優れた力学物性を有する。また連続した強化繊維は規則的に配列することで、必要とする力学物性に設計することが可能である。   As a method for molding fiber reinforced thermoplastics, a laminated base material obtained by laminating a plurality of prepregs impregnated with thermoplastic resin into continuous reinforcing fibers is cut into a desired shape and then preheated and heated with a press machine etc. Stamping molding is generally performed in which a desired shape is formed by applying pressure. The resulting fiber-reinforced thermoplastic has excellent mechanical properties because it uses continuous reinforcing fibers. Moreover, it is possible to design the required mechanical properties by arranging the continuous reinforcing fibers regularly.

しかし、前記積層基材を構成するプリプレグは、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめた熱硬化性プリプレグに比べて常温環境下では粘着性に乏しく、スタンピング成形の際にハンドリングの面で非常に煩雑となり、成形性や取扱性が低下しやすかった。
そのため、プリプレグを強化繊維が規則的に配列するように複数積層して積層基材とした後、積層基材の切断に至る前に、積層基材の全面もしくは一部分を融着一体化させる必要があった。
However, the prepreg constituting the laminated base material is less sticky in a normal temperature environment than a thermosetting prepreg in which a reinforcing fiber is impregnated with a thermosetting resin, and is very handling in stamping molding. It became complicated and the moldability and handleability were apt to decrease.
Therefore, it is necessary to fuse and integrate all or part of the laminated base material after the prepreg is laminated so that the reinforcing fibers are regularly arranged to form a laminated base material before cutting the laminated base material. there were.

例えば、特許文献1には、ガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維や織布に熱可塑性樹脂を含浸して得られる繊維補強樹脂シートの複数を積層して得られる積層基材を、所望の温度で加熱加圧し一体化させる方法が開示されている。特許文献1によれば、積層基材を加熱加圧し一体化させることで、ハンドリング性が向上するとしている。
また、特許文献2には、熱可塑性樹脂と強化繊維とからなるプリプレグの複数を積層して得られるシート状の積層基材を、加熱したニードルを用いて積層基材を貫通させて点融着して一体化させる方法が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a laminated base material obtained by laminating a plurality of fiber reinforced resin sheets obtained by impregnating a thermoplastic resin into a reinforcing fiber or woven fabric such as glass fiber or carbon fiber, at a desired temperature. The method of heating and pressurizing and integrating is disclosed. According to Patent Document 1, handling properties are improved by heating and pressurizing and laminating a laminated base material.
Further, in Patent Document 2, a sheet-like laminated base material obtained by laminating a plurality of prepregs composed of a thermoplastic resin and a reinforcing fiber is point-fused by penetrating the laminated base material using a heated needle. A method for integrating them is disclosed.

特開平07−214714号公報JP 07-214714 A 特開2007−262360号公報JP 2007-262360 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法の場合、ベルトプレスや加熱ロール等の大型装置を用いた連続式の融着方法、加熱プレス機や赤外線ヒーターと冷却プレスとを組み合わせる、あるいは多段の加熱冷却プレスを用いるといった回分式の融着方法など、生産性の低い方法で積層基材を融着一体化させる必要があり、製造コストが増加しやすかった。また、積層基材を切断する前に融着一体化させる工程を行うため、工程数が増えることとなる。
特許文献2に記載の方法のような、様々な厚みの積層基材について厚み方向に貫通させて点融着することは非常に煩雑であり、かつ、点融着だけでは積層基材を十分に一体化させることが困難であった。
However, in the case of the method described in Patent Document 1, a continuous fusing method using a large apparatus such as a belt press or a heating roll, a combination of a heating press machine, an infrared heater and a cooling press, or a multistage heating / cooling press It is necessary to fuse and integrate the laminated base material by a method with low productivity such as a batch-type fusion method such as using a batch, and the manufacturing cost is likely to increase. In addition, since the step of fusing and integrating is performed before the laminated base material is cut, the number of steps is increased.
As in the method described in Patent Document 2, it is very cumbersome to make point fusion by penetrating a laminated base material of various thicknesses in the thickness direction. It was difficult to integrate.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、スタンピング成形時の成形性や取扱性に優れる一体化積層物を、製造コストを低減しつつ、少ない工程数で製造できる一体化積層物の製造方法、及び成形体の製造方法の提供を課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an integrated laminate manufacturing method capable of manufacturing an integrated laminate excellent in formability and handleability during stamping molding with a reduced number of steps while reducing manufacturing costs. It is an object of the present invention to provide a method for producing a molded body.

本発明者らは鋭意検討した結果、積層基材を切断するときに生じる熱で切断面を融着させることで、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the problem can be solved by fusing the cut surface with heat generated when cutting the laminated base material, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の態様を有する。
[1] 強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数積層した積層基材を加工して一体化積層物を製造する方法であって、下記工程(1)及び工程(2)を含む、一体化積層物の製造方法。
工程(1):プリプレグを複数積層して積層基材を得る積層工程。
工程(2):積層基材を切断しながら、切断で生じる熱で切断面を融着する切断融着工程。
[2] 前記切断及び融着を回転刃を用いて行う、[1]に記載の一体化積層物の製造方法。
[3] 前記切断及び融着を超音波切断により行う、[1]に記載の一体化積層物の製造方法。
[4] 前記切断及び融着をレーザー切断により行う、[1]に記載の一体化積層物の製造方法。
[5] 前記切断及び融着を加熱温調した刃物を用いて行う、[1]に記載の一体化積層物の製造方法。
[6] 前記工程(2)の前及び後の少なくとも一方で、下記工程(3)を行う、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法。
工程(3):積層基材の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜100箇所、点融着する点融着工程。
[7] 前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したものである、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法。
[8] 前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したものであり、強化繊維を切断するようにプリプレグの表面から裏面にかけて貫通する切込を有する、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法。
[9] 前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグを裁断した小片のプリプレグの複数を、各小片のプリプレグの強化繊維の繊維方向がランダムになるようにシート状に一体化したものである、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法
[10] 前記工程(1)において、前記プリプレグの複数と、熱可塑性樹脂または充填物含有熱可塑性樹脂からなるシートまたはフィルム(ただし、前記プリプレグを除く)とを積層する、[1]〜[9]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法。
[11] 前記充填物が炭素繊維である、[10]に記載の一体化積層物の製造方法。
[12] 前記充填物がガラス組成物である、[10]に記載の一体化積層物の製造方法。
[13] 前記充填物がリサイクル材である、[10]に記載の一体化積層物の製造方法。
[14] 前記強化繊維が炭素繊維である、[1]〜[13]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法。
[15] [1]〜[14]のいずれか1つに記載の一体化積層物の製造方法により一体化積層物を製造する工程と、得られた一体化積層物を用いてスタンピング成形する工程とを含む、成形体の製造方法。
That is, this invention has the following aspects.
[1] A method of manufacturing an integrated laminate by processing a laminated base material in which a plurality of prepregs containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin are laminated, and includes the following steps (1) and (2) Method for manufacturing a laminated laminate.
Step (1): A lamination step in which a plurality of prepregs are laminated to obtain a laminated substrate.
Step (2): A cutting and fusing step of fusing the cut surface with heat generated by cutting while cutting the laminated base material.
[2] The method for producing an integrated laminate according to [1], wherein the cutting and fusion are performed using a rotary blade.
[3] The method for producing an integrated laminate according to [1], wherein the cutting and fusion are performed by ultrasonic cutting.
[4] The method for producing an integrated laminate according to [1], wherein the cutting and fusion are performed by laser cutting.
[5] The method for producing an integrated laminate according to [1], wherein the cutting and fusing are performed using a blade whose temperature is adjusted by heating.
[6] The method for producing an integrated laminate according to any one of [1] to [5], wherein the following step (3) is performed at least one of before and after the step (2).
Step (3): A point fusion step in which the surface other than the end portion of the laminated base material is point-fused at 1 to 100 points per 100 cm 2 of surface area.
[7] The method for producing an integrated laminate according to any one of [1] to [6], wherein the prepreg is obtained by impregnating a reinforced fiber oriented in one direction with a thermoplastic resin.
[8] The prepreg is obtained by impregnating a reinforced fiber oriented in one direction with a thermoplastic resin, and has a notch penetrating from the front surface to the back surface of the prepreg so as to cut the reinforcing fiber. 6] The method for producing an integrated laminate according to any one of [6].
[9] The prepreg is formed in a sheet form so that a plurality of small prepregs obtained by cutting a prepreg in which a reinforced fiber oriented in one direction is impregnated with a thermoplastic resin is random in the fiber direction of the reinforcing fibers of each small prepreg. The method for producing an integrated laminate according to any one of [1] to [6] [10], wherein in the step (1), a plurality of the prepregs and a thermoplastic resin or The manufacturing method of the integrated laminated body as described in any one of [1]-[9] which laminates | stacks the sheet | seat or film (however, except the said prepreg) which consists of a filler containing thermoplastic resin.
[11] The method for producing an integrated laminate according to [10], wherein the filler is carbon fiber.
[12] The method for producing an integrated laminate according to [10], wherein the filler is a glass composition.
[13] The method for producing an integrated laminate according to [10], wherein the filler is a recycled material.
[14] The method for producing an integrated laminate according to any one of [1] to [13], wherein the reinforcing fibers are carbon fibers.
[15] A step of producing an integrated laminate by the method for producing an integrated laminate according to any one of [1] to [14], and a step of stamping molding using the obtained integrated laminate The manufacturing method of a molded object containing these.

本発明によれば、スタンピング成形時の成形性や取扱性に優れる一体化積層物を、製造コストを低減しつつ、少ない工程数で製造できる一体化積層物の製造方法、及び成形体の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the integrated laminated body which can manufacture the integrated laminated body excellent in the moldability at the time of stamping shaping | molding, and a handleability with few processes, reducing a manufacturing cost, and the manufacturing method of a molded object Can provide.

切込を有するプリプレグの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the prepreg which has a notch. 切込を有するプリプレグの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the prepreg which has a notch.

「一体化積層物の製造方法」
本発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数積層した積層基材を加工して一体化積層物を製造する方法であり、下記工程(1)及び工程(2)を含む。また、工程(2)の前及び後の少なくとも一方で、下記工程(3)を行うことが好ましい。
工程(1):プリプレグを複数積層して積層基材を得る積層工程。
工程(2):積層基材を切断しながら、切断で生じる熱で切断面を融着する切断融着工程。
工程(3):積層基材の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜100箇所、点融着する点融着工程。
"Production method of integrated laminate"
The present invention is a method for producing an integrated laminate by processing a laminated substrate obtained by laminating a plurality of prepregs containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin, and includes the following steps (1) and (2). Moreover, it is preferable to perform the following process (3) at least one before and after the process (2).
Step (1): A lamination step in which a plurality of prepregs are laminated to obtain a laminated substrate.
Step (2): A cutting and fusing step of fusing the cut surface with heat generated by cutting while cutting the laminated base material.
Step (3): A point fusion step in which the surface other than the end portion of the laminated base material is point-fused at 1 to 100 points per 100 cm 2 of surface area.

<プリプレグ>
本発明に用いられるプリプレグは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む。
プリプレグに用いられる強化繊維としては特に限定されず、無機繊維、有機繊維、金属繊維、またはこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維などを使用できる。
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、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。
金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維を挙げられる。また、金属を被覆した炭素繊維を用いることもできる。
これらの強化繊維は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
強化繊維の平均繊維直径は、1〜50μmが好ましく、4〜20μmがより好ましい。
<Prepreg>
The prepreg used in the present invention contains reinforcing fibers and a thermoplastic resin.
The reinforcing fiber used for the prepreg is not particularly limited, and inorganic fiber, organic fiber, metal fiber, or a hybrid fiber having a combination of these can be used.
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, nylon fibers, and polyester fibers.
Examples of metal fibers include stainless steel and iron fibers. Further, carbon fibers coated with metal can also be used.
These reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.
1-50 micrometers is preferable and, as for the average fiber diameter of a reinforced fiber, 4-20 micrometers is more preferable.

上述した強化繊維の中でも、本発明により製造された一体化積層物をスタンピング成形してなる成形体(以下、単に「成形体」という。)の強度等の力学物性や、成形体の質量を考慮すると、炭素繊維が好ましい。
炭素繊維としては特に限定されず、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、何れの原料由来の炭素繊維であっても使用することができる。これらの中でも、工業規模における生産性及び機械的特性に優れている点で、PANを原料としたPAN系炭素繊維が特に好ましい。
また、石油・石炭ピッチ系炭素繊維は高弾性であることが知られているため、PAN系炭素繊維を併用してもよい。
これら炭素繊維は、市販品として入手できる。
Among the above-described reinforcing fibers, mechanical properties such as strength of a molded body (hereinafter simply referred to as “molded body”) formed by stamping the integrated laminate manufactured according to the present invention and the mass of the molded body are considered. Then, carbon fiber is preferable.
The carbon fiber is not particularly limited, and any carbon fiber derived from any raw material such as polyacrylonitrile (PAN), petroleum / coal pitch, rayon, and lignin can be used. Among these, PAN-based carbon fibers using PAN as a raw material are particularly preferable in terms of excellent productivity and mechanical properties on an industrial scale.
In addition, since petroleum / coal pitch-based carbon fibers are known to have high elasticity, PAN-based carbon fibers may be used in combination.
These carbon fibers can be obtained as commercial products.

