JP2018119055A - Pultrusion molded body, and method of manufacturing the same - Google Patents

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尚 水野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pultrusion molded body suppressed in disarray of carbon fibers oriented in an oblique direction to MD, and sufficiently high in a strength per unit mass.SOLUTION: The pultrusion molded body containing a matrix resin which is a cured product of a thermosetting composition, and a reinforcing fiber substrate includes, as reinforcing fiber substrates, a first reinforcing fiber substrate composed of a plurality of carbon fibers oriented to MD, and a second reinforcing fiber substrate 30 obtained by binding a plurality of carbon fibers (obliquely oriented carbon fibers 32) and at least one inorganic fiber yarn 38 with a first stitching yarn 40.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、引抜成形体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a pultruded article and a method for producing the same.

マトリックス樹脂と強化繊維とを含む繊維強化複合材料の成形体は、高強度、高剛性、軽量性等の優れた特性から、様々な用途で使用されている。強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維や、アラミド繊維等の有機繊維が使用されている。特に強化繊維として炭素繊維を用いた繊維強化複合材料は、強度、剛性に優れる傾向がある。   A molded body of a fiber reinforced composite material including a matrix resin and reinforcing fibers is used in various applications because of excellent properties such as high strength, high rigidity, and light weight. As the reinforcing fibers, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, and organic fibers such as aramid fibers are used. In particular, fiber reinforced composite materials using carbon fibers as reinforcing fibers tend to be excellent in strength and rigidity.

繊維強化複合材料の成形体の製造方法の一つとして引抜成形法(プルトルージョン法)がある。引抜成形法では、強化繊維基材に熱硬化性組成物を含浸し、熱硬化性組成物が含浸した強化繊維基材を加熱成形金型に引き込み、加熱成形金型内で熱硬化性組成物を硬化させて所定形状の成形体とし、加熱成形金型から成形体を引き抜いて繊維強化複合材料の成形体(以下、引抜成形体とも記す。)を得る。引抜成形法は、引抜成形体を連続して製造できるという利点を有する。   There is a pultrusion method (pultrusion method) as one of the methods for producing a fiber-reinforced composite material molded body. In the pultrusion method, a reinforcing fiber base material is impregnated with a thermosetting composition, the reinforcing fiber base material impregnated with the thermosetting composition is drawn into a thermoforming mold, and the thermosetting composition is formed in the thermoforming mold. Is cured to obtain a molded body having a predetermined shape, and the molded body is drawn out from the thermoforming mold to obtain a molded body of fiber reinforced composite material (hereinafter also referred to as a pultruded molded body). The pultrusion method has an advantage that a pultruded body can be continuously produced.

引抜成形法において熱硬化性組成物には、低粘度、速硬化性等が要求される。また、引抜成形法では通常、一方向に引き揃えられた強化繊維が引抜方向、つまりMD(Machine Direction)に沿って加熱成形金型に引き込まれる(特許文献1)。このようにして得られる引抜成形体は、MDに配向した強化繊維を含むため、MDの強度に優れる。しかし、該引抜成形体は、MD以外の方向の強度は充分ではない。   In the pultrusion method, the thermosetting composition is required to have low viscosity, fast curability and the like. In the pultrusion method, the reinforcing fibers aligned in one direction are usually drawn into the thermoforming mold along the drawing direction, that is, MD (Machine Direction) (Patent Document 1). The pultruded article obtained in this manner is excellent in MD strength because it contains reinforcing fibers oriented in MD. However, the pultruded body does not have sufficient strength in directions other than MD.

引抜成形体におけるMD以外の方向の強度を高めるためには、MDに配向した複数の強化繊維からなる第1の強化繊維基材とともに、MDに対して斜め方向に配向した複数の強化繊維(以下、斜め配向強化繊維とも記す。)を含む第2の強化繊維基材を同時に加熱成形金型に引き込むことが考えられる。しかし、引抜成形法においては、加熱成形金型に引き込まれる強化繊維基材にMDに高い張力がかかるため、第2の強化繊維基材における斜め配向強化繊維に乱れが生じやすい。たとえば、強化繊維が炭素繊維の場合、ガラス繊維より滑りやすく、また高い張力によってMDに伸びた第2の強化繊維基材においては、斜め配向強化繊維の配向角度が小さくなり、第2の強化繊維基材の両側縁が中央に寄ってくるという問題がある。   In order to increase the strength in the direction other than MD in the pultruded molded body, a plurality of reinforcing fibers oriented in an oblique direction with respect to MD together with the first reinforcing fiber base made of a plurality of reinforcing fibers oriented in MD (hereinafter referred to as “MD”) It is conceivable to simultaneously draw the second reinforcing fiber base material including the obliquely oriented reinforcing fibers into the thermoforming mold. However, in the pultrusion method, since a high tension is applied to the reinforcing fiber base drawn into the thermoforming mold, the obliquely oriented reinforcing fibers in the second reinforcing fiber base are likely to be disturbed. For example, when the reinforcing fiber is a carbon fiber, in the second reinforcing fiber base material that is more slippery than the glass fiber and extended to MD by high tension, the orientation angle of the obliquely oriented reinforcing fiber becomes small, and the second reinforcing fiber There is a problem that both side edges of the base material come to the center.

引抜成形法における斜め配向強化繊維の乱れを抑える方法としては、斜め配向強化繊維を含む第2の強化繊維基材の表面にマット成分を含む薄層を一体的に保持させる方法が提案されている(特許文献2)。   As a method for suppressing the disorder of obliquely oriented reinforcing fibers in the pultrusion method, a method in which a thin layer containing a mat component is integrally held on the surface of a second reinforcing fiber substrate containing obliquely oriented reinforcing fibers has been proposed. (Patent Document 2).

特開2008−038082号公報JP 2008-038082 A 特開2010−125660号公報JP 2010-125660 A

しかし、マット成分(チョップドストランドマット等)には配向性がないため、特許文献2の方法では、引抜成形体の単位質量あたりの強度が低下するという問題がある。
本発明は、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが抑えられ、かつ単位質量あたりの強度が充分に高い引抜成形体およびその製造方法を提供する。
However, since the mat component (chopped strand mat or the like) has no orientation, the method of Patent Document 2 has a problem in that the strength per unit mass of the pultruded product is lowered.
The present invention provides a pultruded article in which the disturbance of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD is suppressed and the strength per unit mass is sufficiently high, and a method for producing the same.

本発明は、下記の態様を有する。
<1>熱硬化性組成物の硬化物であるマトリックス樹脂と強化繊維基材とを含む引抜成形体であり;前記強化繊維基材として、MDに配向した複数の炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを含む、引抜成形体。
<2>前記マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物の硬化物である、前記<1>の引抜成形体。
<3>熱硬化性組成物と強化繊維基材とを加熱成形金型に引き込み、前記加熱成形金型内で前記熱硬化性組成物を硬化させて所定形状の成形体とし、前記加熱成形金型から前記成形体を引き抜く、引抜成形体の製造方法であり;前記強化繊維基材として、炭素繊維がMDに配向した炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを用いる、引抜成形体の製造方法。
<4>前記加熱成形金型に引き込まれる前記第2の強化繊維基材にかかる張力を、前記加熱成形金型に引き込まれる前記第1の強化繊維基材にかかる張力よりも低くする、前記<3>の引抜成形体の製造方法。
<5>前記熱硬化性組成物としてビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を用いて引抜成形体の製造を開始し、その後、前記熱硬化性組成物をエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物に切り替える、前記<3>または<4>の引抜成形体の製造方法。
The present invention has the following aspects.
<1> A pultruded molded body including a matrix resin which is a cured product of a thermosetting composition and a reinforced fiber base material; a first reinforcement composed of a plurality of carbon fibers oriented in MD as the reinforced fiber base material A fibrous base material, and a plurality of carbon fibers oriented obliquely with respect to MD and a second reinforcing fiber base material in which at least one inorganic fiber yarn oriented in MD is bound by stitching yarn , Pultruded body.
<2> The pultruded article according to <1>, wherein the matrix resin is a cured product of a thermosetting composition containing an epoxy resin.
<3> The thermosetting composition and the reinforcing fiber substrate are drawn into a thermoforming mold, and the thermosetting composition is cured in the thermoforming mold to obtain a molded body having a predetermined shape. A method of producing a pultruded molded body by pulling out the molded body from a mold; as the reinforced fiber base material, a first reinforced fiber base material composed of carbon fibers in which carbon fibers are oriented in MD, and an oblique direction with respect to MD A method for producing a pultruded article using a plurality of carbon fibers oriented in the direction and a second reinforcing fiber base material in which at least one inorganic fiber yarn oriented in MD is bound by stitching yarns.
<4> The tension applied to the second reinforcing fiber base drawn into the thermoforming mold is lower than the tension applied to the first reinforcing fiber base drawn into the thermoforming mold. 3> A method for producing a pultruded article.
<5> Production of a pultruded article is started using a thermosetting composition containing a vinyl ester resin as the thermosetting composition, and then the thermosetting composition contains an epoxy resin. The method for producing a pultruded article according to <3> or <4>, wherein

本発明の引抜成形体は、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが抑えられ、かつ単位質量あたりの強度が充分に高い。
本発明の引抜成形体の製造方法によれば、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが抑えられ、かつ単位質量あたりの強度が充分に高い引抜成形体を製造できる。
In the pultruded article of the present invention, the disturbance of the carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD is suppressed, and the strength per unit mass is sufficiently high.
According to the method for producing a pultruded article of the present invention, it is possible to produce a pultruded article that can suppress the disorder of carbon fibers oriented obliquely with respect to MD and that has a sufficiently high strength per unit mass.

本発明の引抜成形体の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the pultrusion molded object of this invention. 図1のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 第1の強化繊維基材の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of a 1st reinforcement fiber base material. 第2の強化繊維基材の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the 2nd reinforcement fiber base material. 図4の第2の強化繊維基材の下面図である。It is a bottom view of the 2nd reinforcing fiber base material of FIG. 図5のVI−VI断面図である。It is VI-VI sectional drawing of FIG. 図5のVII−VII断面図である。It is VII-VII sectional drawing of FIG. 引抜成形体の製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the manufacturing apparatus of a pultrusion body.

