JP2018001464A - Fiber-reinforced resin member and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維強化樹脂部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced resin member and a method for manufacturing the same.
熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を、ガラス繊維や炭素繊維で補強した繊維強化樹脂(FRP)は、電気産業、建築産業、スポーツ産業、航空産業、自動車産業などの分野で、FRPの高強度、高剛性、高軽量性などの特性を生かして使われている。特に、炭素繊維を用いた繊維強化樹脂(CFRP)は、その効果が高く、近年、盛んに研究開発が行われている。 Fiber reinforced resin (FRP) reinforced with glass fiber or carbon fiber with thermoplastic resin or thermosetting resin is a high strength of FRP in fields such as electrical industry, construction industry, sports industry, aviation industry, automobile industry, It is used by taking advantage of characteristics such as high rigidity and light weight. In particular, a fiber reinforced resin (CFRP) using carbon fibers has a high effect, and research and development has been actively conducted in recent years.
従来、FRPからなる部材と他の構造部材との一体化が容易に実現でき、かつ、優れた接合強度にて一体化できる一体化成形品が提案されている。 Conventionally, an integrally molded product that can easily integrate a member made of FRP with another structural member and can be integrated with excellent bonding strength has been proposed.
この一体化成形品は、マトリックス樹脂に多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群が層状に配置された第一の部材と、熱可塑性樹脂組成物(A)からなる第二の部材とが結合されてなる。そして、この一体化成形品において、第一の部材と第二の部材とが、熱可塑性樹脂組成物(B)を介して接着されており、かつ熱可塑性樹脂組成物(A)及び(B)を構成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータδ(SP値)の差の絶対値が1.2以下である。 In this integrated molded product, a first member in which a group of reinforcing fibers composed of a large number of continuous filaments is arranged in a matrix resin and a second member composed of the thermoplastic resin composition (A) are bonded to each other. Being done. In this integrally molded product, the first member and the second member are bonded via the thermoplastic resin composition (B), and the thermoplastic resin compositions (A) and (B). The absolute value of the difference in the solubility parameter δ (SP value) of the thermoplastic resin constituting the is 1.2 or less.
また、第一の部材は、熱硬化性樹脂層、熱可塑性樹脂組成物(B)からなる熱可塑性樹脂層、及び、多数本の連続したフィラメントからなる強化繊維群とからなる。さらに、第一の部材は、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層とが、これらの層の界面において、熱硬化性樹脂層の樹脂と熱可塑性樹脂層の樹脂とが凹凸形状をなして一体化されている。また、第一の部材は、強化繊維群の内の一群のフィラメントが、少なくとも熱硬化性樹脂層の樹脂に接し、強化繊維群の内の残りの群のフィラメントが、少なくとも熱可塑性樹脂層の樹脂に接してなる成形体である。さらに、第一の部材は、熱可塑性樹脂層の界面とは反対側の面が成形体の表面に位置している積層体である(特許文献1参照。)。 Moreover, a 1st member consists of a thermoplastic resin layer which consists of a thermosetting resin layer, a thermoplastic resin composition (B), and the reinforced fiber group which consists of many continuous filaments. Further, the first member includes a thermosetting resin layer and a thermoplastic resin layer, and at the interface between these layers, the resin of the thermosetting resin layer and the resin of the thermoplastic resin layer form an uneven shape and are integrated. It has become. In the first member, one group of filaments in the reinforcing fiber group is in contact with at least the resin of the thermosetting resin layer, and the remaining group of filaments in the reinforcing fiber group is at least the resin of the thermoplastic resin layer. Is a molded body in contact with Furthermore, the first member is a laminate in which the surface opposite to the interface of the thermoplastic resin layer is located on the surface of the molded body (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された一体化成形品にあっては、界面における樹脂の相溶性や凹凸形状の形成によって一体化をしているにすぎない。現在、より高い剛性を有する繊維強化樹脂部材が望まれており、繊維強化樹脂部材の剛性が十分なものとなっていないという問題点があった。
However, the integrated molded product described in
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、優れた剛性を有する繊維強化樹脂部材及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. And an object of this invention is to provide the fiber reinforced resin member which has the outstanding rigidity, and its manufacturing method.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、第1樹脂と第2樹脂とが第1樹脂と第2樹脂との界面において凹凸形状をなして一体化されており、複数の連続した繊維からなる織物の一部が第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通しており、複数の不連続な繊維の一部が、第1樹脂と第2樹脂との界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object. As a result, the first resin and the second resin are integrated in a concavo-convex shape at the interface between the first resin and the second resin, and a part of the woven fabric composed of a plurality of continuous fibers is combined with the first resin. The second resin is alternately penetrated, and a part of the plurality of discontinuous fibers penetrates both the first resin and the second resin through the interface between the first resin and the second resin. It has been found that the above-described object can be achieved by adopting the configuration, and the present invention has been completed.
本発明によれば、優れた剛性を有する繊維強化樹脂部材及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber reinforced resin member which has the outstanding rigidity, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係る繊維強化樹脂部材及びその製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, a fiber reinforced resin member and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing quoted by the following embodiment is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る繊維強化樹脂部材について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る繊維強化樹脂部材の一例の概略を示す斜視図である。また、図2は、図1に示した繊維強化樹脂部材のII−II線に沿った模式的な断面図である。
(First embodiment)
First, the fiber reinforced resin member according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an example of a fiber-reinforced resin member according to the first embodiment of the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of the fiber reinforced resin member shown in FIG.
図1及び図2に示すように、本実施形態の繊維強化樹脂部材1は、第1繊維強化材10と、樹脂母材30と、第2繊維強化材20とを含む。そして、樹脂母材30は、第1樹脂部31と第2樹脂部32を有し、第1繊維強化材10を被覆している。また、第2繊維強化材20は、樹脂母材30に含有されている。なお、図示例においては、第2繊維強化材20は、第1樹脂部31の全体に分散した状態で含有されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fiber reinforced
ここで、第1繊維強化材10は、複数の連続した繊維からなる織物111を含有している。なお、図中の織物111は、織物111を構成する一の方向に連続した繊維を示すものでもあり、他の方向に連続した繊維については記載を省略している。また、第1樹脂部31は、第1樹脂311を含有している。さらに、第2樹脂部32は、第2樹脂321を含有している。また、第2繊維強化材20は、不連続な繊維201からなる。さらに、図示例においては、織物111がシート形状を有し、これらが積層体を形成している。また、積層体を形成している織物111間には母材樹脂30を構成する第1樹脂311や第2樹脂321が介在している。
Here, the
そして、第1樹脂311と第2樹脂321との界面30Aにおいて、第1樹脂311と第2樹脂321とが、凹凸形状をなして一体化されている。
In addition, at the
なお、第1樹脂と第2樹脂との界面は、例えば、コンピュータ断層撮影(CT)などにより確認することができる。 The interface between the first resin and the second resin can be confirmed by, for example, computer tomography (CT).