炭素繊維束としての繊度は200〜7000texであることが好ましい。フィラメント数は1,000〜100,000本が好ましく、3,000〜60,000本がより好ましい。また、炭素繊維束としての強度は1〜10GPaが好ましく、5〜8GPaがより好ましい。また、弾性率は100〜1,000GPaが好ましく、200〜600GPaがより好ましい。
なお、炭素繊維束の強度及び弾性率は、それぞれJIS R 7608に準拠して測定される。
The fineness of the carbon fiber bundle is preferably 200 to 7000 tex. The number of filaments is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 60,000. Moreover, 1-10 GPa is preferable and, as for the intensity | strength as a carbon fiber bundle, 5-8 GPa is more preferable. The elastic modulus is preferably 100 to 1,000 GPa, more preferably 200 to 600 GPa.
In addition, the intensity | strength and elastic modulus of a carbon fiber bundle are each measured based on JISR7608.

炭素繊維の単繊維繊度は、0.5〜2.4dtexが好ましい。単繊維繊度が0.5dtex未満であると、プリプレグ製造時に炭素繊維同士が細密充填した際に繊維間に空間が少なくなり樹脂の含浸が困難または不十分になる場合がある。一方、単繊維繊度が2.4dtexを超えると、そのような炭素繊維を製造する際に、繊維中央への熱の伝達に時間がかかり炭素繊維の高コスト化、それに伴うプリプレグの高コスト化を引き起こす場合がある。   The single fiber fineness of the carbon fiber is preferably 0.5 to 2.4 dtex. When the single fiber fineness is less than 0.5 dtex, when the carbon fibers are closely packed during prepreg production, the space between the fibers is reduced and the resin impregnation may be difficult or insufficient. On the other hand, if the single fiber fineness exceeds 2.4 dtex, it takes time to transfer heat to the center of the fiber when manufacturing such a carbon fiber, which increases the cost of the carbon fiber and the associated increase in the cost of the prepreg. May cause.

プリプレグに用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド(ポリアミド6、ポリアミド66等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、変性ポリオレフィン、ポリエステル(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)、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ABS、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体などが挙げられる。また、ポリアミド6とポリアミド66との共重合ナイロンのように共重合したものを用いてもよい。
これらの熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the thermoplastic resin used in the prepreg include polyamide (polyamide 6, polyamide 66, etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), modified polyolefin, polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polycarbonate, polyamideimide, polyphenylene oxide, Examples include polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polystyrene, ABS, polyphenylene sulfide, liquid crystal polyester, and a copolymer of acrylonitrile and styrene. Further, a copolymer such as a nylon copolymerized with polyamide 6 and polyamide 66 may be used.
These thermoplastic resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

プリプレグには、成形体に要求される特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。   Depending on the properties required for the molded product, prepregs include flame retardants, weather resistance improvers, antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, plasticizers, lubricants, colorants, compatibilizers, and conductive fillers. Etc. may be contained.

プリプレグは、強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて得られる。プリプレグの形態としては、シート状、テープ状、またはフィルム状が好ましく、特に、強化繊維を一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグ(以下、「一方向材」ともいう。)が、力学物性の制御や発現する力学物性の高さから好適に用いられる。
プリプレグが添加剤を含む場合、予め熱可塑性樹脂に添加剤を配合しておくことが好ましい。
The prepreg is obtained by impregnating a reinforcing fiber with a thermoplastic resin. The form of the prepreg is preferably a sheet form, a tape form, or a film form. In particular, a prepreg obtained by impregnating a reinforced fiber in which reinforced fibers are oriented in one direction with a thermoplastic resin (hereinafter also referred to as “unidirectional material”). ) Is preferably used from the viewpoint of control of mechanical properties and high mechanical properties.
When the prepreg contains an additive, it is preferable to add the additive to the thermoplastic resin in advance.

プリプレグは、例えば熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを2枚準備し、これらの間に強化繊維をシート状に並べた強化繊維シートを挟み込み、加熱及び加圧を行うことにより得られる。より具体的には、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを送り出す機構を2系統有する第一の供給ロールと、強化繊維シートを送り出す第二の供給ロールとを備えた装置を用い、各第一の供給ロールから個々に樹脂フィルムを送り出すとともに、第二の供給ロールから送り出された強化繊維シートを2枚の樹脂フィルムで挟んだ後、加熱及び加圧して、プリプレグを得る。
樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂は一種類であってもよいし、2種以上であってもよい。また、異なる種類の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを複数枚重ねて供給してもよい。また、別系統の供給ロールから2枚の樹脂フィルムを送り出して、強化繊維シートを挟んでもよい。
The prepreg is obtained, for example, by preparing two resin films made of a thermoplastic resin, sandwiching a reinforcing fiber sheet in which reinforcing fibers are arranged in a sheet, and performing heating and pressing. More specifically, each first supply is performed using an apparatus including a first supply roll having two systems for feeding a resin film made of a thermoplastic resin and a second supply roll for feeding a reinforcing fiber sheet. The resin films are individually fed from the rolls, and the reinforcing fiber sheet fed from the second supply roll is sandwiched between two resin films, and then heated and pressurized to obtain a prepreg.
One type of thermoplastic resin which comprises a resin film may be sufficient, and 2 or more types may be sufficient as it. Further, a plurality of resin films made of different types of thermoplastic resins may be supplied in piles. Moreover, you may send out two resin films from the supply roll of another system | strain, and may pinch a reinforcing fiber sheet.

加熱及び加圧する手段としては公知のものを用いることができ、例えば2つ以上の熱ロールを利用したり、予熱装置と熱ロールの上下対を複数使用したりするなどの多段階の工程を要するものであってもよい。
加熱及び加圧時の条件は熱可塑性樹脂の種類にもよるが、通常、加熱温度は100〜400℃が好ましく、加圧時の圧力は0.1〜10MPaが好ましい。加熱温度や加熱時の圧力が上記範囲内であれば、プリプレグに含まれる強化繊維の間に、熱可塑性樹脂を十分に含浸させることができる。
なお、プリプレグとしては、市販品を用いることもできる。
As the means for heating and pressurizing, known means can be used. For example, a multi-step process such as using two or more heat rolls or using a plurality of upper and lower pairs of preheating devices and heat rolls is required. It may be a thing.
Although the conditions at the time of heating and pressurization depend on the kind of the thermoplastic resin, the heating temperature is usually preferably 100 to 400 ° C., and the pressure at the time of pressurization is preferably 0.1 to 10 MPa. If the heating temperature and the pressure during heating are within the above ranges, the thermoplastic resin can be sufficiently impregnated between the reinforcing fibers contained in the prepreg.
In addition, a commercial item can also be used as a prepreg.

本発明に用いられるプリプレグは、例えば図1に示すように、強化繊維11を切断するようにプリプレグ10の表面から裏面にかけて貫通する切込12を有することが好ましい。プリプレグ10が切込12を有していれば、すなわち強化繊維11がある長さに切断されていると、スタンピング成形時の流動性が向上し、リブやボスといった複雑な3次元形状の成形金型を用いて成形する場合でも、成形金型の形状に追従できる積層基材が得られる。
ここで、プリプレグの表面から裏面とは、プリプレグの最も面積が広い一対の面のことである。切込はプリプレグの表面から裏面にかけて貫通しているので、プリプレグの内部に位置する強化繊維も切断されていることになり、スタンピング成形時の流動性がより向上する。
For example, as shown in FIG. 1, the prepreg used in the present invention preferably has a notch 12 penetrating from the front surface to the back surface of the prepreg 10 so as to cut the reinforcing fiber 11. If the prepreg 10 has the notches 12, that is, if the reinforcing fibers 11 are cut to a certain length, the fluidity at the time of stamping molding is improved, and the molding metal having a complicated three-dimensional shape such as ribs and bosses. Even when molding is performed using a mold, a laminated base material capable of following the shape of the molding die is obtained.
Here, the front surface to the back surface of the prepreg is a pair of surfaces having the largest area of the prepreg. Since the cut penetrates from the front surface to the back surface of the prepreg, the reinforcing fibers located inside the prepreg are also cut, and the fluidity during stamping molding is further improved.

切込により切断された強化繊維11の繊維長Lは、力学特性と流動性の観点から、5〜100mmが好ましい。特に十分な力学物性とスタンピング成形時のリブ等の薄肉部への流動を両立させるためには、繊維長Lは10〜100mmがより好ましい。
なお、プリプレグ10内の強化繊維11の繊維長Lは必ずしも全て同一である必要はなく、プリプレグ10内に繊維長Lの異なる強化繊維11が遍在していてもよい。これらは、成形体に必要な力学物性や流動性・流動挙動に応じて適宜設計するべき事項である。
The fiber length L of the reinforcing fiber 11 cut by cutting is preferably 5 to 100 mm from the viewpoint of mechanical properties and fluidity. In particular, the fiber length L is more preferably 10 to 100 mm in order to achieve both sufficient mechanical properties and flow to a thin portion such as a rib during stamping molding.
The fiber lengths L of the reinforcing fibers 11 in the prepreg 10 are not necessarily the same, and reinforcing fibers 11 having different fiber lengths L may be ubiquitous in the prepreg 10. These are matters that should be appropriately designed according to the mechanical properties, fluidity, and flow behavior required for the compact.

スタンピング成形の観点から、強化繊維11と切込12とがなす角度(すなわち、切込12の開始点と終点を結ぶ線分(直線)と、強化繊維11の繊維方向との交差する角度)θが大きいほど繊維間のせん断力が小さくなるために流動性が高くなる傾向にある。また、プリプレグ10の1mあたりの切込12の長さ(切込長)lの総和(以下、「la」という。)が大きいほどプリプレグ10中の切断部分が多くなるため流動性に優れる傾向にある。
平板のスタンピング成形の場合、角度θは25°以上が好ましく、laは10m以上が好ましい。さらにリブなど複雑な形状のスタンピング成形の場合、角度θは30°以上が好ましく、laは20m以上が好ましい。
From the viewpoint of stamping molding, an angle formed by the reinforcing fiber 11 and the cut 12 (that is, an angle at which a line segment (straight line) connecting the start point and the end point of the cut 12 intersects the fiber direction of the reinforcing fiber 11) θ. The larger the value is, the smaller the shearing force between the fibers becomes, so that the fluidity tends to increase. In addition, the larger the total length (hereinafter referred to as “la”) of the lengths (cut lengths) 1 of the notches 12 per 1 m 2 of the prepreg 10, the greater the number of cut portions in the prepreg 10, and thus the better the fluidity. It is in.
In the case of flat plate stamping, the angle θ is preferably 25 ° or more, and la is preferably 10 m or more. Further, in the case of stamping molding having a complicated shape such as a rib, the angle θ is preferably 30 ° or more, and la is preferably 20 m or more.

一方、曲げ物性等の力学物性は、角度θとlaに依存する。角度θが小さいほど力学物性が高いことが知られており、またlaが小さいほどプリプレグ10中の切断部分が少ないために高い力学物性が得られる傾向にある。例えば成形体を自動車の準構造部材に利用するためには、角度θが70°以下が好ましく、laは200m以下が好ましい。また、成形体をさらに高い力学強度が求められる構造部材に用いるためには、角度θは60°以下が好ましく、laは150m以下が好ましい。   On the other hand, mechanical properties such as bending properties depend on the angles θ and la. It is known that the smaller the angle θ is, the higher the mechanical properties are, and the smaller la is, the smaller the number of cut parts in the prepreg 10, the higher the mechanical properties tend to be obtained. For example, in order to use the molded body for a semi-structure member of an automobile, the angle θ is preferably 70 ° or less, and la is preferably 200 m or less. Further, in order to use the molded body for a structural member that requires higher mechanical strength, the angle θ is preferably 60 ° or less, and la is preferably 150 m or less.

図1に示す切込12の形状は直線状であるが、切込12の形状としては特に制限されず、例えば図2に示すような曲線状であってもよい。切込12の形状が曲線状であれば、角度θや繊維長Lが同じ直線状の切込よりもlaが大きくなり、高い力学物性を維持しつつスタンピング成形性がより向上する傾向にある。これらも、成形体に必要な力学物性や流動性・流動挙動に応じて適宜設計するべき事項である。
なお、図2において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
Although the shape of the notch 12 shown in FIG. 1 is linear, the shape of the notch 12 is not particularly limited, and may be, for example, a curved shape as shown in FIG. If the shape of the cut 12 is curved, la becomes larger than the straight cut having the same angle θ and fiber length L, and the stamping formability tends to be improved while maintaining high mechanical properties. These are matters that should be appropriately designed according to the mechanical properties, fluidity, and flow behavior required for the molded body.
In FIG. 2, the same components as those in FIG.