<引抜成形体>
図1は、本発明の引抜成形体の一例を示す斜視図である。
引抜成形体10は、引抜方向であるMD(Machine Direction)に延びる平板状の成形体であり、マトリックス樹脂と強化繊維基材とを含む。
<Pulled molded body>
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a pultruded article of the present invention.
The pultruded molded body 10 is a flat molded body that extends in an MD (Machine Direction) that is a pultrusion direction, and includes a matrix resin and a reinforcing fiber substrate.

図2は、図1のII−II断面図、すなわち引抜成形体10のMDに直交する断面を示す図である。
引抜成形体10は、第1の主表面Aを含む第1の表層12と、第2の主表面Bを含む第2の表層14と、第1の表層12と第2の表層14との間にある中間層16とを有する。
第1の表層12および第2の表層14と、中間層16とは、各層に含まれる、強化繊維基材の形態、強化繊維基材における強化繊維の配向等の違いによって区別される。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, that is, a cross section orthogonal to the MD of the pultruded body 10.
The pultruded article 10 includes a first surface layer 12 including a first main surface A, a second surface layer 14 including a second main surface B, and between the first surface layer 12 and the second surface layer 14. And the intermediate layer 16.
The first surface layer 12, the second surface layer 14, and the intermediate layer 16 are distinguished from each other by differences in the form of the reinforcing fiber base, the orientation of the reinforcing fibers in the reinforcing fiber base, and the like.

引抜成形体10における強化繊維の体積含有率(Vf)は、35〜75%が好ましく、55〜65%がより好ましい。Vfが前記範囲内であれば、引抜成形体10がより高強度、高弾性率、軽量なものとなる。Vfは、製品の単位長さ当りの体積と、投入された強化繊維の質量とその比重により求められる。   The volume content (Vf) of the reinforcing fiber in the pultruded body 10 is preferably 35 to 75%, and more preferably 55 to 65%. When Vf is within the above range, the pultruded product 10 has higher strength, higher elastic modulus, and lighter weight. Vf is obtained from the volume per unit length of the product, the mass of the reinforced fibers introduced, and the specific gravity thereof.

(中間層)
中間層16は、マトリックス樹脂と第1の強化繊維基材とを含む。
第1の強化繊維基材は、MDに配向した複数の炭素繊維からなる。
(Middle layer)
The intermediate layer 16 includes a matrix resin and a first reinforcing fiber base material.
The first reinforcing fiber base is composed of a plurality of carbon fibers oriented in MD.

図3は、第1の強化繊維基材の一例を示す上面図である。
第1の強化繊維基材20は、MDに配向した複数の炭素繊維22,22・・・からなる炭素繊維トウの複数束が、MD方向に沿うように隙間なく配置されたMD配向炭素繊維シート24からなる。
炭素繊維22がMDに配向した第1の強化繊維基材20は、引抜成形体10のMDの強度の向上に寄与する。
FIG. 3 is a top view illustrating an example of the first reinforcing fiber base material.
The first reinforcing fiber base 20 is an MD-oriented carbon fiber sheet in which a plurality of bundles of carbon fiber tows composed of a plurality of carbon fibers 22, 22... Oriented in the MD are arranged without gaps along the MD direction. 24.
The first reinforcing fiber base material 20 in which the carbon fibers 22 are oriented in the MD contributes to the improvement in the MD strength of the pultruded molded body 10.

炭素繊維22としては、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等が挙げられる。炭素繊維22としては、PAN系炭素繊維が好ましい。
炭素繊維22の直径(フィラメント直径)は、通常、1〜20μmである。
炭素繊維22は、サイジング剤で表面処理されていてもよい。サイジング剤としては、公知のものが挙げられる。サイジング剤を付与する前に、炭素繊維22の表面に酸化処理が施されていてもよい。酸化処理としては、液相処理、気相処理等が挙げられる。
Examples of the carbon fiber 22 include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, and rayon-based carbon fiber. As the carbon fiber 22, a PAN-based carbon fiber is preferable.
The diameter (filament diameter) of the carbon fiber 22 is usually 1 to 20 μm.
The carbon fiber 22 may be surface-treated with a sizing agent. A well-known thing is mentioned as a sizing agent. Before applying the sizing agent, the surface of the carbon fiber 22 may be oxidized. Examples of the oxidation treatment include liquid phase treatment and gas phase treatment.

炭素繊維トウとは、極めて多数のフィラメントから構成される長繊維束で撚りのないものを指す。
炭素繊維トウを構成する炭素繊維(フィラメント)の数は、通常、1000〜72000本である。
炭素繊維トウの繊度は、通常、660〜16500dtexである。
炭素繊維トウの引張強さは、通常、3000〜8000MPaである。
炭素繊維トウの引張弾性率は、通常、200〜800GPaである。
炭素繊維トウの伸びは、通常、0.5〜3.0%である。
炭素繊維トウの引張特性(引張強さ、引張弾性率および伸び)は、JIS R 7606:2000(対応国際規格ISO 11566:1996)に準拠して測定される。
炭素繊維トウの密度は、通常、17〜20dg/cmである。
The carbon fiber tow refers to a long fiber bundle composed of an extremely large number of filaments and having no twist.
The number of carbon fibers (filaments) constituting the carbon fiber tow is usually 1000 to 72,000.
The fineness of the carbon fiber tow is usually 660 to 16500 dtex.
The tensile strength of the carbon fiber tow is usually 3000 to 8000 MPa.
The tensile elastic modulus of the carbon fiber tow is usually 200 to 800 GPa.
The elongation of the carbon fiber tow is usually 0.5 to 3.0%.
The tensile properties (tensile strength, tensile modulus and elongation) of the carbon fiber tow are measured in accordance with JIS R 7606: 2000 (corresponding international standard ISO 11466: 1996).
The density of the carbon fiber tow is usually 17 to 20 dg / cm 3 .

中間層16の厚さは、0.3mm〜10cmが好ましい。中間層16の厚さは、引抜成形体10の厚さ方向における厚さである。   The thickness of the intermediate layer 16 is preferably 0.3 mm to 10 cm. The thickness of the intermediate layer 16 is the thickness in the thickness direction of the pultruded molded body 10.

(表層)
第1の表層12および第2の表層14は、マトリックス樹脂と第2の強化繊維基材とを含む。
第2の強化繊維基材は、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維(以下、斜め配向炭素繊維とも記す。)およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束、一体化されたものである。
(Surface)
The first surface layer 12 and the second surface layer 14 include a matrix resin and a second reinforcing fiber base material.
The second reinforcing fiber base material includes a plurality of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD (hereinafter also referred to as obliquely oriented carbon fibers) and at least one inorganic fiber yarn oriented in the MD as stitching yarns. They are united and integrated by strips.

図4は、第2の強化繊維基材の一例を示す上面図であり、図5は、図4の第2の強化繊維基材の下面図である。
第2の強化繊維基材30は、複数の斜め配向炭素繊維32,32・・・からなる炭素繊維トウの複数束が、MDに対して斜め方向に沿うように隙間なく配置された第1の斜め配向炭素繊維シート34と;複数の斜め配向炭素繊維32,32・・・からなる炭素繊維トウの複数束が、第1の斜め配向炭素繊維シート34の炭素繊維32に対して直交する方向にかつMDに対して斜め方向に沿うように隙間なく配置された第2の斜め配向炭素繊維シート36と;MDに沿うように第2の斜め配向炭素繊維シート36の表面に所定の間隔で配置された複数条の無機繊維糸条38と;第1の斜め配向炭素繊維シート34、第2の斜め配向炭素繊維シート36および無機繊維糸条38を、無機繊維糸条38と同じ位置にてMDに沿ったチェーンステッチ(単環縫い)で結束して一体化する複数条の第1のステッチング糸条40と;第1の斜め配向炭素繊維シート34および第2の斜め配向炭素繊維シート36を、2条の無機繊維糸条38に挟まれた中間の位置にてMDに沿った本縫いで結束して一体化する複数条の第2のステッチング糸条42とを有する。
FIG. 4 is a top view showing an example of the second reinforcing fiber base, and FIG. 5 is a bottom view of the second reinforcing fiber base of FIG.
The second reinforcing fiber base 30 is a first in which a plurality of bundles of carbon fiber tows composed of a plurality of obliquely oriented carbon fibers 32, 32,. In the direction orthogonal to the carbon fibers 32 of the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34, a plurality of bundles of carbon fiber tows composed of the obliquely oriented carbon fiber sheet 34; And the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 disposed without gaps along the oblique direction with respect to the MD; and disposed at a predetermined interval on the surface of the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 along the MD. A plurality of the inorganic fiber yarns 38; the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34, the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36, and the inorganic fiber yarn 38 in the MD at the same position as the inorganic fiber yarn 38. Chain stitch along A plurality of first stitching yarns 40 that are bundled and integrated by single ring stitching); a first obliquely oriented carbon fiber sheet 34 and a second obliquely oriented carbon fiber sheet 36; And a plurality of second stitching yarns 42 which are bundled and integrated by main stitching along the MD at an intermediate position between the yarns 38.

斜め配向炭素繊維32を有する第2の強化繊維基材30は、引抜成形体10のMD以外の強度の向上に寄与する。
また、斜め配向炭素繊維32がMDに配向した無機繊維糸条38によって補強され、かつこれらが第1のステッチング糸条40によって結束された第2の強化繊維基材30は、MDに高い張力がかかってもMDに伸びにくい。そのため、斜め配向炭素繊維32の配向角度が小さくなりにくく、第2の強化繊維基材30の両側縁が中央に寄りにくい、すなわち第2の強化繊維基材30における斜め配向炭素繊維32の乱れが抑えられる。
The second reinforcing fiber base material 30 having the obliquely oriented carbon fibers 32 contributes to an improvement in strength other than the MD of the pultruded molded body 10.
In addition, the second reinforcing fiber base material 30 in which the obliquely oriented carbon fibers 32 are reinforced by the inorganic fiber yarns 38 oriented in the MD and these are bound by the first stitching yarns 40 has a high tension in the MD. Even if it takes, it is hard to extend to MD. Therefore, the orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 is not easily reduced, and both side edges of the second reinforcing fiber base 30 are not easily moved to the center, that is, the obliquely oriented carbon fibers 32 in the second reinforcing fiber base 30 are disturbed. It can be suppressed.