また、第1繊維強化材10における織物111の一部が、第1樹脂311と第2樹脂321とを交互に貫通している。さらに、第2繊維強化材20における複数の不連続な繊維201の一部が、界面30Aを介して、第1樹脂311及び第2樹脂321の双方に侵入している。
Further, a part of the
なお、上述のような構造に関しても、例えば、コンピュータ断層撮影(CT)などにより確認することができる。 The structure as described above can also be confirmed by, for example, computer tomography (CT).
このように、以下の(1−1)〜(1−3)の構成を有することにより、高い剛性、つまり、優れた剛性を有する繊維強化樹脂部材を実現することができる。また、その結果、繊維強化樹脂部材の軽量化や低コスト化を実現することができるという副次的な効果も得られる。 Thus, by having the following configurations (1-1) to (1-3), a fiber-reinforced resin member having high rigidity, that is, excellent rigidity can be realized. As a result, a secondary effect that the weight reduction and cost reduction of the fiber reinforced resin member can be realized.
(1−1)第1樹脂と第2樹脂との界面において、第1樹脂と第2樹脂とが、凹凸形状をなして一体化されている。
(1−2)複数の連続した繊維からなる織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通している。
(1−3)複数の不連続な繊維の一部が、第1樹脂と第2樹脂との界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している。
(1-1) At the interface between the first resin and the second resin, the first resin and the second resin are integrated in an uneven shape.
(1-2) A part of the woven fabric composed of a plurality of continuous fibers alternately penetrates the first resin and the second resin.
(1-3) A part of the plurality of discontinuous fibers penetrates both the first resin and the second resin through the interface between the first resin and the second resin.
現時点においては、以下のようなメカニズムにより、高い剛性を有する繊維強化樹脂部材になっていると考えている。 At present, it is considered that the fiber-reinforced resin member has high rigidity by the following mechanism.
例えば、凹凸形状をなさずに一体化されている場合には、界面において対向する樹脂側に侵入する樹脂が殆どないので、界面に応力が加わると界面からの破壊が生じる。一方、凹凸形状をなして一体化されている場合には、界面において対向する樹脂側に侵入する樹脂が一体化を維持しようとするアンカー機能を発揮する。そのため、界面に応力が加わっても破壊が生じにくい。 For example, in the case of being integrated without forming a concavo-convex shape, there is almost no resin that enters the facing resin side at the interface, and therefore, when stress is applied to the interface, destruction from the interface occurs. On the other hand, when the concave and convex shapes are integrated, the resin that enters the opposing resin side at the interface exhibits an anchor function for maintaining the integration. Therefore, even if stress is applied to the interface, it is difficult to break.
また、例えば、第1繊維強化材に含有される所定の織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通していない場合としては、例えば、第1繊維強化材の全部が、第1樹脂又は第2樹脂のいずれかに内包されている場合が挙げられる。このような場合には、界面に応力が加わると界面からの破壊が生じる。一方、第1繊維強化材に含有される所定の織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通している場合には、貫通する繊維が第1樹脂と第2樹脂との一体化を維持しようとするアンカー機能を発揮する。そのため、界面に応力が加わっても破壊が生じにくい。 For example, as a case where a part of the predetermined woven fabric contained in the first fiber reinforcement does not alternately penetrate the first resin and the second resin, for example, all of the first fiber reinforcement is The case where it is included in either the 1st resin or the 2nd resin is mentioned. In such a case, when stress is applied to the interface, destruction from the interface occurs. On the other hand, when a part of the predetermined fabric contained in the first fiber reinforcing material alternately penetrates the first resin and the second resin, the penetrating fibers are the first resin and the second resin. The anchor function that tries to maintain the integration of the is demonstrated. Therefore, even if stress is applied to the interface, it is difficult to break.
さらに、例えば、第2繊維強化材である所定の繊維の一部が、界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入していない場合としては、例えば、第2繊維強化材が、樹脂母材30に含有されていない場合が挙げられる。このような場合には、界面に応力が加わると界面からの破壊が生じる。一方、第2繊維強化材である所定の繊維の一部が、界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している場合には、繊維が第1樹脂と第2樹脂との一体化を維持しようとするアンカー機能を発揮する。そのため、界面に応力が加わっても破壊が生じにくい。
Furthermore, for example, as a case where a part of the predetermined fiber that is the second fiber reinforcement does not enter both the first resin and the second resin via the interface, for example, the second fiber reinforcement is The case where it is not contained in the
但し、上記のメカニズムはあくまでも推測に基づくものである。従って、上記のメカニズム以外のメカニズムにより上述のような効果が得られていたとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。 However, the above mechanism is based on estimation. Therefore, it goes without saying that even if the above-described effect is obtained by a mechanism other than the above-described mechanism, it is included in the scope of the present invention.
なお、第2繊維強化材は、樹脂母材に含有され、第1樹脂と第2樹脂との界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入していれば、特に限定されるものではない。図示しないが、例えば、第2繊維強化材が、第2樹脂部の全体に分散した状態で含有されていてもよく、第2繊維強化材が、第1樹脂部及び第2樹脂部の双方の全体に分散した状態で含有されていてもよい。 The second fiber reinforcing material is particularly limited as long as it is contained in the resin base material and penetrates into both the first resin and the second resin via the interface between the first resin and the second resin. It is not a thing. Although not shown, for example, the second fiber reinforcement may be contained in a state of being dispersed throughout the second resin part, and the second fiber reinforcement may be included in both the first resin part and the second resin part. You may contain in the state disperse | distributed to the whole.