プリプレグに切込を形成する方法としては特に限定されず、レーザーマーカー、カッティングプロッタ、抜型等を利用して加工することができる。レーザーマーカーを用いれば、曲線やジグザグ線など複雑な形状の切込を短時間で形成できる。カッティングプロッタを用いれば、大判のプリプレグ(例えば、長手方向の長さが2m以上)に切込を形成できる。抜型を用いれば、短時間で切込を形成できる。
なお、切込加工の際、加工方法によってはプリプレグの端部の強化繊維が切断されていない耳部分が生じる場合がある。この耳部分はプリプレグに切込加工を行った後除去してもよいし、後述する工程(1)の前または後で除去してもよい。また、耳部分の一部を除去してもよいし、全てを除去してもよいし、全てを残したままでもよい。
The method for forming the cut in the prepreg is not particularly limited, and it can be processed using a laser marker, a cutting plotter, a cutting die or the like. If a laser marker is used, a complicated shape such as a curve or a zigzag line can be formed in a short time. If a cutting plotter is used, a cut can be formed in a large prepreg (for example, the length in the longitudinal direction is 2 m or more). If the die is used, the cut can be formed in a short time.
In the cutting process, depending on the processing method, an ear part in which the reinforcing fiber at the end of the prepreg is not cut may be generated. This ear portion may be removed after the prepreg is cut, or may be removed before or after the step (1) described later. Further, a part of the ear portion may be removed, all may be removed, or all may be left.

本発明に用いられるプリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグを裁断した小片のプリプレグの複数を、各小片のプリプレグの強化繊維の繊維方向がランダムになるようにシート状に一体化したものであってもよい。このようなプリプレグを用いれば、例えば一方向材は繊維方向に対して優れた特性を発現するのに対して、本プリプレグは繊維方向がランダムであるため等方材料として用いることができる。また、積層基材の製造寸法が一方向材の幅よりも大きい場合は、継ぎ接ぎを行う必要があり、さらには積層基材の積層構成によっては、特定の切り出し角度のプリプレグを得る際に材料ロスが生じる場合もある。それに対して、小片のプリプレグは、狭い幅の一方向材を製造した後それを裁断することでも得ることができ、製造設備を小型化することが可能となり、切り出し角度に依存したロスも少なくなる傾向にある。また、一方向材から特定の切り出し角度のプリプレグを得る際にでるロス部分からも、適切に裁断することで小片のプリプレグを得ることができ、材料損失を最小限としたトータルでのコストダウンを実現することが可能である。
小片のプリプレグ同士は、少なくとも一部が重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。
The prepreg used in the present invention is a sheet in which a plurality of small prepregs obtained by cutting a prepreg in which thermoplastic fibers are impregnated with reinforced fibers oriented in one direction are random so that the fiber directions of the reinforcing fibers of each small prepreg are random. It may be integrated into a shape. When such a prepreg is used, for example, the unidirectional material exhibits excellent characteristics with respect to the fiber direction, whereas the prepreg can be used as an isotropic material because the fiber direction is random. In addition, when the production size of the laminated base material is larger than the width of the unidirectional material, it is necessary to perform splicing, and depending on the laminated configuration of the laminated base material, material loss may occur when obtaining a prepreg with a specific cutting angle. May occur. On the other hand, a small piece of prepreg can be obtained by manufacturing a narrow-width unidirectional material and then cutting it, making it possible to reduce the size of the manufacturing equipment and reducing the loss depending on the cutting angle. There is a tendency. In addition, small pieces of prepreg can be obtained by cutting appropriately from the loss part that occurs when a prepreg with a specific cutting angle is obtained from a unidirectional material, reducing the total cost with minimal material loss. It is possible to realize.
The prepregs of small pieces may overlap at least partially or may not overlap.

小片のプリプレグに含まれる強化繊維の長さは、力学特性と流動性の観点から、5〜100mmが好ましい。特に十分な力学物性とスタンピング成形時のリブ等の薄肉部への流動を両立させるためには、小片のプリプレグに含まれる強化繊維の長さは10〜100mmがより好ましい。なお、小片のプリプレグに含まれる強化繊維の長さは、必ずしも全て同一である必要はなく、異なる長さの強化繊維が遍在してもよい。これらは、力学特性や流動性、さらにそれらのバラツキを鑑みて設計する事項である。   The length of the reinforcing fiber contained in the prepreg of the small piece is preferably 5 to 100 mm from the viewpoint of mechanical properties and fluidity. In particular, in order to achieve both sufficient mechanical properties and flow to thin portions such as ribs at the time of stamping molding, the length of the reinforcing fibers contained in the small prepreg is more preferably 10 to 100 mm. Note that the lengths of the reinforcing fibers contained in the prepreg of the small pieces are not necessarily the same, and reinforcing fibers having different lengths may be ubiquitous. These are matters designed in consideration of mechanical properties, fluidity, and variations thereof.

本発明に用いられるプリプレグは、プリプレグ体積中に占める強化繊維の体積割合である繊維体積含有率(Vf)が60%以下であることが好ましい。繊維体積含有率(Vf)が60%以下であれば、力学物性と流動性、さらには加工性のバランスが良好となる。繊維体積含有率(Vf)が60%を超えると、そのようなプリプレグを高品質で製造するには製造コストが増大する懸念がある。また、加工時に樹脂による結着が弱くなる傾向にあるため、加工時に端部精度が低下する懸念がある。
繊維体積含有率(Vf)が低すぎると、構造材として十分な力学物性が得られにくくなる場合がある。よって、繊維体積含有率(Vf)は20〜60%がより好ましく、20〜55%がさらに好ましい。
繊維体積含有率(Vf)は、JIS K 7075に準拠して測定される。
The prepreg used in the present invention preferably has a fiber volume content (Vf) of 60% or less, which is the volume ratio of reinforcing fibers in the prepreg volume. When the fiber volume content (Vf) is 60% or less, the balance between mechanical properties, fluidity, and workability is improved. When the fiber volume content (Vf) exceeds 60%, there is a concern that the production cost increases in order to produce such a prepreg with high quality. Moreover, since the binding by the resin tends to be weak at the time of processing, there is a concern that the end accuracy is lowered at the time of processing.
If the fiber volume content (Vf) is too low, it may be difficult to obtain sufficient mechanical properties as a structural material. Therefore, the fiber volume content (Vf) is more preferably 20 to 60%, further preferably 20 to 55%.
The fiber volume content (Vf) is measured according to JIS K 7075.

プリプレグの厚さが厚すぎると、プリプレグ製造時に熱可塑性樹脂が強化繊維に十分に含浸しにくくなったり、含浸させるのに時間がかかったりする傾向にある。また、プリプレグが切込を有する場合、切込により切断された強化繊維を有するプリプレグの厚さが厚いほど、同一方向の切断された強化繊維の層が厚くなるため、力学物性が低下する傾向にある。プリプレグ製造時の樹脂の含浸性や、成形体を構造材に適用することを考慮すると、プリプレグの厚さは200μm以下が好ましい。
一方、プリプレグの厚さが薄すぎると、プリプレグの取扱性が悪くなったり、積層基材とするために積層するプリプレグの枚数が多くなり生産性が低下したりする傾向にある。プリプレグの取扱性や生産性を考慮すると、プリプレグの厚さは50μm以上が好ましい。
If the thickness of the prepreg is too thick, it tends to be difficult for the thermoplastic resin to be sufficiently impregnated into the reinforcing fiber during the production of the prepreg, or it takes time to impregnate. In addition, when the prepreg has a cut, the thicker the prepreg having the reinforcing fibers cut by the cut, the thicker the layer of the cut reinforcing fibers in the same direction, so that the mechanical properties tend to decrease. is there. In consideration of the impregnation property of the resin during prepreg production and the application of the molded body to the structural material, the thickness of the prepreg is preferably 200 μm or less.
On the other hand, if the thickness of the prepreg is too thin, the handleability of the prepreg tends to deteriorate, or the number of prepregs laminated to form a laminated base material tends to increase, leading to a reduction in productivity. In consideration of the handleability and productivity of the prepreg, the thickness of the prepreg is preferably 50 μm or more.

<工程(1)>
工程(1)は、プリプレグを複数積層して積層基材を得る積層工程である。
プリプレグの積層枚数や積層の仕方は、得られる一体化積層物や成形体に必要な力学物性、流動性、流動挙動等を考慮し、目的に応じて決定すればよい。
例えば、一体化積層物や成形体をある特定の一方向に対して強化を施したい場合は、複数のプリプレグを強化繊維の繊維方向が同一方向を向くように積層することが好ましい。
また、一体化積層物や成形体を等方的に強化したい場合は、複数のプリプレグを強化繊維の繊維方向が擬似等方となるように積層することが好ましい。このように積層することで、プレス時の流動の異方性を小さくできる。また、力学物性の異方性も低減できる。
また、一方向と擬似等方の中間にあたる、強化繊維の繊維方向が0°であるプリプレグと90°であるプリプレグを積層方向に交互に積層してもよいし、強化繊維の繊維方向が60°毎にずれるように、プリプレグを積層方向に積層してもよい。
また、積層に共通している点としては、一体化積層物及び成形体のねじれや反りを低減させる点で、積層基材の表面と裏面とが対象構造になっていることが好ましい。
積層基材の厚さは特に限定されないが、50〜10000μmが好ましい。
<Step (1)>
Step (1) is a lamination step in which a plurality of prepregs are laminated to obtain a laminated substrate.
The number of prepregs to be laminated and the way of lamination may be determined according to the purpose in consideration of the mechanical properties, fluidity, flow behavior and the like necessary for the obtained integrated laminate or molded article.
For example, when it is desired to reinforce an integrated laminate or a molded body in one specific direction, it is preferable to laminate a plurality of prepregs so that the fiber directions of the reinforcing fibers are in the same direction.
Moreover, when it is desired to reinforce an integrated laminate or a molded body, it is preferable to laminate a plurality of prepregs so that the fiber directions of the reinforcing fibers are pseudo-isotropic. By laminating in this way, flow anisotropy during pressing can be reduced. In addition, the anisotropy of mechanical properties can be reduced.
Moreover, a prepreg whose fiber direction of reinforcing fiber is 0 ° and a prepreg whose angle is 90 °, which is intermediate between one direction and pseudo-isotropic, may be alternately laminated in the laminating direction, or the fiber direction of reinforcing fiber is 60 °. The prepreg may be laminated in the laminating direction so as to be shifted every time.
Moreover, as a point common to lamination | stacking, it is preferable that the surface and the back surface of a laminated base material are object structure at the point which reduces the twist and curvature of an integrated laminated body and a molded object.
Although the thickness of a laminated base material is not specifically limited, 50-10000 micrometers is preferable.

工程(1)では、プリプレグの複数と、熱可塑性樹脂または充填物含有熱可塑性樹脂からなるシートまたはフィルム(ただし、前記プリプレグを除く。以下、これらを総称して「樹脂層」ともいう。)とを積層することが好ましい。すなわち、積層基材は樹脂層を備えることが好ましい。積層基材が樹脂層を備えていれば、高コストである強化繊維の含有量を減らすことができるため、大きなコストダウンを実現することができる。また、樹脂層の位置や厚み等を適切に設計することで流動性や流動時の均一性を高めることが可能である。
違う視点で、成形品の主たる面には長繊維強化材料を用い、その周辺の淵部やリブ・ボスといった部位には射出成型で短繊維強化材料を用いたハイブリッド成形が提唱されている。そのようなハイブリッド成形に対して、樹脂層を設けた材料を用いる場合、成形品の主たる面にはプリプレグ層が位置するように設計し、樹脂層が長繊維強化材料と比べて流動性が高い点を利用して、周辺の淵部分やリブ・ボスといった部位を形成することも可能であり、加工形状の幅の拡幅や通常のハイブリッド成形に比べて工程を削減することも可能である。
In the step (1), a plurality of prepregs and a sheet or film made of a thermoplastic resin or a filler-containing thermoplastic resin (excluding the prepreg, hereinafter collectively referred to as “resin layer”). Are preferably laminated. That is, the laminated base material preferably includes a resin layer. If the laminated base material is provided with a resin layer, it is possible to reduce the content of reinforced fibers, which is expensive, so that a large cost reduction can be realized. Moreover, it is possible to improve fluidity and uniformity during flow by appropriately designing the position and thickness of the resin layer.
From a different point of view, hybrid molding has been proposed in which long fiber reinforced material is used for the main surface of the molded product, and short fiber reinforced material is used for injection molding and other parts such as buttocks and ribs and bosses. When using a material provided with a resin layer for such hybrid molding, it is designed so that the prepreg layer is located on the main surface of the molded product, and the resin layer has higher fluidity than the long fiber reinforced material. By using the points, it is also possible to form peripheral ridges, ribs, bosses, and other parts, and it is also possible to reduce the number of processes compared to widening the width of the processed shape or normal hybrid molding.

積層基材が樹脂層を備える場合、その積層構成については特に限定されないが、積層基材の中立軸に対して対称であることが好ましい。中立軸に対して対称であれば、成形後に反りが生じにくい。
積層構成としては、例えば、積層基材の表面及び裏面側の少なくとも一方にプリプレグを偏在させ、積層基材の中心部に樹脂層を偏在させた構成、プリプレグと樹脂層とを積層方向に交互に配置した構成などが挙げられる。これらの中でも、比強度等の力学物性が高くなり、積層も簡便である点で、表面及び裏面側にプリプレグを偏在させ、積層基材の中心部に樹脂層を偏在させた構成(サンドイッチ構成)が好ましい。
When the laminated base material includes a resin layer, the laminated structure is not particularly limited, but is preferably symmetrical with respect to the neutral axis of the laminated base material. If it is symmetrical with respect to the neutral axis, warping is less likely to occur after molding.
As a laminated structure, for example, a structure in which the prepreg is unevenly distributed on at least one of the front surface and the back surface side of the laminated base material, and a resin layer is unevenly distributed in the center of the laminated base material, the prepreg and the resin layer are alternately arranged in the stacking direction. Examples include the arrangement. Among these, a configuration in which mechanical properties such as specific strength are enhanced and lamination is simple, and the prepreg is unevenly distributed on the front and back sides, and the resin layer is unevenly distributed in the center of the laminated base material (sandwich configuration). Is preferred.