斜め配向炭素繊維32としては、第1の強化繊維基材20における炭素繊維22と同様のものが挙げられ、好ましい形態も同様である。
炭素繊維トウとしては、第1の強化繊維基材20における炭素繊維トウと同様のものが挙げられ、好ましい形態も同様である。
Examples of the obliquely oriented carbon fibers 32 include the same fibers as the carbon fibers 22 in the first reinforcing fiber base 20, and the preferred forms are also the same.
As carbon fiber tow, the thing similar to the carbon fiber tow in the 1st reinforcement fiber base material 20 is mentioned, A preferable form is also the same.

第1の斜め配向炭素繊維シート34における斜め配向炭素繊維32の配向角度は、MD(0゜)に対して、+10°以上+90°未満が好ましく、+20°以上+80°以下がより好ましく、+30°以上+70°以下がさらに好ましい。配向角度が前記範囲内であれば、引抜成形体10のMD以外の方向の強度がより優れる。図示例の第1の斜め配向炭素繊維シート34における斜め配向炭素繊維32の配向角度は、+45゜である。   The orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 in the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34 is preferably + 10 ° or more and less than + 90 °, more preferably + 20 ° or more and + 80 ° or less, and + 30 ° with respect to MD (0 °). More preferably, it is + 70 ° or less. If the orientation angle is within the above range, the strength of the pultruded body 10 in directions other than the MD is more excellent. The orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 in the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34 in the illustrated example is + 45 °.

第2の斜め配向炭素繊維シート36における斜め配向炭素繊維32の配向角度は、MD(0゜)に対して、−90°超−10°以下が好ましく、−80°以上−20°以下がより好ましく、−70°以上−30°以下がさらに好ましい。配向角度が前記範囲内であれば、引抜成形体10のMD以外の方向の強度がより優れる。図示例の第2の斜め配向炭素繊維シート36における斜め配向炭素繊維32の配向角度は、−45゜である。   The orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 in the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 is preferably more than −90 ° and −10 ° or less, and more preferably −80 ° or more and −20 ° or less with respect to MD (0 °). Preferably, it is more preferably −70 ° or more and −30 ° or less. If the orientation angle is within the above range, the strength of the pultruded body 10 in directions other than the MD is more excellent. The orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 in the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 in the illustrated example is −45 °.

無機繊維糸条38を構成する無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維(アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維等)等が挙げられる。無機繊維としては、入手性、樹脂との親和性バランスの点から、ガラス繊維または炭素繊維が好ましく、ガラス繊維がより好ましい。   Examples of the inorganic fiber constituting the inorganic fiber yarn 38 include glass fiber, carbon fiber, graphite fiber, silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, metal fiber (aluminum fiber, brass fiber). , Stainless fiber, etc.). As the inorganic fiber, glass fiber or carbon fiber is preferable and glass fiber is more preferable from the viewpoint of availability and affinity balance with resin.

ガラス繊維の材質としては、Eガラス、Cガラス、Sガラス等が挙げられ、価格、入手性、樹脂との親和性のバランスの点から、Eガラスが好ましい。
ガラス繊維の直径(フィラメント直径)は、通常、3〜50μmである。
Examples of the material of the glass fiber include E glass, C glass, S glass, and the like. E glass is preferable from the viewpoint of balance of price, availability, and affinity with resin.
The diameter (filament diameter) of the glass fiber is usually 3 to 50 μm.

無機繊維糸条38の形態としては、作業性、入手性の点から、ヤーンが好ましい。
無機繊維ヤーンの繊度は、通常、1000〜5000dtexである。
無機繊維ヤーンは、バルキーヤーンであってもよい。バルキーヤーンとは、嵩高縒り糸である。
As the form of the inorganic fiber yarn 38, a yarn is preferable from the viewpoint of workability and availability.
The fineness of the inorganic fiber yarn is usually 1000 to 5000 dtex.
The inorganic fiber yarn may be a bulky yarn. A bulky yarn is a bulky twisted yarn.

第1のステッチング糸条40および第2のステッチング糸条42を構成する繊維としては、縫いやすさの点から、有機繊維が好ましい。有機繊維の材質としては、ポリエステル、ナイロン等が挙げられ、縫いやすさの点から、ポリエステルが好ましい。
第1のステッチング糸条40および第2のステッチング糸条42の形態としては、縫いやすさの点から、ヤーンが好ましい。
As the fibers constituting the first stitching yarn 40 and the second stitching yarn 42, organic fibers are preferable from the viewpoint of ease of sewing. Examples of the material of the organic fiber include polyester, nylon and the like, and polyester is preferable from the viewpoint of ease of sewing.
As the form of the first stitching yarn 40 and the second stitching yarn 42, a yarn is preferable from the viewpoint of ease of sewing.

図6は、図5のVI−VI断面図、すなわち第2の強化繊維基材30の第1のステッチング糸条40に沿った断面図である。第1のステッチング糸条40の縫い目は、チェーンステッチ(単環縫い)であり、第1の斜め配向炭素繊維シート34の表面に沿ってMDに連続したループ状のニードルループと;第1の斜め配向炭素繊維シート34および第2の斜め配向炭素繊維シート36を貫通して、第2の斜め配向炭素繊維シート36の表面に沿ってMDに連続した、ニードルループ間を繋ぐ直線状のシンカループとからなる。なお、図6においては、図の説明のしやすさの点から、無機繊維糸条38の図示を省略している。   FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, that is, a cross-sectional view taken along the first stitching yarn 40 of the second reinforcing fiber base 30. The stitches of the first stitching thread 40 are chain stitches (single-ring stitches), and loop needle loops that are continuous with MD along the surface of the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34; A linear sinker loop that passes through the obliquely oriented carbon fiber sheet 34 and the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 and is continuous with the MD along the surface of the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36, and connects between the needle loops; Consists of. In addition, in FIG. 6, illustration of the inorganic fiber yarn 38 is abbreviate | omitted from the point of the ease of description of a figure.

図7は、図5のVII−VII断面図、すなわち第2の強化繊維基材30の第2のステッチング糸条42に沿った断面図である。第2のステッチング糸条42の縫い目は、本縫い(直線縫い)であり、図7に示すように、所定の間隔で第1の斜め配向炭素繊維シート34および第2の斜め配向炭素繊維シート36を貫通した上糸42aのループに下糸42bを通し、上糸42aと下糸42bの交差部分を第1の斜め配向炭素繊維シート34と第2の斜め配向炭素繊維シート36との境界付近まで引き上げて形成された、直線状の縫い目である。   FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 5, that is, a cross-sectional view taken along the second stitching yarn 42 of the second reinforcing fiber substrate 30. The stitches of the second stitching thread 42 are main stitches (straight stitches), and as shown in FIG. 7, the first diagonally oriented carbon fiber sheet 34 and the second diagonally oriented carbon fiber sheet are spaced at a predetermined interval. The lower thread 42b is passed through the loop of the upper thread 42a penetrating the thread 36, and the intersection of the upper thread 42a and the lower thread 42b is near the boundary between the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34 and the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36. It is a straight seam formed by pulling up.

第1の斜め配向炭素繊維シート34および第2の斜め配向炭素繊維シート36の厚さは、第1の表層12、第2の表層14それぞれの厚さに応じて設定される。
第1の表層12および第2の表層14の厚さは、それぞれ0.5mm〜5cmが好ましい。第1の表層12および第2の表層14の厚さは、引抜成形体10の厚さ方向における厚さである。
The thicknesses of the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34 and the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36 are set according to the thickness of each of the first surface layer 12 and the second surface layer 14.
The thicknesses of the first surface layer 12 and the second surface layer 14 are preferably 0.5 mm to 5 cm, respectively. The thicknesses of the first surface layer 12 and the second surface layer 14 are the thicknesses in the thickness direction of the pultruded body 10.

(マトリックス樹脂)
マトリックス樹脂は、熱硬化性組成物の硬化物である。
熱硬化性組成物としては、熱硬化性樹脂および添加剤(硬化剤等)を含むものが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリイミド、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、炭素繊維との親和性、機械物性の発現性の点から、エポキシ樹脂が好ましい。
(Matrix resin)
The matrix resin is a cured product of the thermosetting composition.
Examples of the thermosetting composition include those containing a thermosetting resin and an additive (such as a curing agent).
Examples of thermosetting resins include epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, phenol resins, urea / melamine resins, polyimides, bismaleimide resins, cyanate ester resins, etc. Affinity with carbon fibers, mechanical properties From the standpoint of expression of the epoxy resin, an epoxy resin is preferable.

熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、熱硬化性組成物としては、エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、離型剤とを含む組成物が挙げられる。該熱硬化性組成物は通常、25℃において液状である。   When the thermosetting resin is an epoxy resin, examples of the thermosetting composition include a composition including an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and a release agent. The thermosetting composition is usually liquid at 25 ° C.

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルキシレンジアミン等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタン、トリス(グリシジルオキシ)メタン等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。エポキシ樹脂としては、入手性およびコストと、引抜成形体10の強度とのバランスの点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。   Examples of the epoxy resin include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and bisphenol S type epoxy resin; novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin; Examples thereof include glycidylamine type epoxy resins such as diphenylmethane, triglycidylaminophenol, and tetraglycidylxylenediamine; and glycidyl ether type epoxy resins such as tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane and tris (glycidyloxy) methane. An epoxy resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. As the epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin is preferable from the viewpoint of balance between availability and cost and the strength of the pultruded molded body 10.