また、本実施形態の繊維強化樹脂部材においては、第1樹脂部及び第2樹脂部の少なくとも一方が、第2繊維強化材を10〜50質量%含有していることが好ましく、15〜40質量%含有していることがより好ましい。第1樹脂部及び第2樹脂部の少なくとも一方における第2繊維強化材の含有量を10質量%以上とすると、剛性がより向上する。また、第1樹脂部及び第2樹脂部の少なくとも一方における第2繊維強化材の含有量を15〜40質量%とすると、剛性がさらに向上する。なお、第1樹脂部及び第2樹脂部の少なくとも一方における第2繊維強化材の含有量を50質量%超とすると、第1樹脂部や第2樹脂部を形成する第1樹脂や第2樹脂の粘度が高くなる。そのため、第1樹脂や第2樹脂が第1繊維強化材に十分に含浸されない可能性がある。 Moreover, in the fiber reinforced resin member of this embodiment, it is preferable that at least one of the 1st resin part and the 2nd resin part contains 10-50 mass% of 2nd fiber reinforcement materials, and 15-40 mass. % Content is more preferable. When the content of the second fiber reinforcing material in at least one of the first resin portion and the second resin portion is 10% by mass or more, the rigidity is further improved. Further, when the content of the second fiber reinforcing material in at least one of the first resin portion and the second resin portion is 15 to 40% by mass, the rigidity is further improved. When the content of the second fiber reinforcing material in at least one of the first resin part and the second resin part is more than 50% by mass, the first resin and the second resin that form the first resin part and the second resin part The viscosity becomes higher. Therefore, there is a possibility that the first resin or the second resin is not sufficiently impregnated in the first fiber reinforcement.
ここで、各構成についてさらに詳細に説明する。 Here, each configuration will be described in more detail.
上述の織物111としては、例えば、炭素繊維の織物を用いることが好適である。このような織物としては、例えば、平織のものや綾織のものを用いることができ、強度の観点から、平織のものを用いることが好適である。
For example, a carbon fiber woven fabric is preferably used as the
しかしながら、これらに限定されるものではなく、織物としては、例えば、ガラス繊維、その他の従来公知の繊維強化材として用いられる織物を用いることもできる。また、炭素繊維の織物と他の従来公知の繊維強化材として用いられる織物とを組み合わせて用いることもできる。さらに、炭素繊維と他の従来公知の繊維強化材とを組み合わせた織物を用いることもできる。 However, it is not limited to these, As a textile fabric, the textile fabric used as glass fiber and another conventionally well-known fiber reinforcement material can also be used, for example. Further, a carbon fiber woven fabric and other conventionally known woven fabric used as a fiber reinforcing material may be used in combination. Furthermore, a woven fabric combining carbon fibers and other conventionally known fiber reinforcements can also be used.
また、上述の不連続な繊維201としては、例えば、炭素繊維を用いることが好適である。また、炭素繊維としては、例えば、繊維長が0.1〜12mmの炭素繊維を用いることが好適である。
Moreover, as the above-mentioned
しかしながら、これらに限定されるものではなく、不連続な繊維としては、例えば、ガラス繊維、その他の従来公知の繊維強化材として用いられる繊維を用いることもできる。また、炭素繊維と他の従来公知の繊維強化材とを組み合わせて用いることもできる。 However, it is not limited to these, As a discontinuous fiber, the fiber used as a glass fiber and another conventionally well-known fiber reinforcement can also be used, for example. Also, carbon fibers and other conventionally known fiber reinforcements can be used in combination.
さらに、上述の第1樹脂311としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などを用いることができる。なお、ポリアミドの具体例としては、ナイロン6やナイロン66などを挙げることができる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上述したように、第1樹脂には、不連続な繊維が含まれていてもよい。
Furthermore, as the
しかしながら、これらに限定されるものではなく、第1樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いることもできる。なお、熱硬化性樹脂を用いる場合には、製造する際に、樹脂モノマーなど織物に含浸し易いものを用いることが好ましい。 However, it is not limited to these, As a 1st resin, a thermosetting resin can also be used, for example. In addition, when using a thermosetting resin, it is preferable to use what is easy to impregnate textiles, such as a resin monomer, at the time of manufacture.
また、上述の第2樹脂321としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などを用いることができる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、第1樹脂と第2樹脂とは、同一であっても、異なっていてもよい。また、第2樹脂には、上述したように、不連続な繊維が含まれていてもよい。
Moreover, as the above-mentioned
さらに、詳しくは後述するが、製造する際に、上述の第1樹脂が先に織物に含浸されている場合、第2樹脂をさらに織物に含浸させることは必ずしも容易でない。例えば、第2樹脂を織物に含浸させる際に、第1樹脂の成形温度より第2樹脂の成形温度を高くして、第2樹脂の粘度をより低くして、織物に含浸させることが好ましい。また、例えば、第2樹脂としては、粘度の低い樹脂モノマーを用い、織物に含浸させ、ポリマー化反応させるものを用いることも好ましい。さらに、例えば、第2樹脂としては、第2樹脂の成形温度が第1樹脂の成形温度より低く、その成形温度における第2樹脂の粘度が第1樹脂の粘度より低いものを用いることも好ましい。 Furthermore, although mentioned later in detail, when the above-mentioned 1st resin is previously impregnated at the time of manufacture, it is not necessarily easy to impregnate a 2nd resin further to a textile. For example, when the fabric is impregnated with the second resin, it is preferable that the molding temperature of the second resin is set higher than the molding temperature of the first resin to lower the viscosity of the second resin and the fabric is impregnated. For example, as the second resin, it is also preferable to use a resin monomer having a low viscosity, which is impregnated into a fabric and polymerized. Furthermore, for example, as the second resin, it is also preferable to use a resin in which the molding temperature of the second resin is lower than the molding temperature of the first resin and the viscosity of the second resin at the molding temperature is lower than the viscosity of the first resin.
しかしながら、これらに限定されるものではなく、第2樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いることもできる。なお、熱硬化性樹脂を用いる場合には、製造する際に、樹脂モノマーなど織物に含浸し易いものを用いることが好ましい。 However, it is not limited to these, As a 2nd resin, a thermosetting resin can also be used, for example. In addition, when using a thermosetting resin, it is preferable to use what is easy to impregnate textiles, such as a resin monomer, at the time of manufacture.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る繊維強化樹脂部材の製造方法について説明する。なお、本発明の繊維強化樹脂部材は、本発明の繊維強化樹脂部材の製造方法により得られたものに限定されるものでないことは言うまでもない。
(Second Embodiment)
Next, the manufacturing method of the fiber reinforced resin member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In addition, it cannot be overemphasized that the fiber reinforced resin member of this invention is not limited to what was obtained by the manufacturing method of the fiber reinforced resin member of this invention.