積層基材が樹脂層を備える場合、積層基材を構成するプリプレグの総厚と樹脂層の総厚との比率(樹脂層の総厚/プリプレグの総厚)は0.2〜3であることが好ましい。比率が0.2未満であると、比強度・比剛性の向上に対して積層時の煩雑さが増大し、生産性が低下する場合がある。一方、比率が3を超えると、得られる一体化積層物及び成形体の比強度・比剛性は向上する傾向にあるが、強度と弾性率の絶対値が低くなることがあり、成形体が用いられる各種部材によっては力学物性が不足する懸念がある。   When the laminated base material is provided with a resin layer, the ratio of the total thickness of the prepreg and the total thickness of the resin layer (total thickness of the resin layer / total thickness of the prepreg) constituting the laminated base material is 0.2 to 3. Is preferred. When the ratio is less than 0.2, the complexity at the time of lamination increases with respect to the improvement in specific strength and specific rigidity, and the productivity may decrease. On the other hand, when the ratio exceeds 3, the specific strength and specific rigidity of the obtained integrated laminate and molded product tend to be improved, but the absolute values of strength and elastic modulus may be lowered, and the molded product is used. Depending on the various members used, there is a concern that the mechanical properties are insufficient.

樹脂層を構成する熱可塑性樹脂としては、プリプレグの説明において先に例示した熱可塑性樹脂が挙げられる。
プリプレグに用いる熱可塑性樹脂と樹脂層に用いる熱可塑性樹脂とは、同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
As a thermoplastic resin which comprises a resin layer, the thermoplastic resin illustrated previously in description of a prepreg is mentioned.
The thermoplastic resin used for the prepreg and the thermoplastic resin used for the resin layer may be of the same type or different types.

充填物含有熱可塑性樹脂組成物に含まれる充填物としては、強化繊維、カーボンブラックが挙げられる。
充填物としては、静防性や着色の観点ではカーボンブラックが好ましく、力学物性や流動性の観点では強化繊維が好ましい。
Examples of the filler contained in the filler-containing thermoplastic resin composition include reinforcing fibers and carbon black.
As the filler, carbon black is preferable from the viewpoint of antistatic properties and coloring, and reinforcing fiber is preferable from the viewpoint of mechanical properties and fluidity.

強化繊維としては、プリプレグの説明において先に例示した強化繊維が挙げられる。中でも、炭素繊維やガラス繊維が好ましい。充填物として強化繊維を用いる場合は、繊維長を適宜調整して使用することができる。
強化繊維は、新品を用いてもよいし、リサイクル材を用いてもよい。リサイクル材としては、強化繊維に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が含浸した、使用済みのプリプレグから樹脂成分を除去し、残った強化繊維を回収したリサイクル強化繊維;強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸した、使用済みのプリプレグを押出機等に投入して溶融混練して得られる溶融混練物などが挙げられる。また、強化繊維に熱硬化樹脂が含浸した材料を粉砕した材料と熱可塑性樹脂とを押出し機等に投入して溶融混練して得られる溶融混練物も挙げられる。
また、充填剤としてガラス組成物を用いてもよい。ガラス組成物の形状としては、繊維状の他、バルーン状、鱗片状、粒子状などが挙げられる。
充填物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the reinforcing fibers include the reinforcing fibers exemplified above in the description of the prepreg. Among these, carbon fiber and glass fiber are preferable. When reinforcing fibers are used as the filler, the fiber length can be appropriately adjusted and used.
A new fiber may be used as the reinforcing fiber, or a recycled material may be used. Recycled materials include recycled fibers that remove the resin components from used prepregs, which are impregnated with thermoplastic resin or thermosetting resin in reinforced fibers, and collect the remaining reinforced fibers; impregnated with reinforced fibers with thermoplastic resin Examples thereof include a melt-kneaded product obtained by charging a used prepreg into an extruder or the like and melt-kneading. Further, a melt-kneaded product obtained by melting and kneading a material obtained by pulverizing a material in which a reinforcing fiber is impregnated with a thermosetting resin and a thermoplastic resin into an extruder or the like is also included.
Moreover, you may use a glass composition as a filler. Examples of the shape of the glass composition include a fiber shape, a balloon shape, a scale shape, and a particle shape.
A filler may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

充填物として強化繊維を用いる場合、以下の条件(A)もしくは(B)を満たすものが好ましい。
条件(A):強化繊維の繊維長は、0.001mm以上、5mm未満であり、かつ樹脂層中に充填物が強化繊維として占める体積割合である繊維体積含有率(Vf)が、0.1〜55%であるもの。
このような材料は、本発明に用いられるプリプレグを直接混練して得られるリサイクル材料や、一般公知の強化繊維ペレットから得られる樹脂層が挙げられ、樹脂層中に含まれる強化繊維の繊維長が短いため、高い流動性を提供することが可能である。
When reinforcing fibers are used as the filler, those satisfying the following conditions (A) or (B) are preferable.
Condition (A): The fiber length of the reinforcing fibers is 0.001 mm or more and less than 5 mm, and the fiber volume content (Vf), which is the volume ratio of the filler as reinforcing fibers in the resin layer, is 0.1. What is ~ 55%.
Examples of such materials include recycled materials obtained by directly kneading the prepreg used in the present invention, and resin layers obtained from generally known reinforcing fiber pellets. The fiber length of the reinforcing fibers contained in the resin layer is Because it is short, it is possible to provide high fluidity.

条件(B):強化繊維の繊維長は、5mm以上であり、かつ樹脂層中に充填物が強化繊維として占める体積割合である繊維体積含有率(Vf)が、0.5%以上、20%未満であるもの。
このような材料は、従来公知の連続繊維に樹脂を含浸させた材料から得られる樹脂層が挙げられ、繊維体積含有率が低いため高い流動性を提供することが可能である。なお、連続繊維に樹脂を含浸させた材料の例としては、QUADRANT PLASTIC COMPOSITES JAPAN LTD.社製のユニシートや、ダイレクトLFTで得られた材料が挙げられる。
Condition (B): The fiber length of the reinforcing fibers is 5 mm or more, and the fiber volume content (Vf), which is the volume ratio of the filler as reinforcing fibers in the resin layer, is 0.5% or more and 20%. What is less than.
Examples of such a material include a resin layer obtained from a material in which a conventionally known continuous fiber is impregnated with a resin. Since the fiber volume content is low, high fluidity can be provided. In addition, as an example of the material which impregnated resin to the continuous fiber, QUADRANT PLASTIC COMPOSITES JAPAN LTD. Examples thereof include unisheets manufactured by the company and materials obtained by direct LFT.

<工程(2)>
工程(2)は、積層基材を切断しながら、切断で生じる熱で切断面を融着する切断融着工程である。
積層基材は、スタンピング成形に用いる成形金型に応じたサイズに切断される。
<Step (2)>
Step (2) is a cutting and fusing step of fusing the cut surface with heat generated by cutting while cutting the laminated base material.
The laminated substrate is cut into a size corresponding to a molding die used for stamping molding.

積層基材の切断方法としては、帯鋸(バンドソー)を用いる方法、せん断加工(シャーリングマシーン)、回転刃(チップソー、ダイヤモンドソー、SLカッター)を用いる方法、超音波切断(超音波カッター)、レーザー切断(ファイバーレーザー、二酸化炭素レーザー、YAGレーザー等)、加熱温調した刃物(抜き型)を用いる方法など、従来公知の切断方法を採用できる。ただし、帯鋸やせん断加工機では、切断中に生じる熱量が弱い傾向にある、プリプレグが破損して切断面の面精度が低下する、切断の際に積層基材を構成するプリプレグ同士にズレが生じる、などの問題が生じる可能性がある。よって、切断時に強い発熱を伴い、加工速度が速く、プリプレグを破損しにくく、積層基材を構成するプリプレグ同士のズレが生じにくい観点から、切断方法としては、回転刃を用いる方法、超音波切断、レーザー切断、加熱温調した刃物を用いる方法が好ましい。特に、加工速度や設備の汎用性、大型化の簡便さに加えて、加工自由度にも優れる観点から、回転刃を用いる方法がより好ましい。また、加工寸法や加工自由度が低くとも加工形状が決まっていれば、超音波切断や加熱温調した刃物を用いる方法なども有用な手段である。レーザー切断は、設備の大型に制限がかかるが、直線に加えて曲線状等の加工に対応でき、物理的に加工する手法とは異なり設備の経年劣化や使用に伴う劣化が抑えられる点で優れている。   Laminated substrate cutting methods include a method using a band saw, shearing (shearing machine), a method using a rotary blade (chip saw, diamond saw, SL cutter), ultrasonic cutting (ultrasonic cutter), laser cutting. Conventionally known cutting methods such as a method using a fiber laser, a carbon dioxide laser, a YAG laser, or the like, or a heating-controlled blade (cutting die) can be employed. However, in band saws and shearing machines, the amount of heat generated during cutting tends to be weak, the prepreg breaks and the surface accuracy of the cut surface decreases, and the prepregs constituting the laminated base material are misaligned during cutting. , Etc. may occur. Therefore, from the viewpoint of causing strong heat generation at the time of cutting, high processing speed, hardly damaging the prepreg, and hardly causing deviation between prepregs constituting the laminated base material, a cutting method is a method using a rotary blade, ultrasonic cutting A method using a blade cut by laser cutting or heating temperature is preferable. In particular, a method using a rotary blade is more preferable from the viewpoint of excellent processing flexibility in addition to processing speed, versatility of equipment, and ease of enlargement. In addition, if the machining shape is determined even if the machining dimension and the degree of machining freedom are low, a method using ultrasonic cutting or a blade whose temperature is adjusted is also a useful means. Laser cutting limits the size of the equipment, but it can handle not only straight lines but also curved lines, and it is excellent in that it can suppress deterioration due to aging and use of equipment unlike the method of physical processing. ing.

(回転刃)
回転刃は、従来公知の設備に取り付けて使用することができる。用いられる回転刃としては、ホイールの先端にチップを有するチップソー、ダイヤモンド粒子を有するダイヤモンドソー、砥石、チップ及びダイヤモンド粒子を有するものなどが挙げられる。これらの中でも、ホイールの先端に少なくともチップを有するチップソータイプが好適に用いられる。チップを有する回転刃であれば、一般流通している量が多く加工機コストを下げることができる。また、メンテナンスも非常に簡便であるため、メンテナンスに由来する時間損失を低くすることができる。
チップを有さない回転刃としては、ダイヤモンド粒子を有するダイヤモンドソーや砥石等が挙げられるが、これらは切断時に切断面を削りながら切断する機構であるため、発生する熱量が場合によって極めて大きくなる可能性がある。そのため、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂の種類によっては、加工条件範囲が狭くなったり、回転刃上のダイヤモンド粒子を熱可塑性樹脂が覆ったりすることがあり、メンテナンスに由来する生産性の低下を招く傾向にある。
(Rotating blade)
The rotary blade can be used by being attached to a conventionally known facility. Examples of the rotary blade used include a tip saw having a tip at the tip of a wheel, a diamond saw having a diamond particle, a grindstone, a tip having a tip and diamond particles. Among these, a tip saw type having at least a tip at the tip of the wheel is preferably used. If it is a rotary blade which has a chip | tip, there are many quantities currently distribute | circulated and it can reduce a processing machine cost. Moreover, since maintenance is very simple, time loss derived from maintenance can be reduced.
Examples of rotary blades that do not have a tip include diamond saws and grindstones with diamond particles, but these are mechanisms that cut while cutting the cut surface during cutting, so the amount of heat generated can be extremely large in some cases. There is sex. Therefore, depending on the type of thermoplastic resin used for the prepreg, the processing condition range may be narrowed, or the diamond resin on the rotary blade may be covered with the thermoplastic resin, which tends to cause a decrease in productivity due to maintenance. It is in.