硬化剤としては、酸無水物、ジシアンジアミド、脂肪族ポリアミン等が挙げられ、加熱成形金型への引き込み前の温度条件(たとえば−10〜40℃)で硬化反応が進みにくく、かつ加熱成形金型等で加熱したときに硬化反応が進みやすい点から、酸無水物が好ましい。
酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデシル無水コハク酸等が挙げられる。酸無水物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸無水物としては、25℃における粘度が低く、得られる硬化物の耐熱性に優れる点から、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
Examples of the curing agent include acid anhydrides, dicyandiamides, aliphatic polyamines, etc., and the curing reaction hardly proceeds under the temperature conditions (for example, −10 to 40 ° C.) before drawing into the thermoforming mold, and the thermoforming mold. An acid anhydride is preferable from the viewpoint that the curing reaction easily proceeds when heated by, for example.
Examples of the acid anhydride include tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, dodecyl succinic anhydride, and the like. An acid anhydride may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. As the acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride are preferred from the viewpoint of low viscosity at 25 ° C. and excellent heat resistance of the resulting cured product.

硬化促進剤としては、イミダゾール誘導体、ホスフィン、三級アミン塩等が挙げられ、硬化時間、ポットライフのバランスの点から、イミダゾール誘導体が好ましい。
イミダゾール誘導体としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、1−アミノエチル−2−メチルイミダゾール等が挙げられる。イミダゾール誘導体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the curing accelerator include imidazole derivatives, phosphines, tertiary amine salts and the like, and imidazole derivatives are preferable from the viewpoint of balance between curing time and pot life.
Examples of imidazole derivatives include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2- Examples include methylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1-aminoethyl-2-methylimidazole, and the like. An imidazole derivative may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

熱硬化性組成物が内部離型剤を含むことで、加熱成形金型からの引き抜きを良好に行うことができる。
内部離型剤としては、引抜成形の分野で公知の内部離型剤が挙げられる。内部離型剤としては、25℃で液状の内部離型剤が好ましい。引抜成形では、熱硬化性組成物を迅速に強化繊維基材に含浸させるため、熱硬化性組成物として低粘度のものが用いられる。そのため、エポキシ樹脂等としても低粘度のものが用いられる。内部離型剤が液状であれば、エポキシ樹脂等と良好に混合できる。
25℃で液状の内部離型剤としては、有機酸誘導体、シリコーンオイル等が挙げられる。有機酸誘導体である内部離型剤の市販品としては、Axel Plastics Research Laboratories,Inc.製のMoldWiz(登録商標) INT−1846、INT−1836、INT−1850、INT−1854、INT−1888LE等が挙げられる。シリコーンオイルである内部離型剤の市販品としては、信越化学工業社製のジメチルシリコーンオイルであるKF−96等が挙げられる。
When the thermosetting composition contains the internal mold release agent, it can be satisfactorily pulled out from the thermoforming mold.
Examples of the internal mold release agent include known internal mold release agents in the field of pultrusion molding. As the internal mold release agent, an internal mold release agent which is liquid at 25 ° C. is preferable. In pultrusion molding, in order to quickly impregnate the reinforcing fiber substrate with the thermosetting composition, a thermosetting composition having a low viscosity is used. Therefore, an epoxy resin having a low viscosity is used. If the internal release agent is liquid, it can be mixed well with an epoxy resin or the like.
Examples of the internal release agent that is liquid at 25 ° C. include organic acid derivatives and silicone oil. Commercially available internal release agents that are organic acid derivatives include Axel Plastics Research Laboratories, Inc. Examples thereof include MoldWiz (registered trademark) INT-1846, INT-1836, INT-1850, INT-1854, INT-1888LE, and the like. Examples of commercially available internal mold release agents that are silicone oils include KF-96, which is a dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

熱硬化性組成物中の硬化剤の含有量は、硬化剤の種類等に応じて適宜設定できる。たとえば、酸無水物の含有量は、エポキシ樹脂のエポキシ価/酸無水物の酸価の比が、1/1〜1/1.2の範囲内となる量とすることができる。
熱硬化性組成物中の硬化促進剤の含有量は、硬化促進剤の種類等に応じて適宜設定できる。硬化促進剤がイミダゾール誘導体である場合、イミダゾール誘導体の含有量は、たとえば、エポキシ樹脂100質量部に対して、0.2〜10質量部とすることができる。
熱硬化性組成物中の内部離型剤の含有量は、たとえば、エポキシ樹脂100質量部に対し、0.2〜10質量部とすることができる。
熱硬化性組成物は、エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤及び離型剤以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分としては、充填剤、反応性希釈剤等が挙げられる。
Content of the hardening | curing agent in a thermosetting composition can be suitably set according to the kind etc. of hardening | curing agent. For example, the content of the acid anhydride can be set such that the ratio of the epoxy value of the epoxy resin / the acid value of the acid anhydride falls within a range of 1/1 to 1 / 1.2.
Content of the hardening accelerator in a thermosetting composition can be suitably set according to the kind etc. of hardening accelerator. When a hardening accelerator is an imidazole derivative, content of an imidazole derivative can be 0.2-10 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins, for example.
Content of the internal mold release agent in a thermosetting composition can be 0.2-10 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins, for example.
The thermosetting composition may further include other components other than the epoxy resin, the acid anhydride, the curing accelerator, and the release agent. Examples of other components include a filler and a reactive diluent.

熱硬化性組成物の25℃における粘度は、500〜10000mPa・sが好ましく、1000〜3000mPa・sがより好ましい。25℃における粘度が前記範囲の上限値以下であれば、熱硬化性組成物が強化繊維基材に含浸しやすい。25℃における粘度が前記範囲の下限値以上であれば、熱硬化性組成物が強化繊維基材に保持されやすい。熱硬化性組成物の25℃における粘度は、B型粘度計によって測定される値である。   The viscosity of the thermosetting composition at 25 ° C. is preferably 500 to 10,000 mPa · s, more preferably 1000 to 3000 mPa · s. If the viscosity at 25 ° C. is equal to or lower than the upper limit of the above range, the thermosetting composition is easily impregnated into the reinforcing fiber base. If the viscosity at 25 ° C. is equal to or higher than the lower limit of the above range, the thermosetting composition is easily held on the reinforcing fiber substrate. The viscosity at 25 ° C. of the thermosetting composition is a value measured by a B-type viscometer.

熱硬化性組成物の150℃におけるキュアタイムは、10〜600秒が好ましく、30〜240秒がより好ましい。150℃におけるキュアタイムが前記範囲の上限値以下であれば、引抜成形における通常の硬化条件で充分に硬化する。ゲルタイムは、JIS K 6901:2008を参考にバス温を150℃に設定した試験によって測定される値である。   The curing time at 150 ° C. of the thermosetting composition is preferably 10 to 600 seconds, and more preferably 30 to 240 seconds. If the curing time at 150 ° C. is less than or equal to the upper limit of the above range, it is sufficiently cured under normal curing conditions in pultrusion molding. The gel time is a value measured by a test in which the bath temperature is set to 150 ° C. with reference to JIS K 6901: 2008.

(作用機序)
以上説明した引抜成形体10にあっては、強化繊維基材として、MDに配向した複数の炭素繊維22からなる第1の強化繊維基材20を含むため、MDの強度に優れる。
また、引抜成形体10にあっては、強化繊維基材として、複数の斜め配向炭素繊維32を有する第2の強化繊維基材30を含むため、MD以外の強度にも優れる。
また、引抜成形体10にあっては、第2の強化繊維基材30が、斜め配向炭素繊維32がMDに配向した無機繊維糸条38によって補強され、かつこれらが第1のステッチング糸条40によって結束されたものであるため、第2の強化繊維基材30に対してMDに高い張力がかかってもMDに伸びにくい。そのため、斜め配向炭素繊維32の配向角度が小さくなりにくく、第2の強化繊維基材30の両側縁が中央に寄りにくい、すなわち第2の強化繊維基材30における斜め配向炭素繊維32の乱れが抑えられる。
また、引抜成形体10にあっては、従来の引抜成形体にように斜め配向強化繊維の乱れを抑えるために、第2の強化繊維基材の表面にマット成分を含む薄層を一体的に保持させる必要がない。配向性がないマット成分を含まない引抜成形体10は、単位質量あたりの強度が充分に高い。
(Mechanism of action)
In the pultruded article 10 described above, since the first reinforcing fiber base material 20 including the plurality of carbon fibers 22 oriented in the MD is included as the reinforcing fiber base material, the strength of the MD is excellent.
Moreover, in the pultruded body 10, since the second reinforcing fiber base 30 having the plurality of obliquely oriented carbon fibers 32 is included as the reinforcing fiber base, the strength other than MD is also excellent.
Moreover, in the pultruded article 10, the second reinforcing fiber base material 30 is reinforced by the inorganic fiber yarns 38 in which the obliquely oriented carbon fibers 32 are oriented in the MD, and these are the first stitching yarns. 40, the second reinforcing fiber base material 30 is hardly stretched even when a high tension is applied to the MD. Therefore, the orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 is not easily reduced, and both side edges of the second reinforcing fiber base 30 are not easily moved to the center, that is, the obliquely oriented carbon fibers 32 in the second reinforcing fiber base 30 are disturbed. It can be suppressed.
Further, in the pultruded molded body 10, a thin layer containing a mat component is integrally formed on the surface of the second reinforcing fiber base in order to suppress the disturbance of the obliquely oriented reinforcing fibers as in the conventional pultruded molded body. There is no need to hold it. The pultruded article 10 that does not contain a non-orientated mat component has a sufficiently high strength per unit mass.

(他の実施形態)
なお、本発明の引抜成形体は、熱硬化性組成物の硬化物であるマトリックス樹脂と強化繊維基材とを含む引抜成形体であり、強化繊維基材として、MDに配向した複数の炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを含むものであればよく、図示例の引抜成形体10に限定はされない。
(Other embodiments)
The pultruded article of the present invention is a pultruded article comprising a matrix resin that is a cured product of a thermosetting composition and a reinforcing fiber substrate, and a plurality of carbon fibers oriented in MD as the reinforcing fiber substrate. A second reinforcing fiber in which a plurality of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD and at least one inorganic fiber yarn oriented in MD are bound together by stitching yarns. What is necessary is just to include a fiber base material, and it is not limited to the pultruded article 10 of the example of illustration.