図3は、本発明の第2の実施形態に係る繊維強化樹脂部材の製造方法の一例を示すフロー図である。図3に示すように、本実施形態の繊維強化樹脂部材の製造方法は、次の工程(A)〜(D)を含む。なお、図中において、工程(A)をS−Aと略記する(以下同様である。)。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a fiber-reinforced resin member according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the fiber reinforced resin member of this embodiment includes the following steps (A) to (D). In the figure, step (A) is abbreviated as S-A (the same applies hereinafter).
工程(A)は、複数の連続した繊維からなる織物を含有する第1繊維強化材に、第1樹脂部及び第2樹脂部のいずれか一方を形成する複数の不連続な繊維からなる第2繊維強化材を含有する溶融樹脂を、射出成形により第1繊維強化材の一方の側から含浸させる工程である。これにより、繊維強化樹脂部材の部品を作製する。なお、この工程は、後述する工程(1)に一例に相当する。 In the step (A), a first fiber reinforcing material containing a woven fabric made of a plurality of continuous fibers is formed on the second fiber made of a plurality of discontinuous fibers forming either the first resin portion or the second resin portion. This is a step of impregnating a molten resin containing a fiber reinforcement from one side of the first fiber reinforcement by injection molding. Thereby, the component of a fiber reinforced resin member is produced. This step corresponds to an example of step (1) described later.
そして、工程(B)は、工程(A)で作製した複数の繊維強化樹脂部材の部品を組み合わせて、例えば、接着剤を用いることなどにより接合する工程である。これにより、繊維強化樹脂部材の部品を作製する。なお、この工程は、必要に応じて追加される工程である。 And a process (B) is a process of joining by combining the components of the some fiber reinforced resin member produced at the process (A), for example using an adhesive agent. Thereby, the component of a fiber reinforced resin member is produced. In addition, this process is a process added as needed.
また、工程(C)は、工程(B)で作製した繊維強化樹脂部材の部品に第1繊維強化材を追加する工程である。これにより、繊維強化樹脂部材の部品を作製する。なお、この工程は、必要に応じて追加される工程である。 Moreover, a process (C) is a process of adding a 1st fiber reinforcement to the components of the fiber reinforced resin member produced at the process (B). Thereby, the component of a fiber reinforced resin member is produced. In addition, this process is a process added as needed.
さらに、工程(D)は、工程(C)で作製した繊維強化樹脂部材の部品に、第1樹脂部及び第2樹脂部のいずれか他方を形成する樹脂モノマーを、樹脂トランスファー成形により工程(C)で作製した繊維強化樹脂部材の第1繊維強化材の他方の側から含浸させ、ポリマー化反応させる工程である。これにより、繊維強化樹脂部材を作製する。なお、この工程は、後述する工程(2)の一例に相当する。 Further, in the step (D), a resin monomer that forms one of the first resin portion and the second resin portion is formed on the part of the fiber reinforced resin member produced in the step (C) by resin transfer molding (C ) Is impregnated from the other side of the first fiber reinforcement of the fiber reinforced resin member produced in step) and polymerized. Thereby, a fiber reinforced resin member is produced. This step corresponds to an example of step (2) described later.
なお、工程(C)がない場合には、工程(D)において、工程(C)で作製した繊維強化樹脂部材の部品の代わりに工程(B)で作製した繊維強化樹脂部材の部品を適用すればよい。また、工程(B)及び工程(C)がない場合には、工程(D)において、工程(C)で作製した繊維強化樹脂部材の部品の代わりに工程(A)で作製した繊維強化樹脂部材の部品を適用すればよい。また、工程(B)がない場合には、工程(C)において、工程(B)で作製した繊維強化樹脂部材の部品の代わりに工程(A)で作製した繊維強化樹脂部材の部品を適用すればよい。 If there is no step (C), the component of the fiber reinforced resin member produced in the step (B) is applied in the step (D) instead of the component of the fiber reinforced resin member produced in the step (C). That's fine. In addition, when there is no step (B) and step (C), in step (D), the fiber reinforced resin member produced in step (A) instead of the fiber reinforced resin member produced in step (C) These parts can be applied. If there is no step (B), the component of the fiber reinforced resin member produced in the step (A) is applied instead of the component of the fiber reinforced resin member produced in the step (B) in the step (C). That's fine.
このように、以下の(2−1)及び(2−2)の構成を有することにより、高い剛性、つまり、優れた剛性を有する繊維強化樹脂部材を効率良く製造することができる繊維強化樹脂部材の製造方法を実現することができる。 Thus, the fiber reinforced resin member which can manufacture efficiently the fiber reinforced resin member which has high rigidity, ie, the outstanding rigidity, by having the structure of the following (2-1) and (2-2). This manufacturing method can be realized.
(2−1)複数の連続した繊維からなる織物を含有する第1繊維強化材に、第1樹脂部及び第2樹脂部のいずれか一方を形成する複数の不連続な繊維からなる第2繊維強化材を含有する溶融樹脂を、射出成形により第1繊維強化材の一方の側から含浸させる工程(1)を含む。
(2−2)工程(1)の後に実行され、複数の連続した繊維からなる織物を含有する第1繊維強化材に、第1樹脂部及び第2樹脂部のいずれか他方を形成する樹脂モノマーを、樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材の他方の側から含浸させ、反応させる工程(2)を含む。
(2-1) A second fiber composed of a plurality of discontinuous fibers forming one of the first resin part and the second resin part in the first fiber reinforcement containing a woven fabric composed of a plurality of continuous fibers. A step (1) of impregnating a molten resin containing a reinforcing material from one side of the first fiber reinforcing material by injection molding is included.
(2-2) Resin monomer which is executed after step (1) and forms one of the first resin part and the second resin part on the first fiber reinforcing material containing a woven fabric composed of a plurality of continuous fibers. Is impregnated from the other side of the first fiber reinforcing material by resin transfer molding, and is reacted (2).
現時点においては、以下のようなメカニズムにより、高い剛性を有する繊維強化樹脂部材を効率良く製造することができると考えている。 At present, it is considered that a fiber-reinforced resin member having high rigidity can be efficiently manufactured by the following mechanism.
例えば、樹脂モノマーを樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材に含浸させる場合より、溶融樹脂を射出成形により第1繊維強化材に含浸させる場合の方が、第1繊維強化材における含浸状態にムラができやすい。つまり、工程(1)において、溶融樹脂を射出成形により第1繊維強化材に含浸させる場合の方が、第1樹脂と第2樹脂との界面に凹凸形状を形成しやすく、第1樹脂と第2樹脂とを凹凸形状をなして一体化させ易いため好ましい。 For example, the impregnation state in the first fiber reinforcement is more uneven when the first fiber reinforcement is impregnated by injection molding than when the resin monomer is impregnated in the first fiber reinforcement by resin transfer molding. Easy to do. That is, in the step (1), when the molten resin is impregnated into the first fiber reinforcement by injection molding, it is easier to form an uneven shape at the interface between the first resin and the second resin. It is preferable because the two resins are easily integrated into a concave-convex shape.