回転刃の運転条件としては、刃の周速度や送り速度が挙げられる。
周速度は、切断する積層基材の材質に大きく依存するが、1000〜6000m/minが好ましい。周速度が1000m/min未満であると、切断の送り速度を大きくできない傾向にあり、生産速度が低下する傾向がある。一方、周速度が6000m/minを超えると、そのような高速回転では回転刃の材質を鑑みて切断時に回転刃が変形する場合があり、回転刃や設備の寿命の低下を招くことがある。
送り速度は、1〜20m/minが好ましい。周速度にも依存するが、送り速度が1m/min以下であると、加工速度が遅く生産性の低下を招く傾向にある。一方、送り速度が20m/minを超えると、そのように高速で切断するには、積層基材に大きな負荷を与えるため積層基材の物性低下や、切断面が歪んでしまう場合がある。
The operating conditions of the rotary blade include the peripheral speed and feed rate of the blade.
The peripheral speed largely depends on the material of the laminated base material to be cut, but is preferably 1000 to 6000 m / min. When the peripheral speed is less than 1000 m / min, there is a tendency that the cutting feed speed cannot be increased, and the production speed tends to decrease. On the other hand, when the peripheral speed exceeds 6000 m / min, the rotary blade may be deformed at the time of cutting in consideration of the material of the rotary blade at such a high speed rotation, which may lead to a reduction in the life of the rotary blade or equipment.
The feed speed is preferably 1 to 20 m / min. Although it depends on the peripheral speed, if the feed speed is 1 m / min or less, the processing speed tends to be slow and the productivity tends to decrease. On the other hand, when the feed rate exceeds 20 m / min, in order to cut at such a high speed, a large load is applied to the laminated base material, and thus the physical properties of the laminated base material may be deteriorated and the cut surface may be distorted.

回転刃としてチップソーを用いる場合、チップの数は、直径305mmの回転刃に対して50個以上500個未満が好ましく、80〜450個がより好ましい。チップの数が50個未満であると、積層基材のほぼ同一に食い込む刃の数が少なくなるため切断面が粗くなったり、加工速度を増速することができなくなったりする傾向にある。一方、チップの数が500個を超えるようなチップソーは技術的には製造することが困難である。チップの数が上記範囲内であれば、従来公知の回転刃を用いることができ、積層基材を切断・融着した際の切断面の欠損を低減できる。
また、回転刃に設けられたチップのスクイ角は、−30〜30°が好ましく、−20〜15°がより好ましい。チップのスクイ角が−30°未満であると、チップ1個当たりの切断量が小さくなりすぎる傾向にあり、加工時間が過度に長くなる傾向にある。一方、チップのスクイ角が30°を超えると、切断中にチップがチッピングしやすくなるため、回転刃の送り速度を大きくできなくなる傾向にあり、加工速度の低下を引き起こし生産的コストの増大を招く場合がある。また、チップのスクイ角が上記範囲内であれば、切断時の端面の融着精度が低下するのを抑制でき、切断で生じる熱によって切断面をより十分に融着できる。
When a tip saw is used as the rotary blade, the number of chips is preferably 50 or more and less than 500, more preferably 80 to 450, with respect to the rotary blade having a diameter of 305 mm. If the number of chips is less than 50, the number of blades that cut into almost the same layer of the laminated base material is reduced, so that the cut surface tends to become rough and the processing speed cannot be increased. On the other hand, it is technically difficult to manufacture a chip saw having more than 500 chips. If the number of chips is within the above range, a conventionally known rotary blade can be used, and defects on the cut surface when the laminated base material is cut and fused can be reduced.
Further, the squeeze angle of the tip provided on the rotary blade is preferably -30 to 30 °, more preferably -20 to 15 °. If the squeeze angle of the chip is less than −30 °, the cutting amount per chip tends to be too small, and the processing time tends to be excessively long. On the other hand, if the squeeze angle of the tip exceeds 30 °, the tip is likely to be chipped during cutting, and thus the feed rate of the rotary blade tends to be unable to be increased, causing a reduction in the processing speed and increasing the production cost. There is a case. In addition, when the squeeze angle of the chip is within the above range, it is possible to suppress a decrease in the fusion accuracy of the end face at the time of cutting, and the cut surface can be more sufficiently fused by heat generated by the cutting.

回転刃のチップは、左右対称である必要はなく、非対称でもよい。非対称のチップを用いる場合は、チップが片面に偏在しないように、例えば形状のことなるチップが交互に並ぶ、数個単位で交互に並ぶといったように、回転時に偏軸が生じないようにすることが好ましい。   The tip of the rotary blade need not be symmetrical, and may be asymmetric. When using an asymmetrical tip, make sure that the tip is not unevenly distributed so that the tip does not become unevenly distributed, for example, the tips of different shapes are arranged alternately or in units of several. Is preferred.

回転刃の厚さは、0.8〜10mmが好ましい。回転刃の厚さが0.8mm未満であると切断に伴い積層基材の損失が最小になるが、切断中にびびりが発生して切断が不安定になったり、回転刃の寿命が短くなり生産コストが増大したりする傾向にある。一方、回転刃の厚さが10mmを超えると、切断が非常に安定し、回転刃の寿命も長くなるが、切断時に伴う積層基材の損失が大きくなり、生産損失が増大する傾向にある。   The thickness of the rotary blade is preferably 0.8 to 10 mm. If the thickness of the rotary blade is less than 0.8 mm, the loss of the laminated base material is minimized along with the cutting, but chattering occurs during cutting and the cutting becomes unstable, and the life of the rotary blade is shortened. Production costs tend to increase. On the other hand, when the thickness of the rotary blade exceeds 10 mm, the cutting becomes very stable and the life of the rotary blade becomes longer, but the loss of the laminated base material accompanying the cutting tends to increase and the production loss tends to increase.

回転刃で積層基材を切断する場合、切断は、積層基材の最外層の強化繊維の方向と切断方向との関係や、回転刃のチップ数、チップのスクイ角や回転方向、切断機の送り速度等の様々な因子に依存しやすい。そのため、積層基材の少なくとも片方の面にシート状またはフィルム状の保護板を設け、保護板ごと切断することが好ましい。これは、回転刃や切断機の依存を最小化できるため有益な手法である。
また、切断器の回転刃が稼働する部位は、稼働時間に応じ経年劣化に伴い徐々に広がっていくことが知られている。そのような劣化に伴い可動部が広がった切断器で積層基材を切断すると、積層基材の押えが不十分になる傾向がある。よって、劣化に伴い回転刃の可動部が広がってしまった切断器を用いる際にも、保護板ごと切断する方法は有益な手法といえる。
When cutting a laminated substrate with a rotary blade, the cutting is performed with respect to the relationship between the direction of the reinforcing fiber of the outermost layer of the laminated substrate and the cutting direction, the number of tips of the rotary blade, the squeeze angle and rotational direction of the tip, the cutting machine It tends to depend on various factors such as feed rate. Therefore, it is preferable to provide a sheet-like or film-like protective plate on at least one surface of the laminated base material and cut the whole protective plate. This is a useful technique because it can minimize the dependence of rotating blades and cutters.
Moreover, it is known that the site | part where the rotary blade of a cutter operates will spread gradually with aged deterioration according to operation time. When the laminated base material is cut with a cutter in which the movable part spreads with such deterioration, the laminated base material tends to be insufficiently pressed. Therefore, it can be said that the method of cutting together with the protective plate is a useful technique even when using a cutter in which the movable part of the rotary blade has spread due to deterioration.

保護板としては、シート状またはフィルム状であれば従来公知の材質の保護板を用いることができるが、保護板の材質によっては、加工時の発熱により保護板が溶解してしまい積層基材に付着してしまう懸念もあるため、適切に選択して用いることが好ましい。また、保護板としては、難燃性や自己消化性等を有することが好ましい。
また、保護板は、切断する積層基材の厚さ、用いる回転刃や運転条件に応じて適宜設定できるが、厚くなるほど保護板のコストが増加する傾向にあり、薄くなるほど保護板としての機能が低下する傾向にある。なお、薄くても保護板として機能する場合、片面に粘着剤が付与された保護板を用い、粘着剤で作業台に保護板を固定し、この保護板の上に積層基材を配置して切断する方法も有用な手段である。
As the protection plate, a protection plate made of a conventionally known material can be used as long as it is in the form of a sheet or film. However, depending on the material of the protection plate, the protection plate dissolves due to heat generated during processing, and thus the laminated base material is used. Since there is also a concern of adhering, it is preferable to select and use it appropriately. Further, the protective plate preferably has flame retardancy, self-digestibility and the like.
Further, the protective plate can be appropriately set according to the thickness of the laminated base material to be cut, the rotary blade to be used and the operating conditions, but the thickness of the protective plate tends to increase as the thickness increases, and the function as the protective plate decreases as the thickness decreases. It tends to decrease. If it functions as a protective plate even if it is thin, use a protective plate with adhesive on one side, fix the protective plate on the workbench with adhesive, and place the laminated substrate on this protective plate. A method of cutting is also a useful means.

(超音波)
超音波切断に用いる超音波切断器としては、振動子と、振動子の超音波振動を発振する発振器とを備えた従来公知の超音波切断器を用いることができる。
超音波の振幅は、10〜100μmが好ましい。振幅が10μm未満であると、そのような振幅で必要なエネルギーを発生するために、非常に高速の振動数を生じさせる必要があり、設備にコストがかかる傾向にある。一方、振幅が100μmを超えると、振幅が大きすぎることに由来する切断面の粗さが目立つ傾向にある。
超音波の振動数は、10〜50kHzが好ましい。振動数が10kHz未満であると、振幅を大きくする必要があり、切断面が粗くなる傾向にある。一方、振動数が50kHzを超えると、振幅を小さくすることが可能であるが、そのような高速の動きは設備の寿命を縮める可能性がある。
(Ultrasonic)
As the ultrasonic cutter used for the ultrasonic cutting, a conventionally known ultrasonic cutter including a vibrator and an oscillator that oscillates the ultrasonic vibration of the vibrator can be used.
As for the amplitude of an ultrasonic wave, 10-100 micrometers is preferable. If the amplitude is less than 10 μm, it is necessary to generate a very high frequency in order to generate the necessary energy at such an amplitude, and the equipment tends to be costly. On the other hand, when the amplitude exceeds 100 μm, the roughness of the cut surface due to the amplitude being too large tends to be noticeable.
The frequency of ultrasonic waves is preferably 10 to 50 kHz. If the frequency is less than 10 kHz, it is necessary to increase the amplitude, and the cut surface tends to be rough. On the other hand, when the frequency exceeds 50 kHz, the amplitude can be reduced, but such high-speed movement may shorten the life of the equipment.

(レーザー)
レーザー切断に用いるレーザーとしては、例えば炭酸ガスレーザーやエキシマレーザーなどの気体レーザー、YAGレーザーやYVO4レーザーなどの固体レーザー、ファイバーレーザーなどが挙げられる。これらの中でも、短時間の照射で積層基材を良好に切断及び融着できる点で、YAGレーザーやYVO4レーザーなどの固体レーザー、ファイバーレーザーが好ましい。
レーザー出力、発振モード、走査する速度、パルス幅、パルス周波数、エアーブローの流量、ガス種、さらには加工順序などは、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂や、積層基材を構成するプリプレグの繊維体積含有率(Vf)、求める切断時の端面に求められる精度に応じて設定すればよい。
(laser)
Examples of the laser used for laser cutting include a gas laser such as a carbon dioxide laser and an excimer laser, a solid laser such as a YAG laser and a YVO4 laser, and a fiber laser. Among these, a solid laser such as a YAG laser and a YVO4 laser, and a fiber laser are preferable in that the laminated base material can be cut and fused satisfactorily by irradiation for a short time.
Laser output, oscillation mode, scanning speed, pulse width, pulse frequency, air blow flow rate, gas type, and processing sequence, etc., include thermoplastic resin used in the prepreg and fiber volume of the prepreg constituting the laminated substrate What is necessary is just to set according to the precision calculated | required by the rate (Vf) and the required end surface at the time of the cutting | disconnection.

(加熱温調した刃物)
加熱温調した刃物としては、従来公知の、例えば抜き刃(抜き型)やトムソン刃等を加熱温調した加工具などが挙げられる。
加熱温度は、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂に依存しやすく、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜設定することが好ましい。通常は、80〜400℃程度である。加熱温度が80℃未満であると、そのような温度で切断は可能であっても、切断面を融着させることができる熱可塑性樹脂の種類が限られてしまい汎用性に欠ける可能性がある。一方、加熱温度が400℃を超えると、切断及び融着は可能であっても、そのような温度を維持するためには非常に多くの電力を消費するため、生産コストの増大を招く可能性がある。
なお、切断条件、積層基材の厚さや積層基材を構成する素材によっては、切断中に加工具に熱可塑性樹脂が付着する場合がある。そのような場合には、設備が大きくなる懸念はあるものの、加熱温調した刃物と超音波による微振動とを併用してもよい。
(Heated temperature-controlled blade)
Examples of the blade whose temperature has been adjusted include conventionally known processing tools such as a cutting blade (cutting die) and a Thomson blade that have been heated and adjusted.
The heating temperature is likely to depend on the thermoplastic resin used in the prepreg, and is preferably set as appropriate according to the type of the thermoplastic resin. Usually, it is about 80-400 degreeC. When the heating temperature is less than 80 ° C., even if cutting is possible at such a temperature, there is a possibility that the types of thermoplastic resins that can fuse the cut surface are limited and lack of versatility. . On the other hand, if the heating temperature exceeds 400 ° C., even if cutting and fusion are possible, a large amount of electric power is consumed to maintain such a temperature, which may increase the production cost. There is.
Depending on the cutting conditions, the thickness of the laminated base material, and the material constituting the laminated base material, the thermoplastic resin may adhere to the processing tool during the cutting. In such a case, although there is a concern that the facilities will be large, a blade whose temperature is adjusted may be used in combination with fine vibration caused by ultrasonic waves.