たとえば、本発明の引抜成形体は、第1の強化繊維基材を含む層と、第2の強化繊維基材を含む層との2層構造であってもよい。
本発明の引抜成形体は、第1の強化繊維基材を含む第1の表層と、第1の強化繊維基材を含む第2の表層と、第2の強化繊維基材を含む中間層とを有するものであってもよい。
本発明の引抜成形体の形状は、図示例の平板状(フラットバー形状)に限定されず、断面L形状(アングル形状)であってもよく、断面T形状であってもよく、断面C形状(チャンネル形状)であってもよく、断面H形状であってもよく、角パイプ形状であってもよく、丸パイプ形状であってもよく、その他の引抜成形可能な形状であってもよい。
For example, the pultruded article of the present invention may have a two-layer structure of a layer including a first reinforcing fiber substrate and a layer including a second reinforcing fiber substrate.
The pultruded article of the present invention includes a first surface layer including a first reinforcing fiber substrate, a second surface layer including a first reinforcing fiber substrate, and an intermediate layer including a second reinforcing fiber substrate. It may have.
The shape of the pultruded article of the present invention is not limited to the flat plate shape (flat bar shape) in the illustrated example, but may be a cross-sectional L shape (angle shape), a cross-sectional T shape, or a cross-sectional C shape. (Channel shape), a cross-sectional H shape, a square pipe shape, a round pipe shape, or other pultrusable shapes may be used.

第2の強化繊維基材は、複数の斜め配向炭素繊維からなる斜め配向炭素繊維シートの他に、MDに配向した複数の炭素繊維からなるMD配向炭素繊維シートおよびTD(Transverse Direction)に配向した複数の炭素繊維からなるTD配向炭素繊維シートのいずれか一方または両方をさらに有していてもよい。
第2の強化繊維基材は、2枚の斜め配向炭素繊維シートの代わりに、斜め配向炭素繊維からなる炭素繊維織物を有するものであってもよい。炭素繊維織物の組織としては、平織、綾織等が挙げられる。
第2の強化繊維基材は、1枚の斜め配向炭素繊維シートおよび無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束されたものであってもよい。
第2の強化繊維基材における第1のステッチング糸条の縫い目は、図示例のチェーンステッチ(単環縫い)に限定されず、二重環縫いであってもよく、たて方向にループをつなぎ合わせた、たて編(鎖編(チェーンステッチ)を除く。)であってもよい。たて編の種類としては、JIS L 0211:2006「繊維用語−ニット部門」に記載されたものが挙げられる。
In addition to the obliquely oriented carbon fiber sheet composed of a plurality of obliquely oriented carbon fibers, the second reinforcing fiber base material is oriented in an MD oriented carbon fiber sheet composed of a plurality of carbon fibers oriented in MD and TD (Transverse Direction). You may further have any one or both of the TD orientation carbon fiber sheet which consists of a some carbon fiber.
The second reinforcing fiber base material may have a carbon fiber fabric made of obliquely oriented carbon fibers instead of the two obliquely oriented carbon fiber sheets. Examples of the structure of the carbon fiber fabric include plain weave and twill weave.
The second reinforcing fiber base material may be one in which one obliquely oriented carbon fiber sheet and inorganic fiber yarns are bound by stitching yarns.
The stitches of the first stitching thread in the second reinforcing fiber base material are not limited to the chain stitch (single-ring stitch) in the illustrated example, and may be double-ring stitches. It may be a warp knitting (excluding chain stitches) joined together. Examples of the type of warp knitting include those described in JIS L 0211: 2006 “Fiber Term-Knit Division”.

<引抜成形体の製造方法>
引抜成形法は、熱硬化性組成物と強化繊維基材とを加熱成形金型に引き込み、加熱成形金型内で熱硬化性組成物を硬化させて所定形状の成形体とし、加熱成形金型から成形体を引き抜く方法である。
本発明の引抜成形体の製造方法においては、強化繊維基材として、炭素繊維がMDに配向した炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを用いる。
<Method for producing pultruded body>
In the pultrusion method, a thermosetting composition and a reinforcing fiber base material are drawn into a thermoforming mold, and the thermosetting composition is cured in the thermoforming mold to form a molded body having a predetermined shape. This is a method of pulling out the molded body from
In the method for producing a pultruded article of the present invention, as a reinforcing fiber base, a first reinforcing fiber base made of carbon fibers in which carbon fibers are oriented in MD, and a plurality of carbons oriented obliquely with respect to MD A fiber and a second reinforcing fiber substrate in which at least one inorganic fiber yarn oriented in MD is bound by stitching yarn are used.

図8は、引抜成形体の製造装置の一例を示す概略図である。
製造装置50は、加熱成形金型52と;加熱成形金型52の上流側に配置された、熱硬化性組成物を貯留する樹脂槽54と;加熱成形金型52の下流側に配置された引抜機56と;引抜機56の下流側に配置された切断機58と;第1の強化繊維基材20を構成する複数の炭素繊維トウを供給する複数のボビン(図示略)と;第1の強化繊維基材20を樹脂槽54に案内し、樹脂槽54にて熱硬化性組成物が含浸された第1の強化繊維基材20を加熱成形金型52に案内する複数のガイドロール60と;第1の表層側の第2の強化繊維基材30を供給する第1の供給ロール62と;第2の表層側の第2の強化繊維基材30を供給する第2の供給ロール64と;樹脂槽54の上流側に配置された、樹脂槽54の熱硬化性組成物とは異なる熱硬化性組成物を第1の強化繊維基材20に塗布する塗布装置66とを備える。
FIG. 8 is a schematic view showing an example of a pultruded body manufacturing apparatus.
The manufacturing apparatus 50 includes: a thermoforming mold 52; a resin tank 54 that is disposed upstream of the thermoforming mold 52 and stores a thermosetting composition; and is disposed downstream of the thermoforming mold 52. A drawing machine 56; a cutting machine 58 disposed downstream of the drawing machine 56; a plurality of bobbins (not shown) for supplying a plurality of carbon fiber tows constituting the first reinforcing fiber substrate 20; A plurality of guide rolls 60 for guiding the reinforcing fiber base material 20 to the resin tank 54 and guiding the first reinforcing fiber base material 20 impregnated with the thermosetting composition in the resin tank 54 to the thermoforming mold 52. And; a first supply roll 62 for supplying the second reinforcing fiber base material 30 on the first surface layer side; and a second supply roll 64 for supplying the second reinforcing fiber base material 30 on the second surface layer side. And thermosetting different from the thermosetting composition of the resin tank 54 disposed on the upstream side of the resin tank 54 And a coating device 66 for applying a composition to the first reinforcing fiber base 20.

加熱成形金型52には、引抜成形体10の断面形状に対応した断面形状の、強化繊維基材等が挿通可能な空間Sが形成されている。また、加熱成形金型52には、空間Sに引き込まれた熱硬化性組成物を加熱し、硬化させるための加熱機構(図示せず)が設けられている。   In the thermoforming mold 52, a space S having a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the pultruded molded body 10 and through which a reinforcing fiber base material can be inserted is formed. The thermoforming mold 52 is provided with a heating mechanism (not shown) for heating and curing the thermosetting composition drawn into the space S.

製造装置50を用いた引抜成形体10の製造は、たとえば以下の手順で行われる。
第1の強化繊維基材20を、液状の熱硬化性組成物が貯留された樹脂槽54に浸漬し、第1の強化繊維基材20に熱硬化性組成物を含浸させる。熱硬化性組成物が含浸した第1の強化繊維基材20を樹脂槽54から引き上げ、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間Sに引き込む。同時に、第1の強化繊維基材20を挟むように、第1の供給ロール62および第2の供給ロール64から供給された2枚の第2の強化繊維基材30を、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間Sに引き込む。加熱成形金型52内で熱硬化性組成物を硬化させて成形体とし、これを加熱成形金型52から引抜機56によって引き抜き、引抜成形体10を得る。引抜成形体10は、必要に応じて、所定の長さとなるように切断機58で切断される。
Manufacture of the pultruded article 10 using the manufacturing apparatus 50 is performed by the following procedure, for example.
The first reinforcing fiber substrate 20 is immersed in a resin tank 54 in which a liquid thermosetting composition is stored, and the first reinforcing fiber substrate 20 is impregnated with the thermosetting composition. The first reinforcing fiber base material 20 impregnated with the thermosetting composition is pulled up from the resin tank 54 and taken out by the drawing machine 56 to be drawn into the space S of the thermoforming mold 52. At the same time, the two second reinforcing fiber bases 30 supplied from the first supply roll 62 and the second supply roll 64 are drawn by the drawing machine 56 so as to sandwich the first reinforcing fiber base 20. As a result, the heat forming mold 52 is pulled into the space S. The thermosetting composition is cured in the thermoforming mold 52 to obtain a molded body, which is drawn from the thermoforming mold 52 by the drawing machine 56 to obtain the pultruded molded body 10. The pultruded body 10 is cut by a cutting machine 58 so as to have a predetermined length as necessary.

加熱成形金型52に引き込まれる前の第2の強化繊維基材30には、熱硬化性組成物が含浸していてもよく、含浸していなくてもよい。含浸していない場合でも、加熱成形金型52に引き込まれた際、第1の強化繊維基材20に含浸した熱硬化性組成物が第2の強化繊維基材30に含浸する。   The second reinforcing fiber base 30 before being drawn into the thermoforming mold 52 may or may not be impregnated with the thermosetting composition. Even when not impregnated, the second reinforcing fiber base 30 is impregnated with the thermosetting composition impregnated in the first reinforcing fiber base 20 when drawn into the thermoforming mold 52.