また、例えば、溶融樹脂を射出成形により第1繊維強化材に含浸させる場合より、樹脂モノマーを樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材に含浸させる場合の方が、第1繊維強化材に樹脂を含浸させやすい。つまり、工程(2)において、樹脂モノマーを樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材に含浸させる場合の方が、第1樹脂と第2樹脂とを一体化させ易く、第1樹脂と第2樹脂とを凹凸形状をなして一体化させ易いため好ましい。また、工程(2)において、樹脂モノマーを樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材に含浸させる場合の方が、第1繊維強化材に含有される所定の織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通した状態とし易いため好ましい。 Also, for example, the first fiber reinforcement is impregnated with the resin when the resin monomer is impregnated with the first fiber reinforcement by resin transfer molding than when the molten resin is impregnated with the first fiber reinforcement. Easy to make. That is, in the step (2), it is easier to integrate the first resin and the second resin when the resin monomer is impregnated into the first fiber reinforcement by resin transfer molding. Is preferable because it can be easily integrated into a concave-convex shape. Further, in the step (2), when the first fiber reinforcement is impregnated with the resin monomer by resin transfer molding, a part of the predetermined fabric contained in the first fiber reinforcement is the first resin and the first resin. Since it is easy to make it the state which penetrated 2 resin alternately, it is preferable.
さらに、例えば、工程(1)における溶融樹脂に第2繊維強化材である所定の繊維を含有させることにより、第2繊維強化材である所定の繊維の一部が、界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している構造をより確実に形成することができる。 Furthermore, for example, by causing the molten resin in the step (1) to contain the predetermined fiber that is the second fiber reinforcing material, a part of the predetermined fiber that is the second fiber reinforcing material passes through the interface via the first fiber. A structure penetrating both the resin and the second resin can be more reliably formed.
但し、上記のメカニズムはあくまでも推測に基づくものである。従って、上記のメカニズム以外のメカニズムにより上述のような効果が得られていたとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。 However, the above mechanism is based on estimation. Therefore, it goes without saying that even if the above-described effect is obtained by a mechanism other than the above-described mechanism, it is included in the scope of the present invention.
ここで、各工程について図面を参照しながらさらに詳細に説明する。 Here, each step will be described in more detail with reference to the drawings.
図4は、図3に示した射出成形の一例の概要を示す模式的な断面図である。また、図5は、図3に示した射出成形の一例の概要を示す模式的な断面図である。さらに、図6は、図3に示した射出成形の一例により得られた繊維強化樹脂部材の部品の概略を示す斜視図である。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an outline of an example of the injection molding shown in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an outline of an example of the injection molding shown in FIG. Further, FIG. 6 is a perspective view showing an outline of a part of the fiber reinforced resin member obtained by the example of injection molding shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、金型51,52を開き、金型51,52内に炭素繊維織物(例えば、7枚)の積層体112を準備する。
As shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、炭素繊維織物の積層体112を金型51,52内に入れ、金型51,52を閉じ、溶融樹脂60を射出成形により炭素繊維織物の積層体112の一方の側から含浸させる。このとき、溶融樹脂60は、図示しない凹凸形状の界面が形成され、かつ、部材の形状が形成されていれば、含浸される量については特に限定されるものではない。例えば、図示例のように、半分程度まで含浸されればよい。なお、図示しないが、この溶融樹脂は、不連続な炭素繊維を含有している。
Next, as shown in FIG. 5, the carbon fiber woven
このようにして、図6に示すような、繊維強化樹脂部材の部品3が得られる。部品3は、第1繊維強化材の積層体112の一部が第1樹脂311により被覆されている。
In this way, a fiber reinforced
図7は、図3に示した射出成形の他の一例の概要を示す模式的な断面図である。また、図8は、図3に示した射出成形の他の一例の概要を示す模式的な断面図である。さらに、図9は、図3に示した射出成形の他の一例により得られた繊維強化樹脂部材の部品の概略を示す斜視図である。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an outline of another example of the injection molding shown in FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an outline of another example of the injection molding shown in FIG. Furthermore, FIG. 9 is a perspective view showing an outline of parts of a fiber reinforced resin member obtained by another example of the injection molding shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示すように、金型53,54を開き、金型53,54内に炭素繊維織物(例えば、7枚)の積層体113を準備する。
As shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、炭素繊維織物の積層体113を金型53,54内に入れ、金型53,54を閉じ、溶融樹脂60を射出成形により炭素繊維織物の積層体113の一方の側から含浸させる。このとき、溶融樹脂60は、図示しない凹凸形状の界面が形成され、かつ、部材の形状が形成されていれば、含浸される量については特に限定されるものではない。例えば、図示例のように、半分程度まで含浸されればよい。なお、図示しないが、この溶融樹脂は、不連続な炭素繊維を含有している。
Next, as shown in FIG. 8, the carbon fiber woven
このようにして、図9に示すような、繊維強化樹脂部材の部品4が得られる。部品4は、第1繊維強化材の積層体113の一部が第1樹脂311により被覆されている。
In this way, a fiber reinforced
図10は、図3に示した接合の概要の一例を示す模式的な斜視図である。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating an example of the outline of the bonding illustrated in FIG. 3. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10に示すように、部品3と部品4とが接触する部位に接着剤を塗布し、部品3,4を組み合わせて、図中矢印Zで示す方向に押しつけて接合する。
As shown in FIG. 10, an adhesive is applied to a portion where the
図11は、図3に示した第1繊維強化材追加の概要の一例を示す模式的な斜視図である。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of the outline of adding the first fiber reinforcement shown in FIG. 3. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
炭素繊維織物(例えば、7枚)の積層体を追加し、さらに、部品3,4の接合部分の側面に炭素繊維織物を追加するなどして、図11に示すような、繊維強化樹脂部材の部品2が得られる。部品2は、第1繊維強化材の積層体114の一部(内側)が第1樹脂311により被覆されている。
A laminate of carbon fiber woven fabrics (for example, 7 sheets) is added, and further, a carbon fiber woven fabric is added to the side surfaces of the joining portions of the
図12は、図3に示した樹脂トランスファー成形の概要の一例を示す模式的な斜視図である。なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 12 is a schematic perspective view showing an example of the outline of the resin transfer molding shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図12に示すように、金型55,56を開き、部品2を金型55,56内に入れる。
なお、図示しないが、金型を閉じた後、第1樹脂が未含浸の第1繊維強化材の外側に、第2樹脂部を形成する樹脂モノマーを、樹脂トランスファー成形により第1繊維強化材の外側から含浸させ、ポリマー化反応させる。これにより、部品の外側が第2樹脂により被覆される。その結果、図1に示すような母材樹脂30で被覆された繊維強化樹脂部材1が得られる。
As shown in FIG. 12, the
Although not shown, after the mold is closed, the resin monomer that forms the second resin portion is formed on the outside of the first fiber reinforcement not impregnated with the first resin by resin transfer molding of the first fiber reinforcement. It is impregnated from the outside and polymerized. Thereby, the outside of the component is covered with the second resin. As a result, the fiber reinforced
なお、樹脂モノマーを含浸させる際には、金型内を真空引きしてもよい。また、用いる樹脂モノマーには、ポリマー化反応を促進させる触媒を適宜添加してもよい。さらに、ポリマー化反応させる際には、適宜加熱してもよい。 When impregnating the resin monomer, the mold may be evacuated. Moreover, you may add suitably the catalyst which accelerates | stimulates polymerization reaction to the resin monomer to be used. Furthermore, when making it polymerize, you may heat suitably.