<工程(3)>
工程(3)は、積層基材の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜100箇所、点融着する点融着工程である。
積層基材の端部以外の表面を点融着することで、積層基材が切断面以外の箇所においても融着一体化するため、成形性がより向上する。
工程(3)は、上述した工程(2)の前に行ってもよいし、工程(2)の後に行ってもよいし、工程(2)の前及び後に行ってもよい。
なお、工程(3)を工程(2)の前に行う場合、点融着の対象となるのは切断・融着前の積層基材であり、工程(3)を工程(2)の後に行う場合、点融着の対象となるのは切断・融着後の積層基材である。
<Step (3)>
Step (3) is a point fusion step in which the surface other than the end portion of the laminated base material is point-fused at 1 to 100 points per 100 cm 2 of surface area.
By performing point fusion on the surface other than the end portion of the laminated base material, the laminated base material is fused and integrated even at a location other than the cut surface, so that the moldability is further improved.
Step (3) may be performed before step (2) described above, may be performed after step (2), or may be performed before and after step (2).
When step (3) is performed before step (2), the target of point fusion is the laminated base material before cutting and fusion, and step (3) is performed after step (2). In this case, the target for point fusion is the laminated base material after cutting and fusion.

点融着の方法としては、従来公知の手法を用いることができ、例えば、加熱したプローブや超音波を生じさせるプローブを用いる方法が挙げられる。これらの中でも、超音波でスポット的に融着させることが、設備汎用性、加工自由度の高さから好ましい。
また、プローブとしては、融着点の断面が円形または針状となるプローブが好ましい。これらの中でも、融着後の剥離が発生しにくい点で、融着点の断面が円形となるプローブを用いることが好ましい。
また、点融着は積層基材の表面からのアプローチに限らず、裏面からのアプローチでもよく、両面からアプローチしてもよい。積層基材の厚みが大きすぎない場合は、片側からのアプローチだけでも十分に点融着できる場合もあるが、積層基材の厚みが大きい場合、片側からのアプローチだけでは、厚み方向全てを点融着することが難しい場合もある。そのような場合は、両面から点融着することは有用な手段である。ただし、そのような場合は、積層基材の厚みの半分以上の厚みを個々の点で融着している必要がある。
As a method of point fusion, a conventionally known method can be used, and examples thereof include a method using a heated probe or a probe that generates ultrasonic waves. Among these, spot fusion with ultrasonic waves is preferable from the viewpoint of facility versatility and high degree of processing freedom.
Moreover, as a probe, the probe whose cross section of a fusion point becomes circular or a needle shape is preferable. Among these, it is preferable to use a probe in which the cross section of the fusion point is circular in that separation after fusion is less likely to occur.
Further, the point fusion is not limited to the approach from the front surface of the laminated base material, but may be an approach from the back surface or may be approached from both surfaces. If the thickness of the laminated base material is not too large, it may be possible to perform point fusion sufficiently from an approach from only one side.However, if the thickness of the laminated base material is large, only the approach from one side can be used to point all the thickness directions. It may be difficult to fuse. In such a case, point fusion from both sides is a useful means. However, in such a case, it is necessary to fuse | melt the thickness more than half of the thickness of a laminated base material in each point.

融着点の数は、100cm当たり1〜100箇が好ましい。融着点の数が100箇を超えると、針状の融着具を多数敷き詰めて用いたとしても、設備的に限界に近く、設備の製造コストが飛躍的に増大する傾向にある。 The number of fusion points is preferably 1 to 100 per 100 cm 2 . When the number of fusion points exceeds 100, even if a large number of needle-like fusion tools are spread and used, the facility is close to the limit and the production cost of the facility tends to increase dramatically.

<作用効果>
上述したように、従来、繊維強化熱可塑性プラスチックなどの成形体を製造する場合、プリプレグを積層して得られる積層基材をスタンピング成形の成形金型に応じたサイズに切断する前に、積層基材の全面もしくは一部分を融着一体化させる必要があった。
しかし、本発明の一体化積層物の製造方法では、積層基材の切断時に生じる熱を利用して切断面を融着させので、スタンピング成形の前工程に当たる積層基材の融着一体化工程と、切断工程とを1つの工程で実施できる。よって、本発明の一体化積層物の製造方法によれば、スタンピング成形時の成形性や取扱性に優れる一体化積層物を、製造コストを低減しつつ、少ない工程数で製造できる。
<Effect>
As described above, when a molded body such as a fiber reinforced thermoplastic is conventionally produced, before the laminated base material obtained by laminating the prepreg is cut into a size corresponding to a stamping molding mold, It was necessary to fuse and integrate all or part of the material.
However, in the method for producing an integrated laminate according to the present invention, the cut surface is fused using heat generated when the laminated substrate is cut. The cutting step can be performed in one step. Therefore, according to the method for producing an integrated laminate of the present invention, an integrated laminate excellent in moldability and handling at the time of stamping can be produced with a small number of steps while reducing the production cost.

「成形体の製造方法」
本発明の成形体の製造方法は、上述した本発明の一体化積層物の製造方法により一体化積層物を製造する工程(積層基材の加工工程)と、得られた一体化積層物を用いてスタンピング成形する工程(スタンピング工程)とを含む。
また、加工工程とスタンピング工程との間で、以下に説明する予熱工程を行うことが好ましい。
以下、本発明の一体化積層物の製造方法により製造された一体化積層物を「成形用材料」ともいう。
"Method of manufacturing molded body"
The manufacturing method of the molded body of the present invention uses a process of manufacturing an integrated laminate by the above-described manufacturing method of an integrated laminate of the present invention (processing step of a laminated base material) and the obtained integrated laminate. A stamping molding step (stamping step).
Moreover, it is preferable to perform the preheating process demonstrated below between a process process and a stamping process.
Hereinafter, the integrated laminate produced by the method for producing an integrated laminate of the present invention is also referred to as “molding material”.

<予熱工程>
予熱工程では、従来公知の設備を用いて一体化積層物を予熱する工程である。予熱の方法としては、例えば、熱風式乾燥方式、蒸気乾燥方式、誘導加熱方式、赤外線ヒーター方式、熱板加熱方式等などが挙げられる。これらの中でも、均一照射と昇温効果の高い赤外線ヒーター方式が好ましい。また、一体化積層物の厚さ等に応じて、上述した予熱の方法を組み合わせて用いてもよい。
<Preheating process>
In the preheating step, the integrated laminate is preheated using a conventionally known facility. Examples of the preheating method include a hot air drying method, a steam drying method, an induction heating method, an infrared heater method, a hot plate heating method, and the like. Among these, an infrared heater method with high uniform irradiation and a high temperature rising effect is preferable. Moreover, you may use combining the method of the preheating mentioned above according to the thickness etc. of an integrated laminated body.

予熱工程での予熱温度は、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂にもよるが、下限温度は150℃以上が好ましく、180℃以上がより好ましく、上限温度は400℃以下が好ましく、350℃以下より好ましい。予熱温度を上昇させることで、スタンピング成形時により複雑形状への追従性が向上するが、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂の種類によっては分解が生じる可能性がある。そのため、熱可塑性樹脂の種類に応じて適切な温度範囲で予熱することが好ましい。また、予熱温度を高く設定しすぎると、過剰な過熱となり成形性の向上以上に、ハンドリング性や熱可塑性樹脂の諸物性の低下、着色が生じる場合がある。   Although the preheating temperature in the preheating step depends on the thermoplastic resin used for the prepreg, the lower limit temperature is preferably 150 ° C or higher, more preferably 180 ° C or higher, and the upper limit temperature is preferably 400 ° C or lower, more preferably 350 ° C or lower. Increasing the preheating temperature improves followability to complex shapes during stamping molding, but may cause degradation depending on the type of thermoplastic resin used in the prepreg. Therefore, it is preferable to preheat in an appropriate temperature range according to the kind of thermoplastic resin. On the other hand, if the preheating temperature is set too high, excessive overheating may occur, resulting in lowering of handling properties and various physical properties of the thermoplastic resin, and coloring in addition to improvement of moldability.

熱可塑性樹脂の中には、空気中では熱分解が促進されやすいが、空気遮断することで熱分解が低減される熱可塑性樹脂もある。そのような熱可塑性樹脂をプリプレグに用いる場合は、適宜耐熱のフィルムやシートで一体化積層物を覆って予熱工程を行ってもよい。また、予熱工程を不活性ガス等の無酸素・低酸素濃度環境下で実施してもよい。   Among the thermoplastic resins, there is a thermoplastic resin in which thermal decomposition is easily promoted in the air, but thermal decomposition is reduced by blocking air. When such a thermoplastic resin is used for the prepreg, the pre-heating step may be performed by appropriately covering the integrated laminate with a heat-resistant film or sheet. Further, the preheating step may be performed in an oxygen-free / low oxygen concentration environment such as an inert gas.

なお、一体化積層物を複数重ねて用いる場合、総厚はハンドリング性や電熱挙動の観点から、0.5〜10mmが好ましい。複数の一体化積層物の総厚が0.5mm未満であると、そのような薄い材料はその材料の持つ熱容量が低すぎるため、スタンピング成形において金型へのチャージに至る前に放熱してしまう傾向にある。一方、総厚が10mmを超えると、予熱の際に目的の温度に達するための時間がかかりすぎる傾向にある。   When a plurality of integrated laminates are used, the total thickness is preferably 0.5 to 10 mm from the viewpoint of handling properties and electrothermal behavior. If the total thickness of the plurality of integrated laminates is less than 0.5 mm, such a thin material has a heat capacity that is too low, and therefore heat is dissipated before the mold is charged in stamping molding. There is a tendency. On the other hand, if the total thickness exceeds 10 mm, it tends to take too much time to reach the target temperature during preheating.

予熱工程からスタンピング工程への移行の際、予熱工程の段階から金属メッシュ上に一体化積層物を配置して予熱し、成形金型上まで搬送して金属メッシュから剥離してチャージするといった手段は、小型成形の際に簡便で有利である。その他、搬送用のロボットアームの先端に針状、吸盤状、アーム状のユニットを設けて搬送する方法もある。そのような手段であれば、迅速でロス無く搬送が可能である。その他、金属枠を設けその枠から一体化積層物を例えばバネ等の弾性体で繋ぐことで一体化積層物にテンションを掛け宙吊りにした後、その金属枠ごと予熱しスタンピング成形を行う手法がある。この手法では、予熱前後で常に一体化積層物が弾性体で宙吊りになっているため、成形金型にチャージした際も、下型に接触して冷却されることなく、上下の成形型が同時に接触するように調整することができることから、成形性や成形外観の向上の観点から好ましい。   At the time of transition from the preheating process to the stamping process, from the stage of the preheating process, an integrated laminate is placed on the metal mesh, preheated, transported to the molding die, peeled off from the metal mesh, and charged. It is convenient and advantageous for small molding. In addition, there is a method in which a needle-like, sucker-like, or arm-like unit is provided at the tip of the carrying robot arm for carrying. With such means, it is possible to carry it quickly and without loss. In addition, there is a technique in which a metal frame is provided and the integrated laminate is connected with an elastic body such as a spring from the frame to apply tension to the integrated laminate and suspend it, and then preheat the metal frame and perform stamping molding. . In this method, the integrated laminate is always suspended by an elastic body before and after preheating. Therefore, even when charged to the mold, the upper and lower molds can be moved simultaneously without contacting the lower mold and being cooled. Since it can adjust so that it may contact, it is preferable from a viewpoint of the improvement of a moldability or a molded external appearance.

<スタンピング工程>
スタンピング成形時の金型温度は、プリプレグに用いる熱可塑性樹脂にもよるが、下限温度は30℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、上限温度は300℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましい。金型温度が低すぎると、金型上にチャージした際に急激に冷却されてしまい、リブ・ボスへの複雑形状への追従性が低下する可能性がある。一方、金型温度が高すぎると、リブ・ボスへの複雑形状への追従性には優れるが、使用する熱可塑性樹脂にもよるが結晶化時間が長くなりすぎて成形体の外観の悪化や未硬化を招くことがある。また、非対称な形状の成形体を製造する場合、得られる成形体が反ることもある。
<Stamping process>
The mold temperature during stamping depends on the thermoplastic resin used for the prepreg, but the lower limit temperature is preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher, and the upper limit temperature is preferably 300 ° C or lower, more preferably 200 ° C or lower. preferable. If the mold temperature is too low, the mold is rapidly cooled when charged on the mold, and the ability to follow the complex shape of the ribs and bosses may be reduced. On the other hand, if the mold temperature is too high, the followability to the complex shape of the ribs and bosses is excellent, but depending on the thermoplastic resin used, the crystallization time becomes too long and the appearance of the molded body deteriorates. May cause uncured. Moreover, when manufacturing the molded object of an asymmetrical shape, the molded object obtained may warp.