第1の供給ロール62および第2の供給ロール64から2枚の第2の強化繊維基材30を加熱成形金型52に引き込む際には、加熱成形金型52に引き込まれる第2の強化繊維基材30にかかる張力を、加熱成形金型52に引き込まれる第1の強化繊維基材20にかかる張力よりも低くすることが好ましい。第2の強化繊維基材30は、MDに配向した強化繊維が少ないため、第1の強化繊維基材20に比べMDの引っ張りに対する強度が低い。そのため、第1の強化繊維基材20と同じ張力で第2の強化繊維基材30を引抜機56によって引き取った場合、第2の強化繊維基材30の強化繊維が破断しやすい。加熱成形金型52に引き込まれる第2の強化繊維基材30にかかる張力を、加熱成形金型52に引き込まれる第1の強化繊維基材20にかかる張力よりも低くすることによって、第2の強化繊維基材30における強化繊維の破断が抑えられる。   When the two second reinforcing fiber base materials 30 are drawn into the thermoforming mold 52 from the first supply roll 62 and the second supply roll 64, the second reinforcing fibers are drawn into the thermoforming mold 52. It is preferable that the tension applied to the base material 30 is lower than the tension applied to the first reinforcing fiber base material 20 drawn into the thermoforming mold 52. Since the second reinforcing fiber substrate 30 has few reinforcing fibers oriented in the MD, the second reinforcing fiber substrate 30 has a lower strength against the tensile force of the MD than the first reinforcing fiber substrate 20. Therefore, when the 2nd reinforcement fiber base material 30 is taken up with the same tension | tensile_strength as the 1st reinforcement fiber base material 20 with the drawing machine 56, the reinforcement fiber of the 2nd reinforcement fiber base material 30 tends to fracture | rupture. By making the tension applied to the second reinforcing fiber substrate 30 drawn into the thermoforming mold 52 lower than the tension applied to the first reinforcing fiber substrate 20 drawn into the thermoforming mold 52, the second Breakage of the reinforcing fibers in the reinforcing fiber base 30 is suppressed.

加熱成形金型52に引き込まれる第2の強化繊維基材30にかかる張力を、加熱成形金型52に引き込まれる第1の強化繊維基材20にかかる張力よりも低くする具体的な方法としては、第1の供給ロール62または第2の供給ロール64と加熱成形金型52との間で、第2の強化繊維基材30を弛ませる方法が挙げられる。第1の供給ロール62または第2の供給ロール64と加熱成形金型52との間で、第2の強化繊維基材30を弛ませるためには、たとえば、各供給ロールにおいて供給ロールに所定のトルクを付与するブレーキ(図示略)を緩めるまたは解除する。   As a specific method for lowering the tension applied to the second reinforcing fiber substrate 30 drawn into the heating mold 52 than the tension applied to the first reinforcing fiber substrate 20 drawn into the heating mold 52, A method of loosening the second reinforcing fiber base 30 between the first supply roll 62 or the second supply roll 64 and the thermoforming mold 52 is mentioned. In order to loosen the second reinforcing fiber substrate 30 between the first supply roll 62 or the second supply roll 64 and the thermoforming mold 52, for example, each supply roll has a predetermined supply roll. Release or release the brake (not shown) that applies torque.

熱硬化性組成物としてエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物を用いた場合、加熱成形金型52内で熱硬化性組成物が硬化して形成された成形体と、加熱成形金型52の空間Sの内壁との間の引抜抵抗が高くなる。引抜抵抗は、引抜成形体の製造の開始直後において特に高くなる。そのため、引抜成形体の製造の開始直後においては、強化繊維基材にかかる張力が高くなり、強化繊維基材の強化繊維が破断しやすい。   When a thermosetting composition containing an epoxy resin is used as the thermosetting composition, a molded body formed by curing the thermosetting composition in the thermoforming mold 52 and the space of the thermoforming mold 52 The drawing resistance between the inner wall of S increases. The drawing resistance is particularly high immediately after the start of the production of the pultruded body. Therefore, immediately after the start of the production of the pultruded body, the tension applied to the reinforcing fiber base is increased, and the reinforcing fibers of the reinforcing fiber base are easily broken.

したがって、熱硬化性組成物としてエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物を用いる場合は、熱硬化性組成物としてビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を用いて引抜成形体の製造を開始し、強化繊維基材にかかる張力が安定した後、熱硬化性組成物をエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物に切り替えることが好ましい。熱硬化性組成物としてビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を用いた場合、加熱成形金型52内での成形体と空間Sの内壁との間の引抜抵抗が比較的低くなる。そのため、引抜成形体の製造の開始直後において、強化繊維基材にかかる張力があまり高くならず、強化繊維基材の強化繊維が破断しにくくなる。   Therefore, when using a thermosetting composition containing an epoxy resin as a thermosetting composition, start production of a pultruded article using a thermosetting composition containing a vinyl ester resin as a thermosetting composition, After the tension applied to the reinforcing fiber base is stabilized, it is preferable to switch the thermosetting composition to a thermosetting composition containing an epoxy resin. When a thermosetting composition containing a vinyl ester resin is used as the thermosetting composition, the drawing resistance between the molded body in the thermoforming mold 52 and the inner wall of the space S is relatively low. Therefore, immediately after the start of the production of the pultruded body, the tension applied to the reinforcing fiber base is not so high, and the reinforcing fibers of the reinforcing fiber base are not easily broken.

熱硬化性組成物の切り替えは、たとえば、以下のようにして行う。
第1の強化繊維基材20を、樹脂槽54内のエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物から上方に引き上げた状態で、第1の強化繊維基材20に、塗布装置66からビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を塗布する。ビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物が塗布された第1の強化繊維基材20を、2枚の第2の強化繊維基材30とともに、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間Sに引き込む。加熱成形金型52内でビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を硬化させて成形体とし、これを加熱成形金型52から引抜機56によって引き抜く。
強化繊維基材にかかる張力が安定するまで、成形体の引き抜きを続ける。強化繊維基材にかかる張力が安定した後、第1の強化繊維基材20を、エポキシ樹脂を含む液状の熱硬化性組成物が貯留された樹脂槽54に浸漬すると同時に、第1の強化繊維基材20に、塗布装置66からビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を塗布することを中止する。以後、通常の引抜成形体10の製造を続ける。
The thermosetting composition is switched as follows, for example.
In a state where the first reinforcing fiber base 20 is pulled upward from the thermosetting composition containing the epoxy resin in the resin tank 54, the vinyl ester resin is applied to the first reinforcing fiber base 20 from the coating device 66. The containing thermosetting composition is applied. The first reinforcing fiber base material 20 coated with the thermosetting composition containing the vinyl ester resin is taken out by the drawing machine 56 together with the two second reinforcing fiber base materials 30. Pull into space S. The thermosetting composition containing the vinyl ester resin is cured in the thermoforming mold 52 to form a molded body, which is pulled out from the thermoforming mold 52 by a drawing machine 56.
The molded body is continuously pulled out until the tension applied to the reinforcing fiber base is stabilized. After the tension applied to the reinforcing fiber substrate is stabilized, the first reinforcing fiber substrate 20 is immersed in the resin tank 54 in which the liquid thermosetting composition containing the epoxy resin is stored, and at the same time, the first reinforcing fiber is used. Application of the thermosetting composition containing the vinyl ester resin from the coating device 66 to the base material 20 is stopped. Thereafter, the production of the normal pultruded body 10 is continued.

樹脂槽54の温度は、10〜40℃が好ましく、20〜30℃がより好ましい。樹脂槽54の温度が前記範囲の上限値以下であれば、熱硬化性組成物の硬化反応の開始による増粘を抑制できる。樹脂槽54の温度が前記範囲の下限値以上であれば、熱硬化性組成物の強化繊維基材への含浸性が良好である。
加熱成形金型52の温度は、100〜250℃が好ましく、120〜220℃がより好ましい。加熱成形金型52の温度が前記範囲内であれば、加熱成形金型52内での熱硬化性組成物の硬化が良好に進行する。
加熱成形金型52での滞留時間は、30秒間〜5分間が好ましい。滞留時間が30秒間以上であれば、加熱成形金型52内での熱硬化性組成物の硬化が充分に進み、引抜成形体10の外観が良好である。滞留時間が5分間以下であれば、加熱成形金型52から引抜成形体10を引き抜きやすい。
10-40 degreeC is preferable and the temperature of the resin tank 54 has more preferable 20-30 degreeC. If the temperature of the resin tank 54 is less than or equal to the upper limit of the above range, thickening due to the start of the curing reaction of the thermosetting composition can be suppressed. When the temperature of the resin tank 54 is equal to or higher than the lower limit of the above range, the impregnation property of the thermosetting composition into the reinforcing fiber base is good.
The temperature of the thermoforming mold 52 is preferably 100 to 250 ° C, more preferably 120 to 220 ° C. If the temperature of the thermoforming mold 52 is within the above range, curing of the thermosetting composition in the thermoforming mold 52 proceeds well.
The residence time in the thermoforming mold 52 is preferably 30 seconds to 5 minutes. If the residence time is 30 seconds or longer, the thermosetting composition is sufficiently cured in the thermoforming mold 52, and the appearance of the pultruded molded body 10 is good. If the residence time is 5 minutes or less, the pultruded body 10 can be easily pulled out from the thermoforming mold 52.

引抜成形体10に対し、さらに、アフターキュアを行ってもよい。
アフターキュアは、加熱成形金型52の下流側にオーブンを設置してオンラインで行ってもよく、オフラインで行ってもよい。
アフターキュアの温度は、耐熱性等の物性、生産性の点から、130〜220℃が好ましく、140〜200℃がより好ましい。アフターキュアの時間は、アフターキュアの温度にもよるが、5分間〜6時間が好ましい。
Aftercure molding 10 may be further subjected to after cure.
After-curing may be performed online by installing an oven on the downstream side of the thermoforming mold 52, or may be performed off-line.
The after-curing temperature is preferably from 130 to 220 ° C, more preferably from 140 to 200 ° C, from the viewpoint of physical properties such as heat resistance and productivity. The after-curing time depends on the after-curing temperature, but is preferably 5 minutes to 6 hours.