また、図示しないが、第1樹脂を含浸させる際には、射出成形による必要はない。例えば、金型内に樹脂のフィルムシートを置いて、それを加熱プレスにより第1繊維強化材に含浸させてもよい。また、第2樹脂を含浸させる際には、樹脂モノマーを用いた樹脂トランスファー成形による必要はない。 Although not shown, when impregnating the first resin, there is no need for injection molding. For example, a resin film sheet may be placed in a mold, and the first fiber reinforcement may be impregnated with a hot press. In addition, when impregnating the second resin, there is no need for resin transfer molding using a resin monomer.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to such an Example.
(実施例1)
以下の材料を用いた。
<材料>
第1繊維強化材原料:炭素繊維織物(東レ株式会社製、トレカクロス(CO6343B))
第1樹脂及び第2繊維強化材:炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が40質量%含まれたものである。)
第2樹脂:ナイロン6活性剤含有ナイロン6モノマー(ナガセケムテックス株式会社製、DENATITE)
Example 1
The following materials were used.
<Material>
First fiber reinforcement raw material: Carbon fiber fabric (Toray Industries, Ltd., trading card cloth (CO6343B))
First resin and second fiber reinforcing material: Carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (a pellet of 12 mm nylon 6 containing 40 mass% carbon fiber having a fiber length of 12 mm) is there.)
Second resin: Nylon 6 activator-containing nylon 6 monomer (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, DENITEITE)
<準備>
炭素繊維織物を、縦310mm、横130mmに切り取り、これを14枚準備した。切り取った炭素繊維織物を汎用の純アセトンで満たしたアルミトレーの中に入れ、一晩放置した。放置後、純アセトンで洗浄し、炭素繊維織物を網の上に載せて風乾させた。乾燥後、縦300mm、横120mmにトリミングした。
<Preparation>
Carbon fiber fabric was cut into 310 mm length and 130 mm width to prepare 14 sheets. The cut carbon fiber fabric was placed in an aluminum tray filled with general-purpose pure acetone and left overnight. After standing, it was washed with pure acetone, and a carbon fiber fabric was placed on a net and allowed to air dry. After drying, it was trimmed to a length of 300 mm and a width of 120 mm.
<射出成形(第1樹脂の導入)>
型締め180トンの汎用射出成形機(東洋機械金属株式会社製、Si−180III)に、縦310mm、横130mm、厚み2mmの平板部品のキャビティーを有する金型を取り付けておき、金型温度を90℃に設定した。金型を開き、金型内に、炭素繊維織物を7枚入れ、金型温度で乾燥させた後、炭素繊維含有ナイロンペレットプラストロンを樹脂温度280℃で射出成形した。
<Injection molding (introduction of the first resin)>
A mold having a plate part cavity of 310 mm in length, 130 mm in width, and 2 mm in thickness is attached to a general-purpose injection molding machine (Siyo 180III, manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd.) with a mold clamping of 180 tons. Set to 90 ° C. The mold was opened, seven carbon fiber fabrics were placed in the mold and dried at the mold temperature, and then a carbon fiber-containing nylon pellet plastron was injection molded at a resin temperature of 280 ° C.
<樹脂トランスファー成形(第2樹脂の導入)>
射出成形の終了後、配管を取り換え、金型温度を150℃に設定し、スペーサーを変更することによってキャビティーの厚みを3mmとして、樹脂トランスファー成形の準備をした。金型を開き、炭素繊維織物を7枚追加し、金型を閉じた。金型内を真空引きして乾燥させた後、ナイロン6活性剤含有ナイロン6モノマーを金型内に1.0MPaで液送した。液送終了2分後に金型から取り出して、図2に示すような本例の繊維強化樹脂部材を得た。
<Resin transfer molding (introduction of second resin)>
After completion of the injection molding, the piping was replaced, the mold temperature was set to 150 ° C., and the thickness of the cavity was changed to 3 mm by changing the spacer, and preparation for resin transfer molding was performed. The mold was opened, seven carbon fiber fabrics were added, and the mold was closed. After the inside of the mold was evacuated and dried, nylon 6 monomer containing nylon 6 activator was fed into the mold at 1.0 MPa. Two minutes after the completion of liquid feeding, the fiber reinforced resin member of this example as shown in FIG. 2 was obtained from the mold.
(実施例2)
第1樹脂及び第2繊維強化材として、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が40質量%含まれたものである。)に代えて、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が30質量%含まれたものである。)を用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、図2に示すような本例の繊維強化樹脂部材を得た。
(Example 2)
As the first resin and the second fiber reinforcement, carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (a pellet of 12 mm nylon 6 pellets containing 40 mass% carbon fiber having a fiber length of 12 mm) In place of carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (pellet length 12 mm nylon 6 pellets, carbon fiber having a fiber length of 12 mm is contained in 30% by mass). ) Was used, and the same operation as in Example 1 was repeated to obtain a fiber-reinforced resin member of this example as shown in FIG.