スタンピング成形時のチャージ率は、20〜150%が好ましい。チャージ率とは、金型の開口面積を分母に、チャージする一体化積層物の面積を分子とした際の計算値である。
チャージ率の最適な範囲は、金型の形状が食切りか否か、金型の形状が平面形状か否かにもよるが、一つの指標としてチャージ率が20%未満であると、そのようなチャージ率を達成するためには一体化積層物を複数用いて嵩高く積み上げる必要がある。そのため、予め重ねた状態で予熱する場合は昇温速度が遅くなり、個々に予熱してチャージする場合は重ねる際に放熱しないようにそのような操作を行うのは非常に煩雑である。ただし、非食切り金型の場合は、材料のロスとの兼ね合いになるが、チャージ率を100%超とすることで、成形体の外観の統一性等を向上させることができる。
チャージ率の上限値も同様に金型の形状に大きく依存するが、一つの指標として、食切り金型であり、かつ平坦形状の金型の場合は、チャージ率を95%以下とすることが好ましい。チャージ率が95%を超えると、予熱した一体化積層物を金型にチャージするのが困難となり、チャージミスを引き起こす恐れがある。食切り金型であっても、平面形状から乖離している場合は、成形体下部の表面積を考慮してチャージ率は150%以下であることが好ましい。チャージ率が150%以下であれば、成形体の外観の統一性等を向上させることができる。また、金型内における個々の部位での一体化積層物の取り合いが起きにくくなる傾向にもある。
The charge rate during stamping molding is preferably 20 to 150%. The charge rate is a calculated value when the opening area of the mold is the denominator and the area of the integrated laminate to be charged is the numerator.
The optimum range of the charge rate depends on whether the mold shape is cut or not, and whether the mold shape is a planar shape, but as one index, the charge rate is less than 20%. In order to achieve a high charge rate, it is necessary to use a plurality of integrated laminates to pile up in bulk. For this reason, when preheating is performed in a pre-stacked state, the rate of temperature increase is slow, and when preheating is performed individually, it is very complicated to perform such an operation so as not to dissipate heat during the stacking. However, in the case of a non-cutting die, there is a balance with material loss, but by making the charge rate more than 100%, the uniformity of the appearance of the molded body can be improved.
Similarly, the upper limit value of the charge rate also depends greatly on the shape of the mold, but as one index, in the case of a cut-off mold and a flat mold, the charge rate may be 95% or less. preferable. When the charge rate exceeds 95%, it becomes difficult to charge the preheated integrated laminate to the mold, which may cause a charge mistake. Even in the case of a cutting die, if it is deviated from the planar shape, the charge rate is preferably 150% or less in consideration of the surface area of the lower part of the molded body. If the charge rate is 150% or less, the uniformity of the appearance of the molded body can be improved. In addition, there is a tendency that it is difficult for the integrated laminates to come into contact with each other in the mold.

<作用効果>
以上説明した本発明の成形体の製造方法は、上述した本発明の一体化積層物の製造方法により製造された一体化積層物を用いるので、スタンピング成形時の成形性や取扱性に優れる。
<Effect>
Since the above-described method for producing a molded article of the present invention uses the integrated laminate manufactured by the above-described integrated laminate manufacturing method of the present invention, it is excellent in moldability and handleability during stamping molding.

上述したように、従来、成形体を製造する場合、プリプレグを積層して得られる積層基材をスタンピング成形の成形金型に応じたサイズに切断する前に、積層基材の全面もしくは一部分を融着一体化させる必要があった。
しかし、本発明の成形体の製造方法であれば、スタンピング成形の前工程に当たる積層基材の融着一体化工程と、切断工程とを1つの工程で実施できる。よって、従来の成形体の製造方法に比べて製造コストを低減しつつ、少ない工程数で成形体を製造できる。
As described above, conventionally, when a molded body is manufactured, the whole or a part of the laminated base material is melted before cutting the laminated base material obtained by laminating the prepreg into a size corresponding to a stamping molding die. It was necessary to make them wear together.
However, if it is the manufacturing method of the molded object of this invention, the fusion | fusion integrated process of a laminated base material which is a pre-process of stamping shaping | molding, and a cutting process can be implemented by one process. Therefore, it is possible to manufacture the molded body with a smaller number of steps while reducing the manufacturing cost as compared with the conventional manufacturing method of the molded body.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples.

<評価方法>
(成形性の評価)
ヒーター温度を360℃に設定した、サンプルステージがメッシュ形状の遠赤外線ヒーター式加熱装置(NGKキルンテック株式会社製、製品名:H7GS−71289)を用いて、幅200mm、奥行き100mmに裁断した一体化積層物を6分間加熱し予熱した。裏面に、幅70mm〜60mm、高さ60mm、厚み3mm〜2mm、幅方向の中央部に直径6mmのエジェクタピン用の円柱部が埋め込まれたリブを有する金型を備えた金型投影面積が140×240mmの成形金型を使用した300tプレス機(川崎油工株式会社製)を用いて、成形金型の下型に予熱した一体化積層物を全て重ねた状態で配置し、チャージ時間25秒、金型温度145℃、成形圧力18MPa、成形時間1分でプレス成形を行い、成形体を得た。
得られた成形体について、以下の評価基準で成形性の評価を行った。
◎:リブ充填率100%である。
○:リブ充填率が80%以上100%未満である。
△:リブ充填率が50%以上80%未満である。
×:リブ充填率が50%未満である。
なお、リブ充填率は、下記式より求めた。
リブ充填(%)=(成形体のリブ部の体積の総和/金型形状から算出されるリブ部の体積の総和)×100
<Evaluation method>
(Evaluation of formability)
Integrated lamination with a heater temperature set at 360 ° C and cut into 200 mm width and 100 mm depth using a far-infrared heater type heating device (product name: H7GS-71289, manufactured by NGK Kiln Tech Co., Ltd.) with a mesh stage. The object was heated for 6 minutes and preheated. A mold projection area having a mold having a rib with a cylindrical portion for an ejector pin having a width of 70 mm to 60 mm, a height of 60 mm, a thickness of 3 mm to 2 mm, and a diameter of 6 mm in the center in the width direction on the back surface is 140. Using a 300 ton press machine (manufactured by Kawasaki Yoko Co., Ltd.) using a 240 mm molding die, the pre-heated integrated laminate is placed in a stacked state on the lower die, and the charging time is 25 seconds. Then, press molding was performed at a mold temperature of 145 ° C., a molding pressure of 18 MPa, and a molding time of 1 minute to obtain a molded body.
About the obtained molded object, the moldability was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Rib filling rate is 100%.
○: The rib filling rate is 80% or more and less than 100%.
Δ: The rib filling rate is 50% or more and less than 80%.
X: The rib filling rate is less than 50%.
In addition, the rib filling rate was calculated | required from the following formula.
Rib filling (%) = (total volume of rib part of molded article / total volume of rib part calculated from mold shape) × 100

(取扱性の評価)
成形性の評価と同様にして成形体を作製し、以下の評価基準にて取扱性の評価を行った。
○:従来公知の積層基材と遜色なく、成形時の取扱性は良好であった。
△:従来公知の積層基材に劣るが、成形時の取扱性は良好であった。
×:従来公知の積層基材に劣るが、成形時の取扱性は不良であった。
なお、「従来公知の積層基材」とは、切断前に加熱プレス等を用いて全面を融着一体化させた融着済みの積層基材を指す。
(Evaluation of handleability)
Molded bodies were produced in the same manner as the moldability evaluation, and the handleability was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The handling property at the time of molding was good, which is not inferior to the conventionally known laminated base material.
(Triangle | delta): Although it is inferior to a conventionally well-known laminated base material, the handleability at the time of shaping | molding was favorable.
X: Although it is inferior to a conventionally well-known laminated base material, the handleability at the time of shaping | molding was unsatisfactory.
In addition, “a conventionally known laminated base material” refers to a laminated base material that has been fused, in which the entire surface is fused and integrated using a hot press or the like before cutting.

[プリプレグの製造]
<製造例1>
炭素繊維(三菱レイヨン株式会社製、製品名:TR50S15L、12000本、密度1.82g/cm)を、一方向平面状に目付けが72.0g/mとなるように配列させ、炭素繊維シートとした。この炭素繊維シートの両面に、目付け45.6g/mの樹脂フィルム(ポリアミド6(PA6)、宇部興産株式会社製、製品名:UBE1013B)を積層させて積層体を得た。この積層体を200〜280℃に加熱したカレンダーロールに複数回と通して、樹脂フィルムを炭素繊維シートに溶融含浸させプリプレグ1を得た。
得られたプリプレグ1の厚さは120μm、目付けは145.0g/m、繊維体積含有率(Vf)は33%であった。
[Manufacture of prepreg]
<Production Example 1>
Carbon fiber sheets (made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., product name: TR50S15L, 12,000 fibers, density 1.82 g / cm 2 ) are arranged in a unidirectional plane so that the basis weight is 72.0 g / m 2. It was. A resin film (polyamide 6 (PA6), manufactured by Ube Industries, product name: UBE1013B) having a basis weight of 45.6 g / m 2 was laminated on both surfaces of this carbon fiber sheet to obtain a laminate. This laminate was passed through a calender roll heated to 200 to 280 ° C. multiple times, and a resin film was melt impregnated into a carbon fiber sheet to obtain a prepreg 1.
The thickness of the obtained prepreg 1 was 120 μm, the basis weight was 145.0 g / m 2 , and the fiber volume content (Vf) was 33%.

<製造例2>
炭素繊維(三菱レイヨン株式会社製、製品名:TR50S15L、12000本、密度1.82g/cm)を一方向平面状に目付けが72.0g/mになるように配列させた、炭素繊維シートとした。この炭素繊維シートの両面に、目付け36.4g/mの樹脂フィルム(酸変性ポリプロピレン(酸変性PP)、三菱化学株式会社製、製品名:モディックP958)を積層させて積層体を得た。この積層体を200〜220℃に加熱したカレンダーロールに複数回と通して、樹脂フィルムを炭素繊維シートに溶融含浸させプリプレグ2を得た。
得られたプリプレグ2の厚さは120μm、目付けは145.0g/m、繊維体積含有率(Vf)は33%であった。
<Production Example 2>
Carbon fiber sheet in which carbon fibers (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., product name: TR50S15L, 12,000 fibers, density 1.82 g / cm 2 ) are arranged in a unidirectional plane so that the basis weight is 72.0 g / m 2 It was. A resin film (acid-modified polypropylene (acid-modified PP), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: Modic P958) having a basis weight of 36.4 g / m 2 was laminated on both surfaces of the carbon fiber sheet to obtain a laminate. This laminate was passed through a calender roll heated to 200 to 220 ° C. multiple times, and a resin film was melt impregnated into a carbon fiber sheet to obtain a prepreg 2.
The thickness of the obtained prepreg 2 was 120 μm, the basis weight was 145.0 g / m 2 , and the fiber volume content (Vf) was 33%.

<製造例3>
製造例1で得られたプリプレグ1を1240mm×940mmに切り出し、カッティングプロッタ(株式会社レザック製、製品名:L−2500)を用いて、図1に示すように一定間隔で直線状の切込を入れ、切込を有するプリプレグ3を得た。その際、シートの端部から10mmまでの部分を除き、強化繊維の繊維長L=25.0mm一定、繊維を切断する切込と強化繊維のなす角度θ=45°、切込長l=42.4mmとなるように、切込加工を施した。1mあたりの切込長lの総和la=56.6mであった。
<Production Example 3>
The prepreg 1 obtained in Production Example 1 is cut into 1240 mm × 940 mm, and using a cutting plotter (manufactured by Rezac Co., Ltd., product name: L-2500), linear incisions are made at regular intervals as shown in FIG. A prepreg 3 having an incision was obtained. At that time, the fiber length L of the reinforcing fiber is constant at 25.0 mm, excluding the portion from the end of the sheet to 10 mm, the angle θ = 45 ° between the cut for cutting the fiber and the reinforcing fiber, and the cut length l = 42 Cutting was performed so as to be 4 mm. The total la of the cutting length l per 1 m 2 was 56.6 m.

<製造例4>
製造例2で得られたプリプレグ2を用いた以外は、製造例3と同様にして切込加工を施し、切込を有するプリプレグ4を得た。
<Production Example 4>
Except that the prepreg 2 obtained in Production Example 2 was used, cutting was performed in the same manner as in Production Example 3 to obtain a prepreg 4 having a cut.

[積層基材の製造]
<製造例5>
製造例3で製造した切込を有するプリプレグ3を16層、繊維軸方向が[0/45/90/−45]s2となるように、かつ切込みの方向が[−45/0/45/90]s2となるように積層して、厚さ1.92mmの積層基材1を得た。
[Manufacture of laminated substrates]
<Production Example 5>
16 layers of the prepreg 3 having notches produced in Production Example 3, the fiber axis direction is [0/45/90 / −45] s2, and the incision direction is [−45/0/45/90]. The laminated base material 1 having a thickness of 1.92 mm was obtained by laminating so as to be s2.

<製造例6>
製造例4で製造した切込を有するプリプレグ4を用いた以外は、製造例5と同様にして、厚さ1.92mmの積層基材2を得た。
<Production Example 6>
A laminated base material 2 having a thickness of 1.92 mm was obtained in the same manner as in Production Example 5 except that the prepreg 4 having notches produced in Production Example 4 was used.