(作用機序)
以上説明した引抜成形体10の製造方法にあっては、強化繊維基材の一部として、MDに配向した複数の炭素繊維22からなる第1の強化繊維基材20を用いているため、MDの強度に優れる引抜成形体10を製造できる。
また、引抜成形体10の製造方法にあっては、強化繊維基材の一部として、複数の斜め配向炭素繊維32を有する第2の強化繊維基材30を用いているため、MD以外の強度にも優れる引抜成形体10を製造できる。
また、引抜成形体10の製造方法にあっては、第2の強化繊維基材30が、斜め配向炭素繊維32がMDに配向した無機繊維糸条38によって補強され、かつこれらが第1のステッチング糸条40によって結束されたものであるため、第2の強化繊維基材30に対してMDに高い張力がかかってもMDに伸びにくい。そのため、斜め配向炭素繊維32の配向角度が小さくなりにくく、第2の強化繊維基材30の両側縁が中央に寄りにくい、すなわち第2の強化繊維基材30における斜め配向炭素繊維32の乱れが抑えられる。
また、引抜成形体10の製造方法にあっては、従来の引抜成形体の製造方法のように斜め配向強化繊維の乱れを抑えるために、第2の強化繊維基材の表面にマット成分を含む薄層を一体的に保持させる必要がない。そのため、配向性がないマット成分を含むことなく、単位質量あたりの強度が充分に高い引抜成形体10を製造できる。
(Mechanism of action)
In the manufacturing method of the pultruded article 10 described above, since the first reinforcing fiber substrate 20 composed of a plurality of carbon fibers 22 oriented in MD is used as a part of the reinforcing fiber substrate, MD The pultruded article 10 having excellent strength can be manufactured.
Moreover, in the manufacturing method of the pultruded body 10, since the second reinforcing fiber substrate 30 having a plurality of obliquely oriented carbon fibers 32 is used as a part of the reinforcing fiber substrate, the strength other than MD is used. It is possible to produce a pultruded article 10 that is also excellent.
Moreover, in the manufacturing method of the pultruded body 10, the second reinforcing fiber base material 30 is reinforced by the inorganic fiber yarn 38 in which the obliquely oriented carbon fibers 32 are oriented in the MD, and these are the first stitches. Since it is bundled by the thread yarn 40, even if high tension is applied to the MD with respect to the second reinforcing fiber base 30, it is difficult to extend to the MD. Therefore, the orientation angle of the obliquely oriented carbon fibers 32 is not easily reduced, and both side edges of the second reinforcing fiber base 30 are not easily moved to the center, that is, the obliquely oriented carbon fibers 32 in the second reinforcing fiber base 30 are disturbed. It can be suppressed.
Moreover, in the manufacturing method of the pultruded molded body 10, a mat component is included on the surface of the second reinforcing fiber base in order to suppress the disorder of the obliquely oriented reinforcing fibers as in the conventional manufacturing method of the pultruded molded body. There is no need to hold the thin layer together. Therefore, the pultruded article 10 having a sufficiently high strength per unit mass can be produced without including a mat component having no orientation.

(他の実施形態)
なお、本発明の引抜成形体の製造方法は、熱硬化性組成物と強化繊維基材とを加熱成形金型に引き込み、加熱成形金型内で熱硬化性組成物を硬化させて所定形状の成形体とし、加熱成形金型から成形体を引き抜く、引抜成形体の製造方法であり;強化繊維基材として、炭素繊維がMDに配向した炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを用いる方法であればよく、図示例の製造装置50を用いる引抜成形体10の製造方法に限定はされない。
(Other embodiments)
In the method for producing the pultruded article of the present invention, the thermosetting composition and the reinforcing fiber base material are drawn into a thermoforming mold, and the thermosetting composition is cured in the thermoforming mold so as to have a predetermined shape. A method for producing a pultruded molded body, in which the molded body is drawn from a thermoforming mold; a first reinforced fiber base material composed of carbon fibers in which carbon fibers are oriented in MD as the reinforced fiber base material; and MD As long as it is a method using a plurality of carbon fibers oriented in an oblique direction and at least one inorganic fiber yarn oriented in MD and a second reinforcing fiber base material bound by stitching yarn, The method for manufacturing the pultruded article 10 using the manufacturing apparatus 50 of the illustrated example is not limited.

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。「部」は、特に記載のない限り、「質量部」を示す。
例1〜2は実施例であり、例3は比較例である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these. “Parts” indicates “parts by mass” unless otherwise specified.
Examples 1 and 2 are examples, and example 3 is a comparative example.

<使用材料>
(第1の強化繊維基材)
図3に示す第1の強化繊維基材20を用意した。MD配向炭素繊維シート24としては、炭素繊維トウ(東レ社製、T700SC−24K−60E、フィラメント数:24000本、繊度:16500dtex、引張強さ:4900MPa、引張弾性率:230GPa、伸び:2.1%、密度:18dg/cm)の44束をMDに引き揃えたもの(フィラメント数:1,056,000本)を用いた。
<Materials used>
(First reinforcing fiber substrate)
A first reinforcing fiber substrate 20 shown in FIG. 3 was prepared. As the MD-oriented carbon fiber sheet 24, carbon fiber tow (manufactured by Toray Industries, Inc., T700SC-24K-60E, number of filaments: 24000, fineness: 16500 dtex, tensile strength: 4900 MPa, tensile elastic modulus: 230 GPa, elongation: 2.1 %, Density: 18 dg / cm 3 ) and 44 bundles of MDs (number of filaments: 1,056,000) were used.

(第2の強化繊維基材)
図4および図5に示す第2の強化繊維基材30(SHINDO社製、目付:286g/m、幅:100mm)を用意した。第1の斜め配向炭素繊維シート34としては、炭素繊維トウ(東レ社製のT300相当品)の複数をMDに対して+45゜に引き揃えたものを用いた。第2の斜め配向炭素繊維シート36としては、炭素繊維トウ(東レ社製のT300相当品)の複数をMDに対して−45゜に引き揃えたものを用いた。無機繊維糸条38としては、ガラス繊維ヤーンを用いた。第1のステッチング糸条40および第2のステッチング糸条42としては、ポリエステル糸を用いた。第1のステッチング糸条40と第2のステッチング糸条42との間隔は、5mmとした。
(Second reinforcing fiber substrate)
A second reinforcing fiber substrate 30 (manufactured by SHINDO, basis weight: 286 g / m 2 , width: 100 mm) shown in FIGS. 4 and 5 was prepared. As the first obliquely oriented carbon fiber sheet 34, a plurality of carbon fiber tows (T300 equivalent manufactured by Toray Industries, Inc.) aligned at + 45 ° with respect to MD was used. As the second obliquely oriented carbon fiber sheet 36, a plurality of carbon fiber tows (T300 equivalent manufactured by Toray Industries, Inc.) aligned at −45 ° with respect to MD was used. As the inorganic fiber yarn 38, a glass fiber yarn was used. Polyester yarn was used as the first stitching yarn 40 and the second stitching yarn 42. The interval between the first stitching yarn 40 and the second stitching yarn 42 was 5 mm.

(他の強化繊維基材)
炭素繊維織物:SIGMATEX UK LTD.製、DMC2831524(炭素繊維トウ(T700SC−24K−60E)を使用、繊維配向±45°、目付300g/m、幅:100mm)。
(Other reinforcing fiber base materials)
Carbon fiber fabric: SIGMATEX UK LTD. Manufactured by DMC2831524 (using carbon fiber tow (T700SC-24K-60E), fiber orientation ± 45 °, basis weight 300 g / m 2 , width: 100 mm).

(エポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物)
表1に記載の配合にしたがい、エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤、内部離型剤を混合して、25°にて液状の熱硬化性組成物(1)〜(2)を調製した。
(Thermosetting composition containing epoxy resin)
According to the formulation shown in Table 1, epoxy resin, acid anhydride, curing accelerator, and internal mold release agent were mixed to prepare liquid thermosetting compositions (1) to (2) at 25 °. .

Figure 2018119055
Figure 2018119055

表1に示す各材料は下記のものである。
エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(Olin Corporation製、AIRSTONE(登録商標) 550E Epoxy Resin)。
エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(Olin Corporation製、DER383)。
硬化剤1:メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の混合物(Olin Corporation製、AIRSTONE(登録商標) 555H Epoxy Hardener)。
硬化剤2:メチルテトラヒドロ無水フタル酸(日立化成工業社製、HN2200)。
硬化促進剤:2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成社製、キュアゾール2E4MZ)。
内部離型剤:有機酸誘導体等の混合物(Axel Plastics Research Laboratories,Inc.製、MoldWiz(登録商標) INT−1888LE)。
Each material shown in Table 1 is as follows.
Epoxy resin 1: bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Olin Corporation, AIRSTONE (registered trademark) 550E Epoxy Resin).
Epoxy resin 2: bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Olin Corporation, DER383).
Curing agent 1: Mixture such as methyltetrahydrophthalic anhydride (manufactured by Olin Corporation, AIRSTONE (registered trademark) 555H Epoxy Hardener).
Curing agent 2: methyltetrahydrophthalic anhydride (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., HN2200).
Curing accelerator: 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., Curazole 2E4MZ).
Internal mold release agent: Mixture of organic acid derivatives and the like (Axel Plastics Research Laboratories, Inc., MoldWiz (registered trademark) INT-1888LE).

(ビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物)
ビニルエステル樹脂(日本ユピカ社製、8250H)、有機過酸化物(日本油脂社製、ナイパー(登録商標)NS)、離型剤(Axel Plastics Research Laboratories,Inc.製、INT−PUL24)を含む熱硬化性組成物(3)を用意した。
(Thermosetting composition containing vinyl ester resin)
Heat containing vinyl ester resin (manufactured by Iupika Japan, 8250H), organic peroxide (manufactured by Nippon Oil & Fats, Nyper (registered trademark) NS), mold release agent (manufactured by Axel Plastics Research Laboratories, Inc., INT-PUL24) A curable composition (3) was prepared.