(実施例3)
第1樹脂及び第2繊維強化材として、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が40質量%含まれたものである。)に代えて、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が20質量%含まれたものである。)を用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、図2に示すような本例の繊維強化樹脂部材を得た。
(Example 3)
As the first resin and the second fiber reinforcement, carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (a pellet of 12 mm nylon 6 pellets containing 40 mass% carbon fiber having a fiber length of 12 mm) Instead of carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (pellet length 12 mm nylon 6 pellets, carbon fiber having a fiber length of 12 mm is contained in 20% by mass). ) Was used, and the same operation as in Example 1 was repeated to obtain a fiber-reinforced resin member of this example as shown in FIG.
(実施例4)
第1樹脂及び第2繊維強化材として、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が40質量%含まれたものである。)に代えて、炭素繊維含有ナイロンペレット(ダイセルポリマー株式会社製、プラストロン(ペレット長12mmのナイロン6のペレットに、繊維長12mmの炭素繊維が10質量%含まれたものである。)を用いたこと以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して、図2に示すような本例の繊維強化樹脂部材を得た。
Example 4
As the first resin and the second fiber reinforcement, carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (a pellet of 12 mm nylon 6 pellets containing 40 mass% carbon fiber having a fiber length of 12 mm) In place of carbon fiber-containing nylon pellets (Daicel Polymer Co., Ltd., Plastron (pellet length 12 mm nylon 6 pellets containing 10 mass% carbon fiber having a fiber length of 12 mm). ) Was used, and the same operation as in Example 1 was repeated to obtain a fiber-reinforced resin member of this example as shown in FIG.
(比較例1)
以下の材料を用いた。
<材料>
第1繊維強化材原料:炭素繊維織物(東レ株式会社製、トレカクロス(CO6343B))
第1樹脂:ナイロン(プラストロン希釈用ナイロン、ダイセルポリマー株式会社製)
第2樹脂:ナイロン6活性剤含有ナイロン6モノマー(ナガセケムテックス株式会社製、DENATITE)
(Comparative Example 1)
The following materials were used.
<Material>
First fiber reinforcement raw material: Carbon fiber fabric (Toray Industries, Ltd., trading card cloth (CO6343B))
First resin: Nylon (Nylon for Plastron dilution, manufactured by Daicel Polymer Co., Ltd.)
Second resin: Nylon 6 activator-containing nylon 6 monomer (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, DENITEITE)
<準備>
炭素繊維織物を、縦310mm、横130mmに切り取り、これを14枚準備した。切り取った炭素繊維織物を汎用の純アセトンで満たしたアルミトレーの中に入れ、一晩放置した。放置後、純アセトンで洗浄し、炭素繊維織物を網の上に載せて風乾させた。乾燥後、縦300mm、横120mmにトリミングした。
<Preparation>
Carbon fiber fabric was cut into 310 mm length and 130 mm width to prepare 14 sheets. The cut carbon fiber fabric was placed in an aluminum tray filled with general-purpose pure acetone and left overnight. After standing, it was washed with pure acetone, and a carbon fiber fabric was placed on a net and allowed to air dry. After drying, it was trimmed to a length of 300 mm and a width of 120 mm.
<射出成形(第1樹脂の導入)>
型締め180トンの汎用射出成形機(東洋機械金属株式会社製、Si−180III)に、縦310mm、横130mm、厚み2mmの平板部品のキャビティーを有する金型を取り付けておき、金型温度を90℃に設定した。金型を開き、金型内に、炭素繊維織物を7枚入れ、金型温度で乾燥させた後、第1樹脂のナイロンを樹脂温度270℃で射出成形した。
<Injection molding (introduction of the first resin)>
A mold having a plate part cavity of 310 mm in length, 130 mm in width, and 2 mm in thickness is attached to a general-purpose injection molding machine (Siyo 180III, manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd.) with a mold clamping of 180 tons. Set to 90 ° C. The mold was opened, and seven carbon fiber fabrics were placed in the mold and dried at the mold temperature, and then the first resin nylon was injection molded at a resin temperature of 270 ° C.
<樹脂トランスファー成形(第2樹脂の導入)>
射出成形の終了後、配管を取り換え、金型温度を150℃に設定し、スペーサーを変更することによってキャビティーの厚みを3mmとして、樹脂トランスファー成形の準備をした。金型を開き、炭素繊維織物を7枚追加し、金型を閉じた。金型内を真空引きして乾燥させた後、ナイロン6活性剤含有ナイロン6モノマーを金型内に1.0MPaで液送した。液送終了2分後に金型から取り出して、本例の繊維強化樹脂部材を得た。
<Resin transfer molding (introduction of second resin)>
After completion of the injection molding, the piping was replaced, the mold temperature was set to 150 ° C., and the thickness of the cavity was changed to 3 mm by changing the spacer, and preparation for resin transfer molding was performed. The mold was opened, seven carbon fiber fabrics were added, and the mold was closed. After the inside of the mold was evacuated and dried, nylon 6 monomer containing nylon 6 activator was fed into the mold at 1.0 MPa. Two minutes after the completion of liquid feeding, the fiber-reinforced resin member of this example was obtained from the mold.
[性能評価]
(剛性評価)
取り出した各例の繊維強化樹脂部材を十分に冷却した後、長さ100mm、幅15mmに切り出して、これらを試験片とした。これらの試験片に対し、温度25℃、支点間距離80mm、試験速度5mm/minにて3点曲げ試験を行った。得られた結果を表1に示す。なお、表1中の「凹凸形状有無」における「○」は、第1樹脂と第2樹脂との界面において、第1樹脂と第2樹脂とが、凹凸形状をなして一体化されている構造を有するものを示す。表1中の「凹凸形状有無」における「×」は、第1樹脂と第2樹脂との界面において、第1樹脂と第2樹脂とが、凹凸形状をなして一体化されている構造を有しないものを示す。また、表1中の「貫通構造有無」における「○」は、織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通している構造を有するものを示す。表1中の「貫通構造有無」における「×」は、織物の一部が、第1樹脂と第2樹脂とを交互に貫通している構造を有しないものを示す。さらに、表1中の「侵入構造有無」における「○」は、複数の不連続な繊維の一部が、第1樹脂と第2樹脂との界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している構造を有するものを示す。表1中の「侵入構造有無」における「×」は、複数の不連続な繊維の一部が、第1樹脂と第2樹脂との界面を介して、第1樹脂及び第2樹脂の双方に侵入している構造を有しないものを示す。
[Performance evaluation]
(Rigidity evaluation)
After the fiber reinforced resin member of each example taken out was sufficiently cooled, it was cut into a length of 100 mm and a width of 15 mm, and these were used as test pieces. These test pieces were subjected to a three-point bending test at a temperature of 25 ° C., a fulcrum distance of 80 mm, and a test speed of 5 mm / min. The obtained results are shown in Table 1. In addition, “◯” in “existence of uneven shape” in Table 1 indicates a structure in which the first resin and the second resin are integrated in an uneven shape at the interface between the first resin and the second resin. It has what has. “X” in “Existence of uneven shape” in Table 1 has a structure in which the first resin and the second resin are integrated in an uneven shape at the interface between the first resin and the second resin. Indicates what is not. In Table 1, “◯” in “Presence / absence of penetrating structure” indicates that a part of the fabric has a structure in which the first resin and the second resin are alternately passed through. “X” in “Possibility of penetration structure” in Table 1 indicates that a part of the woven fabric does not have a structure that alternately penetrates the first resin and the second resin. Furthermore, “◯” in “Intrusion structure presence / absence” in Table 1 indicates that a part of the plurality of discontinuous fibers passes through the interface between the first resin and the second resin. The thing which has the structure which has penetrate | invaded both is shown. “X” in “Intrusion structure presence / absence” in Table 1 indicates that a part of the plurality of discontinuous fibers is in both the first resin and the second resin via the interface between the first resin and the second resin. The one without the invading structure is shown.