[実施例1]
チップソー(天龍製鋸株式会社製、製品名:LAQIVシリーズ(ABA10)、直径305mm)を備えたパネルソー(シンクス株式会社製、製品名:HP1−2100GI)を用いて、周速度3500rpm、送り速度10m/minの条件にて、積層基材1を長辺と最表層の強化繊維の繊維方向が平行になるように100mm×200mmに切断・融着を行い、一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 1]
Using a panel saw (manufactured by Shinx Corporation, product name: HP1-2100GI) equipped with a tip saw (manufactured by Tenryu Saw Co., Ltd., product name: LAQIV series (ABA10), diameter 305 mm), a peripheral speed of 3500 rpm and a feed speed of 10 m / Under the condition of min, the laminated substrate 1 was cut and fused to 100 mm × 200 mm so that the long side and the fiber direction of the outermost reinforcing fiber were parallel to obtain an integrated laminate.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
積層基材2を用いた以外は、実施例1と同様にして切断・融着を行い、一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 2]
Except that the laminated substrate 2 was used, cutting and fusing were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an integrated laminate.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
積層基材1を切断・融着する前に、超音波溶着機(日本エマソン株式会社製、製品名:2000LPt)を用いて、積層基材1の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜2箇所、点融着した以外は、実施例1と同様にして一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 3]
Before cutting and fusing the laminated base material 1, an ultrasonic welder (product name: 2000LPt, manufactured by Nippon Emerson Co., Ltd.) is used to apply a surface other than the end of the laminated base material 1 to a surface area of 1 to 100 cm 2 . An integrated laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that point fusion was performed at two locations.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
積層基材2を用い、かつ積層基材2を切断・融着する前に、超音波溶着機(日本エマソン株式会社製、製品名:2000LPt)を用いて、積層基材2の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜2箇所、点融着した以外は、実施例1と同様にして一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 4]
Before using the laminated base material 2 and cutting and fusing the laminated base material 2, using an ultrasonic welding machine (manufactured by Emerson Japan Ltd., product name: 2000LPt), other than the end of the laminated base material 2 An integrated laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface was subjected to point fusion at 1 to 2 points per 100 cm 2 of surface area.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
積層基材1を切断・融着する前に、超音波溶着機(日本エマソン株式会社製、製品名:2000LPt)を用いて、積層基材1の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜2箇所、点融着し、かつ樹脂シート(アクリサンデー株式会社、サンデーシート)を用いて点融着した積層基材1を挟んで切断・溶着した以外は、実施例1と同様にして一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 5]
Before cutting and fusing the laminated base material 1, an ultrasonic welder (product name: 2000LPt, manufactured by Nippon Emerson Co., Ltd.) is used to apply a surface other than the end of the laminated base material 1 to a surface area of 1 to 100 cm 2 . Integrated laminating in the same manner as in Example 1, except that the laminated base material 1 was spot-fused at two places and point-fused using a resin sheet (Acrysandy Corporation, Sunday Sheet). I got a thing.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[実施例6]
積層基材2を用い、積層基材2を切断・融着する前に、超音波溶着機(日本エマソン株式会社製、製品名:2000LPt)を用いて、積層基材2の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜2箇所、点融着し、かつ樹脂シート(アクリサンデー株式会社、サンデーシート)を用いて点融着した積層基材2を挟んで切断・溶着した以外は、実施例1と同様にして一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 6]
Before using the laminated base material 2 and cutting and fusing the laminated base material 2, using an ultrasonic welding machine (manufactured by Emerson Japan Ltd., product name: 2000LPt), the surface other than the end of the laminated base material 2 Example 1 except that 1 to 2 points per 100 cm 2 of surface area were point-fused and cut and welded by sandwiching the laminated base material 2 that was point-fused using a resin sheet (Acrysandy Corporation, Sunday Sheet). In the same manner, an integrated laminate was obtained.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
超音波溶着機(日本エマソン株式会社製、製品名:2000LPt)を用いて、積層基材1の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜2箇所、点融着してプリプレグのズレが生じないようにした後、印籠金型内に配置して加熱盤を250℃に予熱した多段プレス機に投入し、圧力0.3MPaで10分間加熱・加圧を行い、続いて圧力1.0MPaで2分間冷却・加圧プレスを行い、融着済みの積層基材を得た。
得られた融着済みの積層基材を用いた以外は、実施例1と同様にして切断・融着を行い、一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Using an ultrasonic welding machine (product name: 2000LPt, manufactured by Nippon Emerson Co., Ltd.), the surface other than the end of the laminated base material 1 is spot-welded at 1 to 2 locations per 100 cm 2 of surface area to cause prepreg misalignment. After that, it was placed in the stamping die and the heating panel was put into a multi-stage press machine preheated to 250 ° C., heated and pressurized at a pressure of 0.3 MPa for 10 minutes, and subsequently at a pressure of 1.0 MPa. A cooling / pressing press was performed for 2 minutes to obtain a laminated base material that had been fused.
Except for using the obtained laminated base material having been fused, cutting and fusion were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an integrated laminate.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
積層基材2を用い、加熱盤の温度を200℃に変更した以外は、比較例1と同様にして融着済みの積層基材を得た。
得られた融着済みの積層基材を用いた以外は、実施例1と同様にして切断・融着を行い、一体化積層物を得た。
得られた一体化積層物の成形性と取扱性を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A laminated base material having been fused was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the laminated base material 2 was used and the temperature of the heating plate was changed to 200 ° C.
Except for using the obtained laminated base material having been fused, cutting and fusion were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an integrated laminate.
The moldability and handleability of the obtained integrated laminate were evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 2016199008
Figure 2016199008

実施例1、2の場合、成形体のリブ先端が僅かに欠けたが、成形性に十分優れていた。また、取扱性は従来公知の積層基材に劣らず、成形作業の作業性は良好であった。
実施例3〜6の場合、成形性に優れ、取扱性も従来公知の積層基材に劣らず、成形作業の作業性は良好であった。
比較例1、2の場合、成形性に優れ、取扱性も良好で成形作業の作業性は良好であった。しかしながら、プリプレグの積層後から成形に至るまでの工程数が増加し、量産性に劣っていた。
In the case of Examples 1 and 2, the rib tip of the molded body was slightly missing, but the moldability was sufficiently excellent. Moreover, the handleability was not inferior to a conventionally known laminated base material, and the workability of the molding operation was good.
In Examples 3 to 6, the moldability was excellent, the handleability was not inferior to that of a conventionally known laminated base material, and the workability of the molding operation was good.
In Comparative Examples 1 and 2, the moldability was excellent, the handleability was good, and the workability of the molding work was good. However, the number of steps from lamination of the prepreg to molding increased, resulting in poor mass productivity.

10 プリプレグ
11 強化繊維
12 切込
10 Prepreg 11 Reinforcing fiber 12 Notch

Claims (15)

強化繊維と熱可塑性樹脂とを含むプリプレグを複数積層した積層基材を加工して一体化積層物を製造する方法であって、
下記工程(1)及び工程(2)を含む、一体化積層物の製造方法。
工程(1):プリプレグを複数積層して積層基材を得る積層工程。
工程(2):積層基材を切断しながら、切断で生じる熱で切断面を融着する切断融着工程。
A method for producing an integrated laminate by processing a laminated substrate in which a plurality of prepregs containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin are laminated,
The manufacturing method of an integrated laminated body including the following process (1) and process (2).
Step (1): A lamination step in which a plurality of prepregs are laminated to obtain a laminated substrate.
Step (2): A cutting and fusing step of fusing the cut surface with heat generated by cutting while cutting the laminated base material.
前記切断及び融着を回転刃を用いて行う、請求項1に記載の一体化積層物の製造方法。   The manufacturing method of the integrated laminated body of Claim 1 which performs the said cutting | disconnection and melt | fusion using a rotary blade. 前記切断及び融着を超音波切断により行う、請求項1に記載の一体化積層物の製造方法。   The manufacturing method of the integrated laminated body of Claim 1 which performs the said cutting | disconnection and melt | fusion by ultrasonic cutting. 前記切断及び融着をレーザー切断により行う、請求項1に記載の一体化積層物の製造方法。   The method for producing an integrated laminate according to claim 1, wherein the cutting and fusion are performed by laser cutting. 前記切断及び融着を加熱温調した刃物を用いて行う、請求項1に記載の一体化積層物の製造方法。   The manufacturing method of the integrated laminated body of Claim 1 performed using the blade which heated and controlled the said cutting | disconnection and melt | fusion. 前記工程(2)の前及び後の少なくとも一方で、下記工程(3)を行う、請求項1〜5のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。
工程(3):積層基材の端部以外の表面を表面積100cm当たり1〜100箇所、点融着する点融着工程。
The manufacturing method of the integrated laminated body as described in any one of Claims 1-5 which performs the following process (3) at least one before and after the said process (2).
Step (3): A point fusion step in which the surface other than the end portion of the laminated base material is point-fused at 1 to 100 points per 100 cm 2 of surface area.
前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。   The said prepreg is a manufacturing method of the integrated laminated body as described in any one of Claims 1-6 with which the thermoplastic resin impregnated the reinforced fiber oriented in one direction. 前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したものであり、強化繊維を切断するようにプリプレグの表面から裏面にかけて貫通する切込を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。   The prepreg is obtained by impregnating a reinforced fiber oriented in one direction with a thermoplastic resin, and has a notch penetrating from the front surface to the back surface of the prepreg so as to cut the reinforcing fiber. A method for producing an integrated laminate according to one item. 前記プリプレグは、一方向に配向した強化繊維に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグを裁断した小片のプリプレグの複数を、各小片のプリプレグの強化繊維の繊維方向がランダムになるようにシート状に一体化したものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。   The prepreg is formed by integrating a plurality of small prepregs obtained by cutting a prepreg in which a reinforced fiber oriented in one direction is impregnated with a thermoplastic resin into a sheet shape so that the fiber directions of the reinforcing fibers of each small prepreg are random. The manufacturing method of the integrated laminated body as described in any one of Claims 1-6 which is what was. 前記工程(1)において、前記プリプレグの複数と、熱可塑性樹脂または充填物含有熱可塑性樹脂からなるシートまたはフィルム(ただし、前記プリプレグを除く)とを積層する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。   In the step (1), a plurality of the prepregs and a sheet or a film (excluding the prepreg) made of a thermoplastic resin or a filler-containing thermoplastic resin are laminated. The manufacturing method of the integrated laminated body as described in a term. 前記充填物が炭素繊維である、請求項10に記載の一体化積層物の製造方法。   The method for producing an integrated laminate according to claim 10, wherein the filler is carbon fiber. 前記充填物がガラス組成物である、請求項10に記載の一体化積層物の製造方法。   The method for producing an integrated laminate according to claim 10, wherein the filler is a glass composition. 前記充填物がリサイクル材である、請求項10に記載の一体化積層物の製造方法。   The method for producing an integrated laminate according to claim 10, wherein the filler is a recycled material. 前記強化繊維が炭素繊維である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法。   The method for producing an integrated laminate according to any one of claims 1 to 13, wherein the reinforcing fibers are carbon fibers. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の一体化積層物の製造方法により一体化積層物を製造する工程と、得られた一体化積層物を用いてスタンピング成形する工程とを含む、成形体の製造方法。   Molding including a step of manufacturing an integrated laminate by the method for manufacturing an integrated laminate according to any one of claims 1 to 14, and a step of stamping molding using the obtained integrated laminate. Body manufacturing method.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110177669A (en) * 2017-02-02 2019-08-27 东丽株式会社 The manufacturing method of fibre reinforced plastics
KR20200017655A (en) * 2018-08-09 2020-02-19 충남대학교산학협력단 Laser thermal encapsulation method and manufacturing method of flexible strain sensor using the same
CN111355022A (en) * 2020-02-28 2020-06-30 深圳市聚慧达科技有限公司 Antenna oscillator and manufacturing method thereof
WO2020218610A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29 三菱ケミカル株式会社 Method for manufacturing molded article of fiber-reinforced composite material, reinforcing fiber substrate and molded article of fiber-reinforced composite material
WO2021024979A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-11 昭和電工株式会社 Thermoplastic resin material with primer, and resin-resin conjugate

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110177669A (en) * 2017-02-02 2019-08-27 东丽株式会社 The manufacturing method of fibre reinforced plastics
KR20200017655A (en) * 2018-08-09 2020-02-19 충남대학교산학협력단 Laser thermal encapsulation method and manufacturing method of flexible strain sensor using the same
KR102141995B1 (en) * 2018-08-09 2020-08-06 충남대학교산학협력단 Manufacturing method of flexible strain sensor using laser thermal encapsulation method
WO2020218610A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29 三菱ケミカル株式会社 Method for manufacturing molded article of fiber-reinforced composite material, reinforcing fiber substrate and molded article of fiber-reinforced composite material
JPWO2020218610A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29
JP7156513B2 (en) 2019-04-26 2022-10-19 三菱ケミカル株式会社 METHOD FOR MANUFACTURING FIBER REINFORCED COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND PREPREG
WO2021024979A1 (en) * 2019-08-06 2021-02-11 昭和電工株式会社 Thermoplastic resin material with primer, and resin-resin conjugate
JPWO2021024979A1 (en) * 2019-08-06 2021-09-13 昭和電工株式会社 Thermoplastic resin material with primer and resin-resin bond
JP7029549B2 (en) 2019-08-06 2022-03-03 昭和電工株式会社 Thermoplastic resin material with primer and resin-resin bond
CN111355022A (en) * 2020-02-28 2020-06-30 深圳市聚慧达科技有限公司 Antenna oscillator and manufacturing method thereof

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