<例1>
図8に示す構成の製造装置50を用いて、以下の手順で製造した。
第1の強化繊維基材20を、樹脂槽54内の熱硬化性組成物(1)から上方に引き上げた状態で、第1の強化繊維基材20に、塗布装置66から熱硬化性組成物(3)を塗布した。熱硬化性組成物(3)が塗布された第1の強化繊維基材20を、弛ませた状態の2枚の第2の強化繊維基材30とともに、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間S(断面形状:C形状)に引き込んだ。加熱成形金型52内で熱硬化性組成物(3)を硬化させて成形体とし、これを加熱成形金型52から引抜機56によって引き抜いた。強化繊維基材にかかる張力が安定した後、第1の強化繊維基材20を、熱硬化性組成物(1)が貯留された樹脂槽54に浸漬すると同時に、第1の強化繊維基材20に、塗布装置66から熱硬化性組成物(3)を塗布することを中止した。
<Example 1>
Using the manufacturing apparatus 50 having the configuration shown in FIG.
In a state where the first reinforcing fiber base material 20 is pulled upward from the thermosetting composition (1) in the resin tank 54, the thermosetting composition is applied to the first reinforcing fiber base material 20 from the coating device 66. (3) was applied. The first reinforcing fiber substrate 20 to which the thermosetting composition (3) is applied is taken together with the two second reinforcing fiber substrates 30 in a relaxed state by a drawing machine 56, so that the heat forming metal mold is used. It was drawn into the space S (cross-sectional shape: C shape) of the mold 52. The thermosetting composition (3) was cured in the thermoforming mold 52 to form a molded body, and this was drawn from the thermoforming mold 52 by a drawing machine 56. After the tension applied to the reinforcing fiber base is stabilized, the first reinforcing fiber base 20 is simultaneously immersed in the resin tank 54 in which the thermosetting composition (1) is stored. In addition, the application of the thermosetting composition (3) from the coating device 66 was stopped.

第1の強化繊維基材20を、熱硬化性組成物(1)が貯留された樹脂槽54に1.5〜2.5分間潜らせて、第1の強化繊維基材20に熱硬化性組成物を含浸させた。熱硬化性組成物(1)が含浸した第1の強化繊維基材20を樹脂槽54から引き上げ、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間S(断面形状:C形状)に引き込んだ。同時に、第1の強化繊維基材20を挟むように、第1の供給ロール62および第2の供給ロール64から弛ませた状態で供給された2枚の第2の強化繊維基材30を、引抜機56によって引き取ることによって加熱成形金型52の空間Sに引き込んだ。加熱成形金型52内で熱硬化性組成物を150℃で2〜3分間加熱硬化させて成形体とし、これを加熱成形金型52から引抜機56によって引き抜き、チャンネル形状の引抜成形体10(幅:50mm、高さ:34.5mm、厚さ:3.5mm)を得た。引抜成形体10に対し、オフラインにて200℃で6時間のアフターキュアを行った。   The first reinforcing fiber base material 20 is submerged in the resin tank 54 in which the thermosetting composition (1) is stored for 1.5 to 2.5 minutes, and the first reinforcing fiber base material 20 is thermosetting. The composition was impregnated. The first reinforcing fiber base material 20 impregnated with the thermosetting composition (1) is pulled up from the resin tank 54 and taken out by the drawing machine 56 to be drawn into the space S (cross-sectional shape: C shape) of the thermoforming mold 52. It is. At the same time, the two second reinforcing fiber substrates 30 supplied in a relaxed state from the first supply roll 62 and the second supply roll 64 so as to sandwich the first reinforcing fiber substrate 20, It was drawn into the space S of the heating mold 52 by taking it out by the drawing machine 56. The thermosetting composition is heat-cured at 150 ° C. for 2 to 3 minutes in the thermoforming mold 52 to obtain a molded body, which is pulled out by the drawing machine 56 from the thermoforming mold 52, and the channel-shaped pultruded molded body 10 ( Width: 50 mm, height: 34.5 mm, thickness: 3.5 mm). The pultruded body 10 was subjected to after-curing at 200 ° C. for 6 hours offline.

<例2>
熱硬化性組成物(1)を熱硬化性組成物(2)に変更した以外は例1と同様にして引抜成形体を得た。
<Example 2>
A pultruded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting composition (1) was changed to the thermosetting composition (2).

<例3>
第2の強化繊維基材30の代わりに、MDに配向したガラス繊維を有さず、かつステッチング糸条で結束されていない炭素繊維織物を用いた以外は例1と同様にして引抜成形体を得た。
<Example 3>
A pultruded article in the same manner as in Example 1 except that instead of the second reinforcing fiber substrate 30, a carbon fiber woven fabric that does not have MD-oriented glass fibers and is not bound by stitching yarns is used. Got.

<結果>
例1〜2の引抜成形体の製造時においては、第2の強化繊維基材30の両側縁が中央に寄ってくることがなく、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが抑えられていた。また、例1〜2の引抜成形体は、マット成分を含まないため、充分な強度を有していた。
例3の引抜成形体の製造時においては、炭素繊維織物の両側縁が中央に寄ってしまい、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが発生した。
<Result>
At the time of producing the pultruded bodies of Examples 1 and 2, both side edges of the second reinforcing fiber base material 30 do not approach the center, and the disorder of the carbon fibers oriented obliquely with respect to the MD is suppressed. It was done. Moreover, since the pultruded body of Examples 1-2 did not contain a mat component, it had sufficient strength.
At the time of manufacturing the pultruded article of Example 3, the both side edges of the carbon fiber fabric were shifted to the center, and the disturbance of the carbon fibers oriented obliquely with respect to the MD occurred.

本発明の引抜成形体は、MDに対して斜め方向に配向した炭素繊維の乱れが抑えられて強度が均一であり、かつ単位質量あたりの強度が充分に高いことから、各種引抜成形体として有用である。   The pultruded article of the present invention is useful as various pultruded articles because the disorder of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD is suppressed, the strength is uniform, and the strength per unit mass is sufficiently high. It is.

10 引抜成形体、
12 第1の表層、
14 第2の表層、
16 中間層、
20 第1の強化繊維基材、
22 炭素繊維、
24 MD配向炭素繊維シート、
30 第2の強化繊維基材、
32 斜め配向炭素繊維、
34 第1の斜め配向炭素繊維シート、
36 第2の斜め配向炭素繊維シート、
38 無機繊維糸条、
40 第1のステッチング糸条、
42 第2のステッチング糸条、
42a 上糸、
42b 下糸、
50 製造装置、
52 加熱成形金型、
54 樹脂槽、
56 引抜機、
58 切断機、
60 ガイドロール、
62 第1の供給ロール、
64 第2の供給ロール64、
66 塗布装置、
A 第1の主表面、
B 第2の主表面、
S 空間。
10 pultruded body,
12 first surface layer,
14 Second surface layer,
16 middle class,
20 first reinforcing fiber substrate,
22 carbon fiber,
24 MD oriented carbon fiber sheet,
30 second reinforcing fiber substrate,
32 obliquely oriented carbon fiber,
34 a first obliquely oriented carbon fiber sheet,
36 a second obliquely oriented carbon fiber sheet,
38 Inorganic fiber yarns,
40 First stitching yarn,
42 second stitching yarn,
42a upper thread,
42b lower thread,
50 production equipment,
52 thermoforming mold,
54 Resin tank,
56 drawing machine,
58 cutting machine,
60 guide rolls,
62 first supply roll,
64 second supply roll 64,
66 coating device,
A first main surface,
B second main surface,
S space.

Claims (5)

熱硬化性組成物の硬化物であるマトリックス樹脂と強化繊維基材とを含む引抜成形体であり、
前記強化繊維基材として、MDに配向した複数の炭素繊維からなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを含む、引抜成形体。
It is a pultruded article containing a matrix resin that is a cured product of a thermosetting composition and a reinforcing fiber base,
As the reinforcing fiber base, a first reinforcing fiber base composed of a plurality of carbon fibers oriented in MD, a plurality of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD, and at least one strip of inorganic fibers oriented in MD A pultruded article including a second reinforcing fiber base material in which the yarn is bound by stitching yarn.
前記マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物の硬化物である、請求項1に記載の引抜成形体。   The pultruded article according to claim 1, wherein the matrix resin is a cured product of a thermosetting composition containing an epoxy resin. 熱硬化性組成物と強化繊維基材とを加熱成形金型に引き込み、前記加熱成形金型内で前記熱硬化性組成物を硬化させて所定形状の成形体とし、前記加熱成形金型から前記成形体を引き抜く、引抜成形体の製造方法であり、
前記強化繊維基材として、炭素繊維がMDに配向した炭素繊維トウからなる第1の強化繊維基材と、MDに対して斜め方向に配向した複数の炭素繊維およびMDに配向した少なくとも1条の無機繊維糸条がステッチング糸条によって結束された第2の強化繊維基材とを用いる、引抜成形体の製造方法。
The thermosetting composition and the reinforcing fiber base material are drawn into a thermoforming mold, and the thermosetting composition is cured in the thermoforming mold to form a molded body having a predetermined shape. It is a method for producing a pultruded molded body by pulling out the molded body,
As the reinforcing fiber base, a first reinforcing fiber base made of carbon fiber tows in which carbon fibers are oriented in MD, a plurality of carbon fibers oriented in an oblique direction with respect to MD, and at least one strip oriented in MD A method for producing a pultruded article using a second reinforcing fiber base material in which inorganic fiber yarns are bound by stitching yarns.
前記加熱成形金型に引き込まれる前記第2の強化繊維基材にかかる張力を、前記加熱成形金型に引き込まれる前記第1の強化繊維基材にかかる張力よりも低くする、請求項3に記載の引抜成形体の製造方法。   The tension applied to the second reinforcing fiber base drawn into the thermoforming mold is made lower than the tension applied to the first reinforcing fiber base drawn into the thermoforming mold. Method for producing a pultruded article. 前記熱硬化性組成物としてビニルエステル樹脂を含む熱硬化性組成物を用いて引抜成形体の製造を開始し、その後、前記熱硬化性組成物をエポキシ樹脂を含む熱硬化性組成物に切り替える、請求項3または4に記載の引抜成形体の製造方法。   Starting the production of a pultruded article using a thermosetting composition containing a vinyl ester resin as the thermosetting composition, and then switching the thermosetting composition to a thermosetting composition containing an epoxy resin. The method for producing a pultruded article according to claim 3 or 4.
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