表1より、本発明の範囲に属する実施例1〜実施例4は、本発明外の比較例1と比較して、高い曲げ弾性率を有することが分かる。つまり、実施例1〜実施例4は、高い剛性、すなわち優れた剛性を有することが分かる。これは、上述した(1−1)〜(1−3)の構成を有するためと考えられる。 From Table 1, it can be seen that Examples 1 to 4 belonging to the scope of the present invention have a higher flexural modulus than Comparative Example 1 outside the present invention. That is, it can be seen that Examples 1 to 4 have high rigidity, that is, excellent rigidity. This is considered because it has the structure of (1-1)-(1-3) mentioned above.
また、実施例1〜実施例4が優れた剛性を有するのは、第1樹脂部が、第2繊維強化材を10〜50質量%含有しているためとも考えられる。 Moreover, it is also considered that Example 1-Example 4 has the outstanding rigidity because the 1st resin part contains 10-50 mass% of 2nd fiber reinforcements.
さらに、実施例1〜実施例4のうち、実施例1〜実施例3が、特に高い剛性、すなわち優れた剛性を有することが分かる。これは、第1樹脂部が、第2繊維強化材を15〜40質量%含有しているためと考えられる。 Furthermore, it can be seen that, among Examples 1 to 4, Examples 1 to 3 have particularly high rigidity, that is, excellent rigidity. This is considered because the 1st resin part contains the 2nd fiber reinforcement material 15-40 mass%.
表1の結果から、現時点においては、実施例1が最も優れてると考えられる。 From the results in Table 1, it is considered that Example 1 is most excellent at the present time.
また、本発明の範囲に属する実施例1〜実施例4は、上述した(2−1)及び(2−2)の構成を有することにより、高い剛性、つまり、優れた剛性を有する繊維強化樹脂部材を効率良く製造することができることが分かる。 In addition, Examples 1 to 4 belonging to the scope of the present invention have the above-described configurations (2-1) and (2-2), so that the fiber-reinforced resin having high rigidity, that is, excellent rigidity. It turns out that a member can be manufactured efficiently.
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with some embodiment and an Example, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.
1 繊維強化樹脂部材
2,3,4 部品
10 第1繊維強化材
111 織物
112,113,114 積層体
20 第2繊維強化材
201 不連続な繊維
30 母材樹脂
30A 界面
31 第1樹脂部
311 第1樹脂
32 第2樹脂部
321 第2樹脂
51,52,53,54,55,56 金型
60 溶融樹脂
DESCRIPTION OF
20
Claims (4)
第1樹脂を含有する第1樹脂部と第2樹脂を含有する第2樹脂部を有し、前記第1繊維強化材を被覆する樹脂母材と、
前記樹脂母材に含有され、複数の不連続な繊維からなる第2繊維強化材と、を含み、
前記第1樹脂と前記第2樹脂との界面において、前記第1樹脂と前記第2樹脂とが、凹凸形状をなして一体化されており、
前記織物の一部が、前記第1樹脂と前記第2樹脂とを交互に貫通しており、
前記複数の不連続な繊維の一部が、前記界面を介して、前記第1樹脂及び前記第2樹脂の双方に侵入している
ことを特徴とする繊維強化樹脂部材。 A first fiber reinforcement containing a fabric composed of a plurality of continuous fibers;
A resin base material having a first resin part containing a first resin and a second resin part containing a second resin, and covering the first fiber reinforcement;
A second fiber reinforcing material contained in the resin base material and comprising a plurality of discontinuous fibers, and
In the interface between the first resin and the second resin, the first resin and the second resin are integrated in a concavo-convex shape,
A part of the fabric passes through the first resin and the second resin alternately;
A part of the plurality of discontinuous fibers penetrates both the first resin and the second resin through the interface. A fiber-reinforced resin member, wherein:
工程(1):複数の連続した繊維からなる織物を含有する第1繊維強化材に、第1樹脂部及び第2樹脂部のいずれか一方を形成する複数の不連続な繊維からなる第2繊維強化材を含有する溶融樹脂を、射出成形により前記第1繊維強化材の一方の側から含浸させる工程、
工程(2):前記工程(1)の後に実行され、前記複数の連続した繊維からなる織物を含有する第1繊維強化材に、前記第1樹脂部及び前記第2樹脂部のいずれか他方を形成する樹脂モノマーを、樹脂トランスファー成形により前記第1繊維強化材の他方の側から含浸させ、反応させる工程、を含む
ことを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。 It is a manufacturing method of the fiber reinforced resin member as described in any one of Claims 1-3, Comprising: The following process (1) and (2)
Step (1): a second fiber composed of a plurality of discontinuous fibers forming one of the first resin portion and the second resin portion on a first fiber reinforcement containing a woven fabric composed of a plurality of continuous fibers. Impregnating a molten resin containing a reinforcing material from one side of the first fiber reinforcing material by injection molding;
Step (2): After the step (1), one of the first resin portion and the second resin portion is added to the first fiber reinforcement containing the woven fabric composed of the plurality of continuous fibers. A method for producing a fiber reinforced resin member, comprising: impregnating a resin monomer to be formed from the other side of the first fiber reinforcing material by resin transfer molding and reacting the resin monomer.
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